JP2002188923A - Dynamical quantity detector - Google Patents

Dynamical quantity detector

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JP2002188923A
JP2002188923A JP2000387396A JP2000387396A JP2002188923A JP 2002188923 A JP2002188923 A JP 2002188923A JP 2000387396 A JP2000387396 A JP 2000387396A JP 2000387396 A JP2000387396 A JP 2000387396A JP 2002188923 A JP2002188923 A JP 2002188923A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the accuracy of detecting angular velocity by causing vibrators to stably vibrate with a large amplitude in a first direction in the case of a dynamical quantity detector for detecting angular velocity by detecting the vibration of the vibrators in a second direction normal to the first direction with the vibrators kept vibrating in the first direction. SOLUTION: The vibrators 20-1 and 20-1 are supported displaceably in the Y-axis direction on main frames 30-1 to 30-4 via beams 31a to 31d for detection. The main frames 30-1 to 30-4 are supported displaceably in the X-axis direction on a substrate 10 via beams 33a to 33d and 34a to 34d for driving. The main frames 30-1 and 30-3 are connected to each other by link beams 41a and 41c, and a link 42a while the main frames 30-2 and 30-4 are connected to each other by link beams 41c and 41d, and a link 42b. The links 42a and 42b are connected to each other by sub-link beams 43a to 43d and sub-links 44a and 44b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体などで構成
され、基板上に浮かせて設けた振動子の変位により、角
速度などの力学量を検出するための力学量検出装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a physical quantity detecting device for detecting a physical quantity such as an angular velocity by using a displacement of a vibrator provided on a substrate and made of a semiconductor or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特許第30
77077号に示されているように、基板上に梁などを介し
て変位可能に支持された一つ若しくは複数の振動子を設
け、同振動子を第1方向に振動させておき、角速度に応
じたコリオリ力による前記第１方向と直角な第２方向へ
の振動子の振動を検出することにより、前記角速度を検
出するようにしている。2. Description of the Related Art Conventionally, this type of device is disclosed in
As shown in No. 77077, one or a plurality of vibrators supported displaceably via beams or the like are provided on a substrate, the vibrators are vibrated in a first direction, and the vibrators are moved in accordance with the angular velocity. The angular velocity is detected by detecting the vibration of the vibrator in a second direction perpendicular to the first direction due to the Coriolis force.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置では、振動子を第1方向に大きな振幅で安定して振動
させる工夫が十分になされていなかったり、振動子の各
種共振モードに対する十分な配慮がなされていなかった
り、振動子の第1方向への振動に伴う電圧発生に対する
十分な配慮がなされていなかったり、製造上の細部のば
らつきに対する十分な配慮がなされていなかったり、不
要な加速度による慣性の入力に対する十分な配慮がなさ
れていない。したがって、高精度で角速度を検出できな
かったり、不要な加速度の影響を受けて角速度の検出精
度が悪化するという問題がある。However, in the above-mentioned conventional apparatus, there has not been enough devised to stably vibrate the vibrator with a large amplitude in the first direction, or there has been no sufficient measure for various resonance modes of the vibrator. Consideration has not been given, insufficient consideration has been given to voltage generation due to vibration of the vibrator in the first direction, insufficient consideration has been given to variations in manufacturing details, and unnecessary acceleration. Not enough consideration has been given to the input of inertia. Therefore, there is a problem that the angular velocity cannot be detected with high accuracy, or the accuracy of angular velocity detection deteriorates due to the influence of unnecessary acceleration.

【０００４】[0004]

【発明の概略】本発明は、上記問題に対処するためにな
されたもので、その目的は、不要な加速度の影響を極力
抑えるとともに、角速度などの力学量の検出精度を向上
させるようにした力学量検出装置を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to address the above problems, and has as its object to reduce the influence of unnecessary acceleration as much as possible and to improve the accuracy of detecting mechanical quantities such as angular velocity. An object of the present invention is to provide a quantity detecting device.

【０００５】前記目的を達成するために、本発明の特徴
は、基板上にて互いに対向して配置されるとともに前記
基板に対して前記基板表面と平行な第１方向に変位可能
に支持された第１及び第２フレームと、前記基板上にて
前記第１及び第２フレームの間に配置されて前記第１及
び第２フレームに対して前記基板表面と平行かつ前記第
１方向に直角な第２方向に変位可能に支持された第１振
動子と、前記基板上にて前記第１方向における前記第１
及び第２フレームの側方位置に互いに対向して配置され
るとともに前記基板に対して前記第１方向に変位可能に
支持された第３及び第４フレームと、前記基板上にて前
記第３及び第４フレームの間に配置されて前記第３及び
第４フレームに対して前記第２方向に変位可能に支持さ
れた第２振動子と、前記第１フレームと前記第３フレー
ムとを前記第１方向に変位し易くかつ前記第２方向に変
位し難く連結する第１連結手段と、前記第２フレームと
前記第４フレームとを前記第１方向に変位し易くかつ前
記第２方向に変位し難く連結する第２連結手段とを備
え、第１乃至第４フレームを前記第１方向に振動させる
とともに、前記第１及び第２振動子の前記第２方向の振
動を検出するようにしたことにある。[0005] In order to achieve the above object, a feature of the present invention is that it is disposed on a substrate so as to face each other and is displaceably supported on the substrate in a first direction parallel to the substrate surface. A first and second frame, a first frame disposed between the first and second frames on the substrate and parallel to the substrate surface and perpendicular to the first direction with respect to the first and second frames; A first vibrator supported to be displaceable in two directions; and a first vibrator in the first direction on the substrate.
And third and fourth frames disposed opposite to each other at lateral positions of the second frame and supported so as to be displaceable in the first direction with respect to the substrate, and the third and fourth frames on the substrate. A second vibrator disposed between a fourth frame and supported so as to be displaceable in the second direction with respect to the third and fourth frames, and the first frame and the third frame are connected to the first frame. First connecting means for connecting the second frame and the fourth frame so as to be easily displaced in the second direction and the second direction, and to be easily displaced in the first direction and hardly displaced in the second direction. A second connecting means for connecting the first and fourth frames in the first direction and detecting the vibration of the first and second vibrators in the second direction. .

【０００６】この場合、例えば、前記第１連結手段を、
各一端にて前記第１及び第３フレームに接続され前記基
板から浮かせて前記第２方向に互いに平行に延設された
第１及び第３リンク梁と、前記第１及び第３リンク梁の
各他端を連結するとともに前記基板から浮かせて設けた
第１リンクとで構成し、前記第２連結手段を、各一端に
て前記第２及び第４フレームに接続され前記基板から浮
かせて前記第２方向に互いに平行に延設された第２及び
第４リンク梁と、前記第２及び第４リンク梁の各他端を
連結するとともに前記基板から浮かせて設けた第２リン
クとで構成するとよい。In this case, for example, the first connecting means is
A first and third link beam connected to the first and third frames at one end thereof and extending parallel to each other in the second direction by floating from the substrate; and each of the first and third link beams. A second link connected to the other end of the second linking means, the second linking means being connected to the second and fourth frames at one end thereof, and the second linking means being connected to the second and fourth frames. The second and fourth link beams extending parallel to each other in the direction, and the second links connecting the other ends of the second and fourth link beams and floating from the substrate may be used.

【０００７】また、前記力学量検出装置において、さら
に、前記基板上に設けられ前記第１乃至第４フレームを
前記第１方向に駆動するための第１乃至第４駆動電極部
と、前記基板上に設けられ前記第１及び第２振動子の前
記第２方向の振動を検出するための第１乃至第４検出電
極部とを設けるとよい。Further, in the physical quantity detection device, first to fourth drive electrode portions provided on the substrate for driving the first to fourth frames in the first direction; And first to fourth detection electrode units for detecting vibrations of the first and second vibrators in the second direction.

【０００８】これらの構成においては、第１及び第２連
結手段（第１〜第４リンク梁、第１及び第２リンク）の
作用により、第１〜第４フレーム、第１及び第２振動子
が、基板に対して第１方向に変位し易くかつ第２方向に
変位し難く支持されることになる。したがって、第１及
び第２振動子を、比較的小さな駆動力で第１方向に大き
な振幅で安定して振動させることが可能になり、コリオ
リ力による第１及び第２振動子の第１〜第４フレームに
対する振動の振幅を大きくすることができるようにな
る。その結果、小さな角速度の検出が可能になることを
も含めて、角速度の検出精度を良好にすることができ
る。In these configurations, the first and fourth frames, the first and second vibrators are operated by the first and second connecting means (first to fourth link beams, first and second links). Are supported in such a manner that they are easily displaced in the first direction and hardly displaced in the second direction with respect to the substrate. Accordingly, it is possible to stably vibrate the first and second vibrators with a relatively small driving force and a large amplitude in the first direction, and the first to second vibrators of the first and second vibrators by Coriolis force. The amplitude of vibration for four frames can be increased. As a result, the detection accuracy of the angular velocity can be improved, including the possibility of detecting a small angular velocity.

【０００９】また、本発明の特徴は、前記第１乃至第４
リンク梁を、それぞれ複数本の長尺状の梁で構成したこ
とにもある。これによれば、第1〜第４リンク梁のばね
定数を変えることなく、第1及び第２振動子の第１方向
の振動に伴う第1〜第４リンク梁一本当たりの応力を低
減することができ、第1及び第２振動子をより安定して
大振幅で振動させることができるようになる。Further, the feature of the present invention is that
Each of the link beams may be constituted by a plurality of long beams. According to this, without changing the spring constant of the first to fourth link beams, the stress per one of the first to fourth link beams due to the vibration of the first and second vibrators in the first direction is reduced. Therefore, the first and second vibrators can be more stably vibrated at a large amplitude.

【００１０】また、本発明の特徴は、前記した力学量検
出装置において、さらに、前記基板から浮かせて設けら
れ前記第１及び第２リンクの各一端を連結する第３連結
手段と、前記基板から浮かせて設けられ前記第１及び第
２リンクの各他端を連結する第４連結手段とを設けたこ
とにある。A feature of the present invention is that, in the above-described physical quantity detecting device, a third connecting means which is provided so as to float from the substrate and connects one end of each of the first and second links; There is provided a fourth connecting means which is provided floating and connects the other ends of the first and second links.

【００１１】これらの場合、例えば、前記第３連結手段
を、各一端にて前記第１及び第２リンクの各一端に接続
され前記基板から浮かせて前記第１方向に互いに平行に
延設された第１及び第２サブリンク梁と、前記第１及び
第２サブリンク梁の各他端を連結するとともに前記基板
から浮かせて設けた第１サブリンクとで構成し、前記第
４連結手段を、各一端にて前記第１及び第２リンクの各
他端に接続され前記基板から浮かせて前記第１方向に互
いに平行に延設された第３及び第４サブリンク梁と、前
記第３及び第４サブリンク梁の各他端を連結するととも
に前記基板から浮かせて設けた第２サブリンクとで構成
したことにある。In these cases, for example, the third connecting means is connected to one end of each of the first and second links at one end thereof and is extended from the substrate so as to extend in parallel with each other in the first direction. The first and second sub-link beams are connected to each other and the first sub-link is connected to the other end of the first and second sub-link beams. Third and fourth sub-link beams connected at one end to the other ends of the first and second links, respectively, and extending from the substrate and extending parallel to each other in the first direction; The other end of the four sub-link beams is connected to each other, and the second sub-link is provided so as to float from the substrate.

【００１２】この構成においては、第３及び第４連結手
段（第１〜第４サブリンク梁、第1及び第２サブリン
ク）の作用により、第１及び第２リンクの第１方向の変
位が抑制されるとともに、第１及び第２リンクの第２方
向への変位が冗長される。これにより、第1及び第２振
動子は、第1及び第２リンクの第２方向の振動を伴いな
がら、第１〜第４リンク梁の作用により、より安定かつ
大振幅で振動可能となる。また、第１〜第４サブリンク
梁、第1及び第２サブリンクの作用により、第1〜第４リ
ンク梁のそれぞれに発生する軸力を低減することも可能
となり、第1及び第２振動子の第１方向への振動を安定
させることができる。さらに、第１〜第４サブリンク
梁、第1及び第２サブリンクを設けたことにより、角速
度の検出のために必要な第1及び第２振動子の振動モー
ド（共振周波数）から、ローテーションモード、パラレ
ルモードなどの前記角速度の検出のために不必要な振動
モード（共振周波数）を遠ざけることもでき、これによ
っても角速度の検出精度を向上させることになる。In this configuration, the first and second links are displaced in the first direction by the action of the third and fourth connecting means (first to fourth sub-link beams, first and second sub-links). While being suppressed, the displacement of the first and second links in the second direction is made redundant. Accordingly, the first and second vibrators can vibrate more stably and with a large amplitude by the action of the first to fourth link beams while vibrating in the second direction of the first and second links. In addition, the action of the first to fourth sub-link beams and the first and second sub-links can reduce the axial force generated in each of the first to fourth link beams, and the first and second vibrations can be reduced. The vibration of the child in the first direction can be stabilized. Furthermore, by providing the first to fourth sub-link beams and the first and second sub-links, the rotation mode (resonance frequency) of the first and second vibrators required for detecting the angular velocity can be reduced. In addition, vibration modes (resonance frequencies) unnecessary for the detection of the angular velocity such as the parallel mode can be kept away, and thereby the detection accuracy of the angular velocity can be improved.

【００１３】また、本発明の他の構成上の特徴は、基板
上にて前記基板表面と平行な第１方向に並べて配置され
前記基板に対して前記第１方向及び前記第１方向と直角
な第２方向に変位可能に支持された第１及び第２振動子
と、前記基板上に前記第１方向に対して非対称に配置さ
れ正負異なる電圧の付与によって前記第１及び第２振動
子を前記第１方向であって互いに反対方向に振動させる
第１及び第２駆動電極部と、前記基板上に設けられ前記
第１及び第２振動子の前記第２方向の振動を検出するた
めの検出用信号を前記第１及び第２振動子に付与する第
１及び第２検出電極部と、前記第１及び第２振動子を互
いに独立して変位可能に連結する連結手段と、前記連結
手段に接続されて前記第１及び第２振動子の前記第２方
向の振動を表す信号を取り出すための出力端子とを備え
たことにある。Another structural feature of the present invention is that the substrate is arranged side by side in a first direction parallel to the surface of the substrate and is perpendicular to the substrate in the first direction and the first direction. The first and second vibrators supported to be displaceable in a second direction, and the first and second vibrators are asymmetrically arranged on the substrate with respect to the first direction and applied with voltages different in positive and negative directions. First and second drive electrode portions that vibrate in opposite directions to each other in a first direction, and a detection device provided on the substrate for detecting vibration of the first and second vibrators in the second direction. First and second detection electrode portions for applying a signal to the first and second vibrators, connecting means for connecting the first and second vibrators independently and displaceably, and connection to the connecting means Signal representing the vibration of the first and second transducers in the second direction. In that an output terminal for taking out.

【００１４】この場合、例えば、前記第１及び第２駆動
電極部をそれぞれ一対の櫛歯状電極指で構成するととも
に、前記第１及び第２検出電極部をそれぞれ一対の櫛歯
状電極指で構成し、前記第１及び第２振動子の前記第２
方向の振動に伴う前記第１及び第２検出電極部の静電容
量の変化を表す信号を、前記第１及び第２振動子の前記
第２方向の振動を表す信号として前記出力端子から取り
出すようにするとよい。In this case, for example, each of the first and second drive electrode portions is constituted by a pair of comb-shaped electrode fingers, and each of the first and second detection electrode portions is constituted by a pair of comb-shaped electrode fingers. Configuring the first and second vibrators in the second
A signal representing a change in the capacitance of the first and second detection electrode units accompanying the vibration in the direction is taken out from the output terminal as a signal representing the vibration in the second direction of the first and second vibrators. It is good to

【００１５】また、この場合、前記第１及び第２駆動電
極部に、前記第１及び第２振動子の前記第１方向の共振
周波数にほぼ等しくかつ互いに逆相の交流成分を含む駆
動電圧信号を付与するとともに、前記第１及び第２検出
電極部に、前記第１及び第２振動子の前記第２方向の共
振周波数から離れた周波数領域の高周波信号を付与し、
前記出力端子に増幅器を接続して、前記出力端子から前
記第１及び第２振動子の前記第２方向の振動を表す信号
を取り出すようにするとよい。Further, in this case, the first and second drive electrode portions are provided with a drive voltage signal having an AC component substantially equal to the resonance frequency of the first and second vibrators in the first direction and opposite in phase to each other. And applying a high-frequency signal in a frequency region away from the resonance frequency in the second direction of the first and second vibrators to the first and second detection electrode units,
It is preferable that an amplifier is connected to the output terminal so that a signal representing the vibration of the first and second vibrators in the second direction is extracted from the output terminal.

【００１６】これらの構成においては、駆動電極部に交
流成分を付与して第1及び第２振動子を第１方向に振動
させても、出力端子に現れる交流信号の振幅を小さく抑
えることができる。このことは、出力端子に接続される
増幅器の飽和を避けて、第1及び第２振動子の第１方向
の振動の振幅を大きくできることを意味し、角速度の検
出精度を向上させることができる。In these configurations, the amplitude of the AC signal appearing at the output terminal can be suppressed even if the first and second vibrators are vibrated in the first direction by applying an AC component to the drive electrode portion. . This means that the amplitude of the vibration in the first direction of the first and second vibrators can be increased while avoiding the saturation of the amplifier connected to the output terminal, and the accuracy of detecting the angular velocity can be improved.

【００１７】また、本発明の他の特徴は、基板上にて互
いに対向して配置されるとともに前記基板に対して前記
基板表面と平行な第１方向に変位可能に支持された第１
及び第２フレームと、前記基板上にて前記第１及び第２
フレームの間に配置された第１振動子と、各一端にて前
記第１及び第２フレームにそれぞれ接続されて前記第１
方向に延設され、各他端にて前記第１振動子にそれぞれ
接続されて前記第１振動子を前記第１及び第２フレーム
に対して前記基板表面と平行かつ前記第１方向に直角な
第２方向に変位可能に支持する第１及び第２検出用梁
と、前記基板上に設けられ前記第１振動子の前記第２方
向への振動を検出するための第１検出電極部と、前記基
板上にて前記第１方向における前記第１及び第２フレー
ムの側方位置に互いに対向して配置されるとともに前記
基板に対して前記第１方向に変位可能に支持された第３
及び第４フレームと、前記基板上にて前記第３及び第４
フレームの間に配置された第２振動子と、各一端にて前
記第３及び第４フレームにそれぞれ接続されて前記第１
方向に延設され、各他端にて前記第２振動子にそれぞれ
接続されて前記第２振動子を前記第３及び第４フレーム
に対して前記第２方向に変位可能に支持する第３及び第
４検出用梁と、前記基板上に設けられ前記第２振動子の
前記第２方向への振動を検出するための第２検出電極部
とを備え、前記第１及び第２検出電極部を、前記基板に
それぞれ固定されるとともに前記第１方向に延設された
櫛歯状の固定電極指と、前記第１及び第２振動子にそれ
ぞれ接続されるとともに前記第１方向に延設されて前記
固定電極指間に進入させた櫛歯状の可動電極指とでそれ
ぞれ構成し、前記第１及び第２検出電極部の各固定電極
指と各可動電極指との前記第２方向の各ギャップの幅
と、前記第１乃至第４検出用梁の前記第２方向の幅とを
等しく設定したことにある。Another feature of the present invention is that the first substrate is disposed on the substrate so as to face each other and is displaceably supported by the substrate in a first direction parallel to the substrate surface.
And a second frame, and the first and second frames on the substrate.
A first vibrator disposed between the frames, and a first vibrator connected to the first and second frames at one end thereof.
The first vibrator is connected to the first vibrator at the other end, and the first vibrator is parallel to the substrate surface and perpendicular to the first direction with respect to the first and second frames. First and second detection beams that are displaceably supported in a second direction, a first detection electrode unit provided on the substrate, and configured to detect vibration of the first vibrator in the second direction; A third third substrate is disposed on the substrate at a side position of the first and second frames in the first direction so as to face each other and is displaceable with respect to the substrate in the first direction.
And a fourth frame, and the third and fourth frames on the substrate.
A second vibrator disposed between the frames, and a first vibrator connected at one end to the third and fourth frames, respectively.
Third and fourth ends respectively connected to the second vibrator at the other ends to support the second vibrator movably in the second direction with respect to the third and fourth frames. A fourth detection beam, and a second detection electrode unit provided on the substrate for detecting vibration of the second vibrator in the second direction, wherein the first and second detection electrode units are provided. A comb-shaped fixed electrode finger fixed to the substrate and extending in the first direction, and connected to the first and second vibrators and extending in the first direction. Each of which includes a comb-shaped movable electrode finger inserted between the fixed electrode fingers, and a gap in the second direction between each fixed electrode finger and each movable electrode finger of the first and second detection electrode portions. And the width of the first to fourth detection beams in the second direction is set to be equal. A.

