JP4631240B2

JP4631240B2 - 物理量センサ

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Publication number: JP4631240B2
Application number: JP2001275198A
Authority: JP
Inventors: 隆之石川; 順二早川; 林野々山
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: JP2003083749A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面基板表面において、２軸直交座標方向に変位可能に支持されてなる振動子を有した物理量センサに関するもので、例えば、角速度センサに用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、角速度センサは、振動子の振動方向に対して垂直な方向を角速度軸とし、振動方向及び角速度軸の双方に垂直な軸方向に働くコリオリ力を検出することで、角速度の検出を行う。
【０００３】
近年、車載用の角速度センサには小型・低コスト化が望まれており、半導体（主にＳｉ）基板上に振動子と検出素子とを形成する方法が研究されている。このような半導体式の角速度センサでは、Ｓｉ基板面上に、振動軸と検出軸を配置し、その変位を、基板に固定された固定電極と振動子に設けた可動電極と間の静電容量の変化として検出している。
【０００４】
このような角速度センサにおいては、振動子が斜めに振動すると、検出軸に大きな変位を生じ、誤差信号となる。これを振動子で防止する構造として、２種類の構造が考えられている。一方は、振動方向のみに変位可能な支持をした振動子の上に、検出方向のみに変位可能な支持をした構造であり、もう一方は、振動方向のみに振動する部分を支持する枠が、検出する方向のみに変位するよう支持し、その変位をさらに外側の固定電極で検出する構造である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記１つ目の構造では、振動部分と検出部分の間をエッチングする必要があり、加工工程が複雑になり、製造コスト低減が困難になるという問題がある。
【０００６】
また、２つ目の構造では、加工工程は簡単になるが、振動子と検出部が、同一電極となり、変位を同時に検出することが困難になるという問題がある。この変位の検出を同時に行う手段として、駆動振動の数周期間加振し、自由振動時に電極を検出回路に切り替える方法が提案されているが、このような構成によると自由振動中に振幅が減衰し、感度が変化してしまうため、その補正手段が必要になり、低コスト化の妨げとなる。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、簡易な構造から効率よく、より低コスト化を図ることができる物理量センサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、可動電極（１ａ〜１ｄ）を有し、平面基板表面において、２軸直交座標方向に変位可能に支持されてなる振動子（１）と、振動子の可動電極と対向する固定電極（２ａ〜２ｄ）を有してなる固定部（２）とを備え、振動子を２軸直交座標方向の一方に振動させると共に、該振動させる方向を振動方向、前記平面基板表面において振動方向に垂直をなす方向を検知方向とすると、振動子に対する振動方向及び検知方向に静電容量を形成し、該静電容量変化を検出することで角速度検出を行う角速度センサにおいて、振動方向における静電容量変化を検出する場合に、振動方向において可動電極と固定電極との間の静電容量を変化させるように振動子と固定部との間にキャリア信号電圧（ＰＷ１、ＰＷ２）を印加すると共に、検知方向における静電容量変化を検出する場合に、検知方向において可動電極と固定電極との間の静電容量を変化させるように振動子と固定部との間にキャリア信号電圧（ＰＷ３、ＰＷ４）を印加し、可動電極と固定電極との間に印加するキャリア信号電圧（ＰＷ１〜ＰＷ４）を、検知方向における静電容量変化を検出する場合と振動方向における静電容量変化を検出する場合とで時間的に切り替える制御回路部（１１）と、制御回路部（１１）による検知方向における静電容量変化を検出する場合と振動方向における静電容量変化を検出する場合との時間的な切り替えタイミングと、振動子から一本の信号線で伝えられる静電容量より、検知方向における静電容量変化と振動方向における静電容量変化の２軸方向の変位の検出を行う手段（４〜９）とを有していることを特徴としている。
