WO2011093077A1 - 角速度センサ - Google Patents

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WO2011093077A1
WO2011093077A1 PCT/JP2011/000435 JP2011000435W WO2011093077A1 WO 2011093077 A1 WO2011093077 A1 WO 2011093077A1 JP 2011000435 W JP2011000435 W JP 2011000435W WO 2011093077 A1 WO2011093077 A1 WO 2011093077A1
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WO
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axis
respect
unit
arm
angular velocity
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PCT/JP2011/000435
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English (en)
French (fr)
Inventor
今中　崇
宏幸 相澤
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パナソニック株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5719—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
    • G01C19/5733—Structural details or topology
    • G01C19/574—Structural details or topology the devices having two sensing masses in anti-phase motion
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks

Definitions

  • the present invention relates to an angular velocity sensor used in a movable device such as a mobile terminal or a vehicle.
  • FIG. 34 is a perspective view of a conventional angular velocity sensor 101.
  • the angular velocity sensor 101 includes a frame body 102, a horizontal beam 103 suspended from the frame body 102, arms 104, 105, 106, 107 supported by the horizontal beam 103, and weights connected to the arms 104, 105, 106, 107. 108, 109, 110, 111, a drive unit 112 for driving the arms 104, 105, 106, 107, a monitor unit 113 for detecting the displacement of the arms 104, 105, 106, 107, and the arms 104, 105, 106, Detecting units 114 and 115 that detect the displacement 107 are provided.
  • the cross beam 103 extends in the X axis direction.
  • One end of each of the arms 104 and 105 is supported by the cross beam 103 and extends in the positive direction of the Y axis.
  • Weights 108 and 109 are connected to the other ends of the arms 104 and 105, respectively.
  • One end of each of the arms 106 and 107 is supported by the cross beam 103 and extends in the negative direction of the Y axis.
  • Weights 110 and 111 are connected to the other ends of the arms 106 and 107, respectively.
  • the drive unit 112 drives the arms 104, 105, 106, and 107 in the X-axis direction.
  • the monitor unit 113 detects the displacement of the arms 104, 105, 106, and 107 in the X-axis direction.
  • the detection units 114 and 115 detect the displacement of the arms 104, 105, 106, and 107 in the Y-axis direction or the displacement in the Z-axis direction.
  • the angular velocity sensor 101 may not be able to detect the angular velocity with high accuracy due to unnecessary signals caused by disturbances such as acceleration and impact.
  • Patent Document 1 An angular velocity sensor similar to the conventional angular velocity sensor 101 is described in Patent Document 1.
  • the angular velocity sensor includes a support body, a holding portion coupled to the support body, first to fourth weights, first to fourth arms, and a first arm on the X, Y, and Z axes orthogonal to each other.
  • a monitor unit for detecting the displacement of the first to fourth arms To the fourth arm, a monitor unit for detecting the displacement of the first to fourth arms, and a detection unit for detecting the displacement of the first to fourth arms.
  • the detection unit is provided symmetrically with respect to an axis parallel to the X axis, and is provided symmetrically with respect to an axis parallel to the Y axis.
  • This angular velocity sensor can cancel unnecessary signals due to disturbances such as acceleration and impact, and can detect the angular velocity with high accuracy.
  • FIG. 1 is a plan view of an angular velocity sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 2 is a schematic cross-sectional view taken along line 2-2 of the angular velocity sensor shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing the phase of the signal of the angular velocity sensor in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a drive circuit connected to the angular velocity sensor in the first embodiment.
  • FIG. 5A is a schematic plan view showing the operation of the angular velocity sensor in the first embodiment.
  • FIG. 5B is a schematic plan view showing the operation of the angular velocity sensor according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a diagram showing the phase of the signal of the angular velocity sensor in the first embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view of an angular velocity sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 2 is a schematic cross-sectional view taken along line 2-2 of the angular velocity sensor shown in FIG.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of a detection circuit connected to the angular velocity sensor in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view of another angular velocity sensor according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view of an angular velocity sensor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing the phase of the signal of the angular velocity sensor in the second embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram of an angular velocity sensor according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing the phase of the signal of the angular velocity sensor in the third embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view of the angular velocity sensor according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is an enlarged plan view of the angular velocity sensor according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the position of the intermediate line between the detection units of the angular velocity sensor and the magnitude of the unnecessary signal in the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a plan view of an angular velocity sensor according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 17 is a schematic sectional view taken along line 17-17 of the angular velocity sensor shown in FIG.
  • FIG. 18 is a diagram showing the phase of the signal of the angular velocity sensor in the fifth embodiment.
  • FIG. 19 is a circuit diagram of a drive circuit connected to the angular velocity sensor in the fifth embodiment.
  • FIG. 20A is a schematic plan view showing the operation of the angular velocity sensor according to the fifth embodiment.
  • FIG. 20A is a schematic plan view showing the operation of the angular velocity sensor according to the fifth embodiment.
  • FIG. 20B is a schematic plan view showing the operation of the angular velocity sensor according to Embodiment 5.
  • FIG. 21 is a diagram showing the phase of the signal of the angular velocity sensor in the fifth embodiment.
  • FIG. 22 is a circuit diagram of a detection circuit connected to the angular velocity sensor in the fifth embodiment.
  • FIG. 23 is a plan view of another angular velocity sensor according to the fifth embodiment.
  • FIG. 24 is a plan view of an angular velocity sensor according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 25 is a schematic sectional view taken along line 25-25 of the angular velocity sensor shown in FIG.
  • FIG. 26 is a diagram showing the phase of the signal of the angular velocity sensor in the sixth embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram showing the phase of the signal of the angular velocity sensor in the fifth embodiment.
  • FIG. 22 is a circuit diagram of a detection circuit connected to the angular velocity sensor in the fifth embodiment.
  • FIG. 23 is a plan view
  • FIG. 27 is a circuit diagram of a drive circuit connected to the angular velocity sensor in the sixth embodiment.
  • FIG. 28A is a schematic plan view showing the operation of the angular velocity sensor according to the sixth embodiment.
  • FIG. 28B is a schematic plan view showing the operation of the angular velocity sensor according to Embodiment 6.
  • FIG. 29 is a diagram showing the phase of the signal of the angular velocity sensor in the sixth embodiment.
  • FIG. 30 is a circuit diagram of a detection circuit connected to the angular velocity sensor in the sixth embodiment.
  • FIG. 31 is a diagram showing the phase of the signal of the angular velocity sensor in the sixth embodiment.
  • FIG. 32 is a plan view of another angular velocity sensor in the sixth embodiment.
  • FIG. 33 is a plan view of still another angular velocity sensor according to the sixth embodiment.
  • FIG. 34 is a perspective view of a conventional angular velocity sensor.
  • FIG. 1 is a plan view of angular velocity sensor 116 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the angular velocity sensor 116 includes a frame-shaped support body 117, vertical beams 118 and 119 suspended on the support body 117 in parallel with the Y axis, a horizontal beam 120 suspended between the longitudinal beams 118 and 119, and weights 125 to 128, a holding portion 195 provided in the intermediate portion 194 of the cross beam 120, arms 121 to 124 supported by the holding portion 195, a drive unit 191 that drives and vibrates the arms 121 to 124 in parallel with the XY plane, A monitor unit 192 for detecting the displacement of the arms 121 to 124 in the direction parallel to the XY plane, and a detection for detecting the displacement of the weights 125 to 128 in the X-axis direction, the Y-axis direction, or
  • the detection unit 193 detects displacement in the X-axis direction, displacement in the Y-axis direction, or displacement in the Z-axis direction, which is the displacement of the arms 121 to 124.
  • the support member 117 is configured to be fixed to a measurement object 117C to which an angular velocity is applied.
  • the arm 121 has one end 121A supported by the holding portion 195 and the other end 121B connected to the weight 125, and extends from the one end 121A in the positive direction of the Y axis.
  • the arm 122 has one end 122A supported by the holding portion 195 and the other end 122B connected to the weight 126, and extends from the one end 122A in the positive direction of the Y axis.
  • the arm 123 has one end 123A supported by the holding portion 195 and the other end 123B connected to the weight 127, and extends from the one end 123A in the negative direction of the Y axis.
  • the arm 124 has one end 124A supported by the holding portion 195 and the other end 124B connected to the weight 128, and extends from the one end 124A in the negative direction of the Y axis.
  • the drive unit 191 includes drive units 129 to 136 that vibrate the arms 121 to 124 in parallel with the XY plane.
  • the monitor unit 192 includes monitor units 137 to 140 that detect displacements of the arms 121 to 124 in the X-axis direction, respectively.
  • the detection unit 193 includes detection units 141 to 148 that detect displacement of the weights 125 to 128 in the Y-axis direction or displacement in the Z-axis direction.
  • the holding portion 195 is coupled to the support body 117 through the horizontal beam 120 and the vertical beams 118 and 119.
  • a slit 117A is provided between the support 117 and the vertical beam 118, and a slit 117B is provided between the support 117 and the vertical beam 119.
  • the support 117 does not need to be provided with slits 117A and 117B. In this case, a part of the support body 117 functions as the vertical beams 118 and 119. In this case, the width of the angular velocity sensor 116 in the X-axis direction can be reduced.
  • the support body 117 is a fixing member that supports the longitudinal beams 118 and 119, and is fixed to the package that stores the angular velocity sensor 116 using another support member, an adhesive, or the like.
  • a plurality of electrode pads 149 are provided on the outer edge of the support 117. The plurality of electrode pads 149 are electrically connected to the drive units 129 to 136, the monitor units 137 to 140, and the detection units 141 to 148, respectively, by wiring.
  • the vertical beam 118 and the vertical beam 119 extend parallel to the Y axis, and are suspended from the support body 117 by connecting both ends to the support body 117. Thereby, the vertical beam 118 and the vertical beam 119 can be bent in the direction of the Z-axis.
  • the vertical beam 118 and the vertical beam 119 are formed so as to be substantially symmetric with respect to the axis AY11 parallel to the Y axis. Thereby, the longitudinal beam 118 and the longitudinal beam 119 bend with substantially the same amplitude with respect to the angular velocity applied to the angular velocity sensor 116.
  • the horizontal beam 120 extends in parallel with the X axis, and has one end connected to a substantially midpoint of the vertical beam 118 and the other end connected to a substantially midpoint of the vertical beam 119. Thereby, the cross beam 120 can bend in the direction of the Z-axis.
  • the arm 121 includes an extension part 121C extending in the positive direction of the Y axis from one end 121A connected to the holding part 195, an extension part 121D extending in the positive direction of the X axis from the extension part 121C, and an Y axis from the extension part 121D. And an extending portion 121E extending in the negative direction.
  • the other end 121B is an end of the extending part 121E, and the weight 125 is connected thereto.
  • the arm 122 includes an extension part 122C extending in the positive direction of the Y axis from one end 122A connected to the holding part 195, an extension part 122D extending from the extension part 122C in the negative direction of the X axis, and an extension part 122D extending from the extension part 122D to the Y axis. And an extending portion 122E extending in the negative direction of the substantially J-shaped.
  • the other end 122B is an end of the extension part 122E, and the weight 126 is connected thereto.
  • the arm 123 includes an extension portion 123C extending in the negative direction of the Y axis from one end 123A connected to the holding portion 195, an extension portion 123D extending from the extension portion 123C in the positive direction of the X axis, and an extension portion 123D extending from the extension portion 123D to the Y axis. And an extending portion 123E extending in the positive direction.
  • the other end 123B is an end of the extending portion 123E, and the weight 127 is connected thereto.
  • the arm 124 includes an extension 124C extending in the negative direction of the Y axis from one end 124A connected to the holding portion 195, an extension 124D extending in the negative direction of the X axis from the extension 124C, and an Y axis from the extension 124D. And an extending portion 124 ⁇ / b> E extending in the positive direction.
  • the other end 124B is an end of the extension part 124E, and the weight 128 is connected thereto.
  • the arms 121 to 124 can be bent in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
  • the arm 121 and the arm 122 are formed symmetrically with respect to an axis AY11 parallel to the Y axis.
  • the arm 123 and the arm 124 are formed symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the arm 121 and the arm 123 are formed symmetrically with respect to an axis AX11 parallel to the X axis.
  • the arm 122 and the arm 124 are formed symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the support 117, the longitudinal beams 118 and 119, the transverse beam 120, and the arms 121 to 124 may be formed using a piezoelectric material such as quartz, LiTaO 3 or LiNbO 3, or silicon, diamond, fused quartz, alumina, or GaAs. It may be formed using a non-piezoelectric material such as. In particular, by using silicon, it is possible to form a very small angular velocity sensor 116 using a microfabrication technique, and it is also possible to form it integrally with an integrated circuit (IC) constituting the circuit. .
  • IC integrated circuit
  • the support 117, the longitudinal beams 118 and 119, the transverse beam 120, and the arms 121 to 124 may be formed from different materials or the same material and then assembled, or may be integrally formed using the same material. Also good. In the case where the same material is used to integrally form, the support 117, the longitudinal beams 118 and 119, the lateral beam 120, and the arms 121 to 124 can be formed by the same process by using dry etching or wet etching. Can be manufactured efficiently.
  • the driving units 129 to 136 drive and displace the arms 121 to 124 in the X-axis direction.
  • the driving units 129 to 136 employ a piezoelectric system using a piezoelectric element such as PZT, but an electrostatic system using capacitance between electrodes can also be used.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view taken along line 2-2 of the drive units 129 and 130 shown in FIG.
  • Drive units 129 and 130 formed by sandwiching the piezoelectric elements 129B and 130B between the lower electrodes 129A and 130A and the upper electrodes 129C and 130C are provided on the upper surface of the arm 121. That is, the drive units 129 and 130 are provided on the upper surfaces of the lower electrodes 129A and 130A provided on the upper surface of the arm 121, the piezoelectric elements 129B and 130B provided on the upper surfaces of the lower electrodes 129A and 130A, and the piezoelectric elements 129B and 130B.
  • the upper electrodes 129C and 130C are provided.
  • the lower electrodes 129A and 130A and the upper electrodes 129C and 130C can be formed of platinum (Pt), gold (Au), aluminum (Al), or an alloy or oxide containing these as main components. Note that it is desirable to use platinum (Pt) as the lower electrodes 129A and 130A. Thereby, PZT which is a material of the piezo elements 129B and 130B can be oriented in one direction. Further, it is desirable to use gold (Au) as the upper electrodes 129C and 130C. Thereby, since the resistance value is less deteriorated with time, the angular velocity sensor 116 having excellent reliability can be obtained.
  • the lower electrodes 129A and 130A are both at the reference potential, and the arm 121 can be vibrated in the X-axis direction by applying an alternating drive voltage to the upper electrodes 129C and 130C.
  • an alternating drive voltage may be applied to both the lower electrodes 129A and 130A and the upper electrodes 129C and 130C.
  • the drive units 131 to 136 have the same structure as the drive units 129 and 130 and are provided on the upper surfaces of the arms 122 to 124, respectively. As shown in FIG. 1, the drive units 129 to 136 are provided on the weights 125 to 128 side of the arms 121 to 124, that is, on the extension portions 121E to 124E.
  • the area of the arm 121 to 124 on the side of the horizontal beam 120 can be secured for providing the detection units 141 to 148.
  • the driving units 129 to 136 are provided on the side of the cross beam 120 in the arms 121 to 124, that is, the extending portions 121C to 124C, the driving units 129 to 136 can efficiently drive and vibrate the arms 121 to 124.
  • the drive units 129 to 136 can have a large area, the vibration amplitude of the arms 121 to 124 can be increased, and the sensitivity of the angular velocity sensor 116 can be increased.
  • FIG. 3 is a diagram showing the phase of the drive signal given to the drive units 129 to 136 and the phase of vibration of the arms 121 to 124.
  • the drive units 129, 131, 133, and 135 are given drive signals having the same phase (+), and the drive units 130, 132, 134, and 136 have a phase opposite to that of the drive units 129, 131, 133, and 135 ( ⁇ ).
  • the drive signal is given.
  • the arm 121 and the arm 123 vibrate in the X-axis direction with the same phase (+)
  • the arm 122 and the arm 124 vibrate in the X-axis direction with the opposite phase ( ⁇ ) with respect to the arm 121 and the arm 123.
  • the monitor units 137 to 140 detect the displacement of the arms 121 to 124 in the X-axis direction and output a monitor signal corresponding to the displacement.
  • the monitor units 137 to 140 employ a piezoelectric method using a piezoelectric element, but an electrostatic method using a capacitance between electrodes can also be used.
  • the monitor units 137 to 140 are formed by sandwiching a piezo element between a lower electrode and an upper electrode, and are provided on the upper surfaces of the arms 121 to 124.
  • the monitor units 137 to 140 are provided at positions where monitor signals having the same phase as the vibration phases of the arms 121 to 124 shown in FIG. 3 can be obtained.
  • the monitor units 137 to 140 are provided on the side of the transverse beam 120 in the arms 121 to 124, that is, on the extending portions 121C to 124C, respectively.
  • the monitor units 137 to 140 can detect the distortion of the arms 121 to 124 due to the displacement efficiently with a small area.
  • the area of the monitor units 137 to 140 is preferably smaller than that of the detection units 141 to 148.
  • the detection units 141 to 148 detect the displacement of the arms 121 to 124 in the Y-axis direction or the Z-axis direction.
  • the detection units 141 to 148 employ a piezoelectric method using a piezoelectric element, but an electrostatic method using capacitance between electrodes can also be used.
  • the detection units 141 to 148 are formed by sandwiching a piezo element between a lower electrode and an upper electrode, and are provided on the upper surfaces of the arms 121 to 124. As shown in FIG. 1, the detection units 141 to 148 are provided on the side of the cross beam 120 in the arms 121 to 124, that is, on the extension portions 121C to 124C. As a result, the detectors 141 to 148 can detect displacement efficiently. In this case, since the detection units 141 to 148 have a large area, the sensitivity of the angular velocity sensor 116 can be increased.
  • the detection units 141 to 148 are provided on the sides of the weights 125 to 128 in the arms 121 to 124, that is, the extending portions 121E to 124E, respectively, the area of the arm 121 to 124 on the side of the horizontal beam 120 is determined as the drive unit. 129 to 136 can be secured.
  • the detectors 114 and 115 are not provided symmetrically with respect to the axis BY parallel to the Y axis and the axis BX parallel to the X axis, which is caused by disturbances such as acceleration and impact. Unnecessary signals cannot be canceled out, and the angular velocity may not be detected with high accuracy.
  • the detection unit 141 and the detection unit 143 are provided symmetrically with respect to an axis AY11 parallel to the Y axis.
  • the detection unit 142 and the detection unit 144 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the detection unit 145 and the detection unit 147 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the detection unit 146 and the detection unit 148 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the detection unit 141 and the detection unit 145 are provided symmetrically with respect to an axis AX11 parallel to the X axis.
  • the detection unit 142 and the detection unit 146 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the detection unit 143 and the detection unit 147 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the detection unit 144 and the detection unit 148 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the detection unit 193 including the detection units 141 to 148 symmetrically with respect to the axis AY11 and the axis AX11, unnecessary signals caused by disturbances such as acceleration and impact can be canceled, and the angular velocity sensor 116 can detect the angular velocity. Can be detected with high accuracy.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of the drive circuit 150 connected to the angular velocity sensor 116.
  • the electrode pads 149A to 149H which are a part of the plurality of electrode pads 149, are electrically connected to the drive units 129 to 136, respectively.
  • the electrode pads 149I to 149L which are part of the plurality of electrode pads 149, are electrically connected to the monitor units 137 to 140, respectively.
  • Signal lines connected to the electrode pads 149I to 149L are connected at a connection point 196.
  • the currents which are monitor signals output from the electrode pads 149I to 149L are summed at the connection point 196, input to the IV conversion amplifier 151, and converted into a voltage.
  • the voltage is adjusted to a voltage with a constant amplitude by an automatic gain controller (AGC) 152 and output.
  • AGC automatic gain controller
  • An unnecessary frequency component of the voltage output from the AGC 152 is removed by the filter 153.
  • the voltage output from the filter 152 is inverted and amplified by the drive amplifier 154 and supplied to the electrode pads 149B, 149D, 149F, and 149H.
  • the drive signal output from the drive amplifier 154 is inverted and amplified by the drive amplifier 155 and supplied to the electrode pads 149A, 149C, 149E, and 149G.
  • the drive circuit 150 can apply drive signals having the phase shown in FIG. 3 to the drive units 129 to 136 and cause the arms 121 to 124 to vibrate with the phases shown in FIG.
  • FIG. 5A and 5B are schematic plan views showing the operation when the angular velocity is applied to the angular velocity sensor 116.
  • FIG. 5A and 5B are schematic plan views showing the operation when the angular velocity is applied to the angular velocity sensor 116.
  • FIG. 5A is a plan view of the angular velocity sensor 116 when the angular velocity 157 around the Z axis is detected.
  • a drive signal is given from the drive circuit 150 to the drive units 129 to 136, a drive vibration 156 is generated in the weights 125 to 128 at a unique drive vibration frequency in the X-axis direction.
  • Coriolis force is generated in the Y-axis direction, and detection vibrations 158 are generated in the weights 125 to 128.
  • the arms 121 to 124 vibrate in the X-axis direction. Since the arms 121 and 123 and the arms 122 and 124 are driven and oscillated in opposite phases, the detected vibrations of the arms 121 and 123 and the detected vibrations of the arms 122 and 124 are in opposite phases.
  • the detection signals output from the detection units 141 to 148 by the detection vibration 158 have the same frequency as the drive vibration 156 and an amplitude depending on the angular velocity 157. Therefore, the magnitude ⁇ z of the angular velocity 157 can be detected by measuring the magnitude of the detection signal.
  • FIG. 5B is a plan view of the angular velocity sensor 116 that detects the angular velocity 159 around the Y axis.
  • a detection vibration 160 in the Z-axis direction is generated in the weights 125 to 128 by Coriolis force. Since the arms 121 and 123 and the arms 122 and 124 are driven and oscillated in opposite phases, the detected vibrations of the arms 121 and 123 and the detected vibrations of the arms 122 and 124 are in opposite phases.
  • the detection signal output from the detection units 141 to 148 by the detection vibration 160 has the same frequency as the drive vibration 156 and an amplitude depending on the angular velocity 159. Therefore, the magnitude ⁇ y of the angular velocity 159 can be detected by measuring the magnitude of the detection signal.
  • FIG. 6 shows signals S101 to S108 output from the detectors 141 to 148, specifically, the phase of components resulting from the drive signals of the signals S101 to S108, and the X, Y, and Z axes.
  • the phase of the component resulting from the angular velocity around and the phase of the component resulting from the acceleration in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions are shown.
  • ⁇ z ⁇ (S102 + S105) + (S103 + S108) ⁇ ⁇ ⁇ (S101 + S106) + (S104 + S107) ⁇ (Formula 1)
  • the magnitude ⁇ y of the angular velocity 159 around the Y axis can be obtained by the following equation 2.
  • Equation 2 ⁇ (S102 + S105) + (S101 + S106) ⁇ ⁇ ⁇ (S103 + S108) + (S104 + S107) ⁇ (Expression 2)
  • the magnitudes of components caused by the drive signals are the same in the signals S101 to S108.
  • the magnitude of the component due to the angular velocity around the X axis is the same in the signals S101 to S108, and the same applies to other angular velocities and accelerations.
  • the phase of the component due to the drive vibration is substituted into Equation 1 for obtaining the magnitude ⁇ z of the angular velocity 157, the value of Equation 1 becomes 0.
  • Equation 1 When the phase of the component due to the acceleration in the Z-axis direction is substituted, the value of Equation 1 becomes zero. That is, even if unnecessary signals due to the angular velocity and acceleration around the other axis, which are unnecessary signals, are mixed, they are canceled out by the calculation of Equation 1.
  • Equation 2 when the phase of the component due to the drive signal is substituted into Equation 2 for obtaining the magnitude ⁇ y of the angular velocity 159 around the Y axis, the value of Equation 2 becomes 0.
  • the value of Equation 2 becomes zero.
  • the value of Equation 2 becomes zero.
  • the value of Equation 2 becomes zero.
  • the value of Equation 2 becomes zero. If the phase of the component due to the acceleration in the Y-axis direction is substituted, the value of Equation 2 becomes zero.
  • Equation 2 When the phase of the component due to the acceleration in the Z-axis direction is substituted, the value of Equation 2 becomes zero. That is, even if unnecessary signals such as drive vibrations, angular velocities around other axes, and accelerations are mixed, they are canceled out by the calculation of Equation 2.
  • the detection unit 193 including the detection units 141 to 148 is provided symmetrically with respect to the axis AY11 parallel to the Y axis and the axis AX11 parallel to the X axis, so that the drive signal that is an unnecessary signal and the angular velocity around the other axis are obtained. And the acceleration component can be canceled.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of the detection circuit 161 connected to the angular velocity sensor 116.
  • the electrode pads 149-1 to 149-8 which are a part of the plurality of electrode pads 149, are electrically connected to the detection units 141 to 148, respectively.
  • the calculations of Expressions 1 and 2 can be performed by the detection circuit 161 illustrated in FIG.
  • the signal line connected to the electrode pad 149-2 and the signal line connected to the electrode pad 149-5 are connected at a connection point 196A.
  • the signal S102, which is the current output from the electrode pad 149-2, and the signal S105, which is the current output from the electrode pad 149-5, are summed at the connection point 196A, input to the IV conversion amplifier 162A, and converted into a voltage. Is output.
  • the signal line connected to the electrode pad 149-3 and the signal line connected to the electrode pad 149-8 are connected at a connection point 196B.
  • the signal S103 which is the current output from the electrode pad 149-3, and the signal S108, which is the current output from the electrode pad 149-8, are summed at the connection point 196B, input to the IV conversion amplifier 162B, and converted into a voltage. Is output.
  • the signal line connected to the electrode pad 149-1 and the signal line connected to the electrode pad 149-6 are connected to the connection point 196C.
  • the signal S101, which is the current output from the electrode pad 149-1, and the signal S106, which is the current output from the electrode pad 149-6, are summed at the connection point 196C, input to the IV conversion amplifier 162C, and converted into a voltage. Is output.
  • the signal line connected to the electrode pad 149-4 and the signal line connected to the electrode pad 149-7 are connected at a connection point 196D.
  • the signal S104, which is the current output from the electrode pad 149-4, and the signal S107, which is the current output from the electrode pad 149-7, are summed at the connection point 196D, input to the IV conversion amplifier 162D, and converted into a voltage. Is output.
  • the magnitude ⁇ z of the angular velocity 157 around the Z axis is calculated with the following configuration.
  • the output from the IV conversion amplifier 162A and the output from the IV conversion amplifier 162B are connected via the resistor RA11 and the resistor RB11, respectively.
  • the output from the IV conversion amplifier 162C and the output from the IV conversion amplifier 162D are respectively connected to the resistor RC11.
  • And the resistor RD11, and these are input to the differential amplifier 163Z.
  • the resistors RA11 and RB11 have the same resistance value
  • the resistors RC11 and RD11 have the same resistance value.
  • the signal output from the differential amplifier 163Z is detected by the detection circuit 164Z using the signal output from the drive circuit 150.
  • the signal extracted by the low-pass filter 165Z from the detected signal is output from the output terminal 166Z as the magnitude ⁇ z of the angular velocity 157 around the Z axis.
  • the magnitude ⁇ y of the angular velocity 159 around the Y axis is calculated with the following configuration.
  • the output from the IV conversion amplifier 162A and the output from the IV conversion amplifier 162C are connected via the resistor RA12 and the resistor RC12, respectively, and the output from the IV conversion amplifier 162B and the output from the IV conversion amplifier 162D are respectively connected to the resistor RB12. And the resistor RD12, and these are input to the differential amplifier 163Y.
  • the resistors RA12 and RC12 have the same resistance value
  • the resistors RB12 and RD12 have the same resistance value.
  • the detection circuit 164Y detects the signal output from the differential amplifier 163Y using the signal output from the drive circuit 150.
  • a signal extracted by the low-pass filter 165Y from the detected signal is output from the output terminal 166Y as the magnitude ⁇ y of the angular velocity 159 around the Y axis.
  • the components caused by the drive signal are canceled by the connection of the electrode pads 149-1 to 149-8 before being input to the IV conversion amplifiers 162A to 162D. Therefore, the components caused by the drive signals can be canceled before being amplified by the IV conversion amplifiers 162A to 162D.
  • the component caused by the angular velocity 159 around the Y axis is canceled by the connection of the IV conversion amplifiers 162A to 162D before being input to the differential amplifier 163Z for detecting the angular velocity 157 around the Z axis. Yes. Therefore, the components caused by the angular velocity 159 around the Y axis can be canceled before being amplified by the differential amplifier 163Z.
  • the component due to the angular velocity 157 is canceled by the connection of the IV conversion amplifiers 162A to 162D before being input to the differential amplifier 163Y for detecting the angular velocity 159 around the Y axis.
  • the component caused by the acceleration in the X-axis direction can be canceled before being input to the IV conversion amplifiers 162A to 162D, and the component caused by the acceleration in the Y-axis direction is amplified by the differential amplifier 163Z. Can be offset before doing.
  • the detection unit 193 including the detection units 141 to 148 symmetrically with respect to the axis AY11 parallel to the Y axis and the axis AX11 parallel to the X axis, components caused by drive signals that are unnecessary signals Then, it is possible to cancel the component caused by the angular velocity around the other axis and the component caused by the acceleration.
  • the detection units 141 and 142 are provided symmetrically with respect to the axis AY12 parallel to the Y axis.