【００１８】この構成においては、第１及び第２検出電
極部の各固定電極指と各可動電極指との第２方向の各ギ
ャップの幅と、第１乃至第４検出用梁の第２方向の幅と
を等しく設定したことにより、第1及び第２検出用梁と
第３及び第４検出用梁との製造上の誤差があっても、第
２方向の加速度に対する感度が低くなる。これにより、
角速度の検出値に対する前記第２方向の加速度の影響が
小さくなり、同角速度の検出精度を向上させることがで
きる。In this configuration, the width of each gap in the second direction between each fixed electrode finger and each movable electrode finger of the first and second detection electrode portions, and the width of each of the first to fourth detection beams in the second direction. Are set equal to each other, the sensitivity to acceleration in the second direction is reduced even if there is a manufacturing error between the first and second detection beams and the third and fourth detection beams. This allows
The influence of the acceleration in the second direction on the detected value of the angular velocity is reduced, and the detection accuracy of the angular velocity can be improved.

【００１９】また、本発明の他の特徴は、基板上にて互
いに対向して配置されるとともに前記基板に対して前記
基板と平行な第１方向に変位可能に支持された第１及び
第２フレームと、前記基板上にて前記第１及び第２フレ
ームの間に配置されて前記第１及び第２フレームに対し
て前記基板表面と平行かつ前記第１方向に直角な第２方
向に変位可能に支持された振動子とを備え、前記第１及
び第２フレームを前記第１方向に振動させるとともに、
前記振動子の前記第２方向の振動を検出する力学量検出
装置において、前記第１及び第２フレームと前記振動子
との各間の少なくとも一方の間に、前記振動子の前記第
1又は第２フレームに対する前記第２方向への振動に対
してダンピング機能を果たすダンピング部を設けたこと
にある。Another feature of the present invention is that the first and second substrates are disposed on the substrate so as to face each other and are displaceably supported on the substrate in a first direction parallel to the substrate. A frame, disposed on the substrate between the first and second frames, displaceable relative to the first and second frames in a second direction parallel to the substrate surface and perpendicular to the first direction; And vibrating the first and second frames in the first direction.
In a physical quantity detection device that detects vibration of the vibrator in the second direction, the at least one of the vibrator and the vibrator may be disposed between at least one of the first and second frames and the vibrator.
There is provided a damping portion that performs a damping function with respect to the vibration of the first or second frame in the second direction.

【００２０】この場合、前記ダンピング部を、前記第１
又は第２フレーム側に接続されるとともに前記第１方向
に延設された櫛歯状のフレーム側櫛歯部材と、前記振動
子側に接続されるとともに前記第１方向に延設されて前
記フレーム側櫛歯部材間に進入させた櫛歯状の振動子側
櫛歯部材とでそれぞれ構成し、前記振動子の前記第１又
は第２フレームに対する前記第２方向への振動を減衰さ
せるようにするとよい。In this case, the damping unit is connected to the first
Or a comb-shaped frame-side comb tooth member connected to the second frame and extending in the first direction; and the frame connected to the vibrator and extending in the first direction. And a comb-shaped vibrator-side comb-tooth member inserted between the side comb-tooth members to attenuate the vibration of the vibrator with respect to the first or second frame in the second direction. Good.

【００２１】これらの構成においては、ダンピング部に
より、振動子の第２方向の振動が抑制され、振動子の第
２方向の振動検出のための共振のＱ値を下げることがで
きる。したがって、振動子の第２方向の振動検出のため
の共振周波数の近傍の周波数成分を有する同第２方向の
加速度が作用しても、同振動子の第２方向の振動が抑制
され、同加速度のために角速度の検出が不能になること
がなくなる。In these configurations, the vibration of the vibrator in the second direction is suppressed by the damping portion, and the Q value of the resonance for detecting the vibration of the vibrator in the second direction can be reduced. Therefore, even if acceleration in the second direction having a frequency component near the resonance frequency for detecting vibration in the second direction of the vibrator acts, vibration in the second direction of the vibrator is suppressed, and the same acceleration is obtained. This makes it impossible to detect the angular velocity.

【００２２】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を用いて説明すると、図１は、半導体で構成した
同実施形態に係る角速度検出素子の概略平面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view of an angular velocity detecting element according to the embodiment, which is formed of a semiconductor.

【００２３】この角速度検出素子の各機能を果たす各部
の具体的構成を説明する前に、同素子の全体構成につい
て製造方法をまじえて説明しておく。まず、単結晶シリ
コン層の上面上にシリコン酸化膜（例えば、膜厚４．５
μｍ）を介して単結晶シリコン層（例えば、膜厚４０μ
ｍ）を設けたＳＯＩ(Silicon−On−Insulator)基板を用
意し、単結晶シリコン層にリン、ボロン等の不純物をド
ーピングして単結晶シリコン層の上表面部を低抵抗化す
なわち導電帯層とする。そして、最下層の単結晶シリコ
ン層を基板１０とし、反応性エッチングなどにより中間
層であるシリコン酸化膜（絶縁層）及び最上層である導
電帯層を除去するとともに、フッ酸水溶液などを用いた
エッチングにより最上層である導電帯層を残してシリコ
ン酸化膜（絶縁層）のみを除去することにより、同基板
１０上に各種機能部品を形成する。Before describing the specific configuration of each part that performs each function of the angular velocity detecting element, the overall configuration of the element will be described together with the manufacturing method. First, a silicon oxide film (for example, a film thickness of 4.5) is formed on the upper surface of the single crystal silicon layer.
μm) through a single crystal silicon layer (for example, a film thickness of 40 μm).
m) An SOI (Silicon-On-Insulator) substrate provided with is provided, and the single crystal silicon layer is doped with impurities such as phosphorus and boron to lower the upper surface portion of the single crystal silicon layer, that is, to form a conductive band layer. I do. Then, the silicon oxide film (insulating layer) as the intermediate layer and the conductive band layer as the uppermost layer were removed by reactive etching or the like, and a hydrofluoric acid aqueous solution or the like was used. Various functional components are formed on the same substrate 10 by removing only the silicon oxide film (insulating layer) while leaving the conductive band layer, which is the uppermost layer, by etching.

【００２４】図１において、前者の絶縁層（中間層）及
び導電帯層（最上層）の両方を除去した部分を白色のま
まで示し、後者の絶縁層（中間層）のみを除去した部分
を点模様で示す。この点模様の部分を、以下の説明で
は、基板１０から浮いた部分として説明する。また、絶
縁層（中間層）及び導電帯層（最上層）の両方を基板１
０上に残した部分を網模様で示し、以下、この網模様の
部分を基板１０に固着した部分として説明する。In FIG. 1, the part where both the former insulating layer (intermediate layer) and the conductive band layer (top layer) are removed is shown in white, and the part where only the latter insulating layer (intermediate layer) is removed is shown. Shown by dot pattern. In the following description, this dot pattern portion will be described as a portion floating from the substrate 10. Further, both the insulating layer (intermediate layer) and the conductive band layer (uppermost layer) are
The portion left on the 0 is indicated by a net pattern. Hereinafter, the net pattern portion will be described as a portion fixed to the substrate 10.

【００２５】基板１０は、Ｘ軸方向に平行に延設された
２辺及びＹ軸方向に平行に延設された２辺を有する方形
状に形成されている。基板１０上には、一対の振動子２
０−１，２０−２が同基板１０から浮かせてＸ軸方向対
称位置に配置されている。振動子２０−１のＹ軸方向両
外側には、長尺かつ幅広のメインフレーム３０−１，３
０−２が基板１０から浮かせてＸ軸方向に延設して配置
されている。振動子２０−２のＹ軸方向両外側にも、長
尺かつ幅広のメインフレーム３０−３，３０−４が基板
１０から浮かせてＸ軸方向に延設して配置されている。The substrate 10 is formed in a rectangular shape having two sides extending parallel to the X-axis direction and two sides extending parallel to the Y-axis direction. On the substrate 10, a pair of vibrators 2
0-1 and 20-2 are arranged at symmetrical positions in the X-axis direction while floating from the substrate 10. On both outer sides of the vibrator 20-1 in the Y-axis direction, long and wide main frames 30-1 and 30-3 are provided.
Reference numeral 0-2 is arranged so as to float from the substrate 10 and extend in the X-axis direction. On both outer sides in the Y-axis direction of the vibrator 20-2, long and wide main frames 30-3 and 30-4 are arranged so as to float from the substrate 10 and extend in the X-axis direction.

【００２６】振動子２０−１は、そのＹ軸方向両端にて
Ｘ軸方向外側にそれぞれ一体的に延設された長尺かつ幅
広のアーム部２１ａ，２１ｂを有している。アーム部２
１ａ，２１ｂは、そのＸ軸方向両端にて、各一対の長尺
かつ幅狭の検出用梁３１ａ，３１ｂを介してメインフレ
ーム３０−１，３０−２のＸ軸方向両端にそれぞれ接続
されていて、検出用梁３１ａ，３１ｂは、振動子２０−
１をメインフレーム３０−１，３０−２に対してＸ軸方
向に変位し難くかつＹ軸方向に変位し易く支持してい
る。検出用梁３１ａ，３１ｂは、アーム部２１ａ，２１
ｂ及びメインフレーム３０−１，３０−２と一体的に基
板１０から浮かせて形成され、Ｘ軸方向に延設されてい
る。The vibrator 20-1 has long and wide arms 21a and 21b integrally extending at both ends in the Y-axis direction and outwardly in the X-axis direction, respectively. Arm part 2
1a and 21b are connected at both ends in the X-axis direction to both ends in the X-axis direction of the main frames 30-1 and 30-2 via a pair of long and narrow detection beams 31a and 31b, respectively. The detection beams 31a and 31b are connected to the vibrator 20-
1 is supported with respect to the main frames 30-1 and 30-2 so as to be hardly displaced in the X-axis direction and easily displaced in the Y-axis direction. The detection beams 31a and 31b are connected to the arms 21a and 21b.
b and the main frames 30-1 and 30-2 are formed integrally with the substrate 10 so as to float from the substrate 10 and extend in the X-axis direction.

【００２７】振動子２０−２も前記アーム部２１ａ，２
１ｂと同様なアーム部２１ｃ，２１ｄを有し、同アーム
部２１ｃ，２１ｄは前記検出用梁３１ａ，３１ｂと同様
な検出用梁３１ｃ，３１ｄを介してメインフレーム３０
−３，３０−４のＸ軸方向両端にそれぞれ接続されてい
る。そして、これらの検出用梁３１ｃ，３１ｄも、振動
子２０−２をメインフレーム３０−３，３０−４に対し
てＸ軸方向に変位し難くかつＹ軸方向に変位し易く支持
している。The vibrator 20-2 also has the arms 21a, 2a.
1b has the same arm portions 21c and 21d as the main frame 30 via the same detection beams 31c and 31d as the detection beams 31a and 31b.
-3 and 30-4 are connected to both ends in the X-axis direction. These detection beams 31c and 31d also support the vibrator 20-2 with respect to the main frames 30-3 and 30-4 so as to be hardly displaced in the X-axis direction and easily displaced in the Y-axis direction.

【００２８】各メインフレーム３０−１のＹ軸方向外側
には、長尺かつ幅広のサブフレーム３２−１，３２−２
が基板１０から浮かせてＸ軸方向に延設されている。サ
ブフレーム３２−１は、複数の長尺かつ幅狭の駆動用梁
３３ａを介してメインフレーム３０−１に接続され、複
数の長尺かつ幅狭の駆動用梁３４ａを介して基板１０に
固着された複数のアンカ３５ａにそれぞれ接続されてい
る。駆動用梁３３ａ，３４ａは、メインフレーム３０−
１及びサブフレーム３２−１と一体的に基板１０から浮
かせて形成されてＹ軸方向に延設されており、メインフ
レーム３０−１を基板１０に対してＸ軸方向に変位し易
くかつＹ軸方向に変位し難く支持している。On the outside of each main frame 30-1 in the Y-axis direction, long and wide sub-frames 32-1 and 32-2 are provided.
Are extended from the substrate 10 in the X-axis direction. The sub-frame 32-1 is connected to the main frame 30-1 via a plurality of long and narrow driving beams 33a, and is fixed to the substrate 10 via a plurality of long and narrow driving beams 34a. Respectively connected to the plurality of anchors 35a. The drive beams 33a and 34a are connected to the main frame 30-
The main frame 30-1 is formed so as to be floated from the substrate 10 integrally with the sub-frame 32-1 and extends in the Y-axis direction. It is hard to be displaced in the direction.

【００２９】各メインフレーム３０−２，３０−３，３
０−４のＹ軸方向外側にも、前記メインフレーム３０−
１の場合と同様に、サブフレーム３２−２，３２−３，
３２−４がそれぞれ設けられている。そして、各メイン
フレーム３０−２，３０−３，３０−４も、各複数の駆
動用梁３３ｂ〜３３ｄ、サブフレーム３２−２，３２−
３，３２−４、各複数の駆動用梁３４ｂ〜３４ｄ及び各
複数のアンカ３５ｂ〜３５ｄを介してそれぞれ基板１０
にＸ軸方向に変位し易くかつＹ軸方向に変位し難く支持
されている。Each main frame 30-2, 30-3, 3
0-4, the main frame 30-
1, the subframes 32-2, 32-3,
32-4 are provided. Each of the main frames 30-2, 30-3, and 30-4 also includes a plurality of drive beams 33b to 33d, and sub-frames 32-2 and 32-
3, 32-4, the plurality of drive beams 34b to 34d and the plurality of anchors 35b to 35d, respectively.
Are supported so as to be easily displaced in the X-axis direction and hardly displaced in the Y-axis direction.

【００３０】また、メインフレーム３０−１とメインフ
レーム３０−３は、各複数の長尺かつ幅狭のリンク梁４
１ａ，４１ｃ及び長尺かつ幅広のリンク４２ａを介して
連結されている。リンク梁４１ａ，４１ｃは、メインフ
レーム３０−１，３０−３と一体的に基板１０から浮か
せて形成され、各一端にてメインフレーム３０−１，３
０−３にそれぞれ接続されるとともにＹ軸方向に延設さ
れて、各他端にてリンク４２ａにそれぞれ接続されてい
る。リンク４２ａも、メインフレーム３０−１，３０−
３と一体的に基板１０から浮かせて形成され、Ｘ軸方向
に延設されている。The main frame 30-1 and the main frame 30-3 are provided with a plurality of long and narrow link beams 4 respectively.
1a, 41c and a long and wide link 42a. The link beams 41a and 41c are formed integrally with the main frames 30-1 and 30-3 so as to be floated from the substrate 10, and are provided at one end thereof with the main frames 30-1 and 30-3.
0-3, and extend in the Y-axis direction, and are connected to the link 42a at the other end, respectively. The link 42a is also connected to the main frames 30-1, 30-
3 and is formed so as to float from the substrate 10 and extends in the X-axis direction.

【００３１】メインフレーム３０−２とメインフレーム
３０−４も、前記メインフレーム３０−１，３０−３の
場合と同様に、各複数の長尺かつ幅狭のリンク梁４１
ｂ，４１ｄ及び長尺かつ幅広のリンク４２ｂを介して連
結されている。The main frame 30-2 and the main frame 30-4 also have a plurality of long and narrow link beams 41 as in the case of the main frames 30-1 and 30-3.
b, 41d and a long and wide link 42b.

【００３２】リンク４２ａ，４２ｂは、各一端にて、各
複数の長尺かつ幅狭のサブリンク梁４３ａ，４３ｂ及び
長尺かつ幅広のサブリンク４４ａを介して連結されてい
る。サブリンク梁４３ａ，４３ｂは、リンク４２ａ，４
２ｂと一体的に基板１０から浮かせて形成され、各一端
にてリンク４２ａ，４２ｂにそれぞれ接続されるととも
にＸ軸方向に延設されて、各他端にてサブリンク４４ａ
にそれぞれ接続されている。サブリンク４４ａも、リン
ク４２ａ，４２ｂと一体的に基板１０から浮かせて形成
され、Ｙ軸方向に延設されている。また、これらのリン
ク４２ａ，４２ｂは、各他端にて、前記一端の場合と同
様な各複数の長尺かつ幅狭のサブリンク梁４３ｃ，４３
ｄ及び長尺かつ幅広のサブリンク４４ｂを介して連結さ
れている。The links 42a and 42b are connected at one end via a plurality of long and narrow sub-link beams 43a and 43b and a long and wide sub-link 44a. The sub link beams 43a, 43b are connected to the links 42a, 4
2b is formed integrally with the substrate 10 so as to be floated from the substrate 10, and connected at one end to the links 42a and 42b, respectively, and extends in the X-axis direction.
Connected to each other. The sub-link 44a is also formed integrally with the links 42a and 42b so as to float from the substrate 10, and extends in the Y-axis direction. In addition, these links 42a and 42b are provided at each other end with a plurality of long and narrow sub-link beams 43c and 43 similar to those at the one end.
d and a long and wide sub-link 44b.

【００３３】また、基板１０上には、メインフレーム３
０−１〜３０−４を基板１０に対してＸ軸方向に駆動す
るための駆動電極部５１−１〜５１−４と、前記メイン
フレーム３０−１〜３０−４の基板１０に対するＸ軸方
向の振動をモニタするための駆動モニタ電極部５２−１
〜５２−４と、振動子２０−１，２０−２の基板１０に
対するＹ軸方向の振動を検出するための検出電極部５３
−１〜５３−４と、振動子２０−１，２０−２のＹ軸方
向の共振周波数を調整するための調整電極部５４−１〜
５４−４と、振動子２０−１，２０−２のＹ軸方向の振
動を抑制するためのサーボ電極部５５−１〜５５−４と
が設けられている。The main frame 3 is mounted on the substrate 10.
Drive electrode portions 51-1 to 51-4 for driving the substrate 0-1 to 30-4 in the X-axis direction with respect to the substrate 10, and the X-axis direction of the main frames 30-1 to 30-4 with respect to the substrate 10 Monitor electrode section 52-1 for monitoring vibration of the motor
52-4 and a detection electrode unit 53 for detecting vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 with respect to the substrate 10 in the Y-axis direction.
-1 to 53-4 and adjustment electrode portions 54-1 to 5-4 for adjusting the resonance frequencies of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction.
54-4 and servo electrode portions 55-1 to 55-4 for suppressing vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction are provided.

【００３４】駆動電極部５１−１，５１−２は、メイン
フレーム３０−１，３０−２のＸ軸方向外側端部にて一
体的にＹ軸方向外側に基板１０から浮かせて延設した突
出部３６ａ，３６ｂのＸ軸方向外側にそれぞれ設けられ
ている。これらの駆動電極部５１−１，５１−２は、Ｘ
軸方向に延設された櫛歯状の可動電極指５１ａ１、５１
ａ２と、Ｘ軸方向に延設された櫛歯状の固定電極指５１
ｂ１，５１ｂ２とによりそれぞれ構成されている。The drive electrode portions 51-1 and 51-2 are projectingly extended from the substrate 10 at the outer ends in the X-axis direction of the main frames 30-1 and 30-2 integrally and outwardly in the Y-axis direction. The parts 36a and 36b are provided on the outer side in the X-axis direction. These drive electrode units 51-1 and 51-2 are connected to X
Comb-shaped movable electrode fingers 51a1, 51 extended in the axial direction
a2, a comb-shaped fixed electrode finger 51 extending in the X-axis direction
b1 and 51b2.

