(57)【要約】【課題】  駆動振動方向にて振動子の両側に駆動電極を設けた構成を有する角速度センサにおいて、従来と同じ電源電圧であっても振動子の振幅をより大きくする。【解決手段】  基部２０と、基部２０に対して可動状態に設けられｘ方向へ振動可能な振動子３０と、基部２０に固定され振動子３０をｘ方向へ駆動振動させるために振動子３０に静電気力を印加するための駆動電極４０、４１とを有する角速度センサＳ１において、駆動振動を行うとき、振動子３０に一定の電荷を蓄積させた状態で、第１の駆動電極４０および第２の駆動電極４１の一方では振動子３０との間に引力が作用し他方に斥力が作用するように、第１の駆動電極４０および第２の駆動電極４１に対して互いに逆極性の電荷を交互に周期的に蓄積させる。【選択図】        図５
2005257500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部（２０）と、
前記基部（２０）に対して可動状態に設けられ所定方向（ｘ）へ振動可能な振動子（３０）と、
前記基部（２０）に固定され、前記振動子（３０）を前記所定方向（ｘ）へ駆動振動させるために前記振動子（３０）に静電気力を印加するための駆動電極（４０、４１）とを有する静電振動型デバイスにおいて、
前記駆動電極（４０、４１）は、前記振動子（３０）の前記所定方向（ｘ）に沿った一側に設けられた第１の駆動電極（４０）と他側に設けられた第２の駆動電極（４１）とからなり、
前記駆動振動を行うとき、前記振動子（３０）に一定の電荷を蓄積させた状態で、前記第１の駆動電極（４０）および前記第２の駆動電極（４１）の一方では前記振動子（３０）との間に引力が作用し他方に斥力が作用するように、前記第１の駆動電極（４０）および前記第２の駆動電極（４１）に対して互いに逆極性の電荷を交互に周期的に蓄積させることを特徴とする静電振動型デバイス。
【請求項２】
前記振動子（３０）には、前記振動子（３０）に電荷を蓄積させるための振動子用容量部（２００）が電気的に接続され、
前記第１の駆動電極（４０）には、前記第１の駆動電極（４０）に電荷を蓄積させるための第１の駆動電極用容量部（２１０）が電気的に接続され、
前記第２の駆動電極（４１）には、前記第２の駆動電極（４１）に電荷を蓄積させるための第２の駆動電極用容量部（２２０）が電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の静電振動型デバイス。
【請求項３】
前記第１の駆動電極（４０）と前記振動子（３０）との間の容量と、前記第２の駆動電極（４１）と前記振動子（３０）との間の容量とは、同じ大きさであり、
前記振動子用容量部（２００）、前記第１の駆動電極用容量部（２１０）および前記第２の駆動電極用容量部（２２０）の容量は、ともに、前記第１の駆動電極（４０）と前記振動子（３０）との間の容量よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の静電振動型デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電気力により振動子を駆動振動させる静電振動型デバイスに関し、例えば、静電振動型の角速度センサやアクチュエータ等に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
例えば、静電振動型デバイスとして、半導体基板をエッチング加工するなどにより基部、振動子および振動子を駆動させるための駆動電極を形成してなる静電振動型角速度センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このものは、駆動電極によって振動子を所定方向に駆動振動させ、この駆動振動のもと、角速度印加の際にコリオリ力によって振動子が駆動振動方向と直交する方向へ検出振動することで、印加角速度を検出するものである。
【０００４】
具体的に、このような静電振動型角速度センサにおいては、静電引力で振動子を振動させる方法を採用しており、振動子の左右に平板型もしくは櫛歯型の駆動電極を設け、振動子にある一定の電圧を印加し、左右の駆動電極に対して逆相の電圧を印加することで振動子を駆動している。