  • the detectors 143 and 144 are provided symmetrically with respect to an axis AY13 that is parallel to the axis AY11.
  • the axis AY13 is symmetric with respect to the axis AY12 with respect to the axis AY11.
  • the detection units 145 and 146 are provided symmetrically with respect to the axis AY12.
  • the detection units 147 and 148 are provided symmetrically with respect to the axis AY13.
  • FIG. 8 is a plan view of another angular velocity sensor 116A according to the first embodiment.
  • the drive unit 191 of the angular velocity sensor 116A shown in FIG. 8 includes drive units 167 and 168 provided in the extension part 121D of the arm 121, drive units 169 and 170 provided in the extension part 122D of the arm 122, and Drive units 171 and 172 provided in the extension part 123D and drive parts 173 and 174 provided in the extension part 124D of the arm 124 are further provided.
  • the arms 121 to 124 can be vibrated in the Y-axis direction, and the angular velocity around the X-axis can be detected.
  • the magnitude ⁇ x of the angular velocity around the X axis can be obtained by Equation 3.
  • the drive units 167 and 168 are provided symmetrically with respect to an axis AX12 parallel to the axis AX11.
  • the drive units 169 and 170 are provided symmetrically with respect to the axis AX12.
  • the drive units 171 and 172 are provided symmetrically with respect to an axis AX13 parallel to the axis AX11.
  • the axis AX13 is symmetric with respect to the axis AX12 with respect to the axis AX11.
  • the drive units 173 and 174 are provided symmetrically with respect to the axis AX13.
  • the drive units 167 and 171 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the drive units 168 and 172 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the drive units 169 and 173 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the drive units 170 and 174 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the driving units 167 and 169 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the drive units 168 and 170 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the drive units 171 and 173 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the drive units 172 and 174 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the driving units 167 to 174 can simultaneously detect the angular velocities of the three axes, and cancel out the components caused by the unnecessary signals such as the driving signal and the angular velocities around the other axes in the process of detecting the angular velocities of each axis. It becomes possible to make it.
  • the arms 121 to 124 to which the weights 125 to 128 are connected are supported by the horizontal beam 120, the horizontal beam 120 is supported by the vertical beams 118 and 119, and the vertical beams 118, A structure in which 119 is supported by a support 117 is employed.
  • this structure three-axis angular velocities can be detected at the same time, but there is a demerit that the three-axis angular velocities are easily affected by acceleration, impact, and the like. Therefore, particularly in the element structure of the angular velocity sensors 116 and 116A, the effect of canceling out components due to the angular velocity and acceleration around the other axis becomes remarkable.
  • FIG. 9 is a plan view of the angular velocity sensor 175 according to the second embodiment.
  • the same reference numerals are assigned to the same portions as those of the angular velocity sensor 116A in the first embodiment shown in FIG.
  • the detection unit 193 of the angular velocity sensor 175 illustrated in FIG. 9 further includes detection units 176 and 178 provided on the vertical beam 118 and detection units 177 and 179 provided on the vertical beam 119.
  • the vertical beam 118 has a portion 118C facing the weight 125 and the arm 121, and a portion 118D facing the weight 127 and the arm 123.
  • the detection unit 176 is provided on the arm 121 side of the vertical beam 118, that is, the portion 118C
  • the detection unit 178 is provided on the arm 123 side of the vertical beam 118, that is, the portion 118D.
  • the vertical beam 119 includes a portion 119C facing the weight 126 and the arm 122, and a portion 119D facing the weight 128 and the arm 124.
  • a detection unit 177 is provided on the arm 122 side of the vertical beam 119, that is, the portion 119C
  • a detection unit 179 is provided on the arm 124 side of the vertical beam 119, that is, the portion 119D.
  • the detection unit 176 and the detection unit 177 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the detection unit 178 and the detection unit 179 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the detection unit 176 and the detection unit 178 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the detection unit 177 and the detection unit 179 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the angular velocities around the X axis applied to the angular velocity sensor 175 can be detected using the detection units 176 to 179.
  • FIG. 10 shows the signals S109 to S112 output from the detection units 176 to 179, specifically, the phase of the component due to the drive signals of the signals S109 to S112, and around the X, Y, and Z axes.
  • the phase of the component due to the angular velocity and the phase of the component due to the acceleration in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions are shown.
  • ⁇ x2 (S109 + S111) ⁇ (S110 + S112) (Formula 4)
  • the magnitudes of components due to angular velocities around the X axis are the same in the signals S109 to S112, and the same applies to other angular velocities and accelerations.
  • Equation 4 for obtaining the magnitude ⁇ x2 of the angular velocity around the X axis, the component caused by the drive signal, the phase of the component caused by the angular velocity around the Y axis and the Z axis, the X axis, If the phase of the component due to the acceleration in the Y-axis and Z-axis directions is substituted, the value of Equation 4 becomes zero. That is, even if a component caused by an angular velocity or acceleration around the other axis, which is an unnecessary signal, is mixed, it is canceled by the calculation of Expression 4.
  • the detectors 176 to 179 are provided on the longitudinal beams 118 and 119 so as to be symmetric with respect to the axis AY11 and the axis AX11, so that components due to the drive signal appear in the detectors 176 to 179. Disappear. Thereby, the influence of the drive signal can be eliminated without adding the signals output from the plurality of detection electrodes.
  • the angular velocity sensor 116 shown in FIG. 1 for example, when the positions of the detection units 141 to 148 are shifted with respect to the support 117, the calculation of Expression 1, 2 and 3 is caused by the drive signal. The components cannot be offset.
  • the angular velocity sensor 175 In the angular velocity sensor 175 according to the second embodiment, even when the positions of the detection units 176 to 179 are displaced with respect to the support body 117, it is possible to eliminate the influence of the component due to the drive signal. Similarly, the components caused by the angular velocity around the Y axis, the angular velocity around the Z axis, and the acceleration in the Y direction, which are unnecessary signals, are canceled out and do not appear in the detection units 141 to 148, so that the same effect is produced.
  • FIG. 11 is a plan view of angular velocity sensor 180 in the third embodiment.
  • the same reference numerals are assigned to the same portions as those of angular velocity sensor 116A in the first embodiment shown in FIG.
  • the detection unit 193 of the angular velocity sensor 180 in the third embodiment further includes detection units 181 to 184 provided on the cross beam 120.
  • a detection unit 181 is provided on the arm 121 side
  • a detection unit 182 is provided on the arm 122 side
  • a detection unit 183 is provided on the arm 123 side
  • a detection unit 184 is provided on the arm 124 side.
  • the detection unit 181 and the detection unit 182 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the detection unit 183 and the detection unit 184 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the detection unit 181 and the detection unit 183 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the detection unit 182 and the detection unit 184 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the angular velocities around the Y axis applied to the angular velocity sensor 180 can be detected using the detection units 181 to 184.
  • FIG. 12 shows signals S113 to S116 output from the detectors 181 to 184, and specifically, the phase of the component caused by the drive signal and the angular velocities around the X, Y, and Z axes.
  • the phase of the component and the phase of the component resulting from the acceleration in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions are shown.
  • Equation 5 the angular velocity magnitude ⁇ y2 around the Y-axis can be obtained from Equation 5.
  • ⁇ y2 (S113 + S115) ⁇ (S114 + S116) (Formula 5)
  • the magnitude of the component due to the angular velocity around the X axis is the same in the signals S113 to S116, and the same applies to the other angular velocities and accelerations.
  • the influence of the drive signal can be eliminated even when the positions of the detection units 181 to 184 are shifted with respect to the support 117.
  • the components caused by the angular velocity around the X axis, the components caused by the angular velocity around the Z axis, and the components caused by the acceleration in the X direction, which are unnecessary signals do not appear in the detection units 181 to 184. There is an effect.
  • FIG. 13 is a plan view of angular velocity sensor 116B in the fourth embodiment.
  • the same reference numerals are assigned to the same parts as those of the angular velocity sensor 116 in the first embodiment shown in FIG.
  • the drive unit 191 has drive units 441 to 448 instead of the drive units 129 to 136 of the angular velocity sensor 116 shown in FIG.
  • the detection unit 193 includes detection units 429 to 436 instead of the detection units 141 to 148.
  • the drive unit 191 is formed symmetrically with respect to the axis AX11 and the axis AY11.
  • the drive units 441 and 443 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the drive units 442 and 444 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the drive units 445 and 447 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the drive units 446 and 448 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the drive units 441 and 445 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the drive units 442 and 446 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the drive units 443 and 447 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the drive units 444 and 448 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the detection unit 193 is formed symmetrically with respect to the axis AX11 and the axis AY11.
  • the detection units 429 and 431 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the detection units 430 and 432 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the detection units 433 and 435 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the detection units 434 and 436 are provided symmetrically with respect to the axis AY11.
  • the detection units 429 and 433 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the detection units 430 and 434 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the detection units 431 and 435 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the detection units 432 and 436 are provided symmetrically with respect to the axis AX11.
  • the drive units 441 and 442 are both provided along the arm 121 over the extended portions 121C and 121D.
  • the drive units 443 and 444 are both provided along the arm 122 over the extended portions 122C and 122D.
  • the drive units 445 and 446 are both provided along the arm 123 over the extending portions 123C and 123D.
  • the drive units 447 and 448 are both provided along the arm 124 over the extended portions 124C and 124D.
  • the detection units 429 and 430 are both provided along the arm 121 and extending over the extending portions 121D and 121E.
  • the detection units 431 and 432 are both provided along the arm 122 and over the extended portions 122D and 122E.
  • the detection units 433 and 434 are both provided along the arm 123 over the extending portions 123D and 123E.
  • the detection units 435 and 436 are both provided along the arm 124 over the extending portions 124D and 124E.
  • FIG. 14 is an enlarged plan view of the angular velocity sensor 116B, and particularly shows the arm 121 and the weight 125.
  • the arm 121 has a substantially J shape extending from one end 121A connected to the holding portion 195 provided in the intermediate portion 194 of the cross beam 120 to the other end 121B connected to the weight 125.
  • the surface of the arm 121 on which the detection units 429 and 430, the drive units 441 and 442, and the monitor unit 137 are provided extends substantially in a J shape.
  • the surface has an inner peripheral edge 121F extending along the J-shaped inner periphery, an outer peripheral edge 121G extending along the J-shaped outer periphery, and a center extending in the middle between the inner peripheral edge 121F and the outer peripheral edge 121G. Line 121H.
  • the detection part 429 extending over the extending parts 121D and 121E of the arm 121 is more J-shaped outer peripheral edge 121G of the arm 121 than the detecting part 430 extending over the extending parts 121D and 121E of the arm 121. Closer. That is, the detection unit 430 is closer to the J-shaped inner peripheral edge 121 ⁇ / b> F of the arm 121 than the detection unit 429.
  • An intermediate line B101 extending along the arm 121 in the middle of the gap G101 between the detection units 429 and 430 is defined. That is, the detection unit 429 is positioned between the intermediate line B101 and the outer peripheral edge 121G, and the detection unit 430 is positioned between the intermediate line B101 and the inner peripheral edge 121F. It is desirable that the detection units 429 and 430 have the same width and extend along the arm 121.
  • the arm 121 is formed in a J shape so as to have an inner peripheral edge 121F located on the inner peripheral side, an outer peripheral edge 121G located on the outer peripheral side, and a center line 121H extending in the middle of the inner peripheral edge 121F and the outer peripheral edge 121G. bent.
  • the detection unit 429 and the detection unit 430 extend along the arm 121.
  • a middle line B101 between the detection unit 429 and the detection unit 430 is located between the center line 121H and the inner peripheral edge 121F.
  • the detection unit 429 and the detection unit 430 may bend and extend along the arm 121.
  • the arm 122 is bent in a J shape so as to have an inner peripheral edge located on the inner peripheral side, an outer peripheral edge located on the outer peripheral side, and a center line extending in the middle between the inner peripheral edge and the outer peripheral edge. ing.
  • the detection unit 431 and the detection unit 432 extend along the arm 122.
  • a middle line between the detection unit 431 and the detection unit 432 is located between the center line and the inner periphery.
  • the detection unit 431 and the detection unit 432 may bend and extend along the arm 122.
  • the arm 123 is bent in a J shape so as to have an inner peripheral edge located on the inner peripheral side, an outer peripheral edge located on the outer peripheral side, and a center line extending in the middle between the inner peripheral edge and the outer peripheral edge. ing.
  • the detection unit 433 and the detection unit 434 extend along the arm 123.
  • a middle line between the detection unit 433 and the detection unit 434 is located between the center line and the inner periphery.
  • the detection unit 433 and the detection unit 434 may bend and extend along the arm 123.
  • the arm 124 bends in a J shape so as to have an inner peripheral edge located on the inner peripheral side, an outer peripheral edge located on the outer peripheral side, and a center line extending between the inner peripheral edge and the outer peripheral edge. ing.
  • the detection unit 435 and the detection unit 436 extend along the arm 124.
  • a middle line between the detection unit 435 and the detection unit 436 is located between the center line and the inner periphery.
  • the detection unit 435 and the detection unit 436 may bend and extend along the arm 124.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship between the position of the intermediate line B101 between the detection units 429 and 430 provided in the arm 121 and the magnitude of the unnecessary signal output from the detection circuit 161 illustrated in FIG.
  • the other arms 122 to 124 and the other detection units 431 to 436 are also arranged in the same manner as the arm 121 and the detection units 429 and 430, so that the magnitude of unnecessary signals can be reduced to zero.
  • the drive units 441 and 442 provided on the arm 121 extend along the arm 121.
  • An intermediate line B102 in the middle of the gap G102 between the drive unit 441 and the drive unit 442 is located between the center line 121H and the outer peripheral edge 121G, contrary to the intermediate line B101.
  • the arm 121 can be vibrated with the same displacement in the positive and negative directions of the X axis with a good balance.
  • the drive units 441 and 442 preferably extend along the arm 121 with the same width. In addition, it is desirable that the drive units 441 and 442 bend and extend along the arm 121.
  • the drive units 443 and 444 provided on the arm 122 extend along the arm 122.
  • a middle line between the driving unit 443 and the driving unit 444 is located between the center line of the arm 122 and the outer peripheral edge.
  • the arm 122 can be vibrated with the same displacement in the positive and negative directions of the X axis with a good balance.
  • the driving units 443 and 444 preferably extend along the arm 122 with the same width. Further, it is desirable that the driving units 443 and 444 bend and extend along the arm 122.
  • the drive units 445 and 446 provided on the arm 123 extend along the arm 123.
  • a middle line between the driving unit 445 and the driving unit 446 is located between the center line of the arm 123 and the outer peripheral edge.
  • the arm 123 can be vibrated with the same displacement in the positive and negative directions of the X axis with a good balance.
  • the drive units 447 and 448 provided on the arm 124 extend along the arm 124.
  • a middle line between the driving unit 447 and the driving unit 448 is located between the center line of the arm 124 and the outer peripheral edge.
  • the arm 124 can be vibrated with the same displacement in the positive and negative directions of the X axis with the same displacement.
  • the driving units 447 and 448 preferably extend along the arm 124 with the same width. Further, it is desirable that the driving units 447 and 448 bend and extend along the arm 124.
  • FIG. 16 is a plan view of angular velocity sensor 216 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the angular velocity sensor 216 includes a frame-shaped support 217, vertical beams 218 and 219 suspended on the support 217 in parallel with the Y axis, horizontal beams 220 suspended between the vertical beams 218 and 219, and weights 225 ⁇ .
  • a holding portion 295 provided in the intermediate portion 294 of the cross beam 220, arms 221 to 224 supported by the holding portion 295, a drive unit 291 that drives and vibrates the arms 221 to 224 in parallel with the XY plane,
  • the monitor unit 292 that detects the displacement of the arms 221 to 224 in the direction parallel to the XY plane, and the displacement of the weights 225 to 228 provided on the arms 221 to 224 in the X-axis direction, the Y-axis direction, or the Z-axis
  • a detection unit 293 for detecting a displacement in the direction.
  • the detection unit 293 detects displacement in the X-axis direction, displacement in the Y-axis direction, or displacement in the Z-axis direction, which is displacement of the arms 221 to 224.
  • the support 217 is configured to be fixed to an object to be measured 217C to which an angular velocity is applied.
  • the arm 221 has one end 221A supported by the holding portion 295 and the other end 221B connected to the weight 225, and extends from the one end 221A in the positive direction of the Y axis.
  • the arm 222 has one end 222A supported by the holding portion 295 and the other end 222B connected to the weight 226, and extends from the one end 222A in the positive direction of the Y axis.
  • the arm 223 has one end 223A supported by the holding portion 295 and the other end 223B connected to the weight 227, and extends from the one end 223A in the negative direction of the Y axis.
  • the arm 224 has one end 224A supported by the holding portion 295 and the other end 224B connected to the weight 228, and extends from the one end 224A in the negative direction of the Y axis.
  • the drive unit 291 includes drive units 229 to 236 that vibrate the arms 221 to 224 in parallel with the XY plane.
  • the monitor unit 292 includes monitor units 237 to 240 that detect displacements of the arms 221 to 224 in the X-axis direction, respectively.
  • the detection unit 293 includes detection units 241 to 248 that detect displacements of the weights 225 to 228 in the Y-axis direction or Z-axis direction.
  • the holding portion 295 is coupled to the support body 217 through the horizontal beam 220 and the vertical beams 218 and 219.
  • a slit 217A is provided between the support 217 and the vertical beam 218, and a slit 217B is provided between the support 217 and the vertical beam 219.
  • the support 217 may not be provided with the slits 217A and 217B. In this case, a part of the support body 217 functions as the vertical beams 218 and 219. In this case, the width of the angular velocity sensor 216 in the X-axis direction can be reduced.
  • the support body 217 is a fixing member that supports the longitudinal beams 218 and 219, and is fixed to the package that stores the angular velocity sensor 216 using another support member, an adhesive, or the like.
  • a plurality of electrode pads 249 are provided on the outer edge portion of the support 217. The plurality of electrode pads 249 are electrically connected to the drive units 229 to 236, the monitor units 237 to 240, and the detection units 241 to 248, respectively, by wiring.
  • the vertical beam 218 and the vertical beam 219 extend in parallel with the Y axis, and are suspended from the support 217 by connecting both ends to the support 217. Thereby, the vertical beam 218 and the vertical beam 219 can bend in the direction of the Z-axis.
  • the vertical beam 218 and the vertical beam 219 are formed so as to be substantially symmetric with respect to the axis AY21 parallel to the Y axis. As a result, the longitudinal beam 218 and the longitudinal beam 219 bend with substantially the same amplitude with respect to the angular velocity applied to the angular velocity sensor 216.
  • the horizontal beam 220 extends in parallel with the X axis, and has one end connected to a substantially midpoint of the vertical beam 218 and the other end connected to a substantially midpoint of the vertical beam 219. Thereby, the cross beam 220 can bend in the direction of the Z-axis.
  • the arm 221 includes an extension 221C extending from the one end 221A connected to the holding part 295 in the positive direction of the Y axis, an extension 221D extending from the extension 221C in the positive direction of the X axis, and an extension 221D from the extension 221D to the Y axis. And an extending portion 221E extending in the negative direction of the substantially J-shaped.
  • the other end 221B is the end of the extension 221E, and the weight 225 is connected thereto.
  • the arm 222 includes an extension part 222C extending in the positive direction of the Y axis from one end 222A connected to the holding part 295, an extension part 222D extending in the negative direction of the X axis from the extension part 222C, and an extension part 222D extending from the extension part 222D to the Y axis. And an extending portion 222E extending in the negative direction of the substantially J-shaped.
  • the other end 222B is an end of the extension 222E, and the weight 226 is connected thereto.
  • the arm 223 includes an extension 223C extending in the negative direction of the Y axis from one end 223A connected to the holding part 295, an extension 223D extending in the positive direction of the X axis from the extension 223C, and an Y axis from the extension 223D. And an extending portion 223E extending in the positive direction.
  • the other end 223B is an end of the extension 223E, and a weight 227 is connected to the other end 223B.
  • the arm 224 includes an extension 224C extending in the negative direction of the Y axis from one end 224A connected to the holding part 295, an extension 224D extending in the negative direction of the X axis from the extension 224C, and an Y axis from the extension 224D. And an extension 224E extending in the positive direction.
  • the other end 224B is an end of the extension 224E, and a weight 228 is connected to the other end 224B.
  • the arms 221 to 224 can bend in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
  • the arm 221 and the arm 222 are formed symmetrically with respect to an axis AY21 parallel to the Y axis.
  • the arm 223 and the arm 224 are formed symmetrically with respect to the axis AY21.
  • the arm 221 and the arm 223 are formed symmetrically with respect to an axis AX21 parallel to the X axis.
  • the arm 222 and the arm 224 are formed symmetrically with respect to the axis AX21.
  • the support 217, the longitudinal beams 218 and 219, the transverse beam 220, and the arms 221 to 224 may be formed using a piezoelectric material such as quartz, LiTaO 3 or LiNbO 3, or silicon, diamond, fused quartz, alumina, or GaAs. It may be formed using a non-piezoelectric material such as. In particular, by using silicon, it is possible to form a very small angular velocity sensor 216 using a microfabrication technique, and it is also possible to form it integrally with an integrated circuit (IC) constituting the circuit. .
  • IC integrated circuit
  • the support 217, the longitudinal beams 218 and 219, the transverse beam 220, and the arms 221 to 224 may be formed by being assembled from different materials or the same material, or may be integrally formed using the same material. Also good. In the case where the same material is used, the support 217, the vertical beams 218 and 219, the horizontal beam 220, and the arms 221 to 224 can be formed in the same process by using dry etching or wet etching. Can be manufactured efficiently.
  • the driving units 229 to 236 drive and displace the arms 221 to 224 in the X-axis direction.
  • the drive units 229 to 236 employ a piezoelectric system using a piezoelectric element such as PZT, but an electrostatic system using capacitance between electrodes can also be used.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view taken along line 17-17 of the drive units 229 and 230 shown in FIG.
  • Drive units 229 and 230 formed by sandwiching the piezoelectric elements 229B and 230B between the lower electrodes 229A and 230A and the upper electrodes 229C and 230C, respectively, are provided on the upper surface of the arm 221. That is, the drive units 229 and 230 are provided on the upper surfaces of the lower electrodes 229A and 230A provided on the upper surface of the arm 221, the piezoelectric elements 229B and 230B provided on the upper surfaces of the lower electrodes 229A and 230A, and the piezoelectric elements 229B and 230B.
  • the upper electrodes 229C and 230C are provided.
  • the lower electrodes 229A and 230A and the upper electrodes 229C and 230C can be formed of platinum (Pt), gold (Au), aluminum (Al), or an alloy or oxide containing these as main components. Note that it is desirable to use platinum (Pt) as the lower electrodes 229A and 230A. Thereby, PZT which is a material of the piezoelectric elements 229B and 230B can be oriented in one direction. Further, it is desirable to use gold (Au) as the upper electrodes 229C and 230C. Accordingly, since the resistance value is hardly deteriorated with time, the angular velocity sensor 216 having excellent reliability can be obtained.
  • the lower electrodes 229A and 230A are both at the reference potential, and the arm 221 can be vibrated in the X-axis direction by applying an alternating drive voltage to the upper electrodes 229C and 230C.
  • an alternating drive voltage may be applied to both the lower electrodes 229A and 230A and the upper electrodes 229C and 230C.
  • the drive units 231 to 236 have the same structure as the drive units 229 and 230, and are provided on the upper surfaces of the arms 222 to 224, respectively. As shown in FIG.
  • the drive units 229 to 236 are provided on the sides of the weights 225 to 228 in the arms 221 to 224, that is, the extending portions 221E to 224E, respectively. As a result, the area of the arm 221 to 224 on the side of the cross beam 220 can be secured for the detection units 241 to 248.
  • the driving units 229 to 236 are provided on the side of the transverse beam 220 in the arms 221 to 224, that is, the extending portions 221C to 224C, the driving units 229 to 236 can efficiently drive and vibrate the arms 221 to 224. . In this case, since the drive units 229 to 236 can have a large area, the amplitude of the arms 221 to 224 can be increased, and the sensitivity of the angular velocity sensor 216 can be increased.
  • the driving units 229 and 230 are provided symmetrically with respect to the axis AY24 parallel to the axis AY21.
  • the drive units 231 and 232 are provided symmetrically with respect to an axis AY25 parallel to the axis AY21.
  • the axis AY25 is symmetric with respect to the axis AY24 with respect to the axis AY21.
  • the drive units 233 and 234 are provided symmetrically with respect to the axis AY24.
  • the drive units 235 and 236 are provided symmetrically with respect to the axis AY25.
  • the drive units 229 and 231 are provided symmetrically with respect to the axis AY21.
  • the drive units 230 and 232 are provided symmetrically with respect to the axis AY21.
  • the drive units 233 and 235 are provided symmetrically with respect to the axis AY21.
  • the drive units 234 and 236 are provided symmetrically with respect to the axis AY21.
  • the drive units 229 and 233 are provided symmetrically with respect to the axis AX21.
  • the drive units 230 and 234 are provided symmetrically with respect to the axis AX21.
  • the drive units 231 and 235 are provided symmetrically with respect to the axis AX21.
  • the drive units 232 and 236 are provided symmetrically with respect to the axis AX21.
  • FIG. 18 is a diagram showing the phase of the drive signal given to the drive units 229 to 236 and the phase of the vibration of the arms 221 to 224.
  • the drive units 229, 231, 233, and 235 are given drive signals having the same phase (+), and the drive units 230, 232, 234, and 236 have opposite phases ( ⁇ ) to the drive units 229, 231, 233, and 235
  • the drive signal is given.
  • the arm 221 and the arm 223 vibrate in the X-axis direction with the same phase (+)
  • the arm 222 and the arm 224 vibrate in the X-axis direction with the opposite phase ( ⁇ ) with respect to the arm 221 and the arm 223. .
  • the monitor units 237 to 240 detect displacements of the arms 221 to 224 in the X-axis direction.
  • the monitor units 237 to 240 employ a piezoelectric method using a piezoelectric element, but an electrostatic method using a capacitance between electrodes can also be used.
  • the monitor units 237 to 240 are formed by sandwiching a piezoelectric element between a lower electrode and an upper electrode, and are provided on the upper surfaces of the arms 221 to 224. Further, the monitor units 237 to 240 are provided at positions where monitor signals 237 to 240 are obtained with respect to the vibration phases of the arms 221 to 224 shown in FIG. As shown in FIG. 16, the monitor portions 237 to 240 are provided on the side of the transverse beam 220 in the arms 221 to 224, that is, on the extending portions 221C to 224C, respectively. As a result, it is possible to detect the distortion of the arms 221 to 224 due to displacement efficiently in a small area. In order to secure a partial area where the detection units 241 to 248 are provided, it is desirable that the areas of the monitor units 237 to 240 be smaller than those of the detection units 241 to 248.
  • the detection units 241 to 248 detect the displacement of the arms 221 to 224 in the Y-axis direction or the displacement of the Z-axis direction.
  • the detection units 241 to 248 employ a piezoelectric method using a piezoelectric element, but an electrostatic method using capacitance between electrodes can also be used.
  • the detection units 241 to 248 are formed by sandwiching a piezo element between a lower electrode and an upper electrode, and are provided on the upper surfaces of the arms 221 to 224. As shown in FIG. 16, the detection units 241 to 248 are provided on the side of the transverse beam 220 in the arms 221 to 224, that is, on the extension portions 221C to 224C. As a result, the detectors 241 to 248 can detect displacement efficiently. In this case, since the detectors 241 to 248 can have a large area, the sensitivity of the angular velocity sensor 216 can be increased.
  • the detection units 241 to 248 are provided on the weights 225 to 228 side of the arms 221 to 224, that is, the extension portions 221E to 224E, the area of the arm 221 to 224 on the side of the horizontal beam 220 is determined as the drive unit 229. ⁇ 236 can be reserved.
  • the drive unit 229 and the drive unit 231 are provided symmetrically with respect to the axis AY21 parallel to the Y axis.
  • the drive unit 230 and the drive unit 232 are provided symmetrically with respect to the axis AY21.
  • the drive unit 233 and the drive unit 235 are provided symmetrically with respect to the axis AY21.
  • the drive unit 234 and the drive unit 236 are provided symmetrically with respect to the axis AY21.
  • the drive unit 229 and the drive unit 233 are provided symmetrically with respect to an axis AX21 parallel to the X axis.
  • the drive unit 230 and the drive unit 234 are provided symmetrically with respect to the axis AX21.
  • the drive unit 231 and the drive unit 235 are provided symmetrically with respect to the axis AX21.
  • the drive unit 232 and the drive unit 236 are provided symmetrically with respect to the axis AX21.
  • FIG. 19 is a circuit diagram of the drive circuit 250 connected to the angular velocity sensor 216.
  • the electrode pads 249A to 249H which are a part of the plurality of electrode pads 249, are electrically connected to the drive units 229 to 236, respectively.
  • the electrode pads 249I to 249L which are part of the plurality of electrode pads 249, are electrically connected to the monitor units 237 to 240, respectively.
  • Signal lines connected to the electrode pads 249I to 249L are connected at a connection point 296.
  • the currents that are monitor signals output from the electrode pads 249I to 249L are summed at the connection point 296 and input to the IV conversion amplifier 251 to be converted into a voltage.
  • the voltage is adjusted to a voltage having a constant amplitude by an automatic gain controller (AGC) 252 and output.
  • AGC automatic gain controller
  • An unnecessary frequency component of the voltage output from the AGC 252 is removed by the filter 253.