【００３５】各可動電極指５１ａ１、５１ａ２は、基板
１０から浮かせて突出部３６ａ，３６ｂからＸ軸方向外
側に一体的に延設形成され、各固定電極指５１ｂ１，５
１ｂ２間のＹ軸方向各中央位置に侵入して各隣合う固定
電極指５１ｂ１，５１ｂ２に対向している。各固定電極
５１ｂ１，５１ｂ２は、基板１０上に一体的に固着した
配線部５１ｃ１，５１ｃ２を介して同基板１０上に一体
的に固着したパッド部５１ｄ１，５１ｄ２に接続されて
いる。パッド部５１ｄ１，５１ｄ２の上面には、導電金
属（例えばアルミニウム）で形成された電極パッド５１
ｅ１，５１ｅ２がそれぞれ設けられている。The movable electrode fingers 51a1 and 51a2 are integrally formed so as to be lifted from the substrate 10 and extend outward from the protrusions 36a and 36b in the X-axis direction.
1b2, it penetrates into each central position in the Y-axis direction and faces each adjacent fixed electrode finger 51b1, 51b2. The fixed electrodes 51b1 and 51b2 are connected to pad portions 51d1 and 51d2 integrally fixed on the substrate 10 via wiring portions 51c1 and 51c2 integrally fixed on the substrate 10. An electrode pad 51 made of a conductive metal (for example, aluminum) is provided on the upper surfaces of the pad portions 51d1 and 51d2.
e1 and 51e2 are provided respectively.

【００３６】駆動電極部５１−３，５１−４は、メイン
フレーム３０−３，３０−４のＸ軸方向外側端部にて一
体的にＹ軸方向外側に基板１０から浮かせて延設した突
出部３６ｃ，３６ｄのＸ軸方向内側にそれぞれ設けられ
ている。これらの駆動電極部５１−３，５１−４は、Ｘ
軸方向に延設された櫛歯状の可動電極指５１ａ３，５１
ａ４と、Ｘ軸方向に延設された櫛歯状の固定電極指５１
ｂ３，５１ｂ４とによりそれぞれ構成されている。The drive electrode portions 51-3 and 51-4 are projectingly extended from the substrate 10 at the outer ends in the X-axis direction of the main frames 30-3 and 30-4 integrally and outwardly in the Y-axis direction. They are provided inside the portions 36c and 36d in the X-axis direction, respectively. These drive electrode units 51-3 and 51-4 are formed by X
Comb-shaped movable electrode fingers 51a3, 51 extended in the axial direction
a4, a comb-shaped fixed electrode finger 51 extending in the X-axis direction
b3 and 51b4.

【００３７】各可動電極指５１ａ３、５１ａ４は、基板
１０から浮かせて突出部３６ｃ，３６ｄからＸ軸方向内
側に一体的に延設形成され、各固定電極指５１ｂ３，５
１ｂ４のＹ軸方向各中央位置に侵入して各隣合う固定電
極指５１ｂ３，５１ｂ４に対向している。各固定電極指
５１ｂ３，５１ｂ４は、基板１０上に一体的に固着した
配線部５１ｃ３，５１ｃ４を介して同基板１０上に一体
的に固着したパッド部５１ｄ３，５１ｄ４に接続されて
いる。パッド部５１ｄ３，５１ｄ４の上面には、導電金
属（例えばアルミニウム）で形成された電極パッド５１
ｅ３，５１ｅ４がそれぞれ設けられている。The movable electrode fingers 51a3, 51a4 are formed integrally with the protruding portions 36c, 36d so as to be extended from the substrate 10 to the inside in the X-axis direction.
1b4 penetrates each central position in the Y-axis direction and faces each adjacent fixed electrode finger 51b3, 51b4. The fixed electrode fingers 51b3, 51b4 are connected to pad portions 51d3, 51d4 integrally fixed on the substrate 10 via wiring portions 51c3, 51c4 integrally fixed on the substrate 10. An electrode pad 51 made of a conductive metal (for example, aluminum) is provided on the upper surfaces of the pad portions 51d3 and 51d4.
e3 and 51e4 are provided, respectively.

【００３８】駆動モニタ電極部５２−１，５２−２は、
突出部３６ａ，３６ｂのＸ軸方向内側（駆動電極部５１
−１，５１−２とＸ軸方向反対側）にそれぞれ設けられ
ている。これらの駆動モニタ電極部５２−１，５２−２
は、Ｘ軸方向に延設された櫛歯状の可動電極指５２ａ
１、５２ａ２と、Ｘ軸方向に延設された櫛歯状の固定電
極指５２ｂ１，５２ｂ２とによりそれぞれ構成されてい
る。The drive monitor electrodes 52-1 and 52-2 are
The inside of the protruding portions 36a and 36b in the X-axis direction (the driving electrode portion 51
-1, 51-2 on the opposite side in the X-axis direction). These drive monitor electrode sections 52-1 and 52-2
Is a comb-shaped movable electrode finger 52a extending in the X-axis direction.
1 and 52a2 and comb-shaped fixed electrode fingers 52b1 and 52b2 extending in the X-axis direction, respectively.

【００３９】各可動電極指５２ａ１、５２ａ２は、基板
１０から浮かせて突出部３６ａ，３６ｂからＸ軸方向内
側に一体的に延設形成され、各固定電極指５２ｂ１，５
２ｂ２間のＹ軸方向各中央位置に侵入して各隣合う固定
電極指５２ｂ１，５２ｂ２に対向している。各固定電極
指５２ｂ１，５２ｂ２は、基板１０上に一体的に固着し
た配線部５２ｃ１，５２ｃ２を介して同基板１０上に一
体的に固着したパッド部５２ｄ１，５２ｄ２に接続され
ている。パッド部５２ｄ１，５２ｄ２の上面には、導電
金属（例えばアルミニウム）で形成された電極パッド５
２ｅ１，５２ｅ２がそれぞれ設けられている。The movable electrode fingers 52a1 and 52a2 are formed integrally with the protruding portions 36a and 36b so as to extend from the protruding portions 36a and 36b to the inside in the X-axis direction.
It penetrates into each central position in the Y-axis direction between 2b2 and faces each adjacent fixed electrode finger 52b1, 52b2. The fixed electrode fingers 52b1 and 52b2 are connected to the pad portions 52d1 and 52d2 integrally fixed on the substrate 10 via the wiring portions 52c1 and 52c2 integrally fixed on the substrate 10. An electrode pad 5 made of a conductive metal (for example, aluminum) is formed on the upper surfaces of the pad portions 52d1 and 52d2.
2e1 and 52e2 are provided respectively.

【００４０】駆動モニタ電極部５２−３，５２−４は、
突出部３６ｃ，３６ｄのＸ軸方向外側（駆動電極部５１
−３，５１−４とＸ軸方向反対側）にそれぞれ設けられ
ている。これらの駆動モニタ電極部５２−３，５２−４
は、Ｘ軸方向に延設された櫛歯状の可動電極指５２ａ
３、５２ａ４と、Ｘ軸方向に延設された櫛歯状の固定電
極指５２ｂ３，５２ｂ４とによりそれぞれ構成されてい
る。The drive monitor electrodes 52-3 and 52-4 are
Outside the protruding portions 36c and 36d in the X-axis direction (the driving electrode portion 51
-3, 51-4 and the opposite side in the X-axis direction). These drive monitor electrode sections 52-3, 52-4
Is a comb-shaped movable electrode finger 52a extending in the X-axis direction.
3 and 52a4, and comb-shaped fixed electrode fingers 52b3 and 52b4 extending in the X-axis direction, respectively.

【００４１】各可動電極指５２ａ３、５２ａ４は、基板
１０から浮かせて突出部３６ｃ，３６ｄからＸ軸方向外
側に一体的に延設形成され、各固定電極指５２ｂ３，５
２ｂ４間のＹ軸方向各中央位置に侵入して各隣合う固定
電極指５２ｂ３，５２ｂ４に対向している。各固定電極
指５２ｂ３，５２ｂ４は、基板１０上に一体的に固着し
た配線部５２ｃ３，５２ｃ４を介して同基板１０上に一
体的に固着したパッド部５２ｄ３，５２ｄ４に接続され
ている。パッド部５２ｄ３，５２ｄ４の上面には、導電
金属（例えばアルミニウム）で形成された電極パッド５
２ｅ３，５２ｅ４がそれぞれ設けられている。The movable electrode fingers 52a3, 52a4 are formed so as to be integrally extended from the projections 36c, 36d to the outside in the X-axis direction while floating from the substrate 10, and to be fixed to the fixed electrode fingers 52b3, 5b.
It invades each center position in the Y-axis direction between 2b4 and faces each adjacent fixed electrode finger 52b3, 52b4. The fixed electrode fingers 52b3, 52b4 are connected to the pad portions 52d3, 52d4 integrally fixed on the substrate 10 via the wiring portions 52c3, 52c4 integrally fixed on the substrate 10. An electrode pad 5 made of a conductive metal (for example, aluminum) is provided on the upper surfaces of the pad portions 52d3 and 52d4.
2e3 and 52e4 are provided respectively.

【００４２】検出電極部５３−１〜５３−４は、アーム
部２１ａ〜２１ｄのＹ軸方向各内側にそれぞれ設けられ
ている。これらの検出電極部５３−１〜５３−４は、Ｘ
軸方向に延設された櫛歯状の可動電極指５３ａ１〜５３
ａ４と、Ｘ軸方向に延設された櫛歯状の固定電極指５３
ｂ１〜５３ｂ４とによりそれぞれ構成されている。The detection electrodes 53-1 to 53-4 are provided inside the arms 21a to 21d in the Y-axis direction, respectively. These detection electrode units 53-1 to 53-4 are X
Comb-shaped movable electrode fingers 53a1-53 extended in the axial direction
a4, a comb-shaped fixed electrode finger 53 extending in the X-axis direction
b1 to 53b4.

【００４３】各可動電極指５３ａ１〜５３ａ４は、アー
ム部２１ａ〜２１ｄのＹ軸方向各内側に一体的に基板１
０から浮かせて延設させた複数の突出部及び振動子２０
−１，２０−２から、基板１０に対して浮かせてＸ軸方
向に一体的に延設形成されている。これらの各可動電極
指５３ａ１〜５３ａ４は、各固定電極指５３ｂ１〜５３
ｂ４間に侵入して各隣合う固定電極指５３ｂ１〜５３ｂ
４に対向しているが、各固定電極指５３ｂ１〜５３ｂ４
間のＹ軸方向各中央位置よりもＹ軸方向内側に変位させ
て設けられている。各固定電極指５３ｂ１〜５３ｂ４
は、基板１０上に一体的に固着した配線部５３ｃ１〜５
３ｃ４を介して同基板１０上に一体的に固着したパッド
部５３ｄ１〜５３ｄ４に接続されている。パッド部５３
ｄ１〜５３ｄ４の上面には、導電金属（例えばアルミニ
ウム）で形成された電極パッド５３ｅ１〜５３ｅ４がそ
れぞれ設けられている。Each of the movable electrode fingers 53a1 to 53a4 is integrally mounted on the inside of each of the arm portions 21a to 21d in the Y-axis direction.
A plurality of protruding portions and vibrators 20 extended from zero
From -1 and 20-2, they are formed to extend integrally with the substrate 10 in the X-axis direction. These movable electrode fingers 53a1 to 53a4 are fixed electrode fingers 53b1 to 53b.
fixed electrode fingers 53b1 to 53b that intrude between b4
4, but each of the fixed electrode fingers 53b1 to 53b4
It is provided so as to be displaced inward in the Y-axis direction from the respective center positions in the Y-axis direction. Each fixed electrode finger 53b1 to 53b4
Are wiring portions 53c1 to 53c5 integrally fixed on the substrate 10.
It is connected to pad portions 53d1 to 53d4 integrally fixed on the same substrate 10 via 3c4. Pad part 53
On the upper surfaces of d1 to 53d4, electrode pads 53e1 to 53e4 formed of a conductive metal (for example, aluminum) are provided, respectively.

【００４４】調整電極部５４−１〜５４−４は、振動子
２０−１，２０−２から一体的にＸ軸方向各外側に基板
１０から浮かせて延設した長尺かつ幅広のアーム部２２
ａ〜２２ｄのＹ軸方向各内側にそれぞれ設けられてい
る。これらの調整電極部５４−１〜５４−４は、Ｘ軸方
向に延設された櫛歯状の可動電極指５４ａ１〜５４ａ４
と、Ｘ軸方向に延設された櫛歯状の固定電極指５４ｂ１
〜５４ｂ４とにより構成されている。The adjustment electrode portions 54-1 to 54-4 are extended from the vibrators 20-1 and 20-2 to the outside in the X-axis direction from the substrate 10 to extend and extend from the long and wide arm portions 22, respectively.
It is provided on each inner side in the Y-axis direction of a to 22d. These adjustment electrode portions 54-1 to 54-4 are comb-shaped movable electrode fingers 54a1 to 54a4 extending in the X-axis direction.
And a comb-shaped fixed electrode finger 54b1 extending in the X-axis direction.
To 54b4.

【００４５】各可動電極指５４ａ１〜５４ａ４は、アー
ム部２２ａ〜２２ｄのＹ軸方向各内側に一体的に基板１
０から浮かせて延設させた複数の突出部及び振動子２０
−１，２０−２から、基板１０に対して浮かせてＸ軸方
向に一体的に延設形成されている。これらの各可動電極
指５４ａ１〜５４ａ４は、各固定電極指５４ｂ１〜５４
ｂ４間に侵入して各隣合う固定電極指５４ｂ１〜５４ｂ
４に対向しているが、各固定電極指５４ｂ１〜５４ｂ４
間のＹ軸方向各中央位置よりもＹ軸方向外側に変位させ
て設けられている。The movable electrode fingers 54a1 to 54a4 are integrally provided on the inner sides of the arm portions 22a to 22d in the Y-axis direction.
A plurality of protruding portions and vibrators 20 extended from zero
From -1 and 20-2, they are formed to extend integrally with the substrate 10 in the X-axis direction. These movable electrode fingers 54a1 to 54a4 correspond to the fixed electrode fingers 54b1 to 54b.
fixed electrode fingers 54b1 to 54b, which penetrate between b4
4, but each of the fixed electrode fingers 54b1 to 54b4
It is provided so as to be displaced outward in the Y-axis direction from each central position in the Y-axis direction.

【００４６】固定電極指５４ｂ１及び固定電極指５４ｂ
２は、基板１０上に一体的に固着した配線部５４ｃ１を
介して同基板１０上に一体的に固着したパッド部５４ｄ
１に共通に接続されている。固定電極指５４ｂ３及び固
定電極指５４ｂ４は、基板１０上に一体的に固着した配
線部５４ｃ３を介して同基板１０上に一体的に固着した
パッド部５４ｄ３に共通に接続されている。パッド部５
４ｄ１，５４ｄ３の上面には、導電金属（例えばアルミ
ニウム）で形成された電極パッド５４ｅ１，５４ｅ３が
それぞれ設けられている。Fixed electrode finger 54b1 and fixed electrode finger 54b
2 is a pad portion 54d integrally fixed on the substrate 10 via a wiring portion 54c1 integrally fixed on the substrate 10.
1 are connected in common. The fixed electrode fingers 54b3 and 54b4 are commonly connected to a pad portion 54d3 integrally fixed on the substrate 10 via a wiring portion 54c3 integrally fixed on the substrate 10. Pad part 5
On the upper surfaces of 4d1 and 54d3, electrode pads 54e1 and 54e3 formed of a conductive metal (for example, aluminum) are provided, respectively.

【００４７】サーボ電極部５５−１〜５５−４は、アー
ム部２２ａ〜２２ｄのＹ軸方向各外側にそれぞれ設けら
れている。これらのサーボ電極部５５−１〜５５−４
は、Ｘ軸方向に延設された櫛歯状の可動電極指５５ａ１
〜５５ａ４と、Ｘ軸方向に延設された櫛歯状の固定電極
指５５ｂ１〜５５ｂ４とにより構成されている。The servo electrodes 55-1 to 55-4 are provided on the outer sides of the arms 22a to 22d in the Y-axis direction, respectively. These servo electrode portions 55-1 to 55-4
Is a comb-shaped movable electrode finger 55a1 extending in the X-axis direction.
55a4 and comb-shaped fixed electrode fingers 55b1 to 55b4 extending in the X-axis direction.

【００４８】各可動電極指５５ａ１〜５５ａ４は、アー
ム部２２ａ〜２２ｄのＹ軸方向各外側に一体的に基板１
０から浮かせて延設させた複数の突出部及び振動子２０
−１，２０−２から、基板１０に対して浮かせてＸ軸方
向に一体的に延設形成されている。これらの各可動電極
指５５ａ１〜５５ａ４は、各固定電極指５５ｂ１〜５５
ｂ４間に侵入して各隣合う固定電極指５５ｂ１〜５５ｂ
４に対向しているが、各固定電極指５５ｂ１〜５５ｂ４
間のＹ軸方向各中央位置よりもＹ軸方向内側に変位させ
て設けられている。各固定電極指５５ｂ１〜５５ｂ４
は、基板１０上に一体的に固着した配線部５５ｃ１〜５
５ｃ４を介して同基板１０上に一体的に固着したパッド
部５５ｄ１〜５５ｄ４に接続されている。パッド部５５
ｄ１〜５５ｄ４の上面には、導電金属（例えばアルミニ
ウム）で形成された電極パッド５５ｅ１〜５５ｅ４がそ
れぞれ設けられている。The movable electrode fingers 55a1 to 55a4 are integrally provided on the outer sides of the arm portions 22a to 22d in the Y-axis direction, respectively.
A plurality of protruding portions and vibrators 20 extended from zero
From -1 and 20-2, they are formed to extend integrally with the substrate 10 in the X-axis direction. These movable electrode fingers 55a1 to 55a4 correspond to the fixed electrode fingers 55b1 to 55b.
fixed electrode fingers 55b1 to 55b that intrude between b4
4, but each of the fixed electrode fingers 55b1 to 55b4
It is provided so as to be displaced inward in the Y-axis direction from the respective center positions in the Y-axis direction. Each fixed electrode finger 55b1 to 55b4
Are wiring portions 55c1 to 55c5 integrally fixed on the substrate 10.
5c4 are connected to pad portions 55d1 to 55d4 integrally fixed on the same substrate 10 via 5c4. Pad part 55
On the upper surfaces of d1 to 55d4, electrode pads 55e1 to 55e4 formed of a conductive metal (for example, aluminum) are provided.

【００４９】さらに、基板１０上には、振動子２０−
１，２０−２及びメインフレーム３０−１〜３０−４
に、駆動用梁３３ｂ，３４ｂ、サブフレーム３２−２、
検出用梁３１ａ〜３１ｄ、リンク梁４１ａ〜４１ｄ、リ
ンク４２ａ，４２ｂ、サブリンク梁４３ａ〜４３ｄ、サ
ブリンク４４ａ，４４ｂ、配線部２３ａなどを介して接
続されたパッド部２３ｂが設けられている。配線部２３
ａ及びパッド部２３ｂは、共に基板１０の上面に固着さ
れている。パッド部２３ｂの上面には、導電金属（例え
ばアルミニウム）で形成された電極パッド２３ｃが設け
られている。Further, a vibrator 20-
1, 20-2 and main frames 30-1 to 30-4
The driving beams 33b and 34b, the sub-frame 32-2,
Pad portions 23b connected via detection beams 31a to 31d, link beams 41a to 41d, links 42a and 42b, sub link beams 43a to 43d, sub links 44a and 44b, wiring portions 23a, and the like are provided. Wiring unit 23
a and the pad portion 23 b are both fixed to the upper surface of the substrate 10. An electrode pad 23c made of a conductive metal (for example, aluminum) is provided on the upper surface of the pad portion 23b.

【００５０】次に、上記のように構成した角速度検出素
子を用いて角速度を検出するための電気回路装置につい
て説明すると、図２は同電気回路装置をブロック図によ
り示している。Next, an electric circuit device for detecting an angular velocity using the angular velocity detecting element constructed as described above will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the electric circuit device.

【００５１】検出電極部５３−１，５３−４の電極パッ
ド５３ｅ１，５３ｅ４には高周波発振器６１が接続され
ており、同発振器６１は、振動子２０の共振周波数より
も極めて高い周波数ｆ1を有する正弦波状の検出用搬送
波信号を同パッド５３ｅ１，５３ｅ４に供給する。この
高周波発振器６１には位相反転回路６１ａが接続されて
おり、同回路６１ａは前記検出用搬送波信号の位相を反
転した反転信号を検出電極部５３−２，５３−３の電極
パッド５３ｅ２，５３ｅ３に供給する。[0051] The electrode pad 53e1,53e4 the detection electrode 53-1,53-4 are connected high-frequency oscillator 61, the oscillator 61 has a very high frequency f 1 than the resonance frequency of the vibrator 20 A sinusoidal detection carrier signal is supplied to the pads 53e1 and 53e4. A phase inversion circuit 61a is connected to the high-frequency oscillator 61. The circuit 61a applies an inversion signal obtained by inverting the phase of the detection carrier signal to the electrode pads 53e2 and 53e3 of the detection electrode units 53-2 and 53-3. Supply.

