JP2000097710A - 角速度センサおよびその周波数調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】音叉振動を行う二つの振動子の機械共振周波数
を等しくして検出感度を高くし、かつ、経時的周波数変
化の調整に対応できる角速度センサおよび音叉振動をす
る二つの振動子の機械共振周波数を電気的に簡単かつ容
易に調整することのできる角速度センサの周波数調整方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】支持固定部５ａ、５ｂに梁８ａ、８ｂを介
して支持されて音叉振動をする駆動用振動子９およびモ
ニタ用振動子１１と、駆動用振動子９を励振する駆動櫛
歯電極３ｃ、９ａと、モニタ用振動子１１から駆動信号
を検出するモニタ櫛歯電極４ｃ、１１ａと、駆動用振動
子９およびモニタ用振動子１１のコリオリ力に基づく変
位を検出するコリオリ力検出電極２ａ、２ｂと、を有す
る角速度センサ１０において、駆動用振動子９とモニタ
用振動子１１との少なくとも一方側に音叉振動周波数を
調整する静電調整電極１２、１３と可変直流電圧ｖ１、
ｖ２とを設けた角速度センサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手振れ防止カメ
ラ、カーナビゲーション装置などに使用される角速度セ
ンサおよびその周波数調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の角速度センサとして、図６および
図７を参照し、米国特許第５３４９８５５号に記載され
ている角速度センサ５０について説明する。

【０００３】５１はシリコン基板で、このシリコン基板
５１の上面の４つの領域で後述の上部電極に対向する領
域には、ボロンを注入することにより一対の検出用電極
５２ａ、５２ａと一対の検出用電極５２ｂ、５２ｂが形
成される。これらの検出用電極５２ａ、５２ｂを含むシ
リコン基板５１の上面には、酸化シリコン膜５３が形成
される。この酸化シリコン膜５３の上には、長辺側に固
定櫛歯電極５４ａ、５４ｂが短辺方向に対向してそれぞ
れ形成され、短辺側に支持固定電極５５ａ、５５ｂが長
辺方向に対向してそれぞれ形成される。これらの支持固
定電極５５ａ、５５ｂには、可動部５７（塗りつぶし
部）が捩じれ梁５６ａ、５６ｂを介して、回動可能に形
成される。この可動部５７は、捩じれ梁５６ａ、５６ｂ
を通る垂直面に対し左右対称構造をしており、酸化シリ
コン膜５３との間に間隙５８を有し、つぎの部分よりな
る。即ち、前述の捩じれ梁５６ａ、５６ｂと、これらの
捩じれ梁５６ａ、５６ｂに中心部をそれぞれ支持された
可動電極５９ａ、５９ｂと、これらの可動電極５９ａ、
５９ｂの両端に結合している振動梁６１ａ、６１ｂと、
これらの振動梁６１ａ、６１ｂの中央部外側に形成され
ている可動櫛歯電極６２ａ、６２ｂと、これらの振動梁
６１ａ、６１ｂの中央部内側に設けられている振動重り
６３ａ、６３ｂと、よりなる。なお、可動櫛歯電極６２
ａ、６２ｂは、固定櫛歯電極５４ａ、５４ｂとそれぞれ
間隙を介して噛み合っている。

【０００４】つぎに、従来の角速度センサ５０の動作に
ついて説明する。固定櫛歯電極５４ａと可動櫛歯電極６
２ａ（支持固定電極５５ａ、５５ｂ）との間、また固定
櫛歯電極５４ｂと可動櫛歯電極６２ｂ（支持固定電極５
５ａ、５５ｂ）との間に、それぞれ同相の交流電圧を印
加する。すると、可動櫛歯電極６２ａ、６２ｂが、固定
櫛歯電極５４ａ、５４ｂの方に静電吸引力により同時に
吸引されたり離れたりして、振動重り６３ａ、６３ｂは
振動梁６１ａ、６１ｂの撓みにより、Ｘ軸方向でそれぞ
れ逆方向に動き音叉振動をする。

