(57)【要約】【課題】  隣合う質量部同士を確実に逆位相で振動させることにより、正規以外の振動モードが励起されるのを防止し、検出精度や信頼性を高める。【解決手段】  ４個の質量部３，７，１１，１２を支持梁１３によって連結し、これらの質量部にはそれぞれ個別振動発生部２２，２３，２４，２５を設ける。そして、各個別振動発生部２２，２３，２４，２５は、互いに隣合う質量部３，１２と、質量部７，１１とを逆位相で振動させることにより、正規の振動モードを励起する。また、角速度検出部３０，３１は、中央質量部３，７の内側枠体５，９がＸ軸方向に振動しつつ、Ｙ軸方向に変位するときの変位量をＺ軸周りの角速度Ωとして検出する。これにより、質量部３，７，１１，１２を正規の振動モードで強制的に振動させることができ、検出精度や信頼性を高めることができる。【選択図】        図１
2005106550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板に一定の方向に並んで配置された複数個の質量部と、前記各質量部を当該質量部が並んだ方向と直交する振動方向に振動可能に連結する支持梁と、該支持梁を前記基板に固定する固定部と、互いに隣合う質量部を逆位相で前記振動方向に振動させる振動発生部と、前記各質量部が振動した状態で一部の質量部が前記振動方向と直交する検出方向に変位するときの変位量を角速度として検出する角速度検出部とを備えてなる角速度検出装置において、
前記振動発生部は互いに隣合う質量部に逆方向の駆動力を付加する構成としたことを特徴とする角速度検出装置。
【請求項２】
前記振動発生部は前記各質量部にそれぞれ対応する個別振動部として個別に設け、互いに隣合う個別振動部は逆方向の駆動力を発生する構成としてなる請求項１に記載の角速度検出装置。
【請求項３】
前記振動発生部によって個々の質量部に付加する駆動力の大きさと当該質量部の質量と駆動振幅とを乗算した乗算値との比率を、前記各質量部間で互いにほぼ等しく設定してなる請求項１または２に記載の角速度検出装置。
【請求項４】
基板と、該基板に一定の方向に並んで配置された複数個の質量部と、前記各質量部を当該質量部が並んだ方向と直交する振動方向に振動可能に連結する支持梁と、該支持梁を前記基板に固定する固定部と、互いに隣合う質量部を逆位相で前記振動方向に振動させる振動発生部と、前記各質量部が振動した状態で一部の質量部が前記振動方向と直交する検出方向に変位するときの変位量を角速度として検出する角速度検出部とを備えてなる角速度検出装置において、
前記振動発生部は前記各質量部のうち少なくとも一部の質量部に設け、前記一部の質量部と隣合う他の質量部には、当該質量部の振動状態をモニタし前記振動発生部を制御するためのモニタ信号を出力する振動モニタ部を設ける構成としたことを特徴とする角速度検出装置。
【請求項５】
前記振動モニタ部は、前記一部の質量部と他の質量部とが互いに逆位相で振動するときに正規のモニタ信号を出力する構成とし、前記振動発生部と振動モニタ部との間には、前記振動モニタ部から正規のモニタ信号が入力されるときに前記振動発生部によって前記各質量部を共振状態に保持する制御回路を設けてなる請求項４に記載の角速度検出装置。
【請求項６】
前記各質量部は直線状に並んで配置された４個の質量部である請求項１，２，３，４または５に記載の角速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば回転体等の角速度を検出するのに好適に用いられる角速度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、角速度検出装置としては、一定方向に振動する質量部が角速度に応じた慣性力（コリオリ力）を受けるのを利用して、コリオリ力による質量部の変位量を角速度として検出するようにした角速度センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−８１９３９号公報
【０００４】
この種の従来技術による角速度センサは、基板上に３個の質量部が並んで配置され、これらの質量部は支持梁によってＸ軸方向に振動可能に連結されている。また、支持梁には、各質量部の間に位置して支持梁の長さ方向途中部位を基板に固定する固定部が設けられている。
【０００５】
また、中央の質量部には、外部から駆動信号（電圧）が印加されることにより基板との間で静電力を発生する振動発生部が設けられている。この場合、振動発生部は、中央の質量部を静電力によってＸ軸方向に振動させることにより、これと隣合う外側の質量部を逆位相で振動させるものである。これにより、従来技術では、固定部を振動の節として隣合う質量部同士を逆位相で振動させながら、これらを一定の共振状態に保持する構成としている。
【０００６】
そして、各質量部が振動しているときに、例えばＹ軸周りの角速度がセンサに加わると、外側の質量部は、その振動状態に応じたコリオリ力を受けることによってＺ軸方向に変位する。この場合、外側の質量部には、Ｚ軸方向の変位量に応じて基板との間で静電容量が変化する角速度検出部が設けられており、この角速度検出部は、外側の質量部の変位量を静電容量の変化によりＹ軸周りの角速度として検出するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した従来技術では、中央の質量部と外側の質量部とを互いに逆位相で振動させながら、これらを一定の共振状態に保持する構成としている。しかし、各質量部は、隣合う質量部同士が互いに逆位相で振動する振動モード（以下、正規の振動モードという）だけでなく、これ以外にも複数種類の振動モードをもつことがあり、例えば多くの質量部を連結する構成とした場合等には、正規以外の振動モード（隣合う質量部同士が逆位相とならない振動モード）の種類も多くなる。
【０００８】
このため、従来技術では、例えばセンサの起動時に正規以外の振動モードが励起され易くなり、センサを起動してから正規の振動モードが励起されるまでの起動時間が長くなったり、正規の振動モードを励起、維持するために振動発生部に高い信号レベル（電圧）の駆動信号を入力する必要が生じ、起動時の性能低下や消費電力の増大を招くという問題がある。
【０００９】
