JP2010261741A

JP2010261741A - 振動型角速度センサ

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Publication number: JP2010261741A
Application number: JP2009110743A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Yano; 博昭矢野
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】検出精度が高い振動型角速度センサを提供する。
【解決手段】支持部２０と、結合部３０と、前記支持部と前記結合部とを連結する梁部７１、７２、７３、７４と、前記結合部を基準とした基準平面において等方的に前記結合部の外側に配置された錘部６１、６２、６３、６４と、前記基準平面に対して垂直に往復振動可能に且つ垂直な軸周りに回転不能に、前記錘部のそれぞれを前記結合部に連結するばね部４１、４２、４３、４４と、２つの錘部６１、６３を、前記基準平面の垂線方向に逆位相で振動させるための第一励振素子５１，５３と、他の２つの錘部６２、６４を、逆位相で振動させるための第二励振素子５２，５４と、前記支持部を静止体とする系において前記基準平面に垂直な軸周りの前記結合部のトルクを検出するための検出素子８１，８２，８３，８４、９１，９２、９３，９４と、が形成されている積層構造体を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は振動型角速度センサに関し、特にＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）として構成される振動型角速度センサに関する。

従来、ＭＥＭＳとして構成される振動型角速度センサが知られている。

特開２００８−１４６３３号公報特開２００７−５０９３４６号公報

特許文献１に記載された振動型角速度センサでは、参照振動を発生させる励振素子とコリオリ力を検出するための検出素子とが同一の振動体に設けられているため、参照振動に伴う信号成分が検出素子の出力から除去されるとともにコリオリ力に伴う信号成分が検出素子の出力から抽出される。このような構造では、コリオリ力に伴う信号成分は参照振動に伴う信号成分よりも遙かに小さくなるため、角速度の検出精度を高めることが困難である。

特許文献２に記載された振動型角速度センサでは、基準平面に対して垂直に往復振動可能に錘部が錘部を囲むフレームに連結され、錘部の参照振動に伴ってフレームに作用する基準平面に対して垂直な軸周りのトルクが検出される。このような構造では、参照振動する振動体とトルクが検出される振動体とが異なるため、角速度の検出精度を高めることができる。しかし特許文献２に記載された振動型角速度センサでは、錘部がフレームの内側に連結されているため、フレームのトルクを大きくすることが困難である。

本発明は、検出精度が高い振動型角速度センサを提供することを目的の１つとする。

（１）上記目的を達成するための振動型角速度センサは、支持部と、結合部と、前記支持部と前記結合部とを連結する梁部と、前記結合部を基準として基準平面において等方的に前記結合部の外側に配置された４つの錘部と、前記結合部を静止体とする系において前記基準平面に対して垂直に往復振動可能に且つ前記結合部を静止体とする系において前記基準平面に対して垂直な軸周りに回転不能に、前記４つの錘部のそれぞれを前記結合部に連結する４つのばね部と、前記４つの錘部のうち前記結合部を基準として対象に配置されている２つを、前記結合部を静止体とする系において前記基準平面の垂線方向に逆位相で振動させるための第一励振素子と、前記４つの錘部のうち前記結合部を基準として対象に配置されている他の２つを、前記結合部を静止体とする系において前記基準平面の垂線方向に逆位相で振動させるための第二励振素子と、前記支持部を静止体とする系において前記基準平面に垂直な軸周りの前記結合部のトルクを検出するための検出素子と、が形成されている積層構造体を備える。
本発明によると、結合部を静止体とする系において往復振動する４つの錘部に作用するコリオリ力は４つの錘部が配置されている基準平面に対して垂直な軸周りのトルクとして結合部に作用する。そして結合部に作用するトルクは、４つの錘部が結合部の外側に配置されているため、４つの錘部が結合部の内側に配置されている場合に比べて大きくなる。したがって本発明によると、検出精度が高い振動型角速度センサが実現される。

（２）上記目的を達成するための振動型角速度センサにおいて、前記第一励振素子は第一の振動数で駆動され、前記第二励振素子は前記第一の振動数とは異なる第二の振動数で駆動され、前記検出素子の出力から前記結合部のトルクの前記第一の振動数の成分と前記第二の振動数の成分とが検出されてもよい。
本発明によると、結合部のトルクの第一の振動数の成分と第二の振動数の成分とは、それぞれ互いに直交する２軸周りの角速度に対応する。したがって本発明によると、時分割すること無しに、基準平面に対して平行な直交する２軸周りの角速度を検出することができる。したがって本発明によると、時分割することによって２軸周りの角速度を検出する場合に比べ、短い周期で角速度を検出することができる。

