角速度传感器
阅读：1005发布：2020-05-11
专利汇可以提供角速度传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 角 速度 传感器 ，具有：具有第1面(20a)以及与第1面相反侧的第2面(20b)的第1衬底(20)、形成于第1衬底且具有在第1衬底的平面方向上振动的驱动片(24、25、114)的振动体(22)、配置于第1衬底的第1面侧的第2衬底(50)、形成于第2衬底侧的部分的第1驱动片控制 电极 (34a、35a)、形成于第2衬底中的与驱动片的可变位区域相对置的部分且在与第1驱动片控制电极之间构成电容(CV1、CV2)的第1驱动片辅助电极(52、53)、以及对第1驱动片辅助电极施加 电压 的第1驱动片控制 电路 (100a、100b)，第1驱动片控制电路基于在第1驱动片控制电极与第1驱动片辅助电极之间构成的电容，调整对第1驱动片辅助电极施加的电压，以使第1驱动片控制电极与第1驱动片辅助电极之间的距离固定。，下面是角速度传感器专利的具体信息内容。
1.一种角速度传感器，具有：
第1衬底(20)，具有第1面(20a)以及与所述第1面相反侧的第2面(20b)；
振动体(22)，形成于所述第1衬底，且具有在所述第1衬底的平面方向上振动的驱动片(24、25、114)，所述振动体检测在所述驱动片振动的状态下对所述第1衬底的平面内施加的角速度；
第2衬底(50)，配置于所述第1衬底的第1面侧；
第1驱动片控制电极(34a、35a)，形成于所述驱动片中的所述第2衬底侧的部分；
第1驱动片辅助电极(52、53)，形成于所述第2衬底中的即使所述驱动片在所述第1衬底的所述平面方向上振动时也与所述第1驱动片控制电极相对置的部分，且在与所述第1驱动片控制电极之间构成电容(CV1、CV2)；以及
第1驱动片控制电路(100a、100b)，对所述第1驱动片辅助电极施加电压，所述第1驱动片控制电路基于在所述第1驱动片控制电极与所述第1驱动片辅助电极之间构成的所述电容，调整对所述第1驱动片辅助电极施加的电压，以使即使所述驱动片在所述第1衬底的所述平面方向上振动时所述第1驱动片控制电极与所述第1驱动片辅助电极之间的距离也固定。
2.如权利要求1所述的角速度传感器，还具有：
第3衬底(70)，配置于所述第1衬底的第2面侧；
第2驱动片控制电极(34b、35b)，配置于所述驱动片中的所述第3衬底侧的部分；
第2驱动片辅助电极(72、73)，形成于所述第3衬底中的即使所述驱动片在所述第1衬底的所述平面方向上振动时也与所述第2驱动片控制电极相对置的部分，且在与所述第2驱动片控制电极之间构成电容(CV4、CV5)；以及
第2驱动片控制电路(101a、101b)，对所述第2驱动片辅助电极施加电压，所述第2驱动片控制电路基于在所述第2驱动片控制电极与所述第2驱动片辅助电极之间构成的所述电容，调整对所述第2驱动片辅助电极施加的电压，以使即使所述驱动片在所述第1衬底的所述平面方向上振动时所述第2驱动片控制电极与所述第2驱动片辅助电极之间的距离也固定。
3.如权利要求1所述的角速度传感器，
将所述驱动片(24)作为第1驱动片，
所述振动体还具备：第2驱动片(25)、配置于所述第1驱动片与所述第2驱动片之间的检测片(26)、以及保持所述第1驱动片、所述第2驱动片以及所述检测片的基部(27)，所述角速度传感器还具有：
第1检测片控制电极(36a)，形成于所述检测片中的所述第2衬底侧的部分；
第1检测片辅助电极(54)，形成于所述第2衬底中的即使所述检测片在所述第1衬底的所述平面方向上振动时也与所述第1检测片控制电极相对置的部分，且在与所述第1检测片控制电极之间构成电容(CV3)；以及
第1检测片控制电路(100c)，对所述第1检测片辅助电极施加电压，
所述第1检测片控制电路基于在所述第1检测片控制电极与所述第1检测片辅助电极之间构成的所述电容，调整对所述第1检测片辅助电极施加的电压，以使即使所述检测片在所述第1衬底的所述平面方向上振动时所述第1检测片控制电极与所述第1检测片辅助电极的距离也固定。
4.如权利要求2所述的角速度传感器，
将所述驱动片(24)作为第1驱动片，
所述振动体还具备：第2驱动片(25)、配置于所述第1驱动片与所述第2驱动片之间的检测片(26)、以及保持所述第1驱动片、所述第2驱动片以及所述检测片的基部(27)，所述角速度传感器还具有：
第1检测片控制电极(36a)，形成于所述检测片中的所述第2衬底侧的部分；
第2检测片控制电极(36b)，形成于所述检测片中的所述第3衬底侧的部分；