また、質量部が正規以外の振動モードで振動し続けた場合には、その振幅、振動周波数等が想定外の不安定な状態となり、センサとしての検出精度や信頼性が低下するという問題もある。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、質量部に加える駆動力を増大しなくても、隣合う質量部同士を効率よく逆位相で振動させることができ、装置の起動時にも正規の振動モードを安定的に保持できると共に、検出精度や信頼性を向上できるようにした角速度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために本発明は、基板と、該基板に一定の方向に並んで配置された複数個の質量部と、前記各質量部を当該質量部が並んだ方向と直交する振動方向に振動可能に連結する支持梁と、該支持梁を前記基板に固定する固定部と、互いに隣合う質量部を逆位相で前記振動方向に振動させる振動発生部と、前記各質量部が振動した状態で一部の質量部が前記振動方向と直交する検出方向に変位するときの変位量を角速度として検出する角速度検出部とを備えてなる角速度検出装置に適用される。
【００１２】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、振動発生部は互いに隣合う質量部に逆方向の駆動力を付加する構成としたことにある。
【００１３】
また、請求項２の発明によると、振動発生部は各質量部にそれぞれ対応する個別振動部として個別に設け、互いに隣合う個別振動部は逆方向の駆動力を発生する構成としている。
【００１４】
また、請求項３の発明では、振動発生部によって個々の質量部に付加する駆動力の大きさと当該質量部の質量と駆動振幅とを乗算した乗算値との比率を、各質量部間で互いにほぼ等しく設定する構成としている。
【００１５】
また、請求項４の発明によると、振動発生部は各質量部のうち少なくとも一部の質量部に設け、前記一部の質量部と隣合う他の質量部には、当該質量部の振動状態をモニタし前記振動発生部を制御するためのモニタ信号を出力する振動モニタ部を設ける構成としている。
【００１６】
また、請求項５の発明によると、振動モニタ部は、一部の質量部と他の質量部とが互いに逆位相で振動するときに正規のモニタ信号を出力する構成とし、振動発生部と振動モニタ部の間には、振動モニタ部から正規のモニタ信号が入力されるときに振動発生部によって各質量部を共振状態に保持する制御回路を設ける構成としている。
【００１７】
さらに、請求項６の発明によると、各質量部は直線状に並んで配置された４個の質量部により構成している。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、振動発生部は、互いに隣合う質量部に逆方向の駆動力を付加する構成としたので、振動発生部の駆動力によって隣合う質量部を強制的に逆位相で振動させることができ、予め定められた振動モード（正規の振動モード）を励起することができる。これにより、例えば装置の起動時には、駆動力（駆動信号）を余分に大きくしなくても、振動発生部が起動した時点で正規の振動モードを効率よく励起することができ、消費電力を抑えつつ、装置の起動時間を短縮することができる。
【００１９】
そして、正規の振動モードを励起できなかったり、正規以外の振動モードが一時的にでも励起されるのを確実に防止できると共に、一旦励起された正規の振動モードを容易に維持することができる。これにより、起動時を含めて装置の性能を安定化でき、その作動不良を防止することができる。そして、角速度を正確に検出でき、検出精度や信頼性を向上させることができる。
【００２０】
また、請求項２の発明によれば、振動発生部は各質量部にそれぞれ対応する個別振動部として個別に設け、互いに隣合う個別振動部は逆方向の駆動力を発生する構成としたので、個別振動発生部によって隣合う質量部に逆方向の駆動力を付加することができ、正規の振動モードを確実かつ容易に励起することができる。
【００２１】
また、請求項３の発明によれば、振動発生部によって個々の質量部に付加する駆動力の大きさと当該質量部の質量と駆動振幅とを乗算した乗算値との比率を、各質量部間で互いにほぼ等しく設定する構成としたので、各質量部を一定の外力（駆動力）によって静的に変位させたときの変位状態（静的な駆動力による質量部の変位状態）と、正規の振動モードにおける各質量部の振動状態とを類似させることができ、正規の振動モードの励振効率を高めることができる。
【００２２】
また、振動発生部から各質量部に付加される駆動力の比率を適切に設定できるので、例えば一定のＱ値をもつ質量部に対して一定の駆動信号（駆動電圧）で大きな振幅を得ることができる。これにより、励振効率を最適に近い状態まで高めることができ、検出感度を向上させることができる。また、正規以外の振動モードの励起を抑えることにより、例えば検出方向への振動モード（検出モード）等が励起されるのも阻止することができる。これにより、質量部が角速度に関係なく検出方向に位置ずれして検出信号にノイズが発生し、信号のドリフト等が生じるのを抑制でき、検出動作を安定させることができる。
【００２３】
また、請求項４の発明によれば、振動発生部は、各質量部のうち少なくとも一部の質量部に設け、これと隣合う他の質量部には振動モニタ部を設ける構成としたので、装置の作動時には、振動発生部により駆動した一部の質量部の振動が支持梁を介して他の質量部に伝わることにより、各質量部を振動させることができる。そして、一部の質量部を駆動するときには、これと隣合う他の質量部の振動状態を振動モニタ部によってモニタすることができ、このモニタ結果を用いて駆動力（駆動信号）の状態を制御することにより、一部の質量部と他の質量部とを互いに逆位相で振動させることができる。
【００２４】
これにより、駆動力を余分に大きくしなくても、正規の振動モードを効率よく励起することができ、消費電力を抑えつつ、装置の起動時間を短縮することができる。そして、正規の振動モードを励起できなかったり、正規以外の振動モードが一時的にでも励起されるのを確実に防止でき、一旦励起された正規の振動モードを容易に維持することができる。従って、装置の性能を安定化して角速度を正確に検出でき、検出精度や信頼性を向上させることができる。
【００２５】
また、請求項５の発明によれば、振動モニタ部は、一部の質量部と他の質量部とが互いに逆位相で振動しているときに正規のモニタ信号を出力し、制御回路は、正規のモニタ信号が入力されるときに振動発生部によって各質量部を共振状態に保持する構成としたので、振動モニタ部は、正規の振動モードが励起されているときに正規のモニタ信号を出力でき、正規以外の振動モードでは、信号波形が異なるモニタ信号を出力することができる。
【００２６】
これにより、制御回路は、振動モニタ部から正規のモニタ信号が入力されるときに、振動発生部によって各質量部を共振状態に保持することができる。また、正規以外のモニタ信号が入力されるときには、正規の振動モードが励起されるように、振動発生部に出力する駆動信号をフィードバック制御でき、正規の振動モードのみを安定的に励起することができる。
