JP6078957B2 - Gyro sensor and electronics - Google Patents
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Description
本発明は、ジャイロセンサーおよび電子機器に関する。 The present invention relates to a gyro sensor and an electronic device.
従来から、角速度を検出するための振動片として、特許文献1のジャイロセンサーが知られている。
特許文献1のジャイロセンサーは、基部と、基部から両側へY軸方向に延出する第1、第2検出振動腕と、基部から両側へX軸方向に延出する第1、第2連結腕と、第1連結腕の先端部から両側へY軸方向に延出する第1、第2駆動振動腕と、第2連結腕の先端部から両側へY軸方向に延出する第3、第4駆動振動腕とを有している。また、第1〜第4駆動振動腕には駆動電極が形成されており、第1、第2検出振動腕には、検出電極が形成されている。
Conventionally, the gyro sensor of
The gyro sensor of
このようなジャイロセンサーは、次のようにして角速度を検出する。まず、第1〜第4駆動振動腕を、第1、第2駆動振動腕と第3、第4駆動振動腕とがYZ平面に対して面対称となるように振動させる。この状態でZ軸まわりに角速度が加わると、ジャイロセンサーにコリオリ力が作用し、第1、第2検出振動腕にX軸方向の検出振動が励起される。そして、この振動により生じた第1、第2検出振動腕の歪みを検出電極が検出することにより、Z軸まわりの角速度を求めることができる。 Such a gyro sensor detects angular velocity as follows. First, the first to fourth drive vibrating arms are vibrated so that the first and second drive vibrating arms and the third and fourth drive vibrating arms are plane-symmetric with respect to the YZ plane. When an angular velocity is applied around the Z axis in this state, a Coriolis force acts on the gyro sensor, and detection vibration in the X axis direction is excited on the first and second detection vibrating arms. Then, the detection electrode detects the distortion of the first and second detection vibrating arms caused by this vibration, whereby the angular velocity around the Z axis can be obtained.
しかしながら、特許文献1のジャイロセンサーでは、Z軸まわりの角速度の検出しか行うことができない。すなわち、X軸まわりの角速度やY軸まわりの角速度を検出することができない。そのため、例えば、X軸およびY軸の回りに発生する角速度を検出したい場合には、ジャイロセンサーを縦置きして配置する必要がありセンサーデバイスの厚みが大きくなってしまう。また複数軸について角速度を検出したい場合には、複数のジャイロセンサーを配置する必要がある。そのため、装置が大型化するという問題がある。
However, the gyro sensor of
本発明の目的は、互いに交差する3軸のうちの少なくとも2つの軸まわりの角速度を検出することのできるジャイロセンサーを提供すること、また、このジャイロセンサーを備える信頼性に優れた電子機器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a gyro sensor capable of detecting angular velocities around at least two of three axes intersecting with each other, and to provide an electronic device with excellent reliability provided with the gyro sensor. There is to do.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
本発明のジャイロセンサーは、互いに直交する3つの軸を第1軸、第2軸および第3軸としたとき、
前記第1軸および前記第2軸を含む平面には、
基部と、
前記基部に接続され、駆動手段が設けられた駆動振動腕と、
前記基部から延在する複数の検出振動腕と、が設けられ、
前記駆動振動腕は、前記第1軸および前記第3軸の方向の振動成分を含み、
前記検出振動腕は、前記基部の一端および該一端とは反対側の他端の各々から延在され、
角速度が印加されたときに、前記複数の検出振動腕の各々が前記平面内で振動することによって、前記第1軸、前記第2軸、および前記第3軸のうち少なくとも前記第2軸の回りに発生する角速度および前記第3軸の回りに発生する角速度をそれぞれ検出し、
前記第1軸または前記第2軸を検出軸としたとき、
前記複数の検出振動腕の各々は、前記検出軸に前記平面上で直交する軸に関して同じ方向に振動し、
前記第3軸を検出軸としたとき、
前記複数の検出振動腕の各々は、第3軸回りの円周方向に振動することを特徴とする。
これにより、第1軸まわりの角速度が加わったときと、第2軸まわりの角速度が加わったときと、第3軸まわりの角速度が加わったときとで、複数の検出振動腕の振動パターンが異なるため、互いに交差する3軸のうちの少なくとも2つの軸まわりの角速度を検出することのできるジャイロセンサーを提供することができる。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[Application Example 1]
The gyro sensor of the present invention has three axes orthogonal to each other as a first axis, a second axis, and a third axis.
In the plane including the first axis and the second axis,
The base,
A drive vibrating arm connected to the base and provided with drive means;
A plurality of detection vibrating arms extending from the base, and
The drive vibration arm includes vibration components in the directions of the first axis and the third axis,
The detection vibrating arm extends from one end of the base and the other end opposite to the one end,
When an angular velocity is applied, each of the plurality of detection vibrating arms vibrates in the plane, so that at least about the second axis among the first axis, the second axis, and the third axis. Detecting an angular velocity generated in the first axis and an angular velocity generated around the third axis ,
When the first axis or the second axis is the detection axis,
Each of the plurality of detection vibrating arms vibrates in the same direction with respect to an axis orthogonal to the detection axis on the plane,
When the third axis is the detection axis,
Each of the plurality of detection vibrating arms vibrates in a circumferential direction around a third axis.
Thereby, when the angular velocity around the first axis is added, when the angular velocity around the second axis is added, and when the angular velocity around the third axis is added, the vibration patterns of the plurality of detection vibrating arms are different. Therefore, it is possible to provide a gyro sensor that can detect angular velocities around at least two of the three axes intersecting each other.
[適用例2]
本発明のジャイロセンサーでは、前記複数の検出振動腕の各々は、前記第1軸および前記第2軸の両方に対して対称に配置されていることが好ましい。
これにより、精度よく、角速度を検出することができる。
[適用例3]
本発明のジャイロセンサーでは、前記検出振動腕は、前記第1軸および前記第2軸の少なくとも一方の軸に沿って延出されていることが好ましい。
これにより、第1軸または第2軸まわりの角速度と、第3軸まわりの角速度を検出することができる。
[Application Example 2 ]
In the gyro sensor of the present invention, it is preferable that each of the plurality of detection vibrating arms is arranged symmetrically with respect to both the first axis and the second axis.
Thereby, the angular velocity can be detected with high accuracy.
[Application Example 3 ]
In the gyro sensor of the present invention, it is preferable that the detection vibration arm extends along at least one of the first axis and the second axis.
Thereby, the angular velocity around the first axis or the second axis and the angular velocity around the third axis can be detected.
[適用例4]
本発明のジャイロセンサーでは、前記検出振動腕は、前記第1軸および前記第2軸に交差する方向に沿って延出されていることが好ましい。
これにより、第1軸、第2軸および第3軸の各軸まわりの角速度を検出することができる。
[Application Example 4 ]
In the gyro sensor of the present invention, it is preferable that the detection vibrating arm is extended along a direction intersecting the first axis and the second axis.
As a result, the angular velocities around the first, second, and third axes can be detected.
[適用例5]
本発明のジャイロセンサーでは、前記複数の検出振動腕の各々の出力を加算または減算することにより前記第1軸、前記第2軸、および前記第3軸のうち少なくとも前記第2軸の回りに発生する角速度および前記第3軸の回りに発生する角速度をそれぞれ検出することが好ましい。
このように、複数の検出振動腕の各々の出力を加算または減算することにより、少なくとも第2軸の回りに発生する角速度および前記第3軸の回りに発生する角速度をそれぞれ簡単かつ正確に検出することができる。
[Application Example 5]
In the gyro sensor according to the present invention, the output of each of the plurality of detection vibrating arms is added or subtracted to be generated around at least the second axis among the first axis, the second axis, and the third axis. It is preferable that the angular velocity generated and the angular velocity generated around the third axis are respectively detected.
As described above, by adding or subtracting the outputs of the plurality of detection vibrating arms , at least the angular velocity generated around the second axis and the angular velocity generated around the third axis can be detected easily and accurately. be able to.
[適用例6]
本発明のジャイロセンサーでは、前記検出軸の回りに角速度が印加された時に、各々の前記検出振動腕から得られる出力の大きさが互いに等しいことが好ましい。
これにより、精度よく、角速度を検出することができる。
[適用例7]
本発明のジャイロセンサーでは、前記検出軸の回りに角速度が印加されない状態において、前記検出振動腕が第3軸方向に振動していることが好ましい。
これにより、簡単な構成でかつ確実に、少なくとも2つの軸まわりの角速度を検出することができる。
[Application Example 6 ]
In the gyro sensor according to the present invention, it is preferable that the magnitudes of outputs obtained from the respective detection vibrating arms when the angular velocity is applied around the detection axis are equal to each other.
Thereby, the angular velocity can be detected with high accuracy.
