(57)【要約】【課題】容易に形成可能な形状の振動子により、２軸以上の方向の角速度が検出できるようにする。【解決手段】基部１０１より一方に延在して配置された２つの脚部１０２，１０３と、基部１０１より他方に延在して配置された３つの脚部１０４，１０５，１０６とを備える振動子１００から構成され、脚部１０２には、Ｙ軸励振電極１２１，１２２，１２３，１２４が設けられ、脚部１０３は、Ｙ軸検出電極１３１，１３２，１３３，１３４が設けられ、脚部１０４には、Ｚ軸励振電極１４１，１４２，１４３，１４４が設けられ、脚部１０５は、Ｚ軸励振電極１５１，１５２，１５３，１５４が設けられ、脚部１０６には、Ｚ軸検出電極１６１，１６２，１６３，１６４が設けられている。【選択図】  図１
2006125917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、この基部の一方の端部に所定の間隔をあけて配設された角柱状の第１脚部及び第２脚部と、前記基部の他方の端部に所定の間隔をあけて配設された角柱状の第３脚部及び第４脚部と、前記第３脚部と前記第４脚部との間の前記基部の他方の端部に配設された角柱状の第５脚部とから構成され、これらの部材が圧電性を示す結晶から一体に形成された振動子と、
前記第１脚部及び前記第２脚部の側に設けられた第１検出電極と、
前記第３脚部，前記第４脚部，及び前記第５脚部の側に設けられた第２検出電極と、
前記振動子に設けられた励振電極とを少なくとも備え、
前記第１〜第５脚部は、同一の平面内に配置され、
前記第１脚部及び第２脚部は、前記第３，第４，及び第５脚部と反対の方向に延在する
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項２】
請求項１記載の角速度センサにおいて、
前記第１脚部に設けられた第１励振電極と、
前記第２脚部に設けられて前記第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、
前記第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、
前記第５脚部に設けられて前記第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記基部で支持される
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項３】
請求項１記載の角速度センサにおいて、
前記第１脚部及び前記第２脚部の前記基部とは反対の先端部側に各々設けられた第１励振電極と、
前記第１脚部及び第２脚部の前記基部の側に各々設けられて前記第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、
前記第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、
前記第５脚部に設けられて前記第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記基部で支持される
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項４】
請求項１記載の角速度センサにおいて、
前記第１脚部に設けられた第１励振電極と、
前記第２脚部に設けられて前記第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、
前記第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、
前記第５脚部の前記基部とは反対の先端部側に設けられ、前記第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記第５脚部の先端部で支持される
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項５】
請求項１記載の角速度センサにおいて、
前記第１脚部及び前記第２脚部の前記基部とは反対の先端部側に各々設けられた第１励振電極と、
前記第１脚部及び第２脚部の前記基部の側に各々設けられて前記第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、
前記第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、
前記第５脚部の前記基部とは反対の先端部側に設けられ、前記第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記第５脚部の先端部で支持される
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項６】
請求項１記載の角速度センサにおいて、
前記振動子は、前記第１脚部と前記第２脚部との間の前記基部の一方の端部に配設された角柱状の第６脚部を備える
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項７】
請求項６記載の角速度センサにおいて、
前記第１脚部及び第２脚部に各々設けられた共通励振電極と、
前記第３脚部及び第４脚部に各々設けられ、前記共通励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、
前記第５脚部及び第６脚部の前記基部とは反対の先端部側に各々設けられ、前記共通励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記第５脚部の先端部と前記第６脚部の先端部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項８】
請求項６記載の角速度センサにおいて、
前記第１脚部及び第２脚部に各々設けられた第１励振電極と、
前記第３脚部及び第４脚部の前記基部側に各々設けられ、前記第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、
前記第５脚部及び第６脚部の前記基部側に各々設けられ、前記第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極と、