【００２７】
さらに、請求項６の発明によれば、各質量部は、直線状に並んで配置された４個の質量部により構成したので、４個の質量部を、これら全体の重心を挟んで対称な形状に形成、配置でき、これらの質量部は、全体の重心をほぼ一定の位置に保持しつつ、互いに逆位相で安定的に振動することができる。また、各質量部に僅かな寸法誤差、加工誤差等がある場合でも、この誤差による共振周波数の差等を対称な形状によって補償することができる。
【００２８】
これにより、互いに逆位相となる質量部をバランスよく振動させて振動時の反力を相互に打消すことができ、基板側に振動が伝わるのを確実に抑制することができる。従って、例えば一部の質量部が角速度に応じて検出方向に変位し、この変位量を角速度として検出するときには、基板の振動によって検出精度が低下するのを防止でき、角速度を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態による角速度検出装置を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
まず、図１及び図２は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、基板と垂直なＺ軸周りの角速度を検出する角速度センサを例に挙げて述べる。
【００３１】
図中、１は角速度センサ、２は該角速度センサ１のベースを構成する基板で、該基板２は、例えばシリコン材料、ガラス材料等により平板状に形成され、互いに直交するＸ軸，Ｙ軸及びＺ軸のうち、例えばＸ軸とＹ軸とに沿って水平に延びると共に、Ｚ軸と垂直に配置されている。
【００３２】
また、基板２上には、例えば導電性を有する低抵抗なシリコン材料等にエッチング加工を施すことにより、後述の質量部３，７，１１，１２、支持梁６，１０，１３、固定部１５、駆動電極１６，１７，１８，１９，２０，２１、検出電極２６，２７，２８，２９、振動モニタ部３４等が形成されている。
【００３３】
３は基板２上に配置された第１の中央質量部で、該第１の中央質量部３は、Ｙ軸方向に並んで配置された４個の質量部３，７，１１，１２のうち、第２の中央質量部７と共に中央寄りに配置されている。また、中央質量部３は、四角形の枠状に形成された外側枠体４と、該外側枠体４の内側に配置された四角形の枠状体からなる内側枠体５と、該内側枠体５の四隅と外側枠体４との間に設けられた例えば４本の内側支持梁６とにより構成されている。
【００３４】
ここで、外側枠体４は、中央質量部３がＸ軸方向（振動方向）に振動するときに、後述する外側支持梁１３の撓み変形がＹ軸方向（検出方向）の変位となって内側枠体５に伝わるのを遮断している。また、内側支持梁６は、Ｘ軸方向に延びてＹ軸方向に撓み変形可能に形成され、内側枠体５をＹ軸方向に変位可能に支持すると共に、内側枠体５がＸ軸方向に変位するのを規制している。
【００３５】
７は基板２上に配置された第２の中央質量部で、該第２の中央質量部７は、中央質量部３とほぼ同様に、外側枠体８、内側枠体９及び各内側支持梁１０により構成されている。そして、内側枠体９は、各内側支持梁１０が撓み変形することによりＹ軸方向に変位可能となっている。
【００３６】
１１，１２はＹ軸方向に対して中央質量部３，７の外側に配置された第１，第２の外側質量部で、該外側質量部１１，１２は、Ｘ軸方向に延びる直線状の質量体として形成され、その長さ方向の両端側は各外側支持梁１３にそれぞれ連結されている。
【００３７】
１３は質量部３，７，１１，１２を挟んでＸ軸方向の両側に配置された左，右の外側支持梁で、該各外側支持梁１３は、ばね性を有する細幅な梁として形成され、Ｙ軸方向に直線状に延びると共に、Ｘ軸方向に撓み変形可能となっている。また、各外側支持梁１３の長さ方向途中部位には、高い剛性を有する幅広な連結部１４を介して質量部３，７の外側枠体４，８が連結され、外側支持梁１３の長さ方向両端側には外側質量部１１，１２が連結されている。
【００３８】
これにより、４個の質量部３，７，１１，１２は、Ｙ軸方向に直線状に並んだ状態で各外側支持梁１３によりＸ軸方向に振動可能に支持されている。また、これらの質量部３，７，１１，１２は、質量部全体の重心Ｇを挟んでほぼ対称に配置されている。
【００３９】
そして、後述の個別振動発生部２２，２３，２４，２５に駆動信号をそれぞれ印加したときには、図２に示す如く、互い隣合う質量部３，１２と質量部７，１１とが、これら全体の重心Ｇをほぼ一定の位置に保持しつつ、逆位相（位相が１８０°ずれた状態）でＸ軸方向に振動する。即ち、例えば質量部３，１２がＸ軸方向に沿って矢示ａ1方向に振動するときには、質量部７，１１がこれと逆向きの矢示ａ2方向に振動する。
【００４０】
このように、隣合う質量部同士が互いに逆位相で振動する振動モードは、角速度センサ１が作動するときの正規の振動モードとして予め定められているものである。この振動モードにおいて、質量部３，１２と質量部７，１１とは、重心Ｇを中心として対称な位置で安定的に振動できると共に、重心Ｇの周囲でバランスよく振動することによって基板２への振動伝達を抑えることができる。また、正規の振動モードでは、各外側支持梁１３がＸ軸方向に略Ｓ字状をなして撓み変形しつつ、くねるように振動し、その長さ方向途中部位には、振動の節となってほぼ一定の位置を保持する例えば３箇所の節部１３Ａがそれぞれ形成される。
【００４１】
１５は基板２に設けられた固定部で、該固定部１５は、質量部３，７，１１，１２等を取囲む位置で基板２上に固定された四角形状の台座部１５Ａと、基板２の左，右両側に位置して該台座部１５Ａの内側に一体に形成され、Ｙ軸方向に延びた略Ｔ字状の延設部１５Ｂと、該各延設部１５Ｂにそれぞれ設けられ、基板２から離れた位置で各外側支持梁１３の節部１３Ａに連結された例えば略コ字状、Ｕ字状等をなす３個の腕部１５Ｃとによって構成されている。
【００４２】
ここで、各腕部１５Ｃは、質量部３，７，１１，１２、支持梁６，１０，１３、可動側の電極１８，１９，２０，２１，２８，２９等を基板２から離間した状態に保持している。この場合、腕部１５Ｃは、各質量部等を外側支持梁１３の節部１３Ａ（振動の節）の位置で支持しているため、これらの振動が節部１３Ａの位置で打消されるようになり、基板２に振動が伝わるのを抑制することができる。これにより、中央質量部３，７の内側枠体５，９がＺ軸周りの角速度Ωに応じてＹ軸方向に変位し、その変位量を角速度Ωとして検出するときには、基板２の振動によって検出精度が低下するのを防止できるものである。
