位移量监视电极的构造的制作方法

位移量监视电极的构造的制作方法
【专利摘要】本发明的位移量监视电极的构造在即使固定电极与可动电极的相对关系发生变化也能将检测质量的振幅保持为恒定的目标振幅的基础上，分别由基部及从该基部沿着与基板平行的预定轴向延伸的电极指构成的梳齿状的、相对于基板被固定的固定电极和能在预定轴向上位移的可动电极以相互的电极指彼此啮合的方式相向配置，基于固定电极与可动电极之间的静电电容的变化量来监视应以目标振幅驱动的检测质量的位移量，静电电容的变化量相对于可动电极向预定轴向的位移量的变化灵敏度在该可动电极向该预定轴向的位移达到与检测质量的目标振幅对应的目标位移量之后与达到该目标位移量之前相比变大。
【专利说明】位移量监视电极的构造
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种位移量监视电极的构造，尤其是涉及一种如下的位移量监视电极的构造:相对于基板被固定的固定电极和能在与基板平行的预定轴向上位移的可动电极以相互的电极指彼此啮合的方式相向配置，并基于固定电极与可动电极之间的静电电容的变化量来监视应以目标振幅驱动的检测质量的位移量。
【背景技术】
[0002]以往，已知有一种构成角速度传感器等且为了使检测质量以恒定的目标振幅驱动振动而监视其位移量的位移量监视电极的构造(例如，参照专利文献I)。位移量监视电极具备梳齿状的固定电极和梳齿状的可动电极。固定电极由基部及从该基部沿着与基板平行的预定轴向延伸的电极指构成，且相对于基板被固定。而且，可动电极由基部及从该基部沿着与基板平行的预定轴向延伸的电极指构成，且相对于基板能在预定轴向上位移。在该位移量监视电极中，当可动电极相对于基板在预定轴向上位移时，固定电极与可动电极之间的静电电容发生变化。此时，静电电容的变化量与可动电极的位移量对应。并且，基于该静电电容的变化量来监视检测质量的位移量(振幅)，将该检测质量控制为以目标振幅进行驱动。
[0003]专利文献
[0004]专利文献1:日本特开2008-170455号公报
【发明内容】

[0005]发明要解决的课题
[0006]然而，固定电极与可动电极之间的静电电容的变化量通常根据检测质量的振幅而直线性地变化，但不仅根据其检测质量的振幅，而且也根据固定电极与可动电极的间隔、相向面积而变化。具体而言，当由于应力变化、尺寸偏差等而使其间隔或相向面积发生变化时，静电电容的变化量相对于可动电极的位移量的灵敏度(斜率)会变化与间隔或相向面积的变化对应的量。在这种情况下，在静电电容的变化量在检测质量以目标振幅被驱动的过程中始终对可动电极的位移量而设定于以恒定的斜率直线性地变化的区域的构造中，若由于在监视电极的组装时所施加的应力、温度变化、尺寸偏差等而使固定电极与可动电极的间隔、相向面积与所期望的不一致，则在静电电容的变化量达到目标电容变化量时，会产生可动电极的位移量与目标位移量不一致的事态。具体而言，由于上述的间隔、相向面积的偏差而使检测质量的振幅量以目标振幅为基准并在例如±20%的范围内变化时，静电电容的变化量相对于可动电极的位移量的灵敏度也同样地变化±20%。因此，在上述的构造中，难以将检测质量的振幅保持为恒定的目标振幅。
[0007]本发明鉴于上述情况而作出，目的在于提供一种即使固定电极与可动电极的相对关系发生变化也能够将检测质量的振幅保持为恒定的目标振幅的位移量监视电极的构造。
[0008]用于解决课题的手段[0009]上述目的通过如下的位移量监视电极的构造来实现:一种位移量监视电极的构造，分别由基部及从该基部沿着与基板平行的预定轴向延伸的电极指构成的梳齿状的、相对于所述基板被固定的固定电极和能在所述预定轴向上位移的可动电极以相互的所述电极指彼此啮合的方式相向配置，基于所述固定电极与所述可动电极之间的静电电容的变化量来监视应以目标振幅驱动的检测质量的位移量，所述静电电容的变化量相对于所述可动电极向所述预定轴向的位移量的变化灵敏度具有如下特性:在该可动电极向该预定轴向的位移达到与所述目标振幅对应的目标位移量之后与达到该目标位移量之前相比变大。
[0010]发明效果
[0011]根据本发明，即使固定电极与可动电极的相对关系发生变化，也能够将检测质量的振幅保持成恒定的目标振幅。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1是采用本发明的第一实施例的位移量监视电极的构造的传感器的结构图。
[0013]图2是本发明的第一实施例的位移量监视电极的俯视图。
[0014]图3是本发明的第一实施例的位移量监视电极的剖视图。
[0015]图4是因应力变化而变形了的情况下的位移量监视电极的剖视图。
[0016]图5是表示根据位移量监视电极的尺寸偏差等而变化的、固定电极与可动电极之间的静电电容变化量△ C和可动电极的驱动位移量X的关系的图。
[0017]图6是表示本发明的第一实施例的位移量监视电极中的、固定电极与可动电极之间的静电电容变化量△ C和 可动电极的驱动位移量X的关系的图。
[0018]图7是表示本发明的第一实施例的位移量监视电极中的动作工序的图。
[0019]图8A是相对于本发明的第一实施例的变形例的位移量监视电极的俯视图。
[0020]图8B是图8A所示的位移量监视电极的II1-1II线剖视图。
[0021]图9A是相对于本发明的第一实施例的变形例的位移量监视电极的俯视图。
[0022]图9B是图9A所示的位移量监视电极的IV-1V线剖视图。
[0023]图10是本发明的第二实施例的位移量监视电极的俯视图。
[0024]图11是表示本发明的第二实施例的位移量监视电极中的动作工序的图。
[0025]图12是相对于本发明的第二实施例的变形例的位移量监视电极的俯视图。
[0026]图13是相对于本发明的第二实施例的变形例的位移量监视电极的俯视图。
[0027]图14是相对于本发明的第二实施例的变形例的位移量监视电极的俯视图。
[0028]图15是用于说明本发明的第二实施例及其变形例的位移量监视电极的效果的图。
[0029]图16是本发明的第三实施例的位移量监视电极的立体图。
[0030]图17是表示本发明的第三实施例的位移量监视电极中的动作工序的图。
[0031]图18A是相对于本发明的第三实施例的变形例的位移量监视电极的立体图。
[0032]图18B是图18A所示的位移量监视电极的俯视图。
[0033]图18C是图18A所示的位移量监视电极的侧视图。
[0034]图19A是相对于本发明的第三实施例的变形例的位移量监视电极的立体图。
[0035]图19B是图19A所示的位移量监视电极的俯视图。[0036]图19C是图19A所示的位移量监视电极的侧视图。
[0037]图20A是相对于本发明的第三实施例的变形例的位移量监视电极的立体图。
[0038]图20B是图20A所示的位移量监视电极的俯视图。
[0039]图20C是图20A所示的位移量监视电极的侧视图。
[0040]图21是用于说明本发明的第三实施例及其变形例的位移量监视电极的效果的图。
[0041]图22k是本发明的第四实施例的位移量监视电极的俯视图。
[0042]图22B是图22A所示的位移量监视电极的V_V线剖视图。
[0043]图23是表示本发明的第四实施例的位移量监视电极中的动作工序的图。
[0044]图24是相对于本发明的第四实施例的变形例的位移量监视电极的俯视图。
[0045]图25是相对于本发明的第四实施例的变形例的位移量监视电极的俯视图。
[0046]图26是相对于本发明的第四实施例的变形例的位移量监视电极的俯视图。
[0047]图27是用于说明相对于本发明的第四实施例的变形例的位移量监视电极的效果的图。
【具体实施方式】
[0048]以下，使用附图，说明本发明的位移量监视电极的构造的【具体实施方式】。
[0049]实施例1
[0050]图1表示采用本发明的第一实施例的位移量监视电极10的构造的传感器12的结构图。本实施例的传感器12是例如搭载于车辆等的用于检测绕着与X-Y平面垂直的Z轴产生的角速度的角速度传感器。传感器12形成于硅等的半导体基板14上，并通过对半导体基板14的表面实施微细加工的蚀刻而形成。
[0051]传感器12具有:具有彼此相等的质量的一对构造体16、18 ;在半导体基板14上用于将构造体16、18沿着X轴方向激振驱动的驱动电极20-1、20-2、22-1、22-2 ;在半导体基板14上用于检测构造体16、18所产生的Y轴方向上的振动(振幅)的检测电极24-1、24-2、26-1,26-2 ;及在半导体基板14上用于监视构造体16、18向X轴方向的驱动位移量的位移量监视电极28-1、28-2、30-1、30-2。构造体16、18以从形成绝缘层的半导体基板14的表面浮起预定距离的状态在该半导体基板14上相互配置于对称位置。以下，在将位移量监视电极28-1、28-2、30-1、30-2汇总的情况下，作为位移量监视电极10。
[0052]驱动电极20-1、20-2、22-1、22-2及检测电极24-1、24-2、26-1、26-2分别由相对于半导体基板14被固定的固定电极和相对于半导体基板14在X轴方向或Y轴方向上可动的可动电极构成。上述固定电极经由焊盘而与信号处理电路连接。而且，上述可动电极构成构造体16、18的一部分。
[0053]驱动电极20-1、20-2、22-1、22_2分别是如下电极:通过向固定电极施加驱动电压而使静电引力作用于固定电极与可动电极之间，由此用于使构造体16、18相对于半导体基板14沿着X轴方向被驱动。而且，检测电极部24-1、24-2、26-1、26-2分别是如下电极:通过检测与构造体16、18的Y轴方向上的位移相伴的固定电极与可动电极之间的静电电容的变化而用于检测构造体16、18相对于半导体基板14在Y轴方向上的振动。
[0054]具体而言，驱动电极20-1、20-2、22-1、22_2分别通过从信号处理电路经由焊盘向固定电极施加频率与构造体16、18的共振频率大致相等的驱动电压而使静电引力作用于固定电极与可动电极之间，从而使该构造体16、18以与该构造体16、18的共振频率大致相等的频率产生沿着X轴方向以恒定振幅进行激振驱动的驱动力。另外，驱动电极20-1与驱动电极20-2相互以同相产生驱动力且驱动电极22-1与驱动电极22-2相互以同相产生驱动力，而驱动电极20-1、20-2与驱动电极22-1、22-2相互以反相产生驱动力。
