(57)【要約】【課題】複数の構成要素を有し、その構成要素を、構成要素の材料となる材料基板を型抜きして形成するジャイロセンサーにおいて、材料基板の肥大化を低減したジャイロセンサー及び電子機器を提供する。【解決手段】本発明のジャイロセンサー１０は、検出部（可動質量部３６Ａ、島状電極４０Ａ，４０Ｂ）を備え、内側に開口を有した駆動質量部２６Ａ，２６Ｂと、前記駆動質量部をＸ軸方向に振動させる駆動部（可動電極４４、固定電極４６Ａ，４６Ｂ）と、前記駆動質量部の変位量をモニターするモニター電極と、を備え、前記モニター電極は、前記駆動質量部の前記開口内に設けられ複数の固定電極指４９を有する第１の固定櫛歯電極（固定櫛歯電極４８Ａ）と、前記駆動質量部から前記複数の固定電極指の間隙に向けて延び前記固定電極指と交互に並ぶ複数の可動電極指３１ａを備えた第１の可動櫛歯電極（第２梁部３０Ａ）と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2013217727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出部を備え、内側に開口を有した駆動質量部と、
前記駆動質量部を第１方向に振動させる駆動部と、
前記駆動質量部の変位量をモニターするモニター電極と、を備え、
前記モニター電極は、前記駆動質量部の前記開口内に設けられ複数の固定電極指を有する第１の固定櫛歯電極と、前記駆動質量部から前記複数の固定電極指の間隙に向けて延び前記固定電極指と交互に並ぶ複数の可動電極指を備えた第１の可動櫛歯電極と、を備えたことを特徴とするジャイロセンサー。
【請求項２】
前記モニター電極は、前記駆動質量部の外側で且つ前記駆動質量部を挟んで前記第１の固定櫛歯電極に対向する位置に設けられた複数の固定電極指を有する第２の固定櫛歯電極と、
前記駆動質量部から前記第２の固定櫛歯電極の前記複数の固定電極指の間隙に向けて延び前記固定電極指と交互に並ぶ複数の可動電極指を備えた第２の可動櫛歯電極を備えたことを特徴とする請求項１に記載のジャイロセンサー。
【請求項３】
前記駆動質量部は、前記第１方向に延びる第１梁部と、前記第１方向に交差する方向に延びる第２梁部と、を含み、
前記第１梁部と前記第２梁部に囲まれる前記開口内に前記検出部が配置され、
前記モニター電極の前記第１の可動櫛歯電極は前記第２梁部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のジャイロセンサー。
【請求項４】
前記駆動質量部の前記第１梁部は、
前記固定櫛歯電極の外形に倣って前記駆動質量部の外側に突出した突出部を備えていることを特徴とする請求項３に記載のジャイロセンサー。
【請求項５】
前記突出部の前記第１方向の両側に接近して配置されたストッパを備え、
前記ストッパは、前記駆動質量部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載のジャイロセンサー。
【請求項６】
前記駆動質量部は、
前記第１方向に伸縮する駆動バネを介してアンカー部に接続され、
前記ストッパは、
前記アンカー部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載のジャイロセンサー。
【請求項７】
前記ストッパ及び前記突出部の互いに対向する側壁同士のうちの少なくともいずれか一方には、突起が設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載のジャイロセンサー。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のジャイロセンサーを搭載したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の構成要素を有し、その構成要素を、構成要素の材料となる材料基板を型抜きして形成するジャイロセンサーにおいて、材料基板の肥大化を低減したジャイロセンサー、及びこれを包含する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ：微小電気機械システム）技術を使用して、小型で高感度のジャイロセンサーを実現する技術が注目されている。
【０００３】
図１１に従来技術のジャイロセンサーを示す。図１１に示すように従来技術のジャイロセンサー１００は、ベース基板１０２上に枠形状の駆動質量部１０４と、駆動質量部１０４の内側に配置された可動質量部１０６を備えた構成を有している。駆動質量部１０４には駆動部１０８が取り付けられ、駆動質量部１０４の振幅方向がＸ軸方向となるように振動させている。また駆動質量部１０４にはＸ軸方向から挟み込むように駆動バネ１１０が取り付けられ、駆動バネ１１０はベース基板１０２に固定されたアンカー部１１２により支持されている。駆動バネ１１０は、Ｙ軸方向の力に対して一定の剛性を有し、Ｘ軸方向の力に対して可撓性を有している。
【０００４】
可動質量部１０６は、検出バネ１１４によって駆動質量部１０４に接続されている。検出バネ１１４は、Ｘ軸方向の力に対して一定の剛性を有しＹ軸方向の力に対して可撓性を有している。またベース基板１０２において、可動質量部１０６にＹ軸方向から対向する位置に固定電極１１６が配置されている。