【００４３】
次に、質量部３，７，１１，１２の駆動機構について説明すると、まず１６は基板２に設けられた例えば２個の固定側駆動電極で、該各固定側駆動電極１６は、例えば複数の電極板１６Ａ，１６Ｂを有する櫛歯状電極からなり、第１の中央質量部３と外側質量部１１との間にＸ軸方向に間隔をもって配置されている。この場合、各電極板１６Ａは中央質量部３に面して配置され、各電極板１６Ｂは外側質量部１１に面して配置されている。そして、これらの電極板１６Ａ，１６Ｂは櫛歯状に並んで形成され、Ｙ軸方向に間隔をもってＸ軸方向に延びている。
【００４４】
また、第２の中央質量部７と外側質量部１２との間には、他の２個の固定側駆動電極１７がＸ軸方向に間隔をもって設けられ、該各固定側駆動電極１７は、中央質量部７に面して配置された複数の電極板１７Ａと、外側質量部１２に面して配置された複数の電極板１７Ｂとを有している。
【００４５】
１８は各固定側駆動電極１６に対応して第１の中央質量部３の外側枠体４に設けられた可動側駆動電極で、該各可動側駆動電極１８は、例えば櫛歯状電極からなり、固定側駆動電極１６の各電極板１６ＡとＹ軸方向の隙間をもって噛合する複数の電極板１８Ａを有している。
【００４６】
また、第２の中央質量部７の外側枠体８にも、各固定側駆動電極１７に対応する可動側駆動電極１９がそれぞれ設けられ、その電極板１９Ａは、固定側駆動電極１７の各電極板１７Ａと噛合している。さらに、外側質量部１１，１２にも同様に、可動側駆動電極２０，２１がそれぞれ左，右方向に間隔をもって設けられている。そして、可動側駆動電極２０の電極板２０Ａは、固定側駆動電極１６の各電極板１６Ｂと噛合し、可動側駆動電極２１の電極板２１Ａは、固定側駆動電極１７の各電極板１７Ｂと噛合している。
【００４７】
２２は第１の中央質量部３にＸ軸方向に間隔をもって設けられた振動発生部としての左，右の振動発生部で、該各個別振動発生部２２は、固定側駆動電極１６の各電極板１６Ａと、可動側駆動電極１８の各電極板１８Ａとによってそれぞれ構成されている。
【００４８】
２３は第２の中央質量部７に設けられた左，右の振動発生部で、該各個別振動発生部２３は、固定側駆動電極１７の各電極板１７Ａと、可動側駆動電極１９の各電極板１９Ａとによってそれぞれ構成されている。また、２４は第１の外側質量部１１に設けられた左，右の振動発生部で、該各個別振動発生部２４は、固定側駆動電極１６の各電極板１６Ｂと、可動側駆動電極２０の各電極板２０Ａとにより構成されている。さらに、２５は第２の外側質量部１２に設けられた左，右の振動発生部で、該各個別振動発生部２５は、固定側駆動電極１７の各電極板１７Ｂと、可動側駆動電極２１の各電極板２１Ａとにより構成されている。
【００４９】
このように、本実施の形態では、図２に示すように、各質量部３，７，１１，１２にそれぞれ対応する個別振動発生部２２，２３，２４，２５を設け、これらの個別振動発生部２２〜２５によって静電力（駆動力）Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4をそれぞれ発生することにより、各質量部を振動させる構成としている。
【００５０】
この場合、例えばセンサの制御回路（図示せず）から左，右の個別振動発生部２２，２２（左，右の固定側駆動電極１６，１６）に対して、互いに逆位相の駆動信号を印加すると、左，右の固定側駆動電極１６（各電極板１６Ａ）と可動側駆動電極１８（各電極板１８Ａ）との間には、駆動力となる静電力が交互に発生し、中央質量部３が矢示ａ1，ａ2方向に振動する。このとき、右，左の個別振動発生部２３，２３（右，左の固定側駆動電極１７，１７）には、左，右の個別振動発生部２２，２２と同位相の駆動信号を印加する。これにより、質量部３，７には互いに反対方向の駆動力（例えば、矢示ａ1，ａ2方向の駆動力Ｆ1，Ｆ2）が付加される。
【００５１】
一方、個別振動発生部２２の櫛歯状電極と個別振動発生部２４の櫛歯状電極とはＸ軸方向に対して反対向きに形成されると共に、個別振動発生部２３の櫛歯状電極と個別振動発生部２５の櫛歯状電極とはＸ軸方向に対して反対向きに形成されている。即ち、個別振動発生部２２，２５を構成する各電極板１６Ａ，１８Ａ，１７Ｂ，２１Ａの伸長方向と、個別振動発生部２３，２４を構成する各電極板１７Ａ，１９Ａ，１６Ｂ，２０Ａの伸長方向とは、Ｘ軸方向に対して互いに逆向きに形成されている。このため、例えば個別振動発生部２２，２５により質量部３，１２に矢示ａ1方向の駆動力Ｆ1，Ｆ4が付加されるときには、個別振動発生部２３，２４により質量部７，１１には矢示ａ2方向の駆動力Ｆ2，Ｆ3が付加される。この結果、駆動力Ｆ1，Ｆ4と駆動力Ｆ2，Ｆ3とはＸ軸方向に沿って互いに逆方向（逆位相）に作用する。
【００５２】
これにより、本実施の形態では、質量部３，７，１１，１２の位相を個別振動発生部２２，２３，２４，２５によって個別に設定し、隣合う質量部同士が逆位相となる正規の振動モードを強制的に励起する構成としている。
【００５３】
ここで、個別振動発生部２２〜２５で発生する駆動力Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4は、質量部３，７，１１，１２の質量ｍ1，ｍ2，ｍ3，ｍ4と、これらの質量部がそれぞれ振動するときの駆動振幅Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4とに対して、下記数１の式を満たすように予め設定されている。
【００５４】
【数１】
2005106550.tif 000003
【００５５】
即ち、個別振動発生部２２〜２５によって個々の質量部に付加する駆動力Ｆｉ（但し，ｉ＝１，２，３，４）の大きさと、当該質量部の質量ｍｉと駆動振幅Ａｉとを乗算した乗算値（ｍｉ×Ａｉ）との比率（ｍｉ×Ａｉ／Ｆｉ）は、各質量部３，７，１１，１２間で互いにほぼ等しく設定されている。この結果、後述の理由により正規の振動モードを効率よく励起することができる。
【００５６】
次に、角速度の検出機構について説明すると、まず２６，２７は基板２に設けられた固定側検出電極で、これらは例えば櫛歯状電極により構成されている。そして、固定側検出電極２６は、Ｙ軸方向に間隔をもってＸ軸方向に延びる複数の電極板２６Ａを有し、第１の中央質量部３の内側枠体５内に配置されている。また、固定側検出電極２７は、検出電極２６とほぼ同様の電極板２７Ａを有し、第２の中央質量部７の内側枠体９内に配置されている。
【００５７】