【特許文献１】特表２００３−５１１６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の静電振動型角速度センサにおいては、左右の駆動電極からの振動子に対する引力の差の分しか、駆動力として作用しないことになるため、効率が悪い。このことについて、図６を参照して、具体的に述べる。
【０００６】
図６は、従来のこの種の一般的な静電振動型デバイスとしての静電振動型角速度センサの概略平面構成を示す図である。
【０００７】
このような角速度センサは、たとえば、２枚のシリコン基板が酸化膜を介して貼り合わされたＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ）基板を用い、周知の半導体製造技術を用いて作ることができる。
【０００８】
振動子３０は、図６中のｘ方向へバネ変形可能な駆動梁３３を介して基部２０に固定されている。また、基部２０には、振動子３０をｘ方向へ駆動振動させるべく振動子３０に静電気力を印加するための櫛歯状の駆動電極４０、４１が固定されている。この駆動電極４０、４１は、振動子３０のｘ方向に沿った一側に設けられた第１の駆動電極４０と他側に設けられた第２の駆動電極４１とからなる。
【０００９】
また、図６において、振動子３０の中央部には、ｙ方向へバネ変形可能な検出梁３４によって連結された検出用錘部３２が形成されている。そして、検出用錘部３２に対向する基部２０には、検出用電極５０が形成され固定されている。
【００１０】
そして、この図６に示される静電振動型角速度センサにおいては、振動子３０を一定電圧にして、左右の駆動電極４０、４１に互いに逆相の交流電圧（駆動信号）を印加することにより、駆動梁３３によって振動子３０全体がｘ方向へ駆動振動する。
【００１１】
具体的には、直流電源１１０によって、振動子３０に一定電圧Ｖ０を印加する。そして、交流電源１００およびインバータ１２０によって、第１の駆動電極４０に電圧Ｖ１、第２の駆動電極４１に電圧Ｖ１とは逆相の電圧Ｖ１’が印加されるように、交流波を印加する。
【００１２】
すると、第１の駆動電極４０と振動子３０との間、および第２の駆動電極４１と振動子３０との間には、それぞれ静電引力Ｆ１、Ｆ２が作用する。ここで、第１の駆動電極４０と振動子３０との間に作用する静電引力Ｆ１は、Ｆ１∝｜Ｖ０−Ｖ１｜で表され、第２の駆動電極４０と振動子３０との間に作用する静電引力Ｆ２は、Ｆ２∝｜Ｖ０−Ｖ２｜で表される。
【００１３】
そして、振動子３０は、これら両静電引力Ｆ１およびＦ２の差分（Ｆ１−Ｆ２）を駆動力としてｘ方向へ駆動振動する。
【００１４】
この振動子３０の駆動振動のもと、ｚ軸回りに角速度Ωが印加されると、振動子３０にはｙ方向にコリオリ力が発生し、振動子３０のうち検出梁３４によって支持された検出用錘部３２がそのコリオリ力によってｙ方向へ振動（検出振動）する。
【００１５】
すると、この検出振動によって、検出電極５０と検出用錘部３２との間の静電容量が変化する。この容量変化を、Ｃ／Ｖ変換回路１３０などによって検出することにより、角速度Ωの大きさを求めることができる。
【００１６】
このようにして、振動子３０を駆動振動させることにより、角速度Ωの検出が可能となっているが、上述したように、従来では、振動子３０の左右に設けられている両駆動電極４０、４１からの振動子３０に対する引力の差分（Ｆ１−Ｆ２）しか、駆動力として作用しないことになるため、駆動振動の効率が悪い。
【００１７】
なお、この問題は静電振動型角速度センサに限らず、振動子の駆動振動方向にて振動子の両側に駆動電極を設けた構成を有する静電振動型デバイスにおいて、駆動振動の効率すなわち振幅の増加を図ろうとした場合に、共通して生じる問題である。
