的結構要素。
[0054] < 化點〉 上述巧螺傳感器包括振動驅動模塊20,因此可動電極4在振動時不會受到較大的空氣 阻力,因此檢測用可動電極13的X方向的振幅較大。因此,作用于檢測用可動電極13的科里 奧利力變大,能高精度地檢測出角速度。
[0055] 因而,包括實施方式1的振動驅動模塊的MEMS傳感器中,該振動驅動模塊的驅動力 及振幅足夠大,因此檢測精度較為優異。
[0056] <本實施方式的變形〉 本發明的巧螺傳感器并不局限于上述實施方式。上述實施方式中,利用W在Y方向上夾 持檢測用可動電極的方式配置的兩個振動驅動單元來使檢測用可動電極振動,但若是使檢 測用可動電極在X方向上振動的配置,則可W任意配置振動驅動模塊。
[0057] 上述巧螺傳感器中,靜電電容變化檢測模塊的結構并不局限于上述實施方式。例 如,作為靜電電容變化檢測模塊,能采用與上述實施方式1的振動驅動模塊20相同的結構。 即,可W將靜電電容變化檢測模塊的檢測用可動電極13的形狀設為與形成有多個凸部的可 動電極4相同的形狀。也可W將靜電電容變化檢測模塊的檢測用固定電極14的形狀設為與 形成有多個凸部的第一及第二固定電極5f及5s相同的形狀。該情況下,使檢測用固定電極 的多個凸部和檢測用可動電極的凸部相對配置,但它們的位置關系是與振動驅動模塊20的 凸部7f及7s和凸部6f及6s相同的位置關系。 在靜電電容變化檢測模塊采用上述結構的情況下,巧螺傳感器將W與X-Y平面垂直的Z 方向的軸為中屯、旋轉時作用于兩個靜電電容變化檢測模塊的檢測用可動電極的科里奧利 力作為因檢測用可動電極的Y方向的位移而產生的檢測用可動電極和檢測用固定電極之間 的靜電電容的變化來進行檢測,并與上述同樣地轉換成該巧螺傳感器的朝向的變化。 實施例1
[0058] 下面,利用實施例1對本發明的實施方式1的振動驅動模塊進行更為詳細的說明, 但本發明并不局限于該實施例1。
[0059] (實施例1) 對于由上述結構構成的實施方式1的振動驅動模塊的實施例1,利用使用計算機的模擬 來分析空氣阻力。在模擬所使用的模型中,本實施例1的可動電極及固定電極具有向Y方向 突出的合計20個(10個用于一側的驅動)凸部。可動電極的凸部的Y方向的突出長度為扣m、X 方向的長度為5μπι,可動電極的相鄰的凸部的X方向的間隔為5μπι。另一方面,固定電極的凸 部的Υ方向的突出長度為4皿、X方向的長度為扣m,固定電極的相鄰的凸部的X方向的間隔為 5μπι。可動電極的凸部和固定電極的凸部之間的振動中屯、的振動方向的重復長度(平均重復 長度)為2.5μπι,可動電極的凸部和固定電極的凸部之間的相對面間距離(間隙)為1.5WI1。
[0060] (比較例) 為了與上述實施例1進行比較,對于專利文獻1的圖1所記載那樣的使用了梳齒狀的固 定及可動電極的現有結構的振動驅動模塊,也利用使用計算機的模擬來分析空氣阻力。在 模擬所使用的比較例的模型中,可動電極在Υ-Ζ平面上延伸的板狀的主體的兩面分別具有 12根(兩面合計24根)朝著固定電極向X方向突出的梳齒部。各固定電極具有分別從在Υ-Ζ平 面上延伸的板狀的本體朝著可動電極向X方向突出的13根梳齒部。可動電極的梳齒部的Υ方 向的寬度為2μπι,振動方向(X方向)的長度為9μπι。固定電極的梳齒部的Υ方向的寬度為姐m,X 方向的長度為9μπι。可動電極的梳齒部和固定電極的梳齒部之間的相對面間距離(間隙)為 1.5μπι。振動方向中屯、處,各梳齒部的前端和可動電極或固定電極的主體之間的距離為如m。
