JP2001264068A - 角速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出誤差の低減された精度の高い角速度セン
サを提供する。 【解決手段】 第１及び第２駆動振動子１６，１７は、
ｘｙ平面上の点Ｏに関して略対称に配置されている。検
出振動子１２は、点Ｏに関して略対称な枠状に形成され
て駆動振動子１６，１７を包囲している。駆動振動子１
６，１７は、点Ｏを通るｙ方向に対して略対称となるよ
うに第１駆動用ばね４１，４２及び第２駆動用ばね４
６，４７を介して検出振動子１２に対してそれぞれｘ方
向に振動可能に浮動支持されている。また、検出振動子
１２は、検出用ばね３２〜３４を介して応力緩和枠１１
（基板）に対して点Ｏを通るｚ軸廻りにねじれ回転振動
可能に浮動支持されている。駆動振動子１６，１７は駆
動同相対策ばね４８を介して連成されている。駆動振動
子１６，１７が逆相でｘ方向に振動駆動されている状態
における検出振動子１２の点Ｏを通るｚ軸廻りのねじれ
回転振動により角速度を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に対して浮動
支持された振動子を備え、該振動子の振動状態に基づき
角速度を検出する角速度センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、角速度センサとしては、例えば特
許番号２８８８０２９に記載されたものが知られてい
る。この角速度センサは、基板に対して第１の支持梁を
介して駆動方向（ｘ方向）に振動可能に支持された第１
の振動体と、同第１の振動体に第２の支持梁を介して検
出方向（ｙ方向）に振動可能に支持された第２の振動体
とを備えている。そして、第１の振動体が第２の振動体
とともに駆動方向に振動駆動されている状態においてｚ
軸廻りの角速度が加えられると、同角速度に基づくコリ
オリの力に応じて第２の振動体が検出方向に振動する。
角速度センサは、この第２の振動体の検出方向の振動に
基づく第２の支持梁の応力変化を、加えられた角速度と
して検出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この角速度センサにお
いては、第１の振動体は第１の支持梁にて駆動方向にの
み振動しやすく支持されており、第２の振動体は第２の
支持梁にて検出方向にのみ振動しやすく支持されてい
る。換言すると、駆動のための振動体（第１の振動体）
を支持するばね（第１の支持梁）と、検出のための振動
体（第２の振動体）を支持するばね（第２の支持梁）と
がそれぞれ独立して設けられている。こうした角速度セ
ンサにおいては、その感度と応答性を確保するために、
駆動方向の共振周波数と検出方向の共振周波数とを互い
に若干、ずらして製作されるのが一般的である。これに
より、製造ばらつきや基板の熱膨張などでの応力による
予期しない振動に起因するメカニカルカップリングを低
減している。しかしながら、１つの振動体（第２の振動
体）のみの振動に基づく角速度の検出であるため、例え
ば車載された場合などのように振動の多い環境では、検
出に際して所定方向に作用する加速度などの外力の要因
を分離することができず、角速度の検出精度の低下を余
儀なくされている。

【０００４】そこで、例えば特開２０００−９４７０号
公報に記載されるように、上記に準じた一対の駆動枠
（第１及び第２駆動枠）及び検出枠（第１及び第２検出
枠）にて平面に音叉型に構成された角速度センサが知ら
れている。この角速度センサは、第１駆動枠及び第２駆
動枠をそれぞれ駆動方向に互いに逆相で振動させること
で、第１検出枠及び第２検出枠を同様に駆動方向に互い
に逆相に振動させる。この状態で、点Ｏを通るｚ軸廻り
の角速度が加えられると、同角速度に基づくコリオリの
力に応じて第１検出枠及び第２検出枠がそれぞれ検出方
向に振動する。このとき、第１検出枠及び第２検出枠は
駆動方向に互いに逆相で振動しているため、その検出方
向の振動も互いに逆相となっている。従って、これら第
１検出枠及び第２検出枠の検出方向の振動に基づく各振
動検出信号を差動増幅することで、その信号レベルを略
２倍にするとともに、同相で検出されたノイズを略相殺
する。このため、例えば加速度などの外力のように第１
検出枠及び第２検出枠に対して同相で影響を及ぼす要因
を略相殺することができ、その角速度の検出精度の向上
を図ることができる。

【０００５】しかし、この角速度センサにおいては、第
１駆動枠及び第２駆動枠を連成振動させるための対応が
考慮されているものの、第１検出枠及び第２検出枠に対
しては連成がないために、同第１検出枠及び第２検出枠
の検出方向の振動が不安定となっている。特に、第１検
出枠及び第２検出枠の検出方向の振動の感度の違いによ
り各振動振幅が異なると、上記のような同相で影響を及
ぼす要因を略相殺することが十分にできなくなる。この
ため、例えば車載された場合などのように振動の多い環
境では、角速度の検出誤差の発生を余儀なくされてい
る。

【０００６】本発明の目的は、検出誤差の低減された精
度の高い角速度センサを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、ｘｙ平面上の点Ｏに関
して略対称に配置された第１駆動振動子及び第２駆動振
動子と、点Ｏに関して略対称な略円形及び略多角形のい
ずれか一方の枠状に形成されて前記第１駆動振動子及び
第２駆動振動子を包囲する検出振動子と、点Ｏを通るｙ
方向に対して略対称となるように前記検出振動子に対し
て前記第１駆動振動子及び第２駆動振動子をそれぞれｘ
方向に振動可能に浮動支持する第１駆動用ばね及び第２
駆動用ばねと、前記検出振動子を基板に対して点Ｏを通
るｚ軸廻りにねじれ回転振動可能に浮動支持する複数の
検出用ばねと、前記第１駆動振動子及び第２駆動振動子
に介装されて該第１駆動振動子及び第２駆動振動子を連
成振動させる連成ばねと、前記第１駆動振動子及び第２
駆動振動子を逆相でｘ方向に振動駆動する駆動手段と、
前記検出振動子の点Ｏを通るｚ軸廻りのねじれ回転振動
を検出する検出手段とを備えたことを要旨とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の角速度センサにおいて、前記検出用ばねは、前記検出
振動子の径方向外側に延びて基板に支持されることを要
旨とする。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の角速度センサにおいて、前記検出用ばねは、前
記検出振動子からｙ方向に延びて点Ｏにおいて基板に支
持されることを要旨とする。

【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の角速度センサにおいて、点Ｏに関して略対称な略円形
及び略多角形のいずれか一方の枠状に形成されて前記検
出振動子を包囲する応力緩和枠と、前記応力緩和枠を基
板に対してｘｙ平面上に振動可能に浮動支持する応力緩
和ばねとを備え、前記検出振動子を支持する検出用ばね
は、前記応力緩和枠及び応力緩和ばねを介して基板に支
持されることを要旨とする。