第1检测片辅助电极(54)，形成于所述第2衬底中的即使所述检测片在所述第1衬底的所述平面方向上振动时也与所述第1检测片控制电极相对置的部分，且在与所述第1检测片控制电极之间构成电容(CV3)；
第2检测片辅助电极(74)，形成于所述第3衬底中的即使所述检测片在所述第1衬底的所述平面方向上振动时也与所述第2检测片控制电极相对置的部分，且在与所述第2检测片控制电极之间构成电容(CV6)；
第1检测片控制电路(100c)，对所述第1检测片辅助电极施加电压，以及
第2检测片控制电路(101c)，对所述第2检测片辅助电极施加电压，
所述第1检测片控制电路基于在所述第1检测片控制电极与所述第1检测片辅助电极之间构成的所述电容，调整对所述第1检测片辅助电极施加的电压，以使即使所述检测片在所述第1衬底的所述平面方向上振动时所述第1检测片控制电极与所述第1检测片辅助电极之间的距离也固定，
所述第2检测片控制电路基于在所述第2检测片控制电极与所述第2检测片辅助电极之间构成的所述电容，调整对所述第2检测片辅助电极施加的电压，以使即使所述检测片在所述第1衬底的所述平面方向上振动时所述第2检测片控制电极与所述第2检测片辅助电极之间的距离也固定。
5.如权利要求1所述的角速度传感器，
所述振动体具有作为所述驱动片(114)的驱动用可动电极、以及检测用可动电极(115)，
在所述第1衬底形成有：与所述驱动用可动电极相对置且在与所述驱动用可动电极之间产生静电力来使所述振动体振动的驱动用固定电极(116)、以及与所述检测用可动电极相对置的检测用固定电极(117)。
角速度传感器
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请基于2014年4月23日提交的日本申请号2014-089319号，在此引用其记载内容。
技术领域
[0003] 本申请涉及具有振动体的角速度传感器。
背景技术
[0005] 具体而言，该角速度传感器的振动体通过对由压电材料构成的衬底进行蚀刻等来形成，且设为第1、第2驱动片以及检测片从基部向相同方向突出的所谓三腿音叉型。
[0006] 另外，检测片被配置于第1、第2驱动片之间。此外，第1、第2驱动片以及检测片形成为截面矩形状，该截面矩形状具有与该第1、第2驱动片以及检测片的排列方向正交的侧面、与该侧面正交的(与衬底的平面方向平行的)正面以及背面。
[0007] 在这样的角速度传感器中，对第1、第2驱动片施加相位相差180°的脉冲状的驱动信号时，第1、第2驱动片在第1、第2驱动片以及检测片的排列方向上振动，检测片处于几乎静止的状态。并且，在该状态下施加角速度的话，则在第1、第2驱动片产生沿突出方向且朝向相反的一对科氏力(科里奥利力)，由该科氏力产生的力矩经由基部被传递到检测片。由此，检测片根据角速度而振动(弯曲)，因此基于在检测片产生的电荷来检测角速度。
[0008] 然而，在上述角速度传感器中，虽然第1、第2驱动片形成为截面矩形状，但难以使侧面与正面以及背面的连结部分完全地垂直，该连结部分稍含有圆角(形成为锥状)。因此，使第1、第2驱动片振动的情况下，有时第1、第2驱动片向相对于衬底的平面方向的法线方向(与振动方向正交的方向)变位(无用振动)。并且，若第1、第2驱动片向该法线方向变位，则该变位所致的力矩被传递至检测片从而造成检测精度下降。
[0009] 在先技术文献
[0010] 专利文献
[0012] 本申请鉴于上述方面，目的在于提供能够抑制检测精度降低的角速度传感器。
[0013] 根据本申请的一方式的角速度传感器具备：具有第1面以及与第1面相反侧的第2面的第1衬底、以及形成于第1衬底且具有在第1衬底的平面方向上振动的驱动片的振动体，检测在使驱动片振动的状态下对第1衬底的平面内施加的角速度。角速度传感器还具有配置于第1衬底的第1面侧的第2衬底、形成于驱动片中的第2衬底侧的部分的第1驱动片控制电极、形成于第2衬底中的与驱动片的可变位区域相对置的部分且在与第1驱动片控制电极之间构成电容的第1驱动片辅助电极、以及对第1驱动片辅助电极施加电压的第1驱动片控制电路。第1驱动片控制电路基于在第1驱动片控制电极与第1驱动片辅助电极之间构成的电容，调整对第1驱动片辅助电极施加的电压，以使第1驱动片控制电极与第1驱动片辅助电极之间的距离固定。
[0014] 根据上述角速度传感器，调整对第1驱动片辅助电极施加的电压以使第1驱动片控制电极与第1驱动片辅助电极之间的距离固定。即，调整第1驱动片控制电极与第1驱动片辅助电极之间的静电力，以使第1驱动片控制电极与第1驱动片辅助电极之间的距离固定。因此，能够抑制驱动片向相对于第1衬底的平面方向的法线方向变位，能够抑制检测精度降低。附图说明
[0015] 本申请相关的上述目的以及其他的目的、特征及优点通过参照附图以及下述的详细记载而更加明确。所述附图为：