【０００９】
このような構成の物理量センサは、加工工程も複雑でなく、振動子と検出部とが同一電極にならないことから、変位を同時に検出することもできる。これにより、簡易な構造から効率よく、より低コスト化を図ることができる物理量センサとすることができる。
【００１１】
また、請求項１に記載の発明では、可動電極と固定電極の間に静電気力を発生させることにより、振動子を励振させるようになっており、振動子に対する振動方向及び検知方向の静電容量変化の検出に励振を加え、これら静電容量変化の検出及び励振を時間分割して周期的に行うことを特徴としている。このように、容量検出と励振とが交互に行われるようにすることも可能である。
【００１２】
さらに、請求項１に記載の発明では、時問分割の割合を、振動方向における静電容量変化の検出が、検知方向における静電容量変化の検出や励振よりも多くすることを特徴としている。このようにすることで、同期検波の基準信号である振動モニタリング信号のノイズを低減し、正弦波に近づけ、同期検波での誤差を低減することが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、振動子を励振させる励振信号と、キャリア信号の周波数との比が整数倍となっていることを特徴としている。このようにすれば、検出信号の階段状の歪みが励振周波数と同期するため、同期検波での除去が容易となる。
【００１４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の一実施形態が適用された角速度センサの概略構成を示す。以下、図１に基づいて角速度センサの構成についての説明を行う。
【００１６】
角速度センサには、振動子１と固定部２とが備えられた素子部３、Ｃ−Ｖ変換回路部４、サンプルホールド回路部５、第１、第２差動増幅回路部６、７、同期検波回路部８、感度調整回路部９、励振信号発生回路部１０、及びスイッチング制御回路１１が備えられている。そして、励振信号発生回路部１０によって振動子を振動させると共に、スイッチング制御回路１１で発生させる各種駆動信号に基づいて各構成要素を制御することで、角速度の検出が行われるようになっている。
【００１７】
素子部３には、振動子１と固定部２とが備えられており、振動子１には可動電極１ａ〜１ｄが設けられ、固定部２には可動電極１ａ〜１ｄに対して所望の間隔を空けて配置された固定電極２ａ〜２ｄが設けられている。この素子部３を構成する振動子１及び固定部２は半導体基板によって形成されており、振動子１が固定部２に対して２軸直交座標方向に変位できるように支持されている。そして、振動子１及び固定部２に備えられた可動電極１ａ〜１ｄ及び固定電極２ａ〜２ｄの間に容量が設定されるようになっている。具体的には、振動子１に対して紙面左右方向を振動方向とすると、紙面上で振動方向と垂直を成す方向が検知方向に相当し、これら振動方向及び検知方向において静電容量が変化するように可動電極１ａ〜１ｄ及び固定電極２ａ〜２ｄが備えられた構成となっている。このように構成される素子部３のうち、固定部２に備えられた各固定電極２ａ〜２ｄに対してスイッチング制御回路１１からの電圧信号ＰＷ１〜ＰＷ４が加えられるようになっている。この電圧信号ＰＷ１〜ＰＷ４は、０［Ｖ］、Ｖａ［Ｖ］のいずれかが設定される。以下、これら電圧信号ＰＷ１〜ＰＷ４をキャリア信号という。
【００１８】
Ｃ−Ｖ変換回路部４は、振動子１と一本の信号線で結ばれており、振動子１の電圧に基づいて可動電極１ａ〜１ｄと固定電極２ａ〜２ｄによる差動容量の変化を電圧に変換するものである。このＣ−Ｖ変換回路部４の基本構成及び基本作動について、図２に示す作動状態図を参照して説明する。
【００１９】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｃ−Ｖ変換回路部４は、オペアンプ４ａ、コンデンサ４ｂ、スイッチ４ｃとを有した構成となっている。オペアンプ４ａの反転入力端子は振動子１に接続されており、反転入力端子と出力端子との間には、コンデンサ４ｂ及びスイッチ４ｃが並列に接続されている。スイッチ４ｃはスイッチ制御回路部１１からの信号Ｓ１によって駆動されるようになっており、オペアンプ４ａの非反転入力端子には定電圧源などにより、固定電極２ａ〜２ｄに印加される電圧Ｖａ［Ｖ］の半分の電圧Ｖａ／２［Ｖ］が入力されるようになっている。
