JPH11257965A

JPH11257965A - 角速度検出センサ

Info

Publication number: JPH11257965A
Application number: JP10057234A
Authority: JP
Inventors: Teruhisa Akashi; 照久明石; Kazuyasu Satou; 和恭佐藤; Fumitaka Muranushi; 文隆村主; Mitsuo Otsu; 満雄大津; Kanji Tsunoda; 莞爾角田; Yoshiko Nishi; 佳子西
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】検出感度を高く維持するために構造の最適化
を容易に行うことができる角速度検出センサ及びそれを
用いたビデオカメラやナビゲーションシステムを提供す
る。【解決手段】両端を基板の外枠に支持され、互いに平
行にかつ前記基板面に平行に配置されて音叉軸を軸中心
とする音叉振動を行う一対の振動梁と、前記基板面と直
交する方向に振動自在な状態で前記振動梁それぞれに前
記音叉軸に関して線対称をなして接合された一対の検出
梁とを備える基板と、前記振動梁に前記音叉振動を行わ
せる振動発生手段と、前記検出梁の基板面に直交する方
向のたわみを検出して電圧信号として出力する歪検出手
段と、を含んで角速度検出センサを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は角速度を検出する角
速度検出センサ及びそれを用いた機器に係り、特に振動
体を振動させて角速度に応じたコリオリ力を検出する振
動式の角速度検出センサ及びそのセンサを用いた手振れ
防止機能付きのビデオカメラ、ムービーカメラ等のカメ
ラ機器や車載用のナビゲーションシステム装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、手振れ防止機能付きカメラや車載
用ナビゲーションシステムに利用されている振動式の角
速度検出センサは、特開昭61−118612号公報（図示せ
ず）に開示された音叉構造のハイブリッドタイプであっ
たり、特開平2−223817号公報（図示せず）に開示され
た音片構造のハイブリッドタイプであった。一方、これ
らのハイブリッドタイプに替わる角速度検出センサとし
て、マイクロマシニング技術を応用し小型化、低価格化
を目的とした、特開平7−190784号公報（図示せず）や
特開平7−301536号公報（図示せず）の角速度検出セン
サが開示されている。これらは、２軸方向に振動可能な
音叉振動体によって構成されている。特開平7−190784
号公報には、振動体の音叉振動方向における共振周波数
（固有振動数）とコリオリ力検出方向における共振周波
数（固有振動数）とを一致させるために、ピエゾアクチ
ュエータを挟み込んだ構造例や、振動体の音叉振動方法
にローレンツ力を用いる構造例が開示されている。ま
た、特開平7−301536号公報には、コリオリ力の検出に
磁気抵抗素子を用いた構造例が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】先に述べたように、従
来の手振れ防止機能付きビデオカメラや車載用ナビゲー
ションシステム装置に利用されている振動式の角速度検
出センサはハイブリッドタイプが主流である。しかし、
ハイブリッドタイプは構成が極めて複雑で個々に機械加
工で加工されているため量産性が低く、製造工程にかな
りのノウハウが要求される。また、機械加工精度のばら
つきが原因でセンサ個体間の検出感度のばらつきが２０
％と大きい。

【０００４】例えば、ビデオカメラの場合、一般的に、
手振れ防止機能を実現するためには、２軸の角速度を検
出する必要がある。そのため、レンズ中心近くにセンサ
２個分のスペースが必要となる。ところが、このハイブ
リッドタイプの角速度センサは、周辺の集積化された電
子回路部に対し形状が大きいので、ビデオカメラを小型
化する上で障害となる。さらに、感度ばらつきのため、
実際に使用する上では後付けの補正機能が必要となり、
ビデオカメラの低コスト化を阻んでいる。

【０００５】このような問題点を解決するために上記従
来例に見られる、マイクロマシニング技術を応用したマ
イクロマシンタイプの振動式の角速度検出センサが開示
されている。これらマイクロマシンタイプは、その加工
法から量産性が高く、小型で、各個体間の形状ばらつき
は存在しないと考えてよい。しかし、コリオリ力の検出
手段が静電容量の変化を用いていることやセンサの構造
を最適化することが難しいため、結果的に検出感度が低
くなる。

【０００６】検出方法に静電容量変化を用いる方法で
は、電極間の静電容量が検出感度に大きく影響する。つ
まり、この方式でセンサ感度を上げるためには、電極間
の狭小ギャップを均一性、再現性よく高い加工精度で加
工し、配線周りの浮遊容量の影響で静電容量変化の割合
が小さくならないように電極部の面積を大きくし静電容
量を増加させなければならない。しかし、従来例のよう
な構造において電極間の狭小ギャップを均一性、再現性
よく、高い加工精度で加工することは非常に難しい。

【０００７】次に、ある角速度検出センサにおいて、検
出体の駆動（音叉振動）方向における共振周波数とコリ
オリ力検出方向における共振周波数とを一致させなけれ
ば（つまり、縮退モードにて動作させる）、検出感度を
最大限に高めることができない。このため、従来例（特
開平7−190784）では、ピエゾアクチュエータを用い、
上記条件を満足させている。しかし、この構成では構造
が複雑で、共振周波数を合わせるためにフィードバック
制御が必要となる。また、従来例（特開平7−301536号
公報）においては、検出体を振動させる両持ちの振動梁
とコリオリ力の検出部が一体成形されているため、上記
条件を満足するような構造の最適化が困難である。

【０００８】本発明は、マイクロマシニング技術を応用
して、検出感度を高く維持するために構造の最適化を容
易に行うことが出来る角速度検出センサ及びそれを用い
たビデオカメラやナビゲーションシステム装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の第１の手段は、基板の外枠に両端を支持され、か
つ互いに平行に配置されて音叉軸を軸中心とする音叉振
動を行う一対の振動梁と、前記振動梁の振動方向および
前記音叉軸と直交する方向に振動自在な状態で前記振動
梁それぞれに設けられる合同あるいは対称な形の検出梁
とを備える基板と、前記一対の振動梁をそれぞれの長手
方向中心線を含む面に平行な面内で振動させる振動発生
手段と、前記検出梁の前記振動梁の振動方向および前記
音叉軸と直交する方向のたわみを検出し、たわみ量に応
じた信号として出力する歪検出手段と、を備えてなり、
前記基板が姿勢を変化させるとき、前記音叉軸に平行な
方向を回転軸とする回転成分の角速度を、前記歪検出手
段の出力に基づいて検出するようにした角速度検出セン
サである。