[0016] 图1为传感器部的第1衬底的平面图，
[0017] 图2为沿图1中的II-II线的传感器部的截面图，
[0018] 图3为沿图1中的III-III线的传感器部的截面图，
[0019] 图4为表示本申请的第1实施方式的角速度传感器的电路结构的图，[0020] 图5为表示与图4不同的部分的电路结构的图，
[0021] 图6A为表示未施加角速度时的第1、第2驱动片以及检测片的状态的示意图，[0022] 图6B为表示施加角速度ωz时的第1、第2驱动片以及检测片的状态的示意图，[0023] 图7A为表示第1驱动片未在z方向上变位时对控制电极、上部电极、下部电极施加的电压的示意图，
[0024] 图7B为表示第1驱动片向+z方向变位时对控制电极、上部电极、下部电极施加的电压的示意图，
[0025] 图7C为表示第1驱动片向-z方向变位时对控制电极、上部电极、下部电极施加的电压的示意图，
[0026] 图8为本申请的第2实施方式的传感器部的截面图，
[0027] 图9为表示本申请的第2实施方式的角速度传感器的电路结构的图，[0028] 图10A为表示第1驱动片未在z方向上变位时对控制电极以及上部电极施加的电压的示意图，
[0029] 图10B为表示第1驱动片向+z方向变位时对控制电极以及上部电极施加的电压的示意图，
[0030] 图10C为表示第1驱动片向-z方向变位时对控制电极以及上部电极施加的电压的示意图，
[0031] 图11为本申请的其他实施方式的第1衬底的平面图。
具体实施方式
[0032] 以下，基于附图对本申请的实施方式进行说明。另外，在以下的各实施方式相互中，对于互为相同或等同的部分赋予相同标记来进行说明。
[0033] (第1实施方式)
[0034] 参照附图对本申请的第1实施方式进行说明。本实施方式的角速度传感器具有传感器部与电路部，首先说明传感器部的构成。
[0035] 如图1～图3所示那样，传感器部10具备第1衬底20，该第1衬底20具有一面20a以及与该一面20a相反侧的另一面20b。一面20a也称作第1面，另一面20b也称作第2面。该第1衬底20由作为压电材料的水晶、PZT(锆钛酸铅)等构成。并且，在第1衬底20实施公知的微细加工从而形成沟槽部21，并通过沟槽部21将振动体22以及外周部23区分形成。
[0036] 振动体22构成为：第1、第2驱动片24、25以及检测片26被保持于基部27，且该基部27经由梁部28固定于外周部23。详细地说明，振动体22形成为以第1、第2驱动片24、25以及检测片26从基部27向相同方向突出的方式配置的所谓的三腿音叉型，检测片26被配置于第
1、第2驱动片24、25之间。并且，第1、第2驱动片24、25以及检测片26形成为截面矩形状的棒状，各个棒状具有与一面20a平行的正面24a、25a、26a，与另一面20b平行的背面24b、25b、
26b，以及将这些正面24a、25a、26a以及背面24b、25b、26b连接的侧面24c、24d、25c、25d、
26c、26d。
1、第2驱动片24、25之间。并且，第1、第2驱动片24、25以及检测片26形成为截面矩形状的棒状，各个棒状具有与一面20a平行的正面24a、25a、26a，与另一面20b平行的背面24b、25b、
26b，以及将这些正面24a、25a、26a以及背面24b、25b、26b连接的侧面24c、24d、25c、25d、
26c、26d。
[0037] 另外，梁部28缓和在外周部23产生的应力从而抑制该应力被传递至振动体22，但也可以不具备该梁部28。也就是说，基部27可以直接与外周部23连结。此外，第1、第2驱动片24、25以及检测片26形成为截面矩形状，但严格来讲，正面24a、25a、26a以及背面24b、25b、
26b与侧面24c、24d、25c、25d、26c、26d的连结部分略呈圆角(形成为锥状)。
26b与侧面24c、24d、25c、25d、26c、26d的连结部分略呈圆角(形成为锥状)。
[0038] 在这里，对图1～图3中的x轴方向、y轴方向、z轴方向的各方向进行说明。在图1～图3中，x轴方向是沿着第1、第2驱动片24、25以及检测片26的排列方向的方向(图1中的纸面左右方向)。y轴方向是在第1衬底20的平面内与x轴正交的方向(图1中纸面上下方向)。z轴方向是相对于第1衬底20的平面方向的法线方向(图1中纸面进深方向)。此外，后述的+z方向是指从第1衬底20朝向第2衬底50的方向，-z方向是指从第1衬底20朝向第3衬底70的方向。第1衬底20的平面方向是沿着第1衬底20的平面的方向。