【００２０】
このＣ−Ｖ変換回路部４の作動、つまり容量変化から電圧信号への変換は以下のようにして行われる。上述した固定部２に備えられた固定電極２ａ〜２ｄと振動子１に備えられた可動電極１ａ〜１ｄは、初期状態において、振動子１に対して振動方向両側に形成される容量同士が等容量となり、振動子１に対しての検知方向両側に形成される容量同士が等容量となるように設定される。そして、振動子１に対して振動方向両側に形成された容量によるＣ−Ｖ変換と、振動子１に対して検知方向両側に形成された容量によるＣ−Ｖ変換は同様に、以下のようなスイッチトキャパシタ方式によって行われる。
【００２１】
まず、図２（ａ）に示すように、スイッチング制御回路部１１からの各種信号に基づいて、一方の固定電極２ａ、２ｃに対して電圧Ｖａを印加すると共に、他方の固定電極２ｂ、２ｄに対して電圧０を印加し、かつ、スイッチ４ｃを閉じた状態とする。これにより、振動子１（可動電極１ａ〜１ｄ）と各固定電極２ａ〜２ｄとの間の容量をそれぞれＣａ、Ｃｂとすると、Ｃａ、Ｃｂにはそれぞれ、Ｃａ×Ｖａ／２、−Ｃｂ×Ｖａ／２の電荷が蓄えられ、オペアンプ４ａの出力は、Ｖａ／２となる。以下、この状態を状態１という。
【００２２】
続いて、スイッチング制御回路部１１からの各種信号に基づいて、各固定電極２ａ〜２ｄへの印加電圧を状態１の時と反転させ、かつ、スイッチ４ｃを開いた状態とする。これにより、Ｃａ、Ｃｂの電荷が、それぞれ−Ｃａ×Ｖａ／２、Ｃｂ×Ｖａ／２となる。このため、電荷の変化は、（Ｃａ−Ｃｂ）×Ｖａとなる。このとき、スイッチ４ｃが開放されているので、この電荷の変化分が、コンデンサ４ｂを介してオペアンプ４ａの出力につながり、オペアンプ４ａから（Ｃａ−Ｃｂ）×Ｖａ／Ｃｆ＋Ｖａ／２の電位が出力される。以下、この状態を状態２という。
【００２３】
従って、状態１におけるオペアンプ４ａの出力と、状態２におけるオペアンプ４ａの出力との差分をとることで、（Ｃａ−Ｃｂ）×Ｖａ／Ｃｆという容量差に比例する電圧出力を得ることができる。そして、これらの動作を振動方向、検知方向の双方に対して交互に繰り返し行うことで、振動方向における振動子１の変位のモニタリング、及び検知方向における振動子１の変位によるコリオリ力検出を行っている。
【００２４】
サンプルホールド回路部５は、第１〜第４サンプルホールド回路５ａ〜５ｄという４つのサンプルホールド回路によって構成されている。これら各サンプルホールド回路４ａ〜４ｄは、スイッチング制御回路部１１の制御信号Ｓ２〜Ｓ５に基づいて駆動され、所定のタイミングでオペアンプ４ａの出力電圧を記憶する。具体的には、第１のサンプルホールド回路５ａは振動方向において上記状態１とした場合のオペアンプ４ａの出力電圧を記憶し、第２のサンプルホールド回路５ｂは振動方向において上記状態２とした場合のオペアンプ４ａの出力電圧を記憶し、第３のサンプルホールド回路５ｃは検知方向において上記状態１とした場合のオペアンプ４ａの出力電圧を記憶し、第４のサンプルホールド回路５ｄは検知方向において上記状態２とした場合のオペアンプ４ａの出力電圧を記憶する。
【００２５】
第１の差動増幅回路部６は、第１のサンプルホールド回路５ａと第２のサンプルホールド回路５ｂの電位差を所定の増幅率で増幅する。また、第２の差動増幅回路部７は、第３のサンプルホールド回路５ｃと第４のサンプルホールド回路５ｄの電位差を所定の増幅率で増幅する。
【００２６】
同期検波回路８は、第１の差動増幅回路部６の出力と第２の差動増幅回路部７の出力との同期を取るものであり、この同期検波回路８によって振動方向における振動子１の変位のモニタリングタイミングと、検知方向における振動子１の変位によるコリオリ力検出タイミングとの同期が図れるようになっている。
【００２７】
感度調整回路９は、例えば、反転増幅回路等で構成された直流増幅器で構成され、振動方向における振動子１の変位、及び検知方向における振動子１の変位を示す出力信号を感度に合わせて調整するものである。
【００２８】
励振信号発生回路１０は、振動子１に対して振動方向に振動させる力（励振信号）を加えるもので、第１の差動増幅回路６の出力から振動子１の振幅情報を得て、この振幅情報に基づいて振動子１に加える力を調整するというフィードバック制御を行っている。