【０００５】
上記構成において、駆動部１０８により駆動質量部１０４を振動させると可動質量部１０６は、駆動質量部１０４に連動してＸ軸方向に振動するが、可動質量部１０６と固定電極１１６との間の距離は一定に保たれ、可動質量部１０６と固定電極１１６との間の静電容量が一定に保たれる。
【０００６】
この状態でＺ軸（ベース基板１０２の法線方向）回りの角速度を受けると可動質量部１０６はコリオリ力を受けてＹ軸方向に変位する。これにより可動質量部１０６と固定電極１１６との間の距離が変化する。よって、この距離の変化に伴う、可動質量部１０６と固定電極１１６との間の静電容量の変化をモニターすることによりＺ軸回りの角速度を検知することができる。
【０００７】
ところで、ジャイロセンサー１００の駆動質量部１０４を効率よく振動させるためには、駆動質量部１０４を、駆動質量部１０４、可動質量部１０６、駆動バネ１１０等からなる振動系の固有周期で振動させる必要がある。このため、ジャイロセンサー１００には、駆動質量部１０４の振動を帰還信号として検出するためのモニター電極（特許文献１参照）と、モニター電極に接続され、帰還信号を増幅して駆動部１０８に出力する自励振回路と、が設けられる。この自励振回路は、帰還信号の振幅強度に基づいて駆動部に出力する交流電圧の大きさを制御して、適正な振幅で駆動質量部１０４を振動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１５５４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一方、上記ジャイロセンサー１００を低コストで製造するためには、少ない工程で形成する必要がある。特に、ベース基板１０２上の構成要素は、その材料となる導電性のシリコン基板等の材料基板をベース基板１０２に接合し、材料基板を各構成要素の外形に倣って型抜きして形成する必要がある。このとき、モニター電極も形成するとなると、その分、用意すべきシリコン基板の面積が肥大化し、低コスト化の阻害要因となる問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題点に着目し、複数の構成要素を有し、その構成要素を、構成要素の材料となる材料基板を型抜きして形成するジャイロセンサーにおいて、材料基板の肥大化を低減したジャイロセンサー及び電子機器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】
【００１１】
本発明は、上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、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］検出部を備え、内側に開口を有した駆動質量部と、前記駆動質量部を第１方向に振動させる駆動部と、前記駆動質量部の変位量をモニターするモニター電極と、を備え、前記モニター電極は、前記駆動質量部の前記開口内に設けられ複数の固定電極指を有する第１の固定櫛歯電極と、前記駆動質量部から前記複数の固定電極指の間隙に向けて延び前記固定電極指と交互に並ぶ複数の可動電極指を備えた第１の可動櫛歯電極と、を備えたことを特徴とするジャイロセンサー。
【００１２】
上記構成により、第１の固定櫛歯電極と、駆動質量部の一部である第１の可動櫛歯電極と、によりモニター電極を構成することができる。そして、ベース基板上に配置される構成要素を全て一枚の材料基板の型抜きにより形成する場合、モニター電極を、材料基板において駆動質量部の形成領域の内側となる領域に形成することになるので、材料基板の肥大化を抑制し、コストを抑制可能なジャイロセンサーとなる。
【００１３】
［適用例２］前記モニター電極は、前記駆動質量部の外側で且つ前記駆動質量部を挟んで前記第１の固定櫛歯電極に対向する位置に設けられた複数の固定電極指を有する第２の固定櫛歯電極と、前記駆動質量部から前記第２の固定櫛歯電極の前記複数の固定電極指の間隙に向けて延び前記固定電極指と交互に並ぶ複数の可動電極指を備えた第２の可動櫛歯電極を備えたことを特徴とする適用例１に記載のジャイロセンサー。
上記構成により、第１の固定櫛歯電極と第１の可動櫛歯電極との間の静電容量の変化の信号と、第２の固定櫛歯電極と第２の可動櫛歯電極との間の静電容量の変化の信号の差分により帰還信号を生成することができる。このとき静電容量の変化の信号には主振動以外の不要振動成分が含まれ、これが帰還信号の歪成分となるが、上述の差分により歪成分同士を相殺することができる。したがって、帰還信号の歪成分を低減し、効率よく駆動質量部を振動させることができる。
【００１４】
［適用例３］前記駆動質量部は、前記第１方向に延びる第１梁部と、前記第１方向に交差する方向に延びる第２梁部と、を含み、前記第１梁部と前記第２梁部に囲まれる前記開口内に前記検出部が配置され、前記モニター電極の前記第１の可動櫛歯電極は前記第２梁部に設けられていることを特徴とする適用例１または２に記載のジャイロセンサー。
上記構成により、適用例１または２のジャイロセンサーを簡易な構成で構築することができる。