【０００５】このように振動重り６３ａ、６３ｂが音叉
振動をして慣性状態にあるときに、捩じれ梁５６ａ、５
６ｂを通るＹ軸まわりに回転が生じると、振動重り６３
ａ、６３ｂは、コリオリ力により捩じれ梁５６ａ、５６
ｂを回転軸にして紙面に垂直なＺ軸方向でそれぞれ反対
方向に振動するようになる。そして、可動電極５９ａ、
５９ｂと検出電極５２ａ、５２ｂとの間にそれぞれ形成
される静電容量が一方は増加し、他方は減少するように
なる。これらの増減する静電容量を電圧変換して、それ
らの差動増幅を行うことにより回転角速度を求める。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
角速度センサ５０は、振動梁６１ａ、６１ｂ、振動重り
６３ａ、６３ｂなどで構成される可動部５７（塗りつぶ
し部）が、捩じれ梁５６ａ、５６ｂを通る垂直面に対し
て左右対称に形成されている。この可動部５７を左右対
称に形成するには、精密な加工精度が要求される。２つ
の振動重り６３ａ、６３ｂの質量あるいは振動梁６１
ａ、６１ｂの梁幅などの寸法が左右少しでも異なってい
ると、２つの振動重り６３ａ、６３ｂの機械共振周波数
を一致させて感度の高い音叉振動を行わせることはでき
ない。作製後にレーザーなどで微細加工をして、２つの
振動重り６３ａ、６３ｂなどの振動系の機械共振周波数
を合わせて音叉振動を行わせることは可能であるが、そ
の微細加工は非常に困難で、また加工後における機械共
振周波数の経時変化にまでは対応することができない。
そこで、本発明は、音叉振動を行う二つの振動子の機械
共振周波数を等しくして検出感度が高く、かつ、経時的
周波数変化の調整に対応できる角速度センサを提供する
ことを目的とする。

【０００７】また、本発明は、音叉振動をする二つの振
動子の機械共振周波数を電気的に簡単かつ容易に調整す
ることのできる角速度センサの周波数調整方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の角速度
センサに係る発明は、支持固定部に梁を介して支持され
且つ音叉結合した第一振動子および第二振動子と、前記
第一振動子を励振する駆動手段と、前記第二振動子から
の振動信号を検出するモニタ手段と、前記第一振動子お
よび前記第二振動子のコリオリ力に基づく変位を検出す
るコリオリ力検出手段と、前記第一振動子と前記第二振
動子との少なくとも一方側に振動周波数を調整する周波
数調整手段と、を設けたことを特徴とするものである。

【０００９】この発明は、周波数調整手段により振動子
に直流電圧を加えて、その静電力により第一振動子およ
び梁を含む駆動振動系と第二振動子および梁を含むモニ
タ振動系とのいづれか一方の見掛上のバネ定数を小さく
して、その振動系の機械共振周波数を下げて、駆動振動
系とモニタ振動系の機械共振周波数を等しくするもので
ある。例えば、音叉振動をするように機械結合した第一
振動子と第二振動子のうち、バネ定数が大きくて機械共
振周波数の高い方が第二振動子であったとする。この場
合、第二振動子側の周波数調整手段により、第二振動子
に直流電圧を加えて、第二振動子のバネ定数を見掛上小
さくして、その機械共振周波数を下げて、第一振動子の
機械共振周波数と等しくして、音叉振動が効率よく行わ
れるようにする。

【００１０】また、このように第一振動子と第二振動子
の機械共振周波数を調整して、第二振動子の検出した振
動信号を第一振動子に帰還することにより自励発振回路
を構成することができる。

【００１１】請求項２に記載の角速度センサに係る発明
は、前記周波数調整手段が、前記振動子に静電力を及ぼ
すように近接して設けた静電調整電極と、この静電調整
電極と前記振動子との間に直流電圧を加える可変直流電
圧源と、を含むことを特徴とするものである。