【００１８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、振動子の駆動振動方向にて振動子の両側に駆動電極を設けた構成を有する静電振動型デバイスにおいて、従来と同じ電源電圧であっても振動子の振幅をより大きくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基部（２０）と、基部（２０）に対して可動状態に設けられ所定方向（ｘ）へ振動可能な振動子（３０）と、基部（２０）に固定され、振動子（３０）を所定方向（ｘ）へ駆動振動させるために振動子（３０）に静電気力を印加するための駆動電極（４０、４１）とを有する静電振動型デバイスにおいて、駆動電極（４０、４１）は、振動子（３０）の所定方向（ｘ）に沿った一側に設けられた第１の駆動電極（４０）と他側に設けられた第２の駆動電極（４１）とからなり、駆動振動を行うとき、振動子（３０）に一定の電荷を蓄積させた状態で、第１の駆動電極（４０）および第２の駆動電極（４１）の一方では振動子（３０）との間に引力が作用し他方に斥力が作用するように、第１の駆動電極（４０）および第２の駆動電極（４１）に対して互いに逆極性の電荷を交互に周期的に蓄積させることを特徴としている。
【００２０】
それによれば、第１の駆動電極（４０）に振動子（３０）の電荷と同極性の電荷が蓄積されるときには、第２の駆動電極（４１）には振動子（３０）の電荷と逆極性の電荷が蓄積され、第１の駆動電極（４０）に振動子（３０）の電荷と逆極性の電荷が蓄積されるときには、第２の駆動電極（４１）には振動子（３０）の電荷と同極性の電荷が蓄積されるように、両駆動電極（４０、４１）には、交互に極性を変えて電荷が蓄積される。
【００２１】
すると、振動子（３０）の駆動振動時において、第１の駆動電極（４０）および第２の駆動電極（４１）と振動子（４０）との間では、常に、一方の駆動電極と振動子（３０）との間に引力が作用し、他方の駆動電極と振動子（３０）との間に斥力が作用することになる。
【００２２】
そのため、振動子（３０）を駆動振動させるための駆動力は、単純には、一方の駆動電極側の引力と他方の駆動電極側の斥力との合算値となり、従来に比べて２倍以上大きなものにできる。
【００２３】
したがって、本発明によれば、振動子（３０）の駆動振動方向（ｘ）にて振動子（３０）の両側に駆動電極（４０、４１）を設けた構成を有する静電振動型デバイスにおいて、従来と同じ電源電圧であっても振動子（３０）の振幅をより大きくすることできる。
【００２４】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の静電振動型デバイスにおいて、振動子（３０）には、振動子（３０）に電荷を蓄積させるための振動子用容量部（２００）が電気的に接続され、第１の駆動電極（４０）には、第１の駆動電極（４０）に電荷を蓄積させるための第１の駆動電極用容量部（２１０）が電気的に接続され、第２の駆動電極（４１）には、第２の駆動電極（４１）に電荷を蓄積させるための第２の駆動電極用容量部（２２０）が電気的に接続されていることを特徴としている。
【００２５】
それによれば、請求項１に記載されている静電振動型デバイスを適切に実現することができる。
【００２６】
ここで、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の静電振動型デバイスにおいては、第１の駆動電極（４０）と振動子（３０）との間の容量と、第２の駆動電極（４１）と振動子（３０）との間の容量とは、同じ大きさであり、振動子用容量部（２００）、第１の駆動電極用容量部（２１０）および第２の駆動電極用容量部（２２０）の容量は、ともに、第１の駆動電極（４０）と振動子（３０）との間の容量よりも大きいものにすることが望ましい。
【００２７】
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一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る静電振動型デバイスとしての静電振動型角速度センサＳ１の概略平面構成を示す図であり、図２は、図１中のＡ−Ａ断面図である。
【００２９】