【００１１】（作用）請求項１〜３に記載の発明によれ
ば、上記第１駆動振動子及び第２駆動振動子は、上記駆
動手段により互いに逆相でｘ方向に振動駆動される。す
なわち、これら第１駆動振動子及び第２駆動振動子は、
ｘ方向に安定した共振音叉振動とされており、エネルギ
ー消費率の高い振動となっている。そして、第１駆動振
動子及び第２駆動振動子から、例えば検出振動子に伝達
されるｘ方向の振動は、全体として略相殺される。

【００１２】また、これら第１駆動振動子及び第２駆動
振動子は、上記連成ばねが介装されることで連成振動す
る。従って、例えば第１駆動振動子及び第２駆動振動子
が個別に設けられているときに生じるような互いに同相
の振動モードは除去される。このため、例えば車載され
た場合などのように振動の多い環境においても、これら
第１駆動振動子及び第２駆動振動子は安定動作する。

【００１３】上記第１駆動振動子及び第２駆動振動子が
互いに逆相でｘ方向に振動駆動されている状態において
点Ｏを通るｚ軸廻りの角速度が加わると、同角速度に応
じたコリオリ力により、同第１駆動振動子及び第２駆動
振動子は互いに逆相のｙ成分を有する楕円振動を行う。
これら第１駆動振動子及び第２駆動振動子の各楕円振動
により回転振動が誘起され、上記検出振動子は点Ｏを通
るｚ軸廻りにねじれ回転振動する。このねじれ回転振動
を上記検出手段により検出することで、加えられた角速
度が検出される。この検出振動子のねじれ回転振動は、
上記第１及び第２駆動用ばねとは別体で設けられた検出
用ばねの振動に基づいているため、例えば第１及び第２
駆動振動子と検出振動子との間のメカニカルカップリン
グなどが抑制される。

【００１４】また、例えば製造ばらつきなどにより、上
記第１及び第２駆動振動子が互いに逆相でｘ方向に対し
て斜めに振動駆動された場合、この斜め振動は上記検出
振動子に対してねじれ回転振動を誘起しない。

【００１５】一方、例えば所定方向に加えられる加速度
などにより、上記第１及び第２駆動振動子が互いに同相
で所定方向に斜めに振動駆動された場合にも、検出振動
子は略円形及び略多角形のいずれか一方の枠状に形成さ
れているため、この斜め振動は上記検出振動子に対して
ねじれ回転振動を誘起しない。

【００１６】以上の動作が同時に実現されることによ
り、検出誤差の低減された精度の高い角速度センサが提
供される。特に、請求項３において、検出振動子の径方
向外側に延びて基板に支持される検出用ばね及び同検出
振動子からｙ方向に延びて点Ｏにおいて基板に支持され
る検出用ばねを共に備える場合には、同検出振動子を支
持する強度が増大される。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、上記検出
振動子を支持する検出用ばねは、応力緩和枠及び応力緩
和ばねを介して基板に支持される。従って、例えば外部
の温度変化や外力等の印加による基板からの応力が、検
出振動子（センサ）側に伝達されることが緩和される。

【００１８】また、上記検出振動子のねじれ回転振動の
共振周波数が駆動時の共振周波数からずらされ、角速度
センサの応答性が確保される。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明に
係る角速度センサの第１実施形態について図１〜図３に
従って説明する。

【００２０】図１に示されるように、絶縁層を形成する
基板としてのシリコン基板１０には、例えば導電性とす
るために不純物の添加されたポリシリコン（以下、「導
電性ポリシリコン」という）にて形成された応力緩和枠
１１、検出振動子１２、第１駆動振動子１６、第２駆動
振動子１７、第１駆動力印加固定電極２１、第２駆動力
印加固定電極２２、第１駆動変位検出固定電極２３、第
２駆動変位検出固定電極２４、第１角速度検出固定電極
２５、第２角速度検出固定電極２６及び浮動体アンカー
ａ１０，ａ１１が設けられている。なお、上記第１及び
第２駆動力印加固定電極２１，２２、第１及び第２駆動
変位検出固定電極２３，２４、第１及び第２角速度検出
固定電極２５，２６及び浮動体アンカーａ１０，ａ１１
はシリコン基板１０に接合されている。また、浮動体ア
ンカーａ１０は、点Ｏに略一致して配置されている。そ
して、この角速度センサは、点Ｏに関してｘｙ平面上に
略対称に設けられている。

【００２１】上記応力緩和枠１１は略八角枠状に形成さ
れており、そのｘｙ平面における中心は点Ｏに略一致し
ている。この応力緩和枠１１は、各角部において導電性
ポリシリコンの基板応力緩和ばね３１を介して上記浮動
体アンカーａ１１に連続している。これら応力緩和枠１
１及び基板応力緩和ばね３１は、例えばリソグラフによ
る半導体プロセス加工にて、上記シリコン基板１０から
浮くように形成されている。

【００２２】上記各基板応力緩和ばね３１は、ｘｙ平面
において応力緩和枠１１の当該外壁面に略沿って屈曲形
成されており、各隣接する基板応力緩和ばね３１の屈曲
方向が互い違いになっているほかは、互いに略同等の形
状となっている。これら基板応力緩和ばね３１は、ｘｙ
方向に撓み性が高く形成されており、例えば外部の温度
変化や外力等の印加によるシリコン基板１０からの応力
がセンサ側に伝達されるのを緩和する。

【００２３】上記検出振動子１２は、上記応力緩和枠１
１に包囲される態様で略八角枠状に形成されており、そ
のｘｙ平面における中心も点Ｏに略一致している。この
検出振動子１２のｘ方向一側及び他側（図１の右側及び
左側）には、点Ｏを通るｘ方向に略沿って外壁面から内
壁面側に切り欠かれた切欠き部１２ａがそれぞれ形成さ
れている。そして、検出振動子１２は、各切欠き部１２
ａからｘ方向外側に延びる導電性ポリシリコンの検出用
ばね３２を介して上記応力緩和枠１１に連続している。
また、この検出振動子１２のｙ方向一側及び他側（図１
の上側及び下側）には、点Ｏを通るｙ方向に略沿って点
Ｏ側に膨出する膨出部１２ｂがそれぞれ形成されてお
り、各膨出部１２ｂには同方向に略沿って外壁面から内
壁面側に切り欠かれた切欠き部１２ｃが形成されてい
る。そして、検出振動子１２は、各切欠き部１２ｃから
ｙ方向外側に延びる導電性ポリシリコンの検出用ばね３
３を介して上記応力緩和枠１１に連続している。さら
に、この検出振動子１２は、上記各膨出部１２ｂからｙ
方向内側に延びる導電性ポリシリコンの検出用ばね３４
を介して前記浮動体アンカーａ１０に連続している。