[0055]另外，在检测电极24-1、24-2、26-1、26-2中，分别根据向构造体16、18相对于半导体基板14沿着Y轴方向所施加的振动位移，在固定电极与可动电极之间产生静电电容变化。另外，检测电极24-1、24-2中的静电电容变化与检测电极26-1、26-2中的静电电容变化彼此反相。检测电极24-1、24-2、26-1、26-2的静电电容变化在构造体16、18向Y轴方向的振动位移量为零时大致为零，且构造体16、18向Y轴方向的振动位移量越大，则检测电极24-1、24-2、26-1、26-2的静电电容变化越大。检测电极24-1、24-2、26-1、26-2的固定电极分别将固定电极与可动电极之间的静电电容变化作为检测位移信号向信号处理电路输出。该信号处理电路通过对来自各检测电极24-1、24-2、26-1、26-2的检测位移信号进行处理，检测构造体16、18向Y轴方向的振动位移量，并且，基于该振动位移量来检测绕Z轴产生的角速度。
[0056]接下来，说明本实施例的传感器12的动作。
[0057]在检测绕着与X轴及Y轴这两者正交的Z轴的角速度时，在传感器12中，驱动电极20-1、20-2、22-1、22-2被激振驱动。具体而言，将具有与构造体16、18的共振频率大致相等的频率的驱动电压施加于驱动电极20-1、20-2、22-1、22-2的固定电极。当被施加上述驱动电压时，在驱动电极20-1、20-2、22-1、22-2各自的固定电极与可动电极之间产生沿着X轴方向对构造体16、18进行激振驱动的驱动力，由此构造体16、18相互以反相且以与共振频率大致相等的频率沿着X轴方向以恒定振幅被激振驱动。
[0058]构造体16、18如上述那样在沿着X轴方向被激振驱动的状态下未产生绕着Z轴的角速度时，哥氏力未作用于构造体16、18。在这种情况下，检测电极24-1、24-2、26-1、26-2在Y轴方向上未振动位移，在检测电极24-1、24-2、26-1、26-2的固定电极与可动电极之间未产生静电电容变化，因此从检测电极24-1、24-2、26-1、26-2输出的检测位移信号成为表示构造体16、18的Y轴方向上的振幅大致为零这一情况的信号。
[0059]另一方面，构造体16、18如上述那样在沿着X轴方向被激振驱动的状态下产生了绕着Z轴的角速度时，哥氏力作用于构造体16、18。在这种情况下，由于上述哥氏力的作用而使检测电极24-1、24-2、26-1、26-2在Y轴方向上振动位移，在检测电极24-1、24-2、26-1、26-2的固定电极与可动电极之间产生静电电容变化。当产生上述静电电容变化时，从检测电极24-1、24-2、26-1、26-2输出的检测位移信号成为表示构造体16、18的Y轴方向上的振幅所产生的角速度的大小的信号。构造体16、18在作用了哥氏力时在Y轴方向上相互以反相进行振动位移。因此，根据传感器12，能够检测对象绕着Z轴产生的角速度。
[0060]图2表示本实施例的位移量监视电极10的俯视图。而且，图3表示本实施例的位移量监视电极10的剖视图。
[0061]作为位移量监视电极28-1、28-2、30-1、30_2的位移量监视电极10分别由相对于半导体基板14被固定的固定电极32和相对于半导体基板14在X轴方向上可动的可动电极34构成。固定电极32经由焊盘而与信号处理电路连接。而且，可动电极34构成构造体16、18的一部分。位移量监视电极10是如下电极:检测与构造体16、18的X轴方向上的位移相伴的固定电极32与可动电极34之间的静电电容的变化，由此用于监视构造体16、18相对于半导体基板14在X轴方向上的驱动位移量(振幅)。
[0062]固定电极32形成为梳齿状，且具有较宽幅地延伸设置的基部40及从该基部40沿着与半导体基板14平行的X轴方向延伸成棒状的电极指42。基部40形成为截面方形,且沿着与半导体基板14平行的Y轴方向延伸。而且，电极指42相对于一个基部40相互平行地沿着Y轴方向排列设有多个。电极指42是X轴方向上的长度比较长的长条电极指42-1、X轴方向上的长度比较短的短条电极指42-2及X轴方向上的长度比较长且具有前端沿着Y轴方向扩展成翼状的形状的T型电极指42-3。
[0063]电极指42的长条电极指42-1及短条电极指42_2分别形成为截面方形，从与基部40连接的连接部到前端具有相同的截面积(在Y轴方向上为相同宽度且在Z轴方向上为相同厚度)。而且，T型电极指42-3形成为截面方形，从与基部40连接的连接部到前端附近具有相同的截面积(在Y轴方向上为相同宽度且在Z轴方向上为相同厚度)。T型电极指42-3具有沿着Y轴方向延伸的前端部44。在T型电极指42-3的前端部44的Y轴方向两端分别设有突部46、48，该突部46、48从该前端部44朝向基部40侧而沿着与半导体基板14平行的X轴方向延伸。S卩，前端部44在从上方观察时形成为-字状。突部46、48从与前端部44连接的连接部到前端具有相同的截面积(在Y轴方向上为相同宽度且在Z轴方向上为相同厚度)，且具有与上述的短条电极指42-2相同的截面积。
[0064]电极指42形成为以一个长条电极指42-1、两个短条电极指42_2、一个T型电极指42-3为一组的图形。具体而言，如图2所示，在Y轴方向上依次构成长条电极指42-1、短条电极指42-2、T型电极指42-3及短条电极指42-2，并且该结构在Y轴方向上反复地形成。电极指42以隔着一个T型电极指42-3而在Y轴方向两侧将短条电极指42-2及长条电极指42-1依次各配置一个的方式具有左右对称的结构。
[0065]在电极指42中，在长条电极指42-1与短条电极指42_2之间沿着Y轴方向形成有预定的间隔。而且，在短条电极指42-2与T型电极指42-3之间沿着Y轴方向形成有预定的间隔。另外，长条电极指42-1与短条电极指42-2之间的间隔和短条电极指42-2与T型电极指42-3之间的沿着Y轴方向的预定的间隔可以互不相同。而且，T型电极指42-3的前端部44的突部46、48的Y轴方向位置与短条电极指42-2的Y轴方向位置相同。即，突起46、48与短条电极指42-2沿着X轴方向隔开预定距离而配置。在突起46、48与短条电极指42-2之间沿着X轴方向形成有预定的间隔。突起46、48和短条电极指42_2构成具有开设了预定的间隔的孔的切口的电极指。
[0066]另一方面,可动电极34形成为梳齿状,且具有较宽幅地延伸设置的基部50及从该基部50沿着与半导体基板14平行的X轴方向延伸成棒状的电极指52。基部50形成为截面方形，且沿着与半导体基板14平行的Y轴方向延伸。而且，电极指52形成为截面方形，从与基部50连接的连接部到前端具有相同的截面积(在Y轴方向上具有相同宽度且在Z轴方向上具有相同厚度)。电极指52相对于一个基部50相互平行地沿着Y轴方向排列设有多个。
[0067]固定电极32及可动电极34以基部40、50彼此在X轴方向上相向且电极指42、52彼此在Y轴方向上相向而啮合的方式配置。具体而言，可动电极34的各电极指52以进入到固定电极32的电极指42中的长条电极指42-1与短条电极指42-2之间的Y轴方向上的中央位置的方式配置。在相互沿着Y轴方向相邻的可动电极34的电极指52与固定电极32的长条电极指42-1之间、相互沿着Y轴方向相邻的可动电极34的电极指52与固定电极32的短条电极指42-2之间及相互沿着Y轴方向相邻的可动电极34的电极指52与固定电极32的T型电极指42-3的前端部44的突部46、48之间，在Y轴方向上形成有预定的间隔dO。
[0068]可动电极34的各电极指52构成为，在构造体16、18的振动中心(即，可动电极34的位移中心)其前端在X轴方向上位于固定电极32的突起46、48的前端与短条电极指42-2的前端之间的间隔的中间。而且，突起46、48的前端与短条电极指42-2的前端之间在X轴方向上的间隔设定成与构造体16、18的目标振幅(即，与该目标振幅对应的可动电极34的前端距振动中心的目标位移量)AO的2倍的值相同或比该值略小。
[0069]另外，在Y轴方向上彼此相邻的固定电极32的电极指42与可动电极34的电极指52在厚度方向即Z轴方向上重叠的部位的厚度(即电极指42的侧壁与电极指52的侧壁在Z轴方向上相向的部位的高度)Tm可以与电极指42的Z轴方向上的厚度或电极指52的Z轴方向上的厚度不同，也可以与两厚度一致。
[0070]在具有上述的构造的位移量监视电极10中，当构造体16、18沿着X轴方向被激振驱动时，伴随着该激振驱动而使可动电极34在X轴方向上位移。在这种情况下，根据可动电极34的位移，在固定电极32与可动电极34之间产生静电电容变化。另外，位移量监视电极28-1、28-2的静电电容变化与位移量监视电极30-1、30-2的静电电容变化相互反相。构造体16、18向X轴方向的驱动位移量越大，则位移量监视电极10的静电电容变化越大。
[0071]位移量监视电极10的固定电极分别将固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化作为驱动位移量监视信号向信号处理`电路输出。该信号处理电路通过对来自各位移量监视电极10的驱动位移量监视信号进行处理，而监视构造体16、18向X轴方向的驱动位移量。并且，基于该驱动位移量以构造体16、18在X轴方向上以恒定振幅被激振驱动的方式控制向驱动电极20-1、20-2、22-1、22-2的施加驱动电压。
[0072]然而，在传感器12中为了高精度地检测绕Z轴的角速度，需要将对作为检测质量的构造体16、18在X轴方向上进行激振驱动的振幅始终保持为恒定。并且，为了将构造体16、18向X轴方向的驱动振幅保持为恒定，通常将位移量监视电极10的固定电极32与可动电极34之间的电容变化量维持为恒定，为了将该电容变化量维持成恒定而控制向驱动电极20-1、20-2的施加驱动电压,具体而言,在上述的电容变化量达到目标的电容变化量的时刻使构造体16、18的驱动位移量达到目标位移量(目标振幅)而进行驱动控制是适当的。
[0073]图4表示因应力变化而变形了的情况下的位移量监视电极10的剖视图。而且，图5表示根据位移量监视电极10的应力变化、尺寸偏差等而变化的、固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC和构造体16、18即可动电极34的驱动位移量x的关系(斜率)的图。
[0074]另外，在可动电极34未沿着X轴方向移动的情况下，可动电极34的电极指52的前端所处的驱动位移量X为“0”，该电极指52的前端接近固定电极32的基部40的一侧为x>0,该电极指52的前端从固定电极32的基部40远离的一侧为x〈0。而且,固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C是以驱动位移量x=0时的静电电容为基准的值，固定电极32与可动电极34的相向面积增加的一侧的静电电容变化量AC为△ C>0，该相向面积减少的一侧的静电电容变化量Λ C为Λ C〈0。