この角速度センサＳ１を構成する基板は、図２に示されるように、第１シリコン基板１１上に酸化膜１３を介して第２シリコン基板１２を積層してなる矩形状のＳＯＩ基板１０である。
【００３０】
ここで、第２シリコン基板１２には、エッチング加工を施すことにより溝１２ａを形成し、当該第２シリコン基板１２を振動子３０、駆動電極４０、４１、検出電極５０、各梁３３、３４等に区画している。
【００３１】
また、ＳＯＩ基板１０のうち振動子３０に対応した部分においては、第１シリコン基板１１および酸化膜１３はエッチングにより除去されており、開口部１４が形成されている。そして、開口部１４の周囲の第１シリコン基板１１および酸化膜１３が、支持基板すなわち基部２０として構成されている。
【００３２】
開口部１４上に配置された振動子３０は、駆動梁３３を介して開口部１４の外周に位置する基部２０に固定されている。本例では、振動子３０全体は、４つの駆動梁３３を介して基部２０に連結されている。
【００３３】
また、図１において、振動子３０の中央部は、検出梁３４によって、その周辺部に連結された検出用錘部３２として形成されている。本例では、検出用錘部３２は、４つの検出梁３４を介して、振動子３０の周辺部に連結されている。
【００３４】
ここで、駆動梁３３は、実質的にｘ方向にのみ自由度を持つものであり、この駆動梁３３によって振動子３０全体がｘ方向へ振動可能となっている。一方、検出梁３４は、実質的にｙ方向にのみ自由度を持つものであり、この検出梁３４によって振動子３０のうち検出用錘部３２がｙ方向へ振動可能となっている。
【００３５】
また、基部２０に固定された第２シリコン基板１２のうちｘ方向に沿った振動子３０の両外側には、駆動電極４０、４１が形成されている。この駆動電極４０、４１は、振動子３０全体をｘ方向へ駆動振動させるために振動子３０に静電気力を印加するためのものである。
【００３６】
この駆動電極４０、４１は、振動子３０のｘ方向に沿った左側に設けられた第１の駆動電極４０と右側に設けられた第２の駆動電極４１とからなる。本例では、第１および第２の駆動電極４０、４１は櫛歯状をなしており、各駆動電極４０、４１に対向する振動子３０の部分から突出する櫛歯部３０ａに対し、互いの櫛歯が噛み合うように対向して配置されている。
【００３７】
そして、検出用錘部３２に対向する基部２０には、検出用電極５０が形成され固定されている。具体的には、また、第２シリコン基板１２のうち検出用錘部３２におけるｙ方向の両外側には、検出電極５０が形成されている。
【００３８】
この検出電極５０は、振動子３０の駆動振動のもとｘおよびｙ方向と直交するｚ軸回りに角速度Ωが印加されたときに発生する検出用錘部３２のｙ方向への振動（検出振動）を検出信号として検出するためのものである。
【００３９】
ここで、駆動電極４０、検出電極５０にはそれぞれ、回路部（後述の図５参照）とワイヤボンディング等により電気的に接続すためのパッド（駆動電極用パッド）４５、パッド（検出電極用パッド）５５がアルミ等により形成されている。
【００４０】
また、駆動梁３３の基部２０との固定部分には、振動子３０を上記回路部とワイヤボンディング等により電気的に接続するためのパッド（振動子用パッド）３５がアルミ等により形成されている。
【００４１】
次に、角速度センサＳ１の製造方法について、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ）基板を用いた例として述べる。図３および図４は、角速度センサＳ１を製造するための製造方法を示すもので、上記図２に沿った断面に対応して、各工程中のワークを示したものである。
【００４２】
まず、図３（ａ）に示されるように、単結晶シリコンからなる第１および第２シリコン基板１１、１２の間に酸化膜（例えば厚さ１μｍ）１３を挟んでなるＳＯＩ基板１０を用意する。
【００４３】
そして、第２シリコン基板１２の全面に表面抵抗値を下げ、次工程にて形成されるアルミニウムからなる上記各パッド３５、４５、５５（図中では、パッド４５が図示されている）との接触抵抗を下げるために、例えばリンを高濃度に拡散（Ｎ+ 拡散）する。