  • the voltage output from the filter 253 is inverted and amplified by the drive amplifier 254 and supplied to the electrode pads 249B, 249D, 249F, and 249H.
  • the drive signal output from the drive amplifier 254 is inverted and amplified by the drive amplifier 255 and supplied to the electrode pads 249A, 249C, 249E, and 249G.
  • the drive circuit 250 can apply the drive signal having the phase shown in FIG. 18 to the drive units 229 to 236 and vibrate the arms 221 to 224 with the phase shown in FIG.
  • FIG. 20A and 20B are schematic plan views showing the operation when the angular velocity is applied to the angular velocity sensor 216.
  • FIG. 20A and 20B are schematic plan views showing the operation when the angular velocity is applied to the angular velocity sensor 216.
  • FIG. 20A is a schematic plan view showing the operation of the angular velocity sensor 216 when detecting the angular velocity 257 around the Z-axis.
  • the angular velocity sensor 216 generates a drive vibration 256 at a specific drive vibration frequency in the X-axis direction when a drive signal is supplied from the drive circuit 250 to the drive units 229 to 236.
  • a drive signal is supplied from the drive circuit 250 to the drive units 229 to 236.
  • the arms 221 to 224 vibrate in the X-axis direction. Since the arms 221 and 223 and the arms 222 and 224 are driven and oscillated in opposite phases, the detected vibrations of the arms 221 and 223 and the detected vibrations of the arms 222 and 224 are in opposite phases.
  • the detection signals output from the detection units 241 to 248 by the detection vibration 258 have the same frequency as the drive vibration 256 and an amplitude depending on the angular velocity 257. Therefore, the magnitude ⁇ z of the angular velocity 257 can be detected by measuring the magnitude of the detection signal.
  • FIG. 20B is a schematic plan view of the angular velocity sensor 216 when the angular velocity 259 around the Y axis is detected.
  • a detection vibration 260 is generated in the weights 225 to 228 in the Z-axis direction due to Coriolis force. Since the arms 221 and 223 and the arms 222 and 224 are driven and oscillated in opposite phases, the detected vibrations of the arms 221 and 223 and the detected vibrations of the arms 222 and 224 are in opposite phases.
  • the detection signal output from the detection units 241 to 248 by the detection vibration 260 has the same frequency as the drive vibration 256 and an amplitude depending on the angular velocity 259. Therefore, the magnitude ⁇ y of the angular velocity 259 can be detected by measuring the magnitude of this detection signal.
  • FIG. 21 shows signals S201 to S208 output from the detectors 241 to 248, specifically, the phases of components caused by the drive signals of the signals S201 to 208, and the X axis, Y axis, and Z axis.
  • the phase of the component resulting from the surrounding angular velocity and the phase of the component resulting from the acceleration in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions are shown.
  • Equation 6 ⁇ (S202 + S205) + (S201 + S206) ⁇ ⁇ ⁇ (S203 + S208) + (S204 + S207) ⁇ (Expression 7)
  • the magnitudes of components caused by the drive signals are the same in the signals S201 to S208.
  • the magnitude of the component due to the angular velocity around the X axis is the same in the signals S201 to S208, and the same applies to the other angular velocities.
  • the phase of the component due to the drive vibration is substituted into Equation 6 for obtaining the magnitude ⁇ z of the angular velocity 257, the value of Equation 6 becomes 0.
  • the detection unit 293 including the detection units 241 to 248 is provided symmetrically with respect to the axis AY21 parallel to the Y axis and the axis AX21 parallel to the X axis, so that the drive signal that is an unnecessary signal and the angular velocity around the other axis. It is possible to cancel out the components.
  • FIG. 22 is a circuit diagram of the detection circuit 261 connected to the angular velocity sensor 216.
  • the electrode pads 249-1 to 249-8, which are a part of the plurality of electrode pads 249, are electrically connected to the detection units 241 to 248, respectively.
  • the calculations of Equation 6 and Equation 7 can be performed by the detection circuit 261 shown in FIG.
  • the signal line connected to the electrode pad 249-2 and the signal line connected to the electrode pad 249-5 are connected at a connection point 296A.
  • the signal S202, which is the current output from the electrode pad 249-2, and the signal S205, which is the current output from the electrode pad 249-5, are summed at the connection point 296A, input to the IV conversion amplifier 262A, and converted into a voltage. Is output.
  • the signal line connected to the electrode pad 249-3 and the signal line connected to the electrode pad 249-8 are connected at a connection point 296B.
  • the signal S203 which is the current output from the electrode pad 249-3, and the signal S208, which is the current output from the electrode pad 249-8, are summed at the connection point 296B, input to the IV conversion amplifier 262B, and converted into a voltage. Is output.
  • the signal line connected to the electrode pad 249-1 and the signal line connected to the electrode pad 249-6 are connected to the connection point 296C.
  • the signal S201, which is the current output from the electrode pad 249-1, and the signal S206, which is the current output from the electrode pad 249-6, are summed at the connection point 296B, input to the IV conversion amplifier 262C, and converted into a voltage. Is output.
  • the signal line connected to the electrode pad 249-4 and the signal line connected to the electrode pad 249-7 are connected at a connection point 296D.
  • the signal S204, which is the current output from the electrode pad 249-4, and the signal S207, which is the current output from the electrode pad 249-7, are summed at the connection point 296D, input to the IV conversion amplifier 262D, and converted into a voltage. Is output.
  • the magnitude ⁇ z of the angular velocity 257 around the Z axis is calculated with the following configuration.
  • the output from the IV conversion amplifier 262A and the output from the IV conversion amplifier 262B are connected via the resistor RA21 and the resistor RB21, respectively, and the output from the IV conversion amplifier 262C and the output from the IV conversion amplifier 262D are respectively connected to the resistor RC21.
  • the resistor RD21 and these are input to the differential amplifier 263Z.
  • the resistors RA21 and RB21 have the same resistance value
  • the resistors RC21 and RD21 have the same resistance value.
  • the signal output from the differential amplifier 263Z is detected by the detection circuit 264Z using the signal output from the drive circuit 250.
  • the signal extracted by the low-pass filter 265Z from the detected signal is output from the output terminal 266Z as the magnitude ⁇ z of the angular velocity 257 around the Z axis.
  • the magnitude ⁇ y of the angular velocity 259 around the Y axis is calculated with the following configuration.
  • the output from the IV conversion amplifier 262A and the output from the IV conversion amplifier 262C are connected via the resistors RA22 and RC22 having the same resistance value, respectively, and the output from the IV conversion amplifier 262B and the output from the IV conversion amplifier 262D are Are connected through the resistors RB22 and RD22 having the same resistance value, and these are input to the differential amplifier 263Y.
  • the resistors RA22 and RC22 have the same resistance value
  • the resistors RB22 and RD22 have the same resistance value.
  • the signal output from the differential amplifier 263Y is detected by the detection circuit 264Y using the signal output from the drive circuit 250.
  • the signal extracted by the low-pass filter 265Y from the detected signal is output from the output terminal 266Y as the magnitude ⁇ y of the angular velocity 259 around the Y axis.
  • the components resulting from the drive signal are canceled by the connection of the electrode pads 249-1 to 249-8 before being input to the IV conversion amplifiers 262A to 262D. Therefore, the components caused by the drive signal can be canceled before being amplified by the IV conversion amplifiers 262A to 262D.
  • the component caused by the angular velocity 259 around the Y axis is canceled by the connection of the IV conversion amplifiers 262A to 262D before being input to the differential amplifier 263Z for detecting the angular velocity 257 around the Z axis. Yes. Therefore, before amplification by the differential amplifier 263Z, a component due to the angular velocity 259 around the Y axis can be canceled.
  • the component due to the angular velocity 257 around the Z axis is canceled by the connection of the IV conversion amplifiers 262A to 262D before being input to the differential amplifier 263Y for detecting the angular velocity 259 around the Y axis. Yes.
  • the detection unit 293 including the detection units 241 to 248 symmetrically with respect to the axis AY21 parallel to the Y axis and the axis AX21 parallel to the X axis, the drive signal that is an unnecessary signal, It is possible to cancel the angular velocity and acceleration components of each other.
  • the detectors 241 and 242 are provided symmetrically with respect to the axis AY22 parallel to the Y axis.
  • the detectors 243 and 244 are provided symmetrically with respect to an axis AY23 that is parallel to the axis AY21.
  • the axis AY23 is symmetric with respect to the axis AY22 with respect to the axis AY21.
  • the detection units 245 and 246 are provided symmetrically with respect to the axis AY22.
  • the detection units 247 and 248 are provided symmetrically with respect to the axis AY23.
  • the arm 104 when an AC voltage having a resonance frequency is applied to the drive unit 112 provided in the arm 104, the arm 104 is vibrated in the X-axis direction. Along with this vibration, the arms 105 to 107 are also oscillated in a resonance mode (for example, a resonance mode of 40 kHz). However, for example, when an acceleration is applied, the arm 105 provided with the monitor electrode bends in the direction in which the acceleration is applied, so that the resonance mode differs from the original resonance mode (for example, a 45 kHz resonance mode). As a result, the arms 104 to 107 may vibrate in a resonance mode different from the original resonance mode.
  • a resonance mode for example, a resonance mode of 40 kHz
  • the drive units 291 including the drive units 229 to 236 provided on the upper surfaces of the arms 221 to 224 are arranged symmetrically with respect to the axis AY21 parallel to the Y axis and the axis AX21 parallel to the X axis.
  • the drive units 229 to 236 with drive signals having a predetermined phase and the same amplitude as shown in FIG. 18, an environment in which acceleration is applied in the X-axis direction or the Y-axis direction is provided.
  • the arms 221 to 224 can be driven and oscillated stably in the same resonance mode.
  • FIG. 23 is a plan view of another angular velocity sensor 216A in the fifth embodiment.
  • the same parts as those in the angular velocity sensor 216 shown in FIG. 23 are identical to those in the angular velocity sensor 216 shown in FIG. 23.
  • the drive unit 291 further includes drive units 267 to 274 provided in the extending portions 221D to 224D of the arms 221 to 224.
  • the arms 221 to 224 can be stably vibrated in the same resonance mode in the Y-axis direction, and the angular velocity sensor 216A can detect the angular velocity around the X-axis.
  • the magnitude ⁇ x of the angular velocity around the X axis can be obtained by the following Expression 8.
  • the drive units 267 and 268 are provided symmetrically with respect to the axis AX22 parallel to the axis AX21.
  • the drive units 269 and 270 are provided symmetrically with respect to the axis AX22.
  • the drive units 271 and 272 are provided symmetrically with respect to an axis AX23 parallel to the axis AX21.
  • the axis AX23 is symmetric with respect to the axis AX22 with respect to the axis AX21.
  • the drive units 273 and 274 are provided symmetrically with respect to the axis AX23.
  • the driving units 267 and 271 are provided symmetrically with respect to the axis AX21.
  • the drive units 268 and 272 are provided symmetrically with respect to the axis AX21.
  • the drive units 269 and 273 are provided symmetrically with respect to the axis AX21.
  • the drive units 270 and 274 are provided symmetrically with respect to the axis AX21.
  • the driving units 267 and 269 are provided symmetrically with respect to the axis AY21.
  • the drive units 268 and 270 are provided symmetrically with respect to the axis AY21.
  • the drive units 271 and 273 are provided symmetrically with respect to the axis AY21.
  • the drive units 272 and 274 are provided symmetrically with respect to the axis AY21.
  • the angular velocity sensor 216A can simultaneously detect the three-axis angular velocities, and can stably drive the arms 221 to 224 without being affected by disturbance such as acceleration. .
  • the arms 221 to 224 to which the weights 225 to 228 are connected are supported by the horizontal beam 220, the horizontal beam 220 is supported by the vertical beams 218 and 219, and the vertical beams 218 and 219 are supported. Is supported by a support 217.
  • the angular velocity sensors 216 and 216A can simultaneously detect the triaxial angular velocities, but may be easily affected by acceleration, impact, or the like. Therefore, the effect of stably driving the arms 221 to 224 by the drive unit 291 is not particularly affected by disturbance such as acceleration in the structure of the angular velocity sensors 216 and 216A.
  • FIG. 24 is a plan view of angular velocity sensor 316 in the present embodiment.
  • the angular velocity sensor 316 includes a frame-shaped support body 317, vertical beams 318 and 319 suspended from the support body 317 in parallel with the Y axis, horizontal beams 320 suspended between the longitudinal beams 318 and 319, and weights 325 to 325.
  • a holding portion 395 provided in the intermediate portion 394 of the cross beam 320, arms 321 to 324 supported by the holding portion 395, a drive unit 391 that drives and vibrates the arms 321 to 324 in parallel with the XY plane, A monitor unit 392 for detecting the displacement of the arms 321 to 324 in the X-axis direction, and a detection unit 393 for detecting the displacement of the weights 325 to 328 in the X-axis direction, the displacement in the Y-axis direction, or the displacement in the Z-axis direction.
  • the detection unit 393 detects displacement in the X-axis direction, displacement in the Y-axis direction, or displacement in the Z-axis direction, which is displacement of the arms 321 to 324.
  • the support 317 is configured to be fixed to an object to be measured 317C to which an angular velocity is applied.
  • the arm 321 has one end 321A supported by the holding portion 395 and the other end 321B connected to the weight 325, and extends from the one end 321A in the positive direction of the Y axis.
  • the arm 322 has one end 322A supported by the holding portion 395 and the other end 322B connected to the weight 326, and extends from the one end 322A in the positive direction of the Y axis.
  • the arm 323 has one end 323A supported by the holding portion 395 and the other end 323B connected to the weight 327, and extends from the one end 323A in the negative direction of the Y axis.
  • the arm 324 has one end 324A supported by the holding portion 395 and the other end 324B connected to the weight 328, and extends from the one end 324A in the negative direction of the Y axis.
  • the drive unit 391 includes drive units 329 to 336 that vibrate the arms 321 to 324 in parallel with the XY plane.
  • the monitor unit 392 includes monitor units 337 to 340 that detect displacements of the arms 321 to 324 in the X-axis direction, respectively.
  • the detection unit 393 includes detection units 341 to 348 that detect displacements of the weights 325 to 328 in the Y-axis direction or displacement in the Z-axis direction.
  • the holding portion 395 is coupled to the support body 317 through the horizontal beam 320 and the vertical beams 318 and 319.
  • a slit 317A is provided between the support 317 and the vertical beam 318, and a slit 317B is provided between the support 317 and the vertical beam 319.
  • the support 317 may not be provided with slits 317A and 317B. In this case, a part of the support body 317 functions as the vertical beams 318 and 319. In this case, the width of the angular velocity sensor 316 in the X-axis direction can be reduced.
  • the support body 317 is a fixing member that supports the longitudinal beams 318 and 319, and is fixed to a package that stores the angular velocity sensor 316 using another support member, an adhesive, or the like.
  • a plurality of electrode pads 349 are provided on the outer edge portion of the support body 317. The plurality of electrode pads 349 are electrically connected to the drive units 329 to 336, the monitor units 337 to 340, and the detection units 341 to 348, respectively, by wiring.
  • the vertical beam 318 and the vertical beam 319 extend in parallel to the Y axis, and are suspended from the support 317 by connecting both ends to the support 317. Thereby, the vertical beam 318 and the vertical beam 319 can be bent in the Z-axis direction.
  • the vertical beam 318 and the vertical beam 319 are formed so as to be substantially symmetric with respect to an axis AY31 parallel to the Y axis. Thereby, the longitudinal beam 318 and the longitudinal beam 319 are bent with substantially the same amplitude with respect to the angular velocity given to the angular velocity sensor 316.
  • the horizontal beam 320 extends in parallel with the X axis, and has one end connected to a substantially midpoint of the vertical beam 318 and the other end connected to a substantially midpoint of the vertical beam 319. Thereby, the cross beam 320 can bend in the direction of the Z-axis.
  • the arm 321 includes an extension 321C extending in the positive direction of the Y axis from one end 321A connected to the holding part 395, an extension 321D extending in the positive direction of the X axis from the extension 321C, and the Y axis from the extension 321D. And an extending portion 321 ⁇ / b> E extending in the negative direction.
  • the other end 321B is the end of the extension 321E, and the weight 325 is connected to the other end 321B.
  • the arm 322 includes an extension 322C extending in the positive direction of the Y axis from one end 322A connected to the holding part 395, an extension 322D extending in the negative direction of the X axis from the extension 322C, and an Y axis from the extension 322D. And an extending portion 322E extending in the negative direction.
  • the other end 322B is an end of the extension 322E, and a weight 326 is connected to the other end 322B.
  • the arm 323 includes an extension part 323C extending in the negative direction of the Y axis from one end 323A connected to the holding part 395, an extension part 323D extending in the positive direction of the X axis from the extension part 323C, and an Y axis from the extension part 323D. And an extending portion 323E extending in the positive direction.
  • the other end 323B is an end of the extension 323E, and a weight 327 is connected thereto.
  • the arm 324 includes an extension 324C extending in the negative direction of the Y axis from one end 324A connected to the holding part 395, an extension 324D extending in the negative direction of the X axis from the extension 324C, and an Y axis from the extension 324D. And an extending portion 324E extending in the positive direction.
  • the other end 324B is an end of the extension 324E, and a weight 328 is connected thereto.
  • the arms 321 to 324 can be bent in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
  • the arm 321 and the arm 322 are formed symmetrically with respect to an axis AY31 parallel to the Y axis.
  • the arm 323 and the arm 324 are formed symmetrically with respect to the axis AY31.
  • the arm 321 and the arm 323 are formed symmetrically with respect to an axis AX31 parallel to the X axis.
  • the arm 322 and the arm 324 are formed symmetrically with respect to the axis AX31.
  • the support 317, the longitudinal beams 318 and 319, the transverse beam 320, and the arms 321 to 324 may be formed using a piezoelectric material such as quartz, LiTaO 3 or LiNbO 3, or silicon, diamond, fused quartz, alumina, or GaAs. It may be formed using a non-piezoelectric material such as. In particular, by using silicon, it is possible to form a very small angular velocity sensor 316 using a microfabrication technique, and to integrally form an integrated circuit (IC) constituting the circuit. .
  • IC integrated circuit
  • the support 317, the longitudinal beams 318 and 319, the transverse beam 320, and the arms 321 to 324 may be formed from different materials or the same material and then assembled, or may be integrally formed using the same material. Also good. In the case where the same material is used, the support 317, the vertical beams 318 and 319, the horizontal beam 320, and the arms 321 to 324 can be formed in the same process by using dry etching or wet etching. Can be manufactured efficiently.
  • the driving units 329 to 336 drive and displace the arms 321 to 324 in the X-axis direction.
  • the driving units 329 to 336 employ a piezoelectric method using a piezoelectric element such as PZT, but an electrostatic method using capacitance between electrodes can also be used.
  • FIG. 25 is a schematic cross-sectional view taken along line 25-25 of the drive units 329 and 330 shown in FIG.
  • Driving units 329 and 330 formed by sandwiching the piezoelectric elements 329B and 330B between the lower electrodes 329A and 330A and the upper electrodes 329C and 330C are provided on the upper surface of the arm 321. That is, the drive units 329 and 330 are provided on the upper surfaces of the lower electrodes 329A and 330A provided on the upper surface of the arm 321, the piezoelectric elements 329B and 330B provided on the upper surfaces of the lower electrodes 329A and 330A, and the piezoelectric elements 329B and 330B.
  • the upper electrodes 329C and 330C are provided.
  • the lower electrodes 329A and 330A and the upper electrodes 329C and 330C can be formed of platinum (Pt), gold (Au), aluminum (Al), or an alloy or oxide containing these as main components. Note that it is desirable to use platinum (Pt) as the lower electrodes 329A and 330A. Thereby, PZT which is a material of the piezoelectric elements 329B and 330B can be oriented in one direction. Further, it is desirable to use gold (Au) as the upper electrodes 329C and 330C. Accordingly, since the resistance value is less deteriorated with time, the angular velocity sensor 316 having excellent reliability can be obtained.
  • the lower electrodes 329A and 330A are both at the reference potential, and the arm 321 can be vibrated in the X-axis direction by applying an alternating drive voltage to the upper electrodes 329C and 330C.
  • an alternating drive voltage may be applied to both the lower electrodes 329A and 330A and the upper electrodes 329C and 330C.
  • the drive units 331 to 336 have the same structure as the drive unit 329.330 and are provided on the upper surfaces of the arms 322 to 324. As shown in FIG.
  • the drive units 329 to 336 are provided on the weights 325 to 328 side of the arms 321 to 324, that is, on the extension portions 321E to 324E, respectively. Accordingly, the area of the arm 321 to 324 on the side of the transverse beam 320 can be secured for providing the detection units 341 to 348.
  • the driving units 329 to 336 are provided on the side of the transverse beam 320 in the arms 321 to 324, that is, the extending portions 321C to 324C, the arms 321 to 324 of the driving units 329 to 336 can be driven and vibrated efficiently. . In this case, since the driving units 329 to 336 can have a large area, the vibration amplitude of the arms 321 to 324 can be increased, and the sensitivity of the angular velocity sensor 316 can be increased.
  • FIG. 26 is a diagram showing the phase of the drive signal given to the drive units 329 to 336 and the phase of vibration of the arms 321 to 324.
  • the drive units 329, 331, 333, and 335 are given drive signals with the same phase (+), and the drive units 330, 332, 334, and 336 are given drive signals with opposite phases ( ⁇ ).
  • the arm 321 and the arm 323 vibrate in the X-axis direction with the same phase (+), and the arm 322 and the arm 324 vibrate in the X-axis direction with the opposite phase ( ⁇ ) to the arm 321 and the arm 323. .
  • the detection units 341 to 348 detect the displacement of the arms 321 to 324 in the Y-axis direction or the Z-axis direction.
  • the detection units 341 to 348 employ a piezoelectric method using a piezoelectric element, but an electrostatic method using capacitance between electrodes can also be used.
  • the detection units 341 to 348 are formed by sandwiching a piezo element between a lower electrode and an upper electrode, and are provided on the upper surfaces of the arms 321 to 324.
  • the detection units 341 to 348 are provided on the side of the transverse beam 320 in the arms 321 to 324, that is, on the extending portions 321C to 324C.
  • the detectors 341 to 348 can detect displacement efficiently.
  • the detection units 341 to 348 can have a large area, the sensitivity of the angular velocity sensor 316 can be increased.
  • the detection units 341 to 348 are provided on the weights 325 to 328 side of the arms 321 to 324, that is, on the extension portions 321E to 324E, the areas of the arms 321 to 324 on the side of the transverse beam 320 are determined. Can be secured.
  • Monitor units 337 to 340 detect displacement of arms 321 to 324 in the X-axis direction.
  • the monitor units 337 to 340 employ a piezoelectric method using a piezoelectric element, but an electrostatic method using a capacitance between electrodes can also be used.
  • the monitor units 337 to 340 are formed by sandwiching a piezoelectric element between a lower electrode and an upper electrode, and are provided on the upper surfaces of the arms 321 to 324.
  • the monitor units 337 to 340 are provided at positions where monitor signals having the same phase can be obtained with respect to the vibration phases of the arms 321 to 324 shown in FIG.
  • the monitor units 337 to 340 are provided on the side of the transverse beam 320 in the arms 321 to 324, that is, the extending portions 321C to 324C, respectively.
  • the monitor units 337 to 340 can efficiently detect the distortion of the arms 321 to 324 due to the displacement in a small area.
  • the monitor unit 337 and the monitor unit 338 are provided symmetrically with respect to an axis AY31 parallel to the Y axis.
  • the monitor unit 339 and the monitor unit 340 are provided symmetrically with respect to the axis AY31.
  • the monitor unit 337 and the monitor unit 339 are provided symmetrically with respect to an axis AX31 parallel to the X axis.
  • the monitor unit 338 and the monitor unit 340 are provided symmetrically with respect to the axis AX31.
  • the monitor unit 392 having the monitor units 337 to 340 symmetrically with respect to the axis AY31 and the axis AX31, unnecessary signals caused by disturbances such as acceleration and impact can be canceled, and the angular velocity sensor 316 can reduce the angular velocity. It can be detected with high accuracy.
  • FIG. 27 is a circuit diagram of the drive circuit 350 connected to the angular velocity sensor 316.
  • the electrode pads 349A to 349H which are a part of the plurality of electrode pads 349, are electrically connected to the drive units 329 to 336, respectively.
  • the electrode pads 349I to 349L which are a part of the plurality of electrode pads 349, are electrically connected to the monitor units 337 to 340, respectively.
  • Signal lines connected to the electrode pads 349I to 349L are connected at a connection point 396.
  • the currents that are monitor signals output from the electrode pads 349I to 349L are summed at the connection point 396, input to the IV conversion amplifier 351, and converted into a voltage.
  • the voltage is adjusted to a voltage having a constant amplitude by the automatic gain controller AGC 352 and output.
  • An unnecessary frequency component of the voltage output from the AGC 352 is removed by the filter 353.
  • the voltage output from the filter 353 is inverted and amplified by the drive amplifier 354 and supplied to the electrode pads 349B, 349D, 349F, and 349H.
  • the drive signal output from the drive amplifier 354 is inverted and amplified by the drive amplifier 355 and supplied to the electrode pads 349A, 349C, 349E, and 349G.
  • the drive circuit 350 can apply a drive signal having the phase shown in FIG. 26 to the drive units 329 to 336 and vibrate the arms 321 to 324 with the phase shown in FIG.
  • FIG. 28A and 28B are schematic plan views showing the operation when the angular velocity is applied to the angular velocity sensor 316.
  • FIG. 28A and 28B are schematic plan views showing the operation when the angular velocity is applied to the angular velocity sensor 316.
  • FIG. 28A is a plan view of the angular velocity sensor 316 when the angular velocity 357 around the Z axis is detected.
  • drive signals are supplied from the drive circuit 350 to the drive units 329 to 336, drive vibrations 356 are generated in the weights 325 to 328 at a unique drive vibration frequency in the X-axis direction.
  • Coriolis force is generated in the Y axis direction, and detection vibrations 358 are generated in the weights 325 to 328.
  • the arms 321 to 324 vibrate in the X-axis direction. Since the arms 321 and 323 and the arms 322 and 324 are driven and oscillated in opposite phases, the detected vibrations of the arms 321 and 323 and the detected vibrations of the arms 322 and 324 are in opposite phases.
  • the detection signals output from the detection units 341 to 348 by the detection vibration 358 have the same frequency as the drive vibration 356 and an amplitude depending on the angular velocity 357. Therefore, the magnitude ⁇ z of the angular velocity 357 can be detected by measuring the magnitude of this detection signal.
  • FIG. 28B is a plan view of the angular velocity sensor 316 when the angular velocity 359 around the Y axis is detected.
  • a detection vibration 360 is generated in the weights 325 to 328 in the direction of the Z axis due to Coriolis force. Since the arms 321 and 323 and the arms 322 and 324 are driven and oscillated in opposite phases, the detected vibrations of the arms 321 and 323 and the detected vibrations of the arms 322 and 324 are in opposite phases.
  • the detection signal output from the detection units 341 to 348 by the detection vibration 360 has the same frequency as the drive vibration 356 and an amplitude depending on the angular velocity 359. Therefore, the magnitude ⁇ y of the angular velocity 359 can be detected by measuring the magnitude of the detection signal.
  • FIG. 29 shows the signals S301 to S308 output from the detectors 341 to 348, specifically, the phase of the component resulting from the drive signals of the signals S301 to S308, the X axis, the Y axis, and the Z axis. The phase of the component resulting from the angular velocity around is shown.
  • Equation 9 the components caused by the drive signal are mixed as unnecessary signals in the detection units 341 to 348, but these signals are canceled out by the calculation of Equation 9.
  • the phase of the component due to the angular velocity around the X axis is substituted into Equation 9
  • the value of Equation 9 becomes zero.
  • the phase when the angular velocity around the Y axis is added is substituted, the value of Equation 9 becomes zero. That is, even if the unnecessary signal due to the drive signal that is an unnecessary signal, the angular velocity around the X axis, and the angular velocity around the Y axis is mixed, it is canceled by the calculation of Equation 9.
  • Equation 10 for obtaining the magnitude ⁇ y of the angular velocity 359 around the Y axis, the phase of the component caused by the drive signal, the phase of the component caused by the angular velocity around the X axis, and around the Z axis
  • the value of Equation 10 becomes zero. That is, even if unnecessary signals due to drive signals that are unnecessary signals, angular velocities around the X-axis, and angular velocities around the Z-axis are mixed, they are canceled by the calculation of Equation 10.
  • the angular velocity sensor 316 can detect the angular velocity around the Z axis and the angular velocity around the Y axis with high accuracy by the detection unit 393 including the detection units 341 to 348.
  • FIG. 30 is a circuit diagram of the detection circuit 361 connected to the angular velocity sensor 316.
  • the electrode pads 349-1 to 349-8, which are a part of the plurality of electrode pads 349, are electrically connected to the detection units 341 to 348, respectively.
  • the calculations of Equation 9 and Equation 10 can be performed by the detection circuit 361 shown in FIG.
  • the signal line connected to the electrode pad 349-2 and the signal line connected to the electrode pad 349-5 are connected at a connection point 396A.
  • the signal S302, which is the current output from the electrode pad 349-2, and the signal S305, which is the current output from the electrode pad 349-5, are summed and connected at the connection point 396A and input to the IV conversion amplifier 362A. Is converted to output.
  • the signal line connected to the electrode pad 349-3 and the signal line connected to the electrode pad 349-8 are connected at a connection point 396B.