【００２９】
次に、このように構成された角速度センサによる角速度の検出方法について説明する。図３に、スイッチング制御回路１１が発生させる各信号ＰＷ１〜ＰＷ４、Ｓ１〜Ｓ６、及び励振信号発生回路１０が発生させる励振信号のタイムチャートを示し、この図を参照にして説明する。
【００３０】
まず、励振信号発生回路１０による励振信号に基づき、所定の周期で振動子１を振動方向に励振させる。このとき、振動方向における振動子１の振動が共振周波数となるようされ、より大きな振動振幅が発生するようにされる。これにより、角速度が生じた時には、大きなコリオリ力が得られる。この状態で振動方向における振動子１の変位のモニタリング、及び検知方向における振動子１の変位によるコリオリ力検出を行う。
【００３１】
次に、振動方向における振動子１の変位のモニタリングを行う。この場合には、スイッチング制御回路部１１からの電圧信号ＰＷ１、ＰＷ２により、固定電極２ａに向けて電圧Ｖａを印加し、固定電極２ｂに向けて電圧０を印加する（期間ｔ１参照）。これにより、振動方向において上記状態１となる。そして、スイッチング制御回路部１１からの信号Ｓ２により、このときのＣ−Ｖ変換回路部４におけるオペアンプ４ａの出力電位を第１のサンプルホールド回路５ａに記憶させる。
【００３２】
続いて、スイッチング制御回路部１１からの電圧信号ＰＷ１、ＰＷ２により、固定電極２ａと固定電極２ｂとの電圧を入れ替え、固定電極２ａに電圧０、固定電極２ｂに電圧Ｖａを印加する（期間ｔ２参照）。これにより、振動方向において上記状態２となる。そして、スイッチング制御回路部１１からの信号Ｓ３により、このときのＣ−Ｖ変換回路部４におけるオペアンプ４ａの出力電位を第２のサンプルホールド回路５ｂに記憶させる。
【００３３】
次に、検知方向における振動子１の変位によるコリオリ力検出を行う。この場合には、スイッチング制御回路部１１からのキャリア信号ＰＷ３、ＰＷ４により、固定電極２ｃに向けて電圧Ｖａを印加し、固定電極２ｄに向けて電圧０を印加する（期間ｔ３参照）。これにより、検知方向において上記状態１となる。そして、スイッチング制御回路部１１からの信号Ｓ４により、このときのＣ−Ｖ変換回路部４におけるオペアンプ４ａの出力電位を第３のサンプルホールド回路５ｃに記憶させる。
【００３４】
続いて、スイッチング制御回路部１１からのキャリア信号ＰＷ３、ＰＷ４により、固定電極２ｃと固定電極２ｄとの電圧を入れ替え、固定電極２ｃに電圧０、固定電極２ｄに電圧Ｖａを印加する（期間ｔ４参照）。これにより、検知方向において上記状態２となる。そして、スイッチング制御回路部１１からの信号Ｓ５により、このときのＣ−Ｖ変換回路部４におけるオペアンプ４ａの出力電位を第４のサンプルホールド回路５ｄに記憶させる。
【００３５】
このようにして、振動方向及び検知方向における状態１、２のオペアンプ４ａの出力が各サンプルホールド回路５ａ〜５ｄに記憶されると、第１、第２の差動増幅回路６、７により、第１のサンプルホールド回路５ａと第２のサンプルホールド回路５ｂの電位差が所定の増幅率で増幅されると共に、第３のサンプルホールド回路５ｃと第４のサンプルホールド回路５ｄの電位差が所定の増幅率で増幅される。この後、同期検波回路部８で各差動増幅回路部６、７の出力の同期が取られたのち、感度調整回路９によって適宜感度調整がなされ、角速度センサの出力信号として出力される。このときの各差動増幅回路部６、７の出力Ｘ１、Ｘ２と共に、振動子の振動のモニタリング結果、及びコリオリ力の検知結果は図４のようになる。
【００３６】
そして、このような角速度検出においては、キャリア信号ＰＷ１〜ＰＷ４に、１００ｋＨｚ前後の周波数の矩形波を用いる場合には約２０μｓｅｃ毎に交互に振動モニタリングと検出信号を得ることが可能である。一般的に、励振周波数は、数ｋＨｚ以下なので、振動モニタリングやコリオリ力検出のサンプリング周期の方が早くなり、それぞれの信号が減衰すること無く計測できる。
【００３７】
以上のようにして角速度の検出が行える角速度センサを構成することができる。このような構成の角速度センサは、加工工程も複雑でなく、振動子と検出部とが同一電極にならないことから、変位を同時に検出することもできる。これにより、簡易な構造から効率よく、より低コスト化を図ることができる角速度センサとすることができる。
【００３８】
（第２実施形態）