【００４４】
続いて、ＳＯＩ基板１０の表面（第２シリコン基板１２）にアルミニウムを例えば１μｍ蒸着し、ホト、エッチングを行い、上記各パッド３５、４５、５５を形成する。
【００４５】
続いて、図３（ｂ）に示されるように、ＳＯＩ基板１０の裏面（第１シリコン基板１１）を切削研磨（バックポリッシュ）することにより所定の厚さ（例えば３００μｍ）とし、且つ鏡面仕上げする。
【００４６】
続いて、図３（ｃ）に示されるように、ＳＯＩ基板１０の裏面（第１シリコン基板１１）にプラズマＳｉＮ膜３００を堆積（例えば０．５μｍ）し、ホトパターンを形成し、プラズマＳｉＮ膜３００をエッチングすることにより所定の領域を開口する。
【００４７】
続いて、図４（ａ）に示されるように、第２シリコン基板１２の表面に、上記振動子３０、駆動電極４０、４１、検出電極５０、各梁３３、３４等を画定するパターンをレジストで形成し、ドライエッチングにより垂直に酸化膜１３までトレンチすなわち溝１２ａを形成する。
【００４８】
続いて、図４（ｂ）に示されるように、第１シリコン基板１１を、プラズマＳｉＮ膜３００に形成したパターンをマスクとして、例えばＫＯＨ水溶液で深くエッチングする。
【００４９】
このとき、酸化膜１３までエッチングを進めると、エッチング液の圧力により酸化膜１３が破れてＳＯＩ基板１０を破損するため、酸化膜１３が破れないように、例えば第１シリコン基板１１のシリコンを１０μｍ残してエッチングを終了できるようエッチング時間を管理する。
【００５０】
続いて、図４（ｃ）に示されるように、プラズマドライエッチングにより、図４（ｂ）の工程で残したＳｉをエッチング除去する。このとき、ＳＯＩ基板１０の裏面のプラズマＳｉＮ膜３００は同時に除去される。
【００５１】
最後に、図４（ｄ）に示されるように、酸化膜１３をドライエッチングによって除去して、上記振動子３０等を形成する。こうして、角速度センサＳ１が完成する。この後、上記各パッド３５、４５、５５は、ワイヤボンディング等により、上記回路部と電気的に接続される。
【００５２】
かかる角速度センサＳ１の作動等について述べる。図５は、上記回路部を含めた角速度センサＳ１の回路構成を示す図である。
【００５３】
図５に示されるように、回路部は、交流電源１００、直流電源１１０、インバータ１２０、およびＣ／Ｖ変換回路１３０を備えて構成されている。なお、この回路部は、角速度センサＳ１が形成されるＳＯＩ基板１０に一体化された集積回路であってもよいし、ＳＯＩ基板１０とは別の回路基板に設けられていてもよい。
【００５４】
ここで、回路部において、直流電源１１０と振動子３０との間には、振動子３０に電荷を蓄積させるための振動子用容量部２００が介在設定され、この振動子用容量部２００は振動子３０に電気的に接続されている。
【００５５】
また、交流電源１００と第１の駆動電極４０との間には、第１の駆動電極４０に電荷を蓄積させるための第１の駆動電極用容量部２１０が介在設定され、この第１の駆動用容量部２１０は第１の駆動電極４０に電気的に接続されている。
【００５６】
さらに、インバータ１２０と第２の駆動電極４１との間には、第２の駆動電極４１に電荷を蓄積させるための第２の駆動電極用容量部２２０が介在設定され、この第２の駆動用容量部２２０は第２の駆動電極４１に電気的に接続されている。
【００５７】
ここで、第１の駆動電極４０と振動子３０すなわち櫛歯部３０ａとの間の容量と、第２の駆動電極４１と振動子３０すなわち櫛歯部３０ａとの間の容量とは、同じ大きさとなっている。
【００５８】
また、第１の駆動電極用容量部２１０の容量および第２の駆動電極用容量部２２０の容量は、ともに同じ大きさとする。ここにおいて、振動子用容量部２００の容量をＣ０、第１の駆動電極用容量部２１０の容量および第２の駆動電極用容量部２２０の容量をＣ１とする。
【００５９】
そして、振動子用容量部２００の容量Ｃ０、第１の駆動電極用容量部２１０の容量Ｃ１および第２の駆動電極用容量部２２０の容量Ｃ１は、ともに、第１の駆動電極４０と振動子３０との間の容量よりも大きい。
【００６０】