【００１２】この発明は、バネ定数の大きい第一振動子
または第二振動子と静電調整電極との間に可変直流電圧
源から徐々に電圧を加えて、そのバネ定数を見掛上次第
に小さくしていきながら、その機械共振周波数を下げて
いき、第一振動子と第二振動子の音叉振動周波数を等し
くする。これにより、音叉振動を効率よく行わせる。請
求項３に記載の角速度センサに係る発明は、前記第一振
動子の一方側に近接して駆動手段としての静電駆動電極
を有し、他方側に近接して周波数調整手段としての静電
調整電極を有し、前記第二振動子の一方側にモニタ手段
としてのモニタ電極を有し、他方側に近接して周波数調
整手段としての静電調整電極を有し、前記第一振動子お
よび前記第二振動子のコリオリ力発生方向に、ギャップ
を介して、コリオリ力検出手段としての検出電極を有す
ることを特徴とするものである。

【００１３】この発明は、周波数調整手段により、第一
振動子と第二振動子とのいづれかのバネ定数が見掛上小
さく調整されて音叉振動が効率より行われ、これによ
り、検出電極によるコリオリ力の検出感度が向上する。

【００１４】請求項４に記載の角速度センサに係る発明
は、前記第一振動子の両側に近接して駆動手段としての
静電駆動電極を有し、前記第二振動子の一方側にモニタ
手段としてのモニタ電極を有し、他方側に近接して周波
数調整手段としての静電調整電極を有し、前記第一振動
子および前記第二振動子のコリオリ力発生方向に、ギャ
ップを介して、コリオリ力検出手段としての検出電極を
有することを特徴とするものである。

【００１５】この発明は、第一振動子が両側から双方駆
動されて駆動力および駆動振幅が大きくなり、第二振動
子のバネ定数が見掛上小さく調整されて、音叉振動が効
率よく行われ、これにより、検出電極によるコリオリ力
の検出感度が向上する。

【００１６】請求項５に記載の角速度センサに係る発明
は、前記振動子と前記静電調整電極とのギャップを介す
る対向面が、平坦面または凹凸を有していることを特徴
とするものである。

【００１７】この発明は、第一振動子および第二振動子
と静電調整電極との対向面がギャップを介して平坦面と
なっているので、その対向面間に直流電圧を印加する
と、それらの間に静電気力が働いて、第一振動子または
第二振動子はその静電力により吸引されて拘束され、そ
のバネ定数が見掛上小さくなると共に機械共振周波数が
低くなる。

【００１８】また、第一振動子および第二振動子と静電
調整電極との対向面がギャップを介して凹凸となってい
る場合には、対抗面積が大きくなって静電力の作用力が
大きくなり、低電圧で周波数調整を行うことができる。

【００１９】請求項６に記載の角速度センサの周波数調
整方法に係る発明は、音叉結合した二つの振動子の少な
くとも一方の振動子に周波数調整手段を設け、この周波
数調整手段から前記一方の振動子に直流電圧を加えて、
その静電力により前記一方の振動子の見掛上のバネ定数
を小さくして、両方の振動子の機械共振周波数を等しく
するものである。

【００２０】この発明は、音叉振動をするように機械結
合した二つの振動子が、バネ定数を相違させてそれらの
機械共振周波数が異なる場合に、バネ定数が大きくて機
械共振周波数の高い一方の振動子に設けた周波数調整手
段から該一方の振動子に直流電圧を加えて静電力を及ぼ
し、該一方の振動子の見掛上のバネ定数を小さくして、
その共振周波数を下げて、音叉振動をする両方の振動子
の機械共振周波数を等しくする。

【００２１】

【発明の実施の形態】つぎに、図１および図２を参照し
て、本発明の第１実施例の角速度センサ１０について説
明する。

【００２２】１はシリコン基板で、このシリコン基板１
の上面の領域で、後述の駆動用振動子およびモニタ用振
動子に対向する領域には、スパッタリング法、蒸着法、
フォトリソグラフィ技術などを用いて、金（Ａｕ）／ク
ロム（Ｃｒ）、アルミニュウム（Ａｌ）などからなる、
コリオリ力検出手段としての矩形状の検出電極２ａ、２
ｂが形成される。