  • the signal S303 which is the current output from the electrode pad 349-3, and the signal S308, which is the current output from the electrode pad 349-8, are summed at the connection point 396B, input to the IV conversion amplifier 362B, and converted into a voltage. Is output.
  • the signal line connected to the electrode pad 349-1 and the signal line connected to the electrode pad 349-6 are connected to the connection point 396C.
  • the signal S301 which is the current output from the electrode pad 349-1, and the signal S306, which is the current output from the electrode pad 349-6, are summed at the connection point 396C, input to the IV conversion amplifier 362C, and converted into a voltage. Is output.
  • the signal line connected to the electrode pad 349-4 and the signal line connected to the electrode pad 349-7 are connected at a connection point 396D.
  • the signal S304, which is the current output from the electrode pad 349-4, and the signal S307, which is the current output from the electrode pad 349-7, are summed at the connection point 396D and input to the IV conversion amplifier 362D, which is converted into a voltage. Is output.
  • the magnitude ⁇ z of the angular velocity 357 around the Z axis is calculated with the following configuration.
  • the output from the IV conversion amplifier 362A and the output from the IV conversion amplifier 362B are connected through the resistor RA31 and the resistor RB31, respectively, and the output from the IV conversion amplifier 362C and the output from the IV conversion amplifier 362D are respectively connected to the resistor RC31.
  • the resistor RD31 and these are input to the differential amplifier 363Z.
  • the resistors RA31 and RB31 have the same resistance value
  • the resistors RC31 and RD31 have the same resistance value.
  • the signal output from the differential amplifier 363Z is detected by the detection circuit 364Z using the signal output from the drive circuit 350.
  • a signal extracted from the detected signal by the low-pass filter 365Z is output from the output terminal 366Z as the magnitude ⁇ z of the angular velocity 357 around the Z axis.
  • the angular velocity 359 around the Y axis is calculated with the following configuration.
  • the output from the IV conversion amplifier 362A and the output from the IV conversion amplifier 362C are connected via the resistor RA32 and the resistor RC32, respectively, and the output from the IV conversion amplifier 362B and the output from the IV conversion amplifier 362D are respectively connected to the resistor RB32.
  • the resistor RD32 and these are input to the differential amplifier 363Y.
  • the resistors RA32 and RC32 have the same resistance value
  • the resistors RB32 and RD32 have the same resistance value.
  • the signal output from the differential amplifier 363Y is detected by the detection circuit 364Y using the signal output from the drive circuit 350.
  • a signal extracted from the detected signal by the low-pass filter 365Y is output from the output terminal 366Y as the magnitude ⁇ y of the angular velocity 359 around the Y axis.
  • the components resulting from the drive signal are canceled by the connection of the electrode pads 349-1 to 349-8 before being input to the IV conversion amplifiers 362A to 362D. Therefore, the components caused by the drive signals can be canceled before being amplified by the IV conversion amplifiers 362A to 362D.
  • the component caused by the angular velocity 359 around the Y axis is connected to the IV conversion amplifiers 362A to 362D before being input to the differential amplifier 363Z for detecting the magnitude ⁇ z of the angular velocity 357 around the Z axis. Is offset by Therefore, before amplification by the differential amplifier 363Z, a component due to the angular velocity 359 around the Y axis can be canceled.
  • the component caused by the angular velocity around the Z axis is connected to the IV conversion amplifiers 362A to 362D before being input to the differential amplifier 363Y for detecting the magnitude ⁇ y of the angular velocity 359 around the Y axis. It has been offset.
  • FIG. 31 shows the phase of the signal of the angular velocity sensor 316.
  • the phase of the component resulting from the phase of M304 and the acceleration in the direction of the X axis and the Y axis is shown.
  • the magnitude of the component due to the vibration to be monitored is the same in the signals M301 to M304, and the same applies to the other accelerations. 27.
  • the signals M301 to 304 which are currents output from the electrode pads 349I to 349L, that is, the monitor units 337 to 340 shown in FIG. 27 are summed at the connection point 396. As shown in FIG. 31, the total value of the monitor signals M301 to 304 is 4+.
  • the monitor unit 392 including the monitor units 337 to 340 is provided symmetrically with respect to the axis AY31 parallel to the Y axis and the axis AX31 parallel to the X axis, thereby canceling out the acceleration components that are unnecessary signals. Therefore, the angular velocity detection accuracy can be increased.
  • FIG. 32 is a plan view of another angular velocity sensor 316A according to the sixth embodiment. 32, the same reference numerals are assigned to the same portions as the angular velocity sensor 316 shown in FIG.
  • the drive unit 391 of the angular velocity sensor 316A shown in FIG. 32 includes drive units 367 and 368 provided in the extension 321D of the arm 321, drive units 369 and 370 provided in the extension 322D of the arm 322, and the arm 323.
  • Drive units 371 and 372 provided in the extension part 323D and drive parts 373 and 374 provided in the extension part 324D of the arm 324 are further provided.
  • the arms 321 to 324 can be vibrated in the Y-axis direction, and the angular velocity around the X-axis can be detected.
  • the magnitude ⁇ x of the angular velocity around the X axis can be obtained by the following expression 11.
  • the drive units 367 and 368 are provided symmetrically with respect to an axis AX32 parallel to the axis AX31.
  • the drive units 369 and 370 are provided symmetrically with respect to the axis AX32.
  • the drive units 371 and 372 are provided symmetrically with respect to the axis AX33 parallel to the axis AX31.
  • the axis AX33 is symmetric with respect to the axis AX32 with respect to the axis AX31.
  • the drive units 373 and 374 are provided symmetrically with respect to the axis AX33.
  • the drive units 367 and 371 are provided symmetrically with respect to the axis AX31.
  • the drive units 368 and 372 are provided symmetrically with respect to the axis AX31.
  • the drive units 369 and 373 are provided symmetrically with respect to the axis AX31.
  • the drive units 370 and 374 are provided symmetrically with respect to the axis AX31.
  • the drive units 367 and 369 are provided symmetrically with respect to the axis AY31.
  • the drive units 368 and 370 are provided symmetrically with respect to the axis AY31.
  • the drive units 371 and 373 are provided symmetrically with respect to the axis AY31.
  • the drive units 372 and 374 are provided symmetrically with respect to the axis AY31.
  • the driving units 367 to 374 can simultaneously detect the angular velocities of the three axes, and cancel the components caused by the acceleration that is an unnecessary signal, thereby improving the accuracy of detecting the angular velocities.
  • the monitor units 337 to 340 are provided on the J-shaped inner peripheral side of the arms 321 to 324, but may be provided on the J-shaped outer peripheral side. .
  • FIG. 33 is a plan view of still another angular velocity sensor 316B according to the sixth embodiment. 33, the same reference numerals are given to the same portions as the angular velocity sensor 316A shown in FIG.
  • the monitor unit 392 of the angular velocity sensor 316B shown in FIG. 33 further includes monitor units 375 to 378 provided in the extending portions 321C to 324C of the arms 321 to 324, respectively.
  • the monitor unit 337 and the monitor unit 338 are symmetrical with respect to the axis AY31.
  • the monitor unit 375 and the monitor unit 376 are symmetric with respect to the axis AY31.
  • the monitor unit 339 and the monitor unit 340 are symmetric with respect to the axis AY31.
  • the monitor unit 377 and the monitor unit 378 are symmetric with respect to the axis AY31.
  • the monitor unit 337 and the monitor unit 339 are symmetrical with respect to the axis AX31.
  • the monitor unit 375 and the monitor unit 377 are symmetrical with respect to the axis AX31.
  • the monitor unit 338 and the monitor unit 340 are symmetrical with respect to the axis AX31.
  • the monitor unit 376 and the monitor unit 378 are symmetric with respect to the axis AX31.
  • the monitor unit 337 and the monitor unit 375 are symmetric with respect to the axis AY32 that is the center line of the arm 321 in the Y-axis direction.
  • the monitor unit 338 and the monitor unit 376 are symmetric with respect to the axis AY33 that is the center line of the arm 322 in the Y-axis direction.
  • the monitor unit 339 and the monitor unit 377 are symmetric with respect to the axis AY32 that is the center line of the arm 323 in the Y-axis direction.
  • the monitor unit 340 and the monitor unit 378 are symmetrical with respect to the axis AY33 that is the center line of the arm 324 in the Y-axis direction.
  • the drive circuit 350 can obtain a driving vibration state by using a value obtained by subtracting the addition signal of the monitor units 375 to 378 from the addition signal of the monitor units 337 to 340, and an unnecessary signal due to acceleration can be obtained. Can be offset.
  • the arms 321 to 324 to which the weights 325 to 328 are connected are supported by the horizontal beam 320, the horizontal beam 320 is supported by the vertical beams 318 and 319, and further the vertical beam 318 and 319 are supported by a support 317.
  • the angular velocity sensors 316, 316A, and 316B can simultaneously detect the triaxial angular velocities, but are easily affected by acceleration, impact, and the like. Therefore, particularly in this structure, the effect of canceling out the angular velocity and acceleration around the other axes of the angular velocity sensors 316, 316A, and 316B becomes remarkable.
  • the angular velocity sensor of the present invention can detect the angular velocity with high accuracy, it is useful in mobile devices such as portable terminals and vehicles.
  • Angular velocity sensor 117 Support 118,119 Vertical beam 120 Horizontal beam 121-124 Arm 121F Inner edge (first inner edge) 121G outer periphery (first outer periphery) 121H Center line (first center line) 125 to 128 spindles 129 to 136 drive unit 137 to 140 monitor unit 141 to 148 detection unit 167 to 174 drive unit 175 angular velocity sensor 176 to 179 detection unit 180 angular velocity sensor 181 to 184 detection unit 191 drive unit 192 monitor unit 193 detection unit 216 Angular velocity sensor 217 Support 218, 219 Vertical beam 220 Horizontal beam 221 to 224 Arm 225 to 228 Weight 229 to 236 Drive unit 237 to 240 Monitor unit 241 to 248 Detection unit 267 to 274 Drive unit 291 Drive unit 292 Monitor unit 293 Detection unit 316 Angular velocity sensor 317 Support 318, 319 Vertical beam 320 Horizontal beam 321 to 324 Arm 325 to 328 Weight 329 to 336 Drive unit

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Abstract

　角速度センサは、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸において、支持体と、支持体に結合する保持部と、第１から第４の錘と、第１から第４のアームと、第１から第４のアームを駆動させる駆動ユニットと、第１から第４のアームの変位を検出するモニタユニットと、第１から第４のアームの変位を検出する検出ユニットとを備える。検出ユニットはＸ軸と平行な軸に関して対称に設けられており、かつＹ軸に平行な軸に関して対称に設けられている。この角速度センサは、加速度や衝撃等の外乱に起因する不要信号を相殺することができ、高精度に角速度を検出することができる。

Description

角速度センサ
　本発明は、携帯端末や車両等の可動な装置に用いられる角速度センサに関する。
　図３４は従来の角速度センサ１０１の斜視図である。角速度センサ１０１は、枠体１０２と、枠体１０２に懸架された横梁１０３と、横梁１０３に支持されたアーム１０４、１０５、１０６、１０７と、アーム１０４、１０５、１０６、１０７に接続された錘１０８、１０９、１１０、１１１と、アーム１０４、１０５、１０６、１０７を駆動させる駆動部１１２と、アーム１０４、１０５、１０６、１０７の変位を検出するモニタ部１１３と、アーム１０４、１０５、１０６、１０７の変位を検出する検出部１１４、１１５とを備える。互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸において、横梁１０３はＸ軸方向に延びる。アーム１０４、１０５のそれぞれの一端が横梁１０３に支持されてＹ軸の正方向に延出する。アーム１０４、１０５のそれぞれの他端には錘１０８、１０９が接続されている。アーム１０６、１０７のそれぞれの一端が横梁１０３に支持されてＹ軸の負方向に延出する。アーム１０６、１０７のそれぞれの他端に錘１１０、１１１が接続されている。駆動部１１２はアーム１０４、１０５、１０６、１０７をＸ軸方向に駆動させる。モニタ部１１３はアーム１０４、１０５、１０６、１０７のＸ軸方向の変位を検出する。検出部１１４、１１５はアーム１０４、１０５、１０６、１０７のＹ軸方向の変位又はＺ軸方向の変位を検出する。
　角速度センサ１０１は、加速度や衝撃等の外乱に起因する不要信号により、高精度に角速度を検出することができない場合がある。
　なお、従来の角速度センサ１０１に類似の角速度センサが特許文献１に記載されている。
特開２００８－４６０５６号公報
　角速度センサは、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸において、支持体と、支持体に結合する保持部と、第１から第４の錘と、第１から第４のアームと、第１から第４のアームを駆動させる駆動ユニットと、第１から第４のアームの変位を検出するモニタユニットと、第１から第４のアームの変位を検出する検出ユニットとを備える。検出ユニットはＸ軸と平行な軸に関して対称に設けられており、かつＹ軸に平行な軸に関して対称に設けられている。
　この角速度センサは、加速度や衝撃等の外乱に起因する不要信号を相殺することができ、高精度に角速度を検出することができる。
図１は本発明の実施の形態１における角速度センサの平面図である。 図２は図１に示す角速度センサの線２－２における概略断面図である。 図３は実施の形態１における角速度センサの信号の位相を示す図である。 図４は実施の形態１における角速度センサに接続された駆動回路の回路図である。 図５Ａは実施の形態１における角速度センサの動作を示す模式平面図である。 図５Ｂは実施の形態１における角速度センサの動作を示す模式平面図である。 図６は実施の形態１における角速度センサの信号の位相を示す図である。 図７は実施の形態１における角速度センサに接続された検出回路の回路図である。 図８は実施の形態１における他の角速度センサの平面図である。 図９は本発明の実施の形態２における角速度センサの平面図である。 図１０は実施の形態２における角速度センサの信号の位相を示す図である。 図１１は本発明の実施の形態３における角速度センサのブロック図である。 図１２は実施の形態３における角速度センサの信号の位相を示す図である。 図１３は実施の形態４における角速度センサの平面図である。 図１４は実施の形態４における角速度センサの拡大平面図である。 図１５は実施の形態４における角速度センサの検出部間の中間線の位置と不要信号の大きさとの関係を示す図である。 図１６は本発明の実施の形態５における角速度センサの平面図である。 図１７は図１６に示す角速度センサの線１７－１７における概略断面図である。 図１８は実施の形態５における角速度センサの信号の位相を示す図である。 図１９は実施の形態５における角速度センサに接続された駆動回路の回路図である。 図２０Ａは実施の形態５における角速度センサの動作を示す模式平面図である。 図２０Ｂは実施の形態５における角速度センサの動作を示す模式平面図である。 図２１は実施の形態５における角速度センサの信号の位相を示す図である。 図２２は実施の形態５における角速度センサに接続された検出回路の回路図である。 図２３は実施の形態５における他の角速度センサの平面図である。 図２４は本発明の実施の形態６における角速度センサの平面図である。 図２５は図２４に示す角速度センサの線２５－２５における概略断面図である。 図２６は実施の形態６における角速度センサの信号の位相を示す図である。 図２７は実施の形態６における角速度センサに接続された駆動回路の回路図である。 図２８Ａは実施の形態６における角速度センサの動作を示す模式平面図である。 図２８Ｂは実施の形態６における角速度センサの動作を示す模式平面図である。 図２９は実施の形態６における角速度センサの信号の位相を示す図である。 図３０は実施の形態６における角速度センサに接続された検出回路の回路図である。 図３１は実施の形態６における角速度センサの信号の位相を示す図である。 図３２は実施の形態６における他の角速度センサの平面図である。 図３３は実施の形態６におけるさらに他の角速度センサの平面図である。 図３４は従来の角速度センサの斜視図である。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１における角速度センサ１１６の平面図である。
　図１において、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。さらに、Ｘ軸とＹ軸とを含むＸＹ平面を定義する。角速度センサ１１６は、枠形状を有する支持体１１７と、支持体１１７にＹ軸と平行に懸架された縦梁１１８、１１９と、縦梁１１８、１１９間に懸架された横梁１２０と、錘１２５～１２８と、横梁１２０の中間部１９４に設けられた保持部１９５と、保持部１９５に支持されたアーム１２１～１２４と、アーム１２１～１２４をＸＹ平面と平行に駆動し振動させる駆動ユニット１９１と、アーム１２１～１２４のＸＹ平面と平行な方向の変位を検出するモニタユニット１９２と、錘１２５～１２８のＸ軸の方向の変位又はＹ軸の方向の変位又はＺ軸の方向の変位を検出する検出ユニット１９３とを備える。検出ユニット１９３はアーム１２１～１２４の変位であるＸ軸の方向の変位又はＹ軸の方向の変位又はＺ軸の方向の変位を検出する。支持体１１７は角速度が加わる被測定物１１７Ｃに固定されるように構成されている。アーム１２１は、保持部１９５に支持された一端１２１Ａと、錘１２５に接続された他端１２１Ｂとを有し、一端１２１ＡからＹ軸の正方向に延出する。アーム１２２は、保持部１９５に支持された一端１２２Ａと、錘１２６に接続された他端１２２Ｂとを有し、一端１２２ＡからＹ軸の正方向に延出する。アーム１２３は、保持部１９５に支持された一端１２３Ａと、錘１２７に接続された他端１２３Ｂとを有し、一端１２３ＡからＹ軸の負方向に延出する。アーム１２４は、保持部１９５に支持された一端１２４Ａと、錘１２８に接続された他端１２４Ｂとを有し、一端１２４ＡからＹ軸の負方向に延出する。駆動ユニット１９１は、アーム１２１～１２４をＸＹ平面と平行に振動させる駆動部１２９～１３６を有する。モニタユニット１９２は、アーム１２１～１２４のＸ軸の方向の変位をそれぞれ検出するモニタ部１３７～１４０を有する。検出ユニット１９３は、錘１２５～１２８のＹ軸の方向の変位又はＺ軸の方向の変位を検出する検出部１４１～１４８を有する。保持部１９５は横梁１２０と縦梁１１８、１１９を介して支持体１１７に結合する。支持体１１７と縦梁１１８との間にはスリット１１７Ａが設けられており、支持体１１７と縦梁１１９との間にはスリット１１７Ｂが設けられている。支持体１１７と縦梁１１８，１１９との間にスリット１１７Ａ、１１７Ｂを設けることにより、角速度センサ１１６をパッケージ又は下蓋等に接着した際の応力が横梁１２０やアーム１２１～１２４に伝達することを抑制することができる。