[0075]在此，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC不仅根据构造体16、18的驱动位移量X，而且也根据固定电极32与可动电极34的间隔、相向面积而变化。即，上述的驱动位移量X与静电电容变化量△(:的关系根据上述的间隔、相向面积而变化。在固定电极32与可动电极34相向的面积随着可动电极34的位移而成比例地变化的情况下，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C相对于可动电极34的驱动位移量X呈直线性地变化。在这种情况下，由于位移量监视电极10的应力变化、尺寸偏差等而使固定电极32与可动电极34的间隔、相向面积从所期望的较大地背离的情况下，如图5所示，在静电电容变化量Λ C达到目标电容变化量CO、-CO时产生可动电极34的驱动位移量X从目标位移量Α0、-Α0较大地背离这一状况，因此难以将构造体16、18的振幅保持为恒定的目标振幅。
[0076]图6表示示出了本实施例的位移量监视电极10中的、固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC和构造体16、18即可动电极34的驱动位移量X的关系的图。而且，图7表示示出了本实施例的位移量监视电极10中的动作工序的图。
[0077]在本实施例的位移量监视电极10中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量Λ C按照下式(I)算出。其中，将真空的介电常数设为εΟ，将固定电极32与可动电极34之间的空间的相对介电常数设为ε r，将位移量监视电极10的电极相向数设为Nm，将固定电极32与可动电极34之间的Y轴方向上的间隔设为dm。
[0078]Δ C= ε 0.ε r.2.Tm.Nm.x/dm...(1)
[0079]在本实施例中，如上述那样，可动电极34的电极指52构成为进入到固定电极32的电极指42中的长条电极指42-1与短条电极指42-2之间的Y轴方向上的中央位置，且在构造体16、18的振动中心其前端在X轴方向上位于固定电极32的突起46、48的前端与短条电极指42-2的前端之间·的间隔的中间。而且，在可动电极34的电极指52与固定电极32的电极指42的长条电极指42-1之间，在Y轴方向上形成有预定的间隔dO。而且，上述的固定电极32的突起46、48的前端与短条电极指42-2的前端之间的间隔设定成与构造体16、18的目标振幅AO的2倍的值相同或比该值略小。
[0080]在该构造中，在可动电极34从驱动位移量X为零的位置(X=O)驱动位移至驱动位移量X为目标位移量AO的位置(X=AO)的过程(第一过程)中，与该可动电极34在Y轴方向上隔开间隔dO的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指42仅是长条电极指42-1。在这种情况下，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO而相向的面积随着该可动电极34的位移而成比例地增加。因此，在上述的第一过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以恒定的斜率增加。
[0081]另外，在可动电极34从驱动位移量X为目标位移量AO的位置(X=AO)进一步向x>A0侧进行驱动位移的过程(第二过程)中，与该可动电极34在Y轴方向上隔开间隔dO的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指42为长条电极指42-1及短条电极指42-2。在这种情况下，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO而相向的面积随着该可动电极34的位移而成比例地增加，并且该面积的增加斜率比上述的第一过程中的增加斜率大。因此，在上述的第二过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以比上述的第一过程中的斜率大的斜率增加。[0082]另外，在可动电极34从χ>Α0的位置驱动位移至X=AO的位置的过程(第三过程)中，与该可动电极34在Y轴方向上隔开间隔dO的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的减少的电极指42是长条电极指42-1及短条电极指42-2。在这种情况下，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO而相向的面积随着该可动电极34的位移而成比例地减少。因此，在上述的第三过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以与上述的第二过程中的斜率相同的斜率减少。
[0083]另外，在可动电极34从X=AO的位置驱动位移至X=O的位置的过程(第四过程)及可动电极34从X=O的位置驱动位移至X= - AO的位置的过程(第五过程)中，与该可动电极34在Y轴方向上隔开间隔dO的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的减少的电极指42仅为长条电极指42-1。在这种情况下，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO而相向的面积随着该可动电极34的位移成比例地减少，并且该面积的减少斜率比上述的第三过程中的减少斜率小。因此，在上述的第四及第五过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以比上述的第三过程中的斜率小的斜率减少。
[0084]另外，在可动电极34从驱动位移量X为目标位移量一AO的位置(X= — A0)进一步向X〈一 AO侧进行驱动位移的过程(第六过程)中，与该可动电极34在Y轴方向上隔开间隔dO的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的减少的电极指42为长条电极指42-1及T型电极指42-3的突起46、48。在这种情况下，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO而相向的面积随着该可动电极34的位移而成比例地减少，并且该面积的减少斜率比上述的第四及第五过程中的减少斜率大。因此，在上述的第六过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量Λ C以比上述的第四及第五过程中的斜率大的斜率减少。
[0085]另外，在可动电极34从x〈 - AO的位置驱动位移至X= — AO的位置的过程(第七过程)中，与该可动电极34在Y轴方向上隔开间隔dO的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指42是长条电极指42-1及短条电极指42_2。在这种情况下，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO而相向的面积随着该可动电极34的位移而成比例地增加。因此，在上述的第七过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以与上述的第六过程中的斜率相同的斜率增加。
[0086]而且，在可动电极34从X= - AO的位置驱动位移至x=0的位置的过程(第八过程)中，与该可动电极34在Y轴方向上隔开间隔dO的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指42仅为长条电极指42-1。在这种情况下，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO而相向的面积随着该可动电极34的位移而成比例地增加，并且该面积的增加斜率比上述的第七过程中的增加斜率小。因此，在上述的第八过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以比上述的第七过程中的斜率小的斜率增加。
[0087]如此，位移量监视电极10的构造具有如下特性:在可动电极34的驱动位移量X为目标位移量一 AO与AO之间时，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC相对于可动电极34向X轴方向的驱动位移量X的变化灵敏度比较小，另一方面，在可动电极34的驱动位移量X满足X〈一 AO或χ>Α0时，其变化灵敏度比较大。
[0088]S卩，位移量监视电极10的构造中，上述的静电电容变化量AC的变化灵敏度具有如下特性:在可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后与达到该目标位移量AO之前相比变大，且在可动电极34的驱动位移达到目标位移量一 AO之后与达到该目标位移量一AO之前相比变大。具体而言，固定电极32及可动电极34 (尤其是固定电极32)形成为，电极指42、52彼此以间隔dO相向的面的总面积的变化灵敏度在可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后与达到该目标位移量AO之前相比变大,且在可动电极34的驱动位移达到目标位移量一 AO之后与达到该目标位移量一 AO之前相比变大。即，固定电极32及可动电极34 (尤其是固定电极32)形成为，电极指42、52彼此以间隔dO相向的部位的个数在可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后与达到该目标位移量AO之前相比增加，且在可动电极34的驱动位移达到目标位移量一 AO之后与达到该目标位移量一 AO之前相比增加。
[0089]因此，在位移量监视电极10的构造中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量Λ C相对于可动电极34驱动位移至目标位移量AO、一 AO之后的可动电极34的驱动位移量X的变化灵敏度比可动电极34位于目标位移量一 AO与AO之间时的变化灵敏度高。根据该构造，与静电电容变化量△(:的变化灵敏度恒定的构造相比，由于固定电极32与可动电极34的间隔、相向面积的变化而使固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C相对于可动电极34的驱动位移量X的斜率变动时所产生的、固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C达到目标电容变化量CO时的可动电极34的驱动位移量X的偏差减少。
[0090]因此，根据本实施例的位移量监视电极10的构造，即使固定电极32与可动电极34的间隔、相向面积等的相对关系发生变化，也能够抑制在静电电容变化量△(:达到目标电容变化量CO时可动电极34的驱动位移量X从目标位移量AO较大地背离，因此能够尽可能地将构造体16、18的振 幅保持为恒定的目标振幅。关于这一点，能够提高对组装应力、温度变化等干扰因素、尺寸偏差等制造因素的鲁棒性，能够实现成品率的改善、正品率的提闻。