【００１５】
［適用例４］前記駆動質量部の前記第１梁部は、前記固定櫛歯電極の外形に倣って前記駆動質量部の外側に突出した突出部を備えていることを特徴とする適用例３に記載のジャイロセンサー。
上記構成により、可動櫛歯電極及び固定櫛歯電極の対数を増やすことができるので、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極との間の対向面積を増やして帰還信号の歪を低減することができる。
【００１６】
［適用例５］前記突出部の前記第１方向の両側に接近して配置されたストッパを備え、前記ストッパは、前記駆動質量部と電気的に接続されていることを特徴とする適用例４に記載のジャイロセンサー。
上記構成により、ストッパが、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極との衝突を回避することができる。またストッパが、駆動質量部と同電位となるので、駆動質量部とストッパとの間の短絡を回避し、また静電反発力によりストッパに駆動質量部が張り付くことを防止することができる。
【００１７】
［適用例６］前記駆動質量部は、前記第１方向に伸縮する駆動バネを介してアンカー部に接続され、前記ストッパは、前記アンカー部と電気的に接続されていることを特徴とする適用例５に記載のジャイロセンサー。
上記構成により、ストッパと突出部が同電位となるので両者の間に電気的な反発力が発生する。これにより、突出部のストッパへの貼り付きを低減することができる。
【００１８】
［適用例７］前記ストッパ及び前記突出部の互いに対向する側壁同士のうちの少なくともいずれか一方には、突起が設けられていることを特徴とする適用例５または６に記載のジャイロセンサー。
上記構成により、ストッパと突出部の接触面積を低減して、突出部のストッパへの張り付きを低減することができる。
【００１９】
［適用例９］適用例１乃至７のいずれか１例に記載のジャイロセンサーを搭載したことを特徴とする電子機器。
適用例１と同様の理由により、材料基板の肥大化を抑制し、コストを抑制可能な電子機器となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態のジャイロセンサーの平面図である。
【図２】図１の一点鎖線で囲まれた部分の詳細図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】第１実施形態のジャイロセンサーの製造工程（溝及び凹部形成工程）を示す図である。
【図６】第１実施形態のジャイロセンサーの製造工程（導電膜形成工程）を示す図である。
【図７】第１実施形態のジャイロセンサーの製造工程（陽極接合工程）を示す図である。
【図８】第２実施形態のジャイロセンサーの平面図である。
【図９】第３実施形態のジャイロセンサーの平面図である。
【図１０】本実施形態のジャイロセンサーを搭載した電子機器の模式図である。
【図１１】従来技術のジャイロセンサーの模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２２】
図１に、本実施形態のジャイロセンサーの平面図を示す。また、図２に、一点鎖線で囲まれた部分の詳細図、図３に、図２のＡ−Ａ線断面図、図４に、図２のＢ−Ｂ線断面図を示す。図において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交するものとする。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態のジャイロセンサー１０は、Ｘ軸方向（振動方向）に並べられた一対の駆動質量部２６Ａ，２６Ｂと、各駆動質量部を振動させる駆動部（可動電極４４、固定電極４６Ａ，４６Ｂ）と、駆動質量部２６Ａ，２６Ｂに支持された検出部（可動質量部３６Ａ，３６Ｂ）、固定櫛歯電極４８Ａ，４８Ｂなどがベース基板１２上に一体で配置されているものである。この一体物は、材料基板（図７に示す導電性のシリコン基板５２）から型抜きすることにより形成される。
【００２４】
本実施形態のジャイロセンサー１０を低コストで製造するためには、後述のシリコン基板５２の面積を小さくする必要がある。本実施形態のようなタイプのジャイロセンサー１０では、固定櫛歯電極４８Ａ，４８Ｂと可動櫛歯電極が必要となるが、これらを独立して構成すると、用意するシリコン基板５２（材料基板）の面積が肥大化する。そこで、本実施形態では、可動櫛歯電極を駆動質量部２６Ａ，２６Ｂの一部を構成する部材（第２梁部３０Ａ）として組み込み、固定櫛歯電極４８Ａ，４８Ｂを駆動質量部２６Ａ，２６Ｂの内側に配置することが特徴となっている。これにより、モニター電極（固定櫛歯電極４８Ａ，４８Ｂ）を、シリコン基板５２において駆動質量部２６Ａ，２６Ｂの形成領域の内側となる領域に形成することになるので、シリコン基板５２の肥大化を抑制し、コストを抑制可能なジャイロセンサー１０とすることができる。
【００２５】
本実施形態では、Ｙ軸方向の線（図１中の導電膜２２Ｄ）を中心線としてほぼ線対称な配置となっている。そこで、まず、図１の一点鎖線で囲まれた部分（図２）を用いて、本実施形態の構成について説明する。
【００２６】