【００１０】上記の目的を達成する本発明の第２の手段
は、基板の外枠に両端を支持され、かつ互いに平行に配
置されて音叉軸を軸中心とする音叉振動を行う一対の振
動梁と、前記振動梁が在る面内において、前記音叉軸を
含み振動方向に垂直な面に関して面対称となるように前
記振動梁に設けられる合同な形の検出梁とを備える基板
と、前記一対の振動梁をそれぞれの長手方向中心線を含
む面に平行な面内で振動させる振動発生手段と、前記検
出梁の前記振動梁の振動方向および前記音叉軸と直交す
る方向のたわみを検出し、たわみ量に応じた信号として
出力する歪検出手段と、を備えてなり、前記基板が姿勢
を変化させるとき、前記音叉軸に平行な方向を回転軸と
する回転成分の角速度を、前記歪検出手段の出力に基づ
いて検出する角速度検出センサである。

【００１１】上記の目的を達成する本発明の第３の手段
は、基板の外枠に両端を支持され、かつ互いに平行に配
置されて音叉軸を軸中心とする音叉振動を行う一対の振
動梁と、合同な形で前記一対の振動梁それぞれに設けら
れる検出梁とを備え、前記振動梁が在る面内において、
前記振動梁の中心線と前記検出梁の中心線との交点が前
記音叉軸に関して線対称となる位置に、前記検出梁が設
けてある基板と、前記一対の振動梁をそれぞれの長手方
向中心線を含む面に平行な面内で振動させる振動発生手
段と、前記検出梁の、前記振動梁の振動方向および前記
音叉軸と直交する方向のたわみを検出し、たわみ量に応
じた信号として出力する歪検出手段と、を備えてなり、
前記基板が姿勢を変化させるとき、前記音叉軸に平行な
方向を回転軸とする回転成分の角速度を、前記歪検出手
段の出力に基づいて検出する角速度検出センサである。

【００１２】上記の目的を達成する本発明の第４の手段
は、基板の外枠に両端を支持され、かつ互いに平行に配
置されて音叉軸を軸を軸中心とする音叉振動を行う振動
梁と、前記振動梁と同一材料で形成され、前記振動梁と
異なる材料を介して前記振動梁の振動方向および前記音
叉軸と直交する方向に振動自在な状態で前記一対の振動
梁それぞれに設けられる合同な形の検出梁とを備える基
板と、前記一対の振動梁をそれぞれの長手方向中心線を
含む面に平行な面内で振動させる振動発生手段と、前記
検出梁の、前記振動梁の振動方向および前記音叉軸と直
交する方向のたわみを検出し、たわみ量に応じた信号と
して出力する歪検出手段と、を備えてなり、前記基板が
姿勢を変化させるとき、前記音叉軸に平行な方向を回転
軸とする回転成分の角速度を、前記歪検出手段の出力に
基づいて検出する角速度検出センサである。

【００１３】角速度検出センサと、該角速度検出センサ
の出力を入力として手ぶれ防止機能を実行する手段とを
備えてなるビデオカメラにおいて、角速度検出センサを
上記第１乃至第４の手段のいずれかに記載された角速度
検出センサとしてもよい。

【００１４】また、角速度検出センサと、該角速度検出
センサの出力を入力として車両の進行方向を検出する手
段とを備えてなるカーナビゲーションシステムにおい
て、前記角速度検出センサを上記第１乃至第４の手段の
いずれかに記載の角速度検出センサとしてもよい。

【００１５】前記基板の製作方法としては、前記振動梁
と前記検出梁を各々別体にて形成し、その後貼りあわせ
てもよい。また、前記振動梁を形成する基板と前記検出
梁を形成する基板とを間に別の材料を挟んで貼り合わせ
て１枚の基板とした後に、前記振動梁と前記検出梁とを
それぞれ形成してもよい。

【００１６】前記振動発生手段は、前記振動梁を差動振
動させる手段であればよい。例えば、前記振動梁の一部
に電極を形成し、前記振動梁に挟まれるように中央部に
別の電極体を形成する。そして、これらの電極間に交流
電圧を印加すると、前記振動梁と電極体との間に静電引
力が発生し、前記振動梁を差動振動させることができ
る。また、後述の実施例のように、永久磁石と薄膜電極
線が形成された前記振動梁とを形成する。そして、永久
磁石の磁界中で前記振動梁に交流電流を流すと、前記振
動梁にローレンツ力が発生し、前記振動梁を差動振動さ
せることができる。このように、前記振動発生手段は公
知の方法を用いてよい。

【００１７】次に、前記歪検出手段として、例えば、圧
電素子や圧電薄膜を用いる。圧電素子の場合、前記検出
梁に貼り付けて形成し、圧電薄膜の場合、スパッタ等の
成膜装置にて前記検出梁に成膜し形成する。このように
前記検出梁に設けられる前記歪検出手段は、前記検出梁
のたわみ成分を電圧値や抵抗値として検出できる手段で
あれば、いずれの手段を用いてもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００１９】図１２は、本発明の角速度検出センサを２
個実装しているビデオカメラの一部分をカットしたカッ
トモデルを示す外観斜視図である。図示のビデオカメラ
は、大きく分類して、ビデオテープ装着部１２１、ファ
インダー部１２２、カメラ部１２４、音声入力部１２
６、から構成されている。図のように、カメラ部１２４
を一部カットしてあり、レンズ部１２３と角速度検出セ
ンサ搭載基板１２５が配置されているのが見える。

【００２０】図１３は、取り出したレンズ部１２３を示
す外観模式図である。角速度検出センサ搭載基板１２５
上に、水平方向手振れ検出用の角速度検出センサ１３１
と垂直方向手振れ検出用の角速度検出センサ１３２とが
実装されている。搭載基板１２５はネジ止めによりレン
ズ部１２３に固定され一体となっている（図示せず）。
このため、レンズ部１２３が水平方向及び垂直方向に動
いたときに搭載基板１２５も同時に動くので、各方向の
角速度を角速度検出センサ１３１，１３２によって検出
することができる。図１４は搭載基板１２５の上面模式
図である。角速度検出センサ１３１，１３２はレンズ外
径位置１４１のレンズ光軸１４２にできるだけ近い位置
に配置される。ただし、角速度検出センサ１３１，１３
２は、共に振動式の角速度検出センサなので、共振周波
数は互いに相互作用を及ぼさないように５００Ｈｚ程度
ずらしてある。