【００２３】また、シリコン基板１の一つの対向辺に
は、固定櫛歯電極３ｃを有する駆動固定電極３と固定櫛
歯電極４ｃを有するモニタ固定電極４がそれぞれ形成さ
れる。これらの駆動固定電極３およびモニタ固定電極４
は、下層がシリコン酸化膜３ａ、４ａで、上層が金属層
３ｂ、４ｂよりなる。

【００２４】また、シリコン基板１のもう一つの対向辺
には、シリコン酸化膜を介して金属により支持固定部５
ａ、５ｂがそれぞれ形成される。これらの支持固定部５
ａ、５ｂには、可動部６（図１の塗りつぶし部）のコ字
型可動梁８ａ、８ｂの中央部が捩じれ梁７ａ、７ｂを介
してそれぞれ回転可能に支持される。そして、コ字型可
動梁８ａ、８ｂの両先端部は、矩形状の駆動用振動子９
およびモニタ用振動子１１にそれぞれ結合している。こ
れらの駆動用振動子９とモニタ用振動子１１には、それ
らの外側面に可動櫛歯電極９ａ、１１ａがそれぞれ形成
される。これらの可動櫛歯電極９ａ、１１ａは、駆動固
定電極３の固定櫛歯電極３ｃ、モニタ固定電極４の固定
櫛歯電極４ｃに間隙を介してそれぞれ噛み合っている。
そして、固定櫛歯電極３ｃと可動櫛歯電極９ａは駆動手
段を構成し、また固定櫛歯電極４ｃと可動櫛歯電極１１
ａはモニタ手段を構成する。

【００２５】なお、駆動用振動子９およびモニタ用振動
子１１と検出電極２ａ、２ｂとの間には、ギャップｇ１
が形成される。

【００２６】また、駆動用振動子９の内側面側には、周
波数調整手段としての静電調整電極１２が側面を近接さ
せて形成され、駆動用振動子９と静電調整電極１２との
対向面はギャップを介して平行面をなしている。

【００２７】また同様に、モニタ用振動子１１の内側面
側には、周波数調整手段としての静電調整電極１３が側
面を近接させて形成され、モニタ用振動子１１と静電調
整電極１３との対向面はギャップを介して平行面をなし
ている。これらの静電調整電極１２、１３は、シリコン
酸化膜を介してシリコン基板１の上に形成される。

【００２８】なお、上記角速度センサ１０の駆動用振動
子９、駆動固定電極３、モニタ用電極１１などは、金属
により形成したが、フォトエッチングなどの半導体微細
加工技術を用いてポリシリコン基板を加工して形成して
もよい。

【００２９】つぎに、角速度センサ１０の機械共振周波
数の調整方法について説明する。支持固定部５ａ、５ｂ
をグランドに接続して動作させるので、可動部６（塗り
潰し部分）はグランド電位となる。

【００３０】駆動固定電極３と支持固定部５ａ（５ｂ）
との間に、駆動用振動子９（可動梁８ａ、８ｂの左側半
分を含む）の機械共振周波数と同じ周波数の交流の駆動
電圧を印加して、静電吸引力により駆動用振動子９をＸ
軸方向に振動させる。このとき、駆動用振動子９とモニ
タ用振動子１１（可動梁８ａ、８ｂの右側半分を含む）
の機械共振周波数が等しければ、モニタ用振動子１１は
駆動用振動子９の機械共振周波数に共振して音叉振動、
即ち、矢印で示すように、Ｘ軸方向でそれぞれ反対方向
に振動するようになる。

【００３１】この音叉振動に基づく振動信号は、モニタ
固定電極４で電気的に検出する。即ち、モニタ固定電極
４に現れる変化容量（振動信号）を電圧に変換し、この
変換電圧が、駆動固定電極３に加えた駆動電圧の周波数
および位相と同じであれば、駆動用振動子９とモニタ用
振動子１１とは、機械共振周波数を等しくしていること
になる。もし、モニタ固定電極４に現れる変化容量を変
換した電圧の周波数および位相が、駆動固定電極３に加
えた駆動電圧の周波数および位相と相違していると、駆
動用振動子９とモニタ用振動子１１とは、バネ定数を相
違させて機械共振周波数を異ならせていることになる。