前記第３脚部及び第４脚部の前記基部とは反対の先端側に各々設けられた第２励振電極と、
前記第５脚部及び第６脚部の前記基部とは反対の先端側に各々設けられ、前記第２励振電極による伸縮振動が駆動されている状態で前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸に対して垂直なＸ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第３振動を検出するための第３検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記第５脚部の先端部と前記第６脚部の先端部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項９】
請求項６記載の角速度センサにおいて、
前記第１脚部及び第２脚部に各々設けられた第１励振電極と、
前記第６脚部に設けられ、前記第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、
前記第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、
前記第５脚部の前記基部とは反対の先端部側に設けられ、前記第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記第５脚部の先端部と前記基部の前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸と垂直な方向の両端部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項１０】
請求項６記載の角速度センサにおいて、
前記第１脚部及び第２脚部に各々設けられた第１励振電極と、
前記第６脚部に設けられ、前記第１励振電極による伸縮振動が駆動されている状態でＸ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、
前記第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、
前記第５脚部の前記基部とは反対の先端部側に設けられ、前記第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極と
を備え、
前記Ｘ軸は、前記脚部が延在する方向のＹ軸と前記Ｚ軸とに垂直な軸であり、
前記振動子は、前記第５脚部の先端部と前記基部の前記Ｘ軸の方向の両端部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項１１】
請求項６記載の角速度センサにおいて、
前記第１脚部及び第２脚部に各々設けられた第１励振電極と、
前記第６脚部に設けられ、前記第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、
前記第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、
前記第５脚部に設けられ、前記第２励振電極による伸縮振動が駆動されている状態でＸ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極と
を備え、
前記Ｘ軸は、前記Ｙ軸と前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸とに垂直な軸であり、
前記振動子は、前記第５脚部の先端部と前記基部の前記Ｘ軸の方向の両端部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項１２】
請求項６記載の角速度センサにおいて、
前記第１脚部及び第２脚部に各々設けられた第１励振電極と、
前記第６脚部に設けられ、前記第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、
前記第３脚部及び第４脚部の前記基部側に各々設けられた第２励振電極と、
前記第５脚部の前記基部側に設けられ、前記第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極と、
前記第３脚部及び第４脚部の前記基部とは反対側に各々設けられた第３励振電極と、
前記第５脚部の前記基部とは反対の先端部側に設けられ、前記第３励振電極による伸縮振動が駆動されている状態で前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸に垂直なＸ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第３振動を検出するための第３検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記第５脚部の先端部と前記基部の前記Ｘ軸の方向の両端部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか１項に記載の角速度センサにおいて、
前記基部の前記Ｘ軸の方向の両端部に各々設けられた固定部を備え、
前記振動子は、前記第５脚部の先端部と２つの前記固定部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の角速度センサにおいて、
異なる前記励振電極により、異なる周波数の励振信号が印加される
ことを特徴とする角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機，船舶，自動車などの姿勢制御や位置検出などに利用される回転系内の回転角速度を検出するセンサに適用できる角速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
角速度センサには様々な種類があるが、組み込むために薄く小型にし、かつ軽量にするという要求を満たすものとして、振動型の角速度センサがある。従来よりある振動型の角速度センサは、四角柱に加工した振動子を振動させて回転に伴って働くコリオリ力を検出するものである。
【０００３】