[0039] 并且，如图1以及图2所示那样，在第1驱动片24中的基部27侧的部分，在正面24a形成驱动电极31a且在背面24b形成驱动电极31b，在侧面24c、24d形成共通电极31c、31d。同样地，如图1所示那样，在第2驱动片25中的基部27侧的部分，在正面25a形成驱动电极32a，在侧面25c、25d形成共通电极32c、32d。并且，在背面25b形成驱动电极32b(参照图4)。此外，在检测片26中的基部27侧的部分，在正面26a形成检测电极33a，在侧面26c、26d形成共通电极33c、33d。并且，在背面26b形成检测电极33b(参照图4)。
[0040] 此外，如图1以及图3所示那样，在第1驱动片24中的与基部27侧相反侧的部分(突出方向前端侧的部分)，在正面24a形成控制电极34a，且在背面24b形成控制电极34b。同样地，在第2驱动片25中的与基部27侧相反侧的部分(突出方向前端侧的部分)，在正面25a形成控制电极35a，且在背面25b形成控制电极35b。此外，在检测片26中的与基部27侧相反侧的部分(突出方向前端侧的部分)，在正面26a形成控制电极36a且在背面26b形成控制电极36b。
[0041] 并且，如图3所示那样，在这样的第1衬底20的一面20a隔着由氧化膜、低介电玻璃、金属等构成的接合部件40而接合有第2衬底50。第2衬底50例如使用硅衬底等，且在与振动体22对置的部分形成凹部51。另外，接合部件40以包围振动体22的方式在第1衬底20的一面20a配置为框状。
[0042] 在凹部51的底面，分别在与控制电极34a～36a的可变位区域相对置的部分形成上部电极52～54，该控制电极34a～36a形成于第1、第2驱动片24、25以及检测片26的正面24a～26a。由此，在控制电极34a～36a与上部电极52～54之间，分别构成第1～第3电容CV1～CV3。
[0043] 此外，在第1衬底20的另一面20b隔着由氧化膜、低介电玻璃，金属等构成的接合部件60接合有第3衬底70。第3衬底70与第2衬底50同样地例如使用硅衬底等，并在与振动体22对置的部分形成凹部71。另外，接合部件60以包围第1衬底20的振动体22的方式在第1衬底20的另一面20b配置为框状。也就是说，振动体22被由第2、第3衬底50、70以及接合部件40、
60构成的密封室80密封。在本实施方式中，密封室80为真空压力。
60构成的密封室80密封。在本实施方式中，密封室80为真空压力。
[0044] 在凹部71的底面，分别在与控制电极34b～36b的可变位区域相对置的部分形成下部电极72～74，该控制电极34b～36b形成于第1、第2驱动片24、25以及检测片26的背面24b～26b。由此，在控制电极34b～36b与下部电极72～74之间分别构成第4～第6电容CV4～CV6。
[0045] 另外，与控制电极34a～35b的可变位区域相对置的部分是指，由于第1、第2驱动片24、25在x轴方向上振动，因此即使在第1、第2驱动片24、25振动时也相对置的部分，后述具体内容。同样地，与控制电极36a、36b相对置的部分是指，由于检测片26在被施加角速度时在x轴方向上振动(弯曲)，因此即使在检测片26振动时也相对置的部分。
[0046] 此外，上述驱动电极31a～32b，检测电极33a、33b，共通电极31c～33d，控制电极34a～36b虽未特别图示，但分别经由在第1、第2驱动片24、25以及检测片26等形成的布线层等与后述的电路部90连接。
[0047] 以上是本实施方式的传感器部10的构成。接下来，对上述角速度传感器的电路结构进行说明。如图4所示那样，电路部90具有驱动电路91、第1电荷放大器92、比较器93、第2电荷放大器94、同步检波电路95、放大电路96等。
[0048] 驱动电路91是具有AGC(Auto Gain Control：自动增益控制)电路等的电路，且与第1驱动片24的驱动电极31a、31b以及第2驱动片25的驱动电极32b连接。并且，对驱动电极31a、31b、32b施加基于从第1电荷放大器92输入的电压信号调整了放大率的驱动信号。另外，对第1驱动片24的驱动电极31a，31b施加具有规定的振幅、频率的脉冲状的驱动信号(载波)，并对第2驱动片25的驱动电极32b施加与施加给驱动电极31a、31b的驱动信号(载波)的相位相差180°的驱动信号(载波)。
[0049] 在这里，对振动体22的基本的动作进行简单地说明。若对第1、第2驱动片24、25的驱动电极31a、31b、32b施加相位相差180°的驱动信号(载波)，则在第1驱动片24以及第2驱动片25产生如图4中虚线所示那样的朝向相反的电场。并且，例如在图4中，当第1驱动片24的侧面24c压缩且侧面24d伸长时，第2驱动片25的侧面25c伸长且侧面25d压缩。因此，通过在第1、第2驱动片24、25中压缩、伸长交替且连续地反复，由此如图6A所示那样，第1、第2驱动片24、25在x轴方向上振动。
