振動(dòng)器件、電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】振動(dòng)器件、電子設(shè)備。本發(fā)明提供沒有可動(dòng)電極的非線形動(dòng)作、也不會(huì)使振動(dòng)器件的大小增加并能夠進(jìn)行頻率調(diào)整的振動(dòng)器件。振動(dòng)器件具備：振子（3），其具有能相對(duì)于基板移位的梁（39）、從上述梁延伸的梳齒狀的可動(dòng)電極（41、42）和固定在上述基板（60）上且插在上述可動(dòng)電極的梳齒狀電極之間的梳齒狀的固定電極（31、32）；振蕩電路，其使上述振子進(jìn)行振蕩；以及偏置電路，其向上述可動(dòng)電極與上述固定電極之間提供直流偏置電壓。
【專利說明】振動(dòng)器件、電子設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及振動(dòng)器件、電子設(shè)備等。
【背景技術(shù)】
[0002]一般公知有利用MEMS (Micro Electro Mechanical System:微電子機(jī)械系統(tǒng))技術(shù)在半導(dǎo)體基板上設(shè)有MEMS元件的振蕩器。在這樣的振蕩器中，使用MEMS元件作為振子，將目標(biāo)頻率的時(shí)鐘脈沖輸出到外部電路等。以下，將這樣的MEMS振蕩器、以及包括振子(或振動(dòng)板)和必要的振蕩電路等并向外部輸出目標(biāo)頻率的時(shí)鐘脈沖的器件稱為振動(dòng)器件。另夕卜，以下，將用作振子的MEMS兀件稱為MEMS振子。
[0003]作為現(xiàn)有的MEMS振子，公知如下這樣的器件:具備以懸浮在基板上的狀態(tài)由支承部件保持的可動(dòng)電極和與可動(dòng)電極隔著微小的距離進(jìn)行配置的固定電極，通過向這些電極之間提供交流電壓來(lái)使可動(dòng)電極振動(dòng)(例如，參照專利文獻(xiàn)I )。
[0004]可通過使MEMS振子與振蕩電路組合來(lái)構(gòu)成振動(dòng)器件(MEMS振蕩器)。通過振蕩電路提供上述交流電壓，振蕩電路能夠以由共振頻率決定的頻率來(lái)維持可動(dòng)電極的振蕩。因此，振動(dòng)器件可產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率的信號(hào)。
[0005]但是，例如，由于可動(dòng)電極的尺寸偏差等，一般，MEMS振子的共振頻率會(huì)產(chǎn)生偏差。因此，需要利用某些方法來(lái)校正共振頻率的偏差。在專利文獻(xiàn)I的發(fā)明中記載了通過向振子的固定電極與可動(dòng)電極之間提供直流偏置電壓來(lái)調(diào)整振蕩器的振蕩頻率的方法。另外，在專利文獻(xiàn)2的發(fā)明中公開了通過對(duì)振動(dòng)體(與可動(dòng)電極對(duì)應(yīng))施加拉伸應(yīng)力來(lái)校正共振頻率的偏差的方法。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-232791號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-011134號(hào)公報(bào)
[0008]但是，在專利文獻(xiàn)I的發(fā)明中，可動(dòng)電極和固定電極是平行的平板形狀，作用于電極之間的靜電力是非線形的。因此，具有如下這樣的問題:當(dāng)利用偏置電壓使共振頻率大幅變化時(shí)，力相對(duì)于電壓變化而大幅變化，非線形的動(dòng)作隨著可動(dòng)電極的移位而變得明顯。
[0009]另外，在專利文獻(xiàn)2的發(fā)明中，雖然能夠抑制與共振頻率調(diào)整相伴的上述非線形動(dòng)作增加的問題，但需要另外在與振子相同的平面上設(shè)置產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的新電極。因此，具有振動(dòng)器件變大的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明是鑒于以上這樣的問題而完成的。根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)方式，可提供沒有可動(dòng)電極的非線形動(dòng)作、也不會(huì)使振動(dòng)器件的大小增加的、可進(jìn)行頻率調(diào)整的振動(dòng)器件。