【００２４】なお、これら検出振動子１２及び検出用ば
ね３２，３３，３４も、例えばリソグラフによる半導体
プロセス加工にて、上記シリコン基板１０から浮くよう
に形成されている。

【００２５】このように検出振動子１２を支持する検出
用ばね３２，３３，３４を、十字方向（点Ｏを通るｘ方
向、ｙ方向）に延びるように配置したことで、同検出振
動子１２の姿勢はシリコン基板１０に対して平行に維持
される。そして、これら検出用ばね３２，３３，３４
は、点Ｏを中心とするｚ軸廻りの回転方向に撓み性が高
く形成されているため、上記検出振動子１２の点Ｏを中
心とするｚ軸廻りのねじれ回転は容易となっている。

【００２６】上記検出振動子１２には、各辺に沿って並
設される略四角形の複数の検出窓３６が開口されてお
り、各隣接する検出窓３６を区画する渡し梁は角速度検
出可動電極３７となっている。この検出振動子１２（角
速度検出可動電極３７）は、同検出振動子１２の点Ｏを
中心とするｚ軸廻りのねじれ回転振動により前記第１及
び第２角速度検出固定電極２５，２６との間での静電容
量を変動させる。

【００２７】上記第１駆動振動子１６は、点Ｏを通るｙ
軸に対してｘ方向一側（図１の右側）に上記検出振動子
１２に包囲される態様で配置されている。この第１駆動
振動子１６は、ｙ方向一側及び他側の各段部１６ａを介
してｘ方向一側（図１の右側）に縮幅された略ステップ
状の枠に形成されている。この第１駆動振動子１６は、
各段部１６ａにおいて上記検出振動子１２の対向する内
壁面との間に設けられた導電性ポリシリコンの第１駆動
用ばね４１を介して同検出振動子１２に連続している。
また、上記第１駆動振動子１６は、中心側の外壁面のｙ
方向一側及び他側において上記検出振動子１２の対向す
る各膨出部１２ｂとの間に設けられた導電性ポリシリコ
ンの第１駆動用ばね４２を介して同検出振動子１２に連
続している。

【００２８】これら第１駆動振動子１６及び第１駆動用
ばね４１，４２も、例えばリソグラフによる半導体プロ
セス加工にて、上記シリコン基板１０から浮くように形
成されている。そして、上記第１駆動用ばね４１，４２
は、ｘ方向にのみ撓み性が高くなるようにｙ方向に延び
る態様で屈曲形成されている。

【００２９】上記第１駆動振動子１６の短幅側の枠に
は、ｘ方向略中間部においてｙ方向に沿って延びる駆動
力印加可動電極１６ｂが形成されている。この駆動力印
加可動電極１６ｂは、ｙ方向に所定間隔をおいてｘ方向
各側に延びる略櫛歯状の電極となっている。この駆動力
印加可動電極１６ｂは、前記第１及び第２駆動力印加固
定電極２１，２２に供給される駆動信号により同第１及
び第２駆動力印加固定電極２１，２２との間での静電引
力が周期的に変動され、上記第１駆動振動子１６にｘ方
向の振動を発生させる。

【００３０】また、上記第１駆動振動子１６の長幅側の
枠には、ｘ方向略中間部においてｙ方向に沿って延びる
駆動変位検出可動電極１６ｃが形成されている。この駆
動変位検出可動電極１６ｃも、ｙ方向に所定間隔をおい
てｘ方向各側に延びる略櫛歯状の電極となっている。こ
の駆動変位検出可動電極１６ｃは、第１駆動振動子１６
のｘ方向の振動により前記第１及び第２駆動変位検出固
定電極２３，２４との間での静電容量を変動させる。

【００３１】一方、上記第２駆動振動子１７は、点Ｏを
通るｙ軸に対して第１駆動振動子１６と略対称に上記検
出振動子１２に包囲される態様で配置されている。この
第２駆動振動子１７は、同様にｙ方向一側及び他側の各
段部１７ａを介してｘ方向他側（図１の左側）に縮幅さ
れた略ステップ状の枠に形成されている。この第２駆動
振動子１７は、各段部１７ａにおいて上記検出振動子１
２の対向する内壁面との間に設けられた導電性ポリシリ
コンの第２駆動用ばね４６を介して同検出振動子１２に
連続している。また、上記第２駆動振動子１７は、中心
側の外壁面のｙ方向一側及び他側において上記検出振動
子１２の対向する各膨出部１２ｂとの間に設けられた導
電性ポリシリコンの第２駆動用ばね４７を介して同検出
振動子１２に連続している。

【００３２】これら第２駆動振動子１７及び第２駆動用
ばね４６，４７も、例えばリソグラフによる半導体プロ
セス加工にて、上記シリコン基板１０から浮くように形
成されており、ｘ方向にのみ撓み性が高くなるようにｙ
方向に延びる態様で屈曲形成されている。

【００３３】上記第２駆動振動子１７にも、上記駆動力
印加可動電極１６ｂと同様の駆動力印加可動電極１７ｂ
が形成されている。この駆動力印加可動電極１７ｂも、
前記第１及び第２駆動力印加固定電極２１，２２に供給
される駆動信号により同第１及び第２駆動力印加固定電
極２１，２２との間での静電引力が周期的に変動され、
上記第２駆動振動子１７にｘ方向の振動を発生させる。

【００３４】また、上記第２駆動振動子１７にも、上記
駆動変位検出可動電極１６ｃと同様の駆動変位検出可動
電極１７ｃが形成されている。この駆動変位検出可動電
極１７ｃも、第２駆動振動子１７のｘ方向の振動により
前記第１及び第２駆動変位検出固定電極２３，２４との
間での静電容量を変動させる。

【００３５】なお、上記第１及び第２駆動振動子１６，
１７は点Ｏを通るｙ軸に対して略対称に配置されている
ため、これら第１及び第２駆動振動子１６，１７に供給
される駆動信号は互いに逆相となっている。従って、こ
れら第１及び第２駆動振動子１６，１７は互いに逆相で
ｘ方向に振動する。すなわち、これら第１及び第２駆動
振動子１６，１７はｘ方向に安定した共振音叉振動とさ
れており、エネルギー消費率の高い振動となっている。
そして、上記駆動変位検出可動電極１６ｃ，１７ｃと第
１及び第２駆動変位検出固定電極２３，２４との間での
静電容量の変動も互いに逆相となっている。

【００３６】ここで、上記第１及び第２駆動振動子１
６，１７の対向壁面は、前記各検出用ばね３４の略中間
部に連続する導電性ポリシリコンの連成ばねとしての駆
動同相対策ばね４８を介して連結されている。この駆動
同相対策ばね４８も、例えばリソグラフによる半導体プ
ロセス加工にて、上記シリコン基板１０から浮くように
形成されており、ｘ方向にのみ撓み性が高くなるように
ｙ方向中心側に延びる態様で屈曲形成されている。上記
第１及び第２駆動振動子１６，１７は、この駆動同相対
策ばね４８により連成振動するため、同相の振動モード
が除去されている。従って、例えば車載された場合など
のように振動の多い環境においても、これら第１及び第
２駆動振動子１６，１７は安定動作する。