[0050] 另外，在该状态下，从第1、第2驱动片24、25经由基部27施加于检测片26的力矩为相反方向而抵消，因此检测片26处于几乎静止的状态。此外，通过第1、第2驱动片24、25振动，分别在各驱动电极31a、31b、32b以及共通电极31c～32d产生电荷。
[0051] 并且，若在第1衬底20的平面内施加角速度ωz，则如图6B所示那样，在第1、第2驱动片24、25周期性地产生y方向上的朝向相反的一对科氏力Fy1、Fy2。因此，由科氏力产生的力矩经由基部27被传递至检测片26，由此检测片26在x轴方向上振动(弯曲)。由此，分别在检测电极33a、33b以及共通电极33c、33d产生电荷。以上是振动体22的基本的动作。
[0052] 第1电荷放大器92连接于第2驱动片25的驱动电极32a、驱动电路91、以及比较器93。并且，将通过第2驱动片25振动而在驱动电极32a产生的电荷转换为电压信号并输出至驱动电路91以及比较器93。
[0053] 比较器93连接于同步检波电路95，根据由第1电荷放大器92输入的电压信号生成基于驱动信号的基准信号并输出至同步检波电路95。
[0054] 第2电荷放大器94连接于检测片26的检测电极33a、33b以及同步检波电路95，将在检测电极33a、33b产生的电荷转换为电压而成的传感器信号输出至同步检波电路95。
[0055] 同步检波电路95连接于放大电路96，利用由比较器93输入的基准信号对由第2电荷放大器94输入的传感器信号进行同步检波，并输出至放大电路96。
[0056] 放大电路96将由同步检波电路95输入的传感器信号以规定倍放大，并向外部电路输出放大后的传感器信号Vout。由此，通过外部电路检测角速度。
[0057] 另外，在第1、第2驱动片24、25以及检测片26上形成的共通电极31c～33d被设为接地电位(GND)。
[0058] 此外，如图5所示那样，电路部90具有C-V转换电路97a～97c、同步检波电路98a～98c、放大电路99a～99c、第1控制电路100a～100c、以及第2控制电路101a～101c。
[0059] C-V转换电路97a连接于同步检波电路98a，将在控制电极34a与上部电极52之间构成的第1电容CV1、与在控制电极34b与下部电极72之间构成的第4电容CV4的差，转换为作为电压信号的检测信号，并输出至同步检波电路98a。
[0060] 同样地，C-V转换电路97b连接于同步检波电路98b，将在控制电极35a与上部电极53之间构成的第2电容CV2、与在控制电极35b与下部电极73之间构成的第5电容CV5的差，转换为作为电压信号的检测信号，并输出至同步检波电路98b。
[0061] 此外，C-V转换电路97c连接于同步检波电路98c，将在控制电极36a与上部电极54之间构成的第3电容CV3、与在控制电极36b与下部电极74之间构成的第6电容CV6的差，转换为作为电压信号的检测信号，并输出至同步检波电路98c。
[0062] 同步检波电路98a～98c分别与放大电路99a～99c连接，且与图4中的比较器93连接。并且，利用由比较器93输入的基准信号对由C-V转换电路97a～97c输入的检测信号进行同步检波，并输出至放大电路99a～99c。
[0063] 放大电路99a～99c分别与第1、第2控制电路100a～101c连接，将由同步检波电路98a～98c输入的检测信号以规定倍放大，并输出至第1、第2控制电路100a～101c。
[0064] 第1、第2控制电路100a、101a基于由放大电路99a输入的检测信号，判定第1驱动片24的位置。并且，第1控制电路100a基于第1驱动片24的位置调整对上部电极52施加的电压，第2控制电路101a基于第1驱动片24的位置调整对下部电极72施加的电压，由此来调整第1驱动片24的位置。也就是说，通过调整在控制电极34a与上部电极52之间产生的静电力，以及在控制电极34b与下部电极72之间产生的静电力，由此来调整第1驱动片24的位置。
[0065] 同样，第1、第2控制电路100b、101b基于由放大电路99b输入的检测信号判定第2驱动片25的位置。并且，第1控制电路100b基于第2驱动片25的位置调整对上部电极53施加的电压，第2控制电路101b基于第2驱动片25的位置调整对下部电极73施加的电压，由此来调整第2驱动片25的位置。也就是说，通过调整在控制电极35a与上部电极53之间产生的静电力，以及在控制电极35b与下部电极73之间产生的静电力，由此来调整第2驱动片25的位置。