図５に、本発明の第２実施形態における角速度センサの概略構成を示す。図５に示すように、本実施形態は第１実施形態に対して、固定電極１２ａ、１２ｂを追加することによって、励振用の静電容量を追加すると共に、振動子１とＣ−Ｖ変換回路部４との間にスイッチＳＷ１を設け、さらに、励振信号発生回路部１０と振動子１との間にスイッチＳＷ４とはＯＮ／ＯＦＦが反対になるスイッチＳＷ２を設けたものである。
【００３９】
このような構成において、振動モニタリング及びコリオリ力検出は第１実施形態と同様に行い、励振信号発生回路部１０からの励振信号（出力電圧）に基づいて、振動子１を振動させるようにする。具体的には、振動モニタリングとコリオリ力検出を行う容量検出中にはスイッチＳＷ１をＯＮ、スイッチＳＷ２をＯＦＦにすると共にスイッチ制御回路部１０からの電圧信号ＤＲ１、ＤＲ２に基づいて固定電極１２ａ、１２ｂの電位を可動電極１ａ、１ｂと等しくし、振動子１の励振時にはスイッチＳＷ１をＯＦＦ、スイッチＳＷ２をＯＦＦにすることで固定電極１２ａ、１２ｂの電位を可動電極１ａ、１ｂとの間に必要な静電力が生じる電位差を与え、容量検出と振動子１の励振とが交互に行われるようにする。これにより、励振信号の回り込みが防止される。
【００４０】
図６に、本実施形態における角速度センサによる角速度検出を行った際の各差動増幅回路部６、７の出力Ｘ１、Ｘ２と共に、振動子の振動のモニタリング結果、コリオリ力の検知結果、及び固定電極１２ａ、１２ｂへの電圧信号ＤＲ１、ＤＲ２を示す。
【００４１】
本実施形態に示すように、容量検出と励振とが交互に行われるようにすることも可能であり、このようにしても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
（第３実施形態）
上記第２実施形態では、振動モニタリングとはコリオリ力検知と励振との割合を同等にしているが、本実施形態では、上記第２実施形態と同様の角速度センサの構成を用いて、これらの割合を変化させる。すなわち、振動モニタリングの割合をコリオリ力検知や励振の割合よりも大きくし、コリオリ力検知若しくは励振が行われる毎に、振動モニタリングを行うようにする。
【００４３】
図７に、本実施形態のようにした場合の各差動増幅回路部６、７の出力Ｘ１、Ｘ２と共に、振動子の振動のモニタリング結果、コリオリ力の検知結果、及び固定電極１２ａ、１２ｂへの電圧信号ＤＲ１、ＤＲ２を示す。
【００４４】
本構成の角速度センサにおいては、信号を時間分割して取り出すため、本来、センサ素子から発生する正弦波信号が階段状に歪む。上記第１、第２実施形態に示した角速度センサでは、同期検波回路部８を使用して、励振信号周波数以外の信号を除去しているが、基準となる信号が歪んでいると、その性能は低減する。
【００４５】
従って、本実施形態のように、基準信号とする振動モニタリング信号の検出割合をコリオリ力検知や励振の割合よりも大きくすることで、同期検波回路部８の基準信号である振動モニタリング信号のノイズを低減し、正弦波に近づけ、同期検波回路部８での誤差を低減することが可能となる。
【００４６】
（第４実施形態）
図８に、本発明の第４実施形態における角速度センサの概略構成を示す。本実施形態は、第１実施形態に対して、逓倍回路としてのＰＬＬ１３を備えたものである。このような逓倍回路となるＰＬＬ１３を備えることで、励振信号の周期が、励振を含む容量検出が１回行われる周期の整数倍となるようにできる。
【００４７】
図９に、本実施形態のようにした場合の各差動増幅回路部６、７の出力Ｘ１、Ｘ２と共に、振動子の振動のモニタリング結果、コリオリ力の検知結果、及び固定電極１２ａ、１２ｂへの電圧信号ＤＲ１、ＤＲ２を示す。
【００４８】
このようにして設定されたキャリア信号ＰＷ１〜ＰＷ４や電圧信号ＤＲ１、ＤＲ２を用いることで、上記第３実施形態で説明した階段状の歪みが励振周波数と同期するため、同期検波回路部８での除去が容易となる。
【００４９】
（第５実施形態）
図１０に、本発明の第５実施形態における加速度センサの概略構成を示す。本実施形態は、本発明の一実施形態を２軸直交座標方向における加速度検出を独立して行える加速度センサに適用したものである。この図に示されるように、本発明を加速度センサに適用してもよい。なお、この場合には、図１に示した励振信号発生回路部１０は備えられない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における角速度センサの概略構成を示す図である。