図２等に示すように、駆動質量部２６Ａは、矩形の枠形状を有するものである。駆動質量部２６Ａは、Ｘ軸方向（第１方向）に長手方向を有し、互いに平行となる一対の第１梁部２８と、Ｙ軸方向（第２方向）に長手方向を有し、互いに平行となる第２梁部３０Ａ，３０Ｂと、を備え、第１梁部２８及び第２梁部３０Ａ，３０Ｂに囲まれた内側に開口を有している。また、駆動質量部２６Ａの第１梁部２８の長手方向の延長線上にはアンカー部３２（３２Ａ〜３２Ｄ）が配置されている。駆動質量部２６Ａは、第１梁部２８の長手方向の端部において駆動バネ３４に接続され、駆動バネ３４がアンカー部３２にそれぞれ接続されている。よって、駆動質量部２６Ａは、駆動バネ３４を介してアンカー部３２に電気的に接続されている。駆動バネ３４は、Ｘ軸方向（振動方向）には可撓性を有し（変形しやすく）、Ｙ軸方向（感応軸方向）には一定の剛性を有する（変形しにくい）ように形成されている。
【００２７】
固定櫛歯電極４８Ａ（第１の固定櫛歯電極）は、駆動質量部２６Ａの内側においてベース基板１２の周縁側となる第２梁部３０Ａ（ベース基板１２の中央部側の第２梁部３０Ｂでもよい）に対向する位置に配置されており、第２梁部３０Ａの長手方向に沿った長手方向を有している。固定櫛歯電極４８Ａには、その長手方向に一定の間隔で第２梁部３０Ａに向かって延びる（−Ｘ軸方向に延びる）複数の固定電極指４９を有している。固定櫛歯電極４８Ａは、駆動質量部２６Ａや検出部からは切り離され、ベース基板１２に接合している。
【００２８】
第２梁部３０Ａの固定櫛歯電極４８Ａに対向する側壁からは、固定櫛歯電極４８Ａに向かって（＋Ｘ軸方向に向かって）可動電極指３１ａが複数延出している。各可動電極指３１ａは、固定電極指４９の間隙に向けて延びて固定電極指４９の間に入り込むように配置されている。固定電極指４９と可動電極指３１ａは、第２梁部３０Ａの長手方向に沿って交互に並ぶように配置される。本実施形態では、駆動質量部２６Ａの一部である第２梁部３０Ａを可動櫛歯電極（第１の可動櫛歯電極）としており、この第２梁部３０Ａと固定櫛歯電極４８Ａによりモニター電極を構築している。
【００２９】
後述のように、駆動質量部２６Ａ（第１の可動櫛歯電極）は、自励振回路（不図示）の入力側に接続されている。駆動質量部２６Ａ（第１の可動櫛歯電極）がＸ軸方向に変位すると、固定電極指４９と可動電極指３１ａとの間のＸ軸方向の距離が変化するので、両者の間の静電容量の大きさが変化する。この静電容量の大きさは、駆動質量部２６Ａや駆動バネ３４等からなる振動系の固有周期と同一の周期で振動する。
【００３０】
駆動部は、駆動質量部２６ＡからＹ軸方向に延出した櫛歯状の可動電極４４と、ベース基板１２に接合され、可動電極４４をＸ軸方向から挟み込む櫛歯状の固定電極４６Ａ，４６Ｂと、を有する。可動電極４４からは電極指４４ａが固定電極４６Ａ，４６Ｂに向かってＸ軸方向に延出している。また固定電極４６Ａ，４６Ｂからも電極指４６Ａａ，４６Ｂａが可動電極４４に向かってＸ軸方向に延出している。そして、可動電極４４から延出した電極指４４ａと固定電極４６Ａから延出した電極指４６Ａａ，４６ＢａがＹ軸方向に交互に並ぶように配置されている。また固定電極４６Ａ，４６Ｂは、自励振回路（不図示）の出力側に接続されている。
【００３１】
自励振回路（不図示）は、前述の静電容量の変化を帰還信号として入力し、入力された帰還信号と同一周期の交流電圧を生成して駆動部に出力して、駆動質量部２６Ａを、駆動質量部２６Ａや駆動バネ３４を包含する振動系の固有周期で振動させるものである。また自励振回路（不図示）は、入力された帰還信号の振幅に基づいて交流電圧の大きさを制御して、駆動質量部２６Ａの振動の振幅が適正な範囲となるように制御するものである。なお、自励振回路（不図示）は、交流電圧とともに直流電圧を駆動部に出力して、静電引力により可動電極４４を固定電極４６Ａ，４６Ｂの高さ位置に引きつける。
【００３２】
検出部は、可動質量部３６Ａと島状電極４０Ａを有する。可動質量部３６Ａは、駆動質量部２６Ａの内側に配置され、検出バネ４２を介して駆動質量部２６Ａに機械的且つ電気的に接続されている。検出バネ４２は、Ｙ軸方向（感応軸方向）には可撓性を有し、Ｘ軸方向（振動方向）には一定の剛性を有するように形成されている。よって、可動質量部３６Ａは、ベース基板１２上で駆動質量部２６Ａの振動方向に交差（直交）する方向に変位可能となっている。
【００３３】
可動質量部３６Ａは、矩形の枠形状を有し、Ｘ軸方向を長手方向とするスリット３８が、Ｙ軸方向に一定の間隔で並んで複数空けられている。島状電極４０Ａは、可動質量部３６Ａから空間的に分離した部材であり、各スリット３８の内部に配置され、ベース基板１２に接合している。これにより、島状電極４０Ａは、可動質量部３６Ａに対してＹ軸方向から対向した状態で配置される。また検出部は、可動質量部３６Ａと島状電極４０Ａに電気的に接続され、可動質量部３６Ａと島状電極４０Ａとの間の静電容量を検出する検出回路（不図示）を有している。
【００３４】
アンカー部３２、固定電極４６Ａ，４６Ｂ、固定櫛歯電極４８Ａは、ベース基板１２に接合されている。一方、駆動バネ３４、駆動質量部２６Ａ、可動電極４４、検出バネ４２、可動質量部３６Ａは、ベース基板１２上に形成された凹部１６上で浮いた状態でアンカー部３２に支持されている。