[0091]另外，在本实施例的位移量监视电极10中，在提高了固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量Λ C相对于可动电极34驱动位移至目标位移量AO、一 AO之后的可动电极34的驱动位移量X的变化灵敏度的基础上，不需要缩小固定电极32及可动电极34的电极指42的前端与基部50的间隙及基部40与电极指52的前端的间隙，而能够使这些间隙保持富余。因此，在构造体16、18沿着X轴方向进行驱动的过程中，能够避免固定电极32及可动电极34彼此发生碰撞，能够抑制位移量监视电极10的破损。
[0092]另外，在上述的第一实施例中，构造体16、18相当于权利要求书记载的“检测质量”，X轴方向相当于权利要求书记载的“预定轴向”。
[0093]然而,在上述的第一实施例中，固定电极32具有从基部40沿着与半导体基板14平行的X轴方向延伸的电极指42，该电极指42由长条电极指42-1、短条电极指42_2、T型电极指42-3这3种电极指构成，但本发明并未限定于此，也可以如图8Α及图9Α所示，固定电极32具有从基部40沿着与半导体基板14平行的X轴方向延伸的电极指80、90，该电极指80、90由X轴方向上的长度比较长的长条电极指82、92和X轴方向上的长度比较短的短条电极指84、94这2种电极指构成。
[0094]在该变形例的构造中，固定电极32的长条电极指82、92及短条电极指84、94分别形成为截面方形，从与基部40连接的连接部到前端具有相同的截面积(在Y轴方向上为相同宽度且在Z轴方向上为相同厚度)。电极指80、90形成为以一个长条电极指82、92和一个短条电极指84、94为一组的图形。具体而言，在Y轴方向上依次构成长条电极指82、92及短条电极指84、94，并且该结构在Y轴方向上反复地形成。在电极指80、90中，在长条电极指82、92与短条电极指84、94之间，沿着Y轴方向形成有预定的间隔。
[0095]另外，固定电极32具有不与基部40连接的分离部86、96作为电极指80、90的一部分。分离部86、96沿着与半导体基板14平行的X轴方向延伸，形成为截面方形，在X轴方向上的两端间具有相同的截面积(在Y轴方向上为相同宽度且在Z轴方向上为相同厚度)。分离部86、96的Y轴方向位置与短条电极指84、94的Y轴方向位置相同。即，分离部86、96与短条电极指84、94沿着X轴方向隔开预定距离而配置。在分离部86、96与短条电极指84、94之间，沿着X轴方向形成有预定的间隔。分离部86、96和短条电极指84、94构成具有开设了预定的间隔的孔的切口的电极指。
[0096]另外，分离部86可以通过如图8B所示将固定电极32整体与半导体基板14电连接，而维持成与固定电极32的其他部位(例如长条电极指82、短条电极指84等)相同的电位，而且，分离部96也可以通过如图9B所示将该分离部96经由上部电极98而与长条电极指92电连接，而维持成与固定电极32的其他部位(例如长条电极指92、短条电极指94等)相同的电位。
[0097]固定电极32及可动电极34以基部40、50彼此在X轴方向上相向且电极指80、90与电极指52在Y轴方向上相向而啮合的方式配置。具体而言，可动电极34的各电极指52以进入到固定电极32的电极指80、90的长条电极指82、92与短条电极指84、94之间的Y轴方向上的中央位置的方式配置。在相互沿着Y轴方向相邻的可动电极34的电极指52与固定电极32的长条电极指82、92之间、相互沿着Y轴方向相邻的可动电极34的电极指52与固定电极32的短条电极指84、94之间及相互沿着Y轴方向相邻的可动电极34的电极指52与固定电极32的分离部86、96之间，在Y轴方向上形成有预定的间隔dO。
[0098]可动电极34的各电极指52构成为，在构造体16、18的振动中心(即，可动电极34的位移中心)其前端在X轴方向上位于固定电极32的分离部86、96的一端与短条电极指84,94的前端之间的间隔的中间。而且，分离部86、96的一端与短条电极指84、94的前端之间在X轴方向上的间隔设定成与构造体16、18的目标振幅(B卩，与该目标振幅对应的可动电极34的前端距振动中心的目标位移量)AO的2倍的值相同或比该值略小。
[0099]另外，在Y轴方向上相互相邻的固定电极32的电极指80、90与可动电极34的电极指52在厚度方向即Z轴方向上重叠的部位的厚度(即电极指80、90的侧壁与电极指52的侧壁在Z轴方向上相向的部位的高度)Tm可以与电极指80、90的Z轴方向上的厚度或电极指52的Z轴方向上的厚度不同，也可以与两厚度一致。
[0100]上述位移量监视电极10的变形例的构造也具有如下特性:在可动电极34的驱动位移量X为目标位移量一 AO与AO之间时，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量Λ C相对于可动电极34向X轴方向的驱动位移量X的变化灵敏度比较小，另一方面，在可动电极34的驱动位移量X满足X〈一 AO或χ>Α0时,该变化灵敏度比较大。S卩，上述的静电电容变化量AC的变化灵敏度具有如下特性:在可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO> — AO之后与达到该目标位移量Α0、一 AO之前相比变大。具体而言，固定电极32及可动电极34形成为，电极指80、90与电极指52以间隔dO相向的面的总面积的变化灵敏度在可动电极34的驱动位移达到了目标位移量A0、一 AO之后与达到该目标位移量A0、一 AO之前相比变大，即，固定电极32形成为，电极指80、90与电极指52以间隔dO相向的部位的个数在可动电极34的驱动位移达到了目标位移量A0、一 AO之后与达到该目标位移量A0、一 AO之前相比增加。因此，在该变形例的构造中，也能够得到与上述的第一实施例的构造同样的效果。
[0101]另外，在该变形例的构造中，能够将固定电极32的电极指80、90与可动电极34的电极指52在Y轴方向上相向的间隔在所有部位形成为等间隔，因此与各部的间隔不均匀的构造相比，能够实现结构的紧凑化，能够防止在半导体基板14上位移量监视电极10占有的面积增大。
[0102]实施例2
[0103]图10表示本发明的第二实施例的位移量监视电极100的俯视图。另外，在图10中，对与上述图2所示的结构相同的结构部分标注同一附图标记而省略或简化其说明。而且，图11表示示出了本实施例的位移量监视电极100的动作工序的图。
[0104]本实施例的位移量监视电极100由固定电极32和可动电极34构成。固定电极32形成为梳齿状，且具有从基部40沿着与半导体基板14平行的X轴方向延伸的电极指102。电极指102相对于一个基部40相互平行地沿着Y轴方向等间隔地排列设有多个。各电极指102具有相同的形状。各电极指102分别形成为截面方形，且以截面积从与基部40连接的连接部到前端变化的方式构成。
[0105]具体而言，各电极指102分别构成为，通过使与基部40连接的连接部附近及前端附近的部位的Y轴方向上的宽度比其中间部位的Y轴方向上的宽度大，而使与基部40连接的连接部附近及前端附近的部位的截面积比其中间部位的截面积大。以下，将电极指102中的、截面积比较大的与基部40连接的连接部附近的部位称为根部102-1，将截面积比较大的前端附近的部位称为前端部102-2，而且将截面积比较小的中间部位称为中间部102-3。
[0106]固定电极32及可动电极34以基部40、50彼此在X轴方向上相向且电极指102与电极指52在Y轴方向上相向而啮合的方式配置。具体而言，可动电极34的各电极指52以进入到固定电极32的相互在Y轴方向上相邻的2个电极指102的中央位置的方式配置。相互在Y轴方向上相邻的可动电极34的电极指52与固定电极32的电极指102构成为，根据部位而在Y轴方向上形成不同的间隔dm，具体而言，电极指52与根部102-1之间的间隔及电极指52与前端部102-2之间的间隔比较小且电极指52与中间部102-3之间的间隔比较大。
[0107]可动电极34的各电极指52构成为，在构造体16、18的振动中心(即，可动电极34的位移中心)其前端在X轴方向上位于固定电极32的电极指102的中间部102-3的X轴方向上的中间。而且，中间部102-3的X轴方向上的长度即根部102-1与前端部102-2的X轴方向上的距离设定成与构造体16、18的目标振幅(B卩，与该目标振幅对应的可动电极34的前端距振动中心的目标位移量)AO的2倍的值相同或比该值略小。
[0108]另外，在Y轴方向上相互相邻的固定电极32的电极指102与可动电极34的电极指52在厚度方向即Z轴方向上重叠的部位处的厚度(即电极指102的侧壁与电极指52的侧壁在Z轴方向上相向的部位的高度)Tm可以与电极指102的Z轴方向上的厚度或电极指52的Z轴方向上的厚度不同，也可以与两厚度一致。
[0109]在该位移量监视电极100的构造中，在可动电极34从驱动位移量X为零的位置(x=0)驱动位移至驱动位移量X为目标位移量AO的位置(X=AO)的过程(第一过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指102为中间部102-3。在这种情况下，该固定电极32的电极指102与可动电极34的电极指52的Y轴方向上的间隔dm是比较大的恒定值。因此，在上述的第一过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C以恒定的斜率增加。
[0110]另外，在可动电极34从驱动位移量X为目标位移量AO的位置(X=AO)进一步向x>A0侧进行驱动位移的过程(第二过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指102为根部102-1。在这种情况下，该固定电极32的电极指102与可动电极34的电极指52的Y轴方向上的间隔dm为比较小的恒定值。因此，在上述的第二过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以比上述的第一过程中的斜率大的斜率增加。
[0111]另外，在可动电极34从χ>Α0的位置驱动位移至X=AO的位置的过程(第三过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的减少的电极指102为根部102-1。在这种情况下，该固定电极32的电极指102与可动电极34的电极指52的Y轴方向上的间隔dm为比较小的恒定值。因此，在上述的第三过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以与上述的第二过程中的斜率相同的斜率减少。