【００５２】駆動モニタ電極部５２−１，５２−２の電
極パッド５２ｅ１，５２ｅ２には高周波発振器６２が接
続されており、同発振器６２は、振動子２０の共振周波
数よりも極めて高くかつ前記周波数ｆ1とは異なる周波
数ｆ2を有する正弦波状のモニタ用搬送波信号を同パッ
ド５２ｅ１，５２ｅ２に供給する。高周波発振器６２に
は位相反転回路６２ａが接続されており、同回路６２ａ
はモニタ用搬送波信号の位相を反転した反転信号を駆動
モニタ電極部５２−３，５２−４の電極パッド５２ｅ
３，５２ｅ４に供給する。これにより、電極パッド２３
ｃからは、振動子２０−１、２０−２のＸ軸方向の振動
により振幅変調されたモニタ用搬送波信号と、振動子２
０−１，２０−２のＹ軸方向の振動により振幅変調され
た検出用搬送波信号が出力される。A high-frequency oscillator 62 is connected to the electrode pads 52e1 and 52e2 of the drive monitor electrode sections 52-1 and 52-2. The high-frequency oscillator 62 has an extremely higher frequency than the resonance frequency of the vibrator 20 and the frequency f. 1 and supplies the same pad 52e1,52e2 a carrier signal for sinusoidal monitor having different frequencies f 2 and. The high frequency oscillator 62 is connected to a phase inversion circuit 62a.
The electrode pad 52e of the drive monitor electrode sections 52-3 and 52-4 outputs an inverted signal obtained by inverting the phase of the monitor carrier signal.
3, 52e4. Thereby, the electrode pad 23
c, the monitor carrier signal amplitude-modulated by the vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 in the X-axis direction and the vibrator 2
A detection carrier signal whose amplitude is modulated by the vibration in the Y-axis direction of 0-1 and 20-2 is output.

【００５３】駆動電極部５１−１〜５１−４の各電極パ
ッド５１ｅ１〜５１ｅ４には、駆動回路７０が接続され
ている。駆動回路７０は、電極パッド２３ｃからチャー
ジアンプ６３を介して入力した信号に基づいて駆動信号
を形成して各電極パッド５１ｅ１〜５１ｅ４に供給す
る。チャージアンプ６３は演算増幅器で構成され、その
非反転入力端は接地されている。チャージアンプ６３の
反転入力端は電極パッド２３ｃに接続され、同反転入力
端と出力端との間にはコンデンサ６４が接続されてい
る。A drive circuit 70 is connected to each of the electrode pads 51e1 to 51e4 of the drive electrode sections 51-1 to 51-4. The drive circuit 70 forms a drive signal based on a signal input from the electrode pad 23c via the charge amplifier 63, and supplies the drive signal to each of the electrode pads 51e1 to 51e4. The charge amplifier 63 is composed of an operational amplifier, and its non-inverting input terminal is grounded. The inverting input terminal of the charge amplifier 63 is connected to the electrode pad 23c, and a capacitor 64 is connected between the inverting input terminal and the output terminal.

【００５４】駆動回路７０は、チャージアンプ６３に直
列接続された復調回路７１、移相回路７２及び利得制御
回路７３を備えているとともに、復調回路７１に接続さ
れて利得制御回路７３の利得を制御する整流回路７４を
備えている。復調回路７１は、電極パッド２３ｃから出
力された信号を周波数ｆ2で同期検波して（周波数ｆ2の
信号の振幅エンベロープを取り出して）、振動子２０−
１，２０−２のＸ軸方向の振動を表す信号を出力する。
移相回路７２は、振動子２０の振動を表す検出信号が振
動子２０−１，２０−２を駆動するための信号に対して
π／２だけ遅れることを補正するために、入力信号の位
相をπ／２だけ進めて出力する。整流回路７４は、前記
復調回路７１からの信号を全波整流して（振動子２０−
１，２０−２のＸ軸方向の振動成分の振幅エンベロープ
を取り出して）、振動子２０−１，２０−２のＸ軸方向
の振動の振幅を表す信号を出力する。ただし、整流回路
７４の出力信号中に含まれるリップルは利得制御回路７
３で除去される。利得制御回路７３は、移相回路７２及
び整流回路７４に入力される信号の振幅（振動子２０−
１，２０−２のＸ軸方向の振動の振幅）が一定となるよ
うに、移相回路７２からの出力信号の振幅を制御した制
御信号を出力する、すなわち整流回路７４からの信号が
大きくなるにしたがって利得制御回路７３の出力信号の
振幅が小さくなるように制御して出力する。The drive circuit 70 includes a demodulation circuit 71, a phase shift circuit 72, and a gain control circuit 73 connected in series to the charge amplifier 63, and is connected to the demodulation circuit 71 to control the gain of the gain control circuit 73. The rectifier circuit 74 is provided. Demodulation circuit 71 (retrieves an amplitude envelope of the frequency f 2 of the signal) the signal output from the electrode pad 23c with synchronous detection at the frequency f 2, the transducer 20-
A signal representing the vibration in the X-axis direction of 1, 20-2 is output.
The phase shift circuit 72 corrects the phase of the input signal to correct the detection signal representing the vibration of the vibrator 20 by π / 2 with respect to the signal for driving the vibrators 20-1 and 20-2. Is advanced by π / 2 and output. The rectifier circuit 74 performs full-wave rectification on the signal from the demodulation circuit 71 (the oscillator 20-
The amplitude envelopes of the X-axis vibration components of the vibrators 20-1 and 20-2 are extracted, and a signal representing the amplitude of the X-axis vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 is output. However, the ripple included in the output signal of the rectifier circuit 74 is the same as that of the gain control circuit 7.
Removed at 3. The gain control circuit 73 determines the amplitude of the signal input to the phase shift circuit 72 and the rectifier circuit 74 (the oscillator 20-
A control signal in which the amplitude of the output signal from the phase shift circuit 72 is controlled so that the amplitude of the X-axis direction vibrations of 1, 20-2) becomes constant, that is, the signal from the rectifier circuit 74 increases. , So that the amplitude of the output signal of the gain control circuit 73 is controlled to be small and output.

【００５５】利得制御回路７３の出力端は加算器７５−
１の一方の入力端に接続されているとともに、位相反転
回路７６を介して加算器７５−２の一方の入力端に接続
されている。位相反転回路７６は、利得制御回路７３か
らの制御信号を位相反転して出力する。加算器７５−
１，７５−２の各他方の入力端には可変調整される直流
電圧を出力する可変電圧源回路７７が接続されている。
加算器７５−１は、利得制御回路７３からの制御信号と
可変電圧源回路７７からの直流電圧信号とを加算して駆
動電極部５１−１，５１−２の電極パッド５１ｅ１，５
１ｅ２に供給する。加算器７５−２は、位相反転回路７
６からの信号と可変電圧源回路７７からの直流電圧信号
とを加算して駆動電極部５１−３，５１−４の電極パッ
ド５１ｅ３，５１ｅ４に供給する。The output terminal of the gain control circuit 73 is connected to an adder 75-.
1 and one input terminal of an adder 75-2 via a phase inversion circuit 76. The phase inversion circuit 76 inverts the phase of the control signal from the gain control circuit 73 and outputs the result. Adder 75-
A variable voltage source circuit 77 that outputs a DC voltage that is variably adjusted is connected to the other input terminals of the terminals 1 and 75-2.
The adder 75-1 adds the control signal from the gain control circuit 73 and the DC voltage signal from the variable voltage source circuit 77 to add the electrode pads 51e1, 5 of the drive electrode units 51-1 and 51-2.
1e2. The adder 75-2 includes a phase inversion circuit 7
6 and the DC voltage signal from the variable voltage source circuit 77 are added and supplied to the electrode pads 51e3 and 51e4 of the drive electrode units 51-3 and 51-4.

【００５６】調整電極部５４−１，５４−２のための共
通の電極パット５４ｅ１には直流可変電圧源６５ａが接
続されているとともに、調整電極部５４−３，５４−４
のための共通の電極パット５４ｅ３には直流可変電圧源
６５ｂが接続されている。なお、これらの直流可変電圧
源６５ａ，６５ｂは、複数の電圧源で構成してもよい
が、単一の電圧源を共通に用いてもよい。A variable DC voltage source 65a is connected to a common electrode pad 54e1 for the adjustment electrode portions 54-1 and 54-2, and the adjustment electrode portions 54-3 and 54-4.
The DC variable voltage source 65b is connected to the common electrode pad 54e3 for the control. In addition, these DC variable voltage sources 65a and 65b may be constituted by a plurality of voltage sources, but a single voltage source may be commonly used.

【００５７】サーボ電極部５５−１〜５５−４の電極パ
ット５５ｅ１〜５５ｅ４には、サーボ制御回路８０が接
続されている。サーボ制御回路８０は、振動子２０−
１，２０−２のＹ軸方向の振動を抑制するためのもの
で、復調回路８１、サーボアンプ８２及び位相反転回路
８３からなる。復調回路８１は、電極パッド２３ｃから
出力されている信号を周波数ｆ１で同期検波して（周波
数ｆ１の信号の振幅エンベロープを取り出して）、振動
子２０−１，２０−２のＹ軸方向の振動を表す信号を取
り出し、同信号を交流サーボ制御信号として出力する。
サーボアンプ８２は、前記交流サーボ制御信号を所定の
ゲインで増幅して、振動子２０−１，２０−２のＹ軸方
向の振動（Ｚ軸回りの角速度による振動子２０−１，２
０−２のＹ軸方向の振動）を抑制するために、同ゲイン
制御された交流サーボ制御信号をサーボ電極部５５−
２，５５−３の電極パット５５ｅ２，５５ｅ３に供給す
る。位相反転回路８３は、前記ゲインの制御された交流
サーボ制御信号の位相を反転して、同位相反転した逆相
の制御信号をサーボ電極部５５−１，５５−４の電極パ
ット５５ｅ１，５５ｅ４に供給する。A servo control circuit 80 is connected to the electrode pads 55e1 to 55e4 of the servo electrode portions 55-1 to 55-4. The servo control circuit 80 includes the oscillator 20-
This is for suppressing the vibration in the Y-axis direction of 1, 20-2, and includes a demodulation circuit 81, a servo amplifier 82, and a phase inversion circuit 83. Demodulation circuit 81, a signal outputted from the electrode pads 23c by detecting synchronism with the frequency f 1 (retrieves an amplitude envelope of the frequency f 1 of the signal), Y-axis direction of the vibrator 20-1 and 20-2 And outputs a signal representing the vibration of the same as an AC servo control signal.
The servo amplifier 82 amplifies the AC servo control signal with a predetermined gain, and vibrates the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction (vibrators 20-1 and 20-2 based on the angular velocity around the Z-axis).
0-2), an AC servo control signal subjected to the gain control is applied to the servo electrode unit 55-.
2, 55-3 are supplied to the electrode pads 55e2, 55e3. The phase inversion circuit 83 inverts the phase of the AC servo control signal whose gain has been controlled, and sends the same phase inverted control signal of the opposite phase to the electrode pads 55e1 and 55e4 of the servo electrode units 55-1 and 55-4. Supply.

【００５８】また、サーボ制御回路８０には、検波回路
９１及び増幅器９２からなる出力回路９０が接続されて
いる。検波回路９１は、サーボアンプ８２から交流サー
ボ制御信号を入力するとともに、移相回路７２から駆動
による振動子２０−１，２０−２のＸ軸方向の振動を表
す信号を入力し、交流サーボ制御信号を前記Ｘ軸方向の
振動を表す信号で同期検波して振動子２０−１，２０−
２のＹ軸方向の振動の振幅すなわちＺ軸回りの角速度に
よる振動子２０−１，２０−２のＹ軸方向の振動の振幅
（振動の大きさ）を表す直流信号を出力する。ここで、
移相回路７２の出力信号を利用するのは、同信号が振動
子２０−１，２０−２のＺ軸回りの角速度によりもたら
されるコリオリ力の位相と同期したものであり、交流サ
ーボ制御信号すなわち振動子２０−１，２０−２のＺ軸
回りの角速度に同期したものであるからである。増幅器
９２は、検波回路９１からの信号を入力して出力端子Ｏ
ＵＴから振動子２０−１，２０−２のＹ軸方向の振動の
大きさを表す直流信号を出力する。An output circuit 90 including a detection circuit 91 and an amplifier 92 is connected to the servo control circuit 80. The detection circuit 91 receives an AC servo control signal from the servo amplifier 82 and a signal representing vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 in the X-axis direction from the phase shift circuit 72. The signal is synchronously detected with the signal representing the vibration in the X-axis direction, and the vibrators 20-1 and 20-
2, a DC signal representing the amplitude (magnitude of vibration) of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction due to the amplitude of the vibration in the Y-axis direction, that is, the angular velocity around the Z-axis. here,
The output signal of the phase shift circuit 72 is used because the signal is synchronized with the phase of the Coriolis force caused by the angular velocity of the vibrators 20-1 and 20-2 around the Z axis. This is because they are synchronized with the angular velocities of the vibrators 20-1 and 20-2 around the Z axis. The amplifier 92 receives the signal from the detection circuit 91 and outputs
The UT outputs a DC signal representing the magnitude of the vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction.

【００５９】次に、上記のように構成した角速度検出装
置の調整について説明すると、図２に示すように配線し
た後、可変電圧源回路７７及び直流可変電圧源６５ａ，
６５ｂからの各出力直流電圧の大きさを調整する。ま
ず、可変電圧源回路７７を調節することにより直流電圧
信号を適宜設定して、振動子２０−１，２０−２のＸ軸
方向の振動の大きさを調整する。また、直流可変電圧源
６５ａ，６５ｂの電圧を調整することにより、振動子２
０のＹ軸方向の共振周波数を調整する。すなわち、直流
可変電圧源６５ａ，６５ｂの電圧を変化させると、調整
電極部５４−１〜５４−４による静電引力の大きさが変
化し、Ｙ軸方向の力に対する振動子２０−１，２０−２
の変位量すなわち検出用梁３１ａ〜３１ｄのばね定数が
変更される。これにより、振動子２０−１，２０−２の
Ｙ軸方向の共振周波数が適宜調整される。Next, the adjustment of the angular velocity detector configured as described above will be described. After wiring as shown in FIG. 2, the variable voltage source circuit 77 and the DC variable voltage source 65a,
The magnitude of each output DC voltage from 65b is adjusted. First, the DC voltage signal is appropriately set by adjusting the variable voltage source circuit 77 to adjust the magnitude of vibration in the X-axis direction of the vibrators 20-1 and 20-2. Further, by adjusting the voltages of the DC variable voltage sources 65a and 65b,
The resonance frequency in the Y-axis direction of 0 is adjusted. That is, when the voltages of the DC variable voltage sources 65a and 65b are changed, the magnitude of the electrostatic attraction by the adjustment electrode units 54-1 to 54-4 changes, and the vibrators 20-1 and 20 with respect to the force in the Y-axis direction are changed. -2
, That is, the spring constants of the detection beams 31a to 31d are changed. Thereby, the resonance frequencies of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction are appropriately adjusted.

【００６０】次に、上記のように構成した角速度検出装
置の動作を説明する。上記角速度検出装置においては、
駆動電極部５１−１〜５１−４は、駆動回路７０から電
極パッド５１ｅ１〜５１ｅ４を介した駆動信号の供給に
より、メインフレーム３０−１〜３０−４をＸ軸方向に
振動させる。このメインフレーム３０−１〜３０−４の
振動は検出用梁３１ａ〜３１ｄを介して振動子２０−
１，２０−２にも伝達され、同振動子２０−１，２０−
２もＸ軸方向に振動する。この場合、駆動電極部５１−
１，５１−２には加算器７５−１からの電圧信号が入力
されているとともに、駆動電極部５１−３，５１−４に
は加算器７５−２からの電圧信号が入力されている。言
い換えれば、駆動電極部５１−１，５１−２に付与され
る電圧の交流成分の位相と、駆動電極部５１−３，５１
−４に付与される電圧の交流成分の位相とは互いに逆相
になる。Next, the operation of the angular velocity detecting device configured as described above will be described. In the above angular velocity detecting device,
The drive electrode units 51-1 to 51-4 vibrate the main frames 30-1 to 30-4 in the X-axis direction by supplying drive signals from the drive circuit 70 via the electrode pads 51e1 to 51e4. The vibration of the main frames 30-1 to 30-4 is transmitted to the vibrator 20- via the detection beams 31a to 31d.
1, 20-2, and the oscillators 20-1, 20-
2 also vibrates in the X-axis direction. In this case, the driving electrode unit 51-
The voltage signals from the adder 75-1 are input to the drive electrodes 51-3 and 51-4, while the voltage signals from the adder 75-1 are input to the drive electrodes 1 and 51-2. In other words, the phase of the AC component of the voltage applied to the drive electrode units 51-1 and 51-2 and the drive electrode units 51-3 and 51-2
The phase of the AC component of the voltage applied to −4 is opposite to the phase of the AC component.

【００６１】したがって、駆動電極部５１−１，５１−
２がメインフレーム３０−１，３０−２及び振動子２０
−１を図１の右方向に押し出しているときには、駆動電
極部５１−３，５１−４はメインフレーム３０−３，３
０−４及び振動子２０−２を図１の左方向に引き込むよ
うに作用する。逆に、駆動電極部５１−１，５１−２が
メインフレーム３０−１，３０−２及び振動子２０−１
を図１の左方向に引き込んでいるときには、駆動電極部
５１−３，５１−４はメインフレーム３０−３，３０−
４及び振動子２０−２を図１の右方向に押し出すように
作用する。その結果、振動子２０−１，２０−２のＸ軸
方向の振動は互い逆相になる。Therefore, the drive electrode sections 51-1 and 51-
2 is the main frame 30-1, 30-2 and the vibrator 20
When -1 is pushed rightward in FIG. 1, the drive electrode units 51-3 and 51-4 are connected to the main frames 30-3 and 3-4.
0-4 and the vibrator 20-2 act so as to be pulled leftward in FIG. Conversely, the drive electrode units 51-1 and 51-2 are connected to the main frames 30-1 and 30-2 and the vibrator 20-1.
1 are pulled in the left direction of FIG. 1, the drive electrode portions 51-3 and 51-4 are connected to the main frames 30-3 and 30-.
4 and the vibrator 20-2 are pushed out to the right in FIG. As a result, the vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 in the X-axis direction are in opposite phases.

【００６２】また、この振動子２０−１，２０−２のＸ
軸方向の振動は、駆動回路７０によって常に一定振幅に
なるように制御される。高周波発振器６２からのモニタ
用搬送波信号が、電極パッド５１ｅ１，５１ｅ２を介し
て駆動モニタ電極部５２−１，５２−２に付与されてい
る。一方、位相反転回路６２ａからの前記モニタ用搬送
波信号を位相反転した反転信号が、電極パッド５１ｅ
３，５１ｅ４を介して駆動モニタ電極部５２−３，５２
−４に付与されている。そして、これらの信号が振動子
２０−１，２０−２の振動により振幅変調されて、電極
パッド２３ｃから取り出される。The X of the vibrators 20-1 and 20-2
The vibration in the axial direction is controlled by the drive circuit 70 so as to always have a constant amplitude. A monitoring carrier signal from the high-frequency oscillator 62 is applied to the drive monitor electrode units 52-1 and 52-2 via the electrode pads 51e1 and 51e2. On the other hand, an inverted signal obtained by inverting the phase of the monitoring carrier signal from the phase inverting circuit 62a is applied to the electrode pad 51e.
3, 51e4, the drive monitor electrode sections 52-3, 52
−4. These signals are amplitude-modulated by the vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 and are taken out from the electrode pads 23c.