２８は固定側検出電極２６に対応して中央質量部３の内側枠体５に設けられた可動側検出電極で、該可動側検出電極２８は、固定側検出電極２６の各電極板２６ＡとＹ軸方向の隙間をもって噛合する複数の電極板２８Ａを有している。また、２９は固定側検出電極２７に対応して中央質量部７の内側枠体９に設けられた可動側検出電極で、該可動側検出電極２９の電極板２９Ａは、固定側検出電極２７の各電極板２７ＡとＹ軸方向の隙間をもって噛合している。
【００５８】
３０は中央質量部３に設けられた第１の角速度検出部で、該第１の角速度検出部３０は、固定側検出電極２６と可動側検出電極２８とからなり、これらの電極板２６Ａ，２８Ａは平行平板コンデンサとして構成されている。そして、角速度検出部３０は、第１の中央質量部３がＺ軸周りの角速度ΩによってＹ軸方向に変位するときに、その変位量を検出電極２６，２８間の静電容量の変化により角速度Ωとして検出するものである。
【００５９】
３１は中央質量部７に設けられた第２の角速度検出部で、該第２の角速度検出部３１は、固定側検出電極２７と可動側検出電極２９とにより構成されている。そして、角速度検出部３１は、第２の中央質量部７が角速度ΩによってＹ軸方向に変位するときに、その変位量を検出電極２７，２９間の静電容量の変化により角速度Ωとして検出する。
【００６０】
ここで、第１の角速度検出部３０は、例えば中央質量部３の内側枠体５がＹ軸方向に沿って矢示ｂ1方向に変位するときに検出電極２６，２８間の静電容量が増大し、内側枠体５が矢示ｂ2方向に変位するときに静電容量が減少する。これと逆に、第２の角速度検出部３１は、例えば中央質量部７の内側枠体９が矢示ｂ1方向に変位するときに検出電極２７，２９間の静電容量が減少し、内側枠体９が矢示ｂ2方向に変位するときに静電容量が増大する。
【００６１】
３２は外側質量部１１，１２の近傍で基板２にそれぞれ設けられた固定側モニタ電極で、該各固定側モニタ電極３２は、例えば櫛歯状電極からなり、外側質量部１１，１２に設けられた櫛歯状の可動側モニタ電極３３と隙間をもって噛合している。
【００６２】
３４は外側質量部１１，１２にそれぞれ設けられた振動モニタ部で、該各振動モニタ部３４は、固定側モニタ電極３２と可動側モニタ電極３３とによって構成され、センサの制御回路等によって駆動信号をフィードバック制御するために外側質量部１１，１２の振動状態をモニタするものである。
【００６３】
本実施の形態による角速度センサ１は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００６４】
まず、例えばセンサの制御回路から左，右の個別振動発生部２２，２２（左，右の固定側駆動電極１６，１６）に対して、互いに逆位相となる交流の駆動信号を直流バイアス電圧と共に印加すると、左，右の固定側駆動電極１６（各電極板１６Ａ）と可動側駆動電極１８（各電極板１８Ａ）との間には、駆動力となる静電力が交互に発生し、中央質量部３が矢示ａ1，ａ2方向に振動する。このとき、右，左の個別振動発生部２３，２３（右，左の固定側駆動電極１７，１７）には、左，右の個別振動発生部２２，２２と同位相の駆動信号を印加する。これにより、質量部３，７には互いに反対方向の駆動力（例えば、矢示ａ1，ａ2方向の駆動力Ｆ1，Ｆ2）が付加される。
【００６５】
一方、個別振動発生部２２の櫛歯状電極と個別振動発生部２４の櫛歯状電極とはＸ軸方向に対して反対向きに形成されると共に、個別振動発生部２３の櫛歯状電極と個別振動発生部２５の櫛歯状電極とはＸ軸方向に対して反対向きに形成されている。このため、質量部７，１１には質量部３，１２と逆向きの駆動力（例えば、駆動力Ｆ1，Ｆ4とは逆方向の駆動力Ｆ2，Ｆ3）が付加される。
【００６６】
この結果、例えば個別振動発生部２２，２５によって質量部３，１２に矢示ａ1方向の駆動力Ｆ1，Ｆ4が付加されるときには、個別振動発生部２３，２４によって質量部７，１１に逆方向（矢示ａ2方向）の駆動力Ｆ2，Ｆ3が付加される。これにより、質量部３，１２と質量部７，１１とは、これら全体の重心Ｇをほぼ一定の位置として互いに逆位相で振動し、その振動状態は、重心Ｇを挟んで対称位置を保持することによりバランスのよいものとなる。
【００６７】
ここで、質量部３，７，１１，１２の振動状態としては、図２に示すように、隣合う質量部同士が互いに逆位相で振動する正規の振動モードだけでなく、例えば図３ないし図５に示すように、正規の振動モードと異なる比較例１，２，３の振動モード等が存在する。この場合、比較例１の振動モードでは、例えば質量部３′，１１′同士、質量部７′，１２′同士がそれぞれ同位相で振動し、比較例２の振動モードでは、中央質量部３′，７′同士、外側質量部１１′，１２′同士がそれぞれ同位相で振動する。また、比較例３の振動モードでは、全ての質量部３′，７′，１１′，１２′が同位相で振動する。
【００６８】
そして、このような正規及び正規以外の振動モードのうち、実際に励起され易い振動モードは、例えば各質量部を一定の外力（駆動力）によって静的に変位させたときの変位状態（以下、静的な駆動力による質量部の変位状態という）や、駆動信号Ｖｄの位相、大きさ、質量部の振動特性のＱ値等に応じて定まるものである。
【００６９】
この場合、本実施の形態では、４個の質量部３，７，１１，１２にそれぞれ個別振動発生部２２，２３，２４，２５を設けているので、これらの個別振動発生部２２〜２５によって隣合う質量部同士を強制的に逆位相で振動させることができ、質量部が正規以外の振動モードで振動するのを確実に防止することができる。
【００７０】
また、正規の振動モードを励起する場合には、静的な駆動力による質量部の変位状態（変位形状）と、正規の振動モードによる質量部の変位状態とが類似しているときに、振動エネルギが最も効率的に伝達されるようになり、正規の振動モードを効率よく励振することができる。
【００７１】
このため、例えば図６に示す比較例４のように、振動発生部２４′，２５′によって外側質量部１１′，１２′のみを駆動する構成とした場合には、静的な駆動力による質量部の変位状態が正規の振動モードにおける質量部の変位状態（図２参照）と異なるため、正規の振動モードの励振効率が低下する。
【００７２】
即ち、この比較例における各質量部の静的な変位状態は、外側質量部１１′，１２′の変位量が大きくなり、中央質量部３′，７′の変位量が小さくなるため、このような構成では、センサ１を起動してから正規の振動モードが励起されるまでの起動時間が長くなったり、駆動信号の信号レベル（電圧）が低いと正規以外の振動モードが励起され易くなる等の問題があった。
【００７３】