【００３２】この場合、駆動用振動子９のバネ定数が大
きくて機械共振周波数が高い場合には、駆動用振動子９
と静電調整電極１２との間に可変直流電圧源ｖ１から直
流電圧を徐々に加える。また、モニタ用振動子１１のバ
ネ定数が大きくて機械共振周波数が高い場合には、モニ
タ用振動子１１と静電調整電極１３との間に、可変直流
電圧源ｖ２から直流電圧を徐々に加える。そして、機械
共振周波数の高い振動子の方の見掛上のバネ定数を小さ
くし、その機械共振周波数を小さくして駆動用振動子９
とモニタ用振動子１１との機械共振周波数を等しくし、
かつ、位相も等しくする。

【００３３】この電気的な周波数調整ないし位相調整に
より、駆動用振動子９を含む機械振動系とモニタ用振動
子１１を含む機械振動系のバネ定数を見掛上等しくして
機械共振周波数を合わせ、駆動用振動子９とモニタ用振
動子１１とに音叉振動を行わせることができる。これに
より、繁雑な切削などの機械的加工調整を無くして、簡
単かつ容易に周波数調整を行うことができる。

【００３４】つぎに、角速度センサ１０の動作について
説明する。上述のように、駆動用振動子９とモニタ用振
動子１１とが、それらの機械共振周波数が調整されて、
音叉振動をして慣性状態にあるときに、角速度センサ１
０が捩じれ梁７ａ、７ｂを通るＹ軸回りに回転すると、
コリオリ力が紙面に垂直なＺ軸方向に発生して、駆動用
振動子９とモニタ用振動子１１は、図２に矢印で示すよ
うに、Ｚ軸方向で逆方向にそれぞれ振動するようにな
る。そして、駆動用振動子９と検出電極２ａとの間に形
成される静電容量と、モニタ用振動子１１と検出電極２
ｂとの間に形成される静電容量とが、一方は増加し他方
は減少することになる。この増減する容量を電圧変換し
て差動増幅することにより回転角速度を求める。

【００３５】つぎに、図３を参照して本発明の第２実施
例の角速度センサ２０について説明する。本実施例の角
速度センサ２０において、第１実施例の角速度センサ１
０と同一部分には同一番号を付して、その説明を援用す
る。

【００３６】この角速度センサ２０は、駆動用振動子９
ｂと静電調整電極１２ａとの対向面を三角形状の凹凸に
形成してギャップを介して近接させ、かつ、モニタ用振
動子１１ｂと静電調整電極１３ａとの対向面も三角形状
の凹凸に形成してギャップを介して近接させたものであ
る。

【００３７】本実施例の周波数調整は、前述の角速度セ
ンサ１０と同様に、可変直流電圧源ｖ１またはｖ２か
ら、可変電圧を加えることにより、静電調整電極１２ａ
または１３ａを介して、駆動用振動子９ｂの駆動振動系
またはモニタ用振動子１１ｂのモニタ振動系のバネ定数
を見掛上変えて行うことができる。なお、本実施例のコ
リオリ力に基づく角速度検出の動作は角速度センサ１０
の場合と同様である。

【００３８】本実施例は、駆動用振動子９ｂと静電調整
電極１２ａとの対向面およびモニタ用振動子１１ｂと静
電調整電極１３ａとの対向面を三角形状の凹凸とするこ
とにより、対向面積をそれぞれ広くしているので、低電
圧で静電吸引力を大きくし、周波数調整効果を向上さ
せ、且つ空気抵抗を低減することができる。

【００３９】つぎに、図４を参照して本発明の第３実施
例の角速度センサ３０について説明する。なお、本実施
例の角速度センサ３０において、第１実施例の角速度セ
ンサ１０と同一部分には同一番号を付して、その説明を
援用する。