　また、支持体１１７にはスリット１１７Ａ、１１７Ｂが設けられていなくてもよい。この場合には、支持体１１７の一部が縦梁１１８、１１９として機能する。この場合には、角速度センサ１１６のＸ軸の方向の幅を小さくすることができる。
　支持体１１７は、縦梁１１８、１１９を支持する固定部材であり、角速度センサ１１６を格納するパッケージに別の支持部材や接着剤等を用いて固定される。支持体１１７の外縁部には複数の電極パッド１４９が設けられている。複数の電極パッド１４９は、駆動部１２９～１３６、モニタ部１３７～１４０及び検出部１４１～１４８と配線によりそれぞれ電気的に接続されている。
　縦梁１１８及び縦梁１１９はＹ軸と平行に延びており、両端が支持体１１７に接続されることにより支持体１１７に懸架されている。これにより、縦梁１１８及び縦梁１１９は、Ｚ軸の方向に撓むことができる。また、縦梁１１８と縦梁１１９とは、Ｙ軸に平行な軸ＡＹ１１に関して互いに実質的に対称となるように形成されている。これにより、角速度センサ１１６に与えられた角速度に対して、縦梁１１８と縦梁１１９とは実質的に同一の振幅で撓む。
　横梁１２０はＸ軸と平行に延びており、一端が縦梁１１８の実質的に中点に接続され、他端が縦梁１１９の実質的に中点に接続されている。これにより、横梁１２０はＺ軸の方向に撓むことができる。
　アーム１２１は、保持部１９５に接続された一端１２１ＡからＹ軸の正方向に延出する延部１２１Ｃと、延部１２１ＣからＸ軸の正方向に延びる延部１２１Ｄと、延部１２１ＤからＹ軸の負方向に延びる延部１２１Ｅとを有して実質的にＪ字形状を有する。他端１２１Ｂは延部１２１Ｅの端であり、錘１２５が接続されている。
　アーム１２２は、保持部１９５に接続された一端１２２ＡからＹ軸の正方向に延出する延部１２２Ｃと、延部１２２ＣからＸ軸の負方向に延びる延部１２２Ｄと、延部１２２ＤからＹ軸の負方向に延びる延部１２２Ｅとを有して実質的にＪ字形状を有する。他端１２２Ｂは延部１２２Ｅの端であり、錘１２６が接続されている。
　アーム１２３は、保持部１９５に接続された一端１２３ＡからＹ軸の負方向に延出する延部１２３Ｃと、延部１２３ＣからＸ軸の正方向に延びる延部１２３Ｄと、延部１２３ＤからＹ軸の正方向に延びる延部１２３Ｅとを有して実質的にＪ字形状を有する。他端１２３Ｂは延部１２３Ｅの端であり、錘１２７が接続されている。
　アーム１２４は、保持部１９５に接続された一端１２４ＡからＹ軸の負方向に延出する延部１２４Ｃと、延部１２４ＣからＸ軸の負方向に延びる延部１２４Ｄと、延部１２４ＤからＹ軸の正方向に延びる延部１２４Ｅとを有して実質的にＪ字形状を有する。他端１２４Ｂは延部１２４Ｅの端であり、錘１２８が接続されている。
　アーム１２１～１２４は、Ｘ軸の方向、Ｙ軸の方向及びＺ軸の方向に撓むことができる。
　アーム１２１とアーム１２２とは、Ｙ軸と平行な軸ＡＹ１１に関して互いに対称に形成されている。アーム１２３とアーム１２４とは、軸ＡＹ１１に関して互いに対称に形成されている。アーム１２１とアーム１２３とは、Ｘ軸と平行な軸ＡＸ１１に関して互いに対称に形成されている。アーム１２２とアーム１２４とは、軸ＡＸ１１に関して互いに対称に形成されている。この構造により、角速度センサ１１６に与えられた角速度に対して、アーム１２１～１２４は、実質的に同一の振幅で撓むようになる。
　支持体１１７、縦梁１１８、１１９、横梁１２０及びアーム１２１～１２４は、水晶、ＬｉＴａＯ３又はＬｉＮｂＯ３等の圧電材料を用いて形成しても良いし、シリコン、ダイヤモンド、溶融石英、アルミナ又はＧａＡｓ等の非圧電材料を用いて形成しても良い。特に、シリコンを用いることにより、微細加工技術を用いて非常に小型の角速度センサ１１６を形成することが可能となるとともに、回路を構成する集積回路（ＩＣ）と一体に形成することも可能となる。
　支持体１１７、縦梁１１８、１１９、横梁１２０及びアーム１２１～１２４は、それぞれ異なる材料又は同一の材料から形成した後に組み立てて形成しても良いし、同一の材料を用いて一体に形成しても良い。同一の材料を用いて一体に形成する場合は、ドライエッチング又はウエットエッチングを用いることにより、支持体１１７、縦梁１１８、１１９、横梁１２０及びアーム１２１～１２４を同一プロセスで形成することができるため、効率的に製造することができる。
　駆動部１２９～１３６は、アーム１２１～１２４をＸ軸の方向に駆動させ変位させる。実施の形態１においては、駆動部１２９～１３６はＰＺＴ等のピエゾ素子を用いた圧電方式を採用しているが、電極間の静電容量を利用した静電方式を用いることもできる。
　図２は、図１に示す駆動部１２９、１３０の線２－２における概略断面図である。ピエゾ素子１２９Ｂ、１３０Ｂを下部電極１２９Ａ、１３０Ａ及び上部電極１２９Ｃ、１３０Ｃでそれぞれ挟んで形成された駆動部１２９、１３０がアーム１２１の上面に設けられている。すなわち、駆動部１２９、１３０は、アーム１２１の上面に設けられた下部電極１２９Ａ、１３０Ａと、下部電極１２９Ａ、１３０Ａの上面に設けられたピエゾ素子１２９Ｂ、１３０Ｂと、ピエゾ素子１２９Ｂ、１３０Ｂの上面に設けられた上部電極１２９Ｃ、１３０Ｃよりなる。下部電極１２９Ａ、１３０Ａ及び上部電極１２９Ｃ、１３０Ｃは、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミ（Ａｌ）又はこれらを主成分とした合金又は酸化物により形成することができる。なお、下部電極１２９Ａ、１３０Ａとして白金（Ｐｔ）を用いることが望ましい。これにより、ピエゾ素子１２９Ｂ、１３０Ｂの材料であるＰＺＴを一方向に配向させることができる。また、上部電極１２９Ｃ、１３０Ｃとして、金（Ａｕ）を用いることが望ましい。これにより、抵抗値の経時劣化が少ないため、信頼性に優れた角速度センサ１１６とすることができる。ここで、下部電極１２９Ａ、１３０Ａはともに基準電位となっており、上部電極１２９Ｃ、１３０Ｃに交流の駆動電圧を印加することにより、アーム１２１をＸ軸の方向に振動させることができる。なお、下部電極１２９Ａ、１３０Ａ及び上部電極１２９Ｃ、１３０Ｃにともに交流の駆動電圧を印加してもよい。これにより、効率的にアーム１２１を振動させることができる。駆動部１３１～１３６は駆動部１２９、１３０と同様の構造を有して、アーム１２２～１２４の上面にそれぞれ設けられている。なお、図１に示すように、駆動部１２９～１３６は、アーム１２１～１２４における錘１２５～１２８の側すなわち延部１２１Ｅ～１２４Ｅに設けられている。これにより、アーム１２１～１２４における横梁１２０の側の部分の面積を検出部１４１～１４８を設けるために確保することができる。一方、駆動部１２９～１３６をアーム１２１～１２４における横梁１２０の側すなわち延部１２１Ｃ～１２４Ｃに設けた場合は、駆動部１２９～１３６は効率よくアーム１２１～１２４を駆動し振動させることができる。この場合は、駆動部１２９～１３６は大きな面積を有することができるので、アーム１２１～１２４の振動の振幅を大きくすることができ、角速度センサ１１６の感度を高くすることができる。
　図３は、駆動部１２９～１３６に与えられる駆動信号の位相と、アーム１２１～１２４の振動の位相とを示す図である。駆動部１２９、１３１、１３３、１３５には互いに同位相（＋）の駆動信号が与えられ、駆動部１３０、１３２、１３４、１３６には駆動部１２９、１３１、１３３、１３５と逆位相（－）の駆動信号が与えられる。これにより、アーム１２１とアーム１２３とは同位相（＋）でＸ軸の方向に振動し、アーム１２２とアーム１２４とはアーム１２１とアーム１２３と逆位相（－）でＸ軸の方向に振動する。
　モニタ部１３７～１４０は、アーム１２１～１２４のＸ軸の方向の変位を検出して、その変位に応じたモニタ信号を出力する。実施の形態１においては、モニタ部１３７～１４０はピエゾ素子を用いた圧電方式を採用しているが、電極間の静電容量を利用した静電方式を用いることもできる。
　モニタ部１３７～１４０は、図２に示す駆動部１２９、１３０と同様に、ピエゾ素子を下部電極と上部電極とで挟んで形成され、アーム１２１～１２４の上面に設けられている。また、モニタ部１３７～１４０は、図３に示すアーム１２１～１２４の振動の位相に対して同位相のモニタ信号が得られる位置に設けられている。なお、モニタ部１３７～１４０は、図１に示すように、アーム１２１～１２４における横梁１２０の側すなわち延部１２１Ｃ～１２４Ｃにそれぞれ設けられている。これにより、モニタ部１３７～１４０は小さな面積で効率よく変位によるアーム１２１～１２４の歪を検出することが可能となる。なお、検出部１４１～１４８を設ける部分の面積を確保するために、モニタ部１３７～１４０の面積は検出部１４１～１４８よりも小さくすることが望ましい。
　検出部１４１～１４８は、アーム１２１～１２４のＹ軸の方向の変位又はＺ軸の方向の変位を検出する。検出部１４１～１４８はピエゾ素子を用いた圧電方式を採用しているが、電極間の静電容量を利用した静電方式を用いることもできる。
　検出部１４１～１４８は、図２に示す駆動部１２９、１３０と同様に、ピエゾ素子を下部電極と上部電極とで挟んで形成され、アーム１２１～１２４の上面に設けられている。なお、検出部１４１～１４８は、図１に示すように、アーム１２１～１２４における横梁１２０の側すなわち延部１２１Ｃ～１２４Ｃに設けられている。これにより、検出部１４１～１４８は効率よく変位を検出することができる。この場合、検出部１４１～１４８は大きな面積を有するので、角速度センサ１１６の感度を高くすることができる。一方、検出部１４１～１４８がアーム１２１～１２４における錘１２５～１２８の側すなわち延部１２１Ｅ～１２４Ｅにそれぞれ設けられている場合は、アーム１２１～１２４における横梁１２０の側の部分の面積を駆動部１２９～１３６を設けるために確保することができる。
　図３４に示す従来の角速度センサ１０１では、Ｙ軸と平行な軸ＢＹ及びＸ軸と平行な軸ＢＸに関して検出部１１４、１１５が対称に設けられていないので、加速度や衝撃等の外乱に起因する不要信号を相殺することができず、高精度に角速度を検出することができない場合がある。
　検出部１４１と検出部１４３とは、Ｙ軸と平行な軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部１４２と検出部１４４とは、軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部１４５と検出部１４７とは、軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部１４６と検出部１４８とは、軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部１４１と検出部１４５とは、Ｘ軸と平行な軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部１４２と検出部１４６とは、軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部１４３と検出部１４７とは、軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部１４４と検出部１４８とは、軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。このように、検出部１４１～１４８よりなる検出ユニット１９３を軸ＡＹ１１及び軸ＡＸ１１に対称に設けることにより、加速度や衝撃等の外乱に起因する不要信号を相殺することができ、角速度センサ１１６は角速度を高い精度で検出することができる。
　図４は、角速度センサ１１６に接続された駆動回路１５０の回路図である。複数の電極パッド１４９の一部である電極パッド１４９Ａ～１４９Ｈは駆動部１２９～１３６とそれぞれ電気的に接続されている。複数の電極パッド１４９の一部である電極パッド１４９Ｉ～１４９Ｌは、モニタ部１３７～１４０とそれぞれ電気的に接続されている。電極パッド１４９Ｉ～１４９Ｌに接続された信号線は接続点１９６で接続されている。電極パッド１４９Ｉ～１４９Ｌから出力されたモニタ信号である電流は接続点１９６で合計されてＩＶ変換アンプ１５１に入力されて電圧に変換される。その電圧は、自動利得制御器（ＡＧＣ）１５２で一定振幅の電圧に調整されて出力される。ＡＧＣ１５２から出力された電圧の不要周波数成分がフィルタ１５３で除去される。フィルタ１５２から出力された電圧はドライブアンプ１５４で反転増幅されて電極パッド１４９Ｂ、１４９Ｄ、１４９Ｆ、１４９Ｈに供給されている。また、ドライブアンプ１５４から出力された駆動信号は、ドライブアンプ１５５で反転増幅されて電極パッド１４９Ａ、１４９Ｃ、１４９Ｅ、１４９Ｇに供給されている。この構成により、駆動回路１５０は、図３に示す位相を有する駆動信号を駆動部１２９～１３６に与え、アーム１２１～１２４を図３に示す位相で振動させることができる。
　図５Ａと図５Ｂは角速度センサ１１６に角速度が加わった場合の動作を示す模式平面図である。
　図５ＡはＺ軸の周りの角速度１５７を検出する場合の角速度センサ１１６の平面図である。駆動回路１５０から駆動部１２９～１３６に対して駆動信号が与えられることにより、錘１２５～１２８にはＸ軸の方向の固有の駆動振動周波数で駆動振動１５６が発生する。角速度センサ１１６にＺ軸の周りの角速度１５７が与えられると、コリオリの力がＹ軸の方向に発生し、錘１２５～１２８に検出振動１５８が発生する。錘１２５～１２８にＹ軸の方向の検出振動１５８が発生する結果、アーム１２１～１２４はＸ軸の方向に振動する。なお、アーム１２１、１２３とアーム１２２、１２４とは互いに逆位相で駆動振動しているので、アーム１２１、１２３の検出振動とアーム１２２、１２４の検出振動とは互いに逆位相となる。
　検出振動１５８により検出部１４１～１４８から出力される検出信号は、駆動振動１５６と同じ周波数で、かつ、角速度１５７に依存した振幅を有する。従って、この検出信号の大きさを測定することにより、角速度１５７の大きさωｚを検出することができる。
　図５Ｂは、Ｙ軸の周りの角速度１５９を検出する角速度センサ１１６の平面図である。Ｙ軸の周りの角速度１５９が入力されると、コリオリの力により錘１２５～１２８にＺ軸の方向の検出振動１６０が発生する。アーム１２１、１２３とアーム１２２、１２４とは互いに逆位相で駆動振動しているので、アーム１２１、１２３の検出振動とアーム１２２、１２４の検出振動とは互いに逆位相となる。
　検出振動１６０により検出部１４１～１４８から出力される検出信号は、駆動振動１５６と同じ周波数で、かつ、角速度１５９に依存した振幅を有する。従って、この検出信号の大きさを測定することにより、角速度１５９の大きさωｙを検出することができる。
　図６は、検出部１４１～１４８からそれぞれ出力される信号Ｓ１０１～Ｓ１０８を示し、具体的には、信号Ｓ１０１～Ｓ１０８それぞれの駆動信号に起因する成分の位相と、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の周りの角速度に起因する成分の位相と、及びＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向の加速度に起因する成分の位相を示している。
　図６より、Ｚ軸の周りの角速度１５７の大きさωｚは、以下の式１により得ることができる。
　ωｚ＝｛（Ｓ１０２＋Ｓ１０５）＋（Ｓ１０３＋Ｓ１０８）｝－｛（Ｓ１０１＋Ｓ１０６）＋（Ｓ１０４＋Ｓ１０７）｝　…（式１）
　また、Ｙ軸周りの角速度１５９の大きさωｙは、以下の式２により得ることができる。
　ωｙ＝｛（Ｓ１０２＋Ｓ１０５）＋（Ｓ１０１＋Ｓ１０６）｝－｛（Ｓ１０３＋Ｓ１０８）＋（Ｓ１０４＋Ｓ１０７）｝　…（式２）
　図６において、各ユニット１９１～１９３の対称性により、例えば駆動信号に起因する成分の大きさは信号Ｓ１０１～Ｓ１０８において同じである。また、Ｘ軸の周りの角速度に起因する成分の大きさは信号Ｓ１０１～Ｓ１０８において同じであり、他の角速度、加速度についても同様である。角速度１５７の大きさωｚを得るための式１に駆動振動に起因する成分の位相を代入すると式１の値は０となる。すなわち、検出部１４１～１４８には駆動信号に起因する成分が不要信号として混入するが、この信号は式１の演算により互いに相殺される。同様に、式１にＸ軸の周りの角速度に起因する成分の位相を代入すると、式１の値は０となる。Ｙ軸の周りの角速度に起因する成分の位相を代入すると、式１の値は０となる。Ｘ軸の方向の加速度に起因する成分の位相を代入すると、式１の値は０となる。Ｙ軸の方向の加速度に起因する成分の位相を代入すると、式１の値は０となる。Ｚ軸の方向の加速度に起因する成分の位相を代入すると、式１の値は０となる。すなわち、不要信号である他軸周りの角速度、加速度による不要信号が混入しても、式１の演算により互いに相殺される。
　同様に、Ｙ軸周りの角速度１５９の大きさωｙを得るための式２に対して、駆動信号に起因する成分の位相を代入すると、式２の値は０となる。Ｘ軸の周りの角速度に起因する成分の位相を代入すると、式２の値は０となる。Ｚ軸周りの角速度に起因する成分の位相を代入すると、式２の値は０となる。Ｘ軸方向の加速度に起因する成分の位相を代入すると、式２の値は０となる。Ｙ軸方向の加速度に起因する成分の位相を代入すると、式２の値は０となる。Ｚ軸方向の加速度に起因する成分の位相を代入すると、式２の値は０となる。すなわち、不要信号である駆動振動、他軸周りの角速度及び加速度による不要信号が混入しても、式２の演算により互いに相殺される。
　このように、検出部１４１～１４８よりなる検出ユニット１９３をＹ軸に平行な軸ＡＹ１１及びＸ軸に平行な軸ＡＸ１１に関して対称に設けたことにより、不要信号である駆動信号、他軸周りの角速度及び加速度の成分を相殺させることが可能となる。
　図７は、角速度センサ１１６に接続された検出回路１６１の回路図である。複数の電極パッド１４９の一部である電極パッド１４９－１～１４９－８は、検出部１４１～１４８とそれぞれ電気的に接続されている。式１及び式２の演算は、図７に示す検出回路１６１で行うことができる。
　電極パッド１４９－２に接続された信号線と電極パッド１４９－５に接続された信号線は接続点１９６Ａで接続されている。電極パッド１４９－２から出力される電流である信号Ｓ１０２と電極パッド１４９－５から出力される電流である信号Ｓ１０５とは接続点１９６Ａで合計されてＩＶ変換アンプ１６２Ａに入力され、電圧に変換されて出力される。電極パッド１４９－３に接続された信号線と電極パッド１４９－８に接続された信号線は接続点１９６Ｂで接続される。電極パッド１４９－３から出力される電流である信号Ｓ１０３と電極パッド１４９－８から出力される電流である信号Ｓ１０８とは接続点１９６Ｂで合計されてＩＶ変換アンプ１６２Ｂに入力され、電圧に変換されて出力される。電極パッド１４９－１に接続された信号線と電極パッド１４９－６に接続された信号線は接続点１９６Ｃに接続されている。電極パッド１４９－１から出力される電流である信号Ｓ１０１と電極パッド１４９－６から出力される電流である信号Ｓ１０６とは接続点１９６Ｃで合計されてＩＶ変換アンプ１６２Ｃに入力され、電圧に変換されて出力される。電極パッド１４９－４に接続された信号線と電極パッド１４９－７に接続された信号線は接続点１９６Ｄで接続されている。電極パッド１４９－４から出力される電流である信号Ｓ１０４と電極パッド１４９－７から出力される電流である信号Ｓ１０７とは接続点１９６Ｄで合計されてＩＶ変換アンプ１６２Ｄに入力され、電圧に変換されて出力される。
　Ｚ軸の周りの角速度１５７の大きさωｚは以下の構成で算出される。ＩＶ変換アンプ１６２Ａからの出力とＩＶ変換アンプ１６２Ｂからの出力とがそれぞれ抵抗ＲＡ１１と抵抗ＲＢ１１とを介して結線され、ＩＶ変換アンプ１６２Ｃからの出力とＩＶ変換アンプ１６２Ｄからの出力とがそれぞれ抵抗ＲＣ１１と抵抗ＲＤ１１とを介して結線され、これらが差動アンプ１６３Ｚに入力される。実施の形態１では、抵抗ＲＡ１１、ＲＢ１１は同じ抵抗値を有し、抵抗ＲＣ１１、ＲＤ１１は同じ抵抗値を有する。さらに差動アンプ１６３Ｚから出力された信号を駆動回路１５０から出力された信号を用いて検波回路１６４Ｚで検波する。検波された信号からローパスフィルタ１６５Ｚが抽出した信号をＺ軸の周りの角速度１５７の大きさωｚとして出力端子１６６Ｚから出力している。
　Ｙ軸の周りの角速度１５９の大きさωｙは以下の構成で算出される。ＩＶ変換アンプ１６２Ａからの出力とＩＶ変換アンプ１６２Ｃからの出力とがそれぞれ抵抗ＲＡ１２と抵抗ＲＣ１２とを介して結線され、ＩＶ変換アンプ１６２Ｂからの出力とＩＶ変換アンプ１６２Ｄからの出力とがそれぞれ抵抗ＲＢ１２と抵抗ＲＤ１２とを介して結線され、これらが差動アンプ１６３Ｙに入力される。実施の形態１では、抵抗ＲＡ１２、ＲＣ１２は同じ抵抗値を有し、抵抗ＲＢ１２、ＲＤ１２は同じ抵抗値を有する。さらに差動アンプ１６３Ｙから出力された信号を駆動回路１５０から出力された信号を用いて検波回路１６４Ｙで検波する。検波された信号からローパスフィルタ１６５Ｙで抽出した信号をＹ軸の周りの角速度１５９の大きさωｙとして出力端子１６６Ｙから出力している。
　図６及び図７に示すように、駆動信号に起因する成分は、ＩＶ変換アンプ１６２Ａ～１６２Ｄへ入力される前に、電極パッド１４９－１～１４９－８の結線により、相殺されている。従って、ＩＶ変換アンプ１６２Ａ～１６２Ｄで増幅する前に、駆動信号に起因する成分を相殺することができる。
　また、Ｙ軸の周りの角速度１５９に起因する成分は、Ｚ軸の周りの角速度１５７を検出するための差動アンプ１６３Ｚへ入力される前に、ＩＶ変換アンプ１６２Ａ～１６２Ｄの結線により相殺されている。従って、差動アンプ１６３Ｚで増幅する前に、Ｙ軸の周りの角速度１５９に起因する成分を相殺することができる。
　また、角速度１５７に起因する成分は、Ｙ軸の周りの角速度１５９を検出するための差動アンプ１６３Ｙへ入力される前に、ＩＶ変換アンプ１６２Ａ～１６２Ｄの結線により相殺されている。
　また、Ｘ軸の方向の加速度に起因する成分は、ＩＶ変換アンプ１６２Ａ～１６２Ｄへ入力される前に相殺することができ、Ｙ軸の方向の加速度に起因する成分は、差動アンプ１６３Ｚで増幅する前に相殺することができる。
　以上のように、検出部１４１～１４８を備えた検出ユニット１９３をＹ軸に平行な軸ＡＹ１１及びＸ軸に平行な軸ＡＸ１１に関して対称に設けたことにより、不要信号である駆動信号に起因する成分と、他軸の周りの角速度に起因する成分及び加速度に起因する成分を相殺させることが可能となる。
　また、検出部１４１、１４２は、Ｙ軸と平行な軸ＡＹ１２に関して互いに対称に設けられている。検出部１４３、１４４は、軸ＡＹ１１と平行な軸ＡＹ１３に関して互いに対称に設けられている。軸ＡＹ１３は軸ＡＹ１１に関して軸ＡＹ１２と対称である。検出部１４５、１４６は、軸ＡＹ１２に関して互いに対称に設けられている。検出部１４７、１４８は、軸ＡＹ１３に関して互いに対称に設けられている。
　図８は実施の形態１による他の角速度センサ１１６Ａの平面図である。図８において、図１に示す角速度センサ１１６と同じ部分には同じ参照番号を付す。図８に示す角速度センサ１１６Ａの駆動ユニット１９１は、アーム１２１の延部１２１Ｄに設けられた駆動部１６７、１６８と、アーム１２２の延部１２２Ｄに設けられた駆動部１６９、１７０と、アーム１２３の延部１２３Ｄに設けられた駆動部１７１、１７２と、アーム１２４の延部１２４Ｄに設けられた駆動部１７３、１７４とをさらに有する。これにより、アーム１２１～１２４をＹ軸の方向にも振動させることができ、Ｘ軸の周りの角速度をも検出することが可能となる。この場合、Ｘ軸の周りの角速度の大きさωｘは式３により得ることができる。
　ωｘ＝（Ｓ１０１＋Ｓ１０２＋Ｓ１０３＋Ｓ１０４）－（Ｓ１０５＋Ｓ１０６＋Ｓ１０７＋Ｓ１０８）　…（式３）
　駆動部１６７、１６８は軸ＡＸ１１に平行な軸ＡＸ１２に関して互いに対称に設けられている。駆動部１６９、１７０は軸ＡＸ１２に関して互いに対称に設けられている。駆動部１７１、１７２は、軸ＡＸ１１と平行な軸ＡＸ１３に関して互いに対称に設けられている。軸ＡＸ１３は軸ＡＸ１１に関して軸ＡＸ１２に対称である。駆動部１７３、１７４は、軸ＡＸ１３に関して互いに対称に設けられている。
　また、駆動部１６７、１７１は軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。駆動部１６８、１７２は軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。駆動部１６９、１７３は軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。駆動部１７０、１７４は軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。
　また、駆動部１６７、１６９は軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。駆動部１６８、１７０は軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。駆動部１７１、１７３は軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。駆動部１７２、１７４は軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。
　駆動部１６７～１７４により、３軸の角速度を同時に検出することができるとともに、各軸の角速度の検出過程において、不要信号である駆動信号、他軸の周りの角速度及び加速度に起因する成分を相殺させることが可能となる。
　なお、実施の形態１における角速度センサ１１６、１１６Ａでは、錘１２５～１２８が接続されたアーム１２１～１２４を横梁１２０で支持し、横梁１２０を縦梁１１８、１１９で支持し、さらに縦梁１１８、１１９を支持体１１７で支持する構造を採用している。この構造により、３軸の角速度を同時に検出することができるが、加速度や衝撃等の影響を受けやすくなるというデメリットが生じる。従って、角速度センサ１１６、１１６Ａの素子構造において特に、他軸周りの角速度及び加速度に起因する成分を相殺させる効果が顕著となる。
　（実施の形態２）
　図９は、実施の形態２における角速度センサ１７５の平面図である。図９において、図８に示す実施の形態１における角速度センサ１１６Ａと同じ部分には同じ参照番号を付す。図９に示す角速度センサ１７５の検出ユニット１９３は、縦梁１１８上に設けられた検出部１７６、１７８と、縦梁１１９上に設けられた検出部１７７、１７９とをさらに有する。
　縦梁１１８は、錘１２５とアーム１２１に対向する部分１１８Ｃと、錘１２７とアーム１２３に対向する部分１１８Ｄとを有する。縦梁１１８におけるアーム１２１の側、すなわち部分１１８Ｃに検出部１７６が設けられ、縦梁１１８におけるアーム１２３の側すなわち部分１１８Ｄに検出部１７８が設けられている。また、縦梁１１９は、錘１２６とアーム１２２に対向する部分１１９Ｃと、錘１２８とアーム１２４に対向する部分１１９Ｄとを有する。縦梁１１９におけるアーム１２２の側すなわち部分１１９Ｃに検出部１７７が設けられ、縦梁１１９におけるアーム１２４の側すなわち部分１１９Ｄに検出部１７９が設けられている。
　検出部１７６と検出部１７７とは軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部１７８と検出部１７９とは軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。また、検出部１７６と検出部１７８とは軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部１７７と検出部１７９とは軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。
　検出部１７６～１７９を用いて、角速度センサ１７５に加わるＸ軸の周りの角速度を検出することができる。
　図１０は、検出部１７６～１７９からそれぞれ出力される信号Ｓ１０９～Ｓ１１２を示し、具体的には信号Ｓ１０９～Ｓ１１２の駆動信号に起因する成分の位相と、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の周りの角速度に起因する成分の位相、及びＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向の加速度に起因する成分の位相を示している。
　図１０より、Ｘ軸の周りの角速度の大きさωｘ２は、式４により得ることができる。
　ωｘ２＝（Ｓ１０９＋Ｓ１１１）－（Ｓ１１０＋Ｓ１１２）　…（式４）
　図１０において、各ユニット１９１～１９３の対称性により、例えばＸ軸の周りの角速度に起因する成分の大きさは信号Ｓ１０９～Ｓ１１２において同じであり、他の角速度、加速度についても同様である。ここで、Ｘ軸の周りの角速度の大きさωｘ２を得るための式４に対して、駆動信号に起因する成分と、Ｙ軸及びＺ軸周りの角速度に起因する成分の位相と、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の加速度に起因する成分の位相を代入すると、式４の値は０となる。すなわち、不要信号であるである他軸周りの角速度、加速度に起因する成分が混入しても、式４の演算により相殺される。
　なお、図１０に示すように、検出部１７６～１７９を軸ＡＹ１１及び軸ＡＸ１１に関して対称となるように縦梁１１８、１１９に設けることにより、検出部１７６～１７９に駆動信号に起因する成分が現れなくなる。これにより、複数の検出電極から出力される信号を加算せずとも、駆動信号の影響をなくすことができる。図１に示す角速度センサ１１６では、例えば、支持体１１７に対して検出部１４１～１４８の位置がずれた場合には、式１や式２、式３の演算を行っても駆動信号に起因する成分を相殺することができない。実施の形態２における角速度センサ１７５では、支持体１１７に対して検出部１７６～１７９の位置がずれた場合であっても、駆動信号に起因する成分の影響をなくすことが可能となる。同様に、不要信号であるＹ軸周りの角速度、Ｚ軸周りの角速度及びＹ方向の加速度に起因する成分も相殺されて検出部１４１～１４８に現れないので、同様の効果を奏する。
　以上のように、検出部１７６～１７９を軸ＡＹ１１及び軸ＡＸ１１に関して対称に設けたことにより、不要信号である駆動振動、他軸周りの角速度及び加速度に起因する成分をなくす、或いは相殺させることが可能となる。
　（実施の形態３）
　図１１は、実施の形態３における角速度センサ１８０の平面図である。図１１において、図８に示す実施の形態１における角速度センサ１１６Ａと同じ部分には同じ参照番号を付す。実施の形態３における角速度センサ１８０の検出ユニット１９３は、横梁１２０上に設けられた検出部１８１～１８４をさらに有する。
　横梁１２０におけるアーム１２１側に検出部１８１が設けられ、アーム１２２側に検出部１８２が設けられ、アーム１２３側に検出部１８３が設けられ、アーム１２４側に検出部１８４が設けられている。
　検出部１８１と検出部１８２とは軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部１８３と検出部１８４とは軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。また、検出部１８１と検出部１８３とは軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部１８２と検出部１８４とは軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。
　検出部１８１～１８４を用いて、角速度センサ１８０に加わるＹ軸の周りの角速度を検出することができる。
　図１２は、検出部１８１～１８４から出力される信号Ｓ１１３～Ｓ１１６を示し、具体的には、駆動信号に起因する成分の位相と、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の周りの角速度に起因する成分の位相、及びＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向の加速度に起因する成分の位相を示している。
　図１２より、Ｙ軸の周りの角速度の大きさωｙ２は式５により得ることができる。
　ωｙ２＝（Ｓ１１３＋Ｓ１１５）－（Ｓ１１４＋Ｓ１１６）　…（式５）
　図１２において、各ユニット１９１～１９３の対称性により、例えばＸ軸の周りの角速度に起因する成分の大きさは信号Ｓ１１３～Ｓ１１６において同じであり、他の角速度、加速度についても同様である。ここで、Ｙ軸周りの角速度の大きさωｙ２を得るための式５に対して、駆動信号に起因する成分の位相と、Ｘ軸及びＺ軸の周りの角速度に起因する成分の位相と、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向の加速度に起因する成分の位相を代入すると、式５の値は０となる。すなわち、不要信号である他軸周りの角速度、加速度に起因する成分が混入しても、式５の演算により相殺される。
　なお、図１２から分かるように、検出部１８１～１８４を軸ＡＹ１１及び軸ＡＸ１１に関して対称となるように横梁１２０に設けることにより、検出部１８１～１８４に駆動信号に起因する成分が現れなくなる。これにより、複数の検出電極から出力される信号を加算せずとも、不要信号で駆動信号の影響をなくすことができる。図１に示す角速度センサ１１６では、例えば、支持体１１７に対して検出部１４１～１４８の位置がずれた場合には、式１や式２、式３の演算を行っても駆動信号に起因する成分を相殺することができない。実施の形態３における角速度センサ１８０では、支持体１１７に対して検出部１８１～１８４の位置がずれた場合であっても、駆動信号の影響をなくすことが可能となる。同様に、不要信号であるＸ軸周りの角速度に起因する成分、Ｚ軸周りの角速度に起因する成分及びＸ方向の加速度に起因する成分についても、検出部１８１～１８４に現れないので、同様の効果を奏する。