[0011]本發(fā)明正是為了解決上述問題的至少一部分而完成的，能夠作為以下的方式或者應(yīng)用例來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0012][應(yīng)用例I]
[0013]本應(yīng)用例的振動(dòng)器件具備:振子，其具有能夠移位的梁、從所述梁延伸出的梳齒狀的可動(dòng)電極、和插在所述可動(dòng)電極的梳齒狀電極之間的梳齒狀固定電極；振蕩電路，其使所述振子進(jìn)行振蕩；以及偏置電路，其向所述可動(dòng)電極與所述固定電極之間提供直流偏置電壓。
[0014][應(yīng)用例2]
[0015]在上述應(yīng)用例的振動(dòng)器件中，所述可動(dòng)電極包括在俯視中隔著所述梁配置在一側(cè)的梳齒狀的第I可動(dòng)電極以及配置在另一側(cè)的梳齒狀的第2可動(dòng)電極，所述固定電極包括插在所述第I可動(dòng)電極之間的梳齒狀的第I固定電極以及插在所述第2可動(dòng)電極之間的梳齒狀的第2固定電極，所述偏置電路具備:第I偏置電路，其向所述第I可動(dòng)電極與所述第I固定電極之間提供直流偏置電壓；以及第2偏置電路，其向所述第2可動(dòng)電極與所述第2固定電極之間提供直流偏置電壓。
[0016][應(yīng)用例3]
[0017]在上述應(yīng)用例的振動(dòng)器件中，所述振子具備:所述可動(dòng)電極，在該可動(dòng)電極中，所述第I可動(dòng)電極與所述第2可動(dòng)電極電連接；以及所述固定電極，在該固定電極中，所述第I固定電極與所述第2固定電極電絕緣。
[0018][應(yīng)用例4]
[0019]在上述應(yīng)用例的振動(dòng)器件中，所述振子具備:所述可動(dòng)電極，在該可動(dòng)電極中，所述第I可動(dòng)電極與所述第2可動(dòng)電極電絕緣；以及所述固定電極，在該固定電極中，所述第I固定電極與所述第2固定電極電連接。
[0020][應(yīng)用例5]
[0021]在上述應(yīng)用例的振動(dòng)器件中，上述振子的上述梁的兩端固定在上述基板上。
[0022]這些應(yīng)用例的振動(dòng)器件包含:振子，其具有相對(duì)于基板可移位的梁、從梁延伸的梳齒狀可動(dòng)電極和固定在基板上的梳齒狀固定電極；振蕩電路，其使振子進(jìn)行振蕩；以及偏置電路，其向可動(dòng)電極與固定電極之間提供直流偏置電壓。這里，在振子內(nèi)，固定電極的梳齒狀電極插在可動(dòng)電極的梳齒狀電極之間。因此，構(gòu)成可利用從偏置電路提供的直流偏置電壓使靜電力作用在兩個(gè)電極之間而使可動(dòng)電極移位的所謂梳狀驅(qū)動(dòng)器。
[0023]例如，當(dāng)通過靜電力將可動(dòng)電極吸引至固定電極時(shí)，對(duì)支承可動(dòng)電極的梁施加拉伸應(yīng)力，所以可動(dòng)電極的共振頻率變高。因此，這些應(yīng)用例的振動(dòng)器件可通過調(diào)整偏置電路向可動(dòng)電極與固定電極之間提供的直流偏置電壓，來(lái)進(jìn)行共振頻率的調(diào)整。
[0024]此時(shí)，并非如專利文獻(xiàn)I的發(fā)明那樣可動(dòng)電極和固定電極為平行的平板形狀，所以沒有非線形動(dòng)作根據(jù)可動(dòng)電極的移位而變得明顯的問題。另外，因?yàn)榭蓜?dòng)電極與固定電極相互吸引，所以不需要另外設(shè)置用于產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的電極。即，也沒有振動(dòng)器件的尺寸變大的問題。因此，這些應(yīng)用例的振動(dòng)器件沒有可動(dòng)電極的非線形動(dòng)作、也不會(huì)使振動(dòng)器件的大小增加，并能夠調(diào)整頻率。