[Application Example 7 ]
In the gyro sensor of the present invention, it is preferable that the detection vibrating arm vibrates in the third axis direction in a state where an angular velocity is not applied around the detection axis.
Thereby, the angular velocity around at least two axes can be detected with a simple configuration and with certainty.
[適用例8]
本発明のジャイロセンサーでは、前記駆動振動腕に歪み検出手段が設けられていることが好ましい。
これにより、駆動振動腕が検出振動腕を兼ねることができる。
[適用例9]
本発明の電子機器は、本発明のジャイロセンサーを備えたことを特徴とする。
これにより、信頼性に優れる電子機器が得られる。
[Application Example 8]
In the gyro sensor of the present invention, it is preferable that a strain detecting means is provided on the drive vibrating arm.
As a result, the drive vibration arm can also serve as the detection vibration arm.
[Application Example 9]
An electronic apparatus according to the present invention includes the gyro sensor according to the present invention.
Thereby, an electronic device having excellent reliability can be obtained.
以下、本発明のジャイロセンサーおよび電子機器を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明のジャイロセンサーの第1実施形態について説明する。
図1は、本発明のジャイロセンサーの第1実施形態を示す平面図、図2は、図1中のA−A線断面図およびB−B線断面図、図3は、図1中のC−C線断面図、図4および図5は、図3に示す駆動振動腕の変形例を示す断面図、図6は、図1に示すジャイロセンサーの駆動を説明する平面図、図7は、Z軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図、図8は、Y軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。
Hereinafter, a gyro sensor and an electronic device according to the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the gyro sensor of the present invention will be described.
1 is a plan view showing a first embodiment of the gyro sensor of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA and BB in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line C-B in FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the drive vibrating arm shown in FIG. 3, FIG. 6 is a plan view for explaining the driving of the gyro sensor shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 8 is a plan view showing the vibration of the gyro sensor when an angular velocity around the Z axis is applied. FIG. 8 is a plan view showing the vibration of the gyro sensor when an angular velocity around the Y axis is applied.
なお、以下では、図1に示すように、互いに直交する3軸を、X軸(第1軸)、Y軸(第2軸)およびZ軸(第3軸)とする。また、X軸に平行な方向を「X軸方向」とも言い、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」とも言い、Z軸に平行な方向を「Z軸方向」とも言う。また、X軸およびY軸で規定される平面を「XY平面」とも言い、Y軸およびZ軸で規定される平面を「YZ平面」とも言い、Z軸およびX軸で規定される平面を「XZ平面」とも言う。 In the following, as shown in FIG. 1, the three axes orthogonal to each other are referred to as an X axis (first axis), a Y axis (second axis), and a Z axis (third axis). A direction parallel to the X axis is also referred to as an “X axis direction”, a direction parallel to the Y axis is also referred to as a “Y axis direction”, and a direction parallel to the Z axis is also referred to as a “Z axis direction”. A plane defined by the X axis and the Y axis is also referred to as an “XY plane”, a plane defined by the Y axis and the Z axis is also referred to as a “YZ plane”, and a plane defined by the Z axis and the X axis is represented by “ It is also called “XZ plane”.
図1に示すジャイロセンサー2は、Z軸まわりの角速度ωzと、Y軸まわりの角速度ωyとを検出することのできるジャイロセンサーである。ジャイロセンサー2は、振動片3と、振動片3に形成された複数の電極とで構成されている。
振動片3は、圧電体材料で構成されている。圧電体材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。特に、振動片3を構成する圧電体材料としては、水晶が好ましい。水晶で振動片3を構成すると、振動片3の振動特性(特に周波数温度特性)を優れたものとすることができる。また、エッチングにより高い寸法精度で振動片3を形成することができる。
このような振動片3は、XY平面に拡がりを有し、Z軸方向に厚みを有し、基部41と、第1、第2検出振動腕42、43と、第1、第2連結腕44、45と、第1、第2、第3、第4駆動振動腕46、47、48、49とを有している。
A
The vibrating piece 3 is made of a piezoelectric material. Examples of the piezoelectric material include crystal, lithium tantalate, lithium niobate, lithium borate, and barium titanate. In particular, the piezoelectric material constituting the resonator element 3 is preferably quartz. If the resonator element 3 is made of quartz, the vibration characteristics (particularly frequency temperature characteristics) of the resonator element 3 can be made excellent. Further, the resonator element 3 can be formed with high dimensional accuracy by etching.
Such a resonator element 3 has an extension in the XY plane, has a thickness in the Z-axis direction, a
基部41は、振動片3の中央部に位置している。また、第1検出振動腕42および第2検出振動腕43は、基部41からY軸方向に互いに反対に延出している。また、第1連結腕44および第2連結腕45は、基部41からX軸方向に互いに反対に延出している。また、第1駆動振動腕46および第3駆動振動腕48は、第1連結腕44の先端部からY軸方向に互いに反対に延出している。また、第2、第4駆動振動腕47、49は、第2連結腕45の先端部からY軸方向に互いに反対に延出している。
The
なお、図示の構成では、第1連結腕44および第2連結腕45の幅は、基部41の幅よりも狭くなっているが、基部41と同じ幅で形成して一体にしてもよい。また、第1、第3駆動振動腕46、48は、第1連結腕44の延在方向の途中から延出してもよく、同様に、第2、第4駆動振動腕47、49は、第2連結腕45の延在方向の途中から延出してもよい。
In the configuration shown in the figure, the widths of the first connecting
また、第1、第2、第3、第4駆動振動腕46、47、48、49および第1、第2検出振動腕42、43の振動腕の先端部を根元部よりも幅広または厚肉(所謂ハンマーヘッド形状)にしても良い。このように振動腕の先端をハンマーヘッド形状にすることにより、駆動変位または検出変位を大きくすることができる。
第1、第2検出振動腕42、43は、重心(中心)Gと交わるXZ平面に関して対称に設けられている。また、これら第1、第2検出振動腕42、43は、略矩形の横断面形状をなしている。
また、図2に示すように、第1検出振動腕42の上面および下面に第1検出信号電極(電極)710aが形成されており、第2検出振動腕43の上面および下面に第2検出信号電極(電極)710bが形成されている。
Further, the distal ends of the first, second, third, and fourth
The first and second
Further, as shown in FIG. 2, first detection signal electrodes (electrodes) 710 a are formed on the upper and lower surfaces of the first
また、第1検出振動腕42の両側面に第1検出接地電極(電極)720aが形成されており、第2検出振動腕43の両側面に第2検出接地電極(電極)720bが形成されている。このような第1、第2検出接地電極720a、720bは、第1、第2検出信号電極710a、710bに対してグランドとなる電位を有する。