【００２１】次に、図１５は、本発明の角速度検出セン
サが組み込まれた車載用のナビゲーションシステム装置
を実装している乗用車の模式図である。乗用車１５５に
は、エンジン１５１、カーナビゲーションシステムのデ
ータ処理部１５４、角速度検出センサ１５６、ＧＰＳ衛
星からの信号を受信するＧＰＳ衛星信号受信アンテナ１
５３、及び、データの処理結果を表示するナビゲーショ
ン情報表示部１５２が搭載されている。乗用車１５５に
装備してあるカーナビゲーションシステムのデータ処理
部１５４では、ＧＰＳ衛星信号受信アンテナ１５３から
のデータ、エンジン１５１からのデータ、本発明の角速
度検出センサ１５６からのデータ、車輪１５７からのデ
ータが処理される。通常、車載用のナビゲーションシス
テム装置は、ＧＰＳ衛星からの位置信号を基に乗用車１
５５の位置を割り出し、目的地まで誘導するシステムで
ある。しかし、ＧＰＳ衛星からの信号は数ｍ〜数十ｍの
誤差があるため、都市部の入り組んだ道路や路地ではシ
ステムが現在の位置を誤認識する場合がある。それを補
正する手段として角速度検出センサ１５６のデータが用
いられる。例えば乗用車１５５が乗用車の回転方向１５
８を感知したとき、角速度検出センサ１５６からのデー
タと車輪１５７からのデータとを基にデータ処理部１５
４において乗用車１５５の移動データを処理する。この
後、ＧＰＳ衛星からの位置情報より細かな車体の挙動を
求め、情報表示部１５２に補正した位置を表示する。

【００２２】次に、図１は本発明の第一の実施例である
角速度検出センサの素子部の外観図である。ただし、パ
ッケージ部や増幅回路等の回路部分はこの図では省略し
てある。図示の角速度検出センサは、大きく分けて、角
速度のセンシングを行う部分が形成される第１シリコン
基板１１、第１シリコン基板１１の下面（図上、下面。
以下同じ）にシリコン酸化膜中間層１２を介して互いに
接合されている第２シリコン基板１３、絶縁材料で形成
され前記第２シリコン基板１３下面に接合されている絶
縁基板１４、ある一定の磁界を有し前記絶縁基板１４下
面に接合されている永久磁石１５、角速度のセンシング
を行う部分を保護するため第１シリコン基板１１の上面
に接合されたカバー基板１６と、を含んで構成され、そ
れぞれが図１のように積層され貼り合わされて角速度検
出センサの素子部を形成している。

【００２３】カバー基板１６は一部カットして表わされ
ている。第１シリコン基板１１と第２シリコン基板１３
とは、面方位（１００）の単結晶シリコン基板である。
これらの第１シリコン基板１１、第２シリコン基板１３
は、図２のように、面方位（１００）でオリフラ（オリ
エンテーション・フラット）が結晶方位［０１１］に形
成してある第１シリコンウエハ２５と第２シリコンウエ
ハ２６とをシリコン酸化膜中間層１２を介して接合し、
切り出して形成される。しかも、第１シリコンウエハ２
５と第２シリコンウエハ２６とは結晶方位［０１１］が
４５度ずれるように接合する。そのため、第１シリコン
基板１１（すなわち第１シリコンウエハ２５）と第２シ
リコン基板１３（すなわち第２シリコンウエハ２６）と
は、結晶方位が４５度ずれている。また、第２シリコン
ウエハ２６は第１シリコンウエハ２５よりウエハの厚さ
が厚く、各ウエハの表面には、シリコン酸化膜２７が形
成してある。このように、あるシリコンウエハの中間に
別の材料の層があるウエハは、ＳＯＩ（Ｓilicon Ｏn
Ｉnsulator）ウエハと一般的に呼ばれている。ここで
は、第１シリコン基板１１と第２シリコン基板１３とを
シリコン酸化膜中間層１２を介して接合した基板をＳＯ
Ｉ基板と呼ぶことにする。

【００２４】第１シリコン基板１１をシリコンの異方性
エッチングにより一部エッチング除去することで、第１
検出梁１８ａと第２検出梁１８ｂとが、図１のように、
短冊状に、同一平面に、かつ長手方向中心線を一致させ
て形成されている。この長手方向中心線に平行な方向を
Ｘ軸方向とし、第１検出梁１８ａと第２検出梁１８ｂの
短冊状の面に垂直な方向をＺ軸方向とする。第１検出梁
１８ａと第２検出梁１８ｂの形状とは同形状であり、両
者は第１シリコン基板１１で形成されている。第１検出
梁１８ａと第２検出梁１８ｂとはＺ軸方向の厚みを薄く
し、Ｚ軸方向にたわみやすくしてある。

【００２５】さらに、第２シリコン基板１３を異方性エ
ッチングにより一部エッチング除去することで、前記Ｘ
軸及びＺ軸に直交する方向に延びる第１振動梁１７ａ
と、第１振動梁１７ａに平行する第２振動梁１７ｂとが
形成されている。第１振動梁１７ａと第２振動梁１７ｂ
とは、第２シリコン基板１３で形成された同形状の両持
ち梁で、各両端部は、異方性エッチング後も残っている
第２シリコン基板１３の枠状の部分に連続しており、該
枠状の部分に支持されている。第１振動梁１７ａと第２
振動梁１７ｂの各中心線は、第２シリコン基板１３の表
面に平行するようにしてある。前記第１検出梁１８ａ下
面と第２検出梁１８ｂ下面は、第１振動梁１７ａ上面と
第２振動梁１７ｂ上面に、それぞれ接合された形となっ
ているが、第１振動梁１７ａと第２振動梁１７ｂのＸ軸
方向の幅は、第１検出梁１８ａと第２検出梁１８ｂのＸ
軸方向の長さよりも短く、第１検出梁１８ａと第２検出
梁１８ｂとは、第１振動梁１７ａと第２振動梁１７ｂと
からＸ軸方向両側（図上、右側と左側）に突出した形と
なっている。

【００２６】ここで、シリコンの異方性エッチングと
は、水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）やテトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイト（ＴＭＡＨ）等のアルカ
リ系エッチング液を用いて行うシリコンのエッチングの
ことである。