[0025]這里，雖然利用具有彈性的梁來(lái)支承振子的可動(dòng)電極，但是，關(guān)于可動(dòng)電極，也可以是梳齒狀電極在俯視中隔著梁的兩側(cè)分別延伸。此時(shí)，可動(dòng)電極包含具有一側(cè)的梳齒狀電極的第I可動(dòng)電極和具有另一側(cè)的梳齒狀電極的第2可動(dòng)電極。并且，固定電極也可以包含插在第I可動(dòng)電極之間的梳齒狀的第I固定電極和插在第2可動(dòng)電極中之間的梳齒狀的第2固定電極。
[0026]在這種結(jié)構(gòu)的情況下，偏置電路可向第I可動(dòng)電極與第I固定電極之間、第2可動(dòng)電極與第2固定電極之間分別提供獨(dú)立的直流偏置電壓。因此，可利用這些直流偏置電壓之差來(lái)調(diào)整對(duì)梁施加的拉伸應(yīng)力，結(jié)果，能夠擴(kuò)大可動(dòng)電極的共振頻率的調(diào)整范圍。
[0027]此外，可以將第I可動(dòng)電極與第2可動(dòng)電極電連接，將第I固定電極與第2固定電極電絕緣。在此情況下，能夠向第I固定電極與第2固定電極分別提供獨(dú)立的直流偏置電壓，而且能夠提供相位相差180度的交流電壓。因此，能夠大范圍地調(diào)整共振頻率，且能夠利用交流電壓使可動(dòng)電極大幅度地振動(dòng)。
[0028]這里，也可以相反地將第I可動(dòng)電極與第2可動(dòng)電極電絕緣，將第I固定電極與第2固定電極電連接。在此情況下，也能夠大范圍地調(diào)整共振頻率，且能夠利用交流電壓使可動(dòng)電極大幅度地振動(dòng)。
[0029]另外，振子可以是梁的兩端固定在基板上的雙臂梁構(gòu)造。通過采用雙臂梁構(gòu)造，可以高效地向梁提供拉伸應(yīng)力，并能夠大范圍地調(diào)整共振頻率。
[0030][應(yīng)用例6]
[0031]本應(yīng)用例的振動(dòng)器件具備:振子，其具有梁、從所述梁延伸出的梳齒狀的可動(dòng)電極、和插在所述可動(dòng)電極的梳齒狀電極之間的梳齒狀固定電極，所述梁的一端被固定，另一端能夠移位；振蕩電路，其使所述振子進(jìn)行振蕩；以及偏置電路，其向所述可動(dòng)電極與所述固定電極之間提供直流偏置電壓，所述固定電極在構(gòu)成所述可動(dòng)電極的電極的一側(cè)配置有第3固定電極。
[0032][應(yīng)用例7]
[0033]在上述應(yīng)用例的振動(dòng)器件中，所述固定電極在構(gòu)成所述可動(dòng)電極的電極的另一側(cè)配置有第4固定電極，所述第3固定電極與所述第4固定電極電絕緣，所述偏置電路具備:第3偏置電路，其向所述可動(dòng)電極與所述第3固定電極之間提供直流偏置電壓；以及第4偏置電路，其向所述可動(dòng)電極與所述第4固定電極之間提供直流偏置電壓。
[0034]這些應(yīng)用例的振動(dòng)器件包含:振子，其具有相對(duì)于基板能夠移位的可動(dòng)電極和固定在基板上的固定電極；振蕩電路，其使振子進(jìn)行振蕩；以及偏置電路，其向可動(dòng)電極與固定電極之間提供直流偏置電壓。這里，利用一端固定在基板上的具有彈性的梁來(lái)支承可動(dòng)電極。并且，固定電極包含第3固定電極，該第3固定電極具有插在構(gòu)成可動(dòng)電極的電極的一側(cè)(例如，相對(duì)于可動(dòng)電極的梳齒狀電極遠(yuǎn)離梁的固定部的一側(cè))的梳齒狀電極。因此，構(gòu)成利用從偏置電路提供的直流偏置電壓使靜電力作用在兩個(gè)電極之間而使可動(dòng)電極向一方(例如，遠(yuǎn)離梁的固定部的方向)進(jìn)行移位的所謂梳狀驅(qū)動(dòng)器。
[0035]例如，當(dāng)通過靜電力將可動(dòng)電極吸引到固定電極(這里是第3固定電極)時(shí)，對(duì)支承可動(dòng)電極的梁施加拉伸應(yīng)力，所以可動(dòng)電極的共振頻率變高。因此，這些應(yīng)用例的振動(dòng)器件可通過調(diào)整偏置電路向可動(dòng)電極與固定電極之間提供的直流偏置電壓，來(lái)進(jìn)行共振頻率的調(diào)整。