なお、図示の構成では、第1検出振動腕42および第2検出振動腕43の断面形状が矩形であるが、第1、第2検出振動腕42、43の上面および下面の少なくとも一方の面に溝を設けても良い。その場合、溝の内壁に沿うように第1検出信号電極710a(第2検出信号電極710b)を形成するのが望ましい。このような形態とすることにより、第1検出信号電極710a(第2検出信号電極710b)と側面に形成された第1検出接地電極720a(第2検出接地電極720b)との間隔が狭くなり電界効率が良くなって少ない歪量で大きな電荷量を電極間で発生させることができ、高感度化に寄与する。
Further, first detection ground electrodes (electrodes) 720 a are formed on both side surfaces of the first
In the configuration shown in the figure, the first
このような配置で第1、第2検出信号電極710a、710bおよび第1、第2検出接地電極720a、720bを形成することにより、第1検出振動腕42に生じた検出振動は、第1検出信号電極710aと第1検出接地電極720aとの間の電荷として現れ、その電荷を信号(出力信号)として取り出すことができ、第2検出振動腕43に生じた検出振動は、第2検出信号電極710bと第2検出接地電極720bとの間の電荷として現れ、その電荷を信号として取り出すことができる。
By forming the first and second
第1駆動振動腕46は、先端側に位置する先端部46aと、それよりも基端側に位置する基端部(非対称部)46bとを有している。先端部46aは、略矩形の横断面形状を有している。
図3に示すように、基端部46bは、第1駆動振動腕46のX軸方向の中心線L’およびZ軸方向の中心線L”の両線に関して非対称な横断面形状(Y軸方向の断面形状)を有している。基端部46bをこのような非対称な形状とすることにより、後述するように、第1駆動振動腕46をX軸方向およびZ軸方向の両方向成分を有する方向、言い換えればX軸およびZ軸の両軸に対して傾斜した方向に屈曲振動(以下、説明の便宜上、単に「斜め振動」とも言う。)させることができる。
The first
As shown in FIG. 3, the
具体的には、第1駆動振動腕46の基端部46bは、Z軸方向に対向し、XY平面にて構成される上面(第1面)461および下面(第2面)462と、上面461および下面462を接続する一対の側面463、464とを有している。また、基端部46bは、上面461と側面(第1側面)463の間設けられた第1段差部465と、下面462と側面(第2側面)464との間に設けられた第2段差部466とを有している。
Specifically, the
第1段差部465は、中心線L’に対して第1検出振動腕42側に形成されている。このような第1段差部465は、YZ平面で構成され、上面461に接続された第1段差面465aと、XY平面で構成され、第1段差面465aと側面463とに接続された第2段差面465bとを有している。
一方、第2段差部466は、中心線L’に対して第1検出振動腕42と反対側(他方側)に形成されている。このような第2段差部466は、YZ平面で構成され、下面462に接続された第3段差面466aと、XY平面で構成され、第3段差面466aと側面464とに接続された第4段差面466bとを有している。
このような形状とすることにより、第1駆動振動腕46を、斜め振動成分を有する駆動振動腕とすることができる。
The
On the other hand, the
By adopting such a shape, the first
ここで、上記の基端部46bの形状を言い換えると、次のように表すことができる。すなわち、図3に示すように、基端部46bは、X軸方向(+)側に向けて延在する第1辺L1と、第1辺L1の先端からZ軸方向(−)側へ延出する第2辺L2と、第2辺L2の先端からX軸方向(+)側へ延出する第3辺L3と、第3辺L3の先端からZ軸方向(−)側へ延出する第4辺L4と、第4辺L4の先端からX軸方向(−)側へ延出する第5辺L5と、第5辺L5の先端からZ軸方向(+)側へ延出する第6辺L6と、第6辺L6の先端からX軸方向(−)側へ延出する第7辺L7と、第7辺L7の先端からZ軸方向(+)側へ延出し、先端が第1辺L1の基端と接続する第8辺L8とで輪郭が構成される横断面形状を有している。
Here, in other words, the shape of the
このような第1段差部465と第2段差部466は、第1駆動振動腕46の中心軸Oに関して回転対称に形成されている。これにより、第1駆動振動腕46の中心線L’の一方側と他方側との質量をほぼ等しくすることができ、第1駆動振動腕46が質量的にバランスのとれた形状となる。
ここで、本実施形態の第1駆動振動腕46では、第1段差部465の第2段差面465bは、第2段差部466の第4段差面466bに対して、Z軸方向において等しい位置に設けられている。
The
Here, in the first
また、第1段差部465の第1段差面465aは、第2段差部466の第3段差面466aに対して、X軸方向の第1検出振動腕42側に離間して設けられている。
このような構成とすることにより、第1段差部465と第2段差部466とに挟まれた領域S1の機械的強度を十分に確保することができる。そのため、第1駆動振動腕46を安定的に斜め振動させることができる。また、強度を確保することにより第1駆動振動腕46の捩じれを効果的に防止することができ、不要な振動の発生を効果的に防止することができる。
The
With such a configuration, the mechanical strength of the region S1 sandwiched between the
このような第1駆動振動腕46には、一対の駆動信号電極730と一対の駆動接地電極740とが形成されている。具体的には、一対の駆動信号電極730の一方は、上面461に形成されており、他方は、下面462に形成されている。また、一対の駆動接地電極740の一方は、第1段差面465a、第2段差面465bおよび側面463に跨って形成されており、他方は、側面464、第4段差面466bおよび第3段差面466aに跨って形成されている。駆動接地電極740は、駆動信号電極730に対してグランドとなる電位を有する。
A pair of
このような配置で駆動信号電極730および駆動接地電極740を形成すると、駆動信号電極730と駆動接地電極740との間に駆動信号を印加することによって、第1駆動振動腕46に形成された駆動信号電極730と駆動接地電極740との間に電界を生じさせ、第1駆動振動腕46を振動させることができる。すなわち、駆動信号電極730と駆動接地電極740とは、第1駆動振動腕46を駆動する駆動手段として機能する。なお、このことは、以下に説明する第2、第3、第4駆動振動腕47、48、49についても同様である。
When the
以上、第1駆動振動腕46の形状について説明したが、例えば、図4に示すような形状であってもよい。すなわち、基部46bは、上面461と、下面462と、上面461および下面462を連結する一対の側面463、464と、上面461に形成された第1溝467と、下面462に形成された第2溝468とを有している。また、第1、第2溝467、468は、X軸方向にずれて形成されており、互いにX軸方向に重なり合う部分を有する。すなわち、基部46bは、略「S」字状の横断面形状を有している。このような形状とすることにより、簡単な構成で、第1駆動振動腕46を、斜め振動成分を有する振動腕とすることができる。
The shape of the first
この他、図5に示すような形状とすることもできる。なお、図5に示す形状は、いずれも、第1段差部465および第2段差部466の形状(幅と厚さのアスペクト非)が本実施形態と異なる以外は、同様の構成である。また、図5では、説明の便宜上、第1駆動振動腕46の幅の0%、50%、100%の箇所と、第1駆動振動腕46の厚さの0%、50%、100%の箇所とに補助線を表示してある。また、図5では、説明の便宜上、各種電極の図示を省略している。
In addition, the shape shown in FIG. The shapes shown in FIGS. 5A and 5B have the same configuration except that the shapes of the
図5(a)に示す第1駆動振動腕46では、第1段差部465の第2段差面465bは、第2段差部466の第4段差面466bに対して、Z軸方向の上面461側に離間して設けられている。また、第1段差部465の第1段差面465aは、第2段差部466の第3段差面466aに対して、X軸方向の第1検出振動腕42側に離間して設けられている。
In the first
図5(b)に示す第1駆動振動腕46では、第1段差部465の第2段差面465bは、第2段差部466の第4段差面466bに対して、Z軸方向の下面462側に離間して設けられている。また、第1段差部465の第1段差面465aは、第2段差部466の第3段差面466aに対して、X軸方向の第1検出振動腕42側に離間して設けられている。
図5(c)に示す第1駆動振動腕46では、第1段差部465の第2段差面465bは、第2段差部466の第4段差面466bに対して、Z軸方向の上面461側に離間して設けられている。また、第1段差部465の第1段差面465aは、第2段差部466の第3段差面466aに対して、X軸方向において等しい位置に設けられている。
In the first
In the first
図5(d)に示す第1駆動振動腕46では、第1段差部465の第2段差面465bは、第2段差部466の第4段差面466bに対して、Z軸方向の上面461側に離間して設けられている。また、第1段差部465の第1段差面465aは、第2段差部466の第3段差面466aに対して、X軸方向の第1検出振動腕42と反対側に離間して設けられている。
以上、図5(a)〜(d)に示すような構成によっても、簡単な構成にて、第1駆動振動腕46を斜め振動させることができる。
In the first
As described above, the first
第3駆動振動腕48は、重心Gと交わるXZ平面に関して第1駆動振動腕46と対称的に形成されている以外は、第1駆動振動腕46と同様の構成である。したがって、第3駆動振動腕48の構成については、その説明を省略する。
図2(b)に示すように、第3駆動振動腕48には、一対の駆動信号電極730と一対の駆動接地電極740とが形成されている。一対の駆動信号電極730の一方は、上面481に形成されており、他方は、下面482に形成されている。また、一対の駆動接地電極740の一方は、第1段差面485a、第2段差面485bおよび側面483に跨って形成されており、他方は、側面484、第4段差面486bおよび第3段差面486aに跨って形成されている。
The third
As shown in FIG. 2B, the third
第2駆動振動腕47は、重心Gと交わるYZ平面に関して第1駆動振動腕46と対照的に形成されている以外は、第1駆動振動腕46と同様の構成である。したがって、第2駆動振動腕47の構成については、その説明を省略する。
図2(a)に示すように、第2駆動振動腕47には、一対の駆動信号電極730と一対の駆動接地電極740とが形成されている。一対の駆動信号電極730の一方は、第1段差面475a、第2段差面475bおよび側面473に跨って形成されており、他方は、側面474、第4段差面476bおよび第3段差面476aに跨って形成されている。また、一対の駆動接地電極740の一方は、上面471に形成されており、他方は、下面472に形成されている。
The second
As shown in FIG. 2A, the second
第4駆動振動腕49は、重心Gと交わるYZ平面に関して第3駆動振動腕48と対照的に形成されている以外は、第3駆動振動腕48と同様の構成である。したがって、第4駆動振動腕49の構成については、その説明を省略する。