【００３７】上記第１駆動力印加固定電極２１は、上記
第１及び第２駆動振動子１６，１７の各駆動力印加可動
電極１６ｂ，１７ｂのｘ方向外側の枠内においてｙ方向
に略沿って形成されており、同駆動力印加可動電極１６
ｂ，１７ｂに対してｘ方向に互い違いに延びる略櫛歯状
の電極となっている。また、同様に上記第２駆動力印加
固定電極２２は、上記第１及び第２駆動振動子１６，１
７の各駆動力印加可動電極１６ｂ，１７ｂのｘ方向内側
の枠内においてｙ方向に略沿って形成されており、同駆
動力印加可動電極１６ｂ，１７ｂに対してｘ方向に互い
違いに延びる略櫛歯状の電極となっている。これら第１
及び第２駆動力印加固定電極２１，２２は、駆動信号
（電圧）が印加されることで、上記各駆動力印加可動電
極１６ｂ，１７ｂとの間での静電引力をそれぞれ周期的
に変動し、上記第１及び第２駆動振動子１６，１７を互
いに逆相でｘ方向に振動させる。このとき、上記第１及
び第２駆動振動子１６，１７は、上記駆動電圧が加えら
れることでその共振周波数にてｘ方向に励振されるよう
になっている。

【００３８】ちなみに、上記第１及び第２駆動振動子１
６，１７は、それぞれ第１駆動用ばね４１，４２及び第
２駆動用ばね４６，４７を介して検出振動子１２に連結
されているものの、これら第１及び第２駆動振動子１
６，１７が互いに逆相でｘ方向に振動するため、同検出
振動子１２に伝達されるｘ方向の振動は、全体として略
相殺されている。また、上記第１及び第２駆動振動子１
６，１７は、それぞれ駆動同相対策ばね４８を介して上
記検出用ばね３４に連結されているものの、同様に同検
出振動子１２に伝達されるｘ方向の振動は、全体として
略相殺されている。換言すると、上記検出用ばね３４
は、第１及び第２駆動振動子１６，１７のｘ方向の連成
振動の不動部に一致しており、同検出用ばね３４が上記
第１及び第２駆動振動子１６，１７のｘ方向の連成振動
に及ぼす影響はわずかとなっている。

【００３９】上記第１及び第２駆動振動子１６，１７が
ｘ方向に共振音叉振動している状態において点Ｏを通る
ｚ軸廻りの角速度が加わると、同第１及び第２駆動振動
子１６，１７はこの角速度に基づくコリオリ力により互
いに逆向きのｙ方向の振動成分を有する相対的に逆相の
楕円振動を行う。このとき、上記第１及び第２駆動振動
子１６，１７は、それぞれｘ方向にのみ撓み性が高い第
１駆動用ばね４１，４２及び第２駆動用ばね４６，４７
を介して検出振動子１２に連結されているため、同検出
振動子１２には点Ｏを通るｚ軸廻りのねじれ回転振動が
誘起される。

【００４０】なお、上記検出振動子１２が点Ｏを通るｚ
軸廻りのねじれ回転振動をすると、前記検出用ばね３４
もねじれ振動する。これにより、上記駆動同相対策ばね
４８を介して連成されて楕円振動する第１及び第２駆動
振動子１６，１７の共振周波数、すなわち検出振動子１
２の点Ｏを通るｚ軸廻りのねじれ回転振動の共振周波数
が駆動時の共振周波数からずらされる。従って、角速度
センサの応答性が確保されている。

【００４１】上記第１駆動変位検出固定電極２３は、上
記第１及び第２駆動振動子１６，１７の各駆動変位検出
可動電極１６ｃ，１７ｃのｘ方向外側の枠内においてｙ
方向に略沿って形成されており、同駆動変位検出可動電
極１６ｃ，１７ｃに対してｘ方向に互い違いに延びる略
櫛歯状の電極となっている。また、同様に上記第２駆動
変位検出固定電極２４は、上記第１及び第２駆動振動子
１６，１７の各駆動変位検出可動電極１６ｃ，１７ｃの
ｘ方向内側の枠内においてｙ方向に略沿って形成されて
おり、同駆動変位検出可動電極１６ｃ，１７ｃに対して
ｘ方向に互い違いに延びる略櫛歯状の電極となってい
る。

【００４２】これら第１及び第２駆動変位検出固定電極
２３，２４は、上記第１及び第２駆動振動子１６，１７
のｘ方向の振動に基づく同第１及び第２駆動振動子１
６，１７（駆動変位検出可動電極１６ｃ，１７ｃ）との
間の静電容量の振動により、同第１及び第２駆動振動子
１６，１７のｘ方向の各振動状態を検出等する。すなわ
ち、第１駆動振動子１６がｘ方向外側（図１の右側）に
移動するときには、第１駆動変位検出固定電極２３と駆
動変位検出可動電極１６ｃとの間の静電容量が減少する
とともに、第２駆動変位検出固定電極２４と同駆動変位
検出可動電極１６ｃとの間の静電容量が増加する。ま
た、第１駆動振動子１６がｘ方向内側（図１の左側）に
移動するときには、これらの関係は逆となる。一方、第
２駆動振動子１７がｘ方向外側（図１の左側）に移動す
るときには、第１駆動変位検出固定電極２３と駆動変位
検出可動電極１７ｃとの間の静電容量が減少するととも
に、第２駆動変位検出固定電極２４と同駆動変位検出可
動電極１７ｃとの間の静電容量が増加する。また、第２
駆動振動子１７がｘ方向内側（図１の右側）に移動する
ときには、これらの関係は逆となる。従って、上記第１
及び第２駆動変位検出固定電極２３，２４の静電容量振
動は、互いに逆相となっている。また、上記第１及び第
２駆動振動子１６，１７の各ｘ方向の振動に対する第１
及び第２駆動変位検出固定電極２３，２４の静電容量の
振動も、互いに逆相となっている。

【００４３】上記第１及び第２角速度検出固定電極２
５，２６は、上記検出振動子１２の各検出窓３６におい
て同検出振動子１２の辺に略直交する方向に現出形成さ
れた平行平板電極となっている。これら第１及び第２角
速度検出固定電極２５，２６は、上記検出振動子１２の
点Ｏを中心とするｚ軸廻りのねじれ回転振動に基づく同
検出振動子１２（角速度検出可動電極３７）との間の静
電容量の振動により、同検出振動子１２の点Ｏを中心と
するｚ軸廻りのねじれ回転振動の状態を検出する。すな
わち、検出振動子１２が点Ｏを中心とするｚ軸廻りの一
側（図１において時計回り側）にねじれ回転するときに
は、同検出振動子１２と第１角速度検出固定電極２５と
の間の静電容量が減少するとともに、検出振動子１２と
第２角速度検出固定電極２６との間の静電容量が増加す
る。また、検出振動子１２が点Ｏを中心とするｚ軸廻り
の他側（図１において反時計回り側）にねじれ回転する
ときには、これらの関係は逆となる。すなわち、上記第
１及び第２角速度検出固定電極２５，２６の静電容量の
振動は、互いに逆相となっている。