[0036]此時(shí)，并非如專利文獻(xiàn)I的發(fā)明那樣可動(dòng)電極與固定電極為平行的平板形狀，所以沒有非線形動(dòng)作根據(jù)可動(dòng)電極的移位而變得明顯的問題。另外，因?yàn)榭蓜?dòng)電極與固定電極相互吸引，所以不需要另外設(shè)置用于產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的電極。即，也沒有振動(dòng)器件的尺寸變大的問題。
[0037]因此，這些應(yīng)用例的振動(dòng)器件沒有可動(dòng)電極的非線形動(dòng)作，也不會(huì)使振動(dòng)器件的大小增加，能夠調(diào)整頻率。另外，通過采用單臂梁構(gòu)造，振子可采用各種形狀的可動(dòng)電極，并能夠進(jìn)行靈活的設(shè)計(jì)。
[0038]這里，固定電極可包含第4固定電極，該第4固定電極具有相對(duì)于可動(dòng)電極的梳齒狀電極插在與第3固定電極不同的另一側(cè)(例如，接近于梁的固定部的一側(cè))的梳齒狀電極。此時(shí)，將第3固定電極與第4固定電極電絕緣，偏置電路能夠向可動(dòng)電極與第3固定電極之間、可動(dòng)電極與第4固定電極之間分別提供獨(dú)立的直流偏置電壓。因此，可利用這些直流偏置電壓之差來(lái)調(diào)整對(duì)梁施加的拉伸應(yīng)力或壓縮應(yīng)力，結(jié)果能夠擴(kuò)大可動(dòng)電極的共振頻率的調(diào)整范圍。
[0039][應(yīng)用例8]
[0040]本應(yīng)用例的電子設(shè)備具備上述應(yīng)用例的振動(dòng)器件。
[0041]上述應(yīng)用例的振動(dòng)器件沒有可動(dòng)電極的非線形動(dòng)作、也不會(huì)使振動(dòng)器件的大小增力口，并能夠調(diào)整頻率。因此，具有上述應(yīng)用例的振動(dòng)器件的本應(yīng)用例的電子設(shè)備既小型又能夠根據(jù)期望的準(zhǔn)確頻率的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行動(dòng)作。例如，在電子設(shè)備是鐘表的情況下，能夠減小尺寸，并能夠進(jìn)行精度高的時(shí)刻顯示。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0042]圖1是第I實(shí)施方式的振動(dòng)器件的框圖。
[0043]圖2是示意性示出第I實(shí)施方式的振動(dòng)器件的MEMS振子的俯視圖。
[0044]圖3是示意性示出第I實(shí)施方式的振動(dòng)器件的MEMS振子的側(cè)視圖。
[0045]圖4是示意性示出第I實(shí)施方式的振動(dòng)器件中的可動(dòng)電極的變形的圖。
[0046]圖5是用于說明梳齒狀電極之間的靜電力的圖。
[0047]圖6是用于說明第I實(shí)施方式的振動(dòng)器件的電路結(jié)構(gòu)例的圖。
[0048]圖7是示意性示出第I變形例的振動(dòng)器件的MEMS振子的俯視圖。
[0049]圖8是示意性示出第2變形例的振動(dòng)器件的MEMS振子的俯視圖。
[0050]圖9是用于說明第2變形例的振動(dòng)器件的電路結(jié)構(gòu)例的圖。
[0051]圖10是示意性示出第2實(shí)施方式的振動(dòng)器件的MEMS振子的俯視圖。
[0052]圖11是示意性示出第2實(shí)施方式的振動(dòng)器件的MEMS振子的側(cè)視圖。
[0053]圖12是示意性示出第2實(shí)施方式的振動(dòng)器件中的可動(dòng)電極的振動(dòng)的圖。
[0054]圖13是用于說明第2實(shí)施方式的振動(dòng)器件的電路結(jié)構(gòu)例的圖。
[0055]圖14是示意性示出第3變形例的振動(dòng)器件的MEMS振子的俯視圖。
[0056]圖15是示意性示出第3變形例的振動(dòng)器件的MEMS振子的側(cè)視圖。
[0057]圖16是應(yīng)用例的電子設(shè)備的框圖。
[0058]圖17的(A)?(C)是示出電子設(shè)備的外觀的一例的圖。
[0059]圖18是示意性示出包含平行平板形狀的電極的振子的俯視圖。