【００３５】
固定電極４６Ａ，４６Ｂには、自励振回路（不図示）から一定の直流電圧が印加されるとともに、互いに逆位相となる交流電圧が印加される。よって、可動電極４４は、固定電極４６Ａ，４６Ｂの直流電圧の成分によって生じる静電引力により固定電極４６Ａ，４６Ｂの高さ位置に引きつけられ、交流電圧の成分によりＸ軸方向を振幅方向として振動する。
【００３６】
これにより、駆動質量部２６Ａ、可動電極４４、検出バネ４２、可動質量部３６Ａは、Ｘ軸方向を振幅方向として駆動質量部２６Ａや駆動バネ３４を包含する振動系の固有周期で振動し、駆動バネ３４は、Ｘ軸方向にその固有周期で伸縮振動をする。この振動に対して、可動質量部３６Ａと島状電極４０Ａとの間のＹ軸方向の距離は不変であるため、その間の静電容量に変化はない。
【００３７】
上記振動状態において、Ｚ軸回りの角速度が印加されると、可動質量部３６ＡがＹ軸方向に変位するコリオリ力を受け、この力を受けて検出バネ４２がＹ軸方向に伸縮し、可動質量部３６ＡがＹ軸方向に変位する。これにより島状電極４０Ａと可動質量部３６Ａ（スリット３８の＋Ｙ軸側の内壁）との間の距離が変化し、島状電極４０Ａと可動質量部３６Ａとの間の静電容量が変化する。よって、この静電容量の変化を検出回路（不図示）においてモニターすることにより、Ｚ軸回りの角速度の大きさ及び方向を検出することができる。
【００３８】
図１に示すように、図１の右側にある、駆動バネ３４、駆動質量部２６Ｂ、可動電極４４、検出バネ４２、固定櫛歯電極４８Ｂは、それぞれ図１左側のものと同様である。また駆動質量部２６Ｂの第２梁部３０Ａの固定櫛歯電極４８Ｂに対向する側壁からは可動電極指３１ａが延出している。
【００３９】
可動質量部３６Ｂは、可動質量部３６Ａと同様であり、島状電極４０Ｂは、島状電極４０Ａと同様である。アンカー部３２Ｂ，３２Ｄは、それぞれＸ軸方向から駆動バネ３４に挟まれ、駆動バネ３４を支持している。また図１右側の駆動質量部２６Ｂに隣接する固定電極４６Ａ，４６Ｂは、図１左側の駆動質量部２６Ａに隣接する固定電極４６Ａ，４６Ｂと可動電極４４を中心として左右逆向きに配置されている。
【００４０】
ベース基板１２は、ガラス等の絶縁材料により形成されている。ベース基板１２上の、駆動バネ３４、駆動質量部２６Ａ，２６Ｂ、可動電極４４、検出バネ４２、可動質量部３６Ａ，３６Ｂ等に対向する位置には、凹部１６（図５、図６参照）が設けられている。よって、これらの構成要素は、アンカー部３２に支持されるものの、ベース基板１２に干渉せずに、ベース基板１２上でＸ軸方向、Ｙ軸方向に変位することができる。
【００４１】
一方、固定電極４６Ａ，４６Ｂ、固定櫛歯電極４８Ａ，４８Ｂは、ベース基板１２上に接合される。凹部１６の島状電極４０Ａ，４０Ｂ、固定櫛歯電極４８Ａ，４８Ｂに対向する位置には、それぞれの平面視の外形に倣った形状の島部２０（図２、図３、図５参照）が配置され、島状電極４０Ａ，４０Ｂ及び固定櫛歯電極４８Ａ，４８Ｂは、それぞれ島部２０上に接合される。
【００４２】
また、ベース基板１２上には、互いに異なる駆動部に属する固定電極４６Ａ同士を電気的に接続する接合配線５０Ａ、互いに異なる駆動部に属する固定電極４６Ｂ同士を電気的に接続する接合配線５０Ｂ、アンカー３２Ａ〜３２Ｄを電気的に接続する接合配線５０Ｃ、アンカー３２Ｅ，３２Ｆ同士を電気的に接続する接合配線５０Ｄが配置されている。
【００４３】
ベース基板１２には溝１４（図３、図５参照）が配置され、溝１４は、導電膜２２の接続先となる各種電極・接合配線の下面に対向する位置にまで延出している。溝１４において、導電膜２２の接続先となる各種電極・接合配線に対向する位置には凸部１８が配置されている。また溝１４にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等で形成された導電膜２２（２２Ａ〜２２Ｇ）が配置され、導電膜２２は、溝１４の底部、凸部１８の表面を覆うように配置されている（図３、図６参照）。凸部１８の上面はベース基板１２の表面とほぼ同じ高さとなっている。
【００４４】
よって図３に示すように、導電膜２２は、凸部１８の上面では、ベース基板１２の表面より露出して各種電極・接合配線と接続するが、それ以外の部分はベース基板１２表面より低い位置に配置され、導電膜２２が凸部１８の上面以外で他の構成要素と短絡することはない。
【００４５】
また導電膜２２は、端部において端子２４（２４Ａ〜２４Ｇ）を形成している。端子２４Ａは、導電膜２２Ａを介して固定櫛歯電極４８Ａに電気的に接続されている。端子２４Ｂは、導電膜２２Ｂを介して接合配線５０Ａに電気的に接続されている。また接合配線５０Ａは、固定電極４６Ａを並列に接続している。これにより、端子２４Ｂは、接合配線５０Ａを介して固定電極４６Ａと電気的に接続される。
【００４６】
端子２４Ｃは、導電膜２２Ｃを介して島状電極４０Ａと電気的に接続されている。端子２４Ｄは、導電膜２２Ｄを介して接合配線５０Ｃ、アンカー部３２Ｂ、アンカー部３２Ｄと電気的に接続されている。接合配線５０Ｃは、アンカー部３２Ａ及びアンカー部３２Ｃに接続されるとともに、導電膜２２Ｍを介してアンカー部３２Ｅに電気的に接続されている。またアンカー部３２Ｆは、接合配線５０Ｄを介してアンカー部３２Ｅに電気的に接続している。これにより端子２４Ｄは、アンカー部３２Ａ〜３２Ｆと電気的に接続される。