【００６３】振動子２０−１，２０−２のＸ軸方向の振
動は互いに逆相であり、振動子２０−１が図１の右方向
に変位してモニタ電極部５２−１，５２−２の静電容量
が大きくなっているときには、振動子２０−２は図１の
左方向に変位していてモニタ電極部５２−３，５２−４
の静電容量は小さくなっている。逆に、振動子２０−１
が図１の左方向に変位してモニタ電極部５２−１，５２
−２の静電容量が小さくなっているときには、振動子２
０−２は図１の右方向に変位していてモニタ電極部５２
−３，５２−４の静電容量は大きくなっている。そし
て、電極パッド２３ｃからは、振動子２０−１，２０−
２のＸ軸方向の各振動を合計した振動を表す信号が出力
される。したがって、電極パッド２３ｃから出力される
信号は、振動子２０−１，２０−２の図１のＸ軸方向各
外側及び各内側への変位の合計値を表している。The vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 in the X-axis direction are opposite to each other, and the vibrator 20-1 is displaced rightward in FIG. When the capacitance is large, the vibrator 20-2 is displaced to the left in FIG.
Has a small capacitance. Conversely, the vibrator 20-1
Are displaced to the left in FIG.
When the capacitance of -2 is small, the vibrator 2
0-2 is displaced rightward in FIG.
The capacitances of −3 and 52-4 are large. Then, the vibrators 20-1, 20-
A signal representing the sum of the two vibrations in the X-axis direction is output. Therefore, the signal output from the electrode pad 23c represents the total value of the displacement of the vibrators 20-1 and 20-2 to each outside and each inside in the X-axis direction in FIG.

【００６４】そして、この電極パッド２３ｃから出力さ
れた信号は、チャージアンプ６３を介して駆動回路７０
に供給される。駆動回路７０は、復調回路７１、整流回
路７４、移相回路７２及び利得制御回路７３の作用によ
り、振動子２０−１，２０−２の振動をフィードバック
制御するための制御信号を出力する。これにより、振動
子２０−１，２０−２のＸ軸方向の各振動の振幅が常に
一定になる。なお、振動子２０−１，２０−２のＸ軸方
向の振動の振幅はほぼ同じであり、前記各振幅はほぼ等
しい。The signal output from electrode pad 23c is supplied to drive circuit 70 via charge amplifier 63.
Supplied to The drive circuit 70 outputs a control signal for feedback-controlling the vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 by the operation of the demodulation circuit 71, the rectification circuit 74, the phase shift circuit 72, and the gain control circuit 73. Thereby, the amplitude of each vibration in the X-axis direction of the vibrators 20-1 and 20-2 is always constant. The amplitudes of the vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 in the X-axis direction are substantially the same, and the amplitudes are substantially equal.

【００６５】この状態で、Ｘ軸及びＹ軸に直交するＺ軸
回りに角速度が作用すると、検出用梁３１ａ〜３１ｄの
撓みを伴って、振動子２０−１，２０−２はコリオリ力
によって前記角速度に比例した振幅でＹ軸方向に振動し
始める。この場合、振動子２０−１，２０−２のＸ軸方
向の振動は互い逆相であるので、前記コリオリ力による
振動子２０−１，２０−２のＹ軸方向の振動も互いに逆
相になる。すなわち、振動子２０−１が図１の上方に変
位しているときには、振動子２０−２は図１の下方に変
位している。逆に、振動子２０−１が図１の下方に変位
しているときには、振動子２０−２は図１の上方に変位
している。In this state, when an angular velocity acts about the Z axis orthogonal to the X axis and the Y axis, the vibrators 20-1 and 20-2 are bent by the Coriolis force with the deflection of the detection beams 31a to 31d. It starts oscillating in the Y-axis direction with an amplitude proportional to the angular velocity. In this case, since the vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 in the X-axis direction are in opposite phases, the vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction due to the Coriolis force are also in opposite phases. Become. That is, when the vibrator 20-1 is displaced upward in FIG. 1, the vibrator 20-2 is displaced downward in FIG. Conversely, when the vibrator 20-1 is displaced downward in FIG. 1, the vibrator 20-2 is displaced upward in FIG.

【００６６】この振動子２０−１，２０−２のＹ軸方向
への振動により検出電極部５３−１〜５３−４の静電容
量が前記振動に応じて変化する。この場合、振動子２０
−１が図１の上方に変位したときには、可動電極指５３
ａ１は固定電極指５３ｂ１から離れる方向に変位するの
で検出電極部５３−１の静電容量は減少し、可動電極指
５３ａ２は固定電極指５３ｂ２に近づく方向に変位する
ので検出電極部５３−２の静電容量は増加する。逆に、
振動子２０−１が図１の下方に変位したときには、可動
電極指５３ａ１は固定電極指５３ｂ１に近づく方向に変
位するので検出電極部５３−１の静電容量は増加し、可
動電極指５３ａ２は固定電極指５３ｂ２から離れる方向
に変位するので検出電極部５３−２の静電容量は減少す
る。Due to the vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction, the capacitance of the detection electrode units 53-1 to 53-4 changes according to the vibration. In this case, the vibrator 20
When -1 is displaced upward in FIG.
Since a1 is displaced away from the fixed electrode finger 53b1, the capacitance of the detection electrode portion 53-1 is reduced, and the movable electrode finger 53a2 is displaced in a direction approaching the fixed electrode finger 53b2. The capacitance increases. vice versa,
When the vibrator 20-1 is displaced downward in FIG. 1, the movable electrode finger 53a1 is displaced in a direction approaching the fixed electrode finger 53b1, so that the capacitance of the detection electrode portion 53-1 increases, and the movable electrode finger 53a2 is displaced. Since the displacement occurs in a direction away from the fixed electrode finger 53b2, the capacitance of the detection electrode unit 53-2 decreases.

【００６７】また、振動子２０−２が図１の上方に変位
したときには、可動電極指５３ａ３は固定電極指５３ｂ
３から離れる方向に変位するので検出電極部５３−３の
静電容量は減少し、可動電極指５３ａ４は固定電極指５
３ｂ４に近づく方向に変位するので検出電極部５３−４
の静電容量は増加する。逆に、振動子２０−２が図１の
下方に変位したときには、可動電極指５３ａ３は固定電
極指５３ｂ３に近づく方向に変位するので検出電極部５
３−３の静電容量は増加し、可動電極指５３ａ４は固定
電極指５３ｂ４から離れる方向に変位するので検出電極
部５３−４の静電容量は減少する。When the vibrator 20-2 is displaced upward in FIG. 1, the movable electrode finger 53a3 becomes the fixed electrode finger 53b.
3, the capacitance of the detection electrode unit 53-3 decreases, and the movable electrode finger 53a4 becomes the fixed electrode finger 5a.
Since the displacement is made in the direction approaching 3b4, the detection electrode portion 53-4
Increase in capacitance. Conversely, when the vibrator 20-2 is displaced downward in FIG. 1, the movable electrode finger 53a3 is displaced in a direction approaching the fixed electrode finger 53b3.
The capacitance of 3-3 increases, and the movable electrode finger 53a4 is displaced away from the fixed electrode finger 53b4, so that the capacitance of the detection electrode unit 53-4 decreases.

【００６８】そして、これらの静電容量の変化は、高周
波発振器６１及び位相反転回路６１ａから出力された搬
送波信号の振幅を変調した信号として電極パッド２３ｃ
に現れる。具体的には、振動子２０−１のＹ軸方向の振
動を表す信号と、振動子２０−２のＹ軸方向の振動を表
す信号とを加算した信号が電極パッド２３ｃに現われ
る。この場合、高周波発振器６１からの検出用搬送波信
号は電極パッド５３ｅ１，５３ｅ４を介して検出電極部
５３−１，５３−４に供給されているとともに、位相反
転回路６１ａからの搬送波信号は電極パッド５３ｅ２，
５３ｅ３を介して検出電極部５３−２，５３−３に供給
されている。また、振動子２０−１，２０−２のＹ軸方
向の振動は、前記のように互いに逆相である。したがっ
て、電極パッド２３ｃからは、前記コリオリ力による振
動子２０−１，２０−２のＹ軸方向の各振動を表す信号
を加算した信号が出力される。The change in the capacitance is converted into a signal obtained by modulating the amplitude of the carrier signal output from the high-frequency oscillator 61 and the phase inverting circuit 61a.
Appears in Specifically, a signal obtained by adding a signal representing the vibration of the vibrator 20-1 in the Y-axis direction and a signal representing the vibration of the vibrator 20-2 in the Y-axis direction appears on the electrode pad 23c. In this case, the carrier signal for detection from the high-frequency oscillator 61 is supplied to the detection electrode units 53-1 and 53-4 via the electrode pads 53e1 and 53e4, and the carrier signal from the phase inversion circuit 61a is supplied to the electrode pad 53e2. ,
It is supplied to the detection electrode units 53-2 and 53-3 via 53e3. Further, the vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction are in opposite phases as described above. Therefore, from the electrode pad 23c, a signal obtained by adding signals representing the respective vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction due to the Coriolis force is output.

【００６９】一方、この角速度検出装置に、コリオリ力
とは無関係な力が作用する場合がある。例えば、この角
速度検出装置を車両、航空機などに搭載した場合、車
両、航空機などの振動を含む加減速時には、慣性力が振
動子２０−１，２０−２に作用する場合がある。前記慣
性力によって振動子２０−１，２０−２がＹ軸方向に振
動した場合を想定すると、この場合の振動子２０−１，
２０−２のＹ軸方向の振動成分は互いに同相（図１の上
下方向の変位方向が同じ）になる。したがって、この振
動子２０−１，２０−２のＹ軸方向の各振動成分を表す
信号は互いに打ち消されて、電極パッド２３ｃには現わ
れない。On the other hand, a force irrelevant to the Coriolis force sometimes acts on the angular velocity detecting device. For example, when the angular velocity detecting device is mounted on a vehicle, an aircraft, or the like, an inertial force may act on the vibrators 20-1 and 20-2 during acceleration or deceleration including vibration of the vehicle, the aircraft, or the like. Assuming that the vibrators 20-1 and 20-2 vibrate in the Y-axis direction due to the inertial force, the vibrators 20-1 and 20-2 in this case are
The vibration components in the Y-axis direction 20-2 are in phase with each other (the vertical displacement direction in FIG. 1 is the same). Therefore, the signals representing the respective vibration components of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction are canceled each other and do not appear on the electrode pad 23c.

【００７０】また、前記慣性力によって振動子２０−
１，２０−２がＸ軸方向に振動した場合を想定すると、
この場合の振動子２０−１，２０−２のＸ軸方向の振動
成分も互いに同相（図１の左右方向の変位方向が同じ）
になる。したがって、この振動子２０−１，２０−２の
Ｘ軸方向の各振動成分に関係して、コリオリ力により振
動子２０−１，２０−２がＹ軸方向に振動しても、この
Ｙ軸方向の振動子２０−１，２０−２の振動は互いに同
相になる。したがって、この振動子２０−１，２０−２
のＸ軸方向の振動に起因した信号も電極パッド２３ｃに
は現われない。その結果、前記慣性力などによる振動子
２０−１，２０−２の振動を表す信号は電極パッド２３
ｃには現われず、コリオリ力による振動子２０−１，２
０−２の振動を表す信号のみが電極パッド２３ｃには現
われる。なお、振動子２０−１，２０−２の前記振動の
振幅は、ほぼ等しい。Further, the vibrator 20-
Assuming that 1,20-2 vibrates in the X-axis direction,
In this case, the vibration components of the vibrators 20-1 and 20-2 in the X-axis direction are also in phase with each other (the displacement directions in the horizontal direction in FIG. 1 are the same).
become. Therefore, even if the vibrators 20-1 and 20-2 vibrate in the Y-axis direction due to the Coriolis force, the Y-axis is affected by the vibration components of the vibrators 20-1 and 20-2 in the X-axis direction. The vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 in the directions are in phase with each other. Therefore, the vibrators 20-1 and 20-2
Does not appear on the electrode pad 23c. As a result, a signal representing the vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 due to the inertial force or the like is applied to the electrode pads 23.
The vibrators 20-1 and 20-2 by Coriolis force do not appear in c.
Only the signal representing the vibration of 0-2 appears on the electrode pad 23c. The amplitudes of the vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 are substantially equal.

【００７１】この電極パッド２３ｃに現われた信号は、
チャージアンプ６３を介して取り出されて、サーボ制御
回路８０に供給される。サーボ制御回路８０において
は、復調回路８１によって復調された振動子２０−１，
２０−２のＹ軸方向の振動を表す信号が取り出される。
サーボアンプ８２及び反転回路８３は、前記復調された
信号に基づき、電極パッド５５ｅ１〜５５ｅ４を介して
サーボ電極部５５−１〜５５−４に交流サーボ制御信号
すなわち振動子２０−１，２０−２のＹ軸方向の振動を
抑制するための制御信号を供給するので、サーボ電極部
５５−１〜５５−４は振動子２０−１，２０−２のＹ軸
方向の振動すなわちＺ軸回りの角速度による振動子２０
のＹ軸方向の振動を抑制する。The signal appearing on the electrode pad 23c is
It is taken out via the charge amplifier 63 and supplied to the servo control circuit 80. In the servo control circuit 80, the vibrators 20-1, demodulated by the demodulation circuit 81,
A signal representing the vibration in the Y-axis direction 20-2 is extracted.
Based on the demodulated signal, the servo amplifier 82 and the inverting circuit 83 transmit AC servo control signals, that is, vibrators 20-1 and 20-2 to the servo electrode units 55-1 to 55-4 via the electrode pads 55e1 to 55e4. Is supplied to the servo electrode units 55-1 to 55-4 so that the vibrators 20-1 and 20-2 vibrate in the Y-axis direction, that is, the angular velocities around the Z-axis. Vibrator 20 by
Is suppressed in the Y-axis direction.

【００７２】また、サーボアンプ８２からの交流サーボ
制御信号は出力回路９０の検波回路９１にも供給されて
いる。この交流サーボ制御信号は、振動子２０−１，２
０−２のＹ軸方向の振動を表す信号に比例した信号であ
り、検波回路９１は振動子の共振周波数で前記比例した
信号を検波するので、検波回路９１からはＹ軸方向の振
動の大きさ(振幅)を表す直流信号が出力される。そし
て、この直流信号が増幅器９２を介して出力される。し
たがって、実際には、振動子２０−１，２０−２はＹ軸
方向に小さな振幅で振動しているにもかかわらず、Ｚ軸
回りの角速度の大きさを表す大きな信号が取り出される
ことになる。The AC servo control signal from the servo amplifier 82 is also supplied to the detection circuit 91 of the output circuit 90. This AC servo control signal is transmitted to the vibrators 20-1 and 20-2.
Since the detection circuit 91 detects the proportional signal at the resonance frequency of the vibrator, the detection circuit 91 detects the magnitude of the vibration in the Y-axis direction. A DC signal representing the amplitude (amplitude) is output. This DC signal is output via the amplifier 92. Therefore, in practice, although the vibrators 20-1 and 20-2 vibrate with a small amplitude in the Y-axis direction, a large signal representing the magnitude of the angular velocity around the Z-axis is extracted. .

【００７３】これにより、Ｚ軸回りの角速度による振動
子２０−１，２０−２のＹ軸方向の振動が基板１０を介
して振動子２０に再入力することがなくなり、この再入
力に伴うノイズの発生が抑えられ、角速度の検出精度を
向上させることができる。また、本実施形態において
は、振動子２０−１，２０−２をＸ軸方向に互いに逆相
で振動させておき、慣性力などによるコリオリ力とは無
関係な振動子２０−１，２０−２の振動を表す信号が電
極パッド２３ｃに現われないようにしたので、角速度の
検出精度がより良好になる。As a result, the vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction due to the angular velocity around the Z-axis is not re-input to the vibrator 20 via the substrate 10, and the noise accompanying this re-input is eliminated. Is suppressed, and the angular velocity detection accuracy can be improved. In the present embodiment, the vibrators 20-1 and 20-2 are vibrated in the X-axis direction in mutually opposite phases, and the vibrators 20-1 and 20-2 are independent of Coriolis force due to inertia force or the like. Is prevented from appearing on the electrode pad 23c, the detection accuracy of the angular velocity becomes better.

【００７４】このように動作する角速度検出装置におい
ては、駆動信号の印加及び検出信号の取り出しのため
に、振動子２０−１と振動子２０−２とを電気的に連結
する必要がある。この電気的な接続機能は、本実施形態
では、振動子２０−１と振動子２０−２を、リンク梁４
１ａ〜４１ｄ及びリンク４２ａ，４２ｂにより連結する
ことで果たされている。また、一方では、コリオリ力に
よる振動子２０−１，２０−２のＹ軸方向の振動を大き
くするために、振動子２０−１，２０−２のＸ軸方向の
振動の振幅はなるべく大きいことが望ましい。そのため
に、本実施形態では、リンク４２ａ，４２ｂを基板１０
から浮かせる構造としたことを一つの特徴としている。In the angular velocity detecting device that operates as described above, it is necessary to electrically connect the vibrator 20-1 and the vibrator 20-2 for applying a drive signal and extracting a detection signal. In the present embodiment, the electrical connection function is such that the vibrator 20-1 and the vibrator 20-2 are connected to the link beam 4.
1a to 41d and links 42a and 42b. On the other hand, in order to increase the vibration in the Y-axis direction of the vibrators 20-1 and 20-2 due to the Coriolis force, the amplitude of the vibration in the X-axis direction of the vibrators 20-1 and 20-2 should be as large as possible. Is desirable. Therefore, in the present embodiment, the links 42a and 42b are
One feature is that it is designed to float from above.

【００７５】これは、リンク４２ａ，４２ｂを基板１０
に固定した場合には、振動子２０−１，２０−２のＸ軸
方向の振動の際に、リンク梁４１ａ〜４１ｄを軸方向に
伸ばす力が必要になる。しかし、前記特徴のようにリン
ク４２ａ，４２ｂを基板１０から浮かせることにより、
リンク４２ａ，４２ｂのＹ軸方向の変位が許容され、比
較的小さな力により、振動子２０−１，２０−１のＸ軸
方向の振動の振幅を大きくすることができる。This is because the links 42a and 42b are
When the vibrators 20-1 and 20-2 vibrate in the X-axis direction, a force for extending the link beams 41a to 41d in the axial direction is required. However, by lifting the links 42a and 42b from the board 10 as described above,
The displacement of the links 42a and 42b in the Y-axis direction is allowed, and the amplitude of the vibration of the vibrators 20-1 and 20-1 in the X-axis direction can be increased by a relatively small force.

【００７６】また、この振動子２０−１，２０−２のＸ
軸方向の振動の振幅の増大化によって、リンク梁４１ａ
〜４１ｄに発生する応力が大きくなり、同応力が大きく
なると同リンク梁４１ａ〜４１ｄの非線形性が発生し
て、振動子２０−１，２０−２の振動が安定しなくな
り、さらに応力が大きくなるとリンク梁４１ａ〜４１ｄ
が破壊される場合もある。また、一方では、リンク梁４
１ａ〜４１ｄの強度を高めるために同リンク梁４１ａ〜
４１ｄのばね定数を大きくすることは、振動子２０−
１，２０−２のＸ軸方向の振動の振幅が小さくなること
を意味し、好ましいことではない。これらの理由によ
り、本実施形態では、リンク梁４１ａ〜４１ｄを複数本
で構成したことも一つの特徴としている。The X of the vibrators 20-1 and 20-2
By increasing the amplitude of the axial vibration, the link beam 41a is increased.
When the stress increases, nonlinearity of the link beams 41a to 41d occurs, and the vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 becomes unstable, and when the stress further increases. Link beams 41a to 41d
May be destroyed. On the other hand, link beam 4
In order to increase the strength of 1a-41d, the same link beam 41a-
Increasing the spring constant of 41d is equivalent to increasing the oscillator 20-
It means that the amplitude of the vibration in the X-axis direction of 1,20-2 becomes small, which is not preferable. For these reasons, one of the features of the present embodiment is that the link beams 41a to 41d are constituted by a plurality of links.