[0060]圖19是示意性示出包含平行平板形狀的電極的振子的側(cè)視圖。
[0061]圖20是用于說明平行平板形狀的電極間的靜電力的圖。
[0062]標(biāo)號(hào)說明
[0063]I振動(dòng)器件；2振蕩電路；3振子；3A振子；3B振子；4偏置電路；4A第I偏置電路；4B第2偏置電路；4C第3偏置電路；4D第4偏置電路；20相位反轉(zhuǎn)放大電路；30電極；31第I固定電極；32第2固定電極；34固定電極；35第3固定電極；36第4固定電極；37可動(dòng)電極；38絕緣體；39梁；41第I可動(dòng)電極；42第2可動(dòng)電極；60基板；62固定部；64支承部件；100時(shí)鐘脈沖；IOOA交流信號(hào)；100B交流信號(hào)；103振子；110控制信號(hào)；IIOA控制信號(hào)；IlOB控制信號(hào)；110C控制信號(hào)；130電極；131固定電極；133可動(dòng)電極；160基板；162固定部；164支承部件；300電子設(shè)備；330操作部；360通信部；370顯示部；380聲音輸出部。
【具體實(shí)施方式】
[0064]以下，使用附圖來(lái)詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。此外，以下說明的實(shí)施方式不對(duì)權(quán)利要求所記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行不當(dāng)?shù)南薅?。另外，以下說明的全部結(jié)構(gòu)并不是本發(fā)明的必須構(gòu)成要件。
[0065]1.第I實(shí)施方式
[0066]圖1是本實(shí)施方式的振動(dòng)器件I的框圖。振動(dòng)器件I包含振蕩電路2、振子3、偏置電路4。在本實(shí)施方式中，振子3是MEMS振子,如后所述,具備可動(dòng)電極和固定電極。偏置電路4向可動(dòng)電極與固定電極之間提供直流偏置電壓來(lái)調(diào)整振子3的共振頻率。并且，振蕩電路2由使振子3振蕩的電路構(gòu)成。
[0067]偏置電路4根據(jù)接收到的控制信號(hào)110來(lái)調(diào)整向可動(dòng)電極與固定電極之間提供的直流偏置電壓。另外，振蕩電路2將目標(biāo)頻率的時(shí)鐘脈沖100輸出到振動(dòng)器件I的內(nèi)部或外部電路等。
[0068]圖2是示意性示出本實(shí)施方式的振動(dòng)器件I的振子3的俯視圖。此外，為了在MEMS振子或電極之間的靜電力的說明中使用，在圖2以后根據(jù)需要來(lái)圖示相互垂直的3個(gè)軸(X軸、Y軸、Z軸)。圖2是從Z軸正方向觀察振子3的俯視圖。
[0069]如圖2那樣，振子3具備配置在基板60上的固定電極和可動(dòng)電極。在本實(shí)施方式中，固定電極包含固定在基板60上的第I固定電極31和第2固定電極32。第I固定電極31和第2固定電極32夾著支承可動(dòng)電極的梁39而相對(duì)地配置。第I固定電極31以及第2固定電極32具備向梁39延伸并與梁39的長(zhǎng)邊方向垂直的梳齒狀電極。
[0070]可動(dòng)電極由具有彈性的梁39支承，可相對(duì)于基板60進(jìn)行移位。在本實(shí)施方式中，梁39與可動(dòng)電極形成為一體。并且，作為梁39的兩端的固定部62固定在基板60上，可動(dòng)電極為雙臂梁構(gòu)造。
[0071]可動(dòng)電極具有插在第I固定電極31的梳齒狀電極之間的梳齒狀電極。即，可動(dòng)電極具有在圖2的俯視圖中從梁39向Y軸正方向延伸并插在第I固定電極31的梳齒狀電極之間的梳齒狀電極。這里，將可動(dòng)電極中的包含從梁39向Y軸正方向延伸的電極的部分作為第I可動(dòng)電極41。
[0072]另外，可動(dòng)電極具有插在第2固定電極32的梳齒狀電極之間的梳齒狀電極。即，可動(dòng)電極具有在圖2的俯視圖中從梁39向Y軸負(fù)方向延伸并插在第2固定電極32的梳齒狀電極之間的梳齒狀電極。這里，將可動(dòng)電極中的包含從梁39向Y軸負(fù)方向延伸的電極的部分作為第2可動(dòng)電極42。此外，在圖2中，為了便于圖示，第I固定電極31的電極的一部分進(jìn)入第I可動(dòng)電極41，第2固定電極32的電極的一部分進(jìn)入第2可動(dòng)電極42，第I可動(dòng)電極41以及第2可動(dòng)電極42是可動(dòng)電極的一部分而并不包含固定電極的電極。