【００２７】ここで図１１を用いて、シリコンの異方性
エッチングを行った時のエッチング形状を説明する。図
のウエハ１１１は面方位（１００）のシリコンウエハで
あり、シリコン酸化膜が全面に形成してある。また、ウ
エハ１１１には結晶方位＜１１０＞方向にオリフラ１１
２が形成してある。このウエハ１１１上にシリコン酸化
膜を一部開口させた矩形の第１パターン１１３と第２パ
ターン１１４とを形成する。なお、第２パターン１１４
は、第１パターン１１３を４５度回転させたパターンと
する。このウエハ１１１をＫＯＨにてエッチングする
と、図１１の（Ａ）、（Ｂ）のような形状が得られる。
ただし、（Ａ）、（Ｂ）はエッチング形状を上から見た
上面図であり、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は図１
１の（Ｂ）のa−a'、b−b'、c−c'線の各矢視断面図、
及び図１１の（Ａ）のd−d'線矢視断面図である。第１
パターン１１３のエッチング形状は、側面を｛１１１｝
面１１５で囲まれた矩形の溝である。第１パターン１１
３のように＜１１０＞方向にパターンを形成すると、エ
ッチング形状は（Ａ）のようになり、パターン１１３の
開口部がエッチングされるだけでまったくと言っていい
ほどアンダーカット（サイドエッチング）が発生しな
い。（Ｆ）に示すように、｛１００｝面１１７と｛１１
１｝面１１５とはある一定の角度をなし、その角度は、
５４．７度である。一方、第２パターン１１４のように
＜１００＞方向にパターンを形成すると、エッチング形
状は（Ｂ）のようになる。（Ａ）に比べサイドエッチン
グが発生し、シリコンのエッチング形状はエッチング形
状１１６になる。また、四隅に｛１１１｝面１１５が発
生する。（Ｃ）に示すように、a−a'断面は、｛１０
０｝面１１７で形成されており、断面形状は垂直断面と
なる。またこのときのサイドエッチング量は、深さ方向
のエッチング量と等しくなる。なぜなら、それぞれの結
晶面が｛１００｝面１１７で同じ結晶面だからである。
また、（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、断面形状は、｛１
００｝面１１７と｛１１１｝面１１５によって形成され
る。

【００２８】このことから、第１シリコン基板１１と第
２シリコン基板１３との結晶方位が４５度ずれて接合さ
れているので、第１振動梁１７ａ及び第２振動梁１７ｂ
の両持ち梁の根元部分には、｛１１１｝面によるテーパ
面が発生する。

【００２９】以上のように、各基板１１、１３をそれぞ
れ異方性エッチングすることで、第１振動梁１７ａ上に
第１検出梁１８ａ、第２振動梁１７ｂ上に第２検出梁１
８ｂが形成された構造を得ることができる。第１検出梁
１８ａ、第２検出梁１８ｂは、第１振動梁１７ａ、第２
振動梁１７ｂに片持ち支持された片持ち梁となる。

【００３０】また、第１検出梁１８ａには圧電薄膜のよ
うな歪検出手段である第１歪検出手段１９ａが薄膜電極
２１に挟まれて形成されており、第２検出梁１８ｂには
第２歪検出手段１９ｂが同様に形成されている。片持ち
梁の第１検出梁１８ａ、第２検出梁１８ｂがたわむこと
により、第１歪検出手段１９ａ及び第２歪検出手段１９
ｂが歪み、電圧を生じる。この出力電圧値を外部にて読
み取るために、第１シリコン基板１１の枠状部分の上面
から第２シリコン基板１３の上面にかけて引き出し用薄
膜電極２０が形成されており、この引き出し用薄膜電極
２０はワイヤ線２２を介して薄膜電極２１と導通が取ら
れている。以上のような検出素子を用いてＹ軸を軸中心
とした角速度ωを検出する。

【００３１】図３は、図１のＡ−Ａ’断面を示す断面模
式図である。エポキシ接着層３６を介して永久磁石１５
に絶縁基板１４が貼り付けてあり、絶縁基板１４はエポ
キシ接着層３６を介してＳＯＩ基板の一部である第２シ
リコン基板１３に貼り付けてある。さらに、エポキシ接
着層３６を介してカバー基板１６と第１シリコン基板１
１とが貼り合わせてある。第１振動梁１７ａ、第２振動
梁１７ｂや第１検出梁１８ａ、第２検出梁１８ｂがＸ軸
方向に振動自在なように、絶縁基板１４、カバー基板１
６には、くぼみ３７、くぼみ３８がそれぞれ形成されて
いる。

【００３２】図５は、絶縁基板１４の上面及びカバー基
板１６の下面を示す平面図である。図のように、矩形の
くぼみが絶縁基板１４の上面及びカバー基板１６の下面
に形成されているので、第１振動梁１７ａ、第２振動梁
１７ｂや第１検出梁１８ａ、第２検出梁１８ｂがＸ軸方
向に振動することができる。

【００３３】第１シリコン基板１１と第２シリコン基板
１３との間には、シリコン酸化膜中間層１２があり、第
１シリコン基板１１や第２シリコン基板１３の表面には
シリコン酸化膜３５が形成されている。また、第１検出
梁１８ａ、第２検出梁１８ｂ、第１振動梁１７ａ、第２
振動梁１７ｂにもシリコン酸化膜３５が図３に示すよう
に形成されている。第１検出梁１８ａと第２検出梁１８
ｂとは、第２シリコン基板１３と４５度の結晶方位のず
れた第１シリコン基板１１を異方性エッチングすること
で形成するため、断面形状が長方形形状ではなく、約５
４．７度のテーパ面を有する台形形状となる。また、第
１振動梁１７ａ、第２振動梁１７ｂには金属薄膜によっ
て形成された交流通電用配線３１がある。さらに、第１
検出梁１８ａ上には、歪検出手段である第１圧電薄膜３
３ａが形成されている。この第１圧電薄膜３３ａを挟み
込むように第１下部電極３２ａと第１上部電極３４ａと
が形成されており、互いにショートしないようにパター
ニングされている。第１下部電極３２ａと第１上部電極
３４ａとが前記薄膜電極２１に、第１圧電薄膜３３ａが
前記第１歪検出手段１９ａに、それぞれ相当する。これ
は、第２検出梁１８ｂ上に形成される第２圧電薄膜３３
ｂ、第２下部電極３２ｂ、第２上部電極３４ｂに関して
も同様である。

【００３４】図６は、ＳＯＩ基板の表裏面を示す模式図
である。図６の（ａ）は表面（上面）を示す図であり、
図６の（ｂ）、（ｃ）は裏面（下面）を示す図である。
異方性エッチングにて第１振動梁１７ａ、第２振動梁１
７ｂを形成すると、（ｂ）、（ｃ）のように第１振動梁
１７ａ、第２振動梁１７ｂの根元部それぞれ４箇所に
｛１１１｝面６１が現れる。これは先の図１１を用いて
説明した。