これに対し、本実施の形態では、前記数１の式に示すように、質量部３，７，１１，１２に付加する駆動力Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4を適切な比率で設定しているので、正規の振動モードを効率よく励起することができる。即ち、各質量部が振動しているときに、個々の質量部に加わる慣性力Ｐｉ（但し，ｉ＝１，２，３，４）は、各質量部の質量ｍｉ、駆動振幅Ａｉと、振動の角周波数ωとを用いて下記数２の式のように表すことができる。
【００７４】
【数２】
2005106550.tif 000004
【００７５】
そして、各質量部がＸ軸方向に最大変位（振動）したときに、個々の質量部に加わる最大の慣性力Ｐｉ′（＝−ｍｉ×Ａｉ×ω２）と、外側支持梁１３のばね力とが釣合った状態となる。そこで、質量部３，７，１１，１２に付加する駆動力Ｆ1〜Ｆ4の比率と、個々の質量部に加わる最大の慣性力Ｐｉ′の比率とを等しくすることにより、静的な駆動力による質量部の変位状態と、正規の振動モードにおける質量部の変位状態とを等しく設定でき、質量部３，７，１１，１２を正規の振動モードの励振効率を高めることができる。この場合、駆動力Ｆ1〜Ｆ4は、例えば駆動電極１６〜２１等の個数、電極形状、電極間の対向面積等を適切に調整することにより、所望の比率に設定することができる。
【００７６】
次に、角速度の検出動作について述べると、まず質量部３，７，１１，１２が振動した状態で基板２にＺ軸周りの角速度Ωが加わると、中央質量部３のうち一方の質量部３は、下記数３の式に示すＹ軸方向のコリオリ力Ｆｃを受けるようになる。このため、中央質量部３の内側枠体５は、内側支持梁６が撓み変形することにより、例えばコリオリ力Ｆｃに応じて矢示ｂ1方向に変位する。
【００７７】
【数３】
2005106550.tif 000005
【００７８】
また、他方の中央質量部７は、中央質量部３と逆位相（逆方向の速度）で振動しているため、中央質量部３と逆向きのコリオリ力（−Ｆｃ）を受けるようになり、その内側枠体９は矢示ｂ2方向に変位する。これにより、角速度検出部３０，３１では静電容量がそれぞれ増大するので、これらの静電容量の変化をＺ軸周りの角速度Ωとして検出することができる。
【００７９】
かくして、本実施の形態によれば、質量部３，７，１１，１２には、それぞれ個別振動発生部２２，２３，２４，２５を設け、これらの個別振動発生部２２〜２５は、互いに隣合う質量部３，１２、質量部７，１１に対して、互いに逆方向となる駆動力Ｆ1，Ｆ4、駆動力Ｆ2，Ｆ3を付加する構成としている。
【００８０】
これにより、個別振動発生部２２〜２５は、これらの駆動力Ｆ1〜Ｆ4によって隣合う質量部３，１２と質量部７，１１とを強制的に逆位相で振動させることができ、正規の振動モードを確実かつ容易に励起することができる。このため、例えば角速度センサ１の起動時には、駆動力Ｆ1〜Ｆ4（駆動信号）等を余分に大きくしなくても、個別振動発生部２２〜２５が起動した時点で正規の振動モードを効率よく励起することができ、センサ１の消費電力を抑えつつ、その起動時間を短縮することができる。
【００８１】
そして、正規の振動モードを励起できなかったり、正規以外の振動モードが一時的にでも励起されるのを確実に防止できると共に、一旦励起された正規の振動モードを容易に維持することができる。これにより、起動時を含めてセンサ１の性能を安定化でき、その作動不良を防止することができる。そして、角速度を正確に検出でき、検出精度や信頼性を向上させることができる。
【００８２】
この場合、前記数１の式として示したように、質量部３，７，１１，１２にそれぞれ付加する駆動力Ｆ1〜Ｆ4の比率と、各質量部毎に質量ｍｉ（ｉ＝１，２，３，４）と駆動振幅Ａｉとを乗算した積（ｍｉ×Ａｉ）の比率とを等しく設定したので、静的な駆動力による各質量部３，７，１１，１２の変位状態と、正規の振動モードにおける各質量部の振動状態とを類似させることができ、正規の振動モードの励振効率を高めることができる。
【００８３】
また、駆動力Ｆ1〜Ｆ4の比率を適切に設定できるので、例えば一定のＱ値をもつ質量部３，７，１１，１２に対して一定の駆動信号（駆動電圧）で大きな振幅を得ることができる。これにより、励振効率を最適に近い状態まで高めることができ、検出感度を向上させることができる。
【００８４】
また、正規以外の振動モードの励起を抑えることにより、例えば検出方向（Ｙ軸方向）への振動モード（検出モード）等が励起されるのも阻止することができる。これにより、質量部３，７，１１，１２が角速度に関係なく検出方向に位置ずれして検出信号にノイズが発生し、信号のドリフト等が生じるのを抑制でき、検出動作を安定させることができる。
【００８５】
一方、４個の質量部３，７，１１，１２を直線状に並べて配置したので、これらの質量部を、全体の重心Ｇを挟んで対称な形状に形成、配置でき、各質量部３，７，１１，１２は、全体の重心Ｇをほぼ一定の位置に保持しつつ、互いに逆位相で安定的に振動することができる。また、各質量部に僅かな寸法誤差、加工誤差等がある場合でも、この誤差による共振周波数の差等を対称な形状によって補償することができる。
【００８６】
これにより、互いに逆位相となる中央質量部３，７同士（または外側質量部１１，１２同士）をバランスよく振動させて振動時の反力を相互に打消すことができ、基板２側に振動が伝わるのを確実に抑制することができる。従って、中央質量部３，７の内側枠体５，９がＹ軸方向に変位する変位量を角速度Ωとして検出するときには、基板２の振動によって検出精度が低下するのを防止でき、角速度を正確に検出することができる。
【００８７】
次に、図７ないし図９は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、各質量部のうち一部の質量部に振動発生部を設け、この質量部と隣合う他の質量部には振動モニタ部を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８８】
４１は角速度センサで、該角速度センサ４１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、基板２、質量部３，７，１１，１２、支持梁６，１０，１３、固定部１５、駆動電極２０，２１、検出電極２６，２７，２８，２９等により構成されている。しかし、中央質量部３，７には振動発生部が配設されず、後述の振動モニタ部５０，５１が配設されている。
【００８９】
４２は基板２に設けられた例えば２個の固定側駆動電極で、該各固定側駆動電極４２は、第１の実施の形態とほぼ同様に、例えば複数の電極板４２Ａを有する櫛歯状電極として形成されているものの、第１の実施の形態の固定側駆動電極１６から中央質量部３側の電極板１６Ａを省略した構成となっている。また、基板２上には、複数の電極板４３Ａを有する他の２個の固定側駆動電極４３が設けられ、これらの駆動電極４３は、第１の実施の形態の固定側駆動電極１７から中央質量部７側の電極板１７Ａを省略した構成となっている。