図2(a)に示すように、第4駆動振動腕49には、一対の駆動信号電極730と一対の駆動接地電極740とが形成されている。一対の駆動信号電極730の一方は、第1段差面495a、第2段差面495bおよび側面493に跨って形成されており、他方は、側面494、第4段差面496bおよび第3段差面496aに跨って形成されている。また、一対の駆動接地電極740の一方は、上面491に形成されており、他方は、下面492に形成されている。
The fourth
As shown in FIG. 2A, the fourth
以上、第1〜第4駆動振動腕46〜49について説明したが、これら第1〜第4駆動振動腕46〜49は、Z軸方向の振動成分が同じ方向である。また、第1、第3駆動振動腕46、48と第2、第4駆動振動腕47、49とは、X軸方向の振動成分が、反対方向である。第1〜第4駆動振動腕46〜49をこのような振動成分を有するものとすることにより、これら4つの振動腕46〜49をバランスよく振動させることができ、振動漏れを抑制することができる。
The first to fourth
なお、以上説明した各電極は、それぞれ、例えば、振動片3の表面に形成され、クロムで構成される下地層に、金メッキを施したものを用いることができる。これにより、電極と振動片3との密着性が向上し、ジャイロセンサー2の信頼性が向上する。
以上、ジャイロセンサー2の構成について説明した。ジャイロセンサー2は、次のようにしてY軸まわりの角速度ωyおよびZ軸まわりの角速度ωzを検出する。以下、図6ないし図8に基づいて説明するが、説明の便宜上、図6では、各電極の図示を省略している。また、図6(a)は、図1中のA−A線断面図に相当する断面図であり、図6(b)は、図1中のB−B線断面図に相当する断面図である。
In addition, each electrode demonstrated above can each use what formed the gold plating in the base layer which is formed in the surface of the vibration piece 3, and is comprised with chromium, for example. Thereby, the adhesiveness of an electrode and the vibration piece 3 improves, and the reliability of the
The configuration of the
角速度が加わらない状態において、駆動信号電極730および駆動接地電極740間に交番電圧を印加すると、図6に示すように、第1〜第4駆動振動腕46〜49は、それぞれ、非対称部を有しているため斜め振動する。また、この振動は、第1、第3駆動振動腕46、48と第2、第4駆動振動腕47、49とが重心Gと交わるYZ平面に関して面対称の振動となる。
When an alternating voltage is applied between the
この際、前述したように、第1、第3駆動振動腕46、48と、第2、第4駆動振動腕47、49とが重心Gを通るYZ平面に関して面対称の振動を行っているため、第1〜第4駆動振動腕46〜49のX軸方向への振動が相殺される。そのため、第1、第2検出振動腕42、43は、X軸方向に殆ど振動しない。一方、第1〜第4駆動振動腕46〜49は、互いにZ軸方向の同じ側へ向けて振動するため、第1〜第4駆動振動腕46〜49のZ軸方向への振動は相殺されない。そのため、第1、第2検出振動腕42、43は、図6に示すように、第1〜第4駆動振動腕46〜49とのバランスを取るように、Z軸方向にかつ第1〜第4駆動振動腕46〜49と逆向きに屈曲振動する。なお、第1〜第4駆動振動腕46〜49の振動方向については図6に記されている振動方向に限らず、例えば図6に記されている振動方向と逆であっても良い。所望の周波数や駆動手段により振動方向は適宜選択される。
At this time, as described above, the first and third
この状態で、ジャイロセンサー2にZ軸まわりの角速度ωzが加わると、コリオリ力Aが作用し、このコリオリ力Aを駆動力して図7のような振動(Z軸回り角速度検出振動モード)Bが励振される。このとき、第1、第2検出振動腕42、43に生じる変形は、X軸に関して逆方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±10%以内の周波数であることが好ましい。なお、この第1、第2検出振動腕42、43の振動方向に関しては、第1、第2検出振動腕42、43がZ軸回りに関して同じ回転方向に振動していると言い換えることができる。これは、第1〜第4駆動振動腕46〜49がコリオリ力の作用によって図7のように振動し、なおかつ第1、第2検出振動腕42、43は、基部41を挟んで上側と下側にそれぞれ延出しているため、第1検出振動腕42は、第1、第2駆動振動腕46、47に対応した変形をし、第2検出振動腕43は、第3、第4駆動振動腕48、49に対応した変形をするためである。
In this state, when an angular velocity ωz around the Z-axis is applied to the
一方、ジャイロセンサー2にY軸まわりの角速度ωyが加わると、コリオリ力Aが作用し、このコリオリ力Aを駆動力として、図8のような振動(Y軸回り角速度検出振動モード)Bが励振される。この時、第1、第2検出振動腕42、43に生じる変形は、X軸に関して同方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±10%以内の周波数であることが好ましい。なお、この第1、第2検出振動腕42、43の振動方向に関しては、第1、第2検出振動腕42、43がX軸に関して同方向に振動していると言い換えることができる。これは、コリオリ力の作用によって第1〜第4駆動振動腕46〜49が図8のように振動し、さらに第1、第2検出振動腕42、43にX軸に関して同方向かつ第1〜第4駆動振動腕46〜49と逆方向のコリオリ力が働くためX軸方向に関しては同方向に振動するためである。
On the other hand, when an angular velocity ωy about the Y axis is applied to the
ジャイロセンサー2では、第1、第2検出振動腕42、43の各々の出力を加算または減算することにより、角速度ωzおよび角速度ωyをそれぞれ独立して検出することができる。
具体的に説明すると、角速度ωyが加わったときに、第1検出信号電極710aと第1検出接地電極720aとから取り出される信号(第1検出振動腕42の出力)V1は、角速度ωyに起因した信号+Vyであり、第2検出信号電極710bと第2検出接地電極720bとから取り出される信号(第2検出振動腕43の出力)V2は、角速度ωyに起因した信号+Vyである。すなわち、V1=+Vy、V2=+Vyである。
In the
More specifically, when the angular velocity ωy is added, the signal (output of the first detection vibrating arm 42) V1 taken out from the first
一方、角速度ωzが加わったときに、第1検出信号電極710aと第1検出接地電極720aとから取り出される信号(電圧)V1は、角速度ωzに起因した信号(電圧)+Vzであり、第2検出信号電極710bと第2検出接地電極720bとから取り出される信号(電圧)V2は、角速度ωzに起因した信号(電圧)−Vzである。すなわち、V1=+Vz、V2=−Vzである。なお、信号V1、V2の間で符号が異なるのは、前述したように、Y軸回りの角速度ωyに対し同符号の信号を生じるように構成されているためである。
On the other hand, when the angular velocity ωz is added, the signal (voltage) V1 extracted from the first
そのため、ジャイロセンサー2に、Y軸方向およびZ軸方向の両方向成分を有する軸(すなわち、Y軸およびZ軸の両軸に対して傾斜した軸)まわりの角速度ωyzが加わると、第1検出信号電極710aと第1検出接地電極720aとから取り出される信号V1は、(+Vy)+(+Vz)であり、第2検出信号電極710bと第2検出接地電極720bとから取り出される信号V2は、(+Vy)+(−Vz)である。すなわち、V1=Vy+Vz、V2=Vy−Vzである。
Therefore, when an angular velocity ωyz about an axis having both direction components in the Y-axis direction and the Z-axis direction (that is, an axis inclined with respect to both the Y-axis and Z-axis) is applied to the
このようにして得られた信号V1、V2を加算または減算することにより、角速度ωyzのY軸まわりの角速度ωyと、Z軸まわりの角速度ωzとを分離することができ、角速度ωyおよび角速度ωzをそれぞれ独立して検出することができる。具体的には、V1+V2=2Vyとなり、角速度ωzに起因する信号Vzを排除することができる。これにより、Y軸まわりの角速度ωyが求まる。反対に、V1−V2=2Vzとなり、角速度ωyに起因する信号Vyを排除することができる。これにより、Z軸まわりの角速度ωzが求まる。ジャイロセンサー2によれば、簡単に、Y軸まわりの角速度ωyおよびZ軸まわりの角速度ωzをそれぞれ独立して検出することができる。なお、このような計算は、ジャイロセンサー2に接続された図示しないICチップ等により行うことができる。
By adding or subtracting the signals V1 and V2 obtained in this way, the angular velocity ωy around the Y axis of the angular velocity ωyz and the angular velocity ωz around the Z axis can be separated, and the angular velocity ωy and the angular velocity ωz are obtained. Each can be detected independently. Specifically, V1 + V2 = 2Vy, and the signal Vz caused by the angular velocity ωz can be eliminated. Thereby, the angular velocity ωy about the Y axis is obtained. On the other hand, V1−V2 = 2Vz, and the signal Vy resulting from the angular velocity ωy can be eliminated. As a result, the angular velocity ωz about the Z axis is obtained. According to the
なお、上述した信号「Vz」、「Vy」の符号は、配線の構成によっては符号が逆となる。すなわち、上記「+Vz」が「−Vz」、「−Vz」が「+Vz」となるとともに、「+Vy」が「−Vy」、「−Vy」が「+Vy」となる場合もある。 Note that the signs of the signals “Vz” and “Vy” described above are reversed depending on the configuration of the wiring. That is, “+ Vz” is “−Vz”, “−Vz” is “+ Vz”, “+ Vy” is “−Vy”, and “−Vy” is “+ Vy”.