[0112]另外，在可动电极34从X=AO的位置驱动位移至X=O的位置的过程(第四过程)及可动电极34从x=0的位置驱动位移至X= - AO的位置的过程(第五过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的减少的电极指102为中间部102-3。在这种情况下，该固定电极32的电极指102与可动电极34的电极指52的Y轴方向上的间隔dm为比较大的恒定值。因此，在上述的第四及第五过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以比上述的第三过程中的斜率小的斜率减少。`
[0113]另外，在可动电极34从驱动位移量X为目标位移量一 AO的位置(X= — A0)进一步向X〈一 AO侧进行驱动位移的过程(第六过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的减少的电极指102为前端部102-2。在这种情况下，该固定电极32的电极指102与可动电极34的电极指52的Y轴方向上的间隔dm为比较小的恒定值。因此，在上述的第六过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以比上述的第四及第五过程中的斜率大的斜率减少。
[0114]另外，在可动电极34从x〈 - AO的位置驱动位移至X= - AO的位置的过程(第七过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指102为前端部102-2。在这种情况下，该固定电极32的电极指102与可动电极34的电极指52的Y轴方向上的间隔dm为比较小的恒定值。因此，在上述的第七过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以与上述的第六过程中的斜率相同的斜率增加。
[0115]而且，在可动电极34从X= - AO的位置驱动位移至X=O的位置的过程(第八过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指102为中间部102-3。在这种情况下，该固定电极32的电极指102与可动电极34的电极指52的Y轴方向上的间隔dm为比较大的恒定值。因此，在上述的第八过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以比上述的第七过程中的斜率小的斜率增加。
[0116]如此，位移量监视电极100的构造也具有如下特性:在可动电极34的驱动位移量X为目标位移量一 AO与AO之间时，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC相对于可动电极34向X轴方向的驱动位移量X的变化灵敏度比较小，另一方面，在可动电极34的驱动位移量X满足X〈一 AO或χ>Α0时，该变化灵敏度比较大。
[0117]即，位移量监视电极100的构造中，上述的静电电容变化量AC的变化灵敏度具有如下特性:在可动电极34的驱动位移达到了目标位移量AO之后与达到该目标位移量AO之前相比变大，且在可动电极34的驱动位移达到目标位移量一 AO之后与达到该目标位移量一 AO之前相比变大。具体而言，固定电极32及可动电极34 (尤其是固定电极32)形成为，电极指102、52彼此相向的间隔dm(尤其是电极指52的前端与电极指102相向的间隔)在可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后与达到该目标位移量AO之前相比变小，且在可动电极34的驱动位移达到目标位移量一 AO之后与达到该目标位移量一 AO之前相比变小。
[0118]因此，在位移量监视电极100的构造中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量Λ C相对于可动电极34驱动位移至目标位移量AO、一 AO之后的可动电极34的驱动位移量X的变化灵敏度比可动电极34位于目标位移量一 AO与AO之间时的变化灵敏度高。因此，在本实施例的位移量监视电极100的构造中，也能够得到与上述的第一实施例的位移量监视电极10的构造同样的效果。
[0119]另外，在位移量·监视电极100的构造中，能够将固定电极32的电极指102的各部与可动电极34的电极指52在Y轴方向上相邻的间隔及固定电极32的Y轴方向上相互相邻的电极指102彼此的各部在Y轴方向上相邻的间隔分别形成为等间隔，因此与具有不均匀的间隔的构造相比，能够实现结构的简化及紧凑化。
[0120]然而，在上述的第二实施例中，使固定电极32及可动电极34的电极指102、52彼此相向的间隔dm (尤其是电极指52的前端与电极指102相向的间隔)在可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后与达到该目标位移量AO之前相比变小,在此基础上,可动电极34的电极指52设为从与基部50连接的连接部到前端具有相同的截面积，固定电极32的电极指102设为从与基部40连接的连接部到前端具有变化的截面积，但本发明并未限定于此，也可以设为，固定电极32的电极指及可动电极34的电极指分别具有从与基部连接的连接部到前端发生变化的截面积。
[0121]例如，如图12所示，可以是，固定电极32的电极指120由与基部40连接的连接部附近的截面积比较大的根部120-1、前端附近的截面积比较大的前端部120-2、截面积比较小的中间部120-3构成，且可动电极34的电极指122由与基部50连接的连接部附近的截面积比较大的根部122-1、前端附近的截面积比较大的前端部122-2、截面积比较小的中间部122-3构成。在该变形例的构造中，可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO、一 AO之后的固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C的变化灵敏度比可动电极34的驱动位移达到该目标位移量A0、一 AO之前的变化灵敏度进一步变大，因此能够使效果比上述的第二实施例的效果更加显著。
[0122]另外，如图13所示，可以是，固定电极32的电极指130由与基部40连接的连接部附近的截面积比较大的根部130-1、截面积比较小的基础部130-2构成，且可动电极34的电极指132由与基部50连接的连接部附近的截面积比较大的根部132-1、前端附近的截面积比较大的前端部132-2、截面积比较小的中间部132-3构成。在该变形例的构造中，可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后的固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C的变化灵敏度比可动电极34的驱动位移达到该目标位移量AO之前的变化灵敏度进一步变大，因此能够使效果比上述的第二实施例的效果更加显著。
[0123]另外，如图14所示，可以是，固定电极32的电极指140由与基部40连接的连接部附近的截面积比较大的根部140-1、截面积比较小的基础部140-2构成，且可动电极34的电极指142由截面积比较小的基础部142-1及与基部50连接的连接部附近的截面积比较大的前端部142-2构成。在该变形例的构造中，可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后的固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C的变化灵敏度比可动电极34的驱动位移达到该目标位移量AO之前的变化灵敏度进一步变大，因此能够使效果比上述的第二实施例的效果更加显著。
[0124]另外，在上述的图12~图14所示的变形例的构造中，如图15(另外，在该图15中，示出了图13所示的变形例的构造。)所示，作为位移量监视电极100整体的结构，能够将固定电极32的电极指与可动电极34的电 极指在Y轴方向上相向的各部位的间隔及固定电极32的Y轴方向上相互相邻的电极指彼此的各部位的间隔分别形成为等间隔(即，如图15所示,使 a=a' =a' ' =a' ' ' , b=b/ =b' ' =b' ' ' , c=c'且(1=(1'成立)，因此与具有不均匀的间隔的构造相比，能够实现结构的简化及紧凑化。
[0125]实施例3
[0126]图16表不本发明的第三实施例的位移量监视电极200的俯视图。另外,在图10中，对与上述图2所示的结构相同的结构部分标注同一附图标记而省略或简化其说明。而且，图17表示示出了本实施例的位移量监视电极200中的动作工序的图。
[0127]本实施例的位移量监视电极200由固定电极32和可动电极34构成。固定电极32形成为梳齿状，且具有从基部40沿着与半导体基板14平行的X轴方向延伸的电极指202。电极指202相对于一个基部40相互平行地沿着Y轴方向等间隔地排列设有多个。各电极指202具有相同的形状。各电极指202分别形成为截面方形，且以截面积从与基部40连接的连接部到前端变化的方式构成。
[0128]具体而言，各电极指202分别构成为，与基部40连接的连接部附近及前端附近的部位的Z轴方向上的厚度比其中间部位的Z轴方向上的厚度大，由此与基部40连接的连接部附近及前端附近的部位的截面积比该中间部位的截面积大。以下，将电极指202中的、截面积比较大的与基部40连接的连接部附近的部位称为根部202-1，将截面积比较大的前端附近的部位称为前端部202-2，而且，将截面积比较小的中间部位称为中间部202-3。
[0129]固定电极32及可动电极34以基部40、50彼此在X轴方向上相向且电极指202与电极指52在Y轴方向上相向而啮合的方式配置。具体而言，可动电极34的各电极指52以进入到固定电极32的相互在Y轴方向上相邻的2个电极指202的中央位置的方式配置。在相互沿着Y轴方向相邻的可动电极34的电极指52与固定电极32的电极指202之间，在Y轴方向上形成有预定的间隔dO。
[0130]可动电极34的各电极指52构成为，在构造体16、18的振动中心(即，可动电极34的位移中心)其前端在X轴方向上位于固定电极32的电极指202的中间部202-3的X轴方向上的中间。而且，中间部202-3的X轴方向上的长度即根部202-1与前端部202-2的X轴方向上的距离设定成与构造体16、18的目标振幅(B卩，与该目标振幅对应的可动电极34的前端距振动中心的目标位移量)AO的2倍的值相同或比该值略小。