【００３５】図３のように、第１振動梁１７ａ、第２振
動梁１７ｂの断面形状は、梁の厚み（Ｚ軸方向寸法）Ｌ
が幅（Ｘ軸方向寸法）Ｗより大きい長方形の形状であ
る。つまり、Ｌ＞Ｗの形状である。厚みＬは第２シリコ
ン基板１３の厚みで決まり、幅Ｗはエッチング加工時の
マスク形状によって決めることができる。そのため、こ
れらのＬ、Ｗの値を任意に選択すれば、両持ち梁である
第１振動梁１７ａ、第２振動梁１７ｂの共振周波数を容
易に所望の値に設定することができる。例えば、これら
第１振動梁１７ａ、第２振動梁１７ｂのＸ方向の振動変
位量を大きく取るためには、各梁１７ａ、１７ｂのＸ方
向の剛性を低くし、Ｚ方向の剛性を高めればよい。つま
り、Ｌ＞Ｗの割合を大きくすればよい。

【００３６】次にこの実施例においては、第１振動梁１
７ａ、第２振動梁１７ｂにＸ方向の差動振動（それぞれ
の振動梁が逆方向に動く振動）を発生させる手段とし
て、ローレンツ力を用いる。ローレンツ力とは、磁界中
の電気良導体を備える物体に交流電流（スイッチング電
流）を流した場合に作用する力のことである。しかし、
必ずしもローレンツ力を利用する必要はなく、第１振動
梁１７ａ、第２振動梁１７ｂを差動振動させることが可
能な手段であれば、どのような駆動力を用いてもよい。

【００３７】第１振動梁１７ａ、第２振動梁１７ｂには
図３、図６の（ｂ）、または図６の（ｃ）に示すような
交流通電用配線３１が形成されている。そのため、図６
の（ｂ）の場合、交流通電用配線３１に交流電流を印加
すると永久磁石１５の磁界を受けてローレンツ力ＦＬが
互いに逆向きに第１振動梁１７ａ、第２振動梁１７ｂに
発生する。また、図６の（ｃ）の場合、第１交流通電用
配線６２、第２交流通電用配線６３に矢印のような互い
に逆向きに電流を流せば、図６の（ｂ）の場合と同様に
第１振動梁１７ａ、第２振動梁１７ｂにローレンツ力Ｆ
Ｌが互いに逆向きに作用する。このような逆向きのロー
レンツ力ＦＬを発生させることによって、第１振動梁１
７ａ、第２振動梁１７ｂは、それぞれの長手方向中心線
を含む平面に平行な面内で差動振動（音叉振動）する。

【００３８】このように第１振動梁１７ａ、第２振動梁
１７ｂが差動振動している状態において、角速度検出セ
ンサがＹ軸を軸中心として角速度ωで回転する場合、第
１検出梁１８ａ、第２検出梁１８ｂそれぞれに、コリオ
リ力ＦｃがＺ軸方向に、互いに逆向きに加わる。

【００３９】図４は、図１のＢ−Ｂ’断面を示す断面模
式図である。エポキシ接着層３６を介して永久磁石１５
に絶縁基板１４が貼り付けてあり、絶縁基板１４はエポ
キシ接着層３６を介してＳＯＩ基板の一部の基板である
第２シリコン基板１３に貼り付けてある。さらに、エポ
キシ接着層３６を介してカバー基板１６と第１シリコン
基板１１とが貼り合わせてある。第２検出梁１８ｂは、
第２シリコン基板１３によって形成される第２振動梁１
７ｂにシリコン酸化膜中間層１２を介して接合されてい
る。また、第２検出梁１８ｂは第１シリコン基板１１を
異方性エッチングすることによって形成するので、断面
形状が図のように台形形状となる。このような第２検出
梁１８ｂ上に、シリコン酸化膜３５を介して第２下部電
極３２ｂ、第２上部電極３４ｂが形成されている。また
交流通電用配線３１に交流電流を通電するために、引き
出しワイヤ線４１によって外部回路（図示せず）と交流
通電用配線３１がつながっている。

【００４０】第１検出梁１８ａ、第２検出梁１８ｂ上
は、第１圧電薄膜３３ａ及び第２圧電薄膜３３ｂがそれ
ぞれ形成されており、第１圧電薄膜３３ａ及び第２圧電
薄膜３３ｂに接続され入力信号の差を増幅する差動増幅
回路７２、前記交流通電用配線３１に第１振動梁１７
ａ、第２振動梁１７ｂの共振周波数の周波数で交流電流
を印加する発振回路７１、差動増幅回路７２及び発振回
路７１に接続された同期検波回路７３、及び、同期検波
回路７３に接続された直流増幅回路７４が設けられてい
る。

【００４１】第一の実施例は以上のように構成される。
次に、図７を用いて第一の実施例における角速度検出セ
ンサの角速度センシング方法を説明する。角速度検出セ
ンサが作動状態にある間（交流通電用配線３１に交流電
流が印加されている間）は、常に、第１振動梁１７ａに
設けられた第１検出梁１８ａ及び第２振動梁１７ｂに設
けられた第２検出梁１８ｂが、ローレンツ力ＦＬによっ
てＸ軸方向互いに逆向きに差動振動している。ただし、
センサ素子の感度を上げるため、第１振動梁１７ａ、第
２振動梁１７ｂは第１振動梁１７ａ、第２振動梁１７ｂ
の共振周波数で動作させることとする。この場合、第１
振動梁１７ａ、第２振動梁１７ｂに第１検出梁１８ａ、
第２検出梁１８ｂがそれぞれ設けてあるので、第１検出
梁１８ａ、第２検出梁１８ｂは第１振動梁１７ａ、第２
振動梁１７ｂの共振周波数で動作する。このときの振動
速度をＶとする。第１振動梁１７ａと第１検出梁１８ａ
とで構成される第１振動部と、第２振動梁１７ｂと第２
検出梁１８ｂとで構成される第２振動部との質量をそれ
ぞれｍとする。

【００４２】この状態において、角速度検出センサがＹ
軸を軸中心として角速度ωで回転すると、角速度に応じ
たコリオリ力Ｆｃ（＝２ｍｖω）が、第１振動部及び第
２振動部に図のように発生する。このコリオリ力Ｆｃは
Ｚ軸方向に加わるので、第１振動部及び第２振動部はＺ
軸方向にたわみ、ＦＬとＦｃの合力による合成振動とな
る。ここで、第１振動梁１７ａ及び第２振動梁１７ｂは
Ｘ軸方向にたわみやすく、Ｚ軸方向にたわみにくい構造
となっており、第１検出梁１８ａ及び第２検出梁１８ｂ
は梁の厚みが薄いのでＺ軸方向にたわみやすい構造とな
っている。このためコリオリ力Ｆｃによって第１検出梁
１８ａ及び第２検出梁１８ｂにコリオリ力Ｆｃに比例し
たたわみが生じる。