【００４７】
端子２４Ｅは、導電膜２２Ｅを介して島状電極４０Ｂと電気的に接続されている。端子２４Ｆは、導電膜２２Ｆを介して接合配線５０Ｂに電気的に接続されている。接合配線５０Ｂは、導電膜２２Ｌを介して固定電極４６Ｂを並列に接続している。これにより、端子２４Ｆは、固定電極４６Ｂに電気的に接続される。端子２４Ｇは、導電膜２２Ｇを介して固定櫛歯電極４８Ｂに電気的に接続される。
【００４８】
端子２４Ａ，端子２４Ｇは、自励振回路（不図示）の入力側に接続され、端子２４Ｂ、端子２４Ｆは、自励振回路（不図示）の出力側に接続される。また、端子２４Ｃ、端子２４Ｅは、検出回路（不図示）に接続される。そして、端子２４Ｄは、自励振回路（不図示）の入力側及び検出回路（不図示）に接続される。
【００４９】
自励振回路（不図示）により、端子２４Ｂと端子２４Ｄとの間、及び端子２４Ｆと端子２４Ｄとの間に交流電圧を印加する。これにより、可動電極４４が固定電極４６Ａ，４６Ｂから交互に静電引力を受ける。そして、駆動質量部２６Ａ，２６Ｂにおいて、固定電極４６Ａ，４６Ｂの配置が互いに左右逆となっているので、駆動質量部２６Ａ，２６Ｂは、Ｘ軸方向を振幅方向として互いに逆位相で振動する。これにより、駆動質量部２６Ａ，２６Ｂは、ベース基板１２上で左右対称に振動する。このとき、振動に伴う重心の移動はないので、振動もれを抑制することができる。
【００５０】
上記振動状態において、Ｚ軸回りの角速度を受けると、可動質量部３６Ａ，３６Ｂは、振幅方向（Ｘ軸方向）が互いに反対方向であるので、Ｙ軸方向に互いに反対方向にコリオリ力を受けることになる。またＹ軸に平行な方向の加速度を受けると、可動質量部３６Ａ，３６Ｂは、共にＹ軸方向で同一方向に慣性力（加速度）を受ける。
【００５１】
よって、可動質量部３６Ａと島状電極４０Ａとの間の静電容量と、可動質量部３６Ｂと島状電極４０Ｂとの間の静電容量との差分を取ると、Ｙ軸に平行な方向の加速度の成分は相殺され、Ｚ軸回りの角速度の成分を足し合わせたものを検出することができる。したがって、Ｚ軸回りの角速度の検出を高感度に行なうことができる。
【００５２】
次に、本実施形態のジャイロセンサー１０の製造工程について説明する。図５乃至図７に、本実施形態のジャイロセンサーの製造工程を示す。図５に示すように、ベース基板１２に、溝１４、凹部１６、凸部１８、島部２０をエッチングにより形成する。凹部１６は、駆動バネ３４、駆動質量部２６Ａ，２６Ｂ、可動電極４４等の外形に倣って形成される。凸部１８は、ベース基板１２の溝１４及び凹部１６を形成する領域において、凸部１８となる部分を残してエッチングを行なうことにより形成される。島部２０もベース基板１２の凹部１６を形成する領域において、島部２０となる部分を残してエッチングすることにより形成される。
【００５３】
図６に示すように、スパッタ等を用いて、導電膜２２、端子２４を形成する。このとき、ベース基板１２の導電膜２２を形成する位置以外の部分を覆うマスクをベース基板１２上に形成し、導電膜２２を形成後にマスクを除去する。この導電膜２２は、溝１４及び凹部１６の底面のみならず、凸部１８の上面にも形成される。
【００５４】
図７に示すように、構成要素（アンカー部３２、駆動バネ３４、駆動質量部２６Ａ，２６Ｂ、可動電極４４、固定電極４６Ａ，４６Ｂ、検出バネ４２、可動質量部３６Ａ，３６Ｂ、島状電極４０Ａ，４０Ｂ、固定櫛歯電極４８Ａ，４８Ｂ、接合配線５０Ａ〜５０Ｄ）の材料となる導電性のシリコン基板５２をベース基板１２に配置して、シリコン基板５２をベース基板１２（ガラス基板）に陽極接合により接合する。この接合により、導電膜２２の凸部１８の上面に配置された部分とシリコン基板５２とが接続し、島部２０とシリコン基板５２とが接合する。そして、シリコン基板５２の上述の構成要素となる領域以外の領域をエッチングして型抜きすることにより、本実施形態のジャイロセンサー１０が構築される。
【００５５】
図８に、第２実施形態のジャイロセンサーの平面図を示す。以下の説明において、第１実施形態の共通の構成要素については同一番号を付し、必要な場合を除いてその説明を省略する。第２実施形態のジャイロセンサー１０Ａでは、駆動質量部２６Ａ，２６Ｂ内に、それぞれモニター電極が２つ形成されている。即ち、駆動質量部２６Ａの第２梁部３０Ｂに対向する位置にも固定櫛歯電極４８Ｃを配置し、第２梁部３０Ｂの固定櫛歯電極４８Ｃに対向する側壁から可動電極指３１ａを延出させている。同様に、駆動質量部２６Ｂの第２梁部３０Ｂに対向する位置にも固定櫛歯電極４８Ｄを配置し、第２梁部３０Ｂの固定櫛歯電極４８Ｄに対向する側壁から可動電極指３１ａを延出させている。
【００５６】
ベース基板１２には、駆動質量部２６Ａ内の固定櫛歯電極４８Ｃに電気的に接続する導電膜２２Ｈ及び端子２４Ｈ（及び溝１４）が配置され、駆動質量部２６Ｂ内の固定櫛歯電極４８Ｄに電気的に接続する導電膜２２Ｉ及び端子２４Ｉ（及び溝１４）が配置されている。そして端子２４Ｈ、端子２４Ｉは、自励振回路（不図示）に接続される。