以上、第1実施形態のジャイロセンサーについて説明した。このようなジャイロセンサーでは、さらに、X軸まわりの角速度ωxを検出するための検出手段を設けてもよい。このような検出手段としては、特に限定されないが、例えば、第1、第2連結腕44上に圧電素子を設け、X軸まわりの角速度ωxが加わった際に生じる第1、第2連結腕44、45の歪みを前記圧電素子によって検出し、その検出結果に基づいて角速度ωxを検出することができる。
The gyro sensor according to the first embodiment has been described above. Such a gyro sensor may further include detection means for detecting an angular velocity ωx around the X axis. Such detection means is not particularly limited. For example, the first and
<第2実施形態>
次に、本発明のジャイロセンサーの第2実施形態について説明する。
図9は、本発明の第2実施形態にかかるジャイロセンサーの平面図(上面図)、図10は、図9中のD−D線断面図およびE−E線断面図、図11は、Z軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図、図12は、Y軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図、図13は、X軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。なお、図9〜図13では、説明の便宜上、必要に応じて、各種電極の図示を省略している。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the gyro sensor of the present invention will be described.
9 is a plan view (top view) of a gyro sensor according to a second embodiment of the present invention, FIG. 10 is a sectional view taken along line DD and EE in FIG. 9, and FIG. FIG. 12 is a plan view showing the vibration of the gyro sensor when an angular velocity around the axis is applied, FIG. 12 is a plan view showing the vibration of the gyro sensor when an angular velocity around the Y axis is applied, and FIG. 13 is an angular velocity around the X axis. It is a top view which shows the vibration of a gyro sensor when is added. In FIGS. 9 to 13, for convenience of explanation, illustration of various electrodes is omitted as necessary.
以下、第2実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第2実施形態にかかるジャイロセンサーでは、ジャイロセンサーの検出振動系の構成が異なる以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図9〜図13では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
The gyro sensor according to the second embodiment of the present invention is substantially the same as the first embodiment except that the configuration of the detection vibration system of the gyro sensor is different. 9 to 13, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.
図9に示すように、本実施形態のジャイロセンサー2Aの検出振動系は、4つの検出振動腕、すなわち第1、第2、第3、第4検出振動腕421A、422A、423A、424Aを有している。このような第1〜第4検出振動腕421A〜424Aによれば、簡単な構成によって、X軸まわりの角速度ωx、Y軸まわりの角速度ωyおよびZ軸まわりの角速度ωzをそれぞれ独立して検出することができる。
As shown in FIG. 9, the detection vibration system of the
第1検出振動腕421Aおよび第2検出振動腕422Aは、それぞれ、基部41の一端(図9中の上側の端)からY軸方向の一方側に延出している。また、第1検出振動腕421Aおよび第2検出振動腕422Aは、それぞれ、X軸およびY軸の両軸に傾斜する方向に延在しており、互いの離間距離が先端側に向けて漸増している(すなわち、互いにX軸方向の反対側に向けて延出している)。また、第1検出振動腕421Aおよび第2検出振動腕422Aは、振動片3の重心(中心)Gを通るYZ平面に関して対称的に形成されている。
The first
同様に、第3検出振動腕423Aおよび第4検出振動腕424Aは、それぞれ、基部41の他端からY軸方向の他方側に延出している。また、第3検出振動腕423Aおよび第4検出振動腕424Aは、それぞれ、X軸およびY軸の両軸に傾斜する方向に延在しており、互いの離間距離が先端側に向けて漸増している。(すなわち、互いにX軸方向の反対側に向けて延出している)。また、第3検出振動腕423Aおよび第4検出振動腕424Aは、重心Gを通るYZ平面に関して対称的に形成されている。
Similarly, the third
また、第1、第2検出振動腕421A、422Aと第3、第4検出振動腕423A、424Aは、重心Gを通るXZ平面に関して対称的に形成されている。また、これら第1〜第4検出振動腕421A〜424Aは、それぞれ、略矩形の横断面形状をなしている。
ここで、振動片3を水晶で構成した場合、第1〜第4検出振動腕421A〜422Aの延在方向は、水晶の分極方向と垂直な方向に一致するのが好ましい。これにより、優れた検出精度を発揮することができる。
The first and second
Here, when the resonator element 3 is made of quartz, it is preferable that the extending directions of the first to fourth
また、図10に示すように、第1検出振動腕421Aの上面および下面には第1検出信号電極710aが形成されている。同様に、第2検出振動腕422Aの上面および下面には第2検出信号電極710bが形成されており、第3検出振動腕423Aの上面および下面には第3検出信号電極710cが形成されており、第4検出振動腕424Aの上面および下面には第4検出信号電極710dが形成されている。
Also, as shown in FIG. 10, first
また、第1検出振動腕421Aの両側面には第1検出接地電極720aが形成されている。同様に、第2検出振動腕422Aの両側面には第2検出接地電極720bが形成されており、第3検出振動腕423Aの両側面には第3検出接地電極720cが形成されており、第4検出振動腕424Aの両側面には第4検出接地電極720dが形成されている。
このような構成のジャイロセンサー2Aは、次のようにしてY軸まわりの角速度ωyおよびZ軸まわりの角速度ωzを検出する。
In addition, first
The
角速度が加わらない状態において、駆動信号電極730および駆動接地電極740間に交番電圧を印加すると、第1〜第4駆動振動腕46〜49は、それぞれ、前述した第1実施形態と同様に斜め振動する。一方、第1〜第4検出振動腕421A〜424Aは、それぞれ、第1〜第4駆動振動腕46〜49とのバランスを取るように、Z軸方向にかつ第1〜第4駆動振動腕46〜49と逆向きに屈曲振動する。
When an alternating voltage is applied between the
この状態で、ジャイロセンサー2にZ軸まわりの角速度ωzが加わると、コリオリ力Aが作用し、このコリオリ力Aを駆動力して図11のような振動(Z軸回り角速度検出振動モード)Bが励振される。このとき、第1、第2検出振動腕421A、422Aに生じる変形と、第3、第4検出振動腕423A、424Aに生じる変形は、X軸に関して逆方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±10%以内の周波数であることが好ましい。なお、この第1〜第4検出振動腕421A〜424Aの振動方向に関しては、第1〜第4検出振動腕421A〜424AがZ軸回りに関して同じ回転方向に振動していると言い換えることができる。これは、第1〜第4駆動振動腕46〜49がコリオリ力の作用によって図11のように振動し、なおかつ、第1、第2検出振動腕421A、422Aと、第3、第4検出振動腕423A、424Aが基部41を挟んで上側と下側(Y軸方向の反対側)にそれぞれ延出しているため、第1、第2検出振動腕421A、422Aは、第1、第2駆動振動腕46、47に対応した変形をし、第3、第4検出振動腕423A、424Aは、第3、第4駆動振動腕48、49に対応した変形をするためである。
In this state, when an angular velocity ωz about the Z-axis is applied to the
また、ジャイロセンサー2にY軸まわりの角速度ωyが加わると、コリオリ力Aが作用し、このコリオリ力Aを駆動力として、図12のような振動(Y軸回り角速度検出振動モード)Bが励振される。この時、第1〜第4検出振動腕421A〜424Aに生じる変形は、X軸に関して同方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±10%以内の周波数であることが好ましい。なお、この第1〜第4検出振動腕421A〜424Aの振動方向に関しては、第1〜第4検出振動腕421A〜424AがX軸に関して同方向に振動していると言い換えることができる。これは、コリオリ力の作用によって第1〜第4駆動振動腕46〜49が図12のように振動し、さらに第1〜第4検出振動腕421A〜424AにX軸に関して同方向かつ第1〜第4駆動振動腕46〜49と逆方向のコリオリ力が働くためX軸方向に関しては同方向に振動するためである。
Further, when an angular velocity ωy about the Y axis is applied to the
また、ジャイロセンサー2にX軸まわりの角速度ωxが加わると、コリオリ力Aが作用し、このコリオリ力Aを駆動力として、図13のような振動(X軸回り角速度検出振動モード)Bが励振される。この時、第1〜第4検出振動腕421A〜424Aに生じる変形は、Y軸に関して同方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±10%以内の周波数であることが好ましい。なお、この第1〜第4検出振動腕421A〜424Aの振動方向に関しては、第1〜第4検出振動腕421A〜424AがY軸に関して同方向に振動していると言い換えることができる。これは、コリオリ力の作用によって第1〜第4駆動振動腕46〜49が図13のように振動し、さらに第1〜第4検出振動腕421A〜424AにY軸に関して同方向かつ第1〜第4駆動振動腕46〜49と逆方向のコリオリ力が働くためY軸方向に関しては同方向に振動するためである。
Further, when an angular velocity ωx around the X axis is applied to the
ジャイロセンサー2では、第1〜第4検出振動腕421A、424Aの各々の出力を加算または減算することにより、角速度ωx、角速度ωyおよび角速度ωzをそれぞれ独立して検出することができる。