[0066] 此外，第1、第2控制电路100c、101c基于由放大电路99c输入的检测信号判定检测片26的位置。并且，第1控制电路100c基于检测片26的位置调整对上部电极54施加的电压，第2控制电路101c基于检测片26的位置调整对下部电极74施加的电压，由此来调整检测片26的位置。也就是说，通过调整在控制电极36a与上部电极54之间产生的静电力，以及在控制电极36b与下部电极74之间产生的静电力，由此来调整检测片26的位置。
[0067] 以上是本实施方式的角速度传感器的结构。另外，在本实施方式中，控制电极34a、35a相当于本申请的第1驱动片控制电极，控制电极36a相当于本申请的第1检测片控制电极。此外，控制电极34b、35b相当于本申请的第2驱动片控制电极，控制电极36b相当于本申请的第2检测片控制电极。并且，上部电极52、53相当于本申请的第1驱动片辅助电极，上部电极54相当于本申请的第1检测片辅助电极。此外，下部电极72、73相当于本申请的第2驱动片辅助电极，下部电极74相当于本申请的第2检测片辅助电极。进而，第1控制电路100a、
100b相当于本申请的第1驱动片控制电路，第1控制电路100c相当于本申请的第1检测片控制电路。并且，第2控制电路101a、101b相当于本申请的第2驱动片控制电路，第2控制电路
101c相当于本申请的第2检测片控制电路。接下来，对上述角速度传感器的动作进行说明。
100b相当于本申请的第1驱动片控制电路，第1控制电路100c相当于本申请的第1检测片控制电路。并且，第2控制电路101a、101b相当于本申请的第2驱动片控制电路，第2控制电路
101c相当于本申请的第2检测片控制电路。接下来，对上述角速度传感器的动作进行说明。
[0068] 如上所述，若对第1驱动片24的驱动电极31a、31b与第2驱动片25的驱动电极32b施加相位相差180°的驱动信号(载波)，则第1、第2驱动片24、25在x轴方向上振动，检测片26处于几乎静止的状态。并且，在该状态下在第1衬底20的平面内施加角速度的话，则与角速度相应地检测片26在x轴方向上振动，因此基于在检测电极33a、33b产生的电荷检测角速度。
[0069] 此时，第1、第2驱动片24、25以及检测片26虽然被设为截面矩形状，但严格来说，正面24a～26a以及背面24b～26b与侧面24c～26d的连结部分稍呈圆形，因此存在在z方向上变位的情况。
[0070] 因此，第1、第2控制电路100a～101c适当调整对上部电极52～54以及下部电极72～74施加的电压以分别使第1、第2驱动片24、25以及检测片26在z方向上不变位。
[0071] 以第1驱动片24为例进行说明，如图7A所示那样，在检测角速度时，从第1控制电路100a对上部电极52输入有振幅为0～1/2VCC的脉冲状的载波(电压)P1。并且，从第2控制电路101a对下部电极72输入有振幅为0～1/2VCC且相位与载波P1的相差180°的脉冲状的载波(电压)P2。
[0072] 另外，控制电极34a、34b被设为接地电位。因此，在该状态下，控制电极34a与上部电极52之间的电位差等于控制电极34b与下部电极72之间的电位差。
[0073] 并且，在使第1驱动片24振动时，如图7B所示那样，若第1驱动片24向+z方向(上部电极52侧)变位(无用振动)，则第1、第4电容CV1、CV4产生变化。此时，第1、第2控制电路100a、101a首先基于由C-V转换电路97a输出的检测信号来判定第1驱动片24的位置。并且，在图7B中，由于第1驱动片24向+z方向变位，因此第1控制电路100a原样将载波P1施加于上部电极52，第2控制电路101a对下部电极72施加振幅为0～VCC的载波(电压)P2′。也就是说，由于第1驱动片24在+z方向上变位而第4电容CV4减小，因此增大对构成第4电容CV4的下部电极72施加的电压的振幅。由此，在控制电极34b与下部电极72之间产生的静电力增大，第1驱动片24被拉向-z方向(下部电极72侧)。因此，能够抑制第1驱动片24向+z方向变位。也就是说，能够使控制电极34a与上部电极52之间的距离，以及控制电极34b与下部电极72之间的距离维持为固定。即，能够使控制电极34a与上部电极52之间的距离维持为规定距离。同样，能够使控制电极34b与下部电极72之间的距离维持为规定距离。这两个规定距离既可以被设定为相同的距离，也可以分别被设为不同的规定距离。