　（実施の形態４）
　図１３は、実施の形態４における角速度センサ１１６Ｂの平面図である。図１３において、図１に示す実施の形態１における角速度センサ１１６と同じ部分には同じ参照番号を付す。図１３に示す角速度センサ１１６Ｂでは、駆動ユニット１９１は、図１に示す角速度センサ１１６の駆動部１２９～１３６の代わりに、駆動部４４１～４４８を有する。また、角速度センサ１１６Ｂでは、検出ユニット１９３は、検出部１４１～１４８の代わりに、検出部４２９～４３６を有する。
　駆動ユニット１９１は軸ＡＸ１１と軸ＡＹ１１に関して対称に形成されている。駆動部４４１、４４３は軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。駆動部４４２、４４４は軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。駆動部４４５、４４７は軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。駆動部４４６、４４８は軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。また、駆動部４４１、４４５は軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。駆動部４４２、４４６は軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。駆動部４４３、４４７は軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。駆動部４４４、４４８は軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。
　また、検出ユニット１９３は軸ＡＸ１１と軸ＡＹ１１に関して対称に形成されている。検出部４２９、４３１は軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部４３０、４３２は軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部４３３、４３５は軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部４３４、４３６は軸ＡＹ１１に関して互いに対称に設けられている。また、検出部４２９、４３３は軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部４３０、４３４は軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部４３１、４３５は軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。検出部４３２、４３６は軸ＡＸ１１に関して互いに対称に設けられている。
　駆動部４４１、４４２は共にアーム１２１に沿って延部１２１Ｃ、１２１Ｄに亘って設けられている。駆動部４４３、４４４は共にアーム１２２に沿って延部１２２Ｃ、１２２Ｄに亘って設けられている。駆動部４４５、４４６は共にアーム１２３に沿って延部１２３Ｃ、１２３Ｄに亘って設けられている。駆動部４４７、４４８は共にアーム１２４に沿って延部１２４Ｃ、１２４Ｄに亘って設けられている。
　検出部４２９、４３０は共にアーム１２１に沿って延部１２１Ｄ、１２１Ｅに亘って設けられている。検出部４３１、４３２は共にアーム１２２に沿って延部１２２Ｄ、１２２Ｅに亘って設けられている。検出部４３３、４３４は共にアーム１２３に沿って延部１２３Ｄ、１２３Ｅに亘って設けられている。検出部４３５、４３６は共にアーム１２４に沿って延部１２４Ｄ、１２４Ｅに亘って設けられている。
　図１４は角速度センサ１１６Ｂの拡大平面図であり、特にアーム１２１と錘１２５を示す。アーム１２１は、横梁１２０の中間部１９４に設けられた保持部１９５に接続された一端１２１Ａから、錘１２５に接続された他端１２１Ｂまで延びて実質的にＪ字形状を有する。アーム１２１の検出部４２９、４３０と駆動部４４１、４４２とモニタ部１３７が設けられている面は実質的にＪ字形状に延びる。その面は、そのＪ字形状の内周に沿って延びる内周縁１２１Ｆと、そのＪ字形状の外周に沿って延びる外周縁１２１Ｇと、内周縁１２１Ｆと外周縁１２１Ｇとの間の真中に延びる中心線１２１Ｈとを有する。
　アーム１２１の延部１２１Ｄ、１２１Ｅに亘って延びている検出部４２９は、アーム１２１の延部１２１Ｄ、１２１Ｅに亘って延びている検出部４３０に比べて、アーム１２１のＪ字形状の外周縁１２１Ｇにより近い。すなわち、検出部４３０は、検出部４２９に比べて、アーム１２１のＪ字形状の内周縁１２１Ｆにより近い。検出部４２９、４３０間の間隙Ｇ１０１の真中をアーム１２１に沿って延びる中間線Ｂ１０１を定義する。すなわち、中間線Ｂ１０１と外周縁１２１Ｇとの間に検出部４２９が位置し、中間線Ｂ１０１と内周縁１２１Ｆとの間に検出部４３０が位置する。検出部４２９、４３０は同じ幅でアーム１２１に沿って延びることが望ましい。
　すなわち、アーム１２１は、内周側に位置する内周縁１２１Ｆと、外周側に位置する外周縁１２１Ｇと、内周縁１２１Ｆと外周縁１２１Ｇの真中に延びる中心線１２１Ｈとを有するようにＪ字形状に曲がっている。検出部４２９と検出部４３０はアーム１２１に沿って延びている。検出部４２９と検出部４３０との間の真中の中間線Ｂ１０１は中心線１２１Ｈと内周縁１２１Ｆとの間に位置する。検出部４２９と検出部４３０はアーム１２１に沿って曲がって延びていてもよい。
　アーム１２１と同様に、アーム１２２は、内周側に位置する内周縁と、外周側に位置する外周縁と、内周縁と外周縁の真中に延びる中心線とを有するようにＪ字形状に曲がっている。検出部４３１と検出部４３２はアーム１２２に沿って延びている。検出部４３１と検出部４３２との間の真中の中間線は上記中心線と内周縁との間に位置する。検出部４３１と検出部４３２はアーム１２２に沿って曲がって延びていてもよい。
　アーム１２１と同様に、アーム１２３は、内周側に位置する内周縁と、外周側に位置する外周縁と、内周縁と外周縁の真中に延びる中心線とを有するようにＪ字形状に曲がっている。検出部４３３と検出部４３４はアーム１２３に沿って延びている。検出部４３３と検出部４３４との間の真中の中間線は上記中心線と内周縁との間に位置する。検出部４３３と検出部４３４はアーム１２３に沿って曲がって延びていてもよい。
　アーム１２１と同様に、アーム１２４は、内周側に位置する内周縁と、外周側に位置する外周縁と、内周縁と外周縁の真中に延びる中心線とを有するようにＪ字形状に曲がっている。検出部４３５と検出部４３６はアーム１２４に沿って延びている。検出部４３５と検出部４３６との間の真中の中間線は上記中心線と内周縁との間に位置する。検出部４３５と検出部４３６はアーム１２４に沿って曲がって延びていてもよい。
　図１５は、アーム１２１に設けられた検出部４２９、４３０間の中間線Ｂ１０１の位置と、図７に示す検出回路１６１から出力される不要信号の大きさとの関係を示す図である。図１５に示すように、中間線Ｂ１０１をアーム１２１の中心線１２１Ｈから内周側にずらすことにより、検出部４２９、４３０から出力される信号のバランスが取れて、不要信号の大きさが０となる。実施の形態４では、中間線Ｂ１０１をアーム１２１の幅（１００μｍ）に対して１％（＝約１μｍ）だけ中心線１２１Ｈから内周側にずらす。他のアーム１２２～１２４と他の検出部４３１～４３６も、アーム１２１と検出部４２９、４３０と同様に配置することで不要信号の大きさを０にすることができる。
　また、図１４に示すように、アーム１２１に設けられた駆動部４４１、４４２はアーム１２１に沿って延びている。駆動部４４１と駆動部４４２との間の間隙Ｇ１０２の真中の中間線Ｂ１０２は、中間線Ｂ１０１とは逆に、中心線１２１Ｈと外周縁１２１Ｇとの間に位置する。これにより、アーム１２１をＸ軸の正負方向に同じ変位でバランス良く振動させることができる。実施の形態４では、中間線Ｂ１０２をアーム１２１の幅（１００μｍ）に対して１％（＝約１μｍ）だけ中心線１２１Ｈから外周側にずらす。駆動部４４１、４４２は同じ幅でアーム１２１に沿って延びることが望ましい。また、駆動部４４１、４４２はアーム１２１に沿って曲がって延びることが望ましい。
　アーム１２１と同様に、アーム１２２に設けられた駆動部４４３、４４４はアーム１２２に沿って延びている。駆動部４４３と駆動部４４４との間の真中の中間線はアーム１２２の中心線と外周縁との間に位置する。これにより、アーム１２２をＸ軸の正負方向に同じ変位でバランス良く振動させることができる。実施の形態４では、中間線をアーム１２２の幅（１００μｍ）に対して１％（＝約１μｍ）だけ中心線から外周側にずらす。駆動部４４３、４４４は同じ幅でアーム１２２に沿って延びることが望ましい。また、駆動部４４３、４４４はアーム１２２に沿って曲がって延びることが望ましい。
　アーム１２１と同様に、アーム１２３に設けられた駆動部４４５、４４６はアーム１２３に沿って延びている。駆動部４４５と駆動部４４６との間の真中の中間線はアーム１２３の中心線と外周縁との間に位置する。これにより、アーム１２３をＸ軸の正負方向に同じ変位でバランス良く振動させることができる。実施の形態４では、中間線をアーム１２３の幅（１００μｍ）に対して１％（＝約１μｍ）だけ中心線から外周側にずらす。駆動部４４５、４４６は同じ幅でアーム１２３に沿って延びることが望ましい。また、駆動部４４４、４４５はアーム１２３に沿って曲がって延びることが望ましい。
　アーム１２１と同様に、アーム１２４に設けられた駆動部４４７、４４８はアーム１２４に沿って延びている。駆動部４４７と駆動部４４８との間の真中の中間線はアーム１２４の中心線と外周縁との間に位置する。これにより、アーム１２４をＸ軸の正負方向に同じ変位でバランス良く振動させることができる。実施の形態４では、中間線をアーム１２４の幅（１００μｍ）に対して１％（＝約１μｍ）だけ中心線から外周側にずらす。駆動部４４７、４４８は同じ幅でアーム１２４に沿って延びることが望ましい。また、駆動部４４７、４４８はアーム１２４に沿って曲がって延びることが望ましい。
　（実施の形態５）
　図１６は、本発明の実施の形態５における角速度センサ２１６の平面図である。
　図１６において、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。さらに、Ｘ軸とＹ軸とを含むＸＹ平面を定義する。角速度センサ２１６は、枠形状を有する支持体２１７と、支持体２１７にＹ軸と平行に懸架された縦梁２１８、２１９と、縦梁２１８、２１９間に懸架された横梁２２０と、錘２２５～２２８と、横梁２２０の中間部２９４に設けられた保持部２９５と、保持部２９５に支持されたアーム２２１～２２４と、アーム２２１～２２４をＸＹ平面と平行に駆動し振動させる駆動ユニット２９１と、アーム２２１～２２４のＸＹ平面と平行な方向の変位を検出するモニタユニット２９２と、アーム２２１～２２４に設けられた錘２２５～２２８のＸ軸の方向の変位又はＹ軸の方向の変位又はＺ軸の方向の変位を検出する検出ユニット２９３とを備える。検出ユニット２９３はアーム２２１～２２４の変位であるＸ軸の方向の変位又はＹ軸の方向の変位又はＺ軸の方向の変位を検出する。支持体２１７は角速度が加わる被測定物２１７Ｃに固定されるように構成されている。アーム２２１は、保持部２９５に支持された一端２２１Ａと、錘２２５に接続された他端２２１Ｂとを有し、一端２２１ＡからＹ軸の正方向に延出する。アーム２２２は、保持部２９５に支持された一端２２２Ａと、錘２２６に接続された他端２２２Ｂとを有し、一端２２２ＡからＹ軸の正方向に延出する。アーム２２３は、保持部２９５に支持された一端２２３Ａと、錘２２７に接続された他端２２３Ｂとを有し、一端２２３ＡからＹ軸の負方向に延出する。アーム２２４は、保持部２９５に支持された一端２２４Ａと、錘２２８に接続された他端２２４Ｂとを有し、一端２２４ＡからＹ軸の負方向に延出する。駆動ユニット２９１は、アーム２２１～２２４をＸＹ平面と平行に振動させる駆動部２２９～２３６を有する。モニタユニット２９２は、アーム２２１～２２４のＸ軸の方向の変位をそれぞれ検出するモニタ部２３７～２４０を有する。検出ユニット２９３は、錘２２５～２２８のＹ軸の方向の変位又はＺ軸の方向の変位を検出する検出部２４１～２４８を有する。保持部２９５は横梁２２０と縦梁２１８、２１９を介して支持体２１７に結合する。支持体２１７と縦梁２１８との間にはスリット２１７Ａが設けられており、支持体２１７と縦梁２１９との間にはスリット２１７Ｂが設けられている。支持体２１７と縦梁２１８，２１９との間にスリット２１７Ａ、２１７Ｂを設けることにより、角速度センサ２１６をパッケージ又は下蓋等に接着した際の応力が横梁２２０やアーム２２１～２２４に伝達することを抑制することができる。
　また、支持体２１７にはスリット２１７Ａ、２１７Ｂが設けられていなくてもよい。この場合には、支持体２１７の一部が縦梁２１８、２１９として機能する。この場合には、角速度センサ２１６のＸ軸の方向の幅を小さくすることができる。
　支持体２１７は、縦梁２１８、２１９を支持する固定部材であり、角速度センサ２１６を格納するパッケージに別の支持部材や接着剤等を用いて固定される。支持体２１７の外縁部には複数の電極パッド２４９が設けられている。複数の電極パッド２４９は、駆動部２２９～２３６、モニタ部２３７～２４０及び検出部２４１～２４８と配線によりそれぞれ電気的に接続されている。
　縦梁２１８及び縦梁２１９はＹ軸と平行に延びており、両端が支持体２１７に接続されることにより支持体２１７に懸架されている。これにより、縦梁２１８及び縦梁２１９は、Ｚ軸の方向に撓むことができる。また、縦梁２１８と縦梁２１９とは、Ｙ軸に平行な軸ＡＹ２１に関して互いに実質的に対称となるように形成されている。これにより、角速度センサ２１６に与えられた角速度に対して、縦梁２１８と縦梁２１９とは実質的に同一の振幅で撓む。
　横梁２２０はＸ軸と平行に延びており、一端が縦梁２１８の実質的に中点に接続され、他端が縦梁２１９の実質的に中点に接続されている。これにより、横梁２２０はＺ軸の方向に撓むことができる。
　アーム２２１は、保持部２９５に接続された一端２２１ＡからＹ軸の正方向に延出する延部２２１Ｃと、延部２２１ＣからＸ軸の正方向に延びる延部２２１Ｄと、延部２２１ＤからＹ軸の負方向に延びる延部２２１Ｅとを有して実質的にＪ字形状を有する。他端２２１Ｂは延部２２１Ｅの端であり、錘２２５が接続されている。
　アーム２２２は、保持部２９５に接続された一端２２２ＡからＹ軸の正方向に延出する延部２２２Ｃと、延部２２２ＣからＸ軸の負方向に延びる延部２２２Ｄと、延部２２２ＤからＹ軸の負方向に延びる延部２２２Ｅとを有して実質的にＪ字形状を有する。他端２２２Ｂは延部２２２Ｅの端であり、錘２２６が接続されている。
　アーム２２３は、保持部２９５に接続された一端２２３ＡからＹ軸の負方向に延出する延部２２３Ｃと、延部２２３ＣからＸ軸の正方向に延びる延部２２３Ｄと、延部２２３ＤからＹ軸の正方向に延びる延部２２３Ｅとを有して実質的にＪ字形状を有する。他端２２３Ｂは延部２２３Ｅの端であり、錘２２７が接続されている。
　アーム２２４は、保持部２９５に接続された一端２２４ＡからＹ軸の負方向に延出する延部２２４Ｃと、延部２２４ＣからＸ軸の負方向に延びる延部２２４Ｄと、延部２２４ＤからＹ軸の正方向に延びる延部２２４Ｅとを有して実質的にＪ字形状を有する。他端２２４Ｂは延部２２４Ｅの端であり、錘２２８が接続されている。
　アーム２２１～２２４は、Ｘ軸の方向、Ｙ軸の方向及びＺ軸の方向に撓むことができる。
　アーム２２１とアーム２２２とは、Ｙ軸と平行な軸ＡＹ２１に関して互いに対称に形成されている。アーム２２３とアーム２２４とは、軸ＡＹ２１に関して互いに対称に形成されている。アーム２２１とアーム２２３とは、Ｘ軸と平行な軸ＡＸ２１に関して互いに対称に形成されている。アーム２２２とアーム２２４とは、軸ＡＸ２１に関して互いに対称に形成されている。この構造により、角速度センサ２１６に与えられた角速度に対して、アーム２２１～２２４は、実質的に同一の振幅で撓むようになる。
　支持体２１７、縦梁２１８、２１９、横梁２２０及びアーム２２１～２２４は、水晶、ＬｉＴａＯ３又はＬｉＮｂＯ３等の圧電材料を用いて形成しても良いし、シリコン、ダイヤモンド、溶融石英、アルミナ又はＧａＡｓ等の非圧電材料を用いて形成しても良い。特に、シリコンを用いることにより、微細加工技術を用いて非常に小型の角速度センサ２１６を形成することが可能となるとともに、回路を構成する集積回路（ＩＣ）と一体に形成することも可能となる。
　支持体２１７、縦梁２１８、２１９、横梁２２０及びアーム２２１～２２４は、それぞれ異なる材料又は同一の材料から形成した後に組み立てて形成しても良いし、同一の材料を用いて一体に形成しても良い。同一の材料を用いて一体に形成する場合は、ドライエッチング又はウエットエッチングを用いることにより、支持体２１７、縦梁２１８、２１９、横梁２２０及びアーム２２１～２２４を同一プロセスで形成することができるため、効率的に製造することができる。
　駆動部２２９～２３６は、アーム２２１～２２４をＸ軸方向に駆動させ変位させる。実施の形態５においては、駆動部２２９～２３６はＰＺＴ等のピエゾ素子を用いた圧電方式を採用しているが、電極間の静電容量を利用した静電方式を用いることもできる。
　図１７は、図１６に示す駆動部２２９、２３０の線１７－１７における概略断面図である。ピエゾ素子２２９Ｂ、２３０Ｂを下部電極２２９Ａ、２３０Ａ及び上部電極２２９Ｃ、２３０Ｃでそれぞれ挟んで形成された駆動部２２９、２３０がアーム２２１の上面に設けられている。すなわち、駆動部２２９、２３０は、アーム２２１の上面に設けられた下部電極２２９Ａ、２３０Ａと、下部電極２２９Ａ、２３０Ａの上面に設けられたピエゾ素子２２９Ｂ、２３０Ｂと、ピエゾ素子２２９Ｂ、２３０Ｂの上面に設けられた上部電極２２９Ｃ、２３０Ｃよりなる。下部電極２２９Ａ、２３０Ａ及び上部電極２２９Ｃ、２３０Ｃは、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミ（Ａｌ）又はこれらを主成分とした合金又は酸化物により形成することができる。なお、下部電極２２９Ａ、２３０Ａとして白金（Ｐｔ）を用いることが望ましい。これにより、ピエゾ素子２２９Ｂ、２３０Ｂの材料であるＰＺＴを一方向に配向させることができる。また、上部電極２２９Ｃ、２３０Ｃとして、金（Ａｕ）を用いることが望ましい。これにより、抵抗値の経時劣化が少ないため、信頼性に優れた角速度センサ２１６とすることができる。ここで、下部電極２２９Ａ、２３０Ａはともに基準電位となっており、上部電極２２９Ｃ、２３０Ｃに交流の駆動電圧を印加することにより、アーム２２１をＸ軸の方向に振動させることができる。なお、下部電極２２９Ａ、２３０Ａ及び上部電極２２９Ｃ、２３０Ｃにともに交流の駆動電圧を印加してもよい。これにより、効率的にアーム２２１を振動させることができる。駆動部２３１～２３６は駆動部２２９、２３０と同様の構造を有して、アーム２２２～２２４の上面にそれぞれ設けられている。なお、図１６に示すように、駆動部２２９～２３６は、アーム２２１～２２４における錘２２５～２２８の側すなわち延部２２１Ｅ～２２４Ｅにそれぞれ設けられている。これにより、アーム２２１～２２４における横梁２２０の側の部分の面積を検出部２４１～２４８のために確保することができる。一方、駆動部２２９～２３６をアーム２２１～２２４における横梁２２０の側すなわち延部２２１Ｃ～２２４Ｃにそれぞれ設けた場合は、駆動部２２９～２３６は効率よくアーム２２１～２２４を駆動し振動させることができる。この場合は、駆動部２２９～２３６は大きな面積を有することができるので、アーム２２１～２２４の振幅を大きくすることができ、角速度センサ２１６の感度を高くすることができる。
　駆動部２２９、２３０は軸ＡＹ２１に平行な軸ＡＹ２４に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３１、２３２は、軸ＡＹ２１と平行な軸ＡＹ２５に関して互いに対称に設けられている。軸ＡＹ２５は軸ＡＹ２１に関して軸ＡＹ２４に対称である。駆動部２３３、２３４は軸ＡＹ２４に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３５、２３６は軸ＡＹ２５に関して互いに対称に設けられている。
　また、駆動部２２９、２３１は軸ＡＹ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３０、２３２は軸ＡＹ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３３、２３５は軸ＡＹ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３４、２３６は軸ＡＹ２１に関して互いに対称に設けられている。
　また、駆動部２２９、２３３は軸ＡＸ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３０、２３４は軸ＡＸ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３１、２３５は軸ＡＸ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３２、２３６は軸ＡＸ２１に関して互いに対称に設けられている。
　図１８は、駆動部２２９～２３６に与えられる駆動信号の位相と、アーム２２１～２２４の振動の位相とを示す図である。駆動部２２９、２３１、２３３、２３５には互いに同位相（＋）の駆動信号が与えられ、駆動部２３０、２３２、２３４、２３６には駆動部２２９、２３１、２３３、２３５と逆位相（－）の駆動信号が与えられる。これにより、アーム２２１とアーム２２３とは同位相（＋）でＸ軸の方向に振動し、アーム２２２とアーム２２４とはアーム２２１とアーム２２３と逆位相（－）でＸ軸の方向に振動する。
　モニタ部２３７～２４０は、アーム２２１～２２４のＸ軸の方向の変位を検出する。実施の形態５においては、モニタ部２３７～２４０はピエゾ素子を用いた圧電方式を採用しているが、電極間の静電容量を利用した静電方式を用いることもできる。
　モニタ部２３７～２４０は、図１７に示す駆動部２２９、２３０と同様に、ピエゾ素子を下部電極と上部電極とで挟んで形成され、アーム２２１～２２４の上面に設けられている。また、モニタ部２３７～２４０は、図１８に示すアーム２２１～２２４の振動の位相に対して、モニタ部２３７～２４０は、同位相のモニタ信号が得られる位置に設けられている。なお、モニタ部２３７～２４０は、図１６に示すように、アーム２２１～２２４における横梁２２０の側すなわち延部２２１Ｃ～２２４Ｃにそれぞれ設けられている。これにより、小さな面積で効率よく変位によるアーム２２１～２２４の歪を検出することが可能となる。なお、検出部２４１～２４８を設ける部分面積を確保するために、モニタ部２３７～２４０の面積は検出部２４１～２４８よりも小さくすることが望ましい。
　検出部２４１～２４８は、アーム２２１～２２４のＹ軸の方向の変位又はＺ軸の方向の変位を検出する。検出部２４１～２４８はピエゾ素子を用いた圧電方式を採用しているが、電極間の静電容量を利用した静電方式を用いることもできる。
　検出部２４１～２４８は、図１７に示す駆動部２２９、２３０と同様に、ピエゾ素子を下部電極と上部電極とで挟んで形成され、アーム２２１～２２４の上面に設けられている。なお、検出部２４１～２４８は、図１６に示すように、アーム２２１～２２４における横梁２２０の側すなわち延部２２１Ｃ～２２４Ｃに設けられている。これにより、検出部２４１～２４８は効率よく変位を検出することができる。この場合、検出部２４１～２４８は大きな面積を有することができるので、角速度センサ２１６の感度を高くすることができる。一方、検出部２４１～２４８がアーム２２１～２２４における錘２２５～２２８の側すなわち延部２２１Ｅ～２２４Ｅに設けられている場合は、アーム２２１～２２４における横梁２２０の側の部分の面積を駆動部２２９～２３６を設けるために確保することができる。
　図１６に示すように、駆動部２２９と駆動部２３１とは、Ｙ軸と平行な軸ＡＹ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３０と駆動部２３２とは、軸ＡＹ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３３と駆動部２３５とは、軸ＡＹ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３４と駆動部２３６とは、軸ＡＹ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２２９と駆動部２３３とは、Ｘ軸と平行な軸ＡＸ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３０と駆動部２３４とは、軸ＡＸ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３１と駆動部２３５とは、軸ＡＸ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２３２と駆動部２３６とは、軸ＡＸ２１に関して互いに対称に設けられている。このように駆動部２２９～２３６よりなる駆動ユニット２９１を軸ＡＹ２１及び軸ＡＸ２１に関して対称に設けることにより、加速度等の外乱に影響されずにアームを安定駆動させることができ、角速度センサ２１６は角速度を高い精度で検出することができる。
　図１９は、角速度センサ２１６に接続された駆動回路２５０の回路図である。複数の電極パッド２４９の一部である電極パッド２４９Ａ～２４９Ｈは駆動部２２９～２３６とそれぞれ電気的に接続されている。複数の電極パッド２４９の一部である電極パッド２４９Ｉ～２４９Ｌはモニタ部２３７～２４０とそれぞれ電気的に接続されている。電極パッド２４９Ｉ～２４９Ｌに接続された信号線は接続点２９６で接続されている。電極パッド２４９Ｉ～２４９Ｌから出力されたモニタ信号である電流は接続点２９６で合計されてＩＶ変換アンプ２５１に入力されて電圧に変換される。その電圧は、自動利得制御器（ＡＧＣ）２５２で一定振幅の電圧に調整されて出力される。ＡＧＣ２５２から出力された電圧の不要周波数成分がフィルタ２５３で除去される。フィルタ２５３から出力された電圧はドライブアンプ２５４で反転増幅されて電極パッド２４９Ｂ、２４９Ｄ、２４９Ｆ、２４９Ｈに供給されている。また、ドライブアンプ２５４から出力された駆動信号は、ドライブアンプ２５５で反転増幅されて電極パッド２４９Ａ、２４９Ｃ、２４９Ｅ、２４９Ｇに供給されている。この構成により、駆動回路２５０は、図１８に示す位相を有する駆動信号を駆動部２２９～２３６に与え、アーム２２１～２２４を図１８に示す位相で振動させることができる。
　図２０Ａと図２０Ｂは、角速度センサ２１６に角速度が加わった場合の動作を示す模式平面図である。
　図２０Ａは、Ｚ軸の周りの角速度２５７を検出する場合の角速度センサ２１６の動作を示す模式平面図である。角速度センサ２１６は駆動回路２５０から駆動部２２９～２３６に対して駆動信号が与えられることにより、Ｘ軸方向の固有の駆動振動周波数で駆動振動２５６が発生する。角速度センサ２１６にＺ軸周りの角速度２５７が与えられると、錘２２５～２２８にはコリオリの力がＹ軸の方向に発生し、検出振動２５８が発生する。錘２２５～２２８にＹ軸の方向の検出振動２５８が発生する結果、アーム２２１～２２４はＸ軸の方向に振動する。なお、アーム２２１、２２３とアーム２２２、２２４とは互いに逆位相で駆動振動しているので、アーム２２１、２２３の検出振動とアーム２２２、２２４の検出振動とは互いに逆位相となる。
　検出振動２５８により検出部２４１～２４８から出力される検出信号は、駆動振動２５６と同じ周波数で、かつ、角速度２５７に依存した振幅を有する。従って、この検出信号の大きさを測定することにより、角速度２５７の大きさωｚを検出することができる。
　図２０Ｂは、Ｙ軸の周りの角速度２５９を検出する場合の角速度センサ２１６の模式平面図である。図２０Ｂにおいて、Ｙ軸の周りの角速度２５９が入力されると、コリオリの力により錘２２５～２２８にＺ軸方向に検出振動２６０が発生する。なお、アーム２２１、２２３とアーム２２２、２２４とは互いに逆位相で駆動振動しているので、アーム２２１、２２３の検出振動とアーム２２２、２２４の検出振動とは互いに逆位相となる。
　検出振動２６０により検出部２４１～２４８から出力される検出信号は、駆動振動２５６と同じ周波数で、かつ、角速度２５９に依存した振幅を有する。従って、この検出信号の大きさを測定することにより、角速度２５９の大きさωｙを検出することができる。
　図２１は検出部２４１～２４８からそれぞれ出力される信号Ｓ２０１～Ｓ２０８を示し、具体的には、信号Ｓ２０１～２０８それぞれの駆動信号に起因する成分の位相と、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の周りの角速度に起因する成分の位相、及びＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の方向の加速度に起因する成分の位相を示している。
　図２１より、Ｚ軸の周りの角速度２５７の大きさωｚは、以下の式６により得ることができる。
　ωｚ＝｛（Ｓ２０２＋Ｓ２０５）＋（Ｓ２０３＋Ｓ２０８）｝－｛（Ｓ２０１＋Ｓ２０６）＋（Ｓ２０４＋Ｓ２０７）｝　…（式６）
　また、Ｙ軸周りの角速度２５９の大きさωｙは、以下の式７により得ることができる。
　ωｙ＝｛（Ｓ２０２＋Ｓ２０５）＋（Ｓ２０１＋Ｓ２０６）｝－｛（Ｓ２０３＋Ｓ２０８）＋（Ｓ２０４＋Ｓ２０７）｝　…（式７）
　図２１において、各ユニット２９１～２９３の対称性により、例えば駆動信号に起因する成分の大きさは信号Ｓ２０１～Ｓ２０８において同じである。また、Ｘ軸の周りの角速度に起因する成分の大きさは信号Ｓ２０１～Ｓ２０８において同じであり、他の角速度についても同様である。角速度２５７の大きさωｚを得るための式６に駆動振動による成分の位相を代入すると式６の値は０となる。すなわち、検出部２４１～２４８には駆動信号に起因する成分が不要信号として混入するが、この信号は式６の演算により互いに相殺される。同様に、式６にＸ軸の周りの角速度に起因する成分の位相を代入すると、式１の値は０となる。同様に、式６にＹ軸周りの角速度に起因する成分の位相を代入すると、式１の値は０となる。すなわち、不要信号である他軸周りの角速度による不要信号が混入しても、式６の演算により互いに相殺される。
　同様に、Ｙ軸周りの角速度２５９の大きさωｙを得るための式７に対して、駆動信号に起因する成分の位相を代入すると、式７の値は０となる。Ｘ軸の周りの角速度に起因する成分の位相を代入すると、式７の値は０となる。同様に、Ｚ軸の周りの角速度に起因する成分の位相を代入すると、式７の値は０となる。すなわち、不要信号である駆動信号及び他軸周りの角速度による不要信号が混入しても、式７の演算により互いに相殺される。
　このように、検出部２４１～２４８よりなる検出ユニット２９３をＹ軸に平行な軸ＡＹ２１及びＸ軸に平行な軸ＡＸ２１に関して対称に設けたことにより、不要信号である駆動信号及び他軸周りの角速度の成分を相殺させることが可能となる。
　図２２は、角速度センサ２１６に接続された検出回路２６１の回路図である。複数の電極パッド２４９の一部である電極パッド２４９－１～２４９－８は検出部２４１～２４８とそれぞれ電気的に接続されている。上記の式６及び式７の演算は、図２２に示す検出回路２６１で行うことができる。
　電極パッド２４９－２に接続された信号線と電極パッド２４９－５に接続された信号線は接続点２９６Ａで接続されている。電極パッド２４９－２から出力される電流である信号Ｓ２０２と電極パッド２４９－５から出力される電流である信号Ｓ２０５とは接続点２９６Ａで合計されてＩＶ変換アンプ２６２Ａに入力され、電圧に変換されて出力される。電極パッド２４９－３に接続された信号線と電極パッド２４９－８に接続された信号線は接続点２９６Ｂで接続される。電極パッド２４９－３から出力される電流である信号Ｓ２０３と電極パッド２４９－８から出力される電流である信号Ｓ２０８とは接続点２９６Ｂで合計されてＩＶ変換アンプ２６２Ｂに入力され、電圧に変換されて出力される。電極パッド２４９－１に接続された信号線と電極パッド２４９－６に接続された信号線は接続点２９６Ｃに接続されている。電極パッド２４９－１から出力される電流である信号Ｓ２０１と電極パッド２４９－６から出力される電流である信号Ｓ２０６とは接続点２９６Ｂで合計されてＩＶ変換アンプ２６２Ｃに入力され、電圧に変換されて出力される。電極パッド２４９－４に接続された信号線と電極パッド２４９－７に接続された信号線は接続点２９６Ｄで接続されている。電極パッド２４９－４から出力される電流である信号Ｓ２０４と電極パッド２４９－７から出力される電流である信号Ｓ２０７とは接続点２９６Ｄで合計されてＩＶ変換アンプ２６２Ｄに入力され、電圧に変換されて出力される。
　Ｚ軸の周りの角速度２５７の大きさωｚは以下の構成で算出される。ＩＶ変換アンプ２６２Ａからの出力とＩＶ変換アンプ２６２Ｂからの出力とがそれぞれ抵抗ＲＡ２１と抵抗ＲＢ２１とを介して結線され、ＩＶ変換アンプ２６２Ｃからの出力とＩＶ変換アンプ２６２Ｄからの出力とがそれぞれ抵抗ＲＣ２１と抵抗ＲＤ２１とを介して結線され、これらが差動アンプ２６３Ｚに入力される。実施の形態５では、抵抗ＲＡ２１、ＲＢ２１は同じ抵抗値を有し、抵抗ＲＣ２１、ＲＤ２１は同じ抵抗値を有する。さらに差動アンプ２６３Ｚから出力された信号を駆動回路２５０から出力された信号を用いて検波回路２６４Ｚで検波する。検波された信号からローパスフィルタ２６５Ｚが抽出した信号をＺ軸周りの角速度２５７の大きさωｚとして出力端子２６６Ｚから出力している。