具体的に説明すると、角速度ωyが加わったときに、第1検出信号電極710aと第1検出接地電極720aとから取り出される信号(第1検出振動腕421Aの出力)V1は、角速度ωyに起因した信号+Vyであり、第2検出信号電極710bと第2検出接地電極720bとから取り出される信号(第2検出振動腕422Aの出力)V2は、角速度ωyに起因した信号+Vyであり、第3検出信号電極710cと第3検出接地電極720cとから取り出される信号(第3検出振動腕423Aの出力)V3は、角速度ωyに起因した信号+Vyであり、第4検出信号電極710dと第4検出接地電極720dとから取り出される信号(第4検出振動腕424Aの出力)V4は、角速度ωyに起因した信号+Vyである。すなわち、V1=+Vy、V2=+Vy、V3=+Vy、V4=+Vyである。
In the
More specifically, when the angular velocity ωy is added, the signal (output of the first
また、角速度ωzが加わったときに、第1検出信号電極710aと第1検出接地電極720aとから取り出される信号V1は、角速度ωzに起因した信号+Vzであり、第2検出信号電極710bと第2検出接地電極720bとから取り出される信号V2は、角速度ωzに起因した信号+Vzであり、第3検出信号電極710cと第3検出接地電極720cとから取り出される信号V3は、角速度ωzに起因した信号−Vzであり、第4検出信号電極710dと第4検出接地電極720dとから取り出される信号V4は、角速度ωzに起因した信号−Vzである。すなわち、V1=+Vz、V2=+Vz、V3=−Vz、V4=−Vzである。なお、Z軸回りの角速度に対してV1〜V4の符号がこのようになるのは、前述したように、歪み検出手段がY軸回りの角速度ωyに対し同符号の信号を生じるように構成されているためである。
Further, when the angular velocity ωz is added, the signal V1 extracted from the first
また、角速度ωxが加わったときに、第1検出信号電極710aと第1検出接地電極720aとから取り出される信号V1は、角速度ωxに起因した信号+Vxであり、第2検出信号電極710bと第2検出接地電極720bとから取り出される信号V2は、角速度ωxに起因した信号−Vxであり、第3検出信号電極710cと第3検出接地電極720cとから取り出される信号V3は、角速度ωxに起因した信号−Vxであり、第4検出信号電極710dと第4検出接地電極720dとから取り出される信号V4は、角速度ωxに起因した信号+Vxである。すなわち、V1=+Vx、V2=−Vx、V3=−Vx、V4=+Vxである。
Further, when the angular velocity ωx is added, the signal V1 extracted from the first
そのため、ジャイロセンサー2にX軸、Y軸およびZ軸の各軸に対して傾斜した軸まわりの角速度ωxyzが加わったときに、第1検出信号電極710aと第1検出接地電極720aとから取り出される信号V1は、(+Vx)+(+Vy)+(+Vz)であり、第2検出信号電極710bと第2検出接地電極720bとから取り出される信号V2は、(−Vx)+(+Vy)+(+Vz)であり、第3検出信号電極710cと第3検出接地電極720cとから取り出される信号V3は、(−Vx)+(+Vy)+(−Vz)であり、第4検出信号電極710dと第4検出接地電極720dとから取り出される信号V4は、(+Vx)+(+Vy)+(−Vz)である。すなわち、信号V1〜V4は、以下の式で表すことができる。
V1=Vx+Vy+Vz・・・・(1)
V2=−Vx+Vy+Vz・・・・(2)
V3=−Vx+Vy−Vz・・・・(3)
V4=Vx+Vy−Vz・・・・・(4)
Therefore, when an angular velocity ωxyz about the axis inclined with respect to each of the X axis, the Y axis, and the Z axis is applied to the
V1 = Vx + Vy + Vz (1)
V2 = −Vx + Vy + Vz (2)
V3 = −Vx + Vy−Vz (3)
V4 = Vx + Vy−Vz (4)
このようにして得られた信号V1〜V4(式(1)〜式(4))から選択した複数の式を互いに加減算する(加算または減算)ことにより、角速度ωxyzのX軸まわりの角速度ωxと、Y軸まわりの角速度ωyと、Z軸まわりの角速度ωzとを分離することができ、これら角速度ωx、角速度ωyおよび角速度ωzをそれぞれ独立して検出することができる。 By adding or subtracting (adding or subtracting) a plurality of equations selected from the signals V1 to V4 (Equations (1) to (4)) obtained in this way, the angular velocity ωx around the X axis of the angular velocity ωxyz and The angular velocity ωy around the Y axis and the angular velocity ωz around the Z axis can be separated, and these angular velocity ωx, angular velocity ωy, and angular velocity ωz can be detected independently.
具体的には、例えば、V1−V2=2Vxとなり、角速度ωyおよび角速度ωzに起因する信号Vy、Vzを排除することができる。これにより、X軸まわりの角速度ωxが分離されるとともに、角速度ωxが求まる。
同様に、V2+V4=2Vyとなり、角速度ωxおよび角速度ωzに起因する信号Vx、Vzを排除することができる。これにより、Y軸まわりの角速度ωyが分離されるとともに、角速度ωyが求まる。
Specifically, for example, V1−V2 = 2Vx, and the signals Vy and Vz resulting from the angular velocity ωy and the angular velocity ωz can be excluded. Thereby, the angular velocity ωx around the X axis is separated and the angular velocity ωx is obtained.
Similarly, V2 + V4 = 2Vy, and the signals Vx and Vz resulting from the angular velocity ωx and the angular velocity ωz can be eliminated. Thereby, the angular velocity ωy around the Y axis is separated and the angular velocity ωy is obtained.
同様に、V1−V4=2Vzとなり、角速度ωxおよび角速度ωyに起因する信号Vx、Vyを排除することができる。これにより、Z軸まわりの角速度ωzが分離されるとともに、角速度ωzが求まる。
このように、ジャイロセンサー2によれば、簡単に、X軸まわりの角速度ωx、Y軸まわりの角速度ωyおよびZ軸まわりの角速度ωzをそれぞれ独立して検出することができる。このような計算は、ジャイロセンサー2に接続された図示しないICチップ等により行うことができる。
Similarly, V1−V4 = 2Vz, and the signals Vx and Vy resulting from the angular velocity ωx and the angular velocity ωy can be eliminated. Thereby, the angular velocity ωz around the Z axis is separated and the angular velocity ωz is obtained.
As described above, according to the
また、上記では、ジャイロセンサー2にX軸、Y軸およびZ軸の各軸に対して傾斜した軸まわりの角速度ωxyzが加わった場合について説明したが、ジャイロセンサー2に加わる角速度の軸については、どのような傾きの軸であってもよい。すなわち、X軸まわりの角速度であってもよいし、Y軸まわりの角速度であってもよいし、Z軸まわりの角速度であってもよい。また、XY平面に含まれる軸まわりの角速度であってもよいし、YZ平面に含まれる軸まわりの角速度であってもよいし、XZ平面に含まれる軸まわりの角速度であってもよい。これらの場合には、「Vx」、「Vy」、「Vz」のうちの1つか2つの値が0となる(すなわち、検出されない)だけなので、上記と同様にして角速度を検出することができる。
以上のような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
In the above description, the case where the angular velocity ωxyz around the axis inclined with respect to each of the X axis, the Y axis, and the Z axis is added to the
According to the second embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.
<第3実施形態>
次に、本発明のジャイロセンサーの第3実施形態について説明する。
図14は、本発明の第3実施形態にかかるジャイロセンサーの平面図、図15は、図14中のF−F線断面図、図16は、Y軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図、図17は、X軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。なお、図14〜図17では、説明の便宜上、必要に応じて各種電極の図示を省略している。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the gyro sensor of the present invention will be described.
14 is a plan view of a gyro sensor according to a third embodiment of the present invention, FIG. 15 is a sectional view taken along line FF in FIG. 14, and FIG. 16 is a gyro sensor when an angular velocity around the Y axis is applied. FIG. 17 is a plan view showing the vibration of the gyro sensor when an angular velocity around the X axis is applied. In FIGS. 14 to 17, for convenience of explanation, illustration of various electrodes is omitted as necessary.
以下、第3実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第3実施形態にかかるジャイロセンサーは、検出振動系および駆動振動系の構成が異なる以外は、第2実施形態とほぼ同様である。なお、図14〜図17では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
Hereinafter, the third embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
The gyro sensor according to the third embodiment of the present invention is substantially the same as the second embodiment except that the configurations of the detection vibration system and the drive vibration system are different. 14 to 17, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.