【００９０】
４４は第１の外側質量部１１に設けられた左，右の振動発生部で、該各振動発生部４４は、第１の実施の形態とほぼ同様に、固定側駆動電極４２の各電極板４２Ａと、可動側駆動電極２０の各電極板２０Ａとによって構成されている。また、４５は第２の外側質量部１２に設けられた左，右の振動発生部で、該各振動発生部４５は、固定側駆動電極４３の各電極板４３Ａと、可動側駆動電極２１の各電極板２１Ａとにより構成されている。
【００９１】
そして、振動発生部４４，４５は、後述の制御回路５２から駆動信号Ｖｄが印加されることにより静電力を発生し、これを駆動力として外側質量部１１，１２をＸ軸方向に振動させる。この場合、例えば振動発生部４４が矢示ａ2方向の駆動力Ｆ3′を発生するときに、振動発生部４５は、これと逆方向（逆位相）となる矢示ａ1方向の駆動力Ｆ4′を発生する。
【００９２】
４６は中央質量部３の近傍で基板２に設けられた固定側モニタ電極、４７は中央質量部７の近傍で基板２に設けられた固定側モニタ電極で、これらの固定側モニタ電極４６，４７は、例えば櫛歯状電極からなり、Ｙ軸方向に間隔をもってＸ軸方向に延びる複数の電極板４６Ａ，４７Ａを有している。
【００９３】
そして、固定側モニタ電極４６の各電極板４６Ａは、中央質量部３に設けられた可動側モニタ電極４８の各電極板４８ＡとＹ軸方向の隙間をもって噛合し、固定側モニタ電極４７の各電極板４７Ａは、中央質量部７に設けられた可動側モニタ電極４９の各電極板４９Ａと噛合している。
【００９４】
５０は中央質量部３の振動状態をモニタする第１の振動モニタ部で、該振動モニタ部５０は、固定側モニタ電極４６と可動側モニタ電極４８とにより構成されている。そして、振動モニタ部５０は、中央質量部３の振動状態をモニタ電極４６，４８間の静電容量の変化により検出し、後述のＣ−Ｖ変換回路５３を介してモニタ信号Ｖｍを出力する。また、５１は中央質量部７の振動状態をモニタする第２の振動モニタ部で、該振動モニタ部５１は、固定側モニタ電極４７と可動側モニタ電極４９とにより構成され、中央質量部７の振動状態を検出してモニタ信号Ｖｍを出力する。
【００９５】
このように、本実施の形態では、外側質量部１１，１２に振動発生部４４，４５を設け、これと隣合う中央質量部３，７には振動モニタ部５０，５１を設ける構成としている。そして、振動モニタ部５０，５１は、隣合う質量部同士が互いに逆位相で振動するときに、後述の自励振動作が可能となる正規のモニタ信号Ｖｍ′（例えば、図９参照）を出力する。この場合、正規のモニタ信号Ｖｍ′は、例えばモニタ電極４６〜４９の個数、電極形状、電極間の対向面積等を適切に調整することにより、所望の信号波形に設定することができる。
【００９６】
そして、角速度センサ４１の制御回路５２では、振動モニタ部５０，５１から正規のモニタ信号Ｖｍ′が出力されるように駆動信号Ｖｄをフィードバック制御し、このフィードバック制御によって各質量部を正規の振動モードで共振状態（自励振状態）に保持する構成となっている。
【００９７】
次に、図８を参照しつつ、角速度センサ４１の振動発生部４４，４５と振動モニタ部５０，５１との間に設けられた制御回路５２について説明すると、この制御回路５２は、振動発生部４４，４５から正規のモニタ信号Ｖｍ′が入力されるときに、振動発生部４４，４５によって各質量部を共振状態に保持するものである。そして、制御回路５２は、後述のＣ−Ｖ変換回路５３、位相シフト回路５５、自動利得制御回路５６等により構成されている。
【００９８】
５３は振動モニタ部５０，５１の出力側にそれぞれ接続されたＣ−Ｖ（静電容量−電圧）変換回路で、該各Ｃ−Ｖ変換回路５３は、振動モニタ部５０，５１の静電容量の変化を電圧変化に変換し、これらの電圧変化を電圧信号としてそれぞれ出力する。
【００９９】
ここで、中央質量部３，７が互いに逆位相で振動しているときに、これら２つの電圧信号は互いに逆位相となるものである。そして、２つの電圧信号は差動増幅器５４によって差動増幅され、モニタ信号Ｖｍとして位相シフト回路５５に出力される。この場合、振動モニタ部５０，５１、Ｃ−Ｖ変換回路５３、差動増幅器５４等は、差動増幅後のモニタ信号Ｖｍが適切な位相となるように予め設計されている。
【０１００】
５５は位相シフト回路で、該位相シフト回路５５は、例えばモニタ信号Ｖｍを一定の位相差（例えば、９０°）分だけ進ませた補正信号を生成し、この補正信号を自動利得制御回路５６に出力する。
【０１０１】
５６は位相シフト回路５５の出力側に接続された自動利得制御回路で、該自動利得制御回路５６は、例えば左，右の振動発生部４４，４５に対して、増幅器５７、アンプ５８、反転アンプ５９等を介して互いに逆位相となる駆動信号Ｖｄを出力し、質量部３，７，１１，１２をＸ軸方向に振動させる。
【０１０２】
ここで、一般に質量部３，７，１１，１２が共振状態で振動しているときには、駆動信号Ｖｄの位相に対してモニタ信号Ｖｍの位相が９０°遅れることが知られている。
【０１０３】
このため、自動利得制御回路５６は、位相シフト回路５５の補正信号を用いてモニタ信号Ｖｍよりも位相が９０°進んだ駆動信号Ｖｄを発生すると共に、モニタ信号Ｖｍが所定の信号レベル（振幅）を保持するように駆動信号Ｖｄの信号レベルを増幅し、これを振動発生部４４，４５に出力する。
【０１０４】
これにより、自動利得制御回路５６は、駆動信号Ｖｄの周波数をフィードバック制御して質量部の共振周波数と一致させることができ、各質量部を常に共振状態で振動させることができる。そして、このような共振状態（以下、自励振動作という）における振幅を一定の大きさに保持することができる。
【０１０５】
ここで、角速度センサ４１の作動時には、振動発生部４４，４５によって外側質量部１１，１２に逆位相の駆動力Ｆ3′，Ｆ4′を加えると、この振動が外側支持梁１３を介して中央質量部３，７に伝達される。これにより、各質量部３，７，１１，１２は、例えば第１の実施の形態の図２に示す正規の振動モードで振動するか、または図３に示す比較例１の振動モードで振動するようになる。この場合、駆動力Ｆ3′，Ｆ4′を逆位相としているので、比較例２，３の振動モードは励起されない。
【０１０６】
そして、正規の振動モードが励起され、中央質量部３が外側質量部１１に対して（または中央質量部７が外側質量部１２に対して）逆位相で振動しているときには、振動モニタ部５０，５１から自励振動作が可能となる正規のモニタ信号Ｖｍ′が出力される。このため、自動利得制御回路５６は、正規のモニタ信号Ｖｍ′を用いて駆動信号Ｖｄの周波数をフィードバック制御することにより、正規の振動モードにおける自励振状態を維持することができる。