[0131]另外，在Y轴方向上相互相邻的固定电极32的电极指202和可动电极34的电极指52构成为，在厚度方向即Z轴方向上重叠的部位的厚度(即电极指202的侧壁与电极指52的侧壁在Z轴方向上相向的部位的高度)Tm根据部位而不同，具体而言，电极指52与根部202-1之间的厚度及电极指52与前端部202-2之间的厚度比较大且电极指52与中间部202-3之间的厚度比较小。
[0132]在该位移量监视电极200的构造中，在可动电极34从驱动位移量x为零的位置(x=0)驱动位移至驱动位移量X为目标位移量AO的位置(X=AO)的过程(第一过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指202为中间部202-3。在这种情况下，该固定电极32的电极指202与可动电极34的电极指52在Y轴方向上相向的Z轴方向上的高度Tm为比较小的恒定值，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO相向的面积随着该可动电极34的位移而成比例地增加。因此，在上述的第一过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以恒定的斜率增加。
[0133]另外，在可动电极34从驱动位移量X为目标位移量AO的位置(X=AO)进一步向x>A0侧进行驱动位移的过程(第二过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指202为根部202-1。在这种情况下，该固定电极32的电极指202与可动电极34的电极指52在Y轴方向上相向的Z轴方向上的高度Tm为比较大的恒定值，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO相向的面积随着该可动电极34的位移而成比例地增加，该面积的增加斜率比上述的第一过程中的增加斜率大。因此，在上述的第二过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以比上述的第一过程中的斜率大的斜率增加。
[0134]另外，在可动电极34从χ>Α0的位置驱动位移至X=AO的位置的过程(第三过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的减少的电极指202为根部202-1。在这种情况下，该固定电极32的电极指202与可动电极34的电极指52在Y轴方向上相向的Z轴方向上的高度Tm为比较大的恒定值，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO相向的面积随着该可动电极34的位移而成比例地减少。因此，在上述的第三过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以与上述的第二过程中的斜率相同的斜率减少。
[0135]另外，在可动电极34从X=AO的位置驱动位移至X=O的位置的过程(第四过程)及可动电极34从x=0的位置驱动位移至X= - AO的位置的过程(第五过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的减少的电极指202为中间部202-3。在这种情况下，该固定电极32的电极指202与可动电极34的电极指52在Y轴方向上相向的Z轴方向上的高度Tm为比较小的恒定值，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO相向的面积随着该可动电极34的位移而成比例地减少，并且该面积的减少斜率比上述的第三过程中的减少斜率小。因此，在上述的第四及第五过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以比上述的第三过程中的斜率小的斜率减少。
[0136]另外，在可动电极34从驱动位移量X为目标位移量一 AO的位置(X= — A0)进一步向X〈一 AO侧进行驱动位移的过程(第六过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的减少的电极指202为前端部202-2。在这种情况下，该固定电极32的电极指202与可动电极34的电极指52在Y轴方向上相向的Z轴方向上的高度Tm为比较大的恒定值，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO相向的面积随着该可动电极34的位移而成比例地减少，并且该面积的减少斜率比上述的第四及第五过程中的减少斜率大。因此，在上述的第六过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以比上述的第四及第五过程中的斜率大的斜率减少。
[0137]另外，在可动电极34从x〈 - AO的位置驱动位移至X= — AO的位置的过程(第七过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指202为前端部202-2。在这种情况下，该固定电极32的电极指202与可动电极34的电极指52在Y轴方向上相向的Z轴方向上的高度Tm为比较大的恒定值，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO相向的面积随着该可动电极34的位移而成比例地增力口。因此，在上述的第七过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以与上述的第六过程中的斜率相同的斜率增加。
[0138]而且，在可动电极34从X= - AO的位置驱动位移至X=O的位置的过程(第八过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指202为中间部202-3。在这种情况下，该固定电极32的电极指202与可动电极34的电极指52在Y轴方向上相向的Z轴方向上的高度Tm为比较小的恒定值，固定电极32与可动电极34隔开间隔dO相向的面积随着该可动电极34的位移而成比例地增加，并且该面积的增加斜率比上述的第七过程中的增加斜率小。因此，在上述的第八过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC以比上述的第七过程中的斜率小的斜率增加。
[0139]如此，位移量监视电极200的构造也具有如下特性:在可动电极34的驱动位移量X为目标位移量一 AO与AO之间时，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC相对于可动电极34向X轴方向的驱动位移量X的变化灵敏度比较小，另一方面，在可动电极34的驱动位移量X满足X〈一 AO或χ>Α0时，该变化灵敏度比较大。
[0140]S卩，位移量监视电极200的构造中，上述的静电电容变化量AC的变化灵敏度具有如下特性:在可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后与达到该目标位移量AO之前相比变大，且在可动电极34的驱动位移达到目标位移量一 AO之后与达到该目标位移量一AO之前相比变大。具体而言，固定电极32及可动电极34 (尤其是固定电极32)形成为，电极指202、52彼此在Y轴方向上相向的Z轴方向上的高度Tm(尤其是电极指52的前端与电极指202相向的Z轴方向上的高度)在可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后与达到该目标位移量AO之前相比变大,且在可动电极34的驱动位移达到目标位移量一 AO之后与达到该目标位移量一 AO之前相比变大。[0141]因此，在位移量监视电极200的构造中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量Λ C相对于可动电极34驱动位移至目标位移量AO、一 AO之后的可动电极34的驱动位移量X的变化灵敏度比可动电极34位于目标位移量一 AO与AO之间时的变化灵敏度高。因此，在本实施例的位移量监视电极200的构造中，也能够得到与上述的第一实施例及第二实施例的位移量监视电极10、100的构造同样的效果。
[0142]另外，在位移量监视电极200的构造中，与上述的第一实施例及第二实施例的位移量监视电极10、100的构造不同，固定电极32的电极指202及可动电极34的电极指52分别具有从前端到与基部40、50连接的连接部Y轴方向上的宽度不发生变化的结构。因此，能够将固定电极32的电极指202与可动电极34的电极指52在Y轴方向上相向的间隔、固定电极32的Y轴方向上相互相邻的电极指202彼此在Y轴方向上相邻的间隔及可动电极34的Y轴方向上相互相邻的电极指52彼此在Y轴方向上相邻的间隔分别形成为最短且等间隔，因此与具有不均匀的间隔的构造相比，能够实现结构的简化及紧凑化，能够防止半导体基板14上位移量监视电极200所占有的面积增大。
[0143]然而，在上述的第三实施例中，固定电极32及可动电极34的电极指202、52彼此在Y轴方向上相向的Z轴方向上的高度Tm (尤其是电极指52的前端与电极指202相向的Z轴方向上的高度)在可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后与达到该目标位移量AO之前相比变小，在此基础上，可动电极34的电极指52从与基部50连接的连接部到前端具有相同的截面积，固定电极32的电极指202从与基部40连接的连接部到前端具有变化的截面积，但本发明并未限定于此，可以是，固定电极32的电极指及可动电极34的电极指分别从与基部连接的连接部到前端具有变化的截面积。
[0144]例如，如图18Α、图18Β及图18C所示，可以是，固定电极32的电极指220由与基部40连接的连接部附近的截 面积比较大的根部220-1、前端附近的截面积比较大的前端部220-2、截面积比较小的中间部220-3构成，且可动电极34的电极指222由与基部50连接的连接部附近的截面积比较大的根部222-1、前端附近的截面积比较大的前端部222-2、截面积比较小的中间部222-3构成。在该变形例的构造中，可动电极34的驱动位移达到了目标位移量AO、一 AO之后的固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量Λ C的变化灵敏度比可动电极34的驱动位移达到该目标位移量Α0、一 AO之前的变化灵敏度进一步变大，因此能够使效果比上述的第三实施例的效果更加显著。