【００４３】ここで、第１検出梁１８ａ、第２検出梁１
８ｂのＺ軸方向の共振周波数を第１振動梁１７ａ、第２
振動梁１７ｂの共振周波数と同じになるように、梁の長
さや厚みを変えることで調整しておく。そして、このた
わみ量を、第１検出梁１８ａ、第２検出梁１８ｂ上に形
成された第１圧電薄膜３３ａ及び第２圧電薄膜３３ｂの
電圧変化として検出する。ここで、コリオリ力Ｆｃによ
って生じたたわみに基づく電圧変化量をαとする。した
がって、電圧変化量αは角速度ωに比例している。コリ
オリ力Ｆｃは、第１検出梁１８ａ、第２検出梁１８ｂに
逆向きに作用する。この第１圧電薄膜３３ａ及び第２圧
電薄膜３３ｂそれぞれの電圧変化量をフィルタ回路内蔵
の差動増幅回路７２に入力することによって、センサの
外乱成分をカットして２α、つまり２倍の出力電圧値を
得ることができる。なお、発振回路７１によって交流通
電用配線３１に第１振動梁１７ａ、第２振動梁１７ｂの
共振周波数の周波数で交流電流が印加されているので、
ローレンツ力ＦＬが発生する。この周波数を基準として
差動増幅回路７２を経て得られた電圧信号を同期検波回
路７３によって検波する。さらに、この電圧値を直流増
幅回路７４によって増幅し、コリオリ力Ｆｃによるたわ
みに基づく電圧値、すなわち角速度ωに比例した量とし
て取り出す。

【００４４】以上のような方法を用いて角速度の検出を
行う。ただし、図７の回路は一実施例でこれらの回路構
成を様々に組み合わせることで角速度の検出を行うこと
もできる。

【００４５】図８は、本発明の第二の実施例である角速
度検出センサの素子部の外観を模式的に示す斜視図であ
る。また、図９は、図８で示した第１シリコン基板１１
と第２シリコン基板１３との接合にて形成されるＳＯＩ
基板の表裏面（上下面）を示す模式図である。図９の
（ａ）は表面（上面）を示す図であり、図９の（ｂ）、
（ｃ）は裏面（下面）を示す図である。裏面の状態は、
交流通電用配線９１、９２、９３の形状が異なるだけ
で、（ｂ）または（ｃ）のいずれの形状でもよい。素子
部の構成は先の第一の実施例と同じであるが、第１振動
梁８１ａ及び第２振動梁８１ｂ、第１検出梁８２ａ及び
第２検出梁８２ｂの形状が前記第１の実施例の第１振動
梁１７ａ及び第２振動梁１７ｂ、第１検出梁１８ａ及び
第２検出梁１８ｂの形状と異なっている。この実施例の
第１振動梁８１ａ及び第２振動梁８１ｂ、第１検出梁８
２ａ及び第２検出梁８２ｂは、シリコンのドライエッチ
ングを用いて加工するので、先の異方性エッチングのよ
うに結晶方位によるエッチング形状の制約を受けない。
そのため、第１振動梁８１ａ、第２振動梁８１ｂの両持
ち梁の根元部分にテーパ面が現れておらず、第１振動梁
８１ａ、第２振動梁８１ｂのＸ−Ｚ平面で切った時の断
面形状は、どの部分においても同一形状の長方形とな
る。ここでの第１シリコン基板１１と第２シリコン基板
１３との結晶方位のずれは存在しないものとするが、ド
ライエッチングによる加工は結晶方位の影響を受けない
ので、結晶方位がずれていてもよい。第１振動梁８１ａ
と第２振動梁８１ｂとは同形状の両持ち梁である。根元
部分にテーパ面がないため、第二の実施例は、先の第一
の実施例よりも第１振動梁８１ａ、第２振動梁８１ｂは
Ｘ軸方向に振動しやすい構造であると言える。また、先
の第一の実施例の場合、第１検出梁１８ａ、第２検出梁
１８ｂは、図３のように、Ｘ−Ｚ平面で切った断面形状
が台形になっているが、第二の実施例の場合、Ｘ−Ｚ平
面で切った断面形状は長方形となっており、テーパがつ
かない。ここで、第１検出梁８２ａと第２検出梁８２ｂ
とは同形状の片持ち梁である。このように形状が変化し
ても検出梁の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）が変化していない
ため、Ｚ軸方向における第１検出梁８２ａ、第２検出梁
８２ｂの剛性は第一の実施例の第１検出梁１８ａ、第２
検出梁１８ｂの剛性と変わらない。ここで、シリコンの
ドライエッチングとは、例えばＳＦ6、ＣＨＦ3等のフロ
ン系のガスを用いて真空室内でプラズマを発生させてエ
ッチングすることを言う。

【００４６】次に図１０を用いて、第１振動梁８１ａと
第１検出梁８２ａ及び第２振動梁８１ｂと第２検出梁８
２ｂとの位置関係に関して説明する。図１０は、第１シ
リコン基板１１と第２シリコン基板１３との接合にて形
成されるＳＯＩ基板の表面から見た角速度検出センサの
上面模式図である。ただし、第１振動梁８１ａ、第２振
動梁８１ｂと第１検出梁８２ａ、第２検出梁８２ｂとは
同一材料によって形成されており、第１検出梁８２ａ、
第２検出梁８２ｂは同形状である。

【００４７】以下に説明するように、振動梁と検出梁の
位置関係が、図１０の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）
の位置関係にあれば、第一の実施例や第二の実施例の場
合と同様の効果を得ることができる。第１検出梁８２
ａ、第２検出梁８２ｂには、歪検出手段１９ａ、１９ｂ
がそれぞれ設置されている。

【００４８】図１０の（ａ）は、第二の実施例の図であ
る。この場合、第１検出梁８２ａと第２検出梁８２ｂと
は、図上、Ｙ軸に平行な音叉軸１０２を対称軸として線
対称の位置関係にある。さらに、第１検出梁８２ａのＸ
軸方向の中心線１０３と第２検出梁８２ｂのＸ軸方向の
中心線１０４とが、各振動梁のＸ軸方向の中線１０１上
にある。第１振動梁８１ａのＹ軸方向の中心線１０５と
第１検出梁８２ａのＹ軸方向の中心線１０３と中線１０
１との交点Ａ（図示せず）と、第２振動梁８１ｂの中心
線１０６と第２検出梁８２ｂの中心線１０４と中線１０
１との交点Ｂ（図示せず）とが音叉軸１０２を対称軸と
して線対称の位置関係にある。