　Ｙ軸の周りの角速度２５９の大きさωｙは以下の構成で算出される。ＩＶ変換アンプ２６２Ａからの出力とＩＶ変換アンプ２６２Ｃからの出力とがそれぞれ同じ抵抗値の抵抗ＲＡ２２と抵抗ＲＣ２２とを介して結線され、ＩＶ変換アンプ２６２Ｂからの出力とＩＶ変換アンプ２６２Ｄからの出力とがそれぞれ同じ抵抗値の抵抗ＲＢ２２と抵抗ＲＤ２２とを介して結線され、これらが差動アンプ２６３Ｙに入力される。実施の形態５では、抵抗ＲＡ２２、ＲＣ２２は同じ抵抗値を有し、抵抗ＲＢ２２、ＲＤ２２は同じ抵抗値を有する。さらに差動アンプ２６３Ｙから出力された信号を駆動回路２５０から出力された信号を用いて検波回路２６４Ｙで検波する。検波された信号からローパスフィルタ２６５Ｙが抽出した信号をＹ軸の周りの角速度２５９の大きさωｙとして出力端子２６６Ｙから出力している。
　図２１及び図２２に示すように、駆動信号に起因する成分は、ＩＶ変換アンプ２６２Ａ～２６２Ｄへ入力される前に、電極パッド２４９－１～２４９－８の結線により、相殺されている。従って、ＩＶ変換アンプ２６２Ａ～２６２Ｄで増幅する前に、駆動信号に起因する成分を相殺することができる。
　また、Ｙ軸の周りの角速度２５９に起因する成分は、Ｚ軸の周りの角速度２５７を検出するための差動アンプ２６３Ｚへ入力される前に、ＩＶ変換アンプ２６２Ａ～２６２Ｄの結線により相殺されている。従って、差動アンプ２６３Ｚで増幅する前に、Ｙ軸の周りの角速度２５９に起因する成分を相殺することができる。
　また、Ｚ軸の周りの角速度２５７に起因する成分は、Ｙ軸の周りの角速度２５９を検出するための差動アンプ２６３Ｙへ入力される前に、ＩＶ変換アンプ２６２Ａ～２６２Ｄの結線により相殺されている。
　以上のように、検出部２４１～２４８を備えた検出ユニット２９３をＹ軸に平行な軸ＡＹ２１及びＸ軸に平行な軸ＡＸ２１に関して対称に設けたことにより、不要信号である駆動信号、他軸周りの角速度及び加速度の成分を互いに相殺させることが可能となる。
　また、図１６に示すように、検出部２４１、２４２は、Ｙ軸と平行な軸ＡＹ２２に関して互いに対称に設けられている。検出部２４３、２４４は、軸ＡＹ２１と平行な軸ＡＹ２３に関して互いに対称に設けられている。軸ＡＹ２３は軸ＡＹ２１に関して軸ＡＹ２２と対称である。検出部２４５、２４６は、軸ＡＹ２２に関して互いに対称に設けられている。検出部２４７、２４８は、軸ＡＹ２３に関して互いに対称に設けられている。
　ここで、式６に基づくＺ軸の周りの角速度２５７の検出及び式７に基づくＹ軸の周りの角速度２５９の検出を行うためには、アーム２２１～２２４が全て同じ共振モードで駆動振動を行っている必要がある。
　図３４に示す従来の角速度センサ１０１では、アーム１０４に設けられた駆動部１１２に共振周波数の交流電圧を印加すると、アーム１０４をＸ軸の方向に振動させる。この振動に伴ってアーム１０５～１０７も同調して共振モード（例えば、４０ｋＨｚの共振モード）で振動する。しかし、例えば、加速度が印加されると、モニタ電極を設けたアーム１０５が加速度の加わった方向に撓むことにより振動の共振モードから本来の共振モードとは異なる共振モード（例えば、４５ｋＨｚの共振モード）に遷移し、その結果、アーム１０４～１０７が本来の共振モードとは異なる共振モードで振動する場合がある。
　実施の形態５における角速度センサ２１６では、アーム２２１～２２４の上面に設けられた駆動部２２９～２３６よりなる駆動ユニット２９１がＹ軸と平行な軸ＡＹ２１及びＸ軸と平行な軸ＡＸ２１に関して対称に配置されている。従って、駆動部２２９～２３６に対して、図１８に示す所定の位相を有して同一振幅を有する駆動信号を与えることにより、Ｘ軸の方向又はＹ軸の方向に加速度が印加された環境下においても、アーム２２１～２２４を同一の共振モードで安定に駆動振動させることが可能となる。これにより、式６に基づくＺ軸の周りの角速度２５７の検出及び式７に基づくＹ軸の周りの角速度２５９の検出を高精度で行うことが可能となる。
　図２３は実施の形態５における他の角速度センサ２１６Ａの平面図である。図２３において、図１６に示す角速度センサ２１６と同じ部分には同じ参照番号を付す。
　図２３に示す角速度センサ２１６Ａでは、駆動ユニット２９１は、アーム２２１～２２４の延部２２１Ｄ～２２４Ｄに設けられた駆動部２６７～２７４をさらに有する。これにより、アーム２２１～２２４をＹ軸の方向にも同一の共振モードで安定に振動させることができ、角速度センサ２１６ＡはＸ軸の周りの角速度をも検出することが可能となる。この場合、Ｘ軸周りの角速度の大きさωｘは、以下の式８により得ることができる。
　ωｘ＝（Ｓ２０１＋Ｓ２０２＋Ｓ２０３＋Ｓ２０４）－（Ｓ２０５＋Ｓ２０６＋Ｓ２０７＋Ｓ２０８）　…（式８）
　駆動部２６７、２６８は、軸ＡＸ２１に平行な軸ＡＸ２２に関して互いに対称に設けられている。駆動部２６９、２７０は、軸ＡＸ２２に関して互いに対称に設けられている。駆動部２７１、２７２は、軸ＡＸ２１と平行な軸ＡＸ２３に関して互いに対称に設けられている。軸ＡＸ２３は軸ＡＸ２１に関して軸ＡＸ２２と対称である。駆動部２７３、２７４は軸ＡＸ２３に関して互いに対称に設けられている。
　また、駆動部２６７、２７１は軸ＡＸ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２６８、２７２は軸ＡＸ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２６９、２７３は軸ＡＸ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２７０、２７４は軸ＡＸ２１に関して互いに対称に設けられている。
　駆動部２６７、２６９は、軸ＡＹ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２６８、２７０は、軸ＡＹ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２７１、２７３は、軸ＡＹ２１に関して互いに対称に設けられている。駆動部２７２、２７４は、軸ＡＹ２１に関して互いに対称に設けられている。
　駆動部２６７～２７４を設けることにより、角速度センサ２１６Ａは３軸の角速度を同時に検出することができるとともに、加速度等の外乱に影響されずにアーム２２１～２２４を安定に駆動させることが可能となる。
　なお、実施の形態５における角速度センサ２１６、２１６Ａでは、錘２２５～２２８が接続されたアーム２２１～２２４が横梁２２０で支持され、横梁２２０が縦梁２１８、２１９で支持され、縦梁２１８、２１９が支持体２１７で支持されている。この構造により、角速度センサ２１６、２１６Ａは３軸の角速度を同時に検出することができるが、加速度や衝撃等の影響を受けやすくなる場合がある。従って、駆動ユニット２９１により、角速度センサ２１６、２１６Ａの構造において特に、加速度等の外乱に影響されずにアーム２２１～２２４を安定に駆動させる効果が顕著となる。
　（実施の形態６）
　図２４は、本実施の形態における角速度センサ３１６の平面図である。
　図２４において、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。さらに、Ｘ軸とＹ軸とを含むＸＹ平面を定義する。角速度センサ３１６は、枠形状を有する支持体３１７と、支持体３１７にＹ軸と平行に懸架された縦梁３１８、３１９と、縦梁３１８、３１９間に懸架された横梁３２０と、錘３２５～３２８と、横梁３２０の中間部３９４に設けられた保持部３９５と、保持部３９５に支持されたアーム３２１～３２４と、アーム３２１～３２４をＸＹ平面と平行に駆動し振動させる駆動ユニット３９１と、アーム３２１～３２４のＸ軸の方向の変位を検出するモニタユニット３９２と、錘３２５～３２８のＸ軸の方向の変位又はＹ軸の方向の変位又はＺ軸の方向の変位を検出する検出ユニット３９３とを備える。検出ユニット３９３はアーム３２１～３２４の変位であるＸ軸の方向の変位又はＹ軸の方向の変位又はＺ軸の方向の変位を検出する。支持体３１７は角速度が加わる被測定物３１７Ｃに固定されるように構成されている。アーム３２１は、保持部３９５に支持された一端３２１Ａと、錘３２５に接続された他端３２１Ｂとを有し、一端３２１ＡからＹ軸の正方向に延出する。アーム３２２は、保持部３９５に支持された一端３２２Ａと、錘３２６に接続された他端３２２Ｂとを有し、一端３２２ＡからＹ軸の正方向に延出する。アーム３２３は、保持部３９５に支持された一端３２３Ａと、錘３２７に接続された他端３２３Ｂとを有し、一端３２３ＡからＹ軸の負方向に延出する。アーム３２４は、保持部３９５に支持された一端３２４Ａと、錘３２８に接続された他端３２４Ｂとを有し、一端３２４ＡからＹ軸の負方向に延出する。駆動ユニット３９１は、アーム３２１～３２４をＸＹ平面と平行に振動させる駆動部３２９～３３６を有する。モニタユニット３９２は、アーム３２１～３２４のＸ軸の方向の変位をそれぞれ検出するモニタ部３３７～３４０を有する。検出ユニット３９３は、錘３２５～３２８のＹ軸の方向の変位又はＺ軸の方向の変位を検出する検出部３４１～３４８を有する。保持部３９５は横梁３２０と縦梁３１８、３１９を介して支持体３１７に結合する。支持体３１７と縦梁３１８との間にはスリット３１７Ａが設けられており、支持体３１７と縦梁３１９との間にはスリット３１７Ｂが設けられている。支持体３１７と縦梁３１８，３１９との間にスリット３１７Ａ、３１７Ｂを設けることにより、角速度センサ３１６をパッケージ又は下蓋等に接着した際の応力が横梁３２０やアーム３２１～３２４に伝達することを抑制することができる。
　また、支持体３１７にはスリット３１７Ａ、３１７Ｂが設けられていなくてもよい。この場合には、支持体３１７の一部が縦梁３１８、３１９として機能する。この場合には、角速度センサ３１６のＸ軸の方向の幅を小さくすることができる。
　支持体３１７は、縦梁３１８、３１９を支持する固定部材であり、角速度センサ３１６を格納するパッケージに別の支持部材や接着剤等を用いて固定される。支持体３１７の外縁部には複数の電極パッド３４９が設けられている。複数の電極パッド３４９は、駆動部３２９～３３６、モニタ部３３７～３４０及び検出部３４１～３４８と配線によりそれぞれ電気的に接続されている。
　縦梁３１８及び縦梁３１９はＹ軸と平行に延びており、両端が支持体３１７に接続されることにより支持体３１７に懸架されている。これにより、縦梁３１８及び縦梁３１９は、Ｚ軸の方向に撓むことができる。また、縦梁３１８と縦梁３１９とは、Ｙ軸に平行な軸ＡＹ３１に関して互いに実質的に対称となるように形成されている。これにより、角速度センサ３１６に与えられた角速度に対して、縦梁３１８と縦梁３１９とは実質的に同一の振幅で撓む。
　横梁３２０はＸ軸と平行に延びており、一端が縦梁３１８の実質的に中点に接続され、他端が縦梁３１９の実質的に中点に接続されている。これにより、横梁３２０はＺ軸の方向に撓むことができる。
　アーム３２１は、保持部３９５に接続された一端３２１ＡからＹ軸の正方向に延出する延部３２１Ｃと、延部３２１ＣからＸ軸の正方向に延びる延部３２１Ｄと、延部３２１ＤからＹ軸の負方向に延びる延部３２１Ｅとを有して実質的にＪ字形状を有する。他端３２１Ｂは延部３２１Ｅの端であり、錘３２５が接続されている。
　アーム３２２は、保持部３９５に接続された一端３２２ＡからＹ軸の正方向に延出する延部３２２Ｃと、延部３２２ＣからＸ軸の負方向に延びる延部３２２Ｄと、延部３２２ＤからＹ軸の負方向に延びる延部３２２Ｅとを有して実質的にＪ字形状を有する。他端３２２Ｂは延部３２２Ｅの端であり、錘３２６が接続されている。
　アーム３２３は、保持部３９５に接続された一端３２３ＡからＹ軸の負方向に延出する延部３２３Ｃと、延部３２３ＣからＸ軸の正方向に延びる延部３２３Ｄと、延部３２３ＤからＹ軸の正方向に延びる延部３２３Ｅとを有して実質的にＪ字形状を有する。他端３２３Ｂは延部３２３Ｅの端であり、錘３２７が接続されている。
　アーム３２４は、保持部３９５に接続された一端３２４ＡからＹ軸の負方向に延出する延部３２４Ｃと、延部３２４ＣからＸ軸の負方向に延びる延部３２４Ｄと、延部３２４ＤからＹ軸の正方向に延びる延部３２４Ｅとを有して実質的にＪ字形状を有する。他端３２４Ｂは延部３２４Ｅの端であり、錘３２８が接続されている。
　アーム３２１～３２４は、Ｘ軸の方向、Ｙ軸の方向及びＺ軸の方向に撓むことができる。
　アーム３２１とアーム３２２とは、Ｙ軸と平行な軸ＡＹ３１に関して互いに対称に形成されている。アーム３２３とアーム３２４とは、軸ＡＹ３１に関して対称に形成されている。アーム３２１とアーム３２３とは、Ｘ軸と平行な軸ＡＸ３１に関して互いに対称に形成されている。アーム３２２とアーム３２４とは、軸ＡＸ３１に関して互いに対称に形成されている。この構造により、角速度センサ３１６に与えられた角速度に対して、アーム３２１～３２４は、実質的に同一の振幅で撓むようになる。
　支持体３１７、縦梁３１８、３１９、横梁３２０及びアーム３２１～３２４は、水晶、ＬｉＴａＯ３又はＬｉＮｂＯ３等の圧電材料を用いて形成しても良いし、シリコン、ダイヤモンド、溶融石英、アルミナ又はＧａＡｓ等の非圧電材料を用いて形成しても良い。特に、シリコンを用いることにより、微細加工技術を用いて非常に小型の角速度センサ３１６を形成することが可能となるとともに、回路を構成する集積回路（ＩＣ）と一体に形成することも可能となる。
　支持体３１７、縦梁３１８、３１９、横梁３２０及びアーム３２１～３２４は、それぞれ異なる材料又は同一の材料から形成した後に組み立てて形成しても良いし、同一の材料を用いて一体に形成しても良い。同一の材料を用いて一体に形成する場合は、ドライエッチング又はウエットエッチングを用いることにより、支持体３１７、縦梁３１８、３１９、横梁３２０及びアーム３２１～３２４を同一プロセスで形成することができるため、効率的に製造することができる。
　駆動部３２９～３３６は、アーム３２１～３２４をＸ軸の方向に駆動させ変位させる。実施の形態６においては、駆動部３２９～３３６はＰＺＴ等のピエゾ素子を用いた圧電方式を採用しているが、電極間の静電容量を利用した静電方式を用いることもできる。
　図２５は、図２４に示す駆動部３２９、３３０の線２５－２５における概略断面図である。ピエゾ素子３２９Ｂ、３３０Ｂを下部電極３２９Ａ、３３０Ａ及び上部電極３２９Ｃ、３３０Ｃでそれぞれ挟んで形成された駆動部３２９、３３０がアーム３２１の上面に設けられている。すなわち、駆動部３２９、３３０は、アーム３２１の上面に設けられた下部電極３２９Ａ、３３０Ａと、下部電極３２９Ａ、３３０Ａの上面に設けられたピエゾ素子３２９Ｂ、３３０Ｂと、ピエゾ素子３２９Ｂ、３３０Ｂの上面に設けられた上部電極３２９Ｃ、３３０Ｃよりなる。下部電極３２９Ａ、３３０Ａ及び上部電極３２９Ｃ、３３０Ｃは、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミ（Ａｌ）又はこれらを主成分とした合金又は酸化物により形成することができる。なお、下部電極３２９Ａ、３３０Ａとして白金（Ｐｔ）を用いることが望ましい。これにより、ピエゾ素子３２９Ｂ、３３０Ｂの材料であるＰＺＴを一方向に配向させることができる。また、上部電極３２９Ｃ、３３０Ｃとして、金（Ａｕ）を用いることが望ましい。これにより、抵抗値の経時劣化が少ないため、信頼性に優れた角速度センサ３１６とすることができる。ここで、下部電極３２９Ａ、３３０Ａはともに基準電位となっており、上部電極３２９Ｃ、３３０Ｃに交流の駆動電圧を印加することにより、アーム３２１をＸ軸の方向に振動させることができる。なお、下部電極３２９Ａ、３３０Ａ及び上部電極３２９Ｃ、３３０Ｃにともに交流の駆動電圧を印加してもよい。これにより、効率的にアーム３２１を振動させることができる。駆動部３３１～３３６は駆動部３２９．３３０と同様の構造を有して、アーム３２２～３２４の上面に設けられている。なお、図２４に示すように、駆動部３２９～３３６は、アーム３２１～３２４における錘３２５～３２８の側すなわち延部３２１Ｅ～３２４Ｅにそれぞれ設けられている。これにより、アーム３２１～３２４における横梁３２０の側の部分の面積を検出部３４１～３４８を設けるために確保することができる。一方、駆動部３２９～３３６をアーム３２１～３２４における横梁３２０の側すなわち延部３２１Ｃ～３２４Ｃにそれぞれ設けた場合は、駆動部３２９～３３６の効率よくアーム３２１～３２４を駆動し振動させることができる。この場合は、駆動部３２９～３３６は大きな面積を有することができるので、アーム３２１～３２４の振動の振幅を大きくすることができ、角速度センサ３１６の感度を高くすることができる。
　図２６は、駆動部３２９～３３６に与えられる駆動信号の位相と、アーム３２１～３２４の振動の位相とを示す図である。駆動部３２９、３３１、３３３、３３５には同位相（＋）の駆動信号が与えられ、駆動部３３０、３３２、３３４、３３６にはこれと逆位相（－）の駆動信号が与えられる。これにより、アーム３２１とアーム３２３とは同位相（＋）でＸ軸の方向に振動し、アーム３２２とアーム３２４とはアーム３２１とアーム３２３と逆位相（－）でＸ軸の方向に振動する。
　検出部３４１～３４８は、アーム３２１～３２４のＹ軸の方向の変位又はＺ軸の方向の変位を検出する。検出部３４１～３４８はピエゾ素子を用いた圧電方式を採用しているが、電極間の静電容量を利用した静電方式を用いることもできる。
　検出部３４１～３４８は、図２５に示す駆動部３２９、３３０と同様に、ピエゾ素子を下部電極と上部電極とで挟んで形成され、アーム３２１～３２４の上面に設けられている。なお、検出部３４１～３４８は、アーム３２１～３２４における横梁３２０の側すなわち延部３２１Ｃ～３２４Ｃに設けられている。これにより、検出部３４１～３４８は効率よく変位を検出することができる。この場合、検出部３４１～３４８は大きな面積を有することができるので、角速度センサ３１６の感度を高くすることができる。一方、検出部３４１～３４８をアーム３２１～３２４における錘３２５～３２８の側すなわち延部３２１Ｅ～３２４Ｅに設けた場合は、アーム３２１～３２４における横梁３２０の側の部分の面積を駆動部３２９～３３６を設けるために確保することができる。
　モニタ部３３７～３４０は、アーム３２１～３２４のＸ軸の方向の変位を検出する。実施の形態６においては、モニタ部３３７～３４０はピエゾ素子を用いた圧電方式を採用しているが、電極間の静電容量を利用した静電方式を用いることもできる。
　モニタ部３３７～３４０は、図２５に示す駆動部３２９、３３０と同様に、ピエゾ素子を下部電極と上部電極とで挟んで形成され、アーム３２１～３２４の上面に設けられている。また、モニタ部３３７～３４０は、図２６に示すアーム３２１～３２４の振動の位相に対して、同位相のモニタ信号が得られる位置に設けられている。なお、モニタ部３３７～３４０は、図２４に示すように、アーム３２１～３２４における横梁３２０の側すなわち延部３２１Ｃ～３２４Ｃにそれぞれ設けられている。これにより、モニタ部３３７～３４０は小さな面積で効率よく変位によるアーム３２１～３２４の歪を検出することが可能となる。なお、検出部３４１～３４８を設ける部分の面積を確保するため、モニタ部３３７～３４０の面積は検出部３４１～３４８よりも小さくすることが望ましい。
　図２４に示すように、モニタ部３３７とモニタ部３３８とは、Ｙ軸と平行な軸ＡＹ３１に関して互いに対称に設けられている。モニタ部３３９とモニタ部３４０とは、軸ＡＹ３１に関して互いに対称に設けられている。モニタ部３３７とモニタ部３３９とは、Ｘ軸と平行な軸ＡＸ３１に関して互いに対称に設けられている。モニタ部３３８とモニタ部３４０とは、軸ＡＸ３１に関して互いに対称に設けられている。このようにモニタ部３３７～３４０を有するモニタユニット３９２を軸ＡＹ３１及び軸ＡＸ３１に関して対称に設けることにより、加速度や衝撃等の外乱に起因する不要信号を相殺することができ、角速度センサ３１６は角速度を高精度で検出することができる。
　図２７は、角速度センサ３１６に接続された駆動回路３５０の回路図である。複数の電極パッド３４９の一部である電極パッド３４９Ａ～３４９Ｈは、駆動部３２９～３３６とそれぞれ電気的に接続されている。複数の電極パッド３４９の一部である電極パッド３４９Ｉ～３４９Ｌは、モニタ部３３７～３４０とそれぞれ電気的に接続されている。電極パッド３４９Ｉ～３４９Ｌに接続された信号線は接続点３９６で接続されている。電極パッド３４９Ｉ～３４９Ｌから出力されたモニタ信号である電流は接続点３９６で合計されてＩＶ変換アンプ３５１に入力されて電圧に変換される。その電圧は、自動利得制御器ＡＧＣ３５２で一定振幅の電圧に調整されて出力される。ＡＧＣ３５２から出力された電圧の不要周波数成分がフィルタ３５３で除去される。フィルタ３５３から出力された電圧はドライブアンプ３５４で反転増幅されて電極パッド３４９Ｂ、３４９Ｄ、３４９Ｆ、３４９Ｈに供給されている。また、ドライブアンプ３５４から出力された駆動信号は、ドライブアンプ３５５で反転増幅されて電極パッド３４９Ａ、３４９Ｃ、３４９Ｅ、３４９Ｇに供給されている。この構成により、駆動回路３５０は、図２６に示す位相を有する駆動信号を駆動部３２９～３３６に与え、アーム３２１～３２４を図２６に示す位相で振動させることができる。
　図２８Ａと図２８Ｂは角速度センサ３１６に角速度が加わった場合の動作を示す模式平面図である。
　図２８Ａは、Ｚ軸の周りの角速度３５７を検出する場合の角速度センサ３１６の平面図である。駆動回路３５０から駆動部３２９～３３６に対して駆動信号が与えられることにより、錘３２５～３２８にはＸ軸の方向の固有の駆動振動周波数で駆動振動３５６が発生する。角速度センサ３１６にＺ軸の周りの角速度３５７が与えられると、コリオリの力がＹ軸の方向に発生し、錘３２５～３２８に検出振動３５８が発生する。錘３２５～３２８にＹ軸の方向の検出振動３５８が発生する結果、アーム３２１～３２４はＸ軸の方向に振動する。なお、アーム３２１、３２３とアーム３２２、３２４とは互いに逆位相で駆動振動しているので、アーム３２１、３２３の検出振動とアーム３２２、３２４の検出振動とは互いに逆位相となる。
　検出振動３５８により検出部３４１～３４８から出力される検出信号は、駆動振動３５６と同じ周波数で、かつ、角速度３５７に依存した振幅を有する。従って、この検出信号の大きさを測定することにより、角速度３５７の大きさωｚを検出することができる。
　図２８Ｂは、Ｙ軸の周りの角速度３５９を検出する場合の角速度センサ３１６の平面図である。Ｙ軸の周りの角速度３５９が入力されると、コリオリの力により錘３２５～３２８にはＺ軸の方向に検出振動３６０が発生する。なお、アーム３２１、３２３とアーム３２２、３２４とは、逆位相で駆動振動しているので、アーム３２１、３２３の検出振動とアーム３２２、３２４の検出振動とは互いに逆位相となる。
　検出振動３６０により検出部３４１～３４８から出力される検出信号は、駆動振動３５６と同じ周波数で、かつ、角速度３５９に依存した振幅を有する。従って、この検出信号の大きさを測定することにより、角速度３５９の大きさωｙを検出することができる。
　図２９は、検出部３４１～３４８からそれぞれ出力される信号Ｓ３０１～Ｓ３０８を示し、具体的には、信号Ｓ３０１～Ｓ３０８それぞれの駆動信号に起因する成分の位相と、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の周りの角速度に起因する成分の位相を示している。
　図２９より、Ｚ軸の周りの角速度３５７の大きさωｚは、以下の式９により得ることができる。
　ωｚ＝｛（Ｓ３０２＋Ｓ３０５）＋（Ｓ３０３＋Ｓ３０８）｝－｛（Ｓ３０１＋Ｓ３０６）＋（Ｓ３０４＋Ｓ３０７）｝　…（式９）
　また、Ｙ軸周りの角速度３５９の大きさωｙは、以下の式１０により得ることができる。
　ωｙ＝｛（Ｓ３０２＋Ｓ３０５）＋（Ｓ３０１＋Ｓ３０６）｝－｛（Ｓ３０３＋Ｓ３０８）＋（Ｓ３０４＋Ｓ３０７）｝　…（式１０）
　図２９において、各ユニット３９１～３９３の対称性により、例えば駆動信号に起因する成分の大きさは信号Ｓ３０１～Ｓ３０８において同じである。また、Ｘ軸の周りの角速度に起因する成分の大きさは信号Ｓ３０１～Ｓ３０８において同じであり、他の角速度についても同様である。角速度３５７の大きさωｚを得るための式９に対して、駆動信号に起因する成分の位相を代入すると、式１０の値は０となる。すなわち、検出部３４１～３４８には駆動信号に起因する成分が不要信号として混入されるが、この信号は式９の演算により互いに相殺される。同様に、式９にＸ軸の周りの角速度に起因する成分の位相を代入すると、式９の値は０となる。同様に、Ｙ軸周りの角速度が加わった場合の位相を代入すると、式９の値は０となる。すなわち、不要信号である駆動信号、Ｘ軸の周りの角速度及びＹ軸の周りの角速度による不要信号が混入しても、式９の演算により相殺される。
　同様に、Ｙ軸周りの角速度３５９の大きさωｙを得るための式１０に対して、駆動信号に起因する成分の位相と、Ｘ軸の周りの角速度に起因する成分の位相及びＺ軸の周りの角速度に起因する成分の位相を代入すると、式１０の値は０となる。すなわち、不要信号である駆動信号、Ｘ軸の周りの角速度及びＺ軸の周りの角速度による不要信号が混入しても、式１０の演算により相殺される。
　このように、角速度センサ３１６は、検出部３４１～３４８よりなる検出ユニット３９３でＺ軸の周りの角速度及びＹ軸の周りの角速度を高精度に検出することができる。
　図３０は、角速度センサ３１６に接続された検出回路３６１の回路図である。複数の電極パッド３４９の一部である電極パッド３４９－１～３４９－８は、検出部３４１～３４８とそれぞれ電気的に接続されている。式９及び式１０の演算は、図３０に示す検出回路３６１で行うことができる。
　電極パッド３４９－２に接続された信号線と電極パッド３４９－５に接続された信号線は接続点３９６Ａで接続されている。電極パッド３４９－２から出力される電流である信号Ｓ３０２と電極パッド３４９－５から出力される電流である信号Ｓ３０５とは接続点３９６Ａで合計されて結線されてＩＶ変換アンプ３６２Ａに入力され、電圧に変換されて出力される。電極パッド３４９－３に接続された信号線と電極パッド３４９－８に接続された信号線は接続点３９６Ｂで接続される。電極パッド３４９－３から出力される電流である信号Ｓ３０３と電極パッド３４９－８から出力される電流である信号Ｓ３０８とは接続点３９６Ｂで合計されてＩＶ変換アンプ３６２Ｂに入力され、電圧に変換されて出力される。電極パッド３４９－１に接続された信号線と電極パッド３４９－６に接続された信号線は接続点３９６Ｃに接続されている。電極パッド３４９－１から出力される電流である信号Ｓ３０１と電極パッド３４９－６から出力される電流である信号Ｓ３０６とは接続点３９６Ｃで合計されてＩＶ変換アンプ３６２Ｃに入力され、電圧に変換されて出力される。電極パッド３４９－４に接続された信号線と電極パッド３４９－７に接続された信号線は接続点３９６Ｄで接続されている。電極パッド３４９－４から出力される電流である信号Ｓ３０４と電極パッド３４９－７から出力される電流である信号Ｓ３０７とは接続点３９６Ｄで合計されてＩＶ変換アンプ３６２Ｄに入力され、電圧に変換されて出力される。
　Ｚ軸の周りの角速度３５７の大きさωｚは以下の構成で算出される。ＩＶ変換アンプ３６２Ａからの出力とＩＶ変換アンプ３６２Ｂからの出力とがそれぞれ抵抗ＲＡ３１と抵抗ＲＢ３１とを介して結線され、ＩＶ変換アンプ３６２Ｃからの出力とＩＶ変換アンプ３６２Ｄからの出力とがそれぞれ抵抗ＲＣ３１と抵抗ＲＤ３１とを介して結線され、これらが差動アンプ３６３Ｚに入力される。実施の形態６では、抵抗ＲＡ３１、ＲＢ３１は同じ抵抗値を有し、抵抗ＲＣ３１、ＲＤ３１は同じ抵抗値を有する。さらに差動アンプ３６３Ｚから出力された信号を駆動回路３５０から出力された信号を用いて検波回路３６４Ｚで検波する。検波された信号からローパスフィルタ３６５Ｚで抽出した信号をＺ軸の周りの角速度３５７の大きさωｚとして出力端子３６６Ｚから出力している。
　Ｙ軸の周りの角速度３５９の算出は以下の構成で算出される。ＩＶ変換アンプ３６２Ａからの出力とＩＶ変換アンプ３６２Ｃからの出力とがそれぞれ抵抗ＲＡ３２と抵抗ＲＣ３２とを介して結線され、ＩＶ変換アンプ３６２Ｂからの出力とＩＶ変換アンプ３６２Ｄからの出力とがそれぞれ抵抗ＲＢ３２と抵抗ＲＤ３２とを介して結線され、これらが差動アンプ３６３Ｙに入力される。実施の形態６では、抵抗ＲＡ３２、ＲＣ３２は同じ抵抗値を有し、抵抗ＲＢ３２、ＲＤ３２は同じ抵抗値を有する。さらに差動アンプ３６３Ｙから出力された信号を駆動回路３５０から出力された信号を用いて検波回路３６４Ｙで検波する。検波された信号からローパスフィルタ３６５Ｙで抽出した信号をＹ軸周りの角速度３５９の大きさωｙとして出力端子３６６Ｙから出力している。
　図２９及び図３０に示すように、駆動信号に起因する成分は、ＩＶ変換アンプ３６２Ａ～３６２Ｄへ入力される前に、電極パッド３４９－１～３４９－８の結線により、相殺されている。従って、ＩＶ変換アンプ３６２Ａ～３６２Ｄで増幅する前に、駆動信号に起因する成分を相殺することができる。
　また、Ｙ軸の周りの角速度３５９に起因する成分は、Ｚ軸の周りの角速度３５７の大きさωｚを検出するための差動アンプ３６３Ｚへ入力される前に、ＩＶ変換アンプ３６２Ａ～３６２Ｄの結線により相殺されている。従って、差動アンプ３６３Ｚで増幅する前に、Ｙ軸の周りの角速度３５９に起因する成分を相殺することができる。
　また、Ｚ軸の周りの角速度に起因する成分は、Ｙ軸の周りの角速度３５９の大きさωｙを検出するための差動アンプ３６３Ｙへ入力される前に、ＩＶ変換アンプ３６２Ａ～３６２Ｄの結線により相殺されている。
　図３１は角速度センサ３１６の信号の位相を示し、特に、モニタ部３３７～３４０からそれぞれ出力される信号Ｍ３０１～Ｍ３０４の駆動回路３５０から与えられる駆動信号に起因する成分の位相と、モニタ信号Ｍ３０１～Ｍ３０４の位相、Ｘ軸、Ｙ軸の方向の加速度に起因する成分の位相を示す。
　図３１において、例えばモニタする振動に起因する成分の大きさは信号Ｍ３０１～Ｍ３０４において同じであり、他の加速度についても同様である。図２７に示す電極パッド３４９Ｉ～３４９Ｌすなわちモニタ部３３７～３４０から出力される電流である信号Ｍ３０１～３０４は接続点３９６で合計され、図３１に示すように、モニタ信号Ｍ３０１～３０４の合計値は４＋となる。一方、Ｘ軸の方向の加速度すなわちＸ軸の正方向から負方向に加速度が加わった場合には、アーム３２１～３２４の全てがＸ軸の負方向に撓むので、信号Ｍ３０１～Ｍ３０４の位相は図３１に示すようにそれぞれ－、＋、－、＋となる。従って、Ｘ軸の方向の加速度に起因する成分であるこの不要信号は、モニタ部３３７～３４０から出力される信号線を結線することにより相殺される。
　同様に、Ｙ軸の方向に加速度すなわち、Ｙ軸の正方向から負方向に加速度が加わった場合に生じる不要信号も、モニタ部３３７～３４０から出力される信号線を結線することにより相殺される。
　以上のように、モニタ部３３７～３４０よりなるモニタユニット３９２をＹ軸に平行な軸ＡＹ３１及びＸ軸に平行な軸ＡＸ３１に関して対称に設けたことにより、不要信号である加速度の成分を互いに相殺させることができ、角速度の検出精度を高くすることが可能となる。
　図３２は実施の形態６による他の角速度センサ３１６Ａの平面図である。図３２において、図２４に示す角速度センサ３１６と同じ部分には同じ参照番号を付す。図３２に示す角速度センサ３１６Ａの駆動ユニット３９１は、アーム３２１の延部３２１Ｄに設けられた駆動部３６７、３６８と、アーム３２２の延部３２２Ｄに設けられた駆動部３６９、３７０と、アーム３２３の延部３２３Ｄに設けられた駆動部３７１、３７２と、アーム３２４の延部３２４Ｄに設けられた駆動部３７３、３７４とをさらに有する。これにより、アーム３２１～３２４をＹ軸の方向にも振動させることができ、Ｘ軸の周りの角速度をも検出することが可能となる。この場合、Ｘ軸の周りの角速度の大きさωｘは、以下の式１１により得ることができる。
　ωｘ＝（Ｓ３０１＋Ｓ３０２＋Ｓ３０３＋Ｓ３０４）－（Ｓ３０５＋Ｓ３０６＋Ｓ３０７＋Ｓ３０８）　…（式１１）
　駆動部３６７、３６８は軸ＡＸ３１に平行な軸ＡＸ３２に関して互いに対称に設けられている。駆動部３６９、３７０は軸ＡＸ３２に関して互いに対称に設けられている。駆動部３７１、３７２は、軸ＡＸ３１と平行な軸ＡＸ３３に関して対称に設けられている。軸ＡＸ３３は軸ＡＸ３１に関して軸ＡＸ３２に対称である。駆動部３７３、３７４は、軸ＡＸ３３に関して対称に設けられている。
　また、駆動部３６７、３７１は軸ＡＸ３１に関して互いに対称に設けられている。駆動部３６８、３７２は軸ＡＸ３１に関して互いに対称に設けられている。駆動部３６９、３７３は軸ＡＸ３１に関して互いに対称に設けられている。駆動部３７０、３７４は軸ＡＸ３１に関して互いに対称に設けられている。
　また、駆動部３６７、３６９は軸ＡＹ３１に関して互いに対称に設けられている。駆動部３６８、３７０は軸ＡＹ３１に関して互いに対称に設けられている。駆動部３７１、３７３は軸ＡＹ３１に関して互いに対称に設けられている。駆動部３７２、３７４は軸ＡＹ３１に関して互いに対称に設けられている。
　駆動部３６７～３７４により、３軸の角速度を同時に検出することができるとともに、不要信号である加速度に起因する成分を相殺することにより、角速度の検出精度を改善することが可能となる。
　なお、実施の形態６における角速度センサ３１６Ａでは、モニタ部３３７～３４０はアーム３２１～３２４のＪ字形状の内周側に設けられているが、Ｊ字形状の外周側に設けられていても良い。
　図３３は実施の形態６によるさらに他の角速度センサ３１６Ｂの平面図である。図３３において、図３１に示す角速度センサ３１６Ａと同じ部分には同じ参照番号を付す。図３３に示す角速度センサ３１６Ｂのモニタユニット３９２は、アーム３２１～３２４の延部３２１Ｃ～３２４Ｃにそれぞれ設けられたモニタ部３７５～３７８をさらに有する。モニタ部３３７とモニタ部３３８とが、軸ＡＹ３１に関して互いに対称となっている。モニタ部３７５とモニタ部３７６とが、軸ＡＹ３１に関して互いに対称となっている。モニタ部３３９とモニタ部３４０とが、軸ＡＹ３１に関して互いに対称となっている。モニタ部３７７とモニタ部３７８とが、軸ＡＹ３１に関して互いに対称となっている。モニタ部３３７とモニタ部３３９とが、軸ＡＸ３１に関して互いに対称となっている。モニタ部３７５とモニタ部３７７とが、軸ＡＸ３１に関して互いに対称となっている。モニタ部３３８とモニタ部３４０とが、軸ＡＸ３１に関して互いに対称となっている。モニタ部３７６とモニタ部３７８とが、軸ＡＸ３１に関して互いに対称となっている。
　また、モニタ部３３７とモニタ部３７５とは、アーム３２１のＹ軸の方向の中心線である軸ＡＹ３２に関して対称となっている。モニタ部３３８とモニタ部３７６とは、アーム３２２のＹ軸の方向の中心線である軸ＡＹ３３に関して対称となっている。モニタ部３３９とモニタ部３７７とは、アーム３２３のＹ軸の方向の中心線である軸ＡＹ３２に関して対称となっている。モニタ部３４０とモニタ部３７８とは、アーム３２４のＹ軸の方向の中心線である軸ＡＹ３３に関して対称となっている。