（３）上記目的を達成するための振動型角速度センサにおいて、前記支持部は、前記結合部と前記４つの錘部とを囲む枠形態を有し、前記錘部と前記結合部と前記支持部とは、同一の層構造を有し、前記４つのばね部のそれぞれは、一端が前記４つの錘部の１つと結合し他端が前記結合部と結合した板ばねの形態を有してもよい。
本発明によると、簡素な積層構造体を実現できるため、振動型角速度センサの製造コストを低減することができる。

（４）上記目的を達成するための振動型角速度センサにおいて、前記支持部を静止体とする系において前記基準平面に対して垂直な軸周りに回転振動可能に且つ前記支持部を静止体とする系において前記基準平面に対して垂直に往復振動不能に前記結合部を前記支持部に連結する複数の前記梁部を備え、前記第一励振素子および前記第二励振素子は、前記ばね部に設けられ前記ばね部とともに歪む圧電素子であり、前記検出素子は、前記複数の梁部の１つ以上に設けられ前記梁部複数の１つ以上とともに歪む圧電素子であってもよい。
本発明によると、励振素子および検出素子としてキャパシターを用いる場合に比べて、検出精度を高めることができるとともに簡素な積層構造体を実現できる。

図１Ａは本発明の実施形態にかかる平面図。図１Ｂは図１Ａに示すＢＢ線断面図。本発明の実施形態にかかる平面図。本発明の実施形態にかかる平面図。本発明の実施形態にかかる断面図。本発明の実施形態にかかる断面図。本発明の実施形態にかかる断面図。本発明の実施形態にかかる平面図。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
１．振動型角速度センサの構成
図１は本発明による振動型角速度センサの構成を示している。まず説明の便宜のために図１に示すように直交するｘｙｚ軸を定める。振動型角速度センサ１０は、ＭＥＭＳとして構成され、単結晶珪素、酸化珪素、白金、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの複数の層が積層された積層構造体であって、パッケージ１１に収容される。振動型角速度センサ１０には、支持部２０、結合部３０、錘部６１，６２，６３，６４、ばね部４１，４２，４３，４４、梁部７１，７２，７３，７４、圧電素子５１，５２，５３，５４，８１，８２，８３，８４，９１，９２，９３，９４などが形成されている。なお、図１においては、これらの構成要素の境界が実線で示され、振動型角速度センサ１０を構成する各層の境界面は破線によって示されている。

支持部２０は振動型角速度センサ１０の外枠を構成している枠形の部分である。支持部２０はパッケージ１１の底面に接着層９９を介して固定されているため、実質的に剛体として振る舞う。支持部２０の内側には結合部３０、ばね部４１，４２，４３，４４、梁部７１，７２，７３，７４および錘部６１，６２，６３，６４が収まる空間が形成されている。支持部２０は実質的に剛体として振る舞う形態であればどのような形態であっても良い。

結合部３０は支持部２０の内側の空間の中央に位置する八角柱の部分である。結合部３０は支持部２０と同一の層構造を有し、実質的に剛体として振る舞う。結合部３０は実質的に剛体として振る舞う形態であればどのような形態であっても良い。以後、ｘｙ平面と平行に結合部３０を中心として延びる放射線の方向を径方向といい、結合部３０の周りをｘｙ平面と平行に回る方向を周方向というものとする。

梁部７１，７２，７３，７４は、一端が支持部２０に結合し他端が結合部３０に結合している部分である。梁部７１，７２，７３，７４は、支持部２０および結合部３０と同一の層構造を有し、径方向に薄い平らな板ばねの形態を有する。したがって、結合部３０は、支持部２０を静止体とする系においてｚ軸周りに回転振動可能に且つ支持部２０を静止体とする系においてｚ軸方向に往復振動不能に支持部２０に連結されている。互いに同一な梁部７１，７２，７３，７４は結合部３０から等角度間隔で径方向に伸びている。したがって、ｚ軸周りの結合部３０のトルクは梁部７１，７２，７３，７４に均等に作用する。なお、梁部７１，７２，７３，７４の幅（ｚ方向長さ）は、支持部２０または結合部３０の厚さ（ｚ方向長さ）よりも小さくても良い。また梁部７１，７２，７３，７４が支持部２０または結合部３０を構成する複数の層の一部から構成されていても良い。