【００４９】図１０の（ｂ）、（ｃ）の場合、同様に第
１検出梁８２ａと第２検出梁８２ｂとは音叉軸１０２に
関して線対称の位置にある。また、それぞれの場合にお
いて、第１振動梁８１ａの中心線１０５と第１検出梁８
２ａの中心線１０３と中線１０１との交点Ａ（図示せ
ず）と、第２振動梁８１ｂの中心線１０６と第２検出梁
８２ｂの中心線１０４と中線１０１との交点Ｂ（図示せ
ず）とが音叉軸１０２を対称軸として線対称の位置関係
にある。図１０の（ｄ）の場合、第１検出梁８２ａと第
２検出梁８２ｂとは音叉軸１０２と中線１０１との交点
に関して点対称の位置にある。また、第１振動梁８１ａ
の中心線１０５と第１検出梁８２ａの中心線１０３と中
線１０１との交点Ａ（図示せず）と、第２振動梁８１ｂ
の中心線１０６と第２検出梁８２ｂの中心線１０４と中
線１０１との交点Ｂ（図示せず）とが音叉軸１０２を対
称軸として線対称の位置関係にある。以上のいずれの場
合においても、第１検出梁８２ａ、第２検出梁８２ｂを
第１振動梁８１ａ、第２振動梁８１ｂによって差動振動
（音叉振動）させることが可能な構造を備えている。な
おかつ、各検出梁が音叉軸に関して線対称の位置に在る
か、または、交点Ａと交点Ｂとが音叉軸に関して線対称
になる位置になっているので、コリオリ力Ｆｃが第１検
出梁８２ａ、第２検出梁８２ｂに等しく加わり、それぞ
れ第１検出梁８２ａ、第２検出梁８２ｂに等しいひずみ
が生じ、歪検出手段１９ａ、１９ｂに等しい電圧が発生
する。そのため、先に説明した回路を用いれば、センサ
素子に加わった角速度を検出することができる。センサ
素子が、このような構造を備えれば、たとえ振動梁を形
成した後、別に形成した検出梁を接合しても、以上説明
してきた実施例と同様の効果を得ることができる。また
上記各センサ素子の形状は、両持ち梁と片持ち梁の組合
せであるので、各振動梁の共振周波数を容易に算出する
ことができる。さらに、ＳＯＩ基板を用いた場合、振動
梁と検出梁とが一括加工できるため、振動梁と検出梁と
を別体にて形成し接合して構造体を形成する場合より
も、各梁の共振周波数のずれを防ぐことができる。具体
的に、振動梁の共振周波数に検出梁の検出方向の共振周
波数を合わせるためには、検出梁の長さや厚みを変える
ことで対応する。逆に、振動梁の共振周波数を検出梁の
検出方向の共振周波数に合わせるためには、振動梁の梁
幅や梁厚を変えることで対応する。このように、各実施
例を含めた図１０の各構造は、振動梁と検出梁との共振
周波数を一致させやすい構造を備えていると言える。つ
まり、構造の最適化を容易に達成できる構造を備えてい
ると言える。

【００５０】

【発明の効果】以上本発明は、次のような優れた効果を
発揮する。

【００５１】（１）本発明では、音叉振動梁（第１、第
２振動梁）にコリオリ力検出用の振動梁（第１、第２検
出梁）が振動自在な状態で接合されている。ところが、
それぞれ別々に加工をすることができる構造であるた
め、各梁の長さや幅や厚みを単純な作業で変えることが
でき、音叉振動方向とコリオリ力検出方向との共振周波
数を容易に一致させることができる。そのため、センサ
の構造の最適化を容易に達成でき、検出感度を上げるこ
とができる。

【００５２】（２）本発明では、マイクロマシニング技
術を応用しているので、音叉振動梁とコリオリ力検出用
の振動梁とを一枚の基板から一括加工できる。そのた
め、音叉振動梁とコリオリ力検出用の振動梁とを別体に
て形成しその後接合することで形状を達成するよりも、
各梁の共振周波数のずれを防ぐことができ、あらかじめ
予想する共振周波数の形状を容易に得ることができる。

【００５３】（３）本発明を用いれば、一括加工により
各センサの形状ばらつきがほとんど無いため、各センサ
間の検出感度のばらつきを非常に小さくすることができ
る。また、一括加工により量産性に富み小型化可能な構
造であるため、センサの低コスト化を達成でき、センサ
の占有面積を小さく抑えることができる。

【００５４】（４）本発明を用いれば、センサを小さく
できるため小型のビデオカメラにも本発明のセンサを容
易に実装できる。さらに、現在後工程で行われているセ
ンサ感度を調整するための補正回路の付加や制御用のソ
フトウエアの書き換えが要らなくなり、ビデオカメラの
低コスト化を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である角速度検出センサの
素子部の斜視図である。