[0074] 此外，如图7C所示那样，在第1驱动片24向-z方向(下部电极72侧)变位(无用振动)时，第1、第4电容CV1、CV4也产生变化。此时第1、第2控制电路100b、101b也首先基于由C-V转换电路97a输出的检测信号判定第1驱动片24的位置。并且，在图7C中由于第1驱动片24向-z方向变位，因此第1控制电路100b对上部电极52施加振幅为0～VCC的载波(电压)P1′，第2控制电路101b原样将载波P2施加于下部电极72。也就是说，由于第1驱动片24向-z方向变位而第1电容CV1减小，因此增大对构成第1电容CV1的上部电极52施加的电压的振幅。由此，在控制电极34a与上部电极52之间产生的静电力增大，第1驱动片24被拉向+z方向(上部电极52侧)。因此，能够抑制第1驱动片24向-z方向变位。也就是说，能够使控制电极34a与上部电极52之间的距离、以及控制电极34b与下部电极72之间的距离维持为固定。
[0075] 即，在本实施方式中，第1、第2控制电路100a、101a通过调整在控制电极34a、34b与上部电极52以及下部电极72之间产生的静电力，以使第1驱动片24在z方向上不变位。
[0076] 另外，在这里，以第1驱动片24为例进行了说明，但第2驱动片25以及检测片26也与第1驱动片24相同。即，通过适当调整由第1、第2控制电路100b、100c、101b、101c对上部电极53、54以及下部电极73、74施加的载波(电压)，从而抑制第2驱动片25以及检测片26在z方向上变位。也就是说，控制电极35a、36a与上部电极53、54之间的距离，以及控制电极35b、36b与下部电极73、74之间的距离被维持为固定。
[0077] 如以上说明那样，在本实施方式中，在第1、第2驱动片24、25形成有控制电极34a～35b。此外，在第2衬底50形成了在与控制电极34a、35a之间构成第1、第2电容CV1、CV2的上部电极52、53，且在第3衬底70形成了在与控制电极34b、35b之间形成第4、第5电容CV4、CV5的下部电极72、73。
[0078] 并且，第1、第2控制电路100a、100b、101a、101b基于第1、第2、第4、第5电容CV1、CV2、CV4、CV5来调整对上部电极52、53以及下部电极72、73施加的载波(电压)，以使控制电极34a、35a与上部电极52、53之间的距离，以及控制电极34b、35b与下部电极72、73之间的距离成为固定。因此，能够抑制第1、第2驱动片24、25在z方向上变位，能够抑制检测精度降低。
[0079] 进而，在本实施方式中，在检测片26形成有控制电极36a、36b。此外，在第2衬底50形成了在与控制电极36a之间构成第3电容CV3的上部电极54，且在第3衬底70形成了在与控制电极36b之间构成第6电容CV6的下部电极74。
[0080] 并且，第1、第2控制电路100c、101c基于第3、第6电容CV3、CV6来调整对上部电极54以及下部电极74施加的载波(电压)，以使控制电极36a与上部电极54之间的距离，以及控制电极36b与下部电极74之间的距离固定。因此，也能够抑制检测片26向z方向变位，进而能够抑制检测精度降低。
[0081] (第2实施方式)
[0082] 对本申请的第2实施方式进行说明。本实施方式相对于第1实施方式不具备控制电极34b、35b、36b以及下部电极72～74，其他则与第1实施方式相同，故在此省略说明。
[0083] 在本实施方式中，如图8所示那样，不在第1、第2驱动片24、25以及检测片26形成控制电极34b、35b、36b。此外，不在第3衬底70形成下部电极72～74。
[0084] 并且，如图9所示那样，电路部90不具有第2控制电路101a～101c，对C-V转换电路97a～97c输入有作为基准电位的接地电位。
[0085] 接下来，以第1驱动片24为例说明这样的角速度传感器的动作。
[0086] 在这样的角速度传感器中，如图10A所示那样，在检测角速度时，由第1控制电路100a对上部电极52输入振幅为0～1/2VCC的脉冲状的载波(电压)P1。另外，控制电极34a被设为接地电位。也就是说，在本实施方式中，在第1驱动片24事先被控制电极34a与上部电极
52之间的静电力拉向上部电极52侧的状态下进行角速度的检测。
52之间的静电力拉向上部电极52侧的状态下进行角速度的检测。
[0087] 并且，如图10B所示那样，在使第1驱动片24振动时，若第1驱动片24向+z方向(上部电极52侧)变位(无用振动)，则第1电容CV1产生变化。此时，第1控制电路100a基于由C-V转换电路97a输出的检测信号判定第1驱动片24的位置。并且，在图10B中，由于第1驱动片24向+z方向变位，因此第1控制电路100a对上部电极52施加接地电位。也就是说，由于第1驱动片24向+z方向变位而第1电容CV1增大，因此减小对上部电极52施加的电压。由此，在控制电极