【０１０７】
これに対し、比較例１の振動モードが励起され、中央質量部３と外側質量部１１（または中央質量部７と外側質量部１２）とが同位相で振動する場合には、振動モニタ部５０，５１から正規のモニタ信号Ｖｍ′と異なる信号波形が出力される。このため、比較例１の振動モードでは自励振状態が維持されなくなり、これに代えて正規の振動モードを速やかに励起することができる。
【０１０８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、外側質量部１１，１２に振動発生部４４，４５を設け、これと隣合う中央質量部３，７には振動モニタ部５０，５１を設ける構成としている。
【０１０９】
これにより、外側質量部１１，１２を駆動するときには、これと隣合う中央質量部３，７の振動状態を振動モニタ部５０，５１によってモニタすることができる。そして、制御回路５２は、振動モニタ部５０，５１のモニタ信号Ｖｍを用いて駆動信号Ｖｄの出力状態をフィードバック制御することにより、質量部３，１２と質量部７，１１とを互いに逆位相で振動させることができ、正規の振動モードを効率よく励起することができる。
【０１１０】
この場合、振動モニタ部５０，５１は、中央質量部３，７と外側質量部１１，１２とが互いに逆位相で振動し、正規の振動モードが励起されているときに、正規のモニタ信号Ｖｍ′を出力することができ、正規以外の振動モードでは、これと信号波形が異なる他のモニタ信号を出力することができる。
【０１１１】
これにより、制御回路５２は、振動モニタ部５０，５１から正規のモニタ信号Ｖｍ′が入力されるときに、振動発生部４４，４５によって各質量部３，７，１１，１２を共振状態に保持することができる。また、正規以外のモニタ信号が入力されるときには、正規の振動モードが励起されるように、振動発生部４４，４５に出力する駆動信号Ｖｄをフィードバック制御できるから、正規の振動モードのみを安定的に励起することができる。
【０１１２】
また、振動モニタ部５０，５１は、互いに逆位相で振動する中央質量部３，７に設けたので、互いに逆位相となる２個の振動モニタ部５０，５１の容量変化を差動増幅器５４によって差動増幅でき、その結果をモニタ信号Ｖｍとして出力することができる。これにより、例えば外乱によるノイズ、振動モニタ部５０，５１の静電容量の変化に含まれる２倍波等を差動増幅によって除去でき、歪みの少ない高い精度のモニタ信号Ｖｍを得ることができる。
【０１１３】
なお、前記各実施の形態では、例えば４個の質量部３，７，１１，１２を外側支持梁１３によって連結する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば３個以下、または５個以上の質量部を連結する構成としてもよい。
【０１１４】
また、第１の実施の形態では、全ての質量部３，７，１１，１２に個別振動発生部２２，２３，２４，２５を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、正規の振動モードを励起可能であれば、例えば一部の質量部のみに振動発生部を設け、他の質量部に対しては振動発生部を省略する構成としてもよい。
【０１１５】
また、第２の実施の形態では、全ての質量部３，７，１１，１２に対して、振動発生部４４，４５と振動モニタ部５０，５１のうちいずれか１つを設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば中央質量部３，７のうちいずれか一方の質量部に振動モニタ部を設け、他方の中央質量部に対しては振動モニタ部を省略する構成としてもよい。このように、本発明では、例えば一部の質量部に振動発生部を設け、これと隣合う他の一部の質量部に振動モニタ部を設けると共に、これらの質量部を除いた残余の質量部に対しては、振動発生部と振動モニタ部の両方を省略する構成としてもよい。
【０１１６】
さらに、実施の形態では、Ｚ軸周りの角速度Ωを検出する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば従来技術のように、Ｘ軸方向に振動する質量部がＹ軸周りの角速度ΩによってＺ軸方向に変位するように形成し、このときの変位量をＹ軸周りの角速度Ωとして検出する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に適用される角速度センサを示す平面図である。
【図２】質量部が正規の振動モードで振動する状態を示す説明図である。
【図３】正規の振動モードと異なる比較例１の振動モードを示す説明図である。
【図４】正規の振動モードと異なる比較例２の振動モードを示す説明図である。
【図５】正規の振動モードと異なる比較例３の振動モードを示す説明図である。
【図６】外側質量部のみを駆動する構成とした場合の静的な駆動力による各質量部の変位状態を、比較例４として示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に適用される角速度センサを示す平面図である。
【図８】角速度センサの制御回路を示す回路構成図である。
【図９】質量部が正規の振動モードで振動しているときの駆動信号と正規のモニタ信号との関係を示す特性線図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１，４１  角速度センサ
２  基板
３，７，１１，１２  質量部
４，８  外側枠体
５，９  内側枠体
６，１０  内側支持梁
１３  外側支持梁（支持梁）
１３Ａ  節部
１４  連結部
１５  固定部
１６，１７，４２，４３  固定側駆動電極
１８，１９，２０，２１  可動側駆動電極
２２，２３，２４，２５  個別振動発生部（振動発生部）
２６，２７  固定側検出電極
２８，２９  可動側検出電極
３０，３１  角速度検出部
３２，４６，４７  固定側モニタ電極
３３，４８，４９  可動側モニタ電極
３４，５０，５１  振動モニタ部
４４，４５  振動発生部
５２  制御回路
５３  Ｃ−Ｖ変換回路
５４  差動増幅器
５５  位相シフト回路
５６  自動利得制御回路
５７  増幅器
５８，５９  アンプ
【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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