【００７７】この構成上の特徴の利点を、リンク梁４１
ａ〜４１ｄを各１本ずつで構成した場合と、複数本（ｎ
本）ずつで構成した場合とを例にして説明すると、前者
のリンク梁１本当たりの応力σ1及び後者のリンク梁１
本当たりの応力σ2は下記数１，２のように表される。
ただし、Ａはリンク梁４１ａ〜４１ｄの振動の振幅であ
り、Ｌ1，Ｌ2は各場合のリンク梁４１ａ〜４１ｄの長さ
である。The advantage of this structural feature is that the link beam 41
a to 41d are configured by one each, and a plurality (n
The stress σ 1 per link beam of the former and the link beam 1 of the latter
The stress σ 2 per book is represented by the following formulas 1 and 2.
Here, A is the amplitude of the vibration of the link beams 41a to 41d, and L 1 and L 2 are the lengths of the link beams 41a to 41d in each case.

【００７８】[0078]

【数１】σ1∝Ａ／Ｌ1 2 [Equation 1] σ 1 ∝A / L 1 2

【００７９】[0079]

【数２】σ2∝Ａ／Ｌ2 2 [Equation 2] σ 2 ∝A / L 2 2

【００８０】一方、リンク梁４１ａ〜４１ｄ全体のばね
定数ｋ1，ｋ2は、下記数３，４で表される。On the other hand, the spring constants k 1 and k 2 of the entire link beams 41 a to 41 d are expressed by the following equations (3) and (4).

【００８１】[0081]

【数３】ｋ1∝１／Ｌ1 3 [Equation 3] k 1 ∝1 / L 1 3

【００８２】[0082]

【数４】ｋ2∝ｎ／Ｌ2 3 [Equation 4] k 2 ∝n / L 2 3

【００８３】ここで、両場合におけるばね定数ｋ1，ｋ2
を等しくすると、前記応力σ1，σ2との間には下記数５
の関係が成立する。Here, the spring constants k 1 and k 2 in both cases
When the stresses are equal, the following expression 5 is provided between the stresses σ 1 and σ 2.
Is established.

【００８４】[0084]

【数５】σ2／σ1＝１／ｎ2/3 Σ 2 / σ 1 = 1 / n 2/3

【００８５】これにより、リンク梁４１ａ〜４１ｄの本
数を複数（ｎ本）で構成することにより、リンク梁４１
ａ〜４１ｄ全体のばね定数を変えることなく、振動子２
０−１，２０−２のＸ軸方向の振動に伴うリンク梁４１
ａ〜４１ｄ一本当たりの応力を低減することができ、振
動子２０−１，２０−２の安定した振動を期待できる。Thus, the link beams 41a to 41d are constituted by a plurality (n) of the link beams 41a to 41d.
a to 41d without changing the overall spring constant.
Link beam 41 accompanying X-axis vibration of 0-1 and 20-2
It is possible to reduce the stress per one of a to 41d, and to expect stable vibration of the vibrators 20-1 and 20-2.

【００８６】さらに、上記実施形態においては、基板１
０から浮かせたサブリンク梁４３ａ，〜４３ｄ及びサブ
リンク４４ａ，４４ｂを設けることにより、振動子２０
−１，２０−２のＸ軸方向の振動を安定させることをも
特徴の一つにしている。例えば、サブリンク梁４３ａ〜
４３ｄ及びサブリンク４４ａ，４４ｂを設けない場合に
は、振動子２０−１，２０−２のＸ軸方向の振動に伴っ
てリンク４２ａ，４２ｂ自体がＸ軸方向に振動し易い。
これに対して、サブリンク梁４３ａ〜４３ｄ及びサブリ
ンク４４ａ，４４ｂはリンク４２ａ，４２ｂのＸ軸方向
の変位を抑制するとともに、リンク４２ａ，４２ｂのＹ
軸方向への変位を冗長する。これにより、振動子２０−
１，２０−２は、リンク４２ａ，４２ｂのＹ軸方向の振
動を伴いながら、リンク梁４１ａ〜４１ｄの作用によ
り、Ｘ軸方向に安定かつ大振幅で振動可能となる。Further, in the above embodiment, the substrate 1
By providing the sub-link beams 43a to 43d and the sub-links 44a and 44b floating from zero,
Another feature is to stabilize the vibration in the X-axis direction of -1 and 20-2. For example, the sub-link beams 43a-
When the 43d and the sub-links 44a and 44b are not provided, the links 42a and 42b themselves easily vibrate in the X-axis direction along with the vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 in the X-axis direction.
On the other hand, the sub-link beams 43a to 43d and the sub-links 44a and 44b suppress the displacement of the links 42a and 42b in the X-axis direction and the Y of the links 42a and 42b.
Redundant axial displacement. Thereby, the vibrator 20-
1, 20-2 can be vibrated in the X-axis direction with a stable and large amplitude by the action of the link beams 41a to 41d while vibrating the links 42a and 42b in the Y-axis direction.

【００８７】また、サブリンク梁４３ａ〜４３ｄ及びサ
ブリンク４４ａ，４４ｂを設けることにより、リンク梁
４１ａ〜４１ｄに発生する軸力σＴを低減することも可
能である。サブリンク梁４３ａ〜４３ｄ及びサブリンク
４４ａ，４４ｂを設けない場合には、リンク梁４１ａ〜
４１ｄのそれぞれに発生する軸力σＴは下記数６で表さ
れる。ただし、Ａはリンク梁４１ａ〜４１ｄの振動の振
幅であり、Ｌはリンク梁４１ａ〜４１ｄの長さであり、
Ｅはヤング率を表す予め決めた定数である。Further, by providing the sub-link beams 43a to 43d and the sub-links 44a and 44b, it is possible to reduce the axial force σT generated in the link beams 41a to 41d. When the sub link beams 43a to 43d and the sub links 44a and 44b are not provided, the link beams 41a to
The axial force σT generated in each of 41d is expressed by the following equation (6). Here, A is the amplitude of the vibration of the link beams 41a to 41d, L is the length of the link beams 41a to 41d,
E is a predetermined constant representing the Young's modulus.

【００８８】[0088]

【数６】σＴ≒Ｅ・Ａ2／２・Ｌ2 [6] σT ≒ E · A 2/2 · L 2

【００８９】これに対して、サブリンク梁４３ａ〜４３
ｄ及びサブリンク４４ａ，４４ｂを設けたことにより、
振動子２０−１，２０−２のＸ軸方向への駆動時におけ
るＹ軸方向への軸力σＴは、サブリンク梁４３ａ〜４３
ｄのＹ軸方向の撓みによって開放されて低下する。すな
わち、サブリンク梁４３ａ〜４３ｄのＹ軸方向への撓み
量をΔＬsとすると、前記数６の軸力σＴは、下記数７
に示すように、低減される。On the other hand, the sub-link beams 43a to 43
d and the provision of the sub-links 44a and 44b,
When the vibrators 20-1 and 20-2 are driven in the X-axis direction, the axial force σT in the Y-axis direction is equal to the sub-link beams 43 a to 43.
It is released and lowered by the bending of d in the Y-axis direction. That is, assuming that the amount of deflection of the sub-link beams 43a to 43d in the Y-axis direction is ΔLs, the axial force σT of Expression 6 is given by the following Expression 7.
As shown in FIG.

【００９０】[0090]

【数７】σＴ≒Ｅ・(Ａ2／２・Ｌ2−ΔＬs／Ｌ)[Equation 7] σT ≒ E · (A 2/ 2 · L 2 -ΔLs / L)

【００９１】また、サブリンク梁４３ａ〜４３ｄ及びサ
ブリンク４４ａ，４４ｂを設けたことにより、振動子２
０−１，２０−２の共振モード（共振周波数）を調整し
て角速度の検出精度を向上させることもできる。本実施
形態の角速度検出素子においては、振動子２０−１，２
０−２がＸ軸方向に互いに逆相で振動する共振周波数
（駆動モード）ｆdと、コリオリ力により振動子２０−
１，２０−２がＹ軸方向に振動する共振周波数（検出モ
ード）ｆsと、各振動子２０−１，２０−２のＹ軸方向
両端が互いにＸ軸方向の逆方向に変位して各振動子２０
−１，２０−２が回転する共振周波数（ローテーション
モード）ｆrと、振動子２０−１，２０−２がＸ軸方向
に互いに同相で振動する共振周波数（パラレルモード）
ｆpとが存在する。Further, by providing the sub-link beams 43a to 43d and the sub-links 44a and 44b,
By adjusting the resonance modes (resonance frequencies) of 0-1 and 20-2, the detection accuracy of the angular velocity can be improved. In the angular velocity detecting element of the present embodiment, the vibrators 20-1 and 20-2 are used.
0-2 vibrates in the X-axis direction in opposite phases to each other due to the resonance frequency (drive mode) fd and the Coriolis force.
The resonance frequency (detection mode) fs at which the first and second oscillators 20 and 20-2 vibrate in the Y-axis direction, and the two vibrators 20-1 and 20-2 are displaced in opposite directions in the X-axis direction. Child 20
-1 and 20-2 rotate (rotation mode) fr and vibrators 20-1 and 20-2 oscillate in phase with each other in the X-axis direction (parallel mode).
fp exists.

【００９２】そして、サブリンク梁４３ａ〜４３ｄ及び
サブリンク４４ａ，４４ｂを設けない場合には、これら
の各モードｆd，ｆs，ｆr，ｆpは、図３に示すように、
比較的近傍の周波数領域に位置している。しかし、上記
実施形態のように、サブリンク梁４３ａ〜４３ｄ及びサ
ブリンク４４ａ，４４ｂを設けたことにより、リンク４
２ａ，４２ｂ間の相対変位の抑制、ひいてはメインフレ
ーム３０−１，３０−３が一緒になってＸ方向の一方
に、メインフレーム３０−２，３０−４が一緒になって
Ｘ方向の他方に動くことが抑制され、各振動子２０−
１，２０−２は独立して回転する傾向が増し、ローテー
ションモードｆrが高共振点化して、駆動モードｆd及び
検出モードｆsから離れる。また、サブリンク４４ａ，
４４ｂを基板１０から浮かせたことにより、各振動子２
０−１，２０−２はＸ軸方向に互いに同相に一体的に変
位する傾向が増し、パラレルモードｆpが低共振点化し
て、駆動モードｆd及び検出モードｆsから離れる。これ
により、振動子２０−１，２０−２の不要な共振振動を
抑制することができるとともに、同不要な共振振動を角
速度によるものと区別して取り出し易くなり、角速度の
検出精度が向上する。When the sub-link beams 43a to 43d and the sub-links 44a and 44b are not provided, these modes fd, fs, fr and fp are set as shown in FIG.
It is located in a relatively close frequency range. However, by providing the sub-link beams 43a to 43d and the sub-links 44a and 44b as in the above embodiment, the link 4
Suppression of the relative displacement between 2a and 42b, and thus the main frames 30-1 and 30-3 together in one of the X directions, and the main frames 30-2 and 30-4 together in the other in the X direction. The movement is suppressed, and each vibrator 20-
1 and 20-2 tend to rotate independently, and the rotation mode fr has a higher resonance point and is separated from the drive mode fd and the detection mode fs. Also, the sublinks 44a,
44b is lifted off the substrate 10 so that each vibrator 2
0-1 and 20-2 tend to be integrally displaced in phase with each other in the X-axis direction, so that the parallel mode fp has a lower resonance point and is separated from the drive mode fd and the detection mode fs. As a result, unnecessary resonance vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 can be suppressed, and the unnecessary resonance vibrations can be easily extracted separately from those due to the angular velocity, and the detection accuracy of the angular velocity improves.

【００９３】また、上記実施形態においては、駆動電極
部５１−１，５１−２をメインフレーム３０−１，３０
−２の突出部３６ａ，３６ｂのＸ軸方向外側に設けると
ともに、駆動電極部５１−３，５１−４をメインフレー
ム３０−３，３０−４の突出部３６ｃ，３６ｄのＸ軸方
向内側に設けたこと、及び駆動モニタ電極部５２−１，
５２−２をメインフレーム３０−１，３０−２の突出部
３６ａ，３６ｂのＸ軸方向内側に設けるとともに、駆動
モニタ電極部５２−３，５２−４をメインフレーム３０
−３，３０−４の突出部３６ｃ，３６ｄのＸ軸方向外側
に設けたことも特徴の一つとしている。言い換えれば、
駆動電極部５１−１〜５１−４及び駆動モニタ電極部５
２−１〜５２−４を、Ｘ軸方向に非対称配置したことも
特徴の一つとしている。これにより、チャージアンプ６
３の飽和を避けた上で、駆動電圧の増大を図ることがで
きる。In the above embodiment, the drive electrode portions 51-1 and 51-2 are connected to the main frames 30-1 and 30-1.
And the drive electrode portions 51-3 and 51-4 are provided inside the protruding portions 36c and 36d of the main frames 30-3 and 30-4 in the X-axis direction. That the drive monitor electrode section 52-1,
52-2 is provided inside the protruding portions 36a, 36b of the main frames 30-1, 30-2 in the X-axis direction, and the drive monitor electrode portions 52-3, 52-4 are connected to the main frame 30.
One of the features is that the protrusions 36c and 36d of −3 and 30-4 are provided on the outer side in the X-axis direction. In other words,
Drive electrode sections 51-1 to 51-4 and drive monitor electrode section 5
Another feature is that 2-1 to 52-4 are asymmetrically arranged in the X-axis direction. Thereby, the charge amplifier 6
In addition, it is possible to increase the drive voltage while avoiding the saturation of No. 3.

【００９４】以下、この点について説明する。図２の駆
動電極部５１−１〜５１−４、チャージアンプ６３及び
コンデンサ６４の機能を模擬的に表すと、図４(Ａ)のよ
うになる。ただし、図４(Ａ)においては、駆動電極部５
１−１〜５１―４をコンデンサ５１−１〜５１―４とし
て示している。一方、駆動電極部５１−１〜５１−４及
び駆動モニタ電極部５２−１〜５２−４をＸ軸方向に対
称配置した場合、すなわち全ての駆動電極部５１−１〜
５１−４をメインフレーム３０−１〜３０−４の突出部
３６ａ〜３６ｄのＸ軸方向内側又は外側に設けた場合、
図４(Ａ)の模擬的機能図は図４(Ｂ)に示すようになる。Hereinafter, this point will be described. FIG. 4A schematically shows the functions of the drive electrode units 51-1 to 51-4, the charge amplifier 63, and the capacitor 64 in FIG. However, in FIG.
1-1 to 51-4 are shown as capacitors 51-1 to 51-4. On the other hand, when the drive electrode units 51-1 to 51-4 and the drive monitor electrode units 52-1 to 52-4 are arranged symmetrically in the X-axis direction, that is, all the drive electrode units 51-1 to 51-4
When 51-4 is provided inside or outside the X-axis direction of the protrusions 36a to 36d of the main frames 30-1 to 30-4,
The simulation function diagram of FIG. 4A is as shown in FIG.

【００９５】この対称配置の場合、振動子２０−１，２
０−２のＸ軸方向の振動を互い逆相にするためには、全
ての駆動電極部５１−１〜５１−４に同相の交流成分を
付与する必要がある。言い換えれば、図２の反転回路７
６が省略されて、利得制御回路７３からの交流電圧信号
と可変電圧源回路７７からの直流電圧とを加算した同一
の電圧信号が、全ての駆動電極部５１−１〜５１―４
（コンデンサ５１−１〜５１―４）に付与される。前記
交流電圧信号をＶ1cosωｔとするとともに、前記直流電
圧をＶ0とすると、電極パッド５１ｅ１〜５１ｅ４を介
して駆動電極部５１−１〜５１―４（コンデンサ５１−
１〜５１―４）に付与される電圧信号は、それぞれＶ0
＋Ｖ1cosωｔとなる。なお、ωは、振動子２０−１，２
０−２及びメインフレーム３０−１〜３０−４のＸ軸方
向の共振角周波数にほぼ等しい。In the case of this symmetric arrangement, the vibrators 20-1 and 20-2
In order to make the vibrations in the X-axis direction of 0-2 opposite to each other, it is necessary to apply an AC component having the same phase to all the drive electrode units 51-1 to 51-4. In other words, the inverting circuit 7 of FIG.
6 is omitted, and the same voltage signal obtained by adding the AC voltage signal from the gain control circuit 73 and the DC voltage from the variable voltage source circuit 77 is applied to all of the drive electrode units 51-1 to 51-4.
(Condensers 51-1 to 51-4). Assuming that the AC voltage signal is V 1 cos ωt and the DC voltage is V 0 , the driving electrode units 51-1 to 51-4 (capacitors 51-4) are provided via the electrode pads 51e1 to 51e4.
1 to 51-4) are V 0
+ V 1 cosωt. Note that ω is the transducers 20-1 and 20-2.
0-2 and the resonance angular frequency of the main frames 30-1 to 30-4 in the X-axis direction.

【００９６】また、この場合、駆動電極部５１−１，５
１―２の可動電極指５１ａ１，５１ａ２が固定電極指５
１ｂ１，５１ｂ２から離れる方向に変位するときには、
駆動電極部５１−３，５１―４の可動電極指５１ａ３，
５１ａ４も固定電極指５１ｂ３，５１ｂ４から離れる方
向に変位する。逆に、駆動電極部５１−１，５１―２の
可動電極指５１ａ１，５１ａ２が固定電極指５１ｂ１，
５１ｂ２に近づく方向に変位するときには、駆動電極部
５１−３，５１―４の可動電極指５１ａ３，５１ａ４も
固定電極指５１ｂ３，５１ｂ４に近づく方向に変位す
る。したがって、駆動電極部５１−１〜５１―４（コン
デンサ５１−１〜５１―４）の静電容量は、それぞれＣ
0＋Ｃ1cos(ωｔ−π/２)のように変化する。なお、
Ｃ0，Ｃ1は、駆動電極部５１−１〜５１―４（コンデン
サ５１−１〜５１―４）の構成及び可動電極指５１ａ１
〜５１ａ４の振動の振幅によって決まる定数である。In this case, the drive electrode sections 51-1, 5
1-2 movable electrode fingers 51a1 and 51a2 are fixed electrode fingers 5.
When displacing in the direction away from 1b1 and 51b2,
The movable electrode fingers 51a3 of the drive electrode units 51-3 and 51-4.
51a4 also displaces away from the fixed electrode fingers 51b3, 51b4. Conversely, the movable electrode fingers 51a1 and 51a2 of the drive electrode units 51-1 and 51-2 are fixed electrode fingers 51b1 and 51b1, respectively.
When displacing in the direction approaching 51b2, the movable electrode fingers 51a3 and 51a4 of the drive electrode units 51-3 and 51-4 also displace in the direction approaching the fixed electrode fingers 51b3 and 51b4. Therefore, the capacitance of the drive electrode units 51-1 to 51-4 (capacitors 51-1 to 51-4) is C
0 + C 1 cos (ωt−π / 2). In addition,
C 0 and C 1 are the configuration of the drive electrode units 51-1 to 51-4 (capacitors 51-1 to 51-4) and the movable electrode fingers 51a1.
51a4 is a constant determined by the amplitude of the vibration.

【００９７】これらの付与電圧Ｖ0＋Ｖ1cosωｔ及び静
電容量Ｃ0＋Ｃ1cos(ωｔ−π/２)からチャージアンプ６
３の出力電圧Ｖoutを計算すると、同電圧Ｖoutは下記数
８のようになる。なお、コンデンサ６４の静電容量をＣ
fとする。また、φは、tan-1(Ｃ0Ｖ1/Ｃ1Ｖ0)である。From these applied voltages V 0 + V 1 cosωt and capacitance C 0 + C 1 cos (ωt−π / 2), the charge amplifier 6
Calculating the output voltage V out of No. 3 results in the following voltage 8 out . Note that the capacitance of the capacitor 64 is C
f . Φ is tan −1 (C 0 V 1 / C 1 V 0 ).