[0061] (模擬結果) 使用W上的實施例1及比較例的模型,利用模擬計算出使可動電極向X方向移動1.3皿 時作用于各可動電極的空氣阻力的值,其結果是,比較例的空氣阻力為1.8Xl(T^s/m,而實 施例1的空氣阻力為8.3Xl(T9Ns/m。也就是說,本申請發明的振動驅動模塊的空氣阻力是現 有的振動驅動模塊的空氣阻力的約1/21,是極低的阻力。因此,振動驅動模塊在由固定的靜 電能量進行驅動的情況下,能產生的有效驅動力(從靜電力減去空氣阻力而得到的值)比現 有的結構要大,結果振幅變大。
[0062] 接著,參照圖4~圖8,對本發明的實施方式2的振動驅動模塊進行詳細說明。
[0063] [振動驅動模塊] 圖4及圖5的振動驅動模塊形成于在X-Y方向上延伸的基板21上。該振動驅動模塊包括 在Y方向上排列并形成為一體的3個振動驅動單元22、與該振動驅動單元22的X方向兩側相 連接的兩個彈性體23。
[0064] < 基板〉 基板21是支承振動驅動單元22及彈性體23的底座,并且形成有用于將電壓施加于振動 驅動單元22的電氣電路。
[0065] 基板21的材質例如能使用娃。
[0066] <振動驅動單元〉 各振動驅動單元22包括:向X方向延伸,并在Y方向上相對的平板狀的一對可動電極24; 在可動電極24之間在X方向上相對于振動中屯、線C左右對稱配置,且分別在X方向上延伸的 平板狀的一對第一及第二固定電極25f及25s。相鄰的振動驅動單元22的可動電極24-體形 成為一片板狀。并且,Ξ個振動驅動單元22的可動電極24的兩端通過在Y方向上延伸的連接 部而相互連接。上述那樣連接為一體的可動電極24與基板21之間隔著間隔地被彈性體23所 支承,能在彈性體23的彈性變形范圍內在X方向上振動。上述那樣構成的振動驅動單元22通 過將電壓施加到可動電極24和固定電極25f及25s之間,從而產生可動電極24的朝X方向的 振動。
[0067] (可動電極) 可動電極24在與固定電極25f及25s相對的面上具有W與振動方向呈直角的Y方向突出 的方式設置的多個凸部26f及26s。運些凸部26f及26s在方形框狀的可動電極24的內壁上在 X方向上排列設置而形成。運些凸部26f及26s相對于中屯、線C左右對稱配置,W使得在第一 及第二固定電極25f及25s的兩內壁上分別ΞΞ相對。 如圖6所示,各凸部26f及26s的與固定電極25f及25s相對的相對面26a的靠近可動電極 24的振動中屯、線C的側緣的Y方向的突出長度比另一個側緣的Y方向的突出長度要小。即,相 對面26aW相對于振動方向(X方向)具有角度α的方式傾斜。由此,可動電極24的凸部26f及 26s的相對面26a的法線向相對的固定電極25f及25s的凸部27f及27s的中央側傾斜。
[0068] 如上所述,實施方式2中,可動電極24的凸部的相對面及固定電極25f及25s的凸部 的相對面雙方相對于振動方向傾斜。通過該結構能進一步減小振動驅動模塊的驅動力相對 于可動電極24的位移的變化。
[0069] 可動電極24的凸部26f及26s的相對面26a相對于振動方向的傾斜角α的下限優選 為0.1度,進一步優選為0.5度。在可動電極24的凸部26f及26s的相對面26a相對于振動方向 的傾斜角α小于上述下限值的情況下,靜電力的調整功能不足,可能無法充分抑制因可動電 極24的位移而導致的驅動力的變化。可動電極24的凸部26f及26s的相對面26a相對于振動 方向的傾斜角α的上限優選為15度,進一步優選為10度。在可動電極24的凸部26f及26s的相 對面26a相對于振動方向的傾斜角α超過上述上限值的情況下,與固定電極25f及25s之間的 靜電間隙的變化變得過大,相反地,因可動電極24的位移而導致的驅動力的變化可能變大。 在傾斜角α超過上述上限值的情況下,凸部26f及26s可能會干擾固定電極25f及25s并限制 可動電極24的可動范圍。