[0073]第I可動(dòng)電極41與上述第2可動(dòng)電極42電連接。另一方面，第I固定電極31與第2固定電極32電絕緣。因此，在第I可動(dòng)電極41與第I固定電極31之間、第2可動(dòng)電極42與第2固定電極32之間可獨(dú)立地提供交流電壓或直流偏置電壓。因此，本實(shí)施方式的振動(dòng)器件I的振子3可稱為包含圖2所示的兩個(gè)振子3A、3B。
[0074]圖3是示意性示出本實(shí)施方式的振動(dòng)器件I的振子3的側(cè)視圖，是從Y軸負(fù)方向觀察到的圖。與從圖2的第2固定電極32側(cè)觀察第I固定電極31側(cè)的情況相對(duì)應(yīng)。此外，為了表示梳齒狀電極，使一部分透過并用虛線表示。
[0075]如圖3所示，可動(dòng)電極隔開空隙配置在基板60上。支承可動(dòng)電極的梁39通過固定部62經(jīng)由支承部件64固定在基板60上。如圖3所示，可動(dòng)電極具有與支承部件64的高度相當(dāng)?shù)目障?，所以能夠在X方向以外的方向(例如Y方向)進(jìn)行移位。
[0076]可動(dòng)電極(在圖3中為第2可動(dòng)電極42)的梳齒狀電極和固定電極(在圖3中為第2固定電極32)的梳齒狀電極如圖3所示那樣彼此插入而構(gòu)成梳狀驅(qū)動(dòng)器，在該梳狀驅(qū)動(dòng)器中，可動(dòng)電極根據(jù)向這些電極之間提供的電壓而移動(dòng)。
[0077]圖4是示意性示出本實(shí)施方式的振動(dòng)器件I中的可動(dòng)電極的變形的圖。具體地說示出如下這樣的狀況:通過提供直流偏置電壓，對(duì)支承可動(dòng)電極的梁39施加拉伸應(yīng)力，使其以向第2固定電極32側(cè)靠近的方式變形。并且，從振蕩電路2 (參照?qǐng)D1)向第I固定電極31、第2固定電極32提供相位相差180度的交流電壓，圖4所示的可動(dòng)電極在Y軸方向振動(dòng)。此外，對(duì)與圖2相同的要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，省略說明。
[0078]這里，詳細(xì)說明直流偏置電壓。在本實(shí)施方式中，偏置電路4 (參照?qǐng)D1)包含獨(dú)立的第I偏置電路(未圖示)和第2偏置電路(未圖示)，第I偏置電路向第I可動(dòng)電極41與第I固定電極31之間提供直流偏置電壓，第2偏置電路向第2可動(dòng)電極42與第2固定電極32之間提供直流偏置電壓。此時(shí)，第I偏置電路和第2偏置電路能夠獨(dú)立地提供直流偏置電壓。
[0079]利用所提供的直流偏置電壓而使后述的靜電力作用，所以可動(dòng)電極穩(wěn)定地被吸引至電位差更大的固定電極側(cè)(在圖4的例子中為第2固定電極32側(cè))。并且，通過向第I固定電極31、第2固定電極32提供相差180度的交流電壓，可動(dòng)電極以其共振頻率大幅進(jìn)行振動(dòng)。
[0080]這里，與沒有提供直流偏置電壓的狀態(tài)(參照?qǐng)D2 )相比，通過對(duì)與可動(dòng)電極一體化并支承可動(dòng)電極的梁39施加拉伸應(yīng)力，提高了可動(dòng)電極的共振頻率。即，可利用第I偏置電路和第2偏置電路提供的直流偏置電壓之差，調(diào)整可動(dòng)電極的共振頻率。因?yàn)椴皇莾H利用I個(gè)偏置電路，而是利用獨(dú)立的2個(gè)偏置電路(第I偏置電路、第2偏置電路)的電壓差來(lái)進(jìn)行調(diào)整，所以能夠擴(kuò)大可動(dòng)電極的共振頻率的調(diào)整范圍。
[0081]另外，在振子3中，可動(dòng)電極的梳齒狀電極與固定電極的梳齒狀電極彼此插入，構(gòu)成可動(dòng)電極根據(jù)向這些電極之間提供的電壓進(jìn)行移動(dòng)的梳狀驅(qū)動(dòng)器，以下對(duì)此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說明。