図14に示すように、本実施形態のジャイロセンサー2Bでは、検出振動系が駆動振動系を兼ねている。このようなジャイロセンサー2Bは、基部41と、第1〜第4検出振動腕421B〜422Bとを有している。
第1検出振動腕421Bおよび第2検出振動腕422Bは、基部41からY軸方向の反対側へY軸方向に延出している。このような第1、第2検出振動腕421B、422Bは、重心Gと交わるY軸上に沿って設けられており、重心Gを通るXY平面に関して対称的に形成されている。
As shown in FIG. 14, in the gyro sensor 2B of the present embodiment, the detection vibration system also serves as the drive vibration system. Such a gyro sensor 2B includes a
The first
一方、第3検出振動腕423Bおよび第4検出振動腕424Bは、基部41からX軸方向の反対側へX軸方向に延出している。このような第3、第4検出振動腕423B、424Bは、重心Gを通るX軸上に沿って設けられており、重心Gを通るXZ平面に関して対称的に形成されている。
第1検出振動腕421Bの上面であって、幅方向(X軸方向)の中央部には、駆動用圧電体素子551が設けられている。また、第1検出振動腕421Bの上面には、駆動用圧電体素子551を介してX軸方向に対向するように配置された、すなわち、第1検出振動腕421Bの幅方向の両端部に設けられた一対の検出用圧電体素子561、571が設けられている。これら3つの圧電体素子551、561、571は、X軸方向に延在している。なお、駆動用圧電体素子551は、第1検出振動腕421BをZ軸方向に屈曲振動させるための圧電体素子であり、検出用圧電体素子561、571は、第1検出振動腕421Bの面内方向の歪みを検出するための圧電体素子である。
On the other hand, the third
A driving
図15に示すように、駆動用圧電体素子551は、第1検出振動腕421Bの上面側から、第1電極層551a、圧電体層551bおよび第2電極層551cが積層した積層体にて構成されている。同様に、検出用圧電体素子561は、第1検出振動腕421Bの上面側から、第1電極層561a、圧電体層561bおよび第2電極層561cが積層した積層体にて構成されており、検出用圧電体素子571は、第1検出振動腕421Bの上面側から、第1電極層571a、圧電体層571bおよび第2電極層571cが積層した積層体にて構成されている。
As shown in FIG. 15, the driving
第1電極層551a、561a、571aおよび第2電極層551c、561c、571cは、金(Au)、金合金、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、アルミニウム合金、銀(Ag)、銀合金、クロム(Cr)、クロム合金、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、タングステン(W)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、コバルト(Co)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)等の金属材料、酸化インジウムスズ(ITO)等の導電材料により形成することができる。
The
圧電体層551b、561b、571bの構成材料としては、例えば、酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、ニオブ酸カリウム(KNbO3)、四ホウ酸リチウム(Li2B4O7)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等が挙げられるが、AIN、ZnOを用いるのが好ましい。
Examples of the constituent material of the
駆動用圧電体素子551の第1、第2電極層551a、551cの間に駆動信号(電圧)を印加すると、圧電体層551bがY軸方向に伸縮する。この伸縮によって、第1検出振動腕421BがZ軸方向に屈曲振動する。
一方、第1検出振動腕421BがY軸方向に湾曲変形すると、検出用圧電体素子561、571が伸長または収縮し、これにより、第1検出振動腕421Bの歪みを第1電極層561aと第2電極層561cとの間、および、第1電極層571aと第2電極層571cとの間から信号(出力信号)として取り出すことができる。
以上より、第1検出振動腕421Bは、ジャイロセンサー2Bを駆動するための駆動振動腕と、角速度を検出するための検出振動腕とを兼ねていると言える。
When a driving signal (voltage) is applied between the first and
On the other hand, when the first
From the above, it can be said that the first
同様に、第2検出振動腕422Bの上面であって、幅方向の中央部には、駆動用圧電体素子552が設けられている。また、第2検出振動腕422Bの上面には、駆動用圧電体素子552を介してX軸方向に対向するように配置された一対の検出用圧電体素子562、572が設けられている。駆動用圧電体素子552は、第2検出振動腕422BをZ軸方向に屈曲振動させるための圧電体素子であり、検出用圧電体素子562、572は、第2検出振動腕422Bの面内方向の歪みを検出するための圧電体素子である。これら圧電素子552、562、572の機能および構成は、それぞれ、前述した圧電体素子551、561、571と同様であるため、その説明を省略する。
Similarly, a driving
また、第3検出振動腕423Bの上面であって、幅方向(Y軸方向)の中央部には、駆動用圧電体素子553が設けられている。また、第3検出振動腕423Bの上面には、駆動用圧電体素子553を介してY軸方向に対向するように配置された一対の検出用圧電体素子563、573が設けられている。駆動用圧電体素子553は、第3検出振動腕423BをZ軸方向に屈曲振動させるための圧電体素子であり、検出用圧電体素子563、573は、第3検出振動腕423Bの面内方向の歪みを検出するための圧電体素子である。これら圧電素子553、563、573の機能および構成は、それぞれ、前述した圧電体素子551、561、571と同様であるため、その説明を省略する。
A driving
同様に、第4検出振動腕424Bの上面であって、幅方向の中央部には、駆動用圧電体素子554が設けられている。また、第4検出振動腕424Bの上面には、駆動用圧電体素子554を介してY軸方向に対向するように配置された一対の検出用圧電体素子564、574が設けられている。駆動用圧電体素子554は、第4検出振動腕424BをZ軸方向に屈曲振動させるための圧電体素子であり、検出用圧電体素子564、574は、第4検出振動腕424Bの面内方向の歪みを検出するための圧電体素子である。これら圧電素子554、564、574の機能および構成は、それぞれ、前述した圧電体素子551、561、571と同様であるため、その説明を省略する。
このような構成のジャイロセンサー2Bは、次のようにしてX軸方向の角速度ωxおよびY軸まわりの角速度ωyを検出する。
Similarly, a driving
The gyro sensor 2B having such a configuration detects the angular velocity ωx in the X-axis direction and the angular velocity ωy around the Y-axis as follows.
角速度が加わらない状態において、駆動用圧電体素子551、552、553、554に電圧を印加し、第1〜第4検出振動腕421B〜424BをそれぞれZ軸方向に振動させる。この際、第1、第2検出振動腕421B、422Bを、Z軸方向に関して互いに同じ側へ振動させ、第3、第4検出振動腕423B、424Bを、Z軸方向に関して互いに同じ側であって、第1、第2検出振動腕421B、422Bと反対側へ振動させる。これにより、第1〜第4検出振動腕421B〜424Bの振動バランスが取れ、振動漏れが抑制される。
In a state where the angular velocity is not applied, a voltage is applied to the driving
この状態で、ジャイロセンサー2BにY軸まわりの角速度ωyが加わると、ジャイロセンサー2Bにコリオリ力が作用し、このコリオリ力を駆動力として図16のような振動(Y軸まわり角速度検出振動モード)が励振される。角速度ωyが加わった状態では、図16に示すように、第1、第2検出振動腕421B、422Bは、互いにX軸方向の同じ側へ振動する。また、第3、第4検出振動腕423B、424Bは、Y軸方向に延在しているため、角速度ωyが加わることによる新たな振動は励起されない。
In this state, when an angular velocity ωy around the Y axis is applied to the gyro sensor 2B, a Coriolis force acts on the gyro sensor 2B, and this Coriolis force is used as a driving force to vibrate as shown in FIG. Is excited. In the state where the angular velocity ωy is applied, as shown in FIG. 16, the first and second
また、ジャイロセンサー2BにX軸まわりの角速度ωxが加わると、ジャイロセンサー2Bにコリオリ力が作用し、このコリオリ力を駆動力として図17のような振動(X軸まわり角速度検出振動モード)が励振される。角速度ωxが加わった状態では、図17に示すように、第3、第4検出振動腕423B、424Bは、互いにY軸方向の同じ方向へ振動する。また、第1、第2検出振動腕421B、424Bは、X軸方向に延在しているため、角速度ωxが加わることによる新たな振動は励起されない。
Further, when an angular velocity ωx around the X axis is applied to the gyro sensor 2B, a Coriolis force acts on the gyro sensor 2B, and this Coriolis force is used as a driving force to excite vibration (X-axis angular velocity detection vibration mode) as shown in FIG. Is done. In the state in which the angular velocity ωx is applied, as shown in FIG. 17, the third and fourth
このように、角速度ωxが加わったときと、角速度ωyが加わったときとでは、第1〜第4検出振動腕421B〜424Bの振動方向の組み合わせが異なっている。そのため、ジャイロセンサー2Bでは、このような第1〜第4検出振動腕421B〜424Bの振動方向の異なりを利用して、角速度ωxおよび角速度ωyをそれぞれ独立して検出することができる。
Thus, the combination of the vibration directions of the first to fourth
角速度ωyが加わったときに、第1検出振動腕421Bに設けられた検出用圧電体素子561、571から取り出される信号V1は、+Vyであり、第2検出振動腕422Bに設けられた検出用圧電体素子562、572から取り出される信号V2は、+Vyであり、第3検出振動腕423Bに設けられた検出用圧電体素子563、573から取り出される信号V3は、0(ゼロ)であり、第4検出振動腕424Bに設けられた検出用圧電体素子564、574から取り出される信号V4は、0(ゼロ)である。
When the angular velocity ωy is applied, the signal V1 extracted from the detection
角速度ωxが加わったときに、第1検出振動腕421Bに設けられた検出用圧電体素子561、571から取り出される信号V1は、0(ゼロ)であり、第2検出振動腕422Bに設けられた検出用圧電体素子562、572から取り出される信号V2は、0(ゼロ)であり、第3検出振動腕423Bに設けられた検出用圧電体素子563、573から取り出される信号V3は、+Vxであり、第4検出振動腕424Bに設けられた検出用圧電体素子564、574から取り出される信号V4は、+Vxである。
When the angular velocity ωx is applied, the signal V1 extracted from the detection
このように、ジャイロセンサー2Bによれば、簡単に、角速度ωx、角速度ωyをそれぞれ独立して検出することができる。
以上のような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
次に、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器について、図18〜図20に基づき、詳細に説明する。
Thus, according to the gyro sensor 2B, the angular velocity ωx and the angular velocity ωy can be easily detected independently.