【００４４】上記検出振動子１２の点Ｏを中心とするｚ
軸廻りのねじれ回転振動の状態により、加えられたｚ軸
廻りの角速度が検出されるようになっている。次に、こ
の角速度センサの角速度検出に係る電気的構成について
図２に基づき説明する。

【００４５】図２に示されるように、タイミング信号発
生器５１は、上記第１及び第２駆動振動子１６，１７を
共振周波数にてｘ方向に逆相駆動するための駆動パルス
信号を発生して、駆動回路５２，５３に出力するととも
に、同期検波用の同期信号を同期検波回路５４，５５，
５６に出力する。

【００４６】上記駆動回路５２，５３は、上記駆動パル
ス信号に同期して図３に示される駆動信号（電圧）Ａ，
Ｂをそれぞれ第１及び第２駆動力印加固定電極２１，２
２に印加する。同図に示されるように、これら駆動信号
（電圧）Ａ，Ｂは互いに逆相となる出力駆動電圧Ｖ１，
Ｖ２を有している。上記第１及び第２駆動振動子１６，
１７は、第１及び第２駆動力印加固定電極２１，２２に
この駆動信号（電圧）Ａ，Ｂが印加されることで、ｘ方
向に振動駆動される。このとき、これら第１駆動振動子
１６及び第２駆動振動子１７は、互いに逆相でｘ方向に
振動する。そして、上記第１及び第２駆動変位検出固定
電極２３，２４の静電容量は、互いに逆相で振動する。
また、上記第１及び第２駆動振動子１６，１７の各ｘ方
向の振動に対する第１及び第２駆動変位検出固定電極２
３，２４の静電容量の振動も、互いに逆相となってい
る。チャージアンプ５７，５８，５９，６０は、これら
静電容量の振動を電圧振動に変換する。差動増幅器６１
は、チャージアンプ５７，５８からの互いに逆相の信号
を差動増幅し、同信号のレベル（振幅）を略２倍とし、
ノイズを相殺した差動増幅信号を発生する。そして、差
動増幅器６１は、この差動増幅信号を上記同期検波回路
５４およびフィ−ドバック処理回路６３に出力する。同
様に、差動増幅器６２は、チャージアンプ５９，６０か
らの信号を差動増幅し、同信号のレベル（振幅）を略２
倍とし、ノイズを相殺した差動増幅信号を発生する。そ
して、差動増幅器６２は、この差動増幅信号を上記同期
検波回路５５およびフィ−ドバック処理回路６３に出力
する。

【００４７】同期検波回路５４，５５は、駆動パルス信
号と同相の同期信号に同期して、差動増幅器６１，６２
が与える差動増幅信号、すなわち第１及び第２駆動振動
子１６，１７の各ｘ方向の振動を表わす検出信号（電
圧）を検波し、駆動パルス信号に対する同ｘ方向の振動
の位相ずれに相当する信号を発生してフィ−ドバック処
理回路６３に出力する。

【００４８】フィ−ドバック処理回路６３は、上記同期
検波回路５４，５５からの位相ずれに相当する信号のレ
ベルを設定値に合わせるための移相信号を、上記駆動回
路５２，５３に出力する。駆動回路５２，５３は、この
移相信号に対応して駆動パルス信号に対する駆動信号
（電圧）Ａ，Ｂの各出力駆動電圧Ｖ１，Ｖ２の位相をシ
フトする。そして、同期検波回路５４，５５の位相ずれ
に相当する信号のレベルが実質上設定値になると、第１
及び第２駆動振動子１６，１７の共振音叉振動は安定し
たものとなる。

【００４９】第１及び第２駆動振動子１６，１７が安定
した共振音叉振動をしている状態において、点Ｏを通る
ｚ軸廻りの角速度が加わると、検出振動子１２にねじれ
回転振動が発生する。

【００５０】検出振動子１２にねじれ回転振動が発生す
ると、前記第１及び第２角速度検出固定電極２５，２６
の静電容量は、互いに逆相で振動する。チャージアンプ
６６，６７は、これら静電容量の振動を電圧振動に変換
する。差動増幅器６８は、チャージアンプ６６，６７か
らの互いに逆相の信号を差動増幅し、同信号のレベル
（振幅）を略２倍とし、ノイズを相殺した差動増幅信号
を発生する。そして、差動増幅器６８は、この差動増幅
信号を前記同期検波回路５６に出力する。同期検波回路
５６は、駆動パルス信号と同相の同期信号に同期して、
差動増幅器６８が与える差動増幅信号、すなわち検出振
動子１２のねじれ回転振動に相当する信号（電圧）を検
波し、角速度信号を出力する。この角速度信号の振幅
（信号レベル）は加えられた角速度の大きさに対応して
おり、同角速度信号により加えられた角速度が検出され
る。

【００５１】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 （１）本実施形態では、第１駆動振動子１６及び第２駆
動振動子１７を互いに逆相でｘ方向に振動駆動した。す
なわち、これら第１駆動振動子１６及び第２駆動振動子
１７は、ｘ方向に安定した共振音叉振動とされており、
エネルギー消費率の高い振動となっている。そして、第
１駆動振動子１６及び第２駆動振動子１７から、例えば
検出振動子１２に伝達されるｘ方向の振動を全体として
略相殺することができる。

【００５２】また、本実施形態では、第１駆動振動子１
６及び第２駆動振動子１７は、駆動同相対策ばね４８が
介装されることで連成振動する。従って、例えば第１駆
動振動子１６及び第２駆動振動子１７が個別に設けられ
ているときに生じるような互いに同相の振動モードを除
去することができる。このため、例えば車載された場合
などのように振動の多い環境においても、これら第１駆
動振動子１６及び第２駆動振動子１７を安定動作させる
ことができる。

【００５３】さらに、本実施形態では、角速度に基づく
検出振動子１２のねじれ回転振動は、上記第１駆動用ば
ね４１，４２及び第２駆動用ばね４６，４７とは別体で
設けられた検出用ばね３２〜３４の振動に基づいている
ため、例えば第１及び第２駆動振動子１６，１７と検出
振動子１２との間のメカニカルカップリングなどを抑制
することができる。