【００４０】この角速度センサ３０は、図１に示す角速
度センサ１０における駆動用振動子９の片側駆動を両側
（双方）駆動するものである。即ち、駆動用振動子９ｂ
の外側に設けれた駆動手段、即ち、間隙を介して噛み合
う固定櫛歯電極３ｃと可動櫛歯電極９ａの他に、内側に
もこれと面対称をなす駆動手段、即ち、間隙を介して噛
み合う可動櫛歯電極９ｃと固定櫛歯電極１４ａとを設け
たものである。可動櫛歯電極９ｃは駆動用振動子９ｂに
結合し、固定櫛歯電極１４ａは駆動固定電極１４に結合
している。

【００４１】本実施例においては、周波数調整手段をな
す静電調整電極１３はモニタ用振動子１１にだけ設けら
れているので、モニタ用振動子１１を含むモニタ振動系
の当初のバネ定数を、駆動用振動子９ｂを含む駆動振動
系のバネ定数よりもやや大きく形成する。

【００４２】本実施例において、駆動用振動子９ｂの駆
動は、駆動用振動子９ｂの機械共振周波数と同じ周波数
で１８０゜位相の異なる交流電圧を、支持固定部５ａ
（５ｂ）をグランドにして、駆動固定電極３と１４とに
印加して、駆動用振動子９ｂを、静電引力によりＸ軸方
向に往復駆動する。また、駆動用振動子９ｂを含む駆動
振動系とモニタ用振動子１１を含むモニタ振動系の機械
共振周波数の調整は、支持固定部５ｂと静電調整電極１
３との間に接続された周波数調整手段をなす可変直流電
圧源ｖ２の電圧を可変して、静電調整電極１３とモニタ
用振動子１１との間に静電引力を加えて、モニタ用振動
子１１の見掛上のバネ定数を小さくして行われる。な
お、本実施例のコリオリ力に基づく角速度検出の動作は
角速度センサ１０の場合と同様である。

【００４３】本実施例は、駆動用振動子９ｂを両側から
双方駆動するので、駆動用振動子９ｂの振動振幅が大き
くなり、周波数調整により、モニタ用振動子１１も駆動
用振動子９ｂに合わせて大きな振幅で振動するので、コ
リオリ力の検出感度が大きくなる。

【００４４】つぎに、図５を参照して本発明の第４実施
例の角速度センサ４０について説明する。本実施例の角
速度センサ４０は、図４に示す角速度センサ３０の駆動
振動系の構成を用い、また図３に示す角速度センサ２０
のモニタ振動系の構成を用いているので、それらと同一
部分には同一番号を付して、それらの説明を援用する。

【００４５】本実施例は、駆動用振動子９ｂを両側から
双方駆動するので、駆動用振動子９ｂの振動振幅が大き
くなる。また、モニタ用振動子１１ｂと静電調整電極１
３との対向面を三角形状の凹凸にしているので、可変直
流電圧源ｖ２による低電圧での周波数調整ができる。

【００４６】

【発明の効果】請求項１に記載の角速度センサに係る発
明は、二つの振動子の加工精度がばらついて機械共振周
波数が一致しなくても、電気的に二つの振動子の機械共
振周波数のズレを調整できるため、追加の調整加工の必
要がなく、確実に音叉振動をさせることができる。

【００４７】請求項２に記載の発明は、電源電圧を変え
ることで静電力を可変できるので、振動子の機械共振周
波数を簡単に調整できる。

【００４８】請求項３に記載の発明は、二つの振動子の
両方の機械共振周波数を調整できるので、二つの振動子
のバネ定数の違いが大きくても音叉振動をさせることが
できる。

【００４９】請求項４に記載の発明は、駆動用振動子を
両側から双方駆動することにより、駆動力および駆動振
幅が大きくなり、コリオリ力の検出感度が向上する。

【００５０】請求項５に記載の発明は、周波数調整手段
の対向面に凹凸を設けることにより、対向面積を大きく
することができ、低電圧で周波数調整が可能となり、ま
た空気抵抗も低減することができる。