錘部６１，６２，６３，６４は結合部３０を基準としてｘｙ平面に平行な基準平面において等方的に結合部３０の外側に配置されている部分である。具体的には、錘部６１，６２，６３，６４は互いに同一の構造要素であって、結合部３０から錘部６１，６２，６３，６４までの距離は等しく、結合部３０を基準として錘部６１，６２，６３，６４は等角度間隔に配置されており、錘部６１，６２，６３，６４はｘｙ平面と平行に整列している。錘部６１，６２，６３，６４は支持部２０および結合部３０と同一の層構造を有し、円柱の形態を有する。

ばね部４１，４２，４３，４４は、一端が結合部３０に結合し他端が錘部６１，６２，６３，６４に結合している部分である。ばね部４１，４２，４３，４４は、ｚ軸方向に薄い平らな板ばねの形態を有する。したがって、ばね部４１，４２，４３，４４は、結合部３０を静止体とする系においてｚ軸方向に往復振動可能に且つ結合部３０を静止体とする系においてｚ軸周りに回転不能に、錘部６１，６２，６３，６４のそれぞれを結合部３０に連結している。なお、ばね部４１，４２，４３，４４は、錘部６１，６２，６３，６４のそれぞれをこのように結合部３０に連結する形態であればどのような形態であっても良い。例えば錘部４１と結合部３０とを連結する１つのばね部を、複数の梁によって構成しても良いし、幅が一定でない板ばねの形態にしても良いし、波形にうねる板ばねの形態を有していても良い。

励振素子としての圧電素子５１，５２，５３，５４は、ばね部４１，４２，４３，４４のそれぞれに１つずつ設けられている。より具体的には、圧電素子５１は、ばね部４１のｘｙ平面と平行な端面において径方向に延びる中心線上に結合部３０との境界を跨いで配置され、その端面に結合している。したがって、錘部６１がｚ軸正方向に変位すると圧電素子５１のばね部５１との結合層（１０６）はばね部４１とともに縮み、錘部６１がｚ軸負方向に変位すると圧電素子５１のばね部５１との結合層はばね部４１とともに延びる。他の圧電素子５２，５３，５４についても同様にばね部４２，４３，４４のそれぞれに１つずつ設けられている。なお、励振素子としての圧電素子をばね部４１，４２，４３，４４のそれぞれに複数ずつ設けても良い。

検出素子としての圧電素子８１，８２，８３，８４，９１，９２，９３，９４は、梁部７１，７２，７３，７４のそれぞれに２つずつ設けられている。より具体的には、圧電素子８１，９１は梁部７１のｘｙ平面と平行な端面において径方向に延びる中心線を対称軸として対象に、その端面の縁近傍に且つ支持部２０との境界を跨いで配置され、その端面に結合している。したがって、結合部３０が図１において時計回りまたは反時計回りに回転すると、圧電素子８１、９１の一方の梁部７１との結合層（１０６）は梁部７１，７２，７３，７４とともに縮み、圧電素子８１，９１の他方の梁部７１との結合層は梁部７１，７２，７３，７４とともに延びる。他の圧電素子８２，８３，８４，９２，９３，９４についても同様に梁部７１，７２，７３，７４のそれぞれに２つずつ設けられている。

２．振動型角速度センサの作動
振動型角速度センサ１０は図示しない駆動回路によって次のように駆動される。結合部３０を基準として対象に配置されているばね部４１、４３に設けられている圧電素子５１，５３には、第一の振動数で振動する逆位相の駆動信号が印加される。その結果、結合部３０を基準として対象に配置されている錘部６１，６３は、結合部３０を静止体とする系においてｚ軸方向に逆位相で第一の振動数で振動する。また、結合部３０を基準として対象に配置されているばね部４２、４４に設けられている圧電素子５２，５４には、第二の振動数で振動する逆位相の駆動信号が印加される。その結果、結合部３０を基準として対象に配置されている錘部６２，６４は、結合部３０を静止体とする系においてｚ軸方向に逆位相で第二の振動数で振動する。第一の振動数と第二の振動数とは、錘部６１，６２，６３，６４の固有振動数に近い互いに異なる振動数に設定される。このようにして圧電素子５１，５２、５３，５４を同時に駆動することにより、ｚ軸方向の４つの参照振動が同時に併存する状態となる。