【００５７】
一般的に、モニター電極から得られる帰還信号には、上述の振動系の固有振動に起因した主振動と、固有振動以外の振動に起因した不要振動が含まれる。一方、駆動質量部２６Ａにおいて、第２梁部３０Ａ（可動櫛歯電極）と固定櫛歯電極４８Ａとの間の距離と、第２梁部３０Ｂ（可動櫛歯電極）と固定櫛歯電極４８Ｃとの間の距離は互いに逆位相で変化する。同様に、駆動質量部２６Ｂにおいて、第２梁部３０Ａ（可動櫛歯電極）と固定櫛歯電極４８Ｂとの間の距離と、第２梁部３０Ｂ（可動櫛歯電極）と固定櫛歯電極４８Ｄとの間の距離は互いに逆位相で変化する。
【００５８】
これにより、第２梁部３０Ａ（可動櫛歯電極）と固定櫛歯電極４８Ａ（４８Ｃ）との間で得られる第１の帰還信号と、第２梁部３０Ｂ（可動櫛歯電極）と固定櫛歯電極４８Ｃ（４８Ｄ）との間で得られる第２の帰還信号とは、主振動の成分が互いに逆相となっている。
【００５９】
よって自励振回路（不図示）では、第１の帰還信号と、第２の帰還信号との差分を増幅して駆動部に出力している。これにより、主振動の成分が足しあわされるとともに、不要振動の成分同士、即ち歪成分同士が相殺される。したがって、自励振回路（不図示）は、歪の少ない交流電圧を駆動部に印加して効率よく駆動質量部２６Ａ，２６Ｂを振動させることができる。なお自励振回路（不図示）は、上述の差分の演算を駆動質量部２６Ａ側と駆動質量部２６Ｂ側とで独立に行なっている。
【００６０】
図９に、第３実施形態のジャイロセンサーの平面図を示す。第３実施形態に係るジャイロセンサー１０Ｂでは、第１梁部２８の固定櫛歯電極４８Ａ、４８Ｂに対向する部分が、固定櫛歯電極４８Ａ、４８Ｂの長手方向の両端側の外形に倣って駆動質量部２６Ａ，２６Ｂの外側に突出（屈曲）し、駆動質量部２６Ａ，２６Ｂから第２梁部３０Ａの長手方向に突出した突出部５６が形成されている。
【００６１】
第１梁部２８を上述のように突出させることにより、駆動質量部２６Ａ，２６Ｂ内のスペースが増えるので固定櫛歯電極４８Ａ及び可動櫛歯電極の対数を増やすことができる。よって、固定櫛歯電極４８Ａ，４８Ｂと可動櫛歯電極（第２梁部３０Ａ）の対向面積を増やして、両者の間から得られる帰還信号において歪成分を低減することができる。
【００６２】
また駆動質量部２６Ａ，２６Ｂの外側であって、第２梁部３０Ａに対向する位置には、第２の固定櫛歯電極５４が配置されている。一方、第２梁部３０Ａの第２の固定櫛歯電極５４に対向する側壁からは、第２の固定櫛歯電極５４に向かって複数の可動電極指３１ｂが延出している。各可動電極指３１ｂは、第２の固定櫛歯電極５４の固定電極指５４ａの間隙に向かって延びて固定電極指５４ａの間に入り込むように配置されている。可動電極指３１ｂ及び固定電極指５４ａは、第２梁部３０Ａの長手方向に沿って固定電極指５４ａと交互に並ぶように配置される。よって第３実施形態では、第２梁部３０Ａ及び可動電極指３１ａにより第１の可動櫛歯電極が構築され、第２梁部３０Ａ及び可動電極指３１ｂにより第２の可動櫛歯電極を構築されている。
【００６３】
ベース基板１２には、駆動質量部２６Ａ側に配置された第２の固定櫛歯電極５４に接続する導電膜２２Ｊと端子２４Ｊ（及び溝１４）が配置され、駆動質量部２６Ｂ側に配置された第２の固定櫛歯電極５４に接続する導電膜２２Ｋと端子２４Ｋ（及び溝１４）が配置されている。
【００６４】
上記構成において、例えば駆動質量部２６Ａの振動により、第２枠部３０Ａ（可動櫛歯電極）と固定櫛歯電極４８Ａとの間の距離と、第２枠部３０Ａ（可動櫛歯電極）と第２の固定櫛歯電極５４との間の距離は互いに逆位相で変化する。これにより、第２枠部３０Ａ（可動櫛歯電極）と固定櫛歯電極４８Ａとの間で得られる第１の帰還信号と、第２枠部３０Ａ（可動櫛歯電極）と第２の固定櫛歯電極５４との間で得られる第２の帰還信号とは、主振動の成分が互いに逆相となっている。
よって、自励振回路（不図示）では、第２実施形態と同様に、第１の帰還信号と、第２の帰還信号との差分を増幅して駆動部に出力して、帰還信号の歪成分同士を相殺している。
【００６５】
本実施形態では、第２枠部３０Ａ（可動電極指３１ａ、第１の可動櫛歯電極）と固定櫛歯電極４８Ａ（４８Ｂ）との間で第１のモニター電極を構築し、第２枠部３０Ａ（可動電極指３１ｂ、第２の可動櫛歯電極）と第２の固定櫛歯電極５４との間で第２のモニター電極を構築している。よって、第１のモニター電極と第２のモニター電極では、可動櫛歯電極（第２枠部３０Ａ）を共通に用いているので、第２枠部３０Ａ（可動櫛歯電極）と固定櫛歯電極４８Ａ（４８Ｂ）との間の距離の変化量の絶対値と、第２枠部３０Ａ（可動櫛歯電極）と第２の固定櫛歯電極５４との間の距離の変化量の絶対値がほぼ一致する。したがって、第２実施形態よりも帰還信号の歪成分をより効率よく除去することができる。
【００６６】
ところで、固定電極４６Ａ，４６Ｂに印加する交流電圧の大きさは、可動電極４４が固定電極４６Ａ，４６Ｂに接触しない程度の大きさ、または可動櫛歯電極の可動電極指３１ａ（可動電極指３１ｂ）が、固定櫛歯電極４８Ａ，４８Ｂ（第２の固定櫛歯電極５４）に接触しない程度の大きさに調整されている。しかし、外部から衝撃等が加わった場合に、駆動質量部２６Ａ，２６Ｂが大きく変位し、可動電極４４が固定電極４６Ａ，４６Ｂに接触し、或いは可動櫛歯電極の可動電極指３１ａが固定櫛歯電極４８Ａ，４８Ｂに接触し、若しくは可動電極指３１ｂが第２の固定櫛歯電極５４に接触し、これらの電極が破損するおそれがある。