【００５１】請求項６に記載の角速度センサの周波数調
整方法に係る発明は、周波数調整手段からバネ定数の大
きな一方の振動子に直流電圧を加えて、該一方の振動子
の見掛上のバネ定数を小さくしてその機械共振周波数を
小さくして、両方の振動子の機械共振周波数を等しくす
るので、従来のように切削などの繁雑な機械加工による
ことなく、直流電圧を印加するという電気的方法により
簡単かつ容易に周波数調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例の角速度センサの平面図

【図２】 図１のＸ１−Ｘ１線断面形態図

【図３】 本発明の第２実施例の角速度センサの平面図

【図４】 本発明の第３実施例の角速度センサの平面図

【図５】 本発明の第４実施例の角速度センサの平面図

【図６】 従来の角速度センサの平面図

【図７】 図６のＸ２−Ｘ２線断面形態図

【符号の説明】

１ シリコン基板 ２ａ、２ｂ 検出電極 ３、１４ 駆動固定電極 ４ モニタ固定電極 ３ａ、４ａ 酸化シリコン膜 ３ｂ、４ｂ 金属層 ３ｃ、４ｃ 固定櫛歯電極 ５ａ、５ｂ 支持固定部 ６ 可動部 ７ａ、７ｂ 捩じれ梁 ８ａ、８ｂ 可動梁 ９、９ｂ 駆動用振動子 ９ａ、１１ａ 可動櫛歯電極 １０、２０、３０、４０ 角速度センサ １１、１１ｂ モニタ用振動子 １２、１３ 静電調整電極 ｖ１、ｖ２ 可変直流電圧源

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持固定部に梁を介して支持され且つ音
   叉結合した第一振動子および第二振動子と、前記第一振
   動子を励振する駆動手段と、前記第二振動子からの振動
   信号を検出するモニタ手段と、前記第一振動子および前
   記第二振動子のコリオリ力に基づく変位を検出するコリ
   オリ力検出手段と、 前記第一振動子と前記第二振動子との少なくとも一方側
   に振動周波数を調整する周波数調整手段と、を設けたこ
   とを特徴とする角速度センサ。
2. 【請求項２】 前記周波数調整手段は、前記振動子に静
   電力を及ぼすように近接して設けた静電調整電極と、こ
   の静電調整電極と前記振動子との間に直流電圧を加える
   可変直流電圧源と、を含むことを特徴とする請求項１に
   記載の角速度センサ。
3. 【請求項３】 前記第一振動子の一方側に近接して駆動
   手段としての静電駆動電極を有し、他方側に近接して周
   波数調整手段としての静電調整電極を有し、前記第二振
   動子の一方側にモニタ手段としてのモニタ電極を有し、
   他方側に近接して周波数調整手段としての静電調整電極
   を有し、前記第一振動子および前記第二振動子のコリオ
   リ力発生方向に、ギャップを介して、コリオリ力検出手
   段としての検出電極を有することを特徴とする請求項１
   または２に記載の角速度センサ。
4. 【請求項４】 前記第一振動子の両側に近接して駆動手
   段としての静電駆動電極を有し、前記第二振動子の一方
   側にモニタ手段としてのモニタ電極を有し、他方側に近
   接して周波数調整手段としての静電調整電極を有し、前
   記第一振動子および前記第二振動子のコリオリ力発生方
   向に、ギャップを介して、コリオリ力検出手段としての
   検出電極を有することを特徴とする請求項１または２に
   記載の角速度センサ。
5. 【請求項５】 前記振動子と前記静電調整電極とのギャ
   ップを介する対向面が、平坦面または凹凸を有している
   ことを特徴とする請求項１から４のいづれかに記載の角
   速度センサ。
6. 【請求項６】 音叉結合した二つの振動子の少なくとも
   一方の振動子に周波数調整手段を設け、この周波数調整
   手段から前記一方の振動子に直流電圧を加えて、その静
   電力により前記一方の振動子の見掛上のバネ定数を小さ
   くして、両方の振動子の機械共振周波数を等しくする角
   速度センサの周波数調整方法。