【００５４】さらにまた、本実施形態では、例えば製造
ばらつきなどにより、第１及び第２駆動振動子１６，１
７が互いに逆相でｘ方向に対して斜めに振動駆動された
場合にも、この斜め振動が検出振動子１２に対してねじ
れ回転振動を誘起することを回避することができる。

【００５５】一方、例えば所定方向に加えられる加速度
などの印加により、第１及び第２駆動振動子１６，１７
が互いに同相で所定方向に斜めに振動駆動された場合に
も、検出振動子１２は略八角形の枠状に形成されている
ため、この斜め振動が検出振動子１２に対してねじれ回
転振動を誘起することを回避することができる。

【００５６】以上の動作を同時に実現することにより、
検出誤差の低減された精度の高い角速度センサを提供す
ることができる。 （２）本実施形態では、検出振動子１２の径方向外側に
延びて応力緩和枠１１（シリコン基板１０）に支持され
る検出用ばね３２，３３及び同検出振動子１２からｙ方
向に延びて点Ｏにおいて浮動体アンカーａ１０（シリコ
ン基板１０）に支持される検出用ばね３４にて同検出振
動子１２を支持することで、その支持強度を増大するこ
とができる。

【００５７】（３）本実施形態では、例えば外部の温度
変化や外力等の印加によるシリコン基板１０からの応力
が、検出振動子１２（センサ）側に伝達されることを緩
和することができる。

【００５８】（４）本実施形態では、検出振動子１２が
支持される応力緩和枠１１をシリコン基板１０（浮動体
アンカーａ１１）に対して基板応力緩和ばね３１を介し
て点Ｏを通るｚ軸廻りに回転可能に支持するようにし
た。従って、上記検出振動子１２のねじれ回転振動の共
振周波数を駆動時の共振周波数からずらし、角速度セン
サの応答性を確保することができる。

【００５９】（５）本実施形態では、検出用ばね３４を
駆動同相対策ばね４８に連続形成した。従って、角速度
の印加により駆動同相対策ばね４８を介して連成されて
楕円振動する第１及び第２駆動振動子１６，１７の共振
周波数、すなわち検出振動子１２の共振周波数を駆動時
の共振周波数からずらし、角速度センサの応答性を確保
することができる。

【００６０】（６）本実施形態では、検出用ばね３２〜
３４、第１駆動用ばね４１，４２、第２駆動用ばね４
６，４７及び駆動同相対策ばね４８を全て、ｘ方向若し
くはｙ方向に延びる形状及びその組み合わせの形状とし
た。従って、例えばリソグラフによる半導体プロセス加
工を好適に行うことができる。

【００６１】（第２実施形態）以下、本発明に係る角速
度センサの第２実施形態について図４に従って説明す
る。なお、第２実施形態の角速度センサは、第１実施形
態の角速度センサの主に形状を変更した構成であり、そ
の動作態様は第１実施形態と略同等となっている。

【００６２】図４に示されるように、シリコン基板１０
には、第１実施形態と同様の応力緩和枠１１、第１及び
第２駆動力印加固定電極２１，２２、第１及び第２駆動
変位検出固定電極２３，２４、第１及び第２角速度検出
固定電極２５，２６、並びに浮動体アンカーａ１１と、
第１実施形態と形状の異なる導電性ポリシリコンの検出
振動子７１、第１駆動振動子７２及び第２駆動振動子７
３と、導電性ポリシリコンの第１補助固定電極８３及び
第２補助固定電極８４とが設けられている。なお、第１
及び第２補助固定電極８３，８４はシリコン基板１０に
接合されている。ちなみに、浮動体アンカーａ１０及び
同浮動体アンカーａ１０に検出振動子を支持するための
検出用ばね（検出用ばね３４）は、本実施形態では割愛
されているが、この角速度センサが点Ｏに関してｘｙ平
面上に略対称に設けられていることは第１実施形態と同
様である。

【００６３】上記検出振動子７１は、前記検出振動子１
２に準じて形成・配置されている。この検出振動子７１
の点Ｏを通るｘ方向を略４５度回転した方向（以下、
「ｘｙ方向」という）一側及び他側（図４の右上側及び
左下側）には、同方向に略沿って外壁面から内壁面側に
切り欠かれた切欠き部７１ａがそれぞれ形成されてい
る。そして、検出振動子７１は、各切欠き部７１ａから
ｘｙ方向外側に延びる導電性ポリシリコンの検出用ばね
７６を介して前記応力緩和枠１１に連続している。ま
た、この検出振動子７１の点Ｏを通るｙ方向を略４５度
回転した方向（以下、「−ｘｙ方向」という）一側及び
他側（図４の左上側及び右下側）には、同方向に略沿っ
て外壁面から内壁面側に切り欠かれた切欠き部７１ｂが
それぞれ形成されている。そして、検出振動子７１は、
各切欠き部７１ｂから−ｘｙ方向外側に延びる導電性ポ
リシリコンの検出用ばね７７を介して前記応力緩和枠１
１に連続している。

【００６４】なお、上記検出振動子７１の点Ｏを通るｙ
方向一側及び他側には、同方向に略沿って点Ｏ側に突出
する突部７１ｃがそれぞれ形成されている。本実施形態
においても、検出振動子７１を支持する検出用ばね７
６，７７を、十字方向（点Ｏを通るｘｙ方向、−ｘｙ方
向）に延びるように配置したことで、同検出振動子７１
の姿勢はシリコン基板１０に対して平行に維持される。
そして、これら検出用ばね７６，７７は、点Ｏを中心と
するｚ軸廻りの回転方向に撓み性が高く形成されている
ため、上記検出振動子７１の点Ｏを中心とするｚ軸廻り
のねじれ回転は容易となっている。

【００６５】上記第１駆動振動子７２は、前記第１駆動
振動子１６に準じて配置されている。この第１駆動振動
子７２は、ｙ方向一側及び他側の各段部７２ａ，７２ｂ
を介してｘ方向一側（図４の右側）に順次、縮幅された
略ステップ状の枠に形成されている。この第１駆動振動
子７２は、ｘ方向外側（図４の右側）の外壁面において
上記検出振動子７１の対向する内壁面との間に設けられ
た導電性ポリシリコンの第１駆動用ばね８１を介して同
検出振動子７１に連続している。また、上記第１駆動振
動子７２は、中心側の外壁面のｙ方向一側及び他側にお
いて上記検出振動子７１の対向する各突部７１ｃとの間
に設けられた導電性ポリシリコンの第１駆動用ばね８２
を介して同検出振動子７１に連続している。