　この場合、駆動回路３５０において、モニタ部３３７～３４０の加算信号からモニタ部３７５～３７８の加算信号を減算した値を用いることにより、駆動振動の状態を得ることができるとともに、加速度による不要信号を相殺することができる。
　なお、実施の形態６における角速度センサ３１６、３１６Ａ、３１６Ｂでは、錘３２５～３２８が接続されたアーム３２１～３２４が横梁３２０で支持され、横梁３２０が縦梁３１８、３１９で支持され、さらに縦梁３１８、３１９が支持体３１７で支持されている。この構造により、角速度センサ３１６、３１６Ａ、３１６Ｂは３軸の角速度を同時に検出することができるが、加速度や衝撃等の影響を受けやすくなる。従って、この構造において特に、角速度センサ３１６、３１６Ａ、３１６Ｂの他軸の周りの角速度及び加速度を互いに相殺させる効果が顕著となる。
　本発明の角速度センサは高精度に角速度を検出できるので、携帯端末や車両等の可動な装置において有用である。
　１１６　　角速度センサ
　１１７　　支持体
　１１８，１１９　　縦梁
　１２０　　横梁
　１２１～１２４　　アーム
　１２１Ｆ　　内周縁（第１の内周縁）
　１２１Ｇ　　外周縁（第１の外周縁）
　１２１Ｈ　　中心線（第１の中心線）
　１２５～１２８　　錘
　１２９～１３６　　駆動部
　１３７～１４０　　モニタ部
　１４１～１４８　　検出部
　１６７～１７４　　駆動部
　１７５　　角速度センサ
　１７６～１７９　　検出部
　１８０　　角速度センサ
　１８１～１８４　　検出部
　１９１　　駆動ユニット
　１９２　　モニタユニット
　１９３　　検出ユニット
　２１６　　角速度センサ
　２１７　　支持体
　２１８，２１９　　縦梁
　２２０　　横梁
　２２１～２２４　　アーム
　２２５～２２８　　錘
　２２９～２３６　　駆動部
　２３７～２４０　　モニタ部
　２４１～２４８　　検出部
　２６７～２７４　　駆動部
　２９１　　駆動ユニット
　２９２　　モニタユニット
　２９３　　検出ユニット
　３１６　　角速度センサ
　３１７　　支持体
　３１８，３１９　　縦梁
　３２０　　横梁
　３２１～３２４　　アーム
　３２５～３２８　　錘
　３２９～３３６　　駆動部
　３３７～３４０　　モニタ部
　３４１～３４８　　検出部
　３６７～３７４　　駆動部
　３７５～３７８　　モニタ部
　３９１　　駆動ユニット
　３９２　　モニタユニット
　３９３　　検出ユニット
　４２９～４３６　　検出部
　４４１～４４８　　駆動部
　ＡＸ１１　　軸（第１の軸）
　ＡＸ２１　　軸（第１の軸）
　ＡＸ２２　　軸（第３の軸）
　ＡＸ２３　　軸（第４の軸）
　ＡＸ３１　　軸（第１の軸）
　ＡＹ１１　　軸（第２の軸）
　ＡＹ１２　　軸（第３の軸）
　ＡＹ１３　　軸（第４の軸）
　ＡＹ２１　　軸（第２の軸）
　ＡＹ２４　　軸（第３の軸）
　ＡＹ２５　　軸（第４の軸）
　ＡＹ３１　　軸（第２の軸）
　ＡＹ３２　　軸（第３の軸）
　ＡＹ３３　　軸（第４の軸）
　Ｂ１０１　　中間線

Claims (19)

  1. 互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸において、
    支持体と、
    前記支持体に結合する保持部と、
    第１から第４の錘と、
    前記保持部に支持された一端と、前記第１の錘に接続された他端とを有し、前記一端から前記Ｙ軸の正方向に延出する第１のアームと、
    前記保持部に支持された一端と、前記第２の錘に接続された他端とを有し、前記一端から前記Ｙ軸の正方向に延出する第２のアームと、
    前記保持部に支持された一端と、前記第３の錘に接続された他端とを有し、前記一端から前記Ｙ軸の負方向に延出する第３のアームと、
    前記保持部に支持された一端と、前記第４の錘に接続された他端とを有し、前記一端から前記Ｙ軸の負方向に延出する第４のアームと、
    前記第１から第４のアームを、前記Ｘ軸と前記Ｙ軸とを含むＸＹ平面と平行に駆動させる駆動ユニットと、
    前記第１から第４のアームの前記ＸＹ平面と平行な方向の変位を検出するモニタユニットと、
    前記第１から第４のアームの変位を検出する検出ユニットと、
    を備え、
    前記検出ユニットは前記Ｘ軸と平行な第１の軸に関して対称に設けられており、かつ前記Ｙ軸に平行な第２の軸に関して対称に設けられた、角速度センサ。
  2. 前記検出ユニットは、
    　　　前記第１のアームの上に設けられた第１、第２の検出部と、
    　　　前記第２のアームの上に設けられた第３、第４の検出部と、
    　　　前記第３のアームの上に設けられた第５、第６の検出部と、
    　　　前記第４のアームの上に設けられた第７、第８の検出部と、
    を有し、
    前記第１の検出部と前記第３の検出部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第２の検出部と前記第４の検出部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第５の検出部と前記第７の検出部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第６の検出部と前記第８の検出部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１の検出部と前記第５の検出部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第２の検出部と前記第６の検出部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第３の検出部と前記第７の検出部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第４の検出部と前記第８の検出部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられた、請求項１に記載の角速度センサ。
  3. 前記第１の検出部と前記第２の検出部とは、前記Ｙ軸と平行な第３の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第３の検出部と前記第４の検出部とは、前記第２の軸に関して前記第３の軸と対称な第４の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第５の検出部と前記第６の検出部とは、前記第３の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第７の検出部と前記第８の検出部とは、前記第４の軸に関して互いに対称に設けられた、請求項２に記載の角速度センサ。
  4. 前記第１のアームは、内周側に位置する第１の内周縁と、外周側に位置する第１の外周縁とを有するように曲がっており、
    前記第１の検出部と前記第２の検出部は前記第１のアームに沿って延びており、
    前記第１の検出部と前記第２の検出部との間の真中の中間線は、前記第１の内周縁と前記第１の外周縁との間の真中に延びる第１の中心線と、前記第１の内周縁との間に位置する、請求項２に記載の角速度センサ。
  5. 前記第１のアームは曲がっており、
    前記第１の検出部と前記第２の検出部は前記第１のアームに沿って曲がって延びている、請求項１に記載の角速度センサ。
  6. 前記第２のアームは、内周側に位置する第２の内周縁と、外周側に位置する第２の外周縁とを有するように曲がっており、
    前記第３の検出部と前記第４の検出部は前記第２のアームに沿って延びており、
    前記第３の検出部と前記第４の検出部との間の真中の中間線は、前記第２の内周縁と前記第２の外周縁との真中に延びる第２の中心線と前記第２の内周縁との間に位置し、
    前記第３のアームは、内周側に位置する第３の内周縁と、外周側に位置する第３の外周縁とを有するように曲がっており、
    前記第５の検出部と前記第６の検出部は前記第３のアームに沿って延びており、
    前記第５の検出部と前記第６の検出部との間の真中の中間線は、前記第３の内周縁と前記第３の外周縁との真中に延びる第３の中心線と前記第３の内周縁との間に位置し、
    前記第４のアームは、内周側に位置する第４の内周縁と、外周側に位置する第４の外周縁とを有するように曲がっており、
    前記第７の検出部と前記第８の検出部は前記第４のアームに沿って延びており、
    前記第７の検出部と前記第８の検出部との間の真中の中間線は、前記第４の内周縁と前記第４の外周縁との真中に延びる第４の中心線と前記第４の内周縁との間に位置する、請求項４に記載の角速度センサ。
  7. 前記支持体に前記Ｙ軸と平行に懸架された第１の縦梁と、
    前記支持体に前記Ｙ軸と平行に懸架された第２の縦梁と、
    前記第１の縦梁と前記第２の縦梁との間に懸架された横梁と、
    をさらに備え、
    前記横梁は前記保持部を有し、
    前記検出ユニットは、
    　　　前記第１の縦梁の上に設けられた第１、第２の検出部と、
    　　　前記第２の縦梁の上に設けられた第３、第４の検出部と、
    を有し、
    前記第１の検出部と前記第３の検出部とは、前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第２の検出部と前記第４の検出部とは、前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１の検出部と前記第２の検出部とは、前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第３の検出部と前記第４の検出部とは、前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１から第４の検出部から出力された信号に基づいて前記Ｘ軸の周りの角速度を検出する、請求項１に記載の角速度センサ。
  8. 前記支持体に前記Ｙ軸と平行に懸架された第１の縦梁と、
    前記支持体に前記Ｙ軸と平行に懸架された第２の縦梁と、
    前記第１の縦梁と前記第２の縦梁との間に懸架された横梁と、
    をさらに備え、
    前記横梁は前記保持部を有し、
    前記検出ユニットは、前記横梁の上に設けられた第１から第４の検出部をさらに有し、
    前記第１の検出部と前記第２の検出部とは、前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第３の検出部と前記第４の検出部とは、前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１の検出部と前記第３の検出部とは、前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第２の検出部と前記第４の検出部とは、前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１から第４の検出部から出力された信号に基づいて前記Ｙ軸の周りの角速度を検出する、請求項１に記載の角速度センサ。
  9. 互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸において、
    支持体と、
    前記支持体に結合する保持部と、
    第１から第４の錘と、
    前記保持部に支持された一端と、前記第１の錘に接続された他端とを有し、前記一端から前記Ｙ軸の正方向に延出する第１のアームと、
    前記保持部に支持された一端と、前記第２の錘に接続された他端とを有し、前記一端から前記Ｙ軸の正方向に延出する第２のアームと、
    前記保持部に支持された一端と、前記第３の錘に接続された他端とを有し、前記一端から前記Ｙ軸の負方向に延出する第３のアームと、
    前記保持部に支持された一端と、前記第４の錘に接続された他端とを有し、前記一端から前記Ｙ軸の負方向に延出する第４のアームと、
    前記第１から第４のアームを、前記Ｘ軸と前記Ｙ軸とを含むＸＹ平面と平行に駆動させる駆動ユニットと、
    前記第１から第４のアームの前記ＸＹ平面と平行な方向の変位を検出するモニタユニットと、
    前記第１から第４のアームの変位を検出する検出ユニットと、
    を備え、
    前記駆動ユニットは、前記Ｘ軸に平行な第１の軸に関して対称でありかつ前記Ｙ軸に平行な第２の軸に関して対称に設けられた、角速度センサ。
  10. 前記駆動ユニットは、
    　　　前記第１のアームの上に設けられた第１、第２の駆動部と、
    　　　前記第２のアームの上に設けられた第３、第４の駆動部と、
    　　　前記第３のアームの上に設けられた第５、第６の駆動部と、
    　　　前記第４のアームの上に設けられた第７、第８の駆動部と、
    を有し、
    前記第１の駆動部と前記第３の駆動部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第２の駆動部と前記第４の駆動部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第５の駆動部と前記第７の駆動部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第６の駆動部と前記第８の駆動部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１の駆動部と前記第５の駆動部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第２の駆動部と前記第６の駆動部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第３の駆動部と前記第７の駆動部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第４の駆動部と前記第８の駆動部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられた、請求項９に記載の角速度センサ。
  11. 前記第１の駆動部と前記第２の駆動部とは、前記Ｙ軸と平行な第３の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第３の駆動部と前記第４の駆動部とは、前記第２の軸に関して前記第３の軸に対称な第４の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第５の駆動部と前記第６の駆動部とは、前記第３の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第７の駆動部と前記第８の駆動部とは、前記第４の軸に関して互いに対称に設けられた、請求項１０に記載の角速度センサ。
  12. 前記駆動ユニットは、
    　　　前記第１のアームの上に設けられた第９、第１０の駆動部と、
    　　　前記第２のアームの上に設けられた第１１、第１２の駆動部と、
    　　　前記第３のアームの上に設けられた第１３、第１４の駆動部と、
    　　　前記第４のアームの上に設けられた第１５、第１６の駆動部と、
    をさらに有し、
    前記第９の駆動部と前記第１１の駆動部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１０の駆動部と前記第１２の駆動部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１３の駆動部と前記第１５の駆動部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１４の駆動部と前記第１６の駆動部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第９の駆動部と前記第１３の駆動部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１０の駆動部と前記第１４の駆動部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１１の駆動部と前記第１５の駆動部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１２の駆動部と前記第１６の駆動部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられた、請求項１０に記載の角速度センサ。
  13. 前記第９の駆動部と前記第１０の駆動部とは、前記Ｘ軸と平行な第３の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１１の駆動部と前記第１２の駆動部とは、前記第３の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１３の駆動部と前記第１４の駆動部とは、前記第１の軸に関して前記第３の軸に対称な第４の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１５の駆動部と前記第１６の駆動部とは、前記第４の軸に関して互いに対称に設けられた、請求項１２に記載の角速度センサ。
  14. 前記支持体に前記Ｙ軸と平行に懸架された第１の縦梁と、
    前記支持体に前記Ｙ軸と平行に懸架された第２の縦梁と、
    前記保持部が設けられて、前記第１の縦梁と前記第２の縦梁との間に懸架された横梁と、
    をさらに備え、
    前記横梁は前記保持部を有する、請求項９に記載の角速度センサ。
  15. 互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸において、
    支持体と、
    前記支持体に結合する保持部と、
    第１から第４の錘と、
    前記保持部に支持された一端と、前記第１の錘に接続された他端とを有し、前記一端から前記Ｙ軸の正方向に延出する第１のアームと、
    前記保持部に支持された一端と、前記第２の錘に接続された他端とを有し、前記一端から前記Ｙ軸の正方向に延出する第２のアームと、
    前記保持部に支持された一端と、前記第３の錘に接続された他端とを有し、前記一端から前記Ｙ軸の負方向に延出する第３のアームと、
    前記保持部に支持された一端と、前記第４の錘に接続された他端とを有し、前記一端から前記Ｙ軸の負方向に延出する第４のアームと、
    前記第１から第４のアームを、前記Ｘ軸と前記Ｙ軸とを含むＸＹ平面と平行に駆動させる駆動ユニットと、
    前記第１から第４のアームの前記ＸＹ平面と平行な方向の変位を検出するモニタユニットと、
    前記第１から第４のアームの変位を検出する検出ユニットと、
    を備え、
    前記モニタユニットは、前記Ｘ軸に関して対称に設けられておりかつ前記Ｙ軸に関して対称に設けられた、角速度センサ。
  16. 前記モニタユニットは、
    　　　前記第１のアームの上に設けられた第１のモニタ部と、
    　　　前記第２のアームの上に設けられた第２のモニタ部と、
    　　　前記第３のアームの上に設けられた第３のモニタ部と、
    　　　前記第４のアームの上に設けられた第４のモニタ部と、
    を有し、
    前記第１のモニタ部と前記第３のモニタ部とは、前記Ｘ軸と平行な第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第２のモニタ部と前記第４のモニタ部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１のモニタ部と前記第２のモニタ部とは、前記Ｙ軸に平行な第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第３のモニタ部と前記第４のモニタ部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられた、請求項１５に記載の角速度センサ。
  17. 前記モニタユニットは、
    　　　前記第１のアームの上に設けられた第１、第２のモニタ部と、
    　　　前記第２のアームの上に設けられた第３、第４のモニタ部と、
    　　　前記第３のアームの上に設けられた第５、第６のモニタ部と、
    　　　前記第４のアームの上に設けられた第７、第８のモニタ部と、
    を有し、
    前記第１のモニタ部と前記第５のモニタ部とは、前記Ｘ軸と平行な第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第２のモニタ部と前記第６のモニタ部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第３のモニタ部と前記第７のモニタ部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第４のモニタ部と前記第８のモニタ部とは前記第１の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第１のモニタ部と前記第３のモニタ部とは、前記Ｙ軸に平行な第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第２のモニタ部と前記第４のモニタ部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第５のモニタ部と前記第７のモニタ部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第６のモニタ部と前記第８のモニタ部とは前記第２の軸に関して互いに対称に設けられた、請求項１５に記載の角速度センサ。
  18. 前記第１のモニタ部と第２のモニタ部とは、前記Ｙ軸と平行な第３の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第３のモニタ部と第４のモニタ部とは、前記第２の軸に関して前記第３の軸に対称な第４の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第５のモニタ部と第６のモニタ部とは、前記第３の軸に関して互いに対称に設けられ、
    前記第７のモニタ部と第８のモニタ部とは、前記第４の軸に関して互いに対称に設けられた、請求項１７に記載の角速度センサ。
  19. 前記支持体に前記Ｙ軸と平行に懸架された第１の縦梁と、
    前記支持体に前記Ｙ軸と平行に懸架された第２の縦梁と、
    前記保持部が設けられて、前記第１の縦梁と前記第２の縦梁との間に懸架された横梁と、
    をさらに備え、
    前記横梁は前記保持部を有する、請求項１５に記載の角速度センサ。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011161958A1 (ja) * 2010-06-25 2011-12-29 パナソニック株式会社 慣性力検出素子とそれを用いた慣性力センサ
WO2013132830A1 (ja) 2012-03-09 2013-09-12 パナソニック株式会社 慣性力センサ
JP5503796B1 (ja) * 2013-10-04 2014-05-28 株式会社トライフォース・マネジメント 角速度検出装置
KR101412619B1 (ko) 2013-05-16 2014-06-27 주식회사 엠앤디 터빈­발전기 축계 응력 추정 시스템
EP2784443A4 (en) * 2011-11-22 2015-04-29 Panasonic Ip Man Co Ltd ANGULAR SPEED SENSOR AND DETECTION ELEMENT USED THEREIN
WO2015075908A1 (ja) * 2013-11-19 2015-05-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 角速度センサ素子およびそれを用いた角速度センサ
JP2018520348A (ja) * 2015-06-11 2018-07-26 ジョージア テック リサーチ コーポレイション 直交同調ための傾斜電極を有するｍｅｍｓ慣性測定装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012090452A1 (ja) 2010-12-28 2012-07-05 パナソニック株式会社 角速度センサ
WO2015045621A1 (ja) * 2013-09-26 2015-04-02 株式会社村田製作所 角速度検出素子

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008046056A (ja) * 2006-08-21 2008-02-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ
JP2008175632A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Tdk Corp 角速度センサ素子および角速度センサ装置
WO2009034682A1 (ja) * 2007-09-13 2009-03-19 Panasonic Corporation 角速度センサ
WO2009044522A1 (ja) * 2007-10-01 2009-04-09 Panasonic Corporation 慣性力センサ

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5461916A (en) * 1992-08-21 1995-10-31 Nippondenso Co., Ltd. Mechanical force sensing semiconductor device
JPH08210860A (ja) * 1994-11-28 1996-08-20 Nippondenso Co Ltd 角速度センサ
US5719460A (en) 1994-11-28 1998-02-17 Nippondenso Co., Ltd Angular velocity sensor
JP4449128B2 (ja) 1999-12-14 2010-04-14 パナソニック株式会社 角速度センサ
JP4305623B2 (ja) * 2002-03-13 2009-07-29 セイコーエプソン株式会社 振動子および振動型ジャイロスコープ
US7068125B2 (en) * 2004-03-04 2006-06-27 Robert Bosch Gmbh Temperature controlled MEMS resonator and method for controlling resonator frequency
JP2005249646A (ja) 2004-03-05 2005-09-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ用音叉型振動子、この振動子を用いた角速度センサ及びこの角速度センサを用いた自動車
JP2005283402A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Fujitsu Media Device Kk 慣性センサ
JP2006201118A (ja) * 2005-01-24 2006-08-03 Seiko Epson Corp 圧電振動ジャイロ素子およびジャイロセンサ
JP2007003225A (ja) 2005-06-21 2007-01-11 Star Micronics Co Ltd 電磁駆動型角速度センサおよびその駆動方法
JP5205725B2 (ja) * 2006-08-21 2013-06-05 パナソニック株式会社 角速度センサ
JP2008122262A (ja) 2006-11-14 2008-05-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ
JP2008122263A (ja) 2006-11-14 2008-05-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ
CN101529257B (zh) * 2006-11-14 2011-06-15 松下电器产业株式会社 传感器
US7975545B2 (en) 2006-12-08 2011-07-12 Tdk Corporation Angular velocity sensor and angular velocity sensor device
WO2008102535A1 (ja) 2007-02-20 2008-08-28 Panasonic Corporation 慣性力センサおよび複合慣性力センサ
JP4858215B2 (ja) 2007-02-20 2012-01-18 パナソニック株式会社 複合センサ
WO2008129865A1 (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Panasonic Corporation 慣性力センサ
JP2008261771A (ja) 2007-04-13 2008-10-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 慣性力センサ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008046056A (ja) * 2006-08-21 2008-02-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ
JP2008175632A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Tdk Corp 角速度センサ素子および角速度センサ装置
WO2009034682A1 (ja) * 2007-09-13 2009-03-19 Panasonic Corporation 角速度センサ
WO2009044522A1 (ja) * 2007-10-01 2009-04-09 Panasonic Corporation 慣性力センサ

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011161958A1 (ja) * 2010-06-25 2011-12-29 パナソニック株式会社 慣性力検出素子とそれを用いた慣性力センサ
US9835641B2 (en) 2010-06-25 2017-12-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Angular velocity detection device and angular velocity sensor including the same
JP5906394B2 (ja) * 2010-06-25 2016-04-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 慣性力検出素子とそれを用いた慣性力センサ
US9164119B2 (en) 2010-06-25 2015-10-20 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Angular velocity detection device and angular velocity sensor including the same
EP2784443A4 (en) * 2011-11-22 2015-04-29 Panasonic Ip Man Co Ltd ANGULAR SPEED SENSOR AND DETECTION ELEMENT USED THEREIN
US9400180B2 (en) 2011-11-22 2016-07-26 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Angular velocity sensor and detection element used therein
EP2824422A4 (en) * 2012-03-09 2015-03-04 Panasonic Corp INERTIA FORCE SENSOR
CN104185773A (zh) * 2012-03-09 2014-12-03 松下电器产业株式会社 惯性力传感器
JPWO2013132830A1 (ja) * 2012-03-09 2015-07-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 慣性力センサ
WO2013132830A1 (ja) 2012-03-09 2013-09-12 パナソニック株式会社 慣性力センサ
KR101412619B1 (ko) 2013-05-16 2014-06-27 주식회사 엠앤디 터빈­발전기 축계 응력 추정 시스템
JP5503796B1 (ja) * 2013-10-04 2014-05-28 株式会社トライフォース・マネジメント 角速度検出装置
WO2015075908A1 (ja) * 2013-11-19 2015-05-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 角速度センサ素子およびそれを用いた角速度センサ
US10145685B2 (en) 2013-11-19 2018-12-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Angular velocity sensor element and angular velocity sensor using same
JP2018520348A (ja) * 2015-06-11 2018-07-26 ジョージア テック リサーチ コーポレイション 直交同調ための傾斜電極を有するｍｅｍｓ慣性測定装置

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