たとえば、上記各部に十分な電荷を蓄積させるためには、上記した各容量Ｃ０、Ｃ１は、ともに、第１の駆動電極４０と振動子３０との間の容量の１０倍以上程度にすることが好ましい。
【００６１】
なお、これらの各容量部２００、２１０、２２０は、ＳＯＩ基板１０に一体化された集積回路としての回路部または別の回路基板に設けられた回路部において、半導体プロセスなどによって形成されたものでもよいし、ＳＯＩ基板の寄生容量を用いたものでもよい。さらには、電界コンデンサなどの外付けのディスクリート部品であってもよい。
【００６２】
このような回路構成において、振動子３０をｘ方向へ駆動振動させるときには、直流電源１１０によって、振動子３０に一定電位Ｖ０を印加する。すると、振動子用容量部２００に蓄積される電荷Ｑ０は、Ｑ０＝Ｃ０・Ｖ０で表され、振動子３０には、一定の電荷（−Ｑ０）が蓄積される。
【００６３】
このように振動子３０に一定の電荷（−Ｑ０）を蓄積させた状態で、交流電源１００から正弦交流波を発信する。このとき、インバータ１２０によって、第２の駆動電極４１側には、第１の駆動電極４０側とは逆相の電圧が印加される。
【００６４】
ここで、交流電源１００から第１の駆動電極用容量部２１０に、正の電圧Ｖ１が印加されたときを考えると、第１の駆動電極用容量部２１０に蓄積される電荷Ｑ１は、Ｑ１＝Ｃ１・Ｖ１である。それにより、第１の駆動電極４０には、振動子３０と逆極性の電荷（＋Ｑ１）が蓄積される。
【００６５】
一方、この時点で、インバータ１２０によって第２の駆動電極用容量部２２０には、第１の駆動電極用容量部２１０とは逆相の電圧Ｖ１が印加されるため、第２の駆動電極用容量部２２０に蓄積される電荷は、−Ｑ１である。それにより、第２の駆動電極４１には、振動子３０と同極性の電荷（−Ｑ１）が蓄積される。
【００６６】
こうして、回路部においては、振動子３０に一定の電荷を蓄積させた状態で、第１の駆動電極４０および第２の駆動電極４１に対して互いに逆極性の電荷を交互に周期的に蓄積させることができる。
【００６７】
つまり、第１の駆動電極４０に振動子３０の電荷と同極性の電荷が蓄積されるときには、第２の駆動電極４１には振動子３０の電荷と逆極性の電荷が蓄積され、第１の駆動電極４０に振動子３０の電荷と逆極性の電荷が蓄積されるときには、第２の駆動電極４１にはに振動子３０の電荷と同極性の電荷が蓄積されるように、両駆動電極４０、４１には、交互に極性を変えて電荷が蓄積される。
【００６８】
すると、振動子３０の駆動振動時において、第１の駆動電極４０および第２の駆動電極４１と振動子３０との間では、常に、一方の駆動電極と振動子３０の櫛歯部３０ａとの間に引力が作用し、他方の駆動電極と振動子３０の櫛歯部３０ａとの間に斥力が作用することになる。
【００６９】
そして、このような駆動電極４０、４１への電荷のチャージを交流電源１００によって交互に行うことにより、上記した引力と斥力との作用によって、振動子３０全体をその交流電源の周波数でｘ方向へ駆動振動させることができる。
【００７０】
この振動子３０の駆動振動のもと、ｚ軸回りに角速度Ωが印加されると、振動子３０にはｙ方向にコリオリ力が印加され、振動子３０のうちの検出用錘部３２が検出梁３４によってｙ方向へ振動（検出振動）する。
【００７１】
すると、この検出振動によって、検出電極５０と検出用錘部３２との間の静電容量が変化する。この容量変化を、Ｃ／Ｖ変換回路１３０などによって検出することにより、角速度Ωの大きさを求めることができる。
【００７２】
ところで、本実施形態によれば、基部２０と、基部２０に対して可動状態に設けられ所定方向すなわちｘ方向へ振動可能な振動子３０と、基部２０に固定され振動子３０をｘ方向へ駆動振動させるために振動子３０に静電気力を印加するための駆動電極４０、４１とを有し、駆動電極４０、４１は、ｘ方向に沿った一側に設けられた第１の駆動電極４０と他側に設けられた第２の駆動電極４１とからなる静電振動型デバイスとしての角速度センサＳ１において、次のような特徴点を有する角速度センサＳ１が提供される。
【００７３】