【００９８】[0098]

【数８】Ｖout＝２Ｃ0Ｖ0/Ｃf＋Ｃ1Ｖ1/Ｃfsin２ωｔ＋
[２{(Ｃ1Ｖ0)2＋(Ｃ0Ｖ1)2}1/2/Ｃf]sin(ωｔ＋φ)V out = 2C 0 V 0 / C f + C 1 V 1 / C f sin2ωt +
[2 {(C 1 V 0 ) 2 + (C 0 V 1 ) 2 } 1/2 / C f ] sin (ωt + φ)

【００９９】これに対して、本実施形態のように駆動電
極部５１−１，５１−２と駆動電極部５１−３，５１−
４をＸ軸方向に非対称に配置した場合には、前述のよう
に、振動子２０−１，２０−２のＸ軸方向の振動を互い
逆相にするために、図４(Ａ)に示すように、駆動電極部
５１−１，５１−２と駆動電極部５１−３，５１−４と
に逆相の交流成分を付与することになる。駆動電極部５
１−１，５１―２（コンデンサ５１−１，５１―２）に
は、電極パッド５１ｅ１，５１ｅ２を介して駆動電圧Ｖ
0＋Ｖ1cosωｔが付与されるとともに、駆動電極部５１
−３，５１―４（コンデンサ５１−３，５１―４）に
は、電極パッド５１ｅ３，５１ｅ４を介して駆動電圧Ｖ
0−Ｖ1cosωｔが付与される。On the other hand, as in the present embodiment, the drive electrode units 51-1 and 51-2 and the drive electrode units 51-3 and 51-
4A is arranged asymmetrically in the X-axis direction, as shown in FIG. 4A, in order to make the vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 in the X-axis direction reverse to each other. As described above, AC components having opposite phases are applied to the drive electrode units 51-1 and 51-2 and the drive electrode units 51-3 and 51-4. Drive electrode section 5
The drive voltage V1 is applied to the electrodes 1-1 and 51-2 (capacitors 51-1 and 51-2) via the electrode pads 51e1 and 51e2.
0 + V 1 cosωt, and the driving electrode unit 51
−3, 51-4 (capacitors 51-3, 51-4) are connected to the drive voltage V via electrode pads 51e3, 51e4.
0− V 1 cosωt is given.

【０１００】また、この場合、駆動電極部５１−１，５
１―２の可動電極指５１ａ１，５１ａ２が固定電極指５
１ｂ１，５１ｂ２から離れる方向に変位するときには、
駆動電極部５１−３，５１―４の可動電極指５１ａ３，
５１ａ４は固定電極指５１ｂ３，５１ｂ４に近づく方向
に変位する。逆に、駆動電極部５１−１，５１―２の可
動電極指５１ａ１，５１ａ２が固定電極指５１ｂ１，５
１ｂ２に近づく方向に変位するときには、駆動電極部５
１−３，５１―４の可動電極指５１ａ３，５１ａ４は固
定電極指５１ｂ３，５１ｂ４から離れる方向に変位す
る。したがって、駆動電極部５１−１，５１―２（コン
デンサ５１−１，５１―２）の静電容量がＣ 0＋Ｃ1cos
(ωｔ−π/２)のように変化するとき、駆動電極部５１
−３，５１―４（コンデンサ５１−３，５１―４）の静
電容量はＣ0−Ｃ1cos(ωｔ−π/２)のように変化する。In this case, the drive electrode units 51-1, 5
1-2 movable electrode fingers 51a1 and 51a2 are fixed electrode fingers 5.
When displacing in the direction away from 1b1 and 51b2,
The movable electrode fingers 51a3 of the drive electrode units 51-3 and 51-4.
51a4 is a direction approaching the fixed electrode fingers 51b3 and 51b4.
Is displaced. Conversely, the drive electrode portions 51-1 and 51-2
The moving electrode fingers 51a1 and 51a2 are fixed electrode fingers 51b1 and 5
1b2, the drive electrode portion 5
The movable electrode fingers 51a3 and 51a4 of 1-3 and 51-4 are fixed.
Displace in the direction away from the constant electrode fingers 51b3, 51b4
You. Therefore, the drive electrode sections 51-1 and 51-2 (con
The capacitance of the capacitors 51-1 and 51-2) is C 0+ C1cos
(ωt−π / 2), the driving electrode unit 51
−3, 51-4 (Capacitors 51-3, 51-4)
The capacitance is C0-C1cos (ωt−π / 2).

【０１０１】これらの付与電圧Ｖ0±Ｖ1cosωｔ及び静
電容量Ｃ0±Ｃ1cos(ωｔ−π/２)からチャージアンプ６
３の出力電圧Ｖoutを計算すると、同電圧Ｖoutは下記数
９のようになる。なお、この場合もコンデンサ６４の静
電容量をＣfとする。From these applied voltages V 0 ± V 1 cosωt and capacitances C 0 ± C 1 cos (ωt−π / 2), the charge amplifier 6
Calculating the third output voltage V out, the voltage V out is as the following equation 9. Also in this case, the capacitance of the capacitor 64 is assumed to be Cf.

【０１０２】[0102]

【数９】Ｖout＝２Ｃ0Ｖ0/Ｃf＋Ｃ1Ｖ1/Ｃfsin２ωｔ## EQU9 ## V out = 2C 0 V 0 / C f + C 1 V 1 / C f sin2ωt

【０１０３】この数９を前記数８と比べると、数９は数
８の第３項である[２{(Ｃ1Ｖ0)2＋(Ｃ0Ｖ1)2}1/2/Ｃf]s
in(ωｔ＋φ)が除去されたものに等しい。この第３項
は、駆動電圧の直流電圧分Ｖ0及び駆動電極部５１−
１，５１―２（コンデンサ５１−１，５１―２）の定常
的な静電容量分Ｃ0を含むものであって、前記数８，９
の第２項であるＣ1Ｖ1/Ｃfsin２ωｔに比べてかなり大
きく、チャージアンプ６３の飽和の原因になる。また、
前記数８，９の第１項である２Ｃ0Ｖ0/Ｃfは直流成分で
あって、交流信号を取り出すためのチャージアンプ６３
では無視されるものである。これらに対し、前記数８，
９の第２項であるＣ1Ｖ1/Ｃfsin２ωｔが純粋に駆動電
極部５１−１〜５１―４の可動電極指５１ａ１〜５１ａ
４のＸ軸方向の振動に関係したものであるが、この値は
小さくてチャージアンプ６３の飽和には至らない。Comparing Equation 9 with Equation 8, Equation 9 is the third term of Equation 8 [2 {(C 1 V 0 ) 2 + (C 0 V 1 ) 2 } 1/2 / C f ] s
in (ωt + φ) is equal to the removed one. The third term includes the DC voltage V 0 of the drive voltage and the drive electrode 51-
1, 51-2 (capacitors 51-1 and 51-2) including the static capacitance C 0 ,
Is considerably larger than C 1 V 1 / C f sin2ωt, which is the second term, and causes saturation of the charge amplifier 63. Also,
The first term 2C 0 V 0 / C f in the above equations 8 and 9 is a DC component, and is a charge amplifier 63 for extracting an AC signal.
Is ignored. On the other hand,
The second term C 1 V 1 / C f sin2ωt is purely the movable electrode fingers 51 a 1 to 51 a of the drive electrode units 51-1 to 51-4.
4 is related to the vibration in the X-axis direction, but this value is so small that the charge amplifier 63 does not reach saturation.

【０１０４】したがって、本実施形態のように駆動電極
部５１−１，５１−２と駆動電極部５１−３，５１−４
をＸ軸方向に非対称に配置することにより、駆動電極部
５１−１〜５１−４の可動電極指５１ａ１〜５１ａ４の
Ｘ軸方向の振動の振幅を大きくすることが可能となる。
このことは、振動子２０−１，２０−２のＸ軸方向の振
動の振幅を大きくできることを意味し、その結果、角速
度の検出精度を向上できる。Therefore, the drive electrode units 51-1 and 51-2 and the drive electrode units 51-3 and 51-4 as in the present embodiment.
Are arranged asymmetrically in the X-axis direction, it is possible to increase the amplitude of vibration in the X-axis direction of the movable electrode fingers 51a1 to 51a4 of the drive electrode units 51-1 to 51-4.
This means that the amplitude of the vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 in the X-axis direction can be increased, and as a result, the accuracy of detecting the angular velocity can be improved.

【０１０５】また、本実施形態に係る角速度検出装置に
おいては、振動子２０−１，２０−２のＸ軸方向の振動
を互いに逆相にしたことにより、Ｙ軸方向の加速度の影
響を小さくするようにしたことは上述したとおりである
が、このＹ軸方向の加速度の影響をさらに小さくするよ
うにした工夫もなされている。この工夫とは、検出電極
部５３−１〜５３−４の各検出電極ギャップｄsと検出
用梁３１ａ〜３１ｄの幅Ｗを一致させることであり、同
工夫も本実施形態の特徴の一つである。なお、検出電極
ギャップｄsとは、検出電極部５３−１〜５３−４の一
部を拡大して示す図５(Ａ)のように、各可動電極指５３
ａ１〜５３ａ４と各固定電極指５３ｂ１〜５３ｂ４との
距離の短い方のギャップである。また、検出用梁３１ａ
〜３１ｄの幅Ｗとは、振動子２０−１，２０−２のアー
ム部２１ａ〜２１ｄの一部を拡大して示す図５(Ｂ)のよ
うに、検出用梁３１ａ〜３１ｄのＹ軸方向の幅である。In the angular velocity detecting device according to the present embodiment, the influence of the acceleration in the Y-axis direction is reduced by making the vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 in the X-axis direction opposite to each other. As described above, the effect of the acceleration in the Y-axis direction has been devised so as to be further reduced. One of the ideas and is to match the width W of the detection beam 31a~31d the respective detection electrode gap d s of the detection electrode 53-1 to 53-4, the contrivance of the present embodiment, wherein It is. Note that the detection electrode gap d s is, as shown in FIG. 5A showing an enlarged part of the detection electrode portions 53-1 to 53-4, each movable electrode finger 53
The gap is the shorter of the distance between a1 to 53a4 and each of the fixed electrode fingers 53b1 to 53b4. Also, the detection beam 31a
The width W of the detection beams 31a to 31d is, as shown in FIG. 5B, an enlarged view of a part of the arm portions 21a to 21d of the transducers 20-1 and 20-2. Is the width of

【０１０６】この特徴について説明すると、本角速度検
出素子に作用するＹ軸方向の加速度がＧであったとする
と、一つの可動電極指５３ａ１〜５３ａ４と一つの固定
電極指５３ｂ１〜５３ｂ４とによって構成されるコンデ
ンサの容量変化Ｃg0は下記数１０で与えられる。ただ
し、εは各可動電極指５３ａ１〜５３ａ４と各固定電極
指５３ｂ１〜５３ｂ４との間の物質の誘電率である。Ｓ
sは各可動電極指５３ａ１〜５３ａ４と各固定電極指５
３ｂ１〜５３ｂ４との対向面積である。ｇは重力加速度
である。ωsは検出用共振角周波数（振動子２０−１、
２０−２のＹ軸方向の共振角周波数）である。To explain this feature, assuming that the acceleration in the Y-axis direction acting on the present angular velocity detecting element is G, it is constituted by one movable electrode finger 53a1 to 53a4 and one fixed electrode finger 53b1 to 53b4. The capacitance change C g0 of the capacitor is given by the following equation (10). Here, ε is the dielectric constant of the substance between each of the movable electrode fingers 53a1 to 53a4 and each of the fixed electrode fingers 53b1 to 53b4. S
s denotes each movable electrode finger 53a1 to 53a4 and each fixed electrode finger 5
3b1 to 53b4. g is the gravitational acceleration. ω s is the resonance angular frequency for detection (vibrator 20-1,
20-2) (resonance angular frequency in the Y-axis direction).

【０１０７】[0107]

【数１０】Ｃg0＝εＳsｇＧ／(ωs 2ｄs 2)## EQU10 ## C g0 = εS s gG / (ω s 2 d s 2 )

【０１０８】そして、製造上の寸法のばらつきΔＷによ
り、ｄsがｄs−ΔＷになり、かつＷがＷ＋ΔＷになった
とすると、本角速度検出素子に作用するＹ軸方向の加速
度Ｇに対して、一つの可動電極指５３ａ１〜５３ａ４と
一つの固定電極指５３ｂ１〜５３ｂ４とによって構成さ
れるコンデンサの容量変化の差ΔＣgは前記容量変化Ｃ
g0を用いた下記数１１で与えられる。Assuming that d s becomes d s −ΔW and W becomes W + ΔW due to the manufacturing dimensional variation ΔW, the acceleration G in the Y-axis direction acting on the present angular velocity detecting element becomes The difference ΔC g in the capacitance change of the capacitor constituted by one movable electrode finger 53a1 to 53a4 and one fixed electrode finger 53b1 to 53b4 is the capacitance change C.
It is given by the following equation 11 using g0 .

【０１０９】[0109]

【数１１】ΔＣg＝−２ΔＷ(１／Ｗ−１／ｄs)Ｃg0 ΔC g = −2ΔW (1 / W−1 / ds ) C g0

【０１１０】したがって、前述のように、検出電極部５
３−１〜５３−４の各検出電極ギャップｄsと検出用梁
３１ａ〜３１ｄの幅Ｗを一致させれば、寸法のばらつき
ΔＷが発生しても、前記容量変化の差ΔＣgは常に
「０」となる。したがって、このように各検出電極ギャ
ップｄsと幅Ｗとを一致させるように設計すれば、本角
速度検出素子に作用するＹ軸方向の加速度の影響を極め
て小さくできる。Therefore, as described above, the detection electrode unit 5
If ask each detection electrode gap d s of 3-1～53-4 match the width W of the detection beam 31 a to 31 d, even if the variation ΔW dimension occurs, the difference [Delta] C g of the capacitance change constantly " 0 ". Therefore, if the detection electrode gap ds and the width W are designed to coincide with each other, the influence of the acceleration in the Y-axis direction acting on the angular velocity detecting element can be extremely reduced.

【０１１１】次に、上記実施形態の変形例について説明
する。この変形例は、図６に示すように、メインフレー
ム３０−１〜３０−４と振動子２０−１，２０−２との
各間に、振動子２０−１，２０−２のＹ軸方向の振動検
出のための共振のＱ値を下げる機能を果たすダンピング
部２４−１〜２４−４をそれぞれ設けたものである。他
の部分に関しては、上記図１の実施形態と同じであり、
また図２の電気回路装置への接続方法も同じである。Next, a modification of the above embodiment will be described. In this modification, as shown in FIG. 6, the Y-axis direction of the vibrators 20-1 and 20-2 is provided between the main frames 30-1 to 30-4 and the vibrators 20-1 and 20-2. Are provided with damping units 24-1 to 24-4 each of which has a function of lowering the resonance Q value for detecting the vibration. Other parts are the same as the embodiment of FIG.
The connection method to the electric circuit device in FIG. 2 is the same.

【０１１２】ダンピング部２４−１，２４−２は、Ｘ軸
方向に基板１０から浮かせて延設され振動子２０−１と
一体的に変位する複数の櫛歯２４ａ１，２４ａ２と、Ｘ
軸方向に基板１０から浮かせて延設され前記櫛歯２４ａ
１，２４ａ２の各間のＹ軸方向中央位置に侵入して同櫛
歯２４ａ１，２４ａ２に対向するとともにメインフレー
ム３０−１，３０−２とそれぞれ一体的に変位する複数
の櫛歯２４ｂ１，２４ｂ２とを備えている。複数の櫛歯
２４ａ１，２４ａ２は、振動子２０−１のアーム部２１
ａ，２１ｂからそれぞれＹ軸方向外側に基板１０から浮
かせて延設した突出部に接続されている。複数の櫛歯２
４ｂ１，２４ｂ２は、メインフレーム３０−１，３０−
２からそれぞれＹ軸方向内側に一体的に基板１０から浮
かせて延設した突出部に接続されている。The damping portions 24-1 and 24-2 are provided with a plurality of comb teeth 24a1 and 24a2 which are extended from the substrate 10 in the X-axis direction and are displaced integrally with the vibrator 20-1.
The comb teeth 24a are extended from the substrate 10 in the axial direction.
A plurality of comb teeth 24b1 and 24b2 which intrude into the center position in the Y-axis direction between each of the first and second combs 24a1 and 24a2, face the same comb teeth 24a1 and 24a2, and are displaced integrally with the main frames 30-1 and 30-2, respectively. It has. The plurality of comb teeth 24a1 and 24a2 are connected to the arm 21 of the vibrator 20-1.
a and 21b are respectively connected to protruding portions extended from the substrate 10 to the outside in the Y-axis direction. Multiple comb teeth 2
4b1 and 24b2 are mainframes 30-1 and 30-
2 are connected to the protruding portions extending from the substrate 10 integrally inward in the Y-axis direction.

【０１１３】ダンピング部２４−３，２４−４は、Ｘ軸
方向に基板１０から浮かせて延設され振動子２０−２と
一体的に変位する複数の櫛歯２４ａ３，２４ａ４と、Ｘ
軸方向に基板１０から浮かせて延設され前記櫛歯２４ａ
３，２４ａ４の各間のＹ軸方向中央位置に侵入して同櫛
歯２４ａ３，２４ａ４に対向するとともにメインフレー
ム３０−３，３０−４とそれぞれ一体的に変位する複数
の櫛歯２４ｂ３，２４ｂ４とを備えている。複数の櫛歯
２４ａ３，２４ａ３は、振動子２０−２のアーム部２１
ｃ，２１ｄからそれぞれＹ軸方向外側に基板１０から浮
かせて延設した突出部に接続されている。複数の櫛歯２
４ｂ３，２４ｂ４は、メインフレーム３０−３，３０−
４からそれぞれＹ軸方向内側に一体的に基板１０から浮
かせて延設した突出部に接続されている。The damping portions 24-3 and 24-4 are provided with a plurality of comb teeth 24a3 and 24a4 which are extended from the substrate 10 in the X-axis direction and are displaced integrally with the vibrator 20-2.
The comb teeth 24a are extended from the substrate 10 in the axial direction.
And a plurality of comb teeth 24b3, 24b4 which intrude into the center position in the Y-axis direction between the respective comb teeth 24a3, 24a4, face the comb teeth 24a3, 24a4 and are displaced integrally with the main frames 30-3, 30-4, respectively. It has. The plurality of comb teeth 24a3 and 24a3 are connected to the arm 21 of the vibrator 20-2.
Each of them is connected to a protruding portion which is extended from the substrate 10 to the outside in the Y-axis direction from c and 21d. Multiple comb teeth 2
4b3 and 24b4 are main frames 30-3 and 30-
4 are connected to protruding portions extending from the substrate 10 integrally inward in the Y-axis direction.

【０１１４】このように構成した変形例においては、駆
動電極部５１−１〜５１−４への駆動電圧の付与によ
り、振動子２０−１，２０−２及びメインフレーム３０
−１〜３０−４がＸ軸方向に振動する際には、櫛歯２４
ａ１〜２４ａ４と櫛歯２４ｂ１〜２４ｂ４とは共にＸ軸
方向に一体的に変位する。したがって、ダンピング部２
４−１〜２４−４は、振動子２０−１，２０−２のＸ軸
方向の振動に対してはダンピング作用を発揮することな
く、同振動子２０−１，２０−２は上記実施形態の場合
と同様にＸ軸方向に振動する。In the modified example configured as described above, by applying a drive voltage to the drive electrode units 51-1 to 51-4, the vibrators 20-1 and 20-2 and the main frame 30 are provided.
When -1 to 30-4 vibrate in the X-axis direction, the comb teeth 24
a1 to 24a4 and the comb teeth 24b1 to 24b4 are displaced integrally in the X-axis direction. Therefore, the damping unit 2
4-1 to 24-4 do not exert a damping action on the vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 in the X-axis direction. Vibrates in the X-axis direction as in the case of.

【０１１５】一方、振動子２０−１，２０−２がコリオ
リ力及びＹ軸方向の加速度に関係した慣性力によってＹ
軸方向に振動する際には、同振動子２０−１，２０−２
は検出用梁３１ａ〜３１ｄの作用によりメインフレーム
３０−１〜３０−２に対してＹ軸方向に振動する。した
がって、この場合には、櫛歯２４ａ１〜２４ａ４が櫛歯
２４ｂ１〜２４ｂ４に対してＹ軸方向に振動することに
なり、同振動時には、櫛歯２４ａ１〜２４ａ４と櫛歯２
４ｂ１〜２４ｂ４と間の気体が移動することになる。こ
れにより、ダンピング部２４−１〜２４−４は、振動子
２０−１，２０−２のＹ軸方向の振動に対してダンピン
グ作用を発揮し、同振動子２０−１，２０−２のＹ軸方
向の振動を抑制する。すなわち、ダンピング部２４−１
〜２４−４を振動子２０−１，２０−２のＹ軸方向の振
動検出のための共振のＱ値を下げる機能を果たすように
構成できる。On the other hand, the vibrators 20-1 and 20-2 are driven by the Coriolis force and the inertial force related to the acceleration in the Y-axis direction so that
When vibrating in the axial direction, the vibrators 20-1 and 20-2
Vibrates in the Y-axis direction with respect to the main frames 30-1 to 30-2 by the action of the detection beams 31a to 31d. Therefore, in this case, the comb teeth 24a1 to 24a4 vibrate in the Y-axis direction with respect to the comb teeth 24b1 to 24b4, and at the same time, the comb teeth 24a1 to 24a4 and the comb tooth 2
The gas between 4b1 to 24b4 moves. As a result, the damping units 24-1 to 24-4 exert a damping action on the vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction, and the Y-vibration of the vibrators 20-1 and 20-2. Suppresses axial vibration. That is, the damping unit 24-1
24-4 can be configured to fulfill the function of lowering the Q value of resonance for detecting vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction.