According to the third embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.
Next, an electronic device including the gyro sensor according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図18は、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部100を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100にはジャイロセンサー2が内蔵されている。
FIG. 18 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which an electronic device including the gyro sensor of the present invention is applied. In this figure, a
図19は、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部100が配置されている。このような携帯電話機1200にはジャイロセンサー2が内蔵されている。
FIG. 19 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile phone (including PHS) to which an electronic device including the gyro sensor of the present invention is applied. In this figure, a
図20は、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
FIG. 20 is a perspective view illustrating a configuration of a digital still camera to which an electronic device including the gyro sensor of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown.
Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリ1308に転送・格納される。
A display unit is provided on the back of a case (body) 1302 in the
また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニター1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリ1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。
このようなディジタルスチルカメラ1300には、ジャイロセンサー2が内蔵されている。
In the
Such a
なお、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器は、図18のパーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、図19の携帯電話機、図20のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレーター等に適用することができる。 In addition to the personal computer shown in FIG. 18 (mobile personal computer), the cellular phone shown in FIG. 19, and the digital still camera shown in FIG. Inkjet printers), laptop personal computers, televisions, video cameras, video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations, televisions Telephone, crime prevention TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (for example, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measuring devices, instruments Type (for example, vehicle Aircraft, gauges of a ship), can be applied to a flight simulator or the like.
以上、本発明のジャイロセンサーおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
また、前述した実施形態では、なお、振動片を圧電性を有する材料で構成したものについて説明したが、これに限定されず、振動片を、例えばシリコン基板で構成してもよい。この場合には、各駆動振動腕を、例えば圧電膜(圧電体素子)を用いて振動させることができる。
As described above, the gyro sensor and the electronic device according to the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit is an arbitrary configuration having the same function. Can be substituted.
In the above-described embodiment, the vibration piece is made of a material having piezoelectricity. However, the present invention is not limited to this, and the vibration piece may be made of a silicon substrate, for example. In this case, each drive vibrating arm can be vibrated using, for example, a piezoelectric film (piezoelectric element).
また、前述した第1、第2実施形態では、第1〜第4駆動振動腕を有するものについて説明したが、駆動振動腕の数は、特に限定されず、例えば、第3駆動振動腕と第4駆動振動腕を省略してもよいし、第2駆動振動腕と第4駆動振動腕を省略してもよい(この場合は、残りの第3駆動振動腕が「第2駆動振動腕」として機能する)。
また、前述した実施形態では、X軸、Y軸およびZ軸が互いに直交する場合について説明したが、X軸、Y軸およびZ軸は、互いに交差していればよく、必ずしも直交していなくてもよい。
In the first and second embodiments described above, the first to fourth drive vibrating arms have been described. However, the number of drive vibrating arms is not particularly limited. The four drive vibrating arms may be omitted, or the second drive vibrating arm and the fourth driving vibrating arm may be omitted (in this case, the remaining third driving vibrating arms are defined as “second driving vibrating arms”). Function).
In the above-described embodiment, the case where the X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other has been described. However, the X axis, the Y axis, and the Z axis need only intersect with each other, and are not necessarily orthogonal. Also good.
2、2A、2B……ジャイロセンサー 3……振動片 41……基部 42、421A、412B……第1検出振動腕 43、422A、422B……第2検出振動腕 423、423A、423B……第3検出振動腕 424、424A、424B……第4検出振動腕 44……第1連結腕 45……第2連結腕 46……第1駆動振動腕 461……上面 462……下面 463、464……側面 465……第1段差部 465a……第1段差面 465b……第2段差面 466……第2段差部 466a……第3段差面 466b……第4段差面 469……段差部 46a…先端部 46b…基端部 47……第2駆動振動腕 473、474……側面 475a……第1段差面 475b……第2段差面 476a……第3段差面 476b……第4段差面 47b……基端部 48……第2駆動振動腕 483、484……側面 485a……第1段差面 485b……第2段差面 486a……第3段差面 486b……第4段差面 48b……基端部 49…第4駆動振動腕 493、494……側面 495a……第1段差面 495b……第2段差面 496a……第3段差面 496b……第4段差面 49b……基端部 551、552、553、554……駆動用圧電体素子 551a……第1電極層 551b……圧電体層 551c……第2電極層 561、562、563、564、571、572、573、574……検出用圧電体素子 561a、571a……第1電極層 561b、571b……圧電体層 561c、571c……第2電極層 710a……第1検出信号電極 710b……第2検出信号電極 710c……第3検出信号電極 710d……第4検出信号電極 720a……第1検出接地電極 720b……第2検出接地電極 720c……第3検出接地電極 720d……第4検出接地電極 730……駆動信号電極 740……駆動接地電極 100‥‥表示部 1100‥‥パーソナルコンピューター 1102‥‥キーボード 1104‥‥本体部 1106‥‥表示ユニット 1200‥‥携帯電話機 1202‥‥操作ボタン 1204‥‥受話口 1206‥‥送話口 1300‥‥ディジタルスチルカメラ 1302‥‥ケース 1304‥‥受光ユニット 1306‥‥シャッターボタン 1308‥‥メモリ 1312‥‥ビデオ信号出力端子 1314‥‥入出力端子 1430‥‥テレビモニター 1440‥‥パーソナルコンピューター L1……第1辺 L2……第2辺 L3……第3辺 L4……第4辺 L5……第5辺 L6……第6辺 L7……第7辺 L8……第8辺 S1……領域 L’、L”……中心線 O……中心軸
2, 2A, 2B ... Gyro sensor 3 ... Vibrating
Claims (9)
前記第1軸および前記第2軸を含む平面には、
基部と、
前記基部に接続され、駆動手段が設けられた駆動振動腕と、
前記基部から延在する複数の検出振動腕と、が設けられ、
前記駆動振動腕は、前記第1軸および前記第3軸の方向の振動成分を含み、
前記検出振動腕は、前記基部の一端および該一端とは反対側の他端の各々から延在され、
角速度が印加されたときに、前記複数の検出振動腕の各々が前記平面内で振動することによって、前記第1軸、前記第2軸、および前記第3軸のうち少なくとも前記第2軸の回りに発生する角速度および前記第3軸の回りに発生する角速度をそれぞれ検出し、
前記第1軸または前記第2軸を検出軸としたとき、
前記複数の検出振動腕の各々は、前記検出軸に前記平面上で直交する軸に関して同じ方向に振動し、
前記第3軸を検出軸としたとき、
前記複数の検出振動腕の各々は、第3軸回りの円周方向に振動することを特徴とするジャイロセンサー。 When three axes orthogonal to each other are defined as a first axis, a second axis, and a third axis,
In the plane including the first axis and the second axis,
The base,
A drive vibrating arm connected to the base and provided with drive means;
A plurality of detection vibrating arms extending from the base, and
The drive vibration arm includes vibration components in the directions of the first axis and the third axis,
The detection vibrating arm extends from one end of the base and the other end opposite to the one end,
When an angular velocity is applied, each of the plurality of detection vibrating arms vibrates in the plane, so that at least about the second axis among the first axis, the second axis, and the third axis. Detecting an angular velocity generated in the first axis and an angular velocity generated around the third axis,
When the first axis or the second axis is the detection axis,
Each of the plurality of detection vibrating arms vibrates in the same direction with respect to an axis orthogonal to the detection axis on the plane,
When the third axis is the detection axis,
Each of the plurality of detection vibrating arms vibrates in a circumferential direction around a third axis.
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