このように振動型角速度センサ１０が駆動されている状態においてｘ軸周りに振動型角速度センサ１０が角速度ω_ｘで回転すると、図２に示すように、錘部６１，６２，６３，６４のそれぞれにｙ軸方向のコリオリ力Ｃ_ｙ１、Ｃ_ｙ２、Ｃ_ｙ３、Ｃ_ｙ４が作用する。錘部６１、６３の速度Ｖ_１、Ｖ_３は常に逆向きになり、錘部６１、６３に結合しているばね部４１、４３は結合部３０からｘ軸正方向とｘ軸負方向とに延びているため、錘部６１、６３に作用するｙ軸方向のコリオリ力Ｃ_ｙ１、Ｃ_ｙ３は結合部３０をｚ軸周りに回転させるトルクＴ_ｘとして結合部３０に作用する。一方、錘部６２、６４に結合しているばね部４２、４４は結合部３０からｙ軸正方向とｙ軸負方向とに延びているため、錘部６２、６４に作用するｙ軸方向のコリオリ力Ｃ_ｙ２、Ｃ_ｙ４は結合部３０をｚ軸周りに回転させるトルクを発生させない。したがって、振動型角速度センサ１０が駆動されている状態においてｘ軸周りに振動型角速度センサ１０が角速度ω_ｘで回転すると、結合部３０に第一の振動数においてｚ軸周りのトルク振動が発生する。その結果、梁部７１，７２，７３，７４が歪み、圧電素子８１，８２，８３，８４，９１，９２，９３，９４から第一の振動数で振動する出力が得られる。圧電素子８１，８２，８３，８４，９１，９２，９３，９４から得られる出力の振幅は、角速度ω_ｘの大きさに対応する。角速度ω_ｘの方向は、各梁部７１，７２，７３，７４に設けられている圧電素子の対のそれぞれから得られる出力の位相差によって特定される。

そして、振動型角速度センサ１０が同様に駆動されている状態においてｙ軸周りに振動型角速度センサ１０が角速度ω_ｙで回転すると、図３に示すように、錘部６１，６２，６３，６４のそれぞれにｘ軸方向のコリオリ力Ｃ_ｘ１、Ｃ_ｘ２、Ｃ_ｘ３、Ｃ_ｘ４が作用する。錘部６１、６３に結合しているばね部４１、４３は結合部３０からｘ軸正方向とｘ軸負方向とに延びているため、錘部６１、６３に作用するｘ軸方向のコリオリ力Ｃ_ｘ１、Ｃ_ｘ３は結合部３０をｚ軸周りに回転させるトルクを発生させない。一方、錘部６２、６４の速度Ｖ_２、Ｖ_４は常に逆向きになり、錘部６２、６４に結合しているばね部４２、４４は結合部３０からｙ軸正方向とｙ軸負方向とに延びているため、錘部６２、６４に作用するｘ軸方向のコリオリ力Ｃ_ｘ２、Ｃ_ｘ４は結合部３０をｚ軸周りに回転させるトルクＴ_ｙとして結合部３０に作用する。したがって、振動型角速度センサ１０が駆動されている状態においてｙ軸周りに振動型角速度センサ１０が角速度ω_ｙで回転すると、結合部３０に第二の振動数においてｚ軸周りのトルク振動が発生する。その結果、梁部７１，７２，７３，７４が歪み、圧電素子８１，８２，８３，８４，９１，９２，９３，９４から第二の振動数で振動する出力が得られる。圧電素子８１，８２，８３，８４，９１，９２，９３，９４から得られる出力の振幅は、角速度ω_ｙの大きさに対応する。角速度ω_ｙの方向は、各梁部７１，７２，７３，７４に設けられている圧電素子の対のそれぞれから得られる出力の位相差によって特定される。

振動型角速度センサ１０がｘ軸周りにもｙ軸周りにも回転している状態では、ｘ軸まわりの角速度ω_ｘに対応する成分とｙ軸周りの角速度ω_ｙに対応する成分とを含む出力が圧電素子８１，８２，８３，８４，９１，９２，９３，９４から得られる。ｘ軸まわりの角速度ω_ｘに対応する成分とｙ軸周りの角速度ω_ｙに対応する成分とは、振動数が異なるため、圧電素子８１，８２，８３，８４，９１，９２，９３，９４から得られる出力を、例えば離散フーリエ変換によって帯域分離することによって個別に抽出することができる。すなわち、励振素子としての圧電素子５１，５２，５３，５４を時分割駆動すること無しにｘ軸周りの角速度とｙ軸周りの角速度とを同時に検出することができる。