[0082]圖5是用于說明彼此插入的梳齒狀電極之間的靜電力的圖。此外，假設(shè)圖5的電極30與構(gòu)成圖2中的振子3—部分的電極30對(duì)應(yīng)，圖5上方的電極是可動(dòng)電極，下方的電極是固定電極，而進(jìn)行說明。
[0083]在圖5中考慮Y軸正方向的靜電力Fes。當(dāng)設(shè)梳齒狀電極的高度(在圖5中為Z軸方向)為h、梳齒狀電極的間隔(在圖5中為X軸方向)為g、Y軸方向的梳齒狀電極的初始重疊距離為y。、可動(dòng)電極的梳齒狀電極在Y軸正方向的移位為y、相對(duì)的梳齒狀電極為η對(duì)時(shí)，靜電力Fes由下式(I)表示。
[0084]
【權(quán)利要求】
1.一種振動(dòng)器件,其具備: 振子，其具有能夠移位的梁、從所述梁延伸出的梳齒狀的可動(dòng)電極、和插在所述可動(dòng)電極的梳齒狀電極之間的梳齒狀固定電極； 振蕩電路，其使所述振子進(jìn)行振蕩；以及 偏置電路，其向所述可動(dòng)電極與所述固定電極之間提供直流偏置電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)器件，其中， 所述可動(dòng)電極包括在俯視中隔著所述梁配置在一側(cè)的梳齒狀的第I可動(dòng)電極以及配置在另一側(cè)的梳齒狀的第2可動(dòng)電極， 所述固定電極包括插在所述第I可動(dòng)電極之間的梳齒狀的第I固定電極以及插在所述第2可動(dòng)電極之間的梳齒狀的第2固定電極， 所述偏置電路具備: 第I偏置電路，其向所述第I可動(dòng)電極與所述第I固定電極之間提供直流偏置電壓；以及 第2偏置電路，其向所述第2可動(dòng)電極與所述第2固定電極之間提供直流偏置電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動(dòng)器件，其中， 所述振子具備: 所述可動(dòng)電極，在該可動(dòng)電極中，所述第I可動(dòng)電極與所述第2可動(dòng)電極電連接；以及 所述固定電極，在該固定電極中，所述第I固定電極與所述第2固定電極電絕緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動(dòng)器件，其中， 所述振子具備: 所述可動(dòng)電極，在該可動(dòng)電極中，所述第I可動(dòng)電極與所述第2可動(dòng)電極電絕緣；以及 所述固定電極，在該固定電極中，所述第I固定電極與所述第2固定電極電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)器件，其中， 所述振子的所述梁的兩端被固定。
6.—種振動(dòng)器件,其具備: 振子，其具有梁、從所述梁延伸出的梳齒狀的可動(dòng)電極、和插在所述可動(dòng)電極的梳齒狀電極之間的梳齒狀固定電極，所述梁的一端被固定，另一端能夠移位； 振蕩電路，其使所述振子進(jìn)行振蕩；以及 偏置電路，其向所述可動(dòng)電極與所述固定電極之間提供直流偏置電壓， 所述固定電極在構(gòu)成所述可動(dòng)電極的電極的一側(cè)配置有第3固定電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振動(dòng)器件，其中， 所述固定電極在構(gòu)成所述可動(dòng)電極的電極的另一側(cè)配置有第4固定電極， 所述第3固定電極與所述第4固定電極電絕緣， 所述偏置電路具備: 第3偏置電路，其向所述可動(dòng)電極與所述第3固定電極之間提供直流偏置電壓；以及 第4偏置電路，其向所述可動(dòng)電極與所述第4固定電極之間提供直流偏置電壓。
8.一種電子設(shè)備，其特征在于，該電子設(shè)備具備權(quán)利要求1或6所述的振動(dòng)器件。
【文檔編號(hào)】H03H9/02GK103516325SQ201310262863
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】野澤俊之 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社