[0145]另外，如图19Α、图19Β及图19C所示，可以是，固定电极32的电极指230由与基部40连接的连接部附近的截面积比较大的根部230-1、截面积比较小的基础部230-2构成，且可动电极34的电极指232由与基部50连接的连接部附近的截面积比较大的根部232-1、前端附近的截面积比较大的前端部232-2、截面积比较小的中间部232-3构成。在该变形例的构造中，可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后的固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C的变化灵敏度比可动电极34的驱动位移达到该目标位移量AO之前的变化灵敏度进一步变大，因此能够使效果比上述的第三实施例的效果更加显著。
[0146]另外，如图20Α、图20Β及图20C所示，可以是，固定电极32的电极指240由与基部40连接的连接部附近的截面积比较大的根部240-1、截面积比较小的基础部240-2构成，且可动电极34的电极指242由截面积比较小的基础部242-1及与基部50连接的连接部附近的截面积比较大的前端部242-2构成。在该变形例的构造中，可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后的固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC的变化灵敏度比可动电极34的驱动位移达到该目标位移量AO之前的变化灵敏度进一步变大，因此能够使效果比上述的第三实施例的效果更加显著。
[0147]另外，在上述的图18?图20所示的变形例的构造中，作为位移量监视电极200整体的结构，能够将固定电极32的电极指与可动电极34的电极指在Y轴方向上相向的间隔、固定电极32的Y轴方向上相互相邻的电极指彼此在Y轴方向上相邻的间隔及可动电极34的Y轴方向上相互相邻的电极指彼此在Y轴方向上相邻的间隔分别形成为最短且等间隔(例如，如图21所示，使e=e' =e' ' =e'''成立)，因此与具有不均匀的间隔的构造相t匕，能够实现结构的简化及紧凑化，能够防止半导体基板14上位移量监视电极200所占有的面积增大。
[0148]实施例4
[0149]图22A表示本发明的第四实施例的位移量监视电极300的俯视图。图22B表示图22A所示的位移量监视电极300的V-V线剖视图。另外，在图22A及图22B中，对与上述图2所示的结构相同的结构部分标注同一附图标记而省略或简化其说明。而且，图23表示示出了本实施例的位移量监视电极300中的动作工序的图。
[0150]本实施例的位移量监视电极300由固定电极32和可动电极34构成。固定电极32形成为梳齿状，且具有从基部40沿着与半导体基板14平行的X轴方向延伸的电极指302。电极指302相对于一个基部40相互平行地沿着Y轴方向等间隔地排列设有多个。各电极指302相互具有相同的形状。电极指302形成为截面方形，且以从与基部40连接的连接部到前端具有相同的截面积(在Y轴方向上为相同宽度且在Z轴方向上为相同厚度)。而且，电极指302与可动电极34的电极指52在厚度方向即Z轴方向上重叠的部位处的厚度(SP电极指302的侧壁与电极指52的侧壁在Z轴方向上相向的部位处的高度)Tm为恒定。
[0151]在固定电极32的电极指302中，在与基部40连接的连接部附近及前端附近的部位的表面上配置有介电材料304、306。介电材料304、306分别设于电极指302与可动电极34的电极指52在Y轴方向上相向的侧面的两侧。介电材料304、306由与电极指302主体的材料不同的、绝缘性高的材料或者具有低杨氏模量或粘性的材料构成。介电材料304、306具有比空气的相对介电常数“I”大的相对介电常数，在电极指302的表面上沿着Y轴方向具有预定厚度dl。
[0152]另外，介电材料304、306可以利用例如通过对硅进行热氧化而能够容易地堆积的SiO2膜(氧化绝缘膜)或抗蚀材料等有机材料等来制造。而且，以下，将电极指302中的、与设有介电材料304的基部40连接的连接部附近的部位称为根部302-1，将设有介电材料306的前端附近的部位称为前端部302-2，而且，将根部302-1与前端部302-2的中间部位称为中间部302-3。
[0153]固定电极32及可动电极34以基部40、50彼此在X轴方向上相向且电极指302与电极指52在Y轴方向上相向而啮合的方式配置。具体而言，可动电极34的各电极指52以进入到固定电极32的相互在Y轴方向上相邻的2个电极指302的中央位置的方式配置。在相互沿着Y轴方向相邻的可动电极34的电极指52与固定电极32的电极指302之间，在电极指302的中间部302-3沿着Y轴方向形成有预定的间隔d0，而且，在根部302-1及前端部302-2沿着Y轴方向形成有预定的间隔(dO-dl)。[0154]可动电极34的各电极指52构成为，在构造体16、18的振动中心(即，可动电极34的位移中心)其前端在X轴方向上位于固定电极32的电极指302的中间部302-3的X轴方向上的中间。而且，中间部302-3的X轴方向上的长度即根部302-1与前端部302-2的X轴方向上的距离(介电材料304的一端与介电材料306的一端在X轴方向上的分离距离)设定成与构造体16、18的目标振幅(即，与该目标振幅对应的可动电极34的前端距振动中心的目标位移量)AO的2倍的值相同或比该值略小。
[0155]另外，在Y轴方向上相互相邻的固定电极32的电极指302与可动电极34的电极指52在厚度方向即Z轴方向上重叠的部位处的厚度(即电极指302的侧壁与电极指52的侧壁在Z轴方向上相向的部位处的高度)Tm可以与电极指102的Z轴方向上的厚度或电极指52的Z轴方向上的厚度不同，也可以与两厚度一致。 [0156]在该位移量监视电极300的构造中，在可动电极34从驱动位移量x为零的位置(X=O )驱动位移至驱动位移量X为目标位移量AO的位置(X=AO )的过程(第一过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指302为中间部302-3。因此，在上述的第一过程中，该固定电极32的电极指302与可动电极34的电极指52的Y轴方向上之间的介电常数是基于它们之间的空间的介电常数的恒定值(=ε 1)，因此固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量ACl如下式(2)所示那样按照上述的驱动位移量X以恒定的斜率增加。另外，固定电极32与可动电极34相向的相向面积的变化量为AS。
[0157]ACl= ε I.AS/d0...(2)
[0158]另外，在可动电极34从驱动位移量X为目标位移量AO的位置(X=AO)进一步向x>A0侧进行驱动位移的过程(第二过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指302为根部302-1。因此，在上述的第二过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC2如下式(3)所示那样，基于介电材料304的静电电容变化量和该介电材料304与可动电极34的电极指52的Y轴方向上之间的空间的静电电容变化量，按照上述的驱动位移量X以比上述的第一过程中的斜率大的斜率增加。另外，固定电极32的电极指302与可动电极34的电极指52之间的空间的介电常数为ε 1，介电材料304的介电常数为ε2 (> ε 1)，固定电极32与可动电极34的相向面积的变化量为AS。
[0159]AC2= ε I.ε 2.AS/ ( ε 2.(dO — dl) + ε I.dl)...(3)
[0160]另外，在可动电极34从x>A0的位置驱动位移至X=AO的位置的过程(第三过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的减少的电极指302为根部302-1。因此，在上述的第三过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C按照上述的驱动位移量X而以与上述的第二过程中的斜率相同的斜率减少。
[0161]另外，在可动电极34从X=AO的位置驱动位移至X=O的位置的过程(第四过程)及可动电极34从x=0的位置驱动位移至X= - AO的位置的过程(第五过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的减少的电极指302为中间部302-3。因此，在上述的第四及第五过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C按照上述的驱动位移量X而以比上述的第三过程中的斜率小的斜率减少。
[0162]另外，在可动电极34从驱动位移量X为目标位移量一 AO的位置(X= — A0)进一步向X〈一 AO侧进行驱动位移的过程(第六过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的减少的电极指302为前端部302-2。因此，在上述的第六过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C基于介电材料306的静电电容变化量及该介电材料306与可动电极34的电极指52之间的空间的静电电容变化量，按照上述的驱动位移量X而以比上述的第四及第五过程中的斜率大的斜率减少。
[0163]另外，在可动电极34从x〈 - AO的位置驱动位移至X= — AO的位置的过程(第七过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指302为前端部302-2。因此，在上述的第七过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△(:按照上述的驱动位移量X而以与上述的第六过程中的斜率相同的斜率增加。
[0164]而且，在可动电极34从X= - AO的位置驱动位移至X=O的位置的过程(第八过程)中，与可动电极34相向的固定电极32中的有助于固定电极32与可动电极34的相向面积的增加的电极指302为中间部302-3。因此，在上述的第八过程中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC按照上述的驱动位移量X而以比上述的第七过程中的斜率小的斜率增加。
[0165]如此，位移量监视电极300的构造也具有如下特性:在可动电极34的驱动位移量X为目标位移量一 AO与AO之间时，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC相对于可动电极34向X轴方向的驱动位移量X的变化灵敏度比较小，另一方面，在可动电极34的驱动位移量X满足X〈一 AO或χ>Α0时，该变化灵敏度比较大。