【００６６】これら第１駆動用ばね８１，８２は、ｘ方
向にのみ撓み性が高くなるようにｙ方向に延びる態様で
屈曲形成されている。上記第１駆動振動子７２の中間の
枠には、前記駆動力印加可動電極１６ｂと同様の駆動力
印加可動電極７２ｃが形成されており、同駆動力印加可
動電極７２ｃには前記第１及び第２駆動力印加固定電極
２１，２２がそれぞれ対向配置されている。従って、こ
の駆動力印加可動電極７２ｃは、前記第１及び第２駆動
力印加固定電極２１，２２に供給される駆動信号により
同第１及び第２駆動力印加固定電極２１，２２との間で
の静電引力が周期的に変動され、上記第１駆動振動子７
２にｘ方向の振動を発生させる。

【００６７】また、上記第１駆動振動子７２の長幅側の
枠には、前記駆動変位検出可動電極１６ｃと同様の駆動
変位検出可動電極７２ｄが形成されており、同駆動変位
検出可動電極７２ｄには前記第１及び第２駆動変位検出
固定電極２３，２４がそれぞれ対向配置されている。従
って、この駆動変位検出可動電極７２ｄは、第１駆動振
動子７２のｘ方向の振動により前記第１及び第２駆動変
位検出固定電極２３，２４との間での静電容量を変動さ
せる。

【００６８】さらに、上記第１駆動振動子７２の短幅側
の枠には、ｘ方向略中間部においてｙ方向に沿って延び
る補助可動電極７２ｅが形成されている。この補助可動
電極７２ｅは、ｙ方向に所定間隔をおいてｘ方向各側に
延びる略櫛歯状の電極となっている。この補助可動電極
７２ｅは、前記第１及び第２駆動力印加固定電極２１，
２２とともに上記第１及び第２補助固定電極８３，８４
に供給される駆動信号により同第１及び第２補助固定電
極８３，８４との間での静電引力が周期的に変動され、
上記第１駆動振動子７２のｘ方向の振動を助勢する。

【００６９】一方、上記第２駆動振動子７３は、前記第
２駆動振動子１７に準じて配置されている。この第２駆
動振動子７３は、同様にｙ方向一側及び他側の各段部７
３ａ，７３ｂを介してｘ方向他側（図４の左側）に順
次、縮幅された略ステップ状の枠に形成されている。こ
の第２駆動振動子７３は、ｘ方向外側（図４の左側）の
外壁面において上記検出振動子７１の対向する内壁面と
の間に設けられた導電性ポリシリコンの第２駆動用ばね
８６を介して同検出振動子７１に連続している。また、
上記第２駆動振動子７３は、中心側の外壁面のｙ方向一
側及び他側において上記検出振動子７１の対向する各突
部７１ｃとの間に設けられた導電性ポリシリコンの第２
駆動用ばね８７を介して同検出振動子７１に連続してい
る。

【００７０】これら第２駆動用ばね８６，８７は、ｘ方
向にのみ撓み性が高くなるようにｙ方向に延びる態様で
屈曲形成されている。上記第２駆動振動子７３にも、上
記駆動力印加可動電極７２ｃと同様の駆動力印加可動電
極７３ｃが形成されている。この駆動力印加可動電極７
３ｃも、前記第１及び第２駆動力印加固定電極２１，２
２に供給される駆動信号により同第１及び第２駆動力印
加固定電極２１，２２との間での静電引力が周期的に変
動され、上記第２駆動振動子７３にｘ方向の振動を発生
させる。

【００７１】また、上記第２駆動振動子７３にも、上記
駆動変位検出可動電極７２ｄと同様の駆動変位検出可動
電極７３ｄが形成されている。この駆動変位検出可動電
極７３ｄも、第２駆動振動子７３のｘ方向の振動により
前記第１及び第２駆動変位検出固定電極２３，２４との
間での静電容量を変動させる。

【００７２】さらに、上記第２駆動振動子７３にも、上
記補助可動電極７２ｅと同様の補助可動電極７３ｅが形
成されている。この補助可動電極７３ｅも、前記第１及
び第２駆動力印加固定電極２１，２２とともに上記第１
及び第２補助固定電極８３，８４に供給される駆動信号
により同第１及び第２補助固定電極８３，８４との間で
の静電引力が周期的に変動され、上記第２駆動振動子７
３のｘ方向の振動を助勢する。

【００７３】なお、上記第１及び第２駆動振動子７２，
７３は点Ｏを通るｙ軸に対して略対称に配置されている
ため、第１実施形態と同様に第１及び第２駆動振動子７
２，７３はｘ方向に安定した共振音叉振動とされてお
り、エネルギー消費率の高い振動となっている。

【００７４】ここで、上記第１及び第２駆動振動子７
２，７３の対向壁面は、導電性ポリシリコンの連成ばね
としての駆動同相対策ばね８８を介して連結されてい
る。この駆動同相対策ばね８８も、ｘ方向にのみ撓み性
が高くなるように中心側からｙ方向外側に延びる態様で
屈曲形成されている。上記第１及び第２駆動振動子７
２，７３は、この駆動同相対策ばね８８により連成振動
するため、同相の振動モードが除去されている。従っ
て、例えば車載された場合などのように振動の多い環境
においても、これら第１及び第２駆動振動子７２，７３
は安定動作する。

【００７５】上記第１及び第２駆動振動子７２，７３が
ｘ方向に共振音叉振動している状態において点Ｏを通る
ｚ軸廻りの角速度が加わると、同第１及び第２駆動振動
子７２，７３はこの角速度に基づくコリオリ力により互
いに逆向きのｙ方向の振動成分を有する相対的に逆相の
楕円振動を行う。このとき、上記第１及び第２駆動振動
子７２，７３は、それぞれｘ方向にのみ撓み性が高い第
１駆動用ばね８１，８２及び第２駆動用ばね８６，８７
を介して検出振動子７１に連結されているため、同検出
振動子７１には点Ｏを通るｚ軸廻りのねじれ回転振動が
誘起される。

【００７６】上記検出振動子７１の点Ｏを通るｚ軸廻り
のねじれ回転振動は、第１及び第２角速度検出固定電極
２５，２６と検出振動子７１（角速度検出可動電極３
７）との間の静電容量の振動として検出される。そし
て、上記検出振動子７１の点Ｏを中心とするｚ軸廻りの
ねじれ回転振動の状態により、加えられたｚ軸廻りの角
速度が検出されるようになっている。

【００７７】なお、第２実施形態の角速度センサの角速
度検出に係る電気的構成は、上記第１及び第２駆動力印
加固定電極２１，２２とともに第１及び第２補助固定電
極８３，８４に駆動回路５２，５３からの駆動信号Ａ，
Ｂが供給されることを除き、第１実施形態と同様である
ため、その説明は省略する。また、上記した構成におい
ては、検出振動子１２（７１）の外側に櫛歯状の電極
（調整電極）を設け、この櫛歯状の電極に所定の空隙を
保って対向させた固定電極に、直流電圧を印加すること
により検出振動子１２（７１）に電気的な吸引力を発生
させて、検出振動子１２（７１）の共振周波数を変える
ことも可能である。