[0070] 如上所述,可動電極的凸部的相對面或固定電極的凸部的相對面相對于振動方向 的傾斜角優選為0.1度W上15度W下。通過將傾斜角設為上述范圍,能使振動驅動模塊的驅 動力對應于可動電極的位移的變化變得充分小。
[0071] 可動電極24的凸部26f及26s的振動方向(X方向)的平均長度的下限優選為him,進 一步優選為4皿。在可動電極24的凸部26f及26s的振動方向的平均長度小于上述下限值的 情況下,在振動方向上能產生強靜電力的范圍變窄,驅動力及振幅可能不足。另一方面,可 動電極24的凸部26f及26s的振動方向的平均長度的上限優選為20μπι,進一步優選為15WI1。 在可動電極24的凸部26f及26s的振動方向的平均長度超過上述上限值的情況下,面積效率 下降,因此振動驅動模塊的驅動力不足,振動驅動模塊可能會不必要地大型化。
[0072] 可動電極24的凸部26f及26s的振動方向的間隔(間隙)的下限優選為凸部26f及 26s的振動方向的平均長度的1/2,進一步優選為凸部26f及26s的振動方向的平均長度的3/ 4。在可動電極24的凸部26f及26s的振動方向的間隔小于上述下限值的情況下,相鄰凸部 26f及26s可能會相互干擾從而導致振動驅動模塊的驅動力及振幅不足。另一方面,可動電 極24的凸部26f及26s的振動方向的間隔的上限優選為凸部26f及26s的振動方向的平均長 度的2倍,進一步優選為凸部26f及26s的振動方向的平均長度的3/2。在可動電極24的凸部 26f及26s的振動方向的間隔超過上述上限值的情況下,面積效率下降,因此振動驅動模塊 的驅動力不足,振動驅動模塊可能會不必要地大型化。
[0073] 可動電極24的凸部26f及26s的平均突出長度(Y方向的長度)的下限優選為him,進 一步優選為2皿。在可動電極24的凸部26f及26s的平均突出長度小于上述下限值的情況下, 可動電極24的凸部26f及26s之間的凹部中也在固定電極25f及25s之間形成電場,會干擾凸 部26f及26s所形成的電場,由此振動驅動模塊的驅動力及振幅可能不足。另一方面,可動電 極24的凸部26f及26s的平均突出高度的上限優選為20μπι,進一步優選為ΙΟμπι。在可動電極 24的凸部26f及26s的平均突出高度超過上述上限值的情況下,振動驅動模塊可能會在Υ方 向上不必要地大型化。
[0074] 可動電極24的材質例如能使用娃。
[00對(固定電極) 第一及第二固定電極25f及25s固定形成于基板21上。此外,固定電極25f及25s在與可 動電極24相對的兩面具有分別W與可動電極24的凸部26f及26s相對的方式配置的Ξ個(兩 面合計6個)凸部27f及27s。運些凸部27f及27s分別排列設置在第一及第二固定電極25f及 25s的側壁上,該側壁豎立設置在第一及第二固定電極25f及25s的Z軸方向上,并在Y軸方向 上延伸。運些固定電極25f及25s的凸部27f及27s形成為W相對于可動電極24的振動中屯、線 C對稱的方式分別相對于可動電極24的凸部26f及26s向振動中屯、線C 一側偏移一定量。
[0076]由此,固定電極的凸部相對于相對的可動電極的凸部向振動方向偏移,傾斜的可 動電極的凸部的相對面或固定電極的凸部的相對面的法線向相對的固定電極的凸部或可 動電極的凸部的中屯、側傾斜。根據上述結構,隨著固定電極的凸部和可動電極的凸部之間 的中屯、間距離變小,且靜電力的作用方向相對于振動方向的傾斜變大,相對面間的間隙變 小,靜電力變大。由此,能充分抑制靜電力的振動方向分量的變化。
[0077] 如圖6所示,各凸部