このような従来の角速度センサとして、音叉型振動子を用いたものがある（特許文献１，２参照）。また、回転軸に対して交差する面内に延在する複数の支持部と、各支持部の先端に支持された複数の屈曲振動片とを備えた振動子も提案されている（特許文献３参照）。特許文献２の振動子によれば、上記面内の回転の回転速度が検出でき、ジャイロスコープの低背化を可能としている。
【０００４】
一方、検出すべき運動の自由度に多軸化が求められるようになり、直交する３軸の各成分（角速度）を検出する角速度センサが提案されている。例えば、振動子により３軸化を図ろうとする場合、角速度の検出原理であるコリオリ力を３軸のすべてについて発生させることになるため、素子は、駆動変位速度として少なくとも直交する２方向成分を有する必要がある。これを実現する技術として、１つの慣性体要素を、時間的にも直交した２相駆動により円運動させる方式が提案されている（非特許文献１参照）。
【０００５】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【特許文献１】特開平８−１２８８３３号公報
【特許文献２】特開平１０−０４７９７０号公報
【特許文献３】特開平１１−２８１３７２号公報
【非特許文献１】田村英樹、市村敏也、富川義朗、「２相駆動による３軸角速度検出ジャイロセンサ」、超音波ＴＥＣＨＮＯ、２００２．１−２、ｐｐ．６−１３、（２００２−０１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上に説明したように、従来では、複数の振動子を組み合わせることで、３軸の各成分を検出するようにしているため、角速度センサの構成が複雑になるという問題があった。また、上述した１つの慣性体要素を時間的にも直交した２相駆動により円運動させる方式では、圧電振動材料の板（振動子）に均整な円運動を与えることが困難であり、他軸信号との直交性が乱れ、異なる成分の信号の分離が容易ではないという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、容易に形成可能な形状の振動子により、２軸以上の方向の角速度が検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る角速度センサは、基部と、この基部の一方の端部に所定の間隔をあけて配設された角柱状の第１脚部及び第２脚部と、基部の他方の端部に所定の間隔をあけて配設された角柱状の第３脚部及び第４脚部と、第３脚部と第４脚部との間の基部の他方の端部に配設された角柱状の第５脚部とから構成され、これらの部材が圧電性を示す結晶から一体に形成された振動子と、第１脚部及び第２脚部の側に設けられた第１検出電極と、第３脚部，第４脚部，及び第５脚部の側に設けられた第２検出電極と、振動子に設けられた励振電極とを少なくとも備え、第１〜第５脚部は、同一の平面内に配置され、第１脚部及び第２脚部は、第３，第４，及び第５脚部と反対の方向に延在するようにしたものである。従って、互いに垂直な異なる２軸を中心とした回転による角速度が検出できる。
【０００９】
上記角速度センサにおいて、第１脚部に設けられた第１励振電極と、第２脚部に設けられて第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、第５脚部に設けられて第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極とを備え、振動子は、基部で支持されていればよい。
【００１０】
上記角速度センサにおいて、第１脚部及び第２脚部の基部とは反対の先端部側に各々設けられた第１励振電極と、第１脚部及び第２脚部の基部の側に各々設けられて第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、第５脚部に設けられて第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極とを備え、振動子は、基部で支持されていればよい。
【００１１】
上記角速度センサにおいて、第１脚部に設けられた第１励振電極と、第２脚部に設けられて第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、第５脚部の基部とは反対の先端部側に設けられ、第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極とを備え、振動子は、第５脚部の先端部で支持されていればよい。
【００１２】
上記角速度センサにおいて、第１脚部及び第２脚部の基部とは反対の先端部側に各々設けられた第１励振電極と、第１脚部及び第２脚部の基部の側に各々設けられて第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、第５脚部の基部とは反対の先端部側に設けられ、第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極とを備え、振動子は、第５脚部の先端部で支持されていればよい。
【００１３】
上記角速度センサにおいて、振動子は、第１脚部と第２脚部との間の基部の一方の端部に配設された結晶の機械軸方向に延在する角柱状の第６脚部を備えるようにしてもよい。このように構成された角速度センサにおいて、第１脚部及び第２脚部に各々設けられた共通励振電極と、第３脚部及び第４脚部に各々設けられ、共通励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、第５脚部及び第６脚部の基部とは反対の先端部側に各々設けられ、共通励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極とを備え、振動子は、第５脚部の先端部と第６脚部の先端部とで支持されていればよい。
【００１４】
また、上記角速度センサは、第１脚部及び第２脚部に各々設けられた第１励振電極と、第３脚部及び第４脚部の基部側に各々設けられ、第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、第５脚部及び第６脚部の基部側に各々設けられ、第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極と、第３脚部及び第４脚部の基部とは反対の先端側に各々設けられた第２励振電極と、第５脚部及び第６脚部の基部とは反対の先端側に各々設けられ、第２励振電極による伸縮振動が駆動されている状態でＹ軸及びＺ軸に対して垂直なＸ軸を中心とした振動子の回転により起こる第３振動を検出するための第３検出電極とを備え、振動子は、第５脚部の先端部と第６脚部の先端部とで支持されていてもよい。