すなわち、駆動振動を行うとき、振動子３０に一定の電荷を蓄積させた状態で、第１の駆動電極４０および第２の駆動電極４１の一方では振動子３０との間に引力が作用し他方に斥力が作用するように、第１の駆動電極４０および第２の駆動電極４１に対して互いに逆極性の電荷を交互に周期的に蓄積させることを特徴とする角速度センサＳ１が提供される。
【００７４】
それによれば、上述したように、振動子３０に一定の電荷を蓄積させた状態で両駆動電極４０、４１には、交互に極性を変えて電荷が蓄積されるため、駆動振動時において、常に、一方の駆動電極と振動子３０との間に引力が作用し、他方の駆動電極と振動子３０との間に斥力が作用することになる。
【００７５】
そのため、本実施形態によれば、振動子３０を駆動振動させるための駆動力は、単純には、一方の駆動電極側の引力と他方の駆動電極側の斥力との合算値となる。
【００７６】
つまり、従来では、上述したように駆動力は、両駆動電極における静電引力の差分を用いているのに対し、同じ電圧を使った場合、本実施形態では、従来に比べて２倍以上大きなものにできる。
【００７７】
このように、本実施形態では、電極構造は従来のままであるが、電極に電圧を印加するのではなく、振動子３０に一定の電荷を蓄積させ、片方の駆動電極には振動子３０と逆極性の電荷を印加、他方の駆動電極には振動子３０と同極性の電荷を印加することにより、静電気の引力と斥力を利用し効率よく静電気力を振動子３０に作用させることが可能となっている。
【００７８】
したがって、本実施形態によれば、振動子３０の駆動振動方向すなわちｘ方向にて振動子３０の両側に駆動電極４０、４１を設けた構成を有する静電振動型デバイスとしての角速度センサＳ１において、従来と同じ電源電圧であっても振動子３０の振幅をより大きくすることできる。
【００７９】
そして、本実施形態では、振動子３０には、振動子３０に電荷を蓄積させるための振動子用容量部２００を電気的に接続し、第１の駆動電極４０には、第１の駆動電極４０に電荷を蓄積させるための第１の駆動電極用容量部２１０を電気的に接続し、第２の駆動電極４１には、第２の駆動電極４１に電荷を蓄積させるための第２の駆動電極用容量部２２０を電気的に接続している。
【００８０】
このような構成を採用することにより、本実施形態では、上記した各部への電荷の蓄積（チャージ）を適切に実現させている。
【００８１】
（他の実施形態）
なお、本発明は、上記した角速度センサ以外にも、静電振動型のアクチュエータ等にも適用して良い。
【００８２】
要するに、本発明は、基部と、基部に対して可動状態に設けられ所定方向へ振動可能な振動子と、基部に固定され振動子を前記所定方向へ駆動振動させるために振動子に静電気力を印加するための駆動電極とを有し、駆動電極は、前記所定方向に沿った一側に設けられた第１の駆動電極と他側に設けられた第２の駆動電極とからなる静電振動型デバイスに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態に係る静電振動型デバイスとしての静電振動型角速度センサの概略平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ断面図である。
【図３】上記実施形態に係る角速度センサの製造方法を示す工程図である。
【図４】図３に続く製造方法を示す工程図である。
【図５】上記実施形態に係る角速度センサの回路構成を示す図である。
【図６】従来の一般的な静電振動型デバイスとしての静電振動型角速度センサの概略平面図である。
【符号の説明】
【００８４】
２０…基部、３０…振動子、４０…第１の駆動電極、４１…第２の駆動電極、
２００…振動子用容量部、２１０…第１の駆動電極用容量部、
２２０…第２の駆動電極用容量部、ｘ…振動子の駆動振動方向。
【図１】
2005257500.tif 000003
【図２】
2005257500.tif 000004
【図３】
2005257500.tif 000005
【図４】
2005257500.tif 000006
【図５】
2005257500.tif 000007
【図６】
2005257500.tif 000008