【００６７】
そこで、第３実施形態では、突出部５６を、それぞれＸ軸方向から挟み込むようにストッパ５８（５８Ａ〜５８Ｄ）が設けられている。ストッパ５８と突出部５６との間のＸ軸方向の隙間は、駆動質量部２６Ａ，２６Ｂの振動の振幅より広くする必要があるが、可動電極４４と固定電極４６Ａ，４６Ｂとの間のＸ軸方向の隙間よりも狭く、且つ可動櫛歯電極（第２枠部３０Ａ）と固定櫛歯電極４８Ａ，４８Ｂとの間のＸ軸方向の隙間及び可動櫛歯電極（第２枠部３０Ａ）と第２の固定櫛歯電極５４との間のＸ軸方向の隙間よりも狭くする必要がある。
【００６８】
また、ストッパ５８Ａ，５８Ｂは、それぞれ接合配線５０Ｃによりアンカー部３２Ａ，３２Ｃに電気的に接続され、ストッパ５８Ｃ，５８Ｄは、それぞれ接合配線５０Ｄによりアンカー部３２Ｅ，３２Ｆに電気的に接続されている。これにより、ストッパ５８は突出部５６と同電位となっている。
【００６９】
よって、ストッパ５８と突出部５６との間で短絡を防止するとともに、両者を電気的に互いに反発させて両者の接触を低減して突出部５６のストッパ５８への貼り付きを防止することができる。さらにストッパ５８と突出部５６のＸ軸方向で互い対向する壁面同士のいずれか一方に突起５８ａ（図９中の拡大図）を設けることが好ましい。図９においては、ストッパ５８の壁面に突起５８ａを設けている。これにより、突出部５６とストッパ５８との間の接触面積を低減し、突出部５６のストッパ５８への貼り付きを低減することができる。
【００７０】
図１０に、本実施形態の電子部品を搭載した電子機器（携帯端末）の模式図を示す。図１０において、携帯端末６０（ＰＨＳを含む）は、複数の操作ボタン６２、受話口６４及び送話口６６を備え、操作ボタン６２と受話口６４との間には表示部６８が配置されている。最近では、このような携帯端末６０においても手ぶれ補正機能がついたカメラを備えている。そこで、携帯端末６０には、手振れ補正機能に用いる角速度検知のため、本実施形態のジャイロセンサー１０、１０Ａ，１０Ｂが内蔵されている。
【００７１】
なお、本実施形態のジャイロセンサー１０等を備える電子機器は、上述の携帯端末６０のほかに、多機能携帯電話、デジタルスチルカメラ、パーソナルコンピュータ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、タブレット型パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、インクジェット式吐出装置、電子手帳、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、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等に適用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０………ジャイロセンサー、１２………ベース基板、１４………溝、１６………凹部、１８………凸部、２０………島部、２２，２２Ａ〜２２Ｍ………導電膜、２４，２４Ａ〜２４Ｋ………端子、２６Ａ、２６Ｂ………駆動質量部、２８………第１梁部，３０Ａ，３０Ｂ………第２梁部、３１ａ，３１ｂ………可動電極指、３２，３２Ａ〜３２Ｆ………アンカー部、３４………駆動バネ、３６Ａ，３６Ｂ………可動質量部、３８………スリット、４０Ａ，４０Ｂ………島状電極、４２………検出バネ、４４………可動電極、４４ａ………電極指、４６Ａ，４６Ｂ………固定電極、４６Ａａ，４６Ｂａ………電極指、４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｄ………固定櫛歯電極、４９………固定電極指、５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ………接合配線、５２………シリコン基板、５４………第２の固定櫛歯電極、５４ａ………固定電極指、５６………突出部、５８，５８Ａ〜５８Ｄ………ストッパ、５８ａ………突起、６０………携帯端末、６２………操作ボタン、６４………受話口、６６………送話口、６８………表示部、１００………ジャイロセンサー、１０２………ベース基板、１０４………駆動質量部、１０６………可動質量部、１０８………駆動部、１１０………駆動バネ、１１２………アンカー部、１１４………検出バネ、１１６………固定電極。
【図１】
2013217727.tif 000003
【図２】
2013217727.tif 000004
【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】
2013217727.tif 000009
【図８】
2013217727.tif 000010
【図９】
2013217727.tif 000011
【図１０】
2013217727.tif 000012
【図１１】
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