【０１１６】その結果、この変形例に係る角速度検出素
子に関しては、振動子２０−１，２０−２のＹ軸方向の
振動検出のための共振周波数の近傍の周波数成分を有す
るＹ軸方向の加速度（詳しくは、加速度による慣性力）
が作用しても、同振動子２０−１，２０−２のＹ軸方向
の振動が抑制され、同加速度のために角速度の検出が不
能になることはない。As a result, with respect to the angular velocity detecting element according to this modification, the acceleration in the Y-axis direction having a frequency component near the resonance frequency for detecting the vibration of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction is obtained. (Specifically, inertial force due to acceleration)
, The vibrations of the vibrators 20-1 and 20-2 in the Y-axis direction are suppressed, and the acceleration does not make it impossible to detect the angular velocity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明の一実施形態に係る角速度検出素子の
概略平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of an angular velocity detecting element according to an embodiment of the present invention.

【図２】 前記角速度検出素子を用いて角速度を検出す
るための電気回路装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an electric circuit device for detecting an angular velocity using the angular velocity detecting element.

【図３】 前記角速度検出素子の各種共振モード（共振
周波数）の周波数軸上の位置を説明するための図であ
る。FIG. 3 is a diagram for explaining positions on the frequency axis of various resonance modes (resonance frequencies) of the angular velocity detecting element.

【図４】 (Ａ)は図２の駆動電極部、チャージアンプ及
びコンデンサの機能を表す模式図であり、(Ｂ)は前記
(Ａ)の駆動電極部をＸ軸方向に対称配置した場合の模式
図である。FIG. 4A is a schematic diagram illustrating functions of a drive electrode unit, a charge amplifier, and a capacitor of FIG. 2;
FIG. 4A is a schematic diagram in a case where the drive electrode units in FIG.

【図５】 (Ａ)は図1における検出電極部の一部を拡大
して示す平面図であり、(Ｂ)は図1における振動子のア
ーム部の一部を拡大して示す平面図である。5A is an enlarged plan view showing a part of a detection electrode unit in FIG. 1, and FIG. 5B is an enlarged plan view showing a part of an arm unit of a vibrator in FIG. is there.

【図６】 前記実施形態の変形例に係りＹ軸方向中央部
を省略して示す角速度検出素子の概略平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view of an angular velocity detecting element according to a modification of the embodiment, omitting a central portion in the Y-axis direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…基板、２０−１，２０−２…振動子、２４−１〜
２４−４…ダンピング部、３０−１〜３０−４…メイン
フレーム、３３ａ〜３３ｄ，３４ａ〜３４ｄ…駆動用
梁、３１ａ〜３１ｄ…検出用梁、４１ａ〜４１ｄ…リン
ク梁、４２ａ，４２ｂ…リンク、４３ａ〜４３ｄ…サブ
リンク梁、４４ａ，４４ｂ…サブリンク、５１−１〜５
１−４…駆動電極部、５２−１〜５２−４…駆動モニタ
電極部、５３−１〜５３−４…検出電極部、５４−１〜
５４−４…調整電極部、５５−１〜５５−４…サーボ電
極部、６３…チャージアンプ、７０…駆動回路、８０…
サーボ制御回路、９０…出力回路。10: substrate, 20-1, 20-2 ... vibrator, 24-1 to
24-4: Damping part, 30-1 to 30-4: Main frame, 33a to 33d, 34a to 34d: Drive beam, 31a to 31d: Detection beam, 41a to 41d: Link beam, 42a, 42b: Link , 43a-43d ... sub-link beams, 44a, 44b ... sub-links, 51-1-5
1-4: drive electrode section, 52-1 to 52-4: drive monitor electrode section, 53-1 to 53-4: detection electrode section, 54-1 to 5-4
54-4 ... adjustment electrode section, 55-1 to 55-4 ... servo electrode section, 63 ... charge amplifier, 70 ... drive circuit, 80 ...
Servo control circuit, 90 ... output circuit.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】基板上にて互いに対向して配置されるとと
もに前記基板に対して前記基板表面と平行な第１方向に
変位可能に支持された第１及び第２フレームと、 前記基板上にて前記第１及び第２フレームの間に配置さ
れて前記第１及び第２フレームに対して前記基板表面と
平行かつ前記第１方向に直角な第２方向に変位可能に支
持された第１振動子と、 前記基板上にて前記第１方向における前記第１及び第２
フレームの側方位置に互いに対向して配置されるととも
に前記基板に対して前記第１方向に変位可能に支持され
た第３及び第４フレームと、 前記基板上にて前記第３及び第４フレームの間に配置さ
れて前記第３及び第４フレームに対して前記第２方向に
変位可能に支持された第２振動子と、 前記第１フレームと前記第３フレームとを前記第１方向
に変位し易くかつ前記第２方向に変位し難く連結する第
１連結手段と、 前記第２フレームと前記第４フレームとを前記第１方向
に変位し易くかつ前記第２方向に変位し難く連結する第
２連結手段とを備え、 第１乃至第４フレームを前記第１方向に振動させるとと
もに、前記第１及び第２振動子の前記第２方向の振動を
検出するようにしたことを特徴とする力学量検出装置。A first frame and a second frame which are disposed on the substrate so as to face each other and are displaceably supported with respect to the substrate in a first direction parallel to the surface of the substrate; A first vibration disposed between the first and second frames and supported so as to be displaceable in a second direction parallel to the substrate surface and perpendicular to the first direction with respect to the first and second frames; And the first and second elements in the first direction on the substrate.
A third frame and a fourth frame that are arranged at side positions of the frame so as to face each other and are supported to be displaceable in the first direction with respect to the substrate; and the third and fourth frames on the substrate. A second vibrator disposed between the third and fourth frames and supported so as to be displaceable in the second direction with respect to the third and fourth frames; and displacing the first frame and the third frame in the first direction. First connecting means for connecting the second frame and the fourth frame so as to be easily displaced in the first direction and hard to be displaced in the second direction. Dynamics characterized by comprising two connecting means, and vibrating the first to fourth frames in the first direction and detecting the vibrations of the first and second vibrators in the second direction. Quantity detection device. 【請求項２】前記請求項１に記載した力学量検出装置に
おいて、 前記第１連結手段を、 各一端にて前記第１及び第３フレームに接続され前記基
板から浮かせて前記第２方向に互いに平行に延設された
第１及び第３リンク梁と、 前記第１及び第３リンク梁の各他端を連結するとともに
前記基板から浮かせて設けた第１リンクとで構成し、 前記第２連結手段を、 各一端にて前記第２及び第４フレームに接続され前記基
板から浮かせて前記第２方向に互いに平行に延設された
第２及び第４リンク梁と、 前記第２及び第４リンク梁の各他端を連結するとともに
前記基板から浮かせて設けた第２リンクとで構成した力
学量検出装置。2. The physical quantity detection device according to claim 1, wherein the first connecting means is connected to the first and third frames at one ends thereof, and is floated from the substrate and mutually connected in the second direction. First and third link beams extending in parallel with each other, and a first link connecting the other ends of the first and third link beams and floating from the substrate, the second connection A second and fourth link beam connected to the second and fourth frames at one end thereof and extending parallel to each other in the second direction by floating from the substrate; and the second and fourth links. A mechanical quantity detecting device comprising: a second link connected to each other end of the beam and floated from the substrate. 【請求項３】前記請求項２に記載した力学量検出装置に
おいて、 前記第１乃至第４リンク梁を、それぞれ複数本の長尺状
の梁で構成したことを特徴とする力学量検出装置。3. The physical quantity detection device according to claim 2, wherein each of the first to fourth link beams is constituted by a plurality of long beams. 【請求項４】前記請求項２又は請求項３に記載した力学
量検出装置において、さらに、 前記基板から浮かせて設けられ前記第１及び第２リンク
の各一端を連結する第３連結手段と、 前記基板から浮かせて設けられ前記第１及び第２リンク
の各他端を連結する第４連結手段とを設けたことを特徴
とする力学量検出装置。4. The physical quantity detection device according to claim 2 or 3, further comprising: third connection means provided to float from the substrate and connecting one ends of the first and second links; 4. A physical quantity detecting device, further comprising: fourth connecting means provided to be floated from the substrate and connecting the other ends of the first and second links. 【請求項５】前記請求項４に記載した力学量検出装置に
おいて、 前記第３連結手段を、 各一端にて前記第１及び第２リンクの各一端に接続され
前記基板から浮かせて前記第１方向に互いに平行に延設
された第１及び第２サブリンク梁と、 前記第１及び第２サブリンク梁の各他端を連結するとと
もに前記基板から浮かせて設けた第１サブリンクとで構
成し、 前記第４連結手段を、 各一端にて前記第１及び第２リンクの各他端に接続され
前記基板から浮かせて前記第１方向に互いに平行に延設
された第３及び第４サブリンク梁と、 前記第３及び第４サブリンク梁の各他端を連結するとと
もに前記基板から浮かせて設けた第２サブリンクとで構
成した力学量検出装置。5. The physical quantity detection device according to claim 4, wherein the third connection means is connected to each end of the first and second links at one end thereof, and floats from the substrate. A first and a second sub-link beam extending parallel to each other in a direction, and a first sub-link connecting the other ends of the first and the second sub-link beams and floating from the substrate. And a third and fourth sub-connector connected at one end to the other ends of the first and second links, respectively, and floated from the substrate to extend in parallel with each other in the first direction. A physical quantity detection device comprising: a link beam; and a second sub-link provided by connecting the other ends of the third and fourth sub-link beams and floating from the substrate. 【請求項６】前記請求項１乃至請求項５のうちのいずれ
か一つに記載した力学量検出装置において、さらに、 前記基板上に設けられ前記第１乃至第４フレームを前記
第１方向に駆動するための第１乃至第４駆動電極部と、 前記基板上に設けられ前記第１及び第２振動子の前記第
２方向の振動を検出するための第１乃至第４検出電極部
とを設けた力学量検出装置。6. The physical quantity detection device according to any one of claims 1 to 5, further comprising: moving the first to fourth frames provided on the substrate in the first direction. First to fourth drive electrode units for driving; and first to fourth detection electrode units provided on the substrate for detecting vibrations of the first and second vibrators in the second direction. Physical quantity detection device provided. 【請求項７】基板上にて前記基板表面と平行な第１方向
に並べて配置され前記基板に対して前記第１方向及び前
記第１方向と直角な第２方向に変位可能に支持された第
１及び第２振動子と、 前記基板上に前記第１方向に対して非対称に配置され正
負異なる電圧の付与によって前記第１及び第２振動子を
前記第１方向であって互いに反対方向に振動させる第１
及び第２駆動電極部と、 前記基板上に設けられ前記第１及び第２振動子の前記第
２方向の振動を検出するための検出用信号を前記第１及
び第２振動子に付与する第１及び第２検出電極部と、 前記第１及び第２振動子を互いに独立して変位可能に連
結する連結手段と、 前記連結手段に接続されて前記第１及び第２振動子の前
記第２方向の振動を表す信号を取り出すための出力端子
とを備えたことを特徴とする力学量検出装置。7. A substrate arranged on a substrate in a first direction parallel to the surface of the substrate and supported so as to be displaceable in the first direction and a second direction perpendicular to the first direction with respect to the substrate. A first and a second vibrator, which are arranged asymmetrically with respect to the first direction on the substrate and vibrate the first and the second vibrators in the first direction and opposite directions by applying voltages different in positive and negative directions; First
And a second drive electrode unit, provided on the substrate and providing a detection signal for detecting the vibration of the first and second vibrators in the second direction to the first and second vibrators. First and second detection electrode portions; connecting means for connecting the first and second vibrators independently and displaceably; and the second of the first and second vibrators connected to the connecting means. An output terminal for extracting a signal representing a vibration in the direction. 【請求項８】前記請求項７に記載した力学量検出装置に
おいて、 前記第１及び第２駆動電極部をそれぞれ一対の櫛歯状電
極指で構成するとともに、前記第１及び第２検出電極部
をそれぞれ一対の櫛歯状電極指で構成し、前記第１及び
第２振動子の前記第２方向の振動に伴う前記第１及び第
２検出電極部の静電容量の変化を表す信号を、前記第１
及び第２振動子の前記第２方向の振動を表す信号として
前記出力端子から取り出すようにしたことを特徴とする
力学量検出装置。8. The physical quantity detecting device according to claim 7, wherein each of the first and second drive electrode portions is constituted by a pair of comb-shaped electrode fingers, and the first and second detection electrode portions are provided. Are respectively composed of a pair of comb-teeth-shaped electrode fingers, and a signal representing a change in the capacitance of the first and second detection electrode portions accompanying the vibration of the first and second vibrators in the second direction is The first
And a physical quantity detection device, wherein the signal is output from the output terminal as a signal representing the vibration of the second vibrator in the second direction. 【請求項９】前記請求項７又は請求項８に記載した力学
量検出装置において、 前記第１及び第２駆動電極部に、前記第１及び第２振動
子の前記第１方向の共振周波数にほぼ等しくかつ互いに
逆相の交流成分を含む駆動電圧信号を付与するととも
に、 前記第１及び第２検出電極部に、前記第１及び第２振動
子の前記第２方向の共振周波数から離れた周波数領域の
高周波信号を付与し、 前記出力端子に増幅器を接続して、前記出力端子から前
記第１及び第２振動子の前記第２方向の振動を表す信号
を取り出すようにしたことを特徴とする力学量検出装
置。9. The physical quantity detection device according to claim 7, wherein the first and second drive electrode portions are provided with a resonance frequency of the first and second vibrators in the first direction. A drive voltage signal including substantially equal and mutually opposite phases of alternating current components is applied, and the first and second detection electrode portions are separated from a resonance frequency of the first and second vibrators in the second direction. Applying a high frequency signal in a region, connecting an amplifier to the output terminal, and extracting a signal representing the vibration of the first and second vibrators in the second direction from the output terminal. Physical quantity detection device. 【請求項１０】基板上にて互いに対向して配置されると
ともに前記基板に対して前記基板表面と平行な第１方向
に変位可能に支持された第１及び第２フレームと、 前記基板上にて前記第１及び第２フレームの間に配置さ
れた第１振動子と、 各一端にて前記第１及び第２フレームにそれぞれ接続さ
れて前記第１方向に延設され、各他端にて前記第１振動
子にそれぞれ接続されて前記第１振動子を前記第１及び
第２フレームに対して前記基板表面と平行かつ前記第１
方向に直角な第２方向に変位可能に支持する第１及び第
２検出用梁と、 前記基板上に設けられ前記第１振動子の前記第２方向へ
の振動を検出するための第１検出電極部と、 前記基板上にて前記第１方向における前記第１及び第２
フレームの側方位置に互いに対向して配置されるととも
に前記基板に対して前記第１方向に変位可能に支持され
た第３及び第４フレームと、 前記基板上にて前記第３及び第４フレームの間に配置さ
れた第２振動子と、 各一端にて前記第３及び第４フレームにそれぞれ接続さ
れて前記第１方向に延設され、各他端にて前記第２振動
子にそれぞれ接続されて前記第２振動子を前記第３及び
第４フレームに対して前記第２方向に変位可能に支持す
る第３及び第４検出用梁と、 前記基板上に設けられ前記第２振動子の前記第２方向へ
の振動を検出するための第２検出電極部とを備え、 前記第１及び第２検出電極部を、 前記基板にそれぞれ固定されるとともに前記第１方向に
延設された櫛歯状の固定電極指と、 前記第１及び第２振動子にそれぞれ接続されるとともに
前記第１方向に延設されて前記固定電極指間に進入させ
た櫛歯状の可動電極指とでそれぞれ構成し、 前記第１及び第２検出電極部の各固定電極指と各可動電
極指との前記第２方向の各ギャップの幅と、前記第１乃
至第４検出用梁の前記第２方向の幅とを等しく設定した
ことを特徴とする力学量検出装置。10. A first frame and a second frame which are arranged on a substrate so as to face each other and are displaceable with respect to the substrate in a first direction parallel to the surface of the substrate. A first vibrator disposed between the first and second frames; and a first vibrator connected to the first and second frames at one end thereof and extending in the first direction. The first vibrator is connected to the first vibrator and the first vibrator is parallel to the substrate surface with respect to the first and second frames and the first vibrator.
First and second detection beams supported so as to be displaceable in a second direction perpendicular to the first direction, and first detection for detecting vibration in the second direction of the first vibrator provided on the substrate. An electrode portion; and the first and second portions in the first direction on the substrate.
A third frame and a fourth frame that are arranged at side positions of the frame so as to face each other and are supported to be displaceable in the first direction with respect to the substrate; and the third and fourth frames on the substrate. A second vibrator disposed between the second vibrator and the second vibrator connected to the third and fourth frames at one end and extending in the first direction, and connected to the second vibrator at the other end. And third and fourth detection beams for supporting the second vibrator movably in the second direction with respect to the third and fourth frames; and A second detection electrode unit for detecting vibration in the second direction, wherein the first and second detection electrode units are fixed to the substrate, respectively, and are combs extending in the first direction. A toothed fixed electrode finger; And a comb-shaped movable electrode finger extending in the first direction and entering between the fixed electrode fingers, and each of the fixed electrode fingers of the first and second detection electrode portions and A dynamic quantity detection device, wherein the width of each gap in the second direction with the movable electrode finger is set equal to the width of the first to fourth detection beams in the second direction. 【請求項１１】基板上にて互いに対向して配置されると
ともに前記基板に対して前記基板表面と平行な第１方向
に変位可能に支持された第１及び第２フレームと、 前記基板上にて前記第１及び第２フレームの間に配置さ
れて前記第１及び第２フレームに対して前記基板表面と
平行かつ前記第１方向に直角な第２方向に変位可能に支
持された振動子とを備え、 前記第１及び第２フレームを前記第１方向に振動させる
とともに、前記振動子の前記第２方向の振動を検出する
力学量検出装置において、 前記第１及び第２フレームと前記振動子との各間の少な
くとも一方の間に、前記振動子の前記第1又は第２フレ
ームに対する前記第２方向への振動に対してダンピング
機能を果たすダンピング部を設けたことを特徴とする力
学量検出装置。11. A first and second frame which are disposed on a substrate so as to face each other and are displaceably supported with respect to the substrate in a first direction parallel to the surface of the substrate. A vibrator disposed between the first and second frames and supported so as to be displaceable in a second direction perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface with respect to the first and second frames; A mechanical quantity detecting device that vibrates the first and second frames in the first direction and detects vibration of the vibrator in the second direction, wherein the first and second frames and the vibrator Characterized in that a damping portion that performs a damping function for a vibration of the vibrator in the second direction with respect to the first or second frame is provided between at least one of the first and second frames. apparatus. 【請求項１２】前記請求項１１に記載した力学量検出装
置において、 前記ダンピング部を、 前記第１又は第２フレーム側に接続されるとともに前記
第１方向に延設された櫛歯状のフレーム側櫛歯部材と、 前記振動子側に接続されるとともに前記第１方向に延設
されて前記フレーム側櫛歯部材間に進入させた櫛歯状の
振動子側櫛歯部材とでそれぞれ構成し、 前記振動子の前記第１又は第２フレームに対する前記第
２方向への振動を減衰させるようにしたことを特徴とす
る力学量検出装置。12. The physical quantity detecting device according to claim 11, wherein the damping portion is connected to the first or second frame side and has a comb-like frame extending in the first direction. And a comb-shaped vibrator-side comb tooth member connected to the vibrator side and extending in the first direction and entering between the frame-side comb tooth members. A physical quantity detection device, wherein vibration of the vibrator with respect to the first or second frame in the second direction is attenuated.
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