また、錘部６１，６２，６３，６４とともに振動するばね部４１，４２，４３，４４がｚ軸方向に薄い板ばね形態であるのに対して、結合部３０のトルクによって歪む梁部７１，７２，７３，７４は周方向に薄くｚ軸方向には実質的に撓まない板ばね形態である。したがって、錘部６１，６２，６３，６４の振動は梁部７１，７２，７３，７４に漏れない。すなわち、圧電素子８１，８２，８３，８４，９１，９２，９３，９４から得られる出力の全部が角速度成分となるため、共通の振動体に駆動素子と検出素子とが設けられている振動型角速度センサに比べてＳ／Ｎが非常に高くなる。

さらに、結合部３０に作用するトルクは、結合部３０の外側に配置されている錘部６１，６２，６３，６４に作用するコリオリ力によってもたらされるため、結合部の内側に配置されている錘部に作用するコリオリ力によってもたらされるトルクが検出される振動型角速度センサに比べても、Ｓ／Ｎが高くなる。
また、励振素子および検出素子に圧電素子を用いているため、励振素子および検出素子にキャパシターを用いる場合に比べて、参照振動の振幅を大きくでき、また、簡素な構造を実現できる。

以上述べたように振動型角速度センサ１０を駆動するとともに角速度を検出するための回路は振動型角速度センサ１０を構成している積層構造体に形成しても良いし、その積層構造体とは別の積層構造体に形成しても良い。またその回路が形成される積層構造体を、振動型角速度センサ１０を構成している積層構造体のパッケージ１１とは別のパッケージに収容しても良い。

３．振動型角速度センサの製造方法
図４から図６は図１に示した振動型角速度センサ１０の製造方法を示す断面図である。なお、図４から図６は図１に示すＢＢ線断面を示している。

はじめに厚さ６２５μｍの単結晶珪素層１００と厚さ１μｍの酸化珪素層１０２と厚さ１０μｍの単結晶珪素層１０４からなるＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板の表面にスパッタ法によって厚さ０．１μｍの白金からなる電極層１０６、厚さ３μｍのＰＺＴからなる圧電層１０８、厚さ０．１μｍの白金からなる電極層１１０を順に積層する。

次に図示しないフォトレジストからなる２種類の保護膜を用いたミリング法によって電極層１０６、１１０および圧電層１０８を図４に示すように所定形状にパターニングする。その結果、電極層１０６、１１０および圧電層１０８からなる圧電素子５１，５２，５３，５４，８１，８２，８３，８４，９１，９２，９３，９４並びに電極層１０６、１１０からなる図示しない配線要素（導線およびボンディングパッド）が形成される。

次に図５に示すようにフォトレジストからなる保護膜Ｒ１を用いた反応性イオンエッチングによって単結晶珪素層１０４を所定形状にパターニングする。その結果、結合部３０、ばね部４１，４２，４３，４４、梁部７１，７２，７３，７４、錘部６１，６２，６３，６４、支持部２０の単結晶珪素層１０４からなる上層部のパターンが形成される。

次に図６に示すようにフォトレジストからなる保護膜Ｒ２を用いたＤｅｅｐ−ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）によって単結晶珪素層１００を所定形状にパターニングする。その結果、結合部３０、梁部７１，７２，７３，７４、錘部６１，６２，６３，６４、支持部２０の単結晶珪素層１００からなる下層部が形成される。

次に酸化珪素層１０２の露出している部分をエッチングによって除去する。その結果、錘部６１，６２，６３，６４と支持部２０とが分離するとともに、結合部３０、ばね部４１，４２，４３，４４、梁部７１，７２，７３，７４、錘部６１，６２，６３，６４、支持部２０が形成される。このとき、ばね部４１，４２，４３，４４に酸化珪素層１０２を残す場合、酸化珪素層１０２の残そうとする部分をフォトレジストで保護しておけばよい。その後、ダイシング等の後工程を実施すると、図１に示す振動型角速度センサ１０が完成する。

以上述べた製造方法では、錘部６１，６２，６３，６４と支持部２０と梁部７１，７２，７３，７４とが同一の層構造を有するため、フォトリソグラフィによるパターニング行程の数が少ない。したがって、低い製造コストで振動型角速度センサ１０を製造することができる。