【図２】角速度センサの検知原理を説明した図である。
【図３】図１に示す角速度センサの作動時における各信号のタイミングチャートを示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態における振動モニタリング結果とコリオリ力検知結果を示した図である。
【図５】本発明の第２実施形態における角速度センサの概略構成を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態における振動モニタリング結果とコリオリ力検知結果を示した図である。
【図７】本発明の第３実施形態における振動モニタリング結果とコリオリ力検知結果を示した図である。
【図８】本発明の第４実施形態における角速度センサの概略構成を示す図である。
【図９】本発明の第４実施形態における振動モニタリング結果とコリオリ力検知結果を示した図である。
【図１０】本発明の第５実施形態における加速度センサの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１…振動子、１ａ〜１ｄ…可動電極、２…固定部、２ａ〜２ｄ…固定電極、
３…素子部、４…Ｃ−Ｖ変換回路部、５…サンプルホールド回路部、
６、７…第１、第２の差動増幅回路部、８…同期検波回路部、
９…感度調整回路部、１０…励振信号発生回路部、
１１…スイッチング制御回路部、１２ａ、１２ｂ…固定電極。

Claims

可動電極（１ａ〜１ｄ）を有し、平面基板表面において、２軸直交座標方向に変位可能に支持されてなる振動子（１）と、
前記振動子の可動電極と対向する固定電極（２ａ〜２ｄ）を有してなる固定部（２）とを備え、
前記振動子を前記２軸直交座標方向の一方に振動させると共に、該振動させる方向を振動方向、前記平面基板表面において前記振動方向に垂直をなす方向を検知方向とすると、前記可動電極及び前記固定電極によって、前記振動子に対する振動方向及び前記検知方向に静電容量を形成し、該静電容量変化を検出することで角速度検出を行う角速度センサにおいて、
前記振動方向における静電容量変化を検出する場合に、前記振動方向において前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量を変化させるように前記振動子と前記固定部との間にキャリア信号電圧（ＰＷ１、ＰＷ２）を印加すると共に、前記検知方向における静電容量変化を検出する場合に、前記検知方向において前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量を変化させるように前記振動子と前記固定部との間にキャリア信号電圧（ＰＷ３、ＰＷ４）を印加し、前記可動電極と前記固定電極との間に印加するキャリア信号電圧（ＰＷ１〜ＰＷ４）を、前記検知方向における静電容量変化を検出する場合と前記振動方向における静電容量変化を検出する場合とで時間的に切り替える制御回路部（１１）と、
前記制御回路部（１１）による前記検知方向における静電容量変化を検出する場合と前記振動方向における静電容量変化を検出する場合との時間的な切り替えタイミングと、前記振動子から一本の信号線で伝えられる静電容量より、前記検知方向における静電容量変化と前記振動方向における静電容量変化の２軸方向の変位の検出を行う手段（４〜９）とを有し、
前記可動電極と前記固定電極の間に静電気力を発生させることにより、前記振動子を励振させるようになっており、
前記振動子に対する振動方向及び前記検知方向の静電容量変化の検出に前記励振を加え、これら静電容量変化の検出及び前記励振を時間分割して周期的に行うようになっており、
時問分割の割合について、前記振動方向における静電容量変化の検出が、前記検知方向における静電容量変化の検出や前記励振よりも多くされていることを特徴とする角速度センサ。
前記時間分割を、１回目の前記振動方向における静電容量変化の検出と、前記検知方向における静電容量変化の検出と、２回目の前記振動方向における静電容量変化の検出と、前記励振の４つに分割することで行っていることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサ。
前記振動子を励振させる励振信号と、前記キャリア信号の周波数との比が整数倍となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の角速度センサ。