[0166]即，位移量监视电极300的构造中，上述的静电电容变化量AC的变化灵敏度具有如下的特性:在可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后与达到该目标位移量AO之前相比变大，且在可动电极34的驱动`位移达到目标位移量一 AO之后与达到该目标位移量一 AO之前相比变大。具体而言，固定电极32及可动电极34 (尤其是固定电极32)为了使上述的静电电容变化量△ C的变化灵敏度具有上述的特性而具有在前端附近或与基部连接的连接部附近配置有介电材料304、306的电极指。
[0167]因此，在位移量监视电极300的构造中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量Λ C相对于可动电极34驱动位移至目标位移量AO、一 AO之后的可动电极34的驱动位移量X的变化灵敏度比可动电极34位于目标位移量一 AO与AO之间时的变化灵敏度高。因此，在本实施例的位移量监视电极300的构造中，也能够得到与上述的第一实施例~第三实施例的位移量监视电极10、100、200的构造同样的效果。
[0168]另外，在位移量监视电极300中，在介电材料304、306分别由绝缘性高的材料构成的情况下，在构造体16、18沿着X轴方向振动的过程中，即使由于制造偏差、控制偏差、来自外部的过大应力施加等而使可动电极34与固定电极32冲突，通过该介电材料304、306的存在也能避免两电极32、34导通，因此能够高精度地检测固定电极32与可动电极34之间的静电电容的变化，能够防止在使构造体16、18相对于半导体基板14向X轴方向激振驱动这一方面的误动作。[0169]而且，在位移量监视电极300中，在介电材料304、306分别由具有低杨氏模量或粘性的材料构成的情况下，即使由于制造偏差、控制偏差、来自外部的过大应力施加等而使可动电极34与固定电极32冲突，通过介电材料304、306的存在也能吸收施加给两电极32、34的冲击，因此能够防止固定电极32及可动电极34的破损。
[0170]然而，在上述的第四实施例中，仅在固定电极32的电极指302配置了介电材料304、306，但本发明并未限定于此，还可以在可动电极34的电极指也配置介电材料。
[0171]例如，如图24所示，可以在固定电极32及可动电极34的电极指320、322这双方分别在与基部40、50连接的连接部附近及前端附近的部位配置介电材料324、326、328、330。在该变形例的构造中，可动电极34的驱动位移达到了目标位移量A0、配设AO之后的固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C的变化灵敏度比可动电极34的驱动位移达到该目标位移量A0、配设AO之前的变化灵敏度进一步变大，因此能够使效果比上述的第四实施例的效果更加显著。
[0172]另外，如图25所示，在固定电极32的电极指340中，也可以仅在与基部40连接的连接部附近的部位配置介电材料342，且在可动电极34的电极指344中，在与基部50连接的连接部附近及前端附近的部位配置介电材料346、348。在该变形例的构造中，可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO、配设AO之后的固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C的变化灵敏度比可动电极34的驱动位移达到该目标位移量A0、配设AO之前的变化灵敏度进一步变大，因此能够使效果比上述的第四实施例的效果更加显著。
[0173]另外，如图26所示，在固定电极32的电极指360中，可以仅在与基部40连接的连接部附近的部位配置介电材料362，且在可动电极34的电极指364中，仅在前端附近的部位配置介电材料366。在该变形例的构造中，可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后的固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C的变化灵敏度比可动电极34的驱动位移达到该目标位·移量AO之前的变化灵敏度进一步变大，因此能够使效果比上述的第四实施例的效果更加显著。
[0174]另外，在上述的图24~图26所示的变形例的构造中，如图27所示，由于配置在固定电极32及可动电极34的介电材料的存在，能避免两电极32、34导通，并且能吸收两电极32,34发生了冲突时的冲击，因此能够得到与上述的第四实施例同样的效果。
[0175]另外，在上述的第四实施例中，通过在固定电极32的表面配置预定厚度dl的介电材料304、306，而使固定电极32的电极指302与可动电极34的电极指52之间的介电常数变化，从而使固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量AC的变化灵敏度根据可动电极34的驱动位移量而变化，但本发明并未限定于此。即，固定电极32的电极指302及可动电极34的电极指52可以分别具有从前端到与基部40、50连接的连接部Y轴方向上的宽度不发生变化的结构，且使固定电极32的电极指302的表面与可动电极34的电极指52的表面之间设置的介电材料从前端到与基部40、50连接的连接部不同，由此使它们之间的介电常数变化而实现上述的变化灵敏度。例如，使固定电极32的电极指302的表面与可动电极34的电极指52的表面之间设置的介电材料在固定电极32的电极指302的根部302-1及前端部302-2所对应的部位上介电常数比较高，而在该电极指302的中间部302-3所对应的部位上介电常数比较低。
[0176]在该变形例中，电极指302、52彼此在Y轴方向上相向之间的介电常数在可动电极34的驱动位移达到目标位移量AO之后与达到该目标位移量AO之前相比变大,且在可动电极34的驱动位移达到目标位移量一 AO之后与达到该目标位移量一 AO之前相比变大。因此，在该变形例中，固定电极32与可动电极34之间的静电电容变化量△ C相对于可动电极34驱动位移至目标位移量AO、一 AO之后的可动电极34的驱动位移量x的变化灵敏度比可动电极34位于目标位移量一 AO与AO之间时的变化灵敏度高，因此能够得到与上述的第四实施例同样的效果。
[0177]另外，在该变形例的构造中，与上述的第一实施例、第二实施例及第四实施例的位移量监视电极10、100、300的构造不同，固定电极32的电极指302及可动电极34的电极指52分别具有从前端到与基部40、50连接的连接部Y轴方向上的宽度不发生变化的结构。因此，能够将固定电极32的电极指302与可动电极34的电极指52在Y轴方向上相向的间隔、固定电极32的Y轴方向上相互相邻的电极指302彼此在Y轴方向上相邻的间隔及可动电极34的Y轴方向上相互相邻的电极指52彼此在Y轴方向上相邻的间隔分别形成为最短且等间隔，因此与具有不均匀的间隔的构造相比，能够实现结构的简化及紧凑化，能够防止半导体基板14上位移量监视电极300所占有的面积增大。
[0178]而且，在上述的第一~第四实施例中，将位移量监视电极10、100、200、300设为搭载于用于检测角速度的角速度传感器12的结构，但本发明并未限定于此，只要能监视构造体的驱动位移量即可，也可以搭载于其他传感器。
[0179]附图标记说明
[0180]10、28-1、28-2、30-1、30-2、100、200、300 位移量监视电极
[0181]14半导体基板
[0182]16、18 构造体
[0183]32固定电极
[0184]34可动电极
[0185]40、50 基部
[0186]42、52、80、90、102、120、122、130、132、140、142、202、220、222、230、232、240、242、302、320、322、340、344、360、364 电极指
[0187]304、306、324 ~330、342、346、348、362、366 介电材料
【权利要求】
1.一种位移量监视电极的构造，其中，分别由基部及从该基部沿着与基板平行的预定轴向延伸的电极指构成的梳齿状的、相对于所述基板被固定的固定电极和能在所述预定轴向上位移的可动电极以相互的所述电极指彼此啮合的方式相向配置，基于所述固定电极与所述可动电极之间的静电电容的变化量来监视应以目标振幅驱动的检测质量的位移量,所述位移量监视电极的构造的特征在于， 所述静电电容的变化量相对于所述可动电极向所述预定轴向的位移量的变化灵敏度具有如下特性:在该可动电极向该预定轴向的位移达到与所述目标振幅对应的目标位移量之后与达到该目标位移量之前相比变大。
2.根据权利要求1所述的位移量监视电极的构造，其特征在于， 所述静电电容的变化量相对于所述可动电极从中立位置向所述预定轴向的一方的位移量的变化灵敏度及所述静电电容的变化量相对于所述可动电极从中立位置向所述预定轴向的另一方的位移量的变化灵敏度分别具有所述特性。
3.根据权利要求1或2所述的位移量监视电极的构造，其特征在于， 所述固定电极及所述可动电极的至少一方形成为，所述固定电极及所述可动电极的所述电极指彼此以预定距离相向的面的总面积的变化灵敏度在该可动电极向所述预定轴向的位移达到所述目标位移量之后与达到该目标位移量之前相比变大。
4.根据权利要求3所述的位移量监视电极的构造，其特征在于， 所述固定电极及所述可动电极形成为，所述固定电极及所述可动电极的所述电极指彼此以预定距离相向的部位的个数在该可动电极向所述预定轴向的位移达到所述目标位移量之后与达到该目标位移量之前相比增加。
5.根据权利要求3所述的位移量监视电极的构造，其特征在于， 所述固定电极及所述可动电极的至少一方形成为，所述固定电极及所述可动电极的所述电极指彼此以预定距离相向的面在垂直于所述基板的方向上的长度在该可动电极向所述预定轴向的位移达到所述目标位移量之后与达到该目标位移量之前相比变大。
6.根据权利要求1或2所述的位移量监视电极的构造，其特征在于， 所述固定电极及所述可动电极的至少一方形成为，所述固定电极及所述可动电极的所述电极指彼此相向的间隔在该可动电极向所述预定轴向的位移达到所述目标位移量之后与达到该目标位移量之前相比变小。
7.根据权利要求1或2所述的位移量监视电极的构造，其特征在于， 所述固定电极及所述可动电极的至少一方构成为，所述固定电极及所述可动电极的彼此以预定距离相向的所述电极指之间的介电常数在该可动电极向所述预定轴向的位移达到所述目标位移量之后与达到该目标位移量之前相比变大。
【文档编号】G01B7/00GK103717997SQ201180072685
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2011年8月9日 优先权日:2011年8月9日
【发明者】成田胜俊 申请人:丰田自动车株式会社