４．変形例
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
たとえば、図７に示すように、結合部３０と支持部２０とをジグザグに屈曲した板ばね形の梁部７１，７２，７３，７４によって連結しても良い。また、梁部の厚さ（周方向長さ）を一部薄くして応力を集中させ、薄くした部分に検出素子を設けても良い。また、結合部から周方向の一方に延びる平板形態の複数の梁部によって結合部と支持部とを連結し、このような梁部に検出素子を設けても良い。このような梁部には、結合部のトルクの方向に応じて圧縮または伸縮のいずれか一方のみが作用するため、梁部毎に複数の検出素子を設ける必要がない。

また錘部６１，６２，６３，６４の形態は互いに同一であればどのような形態であっても良く、例えば図７に示すように四角柱の形態であっても良いし、外観上ばね部４１，４２，４３，４４と識別可能な形態でなくても良い。すなわち、ばね部４１，４２，４３，４４自体がコリオリ力が作用する質量の全部を構成していても良い。
また錘部を振動させるための励振素子としてキャパシターや磁気素子を用いても良いし、結合部のトルクを検出するための検出素子としてキャパシターやピエゾ抵抗を用いても良い。もちろん上記実施形態で示した材質や寸法や製造方法はあくまで例示であるし、当業者であれば自明である種々多様な変形例については説明が省略されている。
また検出素子としての圧電素子８１，８２，８３，８４，９１，９２，９３，９４を、梁部７１，７２，７３，７４と支持部２０とにかかるように配置する代わりに、梁部７１，７２，７３，７４と錘部６１，６２，６３，６４とにかかるように配置してもよい。

１０：振動型角速度センサ、１１：パッケージ、２０：支持部、３０：結合部、４１，４２，４３，４４：ばね部、５１，５２，５３，５４：圧電素子（励振素子）、６１，６２，６３，６４：錘部、７１，７２，７３，７４：梁部、８１，８２，８３，８４，９１，９２，９３，９４：圧電素子（検出素子）、９９：接着層、１００：単結晶珪素層、１０２：酸化珪素層、１０４：単結晶珪素層、１０６：電極層、１０８：圧電層、１１０：電極層、Ｒ１：保護膜、Ｒ２：保護膜

Claims

支持部と、
結合部と、
前記支持部と前記結合部とを連結する梁部と、
前記結合部を基準として基準平面において等方的に前記結合部の外側に配置された４つの錘部と、
前記結合部を静止体とする系において前記基準平面に対して垂直に往復振動可能に且つ前記結合部を静止体とする系において前記基準平面に対して垂直な軸周りに回転不能に、前記４つの錘部のそれぞれを前記結合部に連結する４つのばね部と、
前記４つの錘部のうち前記結合部を基準として対象に配置されている２つを、前記結合部を静止体とする系において前記基準平面の垂線方向に逆位相で振動させるための第一励振素子と、
前記４つの錘部のうち前記結合部を基準として対象に配置されている他の２つを、前記結合部を静止体とする系において前記基準平面の垂線方向に逆位相で振動させるための第二励振素子と、
前記支持部を静止体とする系において前記基準平面に垂直な軸周りの前記結合部のトルクを検出するための検出素子と、
が形成されている積層構造体を備える振動型角速度センサ。
前記第一励振素子は第一の振動数で駆動され、
前記第二励振素子は前記第一の振動数とは異なる第二の振動数で駆動され、
前記検出素子の出力から前記結合部のトルクの前記第一の振動数の成分と前記第二の振動数の成分とが検出される、
請求項１に記載の振動型角速度センサ。
前記支持部は、前記結合部と前記４つの錘部とを囲む枠形態を有し、
前記錘部と前記結合部と前記支持部とは、同一の層構造を有し、
前記４つのばね部のそれぞれは、一端が前記４つの錘部の１つと結合し他端が前記結合部と結合した板ばねの形態を有する、
請求項１または２に記載の振動型角速度センサ。
前記支持部を静止体とする系において前記基準平面に対して垂直な軸周りに回転振動可能に且つ前記支持部を静止体とする系において前記基準平面に対して垂直に往復振動不能に前記結合部を前記支持部に連結する複数の前記梁部を備え、
前記第一励振素子および前記第二励振素子は、前記ばね部に設けられ前記ばね部とともに歪む圧電素子であり、
前記検出素子は、前記複数の梁部の１つ以上に設けられ前記梁部複数の１つ以上とともに歪む圧電素子である、
請求項３に記載の振動型角速度センサ。