【図２】図１に示す第１実施例の素子部を形成するＳＯ
Ｉウエハの構成図である。

【図３】図１に示す第１実施例のＡ-Ａ’断面を示す断
面模式図である。

【図４】図１に示す第１実施例のＢ-Ｂ’断面を示す断
面模式図である。

【図５】図１に示す第１実施例の絶縁基板とカバー基板
の模式図である。

【図６】図１に示す第１実施例の検出部が形成された基
板の表裏面の構造を示す模式図である。

【図７】図１に示す第１実施例の電気回路を示す回路図
である。

【図８】本発明の第２実施例である角速度検出センサの
素子部の斜視図である。

【図９】図８に示す第２実施例の検出部が形成された基
板の表裏面の構造を示す模式図である。

【図１０】本発明における振動梁と検出梁の形成位置の
相対関係を表す模式図である。

【図１１】面方位（１００）のシリコンウエハをエッチ
ングしたときのエッチング形状の模式図である。

【図１２】本発明の角速度検出センサが組み込まれたビ
デオカメラの一部をカットした外観斜視図である。

【図１３】図１２に示すビデオカメラのレンズ部への角
速度検出センサの装着状況を示す斜視図である。

【図１４】図１３に示す角速度検出センサ搭載基板の上
面模式図である。

【図１５】本発明の角速度検出センサが組み込まれた車
載用ナビゲーションシステム装置を取り入れた乗用車の
模式図である。

【符号の説明】

１１第１シリコン基板１２シリコン酸化膜中間層１３第２シリコン基板１４絶縁基板１５永久磁石１６カバー基板１７ａ第１振動梁１７ｂ第２振動梁１８ａ第１検出梁１８ｂ第２検出梁１９ａ第１歪検出手段１９ｂ第２歪検出手段２０引き出し用薄膜電極２１薄膜電極２２ワイヤ線２３第１シリコン基板オリフラ２４第２シリコン基板オリフラ２５第１シリコンウエハ２６第２シリコンウエハ２７シリコン酸化膜３１交流通電用配線３２ａ第１下部電極３２ｂ第２下部電極３３ａ第１圧電薄膜３３ｂ第２圧電薄膜３４ａ第１上部電極３４ｂ第２上部電極３５シリコン酸化膜３６エポキシ接着層３７絶縁基板上面のくぼみ３８カバー基板下面のくぼみ４１引き出しワイヤ線６１｛１１１｝エッチング面６２第１交流通電用配線６３第２交流通電用配線７１発振回路７２差動増幅回路７３同期検波回路７４直流増幅回路８１ａ第１振動梁８１ｂ第２振動梁８２ａ第１検出梁８２ｂ第２検出梁９１交流通電用配線９２第２交流通電用配線９３第１交流通電用配線１０１各振動梁の中線１０２音叉軸１０３第１検出梁の中心線１０４第２検出梁の中心線１０５第１振動梁の中心線１０６第２振動梁の中心線１１１面方位（１００）ウエハ１１２オリフラ１１３第１パターン１１４第２パターン１１５｛１１１｝面１１６エッチング形状１１７｛１００｝面１２１ビデオテープ装着部１２２ファインダー部１２３レンズ部１２４カメラ部１２５角速度検出センサ搭載基板１２６音声入力部１３１水平方向手振れ検出用の角速度検出センサ１３２垂直方向手振れ検出用の角速度検出センサ１４１レンズ外径位置１４２レンズ光軸１５１エンジン１５２ナビゲーション情報表示部１５３ＧＰＳ衛星信号受信アンテナ１５４カーナビゲーションシステムデータ処理部１５５乗用車１５６角速度検出センサ１５７車輪１５８乗用車の回転方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大津満雄神奈川県横浜市戸塚区吉田町501番地株式会社日立製作所映像情報メディア事業部内 (72)発明者角田莞爾東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所内 (72)発明者西佳子茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の外枠に両端を支持され、かつ互い
に平行に配置されて音叉軸を軸中心とする音叉振動を行
う一対の振動梁と、前記振動梁の振動方向および前記音
叉軸と直交する方向に振動自在な状態で前記振動梁それ
ぞれに設けられる合同あるいは対称な形の検出梁とを備
える基板と、前記一対の振動梁をそれぞれの長手方向中
心線を含む面に平行な面内で振動させる振動発生手段
と、前記検出梁の前記振動梁の振動方向および前記音叉
軸と直交する方向のたわみを検出し、たわみ量に応じた
信号として出力する歪検出手段と、を備えてなり、前記
基板が姿勢を変化させるとき、前記音叉軸に平行な方向
を回転軸とする回転成分の角速度を、前記歪検出手段の
出力に基づいて検出する角速度検出センサ。
【請求項２】基板の外枠に両端を支持され、かつ互い
に平行に配置されて音叉軸を軸中心とする音叉振動を行
う一対の振動梁と、前記振動梁が在る面内において、前
記音叉軸を含み振動方向に垂直な面に関して面対称とな
るように前記振動梁に設けられる合同な形の検出梁とを
備える基板と、前記一対の振動梁をそれぞれの長手方向
中心線を含む面に平行な面内で振動させる振動発生手段
と、前記検出梁の前記振動梁の振動方向および前記音叉
軸と直交する方向のたわみを検出し、たわみ量に応じた
信号として出力する歪検出手段と、を備えてなり、前記
基板が姿勢を変化させるとき、前記音叉軸に平行な方向
を回転軸とする回転成分の角速度を、前記歪検出手段の
出力に基づいて検出する角速度検出センサ。
【請求項３】基板の外枠に両端を支持され、かつ互い
に平行に配置されて音叉軸を軸中心とする音叉振動を行
う一対の振動梁と、合同な形で前記一対の振動梁それぞ
れに設けられる検出梁とを備え、前記振動梁が在る面内
において、前記振動梁の中心線と前記検出梁の中心線と
の交点が前記音叉軸に関して線対称となる位置に、前記
検出梁が設けてある基板と、前記一対の振動梁をそれぞ
れの長手方向中心線を含む面に平行な面内で振動させる
振動発生手段と、前記検出梁の、前記振動梁の振動方向
および前記音叉軸と直交する方向のたわみを検出し、た
わみ量に応じた信号として出力する歪検出手段と、を備
えてなり、前記基板が姿勢を変化させるとき、前記音叉
軸に平行な方向を回転軸とする回転成分の角速度を、前
記歪検出手段の出力に基づいて検出する角速度検出セン
サ。
【請求項４】基板の外枠に両端を支持され、かつ互い
に平行に配置されて音叉軸を軸中心とする音叉振動を行
う振動梁と、前記振動梁と同一材料で形成され、前記振
動梁と異なる材料を介して前記振動梁の振動方向および
前記音叉軸と直交する方向に振動自在な状態で前記一対
の振動梁それぞれに設けられる合同な形の検出梁とを備
える基板と、前記一対の振動梁をそれぞれの長手方向中
心線を含む面に平行な面内で振動させる振動発生手段
と、前記検出梁の、前記振動梁の振動方向および前記音
叉軸と直交する方向のたわみを検出し、たわみ量に応じ
た信号として出力する歪検出手段と、を備えてなり、前
記基板が姿勢を変化させるとき、前記音叉軸に平行な方
向を回転軸とする回転成分の角速度を、前記歪検出手段
の出力に基づいて検出する角速度検出センサ。
【請求項５】角速度検出センサと、該角速度検出セン
サの出力を入力として手ぶれ防止機能を実行する手段と
を備えてなるビデオカメラにおいて、前記角速度検出セ
ンサが、請求項１乃至４のいずれかに記載の角速度検出
センサであることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項６】角速度検出センサと、該角速度検出セン
サの出力を入力として車両の進行方向を検出する手段と
を備えてなるカーナビゲーションシステムにおいて、前
記角速度検出センサが、請求項１乃至４のいずれかに記
載の角速度検出センサであることを特徴とするカーナビ
ゲーションシステム。