【００７８】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、前記第１実施形態における（１）、（３）及び
（４）の効果に加えて以下に示す効果が得られるように
なる。 （１）本実施形態では、第１及び第２駆動振動子７２，
７３の振動駆動力を助勢するためにそれぞれ補助可動電
極７２ｅ，７３ｅと、対向する第１及び第２補助固定電
極８３，８４を設けた。従って、これら第１及び第２駆
動振動子７２，７３の振動駆動力を好適に確保すること
ができる。

【００７９】なお、本発明の実施の形態は上記実施形態
に限定されるものではなく、次のように変更してもよ
い。 ・前記各実施形態においては、応力緩和枠１１及び検出
振動子１２，７１を略八角枠状に形成したが、点Ｏに関
して略対称であるならば、略円環状であってもその他の
多角形の枠状であってもよい。

【００８０】・前記各実施形態において採用された第１
駆動振動子１６，７２及び第２駆動振動子１７，７３の
形状は一例であってその他の形状としてもよい。例え
ば、これら第１駆動振動子１６，７２及び第２駆動振動
子１７，７３を、点Ｏを通るｙ軸に対して略対称となる
略多角形、略円形、略半円形等の枠状に形成してもよ
い。また、枠状ではなく骨格状に形成してもよい。

【００８１】・前記各実施形態において採用された第１
駆動振動子１６，７２及び第２駆動振動子１７，７３の
ｘ方向の駆動構造（駆動回路部）は一例であってその他
の構造を採用してもよい。例えば、第１駆動振動子１
６，７２のみに駆動信号（電圧）を印加して同第１駆動
振動子１６，７２をｘ方向に振動駆動し、共振作用によ
って第２駆動振動子１７，７３をｘ方向に逆相で振動駆
動するようにしてもよい。

【００８２】・前記各実施形態におけるシリコン基板１
０に代えて、例えば多結晶、単結晶、又は非晶質のＳ
ｉ，Ｇｅ，ＳｉＣ，ＳｉｘＧｅ1-x ，ＳｉｘＧｅｙＣ1-
x-y にて形成された基板としてもよい。

【００８３】次に、以上の実施形態から把握することが
できる請求項以外の技術的思想を、その効果とともに以
下に記載する。 （イ）請求項３に記載の角速度センサにおいて、前記検
出用ばねは前記連成ばねに連続形成されていることを特
徴とする角速度センサ。第１及び第２駆動振動子は、点
Ｏを通るｙ方向に対して略対称となるように上記検出振
動子に対して支持されており、上記検出用ばねは同検出
振動子からｙ方向に延びて点Ｏにおいて基板に支持され
ている。従って、上記検出用ばねが連成ばねに連続形成
されているものの、上記第１及び第２駆動振動子は互い
に逆相でｘ方向に振動するため、同検出用ばねに伝達さ
れるｘ方向の振動は全体として略相殺されている。換言
すると、この検出用ばねは、上記第１及び第２駆動振動
子の連成振動の不動部に一致しており、同検出用ばねが
連成ばね、すなわち第１及び第２駆動振動子の連成振動
に及ぼす影響はわずかとなっている。従って、第１及び
第２駆動振動子は、所定の共振周波数にて振動する。一
方、上記第１及び第２駆動振動子が互いに逆相でｘ方向
に振動している状態において、点Ｏを通るｚ軸廻りの角
速度が加わると、これら第１及び第２駆動振動子は相対
的に逆相の楕円振動をする。これにより、上記検出用ば
ねはねじれ振動し、検出振動子は点Ｏを通るｚ軸廻りの
ねじれ回転振動をする。このとき、上記連成ばねを介し
て連成されて楕円振動する第１及び第２駆動振動子の共
振周波数、すなわち検出振動子の共振周波数がずらされ
る。これにより、角速度センサの応答性が確保される。

【００８４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３に記
載の発明によれば、検出誤差の低減された精度の高い角
速度センサを提供することができる。

【００８５】請求項４に記載の発明によれば、外部の温
度変化や外力等の印加による基板からの応力が、検出振
動子（センサ）側に伝達されることを緩和することがで
きる。

【００８６】また、角速度センサの応答性を確保するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る角速度センサの第１実施形態を示
す平面図。

【図２】同実施形態の電気的構成を示すブロック図。

【図３】同実施形態の第１及び第２駆動力印加固定電極
に印加される駆動信号を示すタイムチャート。

【図４】本発明に係る角速度センサの第２実施形態を示
す平面図。

【符号の説明】

１１ 応力緩和枠 １２，７１ 検出振動子 １６，７２ 第１駆動振動子 １７，７３ 第２駆動振動子 ３２〜３４，７６，７７ 検出用ばね ４１，４２，８１，８２ 第１駆動用ばね ４６，４７，８６，８７ 第２駆動用ばね ４８ 連成ばねとしての駆動同相対策ばね

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｘｙ平面上の点Ｏに関して略対称に配
   置された第１駆動振動子及び第２駆動振動子と、 点Ｏに関して略対称な略円形及び略多角形のいずれか一
   方の枠状に形成されて前記第１駆動振動子及び第２駆動
   振動子を包囲する検出振動子と、 点Ｏを通るｙ方向に対して略対称となるように前記検出
   振動子に対して前記第１駆動振動子及び第２駆動振動子
   をそれぞれｘ方向に振動可能に浮動支持する第１駆動用
   ばね及び第２駆動用ばねと、 前記検出振動子を基板に対して点Ｏを通るｚ軸廻りにね
   じれ回転振動可能に浮動支持する複数の検出用ばねと、 前記第１駆動振動子及び第２駆動振動子に介装されて該
   第１駆動振動子及び第２駆動振動子を連成振動させる連
   成ばねと、 前記第１駆動振動子及び第２駆動振動子を逆相でｘ方向
   に振動駆動する駆動手段と、 前記検出振動子の点Ｏを通るｚ軸廻りのねじれ回転振動
   を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする角速度
   センサ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の角速度センサにおい
   て、 前記検出用ばねは、前記検出振動子の径方向外側に延び
   て基板に支持されることを特徴とする角速度センサ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の角速度センサ
   において、 前記検出用ばねは、前記検出振動子からｙ方向に延びて
   点Ｏにおいて基板に支持されることを特徴とする角速度
   センサ。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の角速度センサにおい
   て、 点Ｏに関して略対称な略円形及び略多角形のいずれか一
   方の枠状に形成されて前記検出振動子を包囲する応力緩
   和枠と、 前記応力緩和枠を基板に対してｘｙ平面上に振動可能に
   浮動支持する応力緩和ばねとを備え、 前記検出振動子を支持する検出用ばねは、前記応力緩和
   枠及び応力緩和ばねを介して基板に支持されることを特
   徴とする角速度センサ。