34a与上部电极52之间产生的静电力减小，第1驱动片24欲向-z方向(第3衬底70侧)返回，因此能够抑制第1驱动片24向+z方向变位(相对于图10A的状态的变位)。也就是说，能够将控制电极34a与上部电极52之间的距离维持为固定。
34a与上部电极52之间产生的静电力减小，第1驱动片24欲向-z方向(第3衬底70侧)返回，因此能够抑制第1驱动片24向+z方向变位(相对于图10A的状态的变位)。也就是说，能够将控制电极34a与上部电极52之间的距离维持为固定。
[0088] 此外，如图10C所示那样，在第1驱动片24向-z方向(第3衬底70侧)变位(无用振动)时第1电容CV1也产生变化。此时，第1控制电路100a首先基于由C-V转换电路97a输出的检测信号判定第1驱动片24的位置。并且，在图10C中由于第1驱动片24向-z方向变位，因此第1控制电路100a与上述的图7C同样地，对上部电极52施加振幅为0～VCC的载波(电压)P1′。也就是说，由于第1驱动片24向-z方向变位而第1电容CV1减小，因此增大对构成第1电容CV1的上部电极52施加的电压的振幅。由此，在控制电极34a与上部电极52之间产生的静电力增大，第1驱动片24被拉向+z方向(上部电极52侧)，能够抑制第1驱动片24向-z方向变位(相对于图10A的状态的变位)。也就是说，能够将控制电极34a与上部电极52之间的距离，以及控制电极34b与下部电极72之间的距离维持为固定。
[0089] 另外，在这里，以第1驱动片24为例进行了说明，但第2驱动片25以及检测片26也与第1驱动片24相同。即，通过适当调整由第1控制电路100b、100c对上部电极53、54施加的载波(电压)，由此抑制第2驱动片25以及检测片26向z方向变位。
[0090] 像这样，即使是在第3衬底70不具备下部电极72～74的角速度传感器，也能够得到与上述第1实施方式同样的效果。
[0091] 另外，像本实施方式这样不具备下部电极72～74的情况，也可以不在第1衬底20的另一面20b侧配置第3衬底70。
[0092] (其他的实施方式)
[0094] 例如，在上述第1、第2实施方式中，以第1、第2驱动片24、25以及检测片26从基部27向一个方向突出的结构为例进行了说明。但也可以设为第1、第2驱动片24、25以及检测片26分别夹着基部27向两侧突出的所谓的T型音叉型。
[0095] 此外，在上述第1、第2实施方式中，第2、第3衬底50、70也可以与第1衬底20同样地由压电材料构成。
[0096] 并且，在上述第1实施方式中，例如，如图7B所示那样在第1驱动片24变位时，第1控制电路100a也可以对上部电极52输入振幅更小的载波(电压)。即，可以使控制电极34a与上部电极52之间的静电力减小。同样地，如图7C所示那样，第1驱动片24变位时，第2控制电路101a也可以对下部电极72输入振幅更小的载波(电压)。
[0097] 进而，在上述第1、第2实施方式中，也可以不在检测片26形成控制电极36a、36b。这样的角速度传感器也能够抑制第1、第2驱动片24、25在z方向上变位，因此能够抑制检测精度降低。
[0098] 此外，在上述第1、第2实施方式中，说明了将本申请适用于所谓的压电型的角速度传感器的例子，例如，也能够将本申请适用于图11所示那样的电容型的角速度传感器。
[0099] 即，在该电容型的角速度传感器中，振动体22具有经由驱动梁111而支承于固定部(anchor portion)112的棒状的锤部113。并且，在锤部113形成有向与长度方向(图11中的纸面左右方向)正交的方向突出的驱动用可动电极114以及检测用可动电极115。此外，在驱动用可动电极114中的第2衬底50侧的部分形成有控制电极34a。
[0100] 并且，在第1衬底20形成有驱动部以及检测部，该驱动部具有与驱动用可动电极114对置地形成的驱动用固定电极116，该检测部具有与检测用可动电极115对置地形成的检测用固定电极117。
[0101] 在这样的角速度传感器中，通过在驱动用可动电极114与驱动用固定电极116之间产生的静电力使振动体22振动的状态下，进行角速度的检测，但有时振动体22向相对于第1衬底20的平面方向的法线方向变位(无用振动)。因此，在第2衬底50中的与形成于驱动用可动电极114的控制电极34a的可变位区域相对置的部分上形成上部电极，如上述那样，通过适当调整对该上部电极施加的电压，能够得到本申请的效果。
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