【００１５】
また、上記角速度センサは、第１脚部及び第２脚部に各々設けられた第１励振電極と、第６脚部に設けられ、第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、第５脚部の基部とは反対の先端部側に設けられ、第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極とを備え、振動子は、第５脚部の先端部と基部のＹ軸及びＺ軸と垂直な方向の両端部とで支持されていてもよい。
【００１６】
また、上記角速度センサは、第１脚部及び第２脚部に各々設けられた第１励振電極と、第６脚部に設けられ、第１励振電極による伸縮振動が駆動されている状態でＸ軸を中心とした振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、第５脚部の基部とは反対の先端部側に設けられ、第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極とを備え、Ｘ軸は、脚部が延在する方向のＹ軸とＺ軸とに垂直な軸であり、振動子は、第５脚部の先端部と基部のＸ軸の方向の両端部とで支持されていてもよい。
【００１７】
また、上記角速度センサは、第１脚部及び第２脚部に各々設けられた第１励振電極と、第６脚部に設けられ、第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、第３脚部及び第４脚部に各々設けられた第２励振電極と、第５脚部に設けられ、第２励振電極による伸縮振動が駆動されている状態でＸ軸を中心とした振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極とを備え、Ｘ軸は、Ｙ軸と基部及び脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸とに垂直な軸であり、振動子は、第５脚部の先端部と基部のＸ軸の方向の両端部とで支持されていてもよい。
【００１８】
また、上記角速度センサは、第１脚部及び第２脚部に各々設けられた第１励振電極と、第６脚部に設けられ、第１励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のＹ軸を中心とした振動子の回転により起こる第１振動を検出するための第１検出電極と、第３脚部及び第４脚部の基部側に各々設けられた第２励振電極と、第５脚部の基部側に設けられ、第２励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のＺ軸を中心とした振動子の回転により起こる第２振動を検出するための第２検出電極と、第３脚部及び第４脚部の基部とは反対側に各々設けられた第３励振電極と、第５脚部の基部とは反対の先端部側に設けられ、第３励振電極による伸縮振動が駆動されている状態でＹ軸及びＺ軸に垂直なＸ軸を中心とした振動子の回転により起こる第３振動を検出するための第３検出電極とを備え、振動子は、第５脚部の先端部と基部のＸ軸の方向の両端部とで支持されていてもよい。なお、上記の角速度センサにおいて、基部のＸ軸の方向の両端部に各々設けられた固定部を備え、振動子は、第５脚部の先端部と２つの固定部とで支持されるようにしてもよい。なお、異なる励振電極により、異なる周波数の励振信号が印加されるようにすることで、異なる軸を中心とした回転により起こる各々の振動が、より精度よく区別された状態で検出できるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、第１検出電極は、第１脚部及び第２脚部の側に設け、第２検出電極は、第３脚部，第４脚部，及び第５脚部の側に設けるようにしたので、容易に形成可能な形状の振動子により、２軸以上の方向の角速度が検出できるようになるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における角速度センサの構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図１に示す角速度センサは、水晶からなり、基部１０１より一方に延在して配設された２つの脚部１０２，１０３と、基部１０１より他方に延在して配設された３つの脚部１０４，１０５，１０６とを備える振動子１００から構成されている。各脚部は、角柱状に形成されている。また、振動子１００は、基部１０１の側部で固定（支持）される。なお、以降では、水晶に限らず、他の圧電結晶から振動子を構成してもよい。
【００２１】
振動子１００は、水晶の電気軸，機械軸，光軸に対して所定角度（０〜１５°）回転し、光軸から所定角度回転した方向を法線とする厚さ０．１０ｍｍの水晶板から切り出すことで形成すればよい。図中Ｘは、電気軸より所定角度回転した軸であり、Ｙは、機械軸より所定角度回転した軸であり、Ｚは、光軸より所定角度回転した軸である。振動子１００は、例えば、厚さ０．１０ｍｍ程度に形成され、脚部１０２，１０３は、長さ１．６５ｍｍ，幅０．０８ｍｍ程度に形成され、基部１０１は長さ０．４ｍｍ，幅０．７ｍｍ程度に形成され、脚部１０４，１０５は、長さ０．１４ｍｍ，幅０．１０ｍｍ程度に形成され、脚部１０６は、長さ１．４５ｍｍ，幅０．１０ｍｍ程度に形成されている。
【００２２】
脚部１０２の延在方向の中心軸と脚部１０４の延在方向の中心軸は一致し、脚部１０３の延在方向の中心軸と脚部１０５の延在方向の中心軸は一致する。また、脚部１０６は、脚部１０４と脚部１０５との間の中央部に配設されている。このように構成された各脚部において、まず、脚部１０２には、Ｙ軸励振電極１２１，１２２，１２３，１２４が設けられ、脚部１０３は、Ｙ軸検出電極１３１，１３２，１３３，１３４が設けられている。また、脚部１０４には、Ｚ軸励振電極１４１，１４２，１４３，１４４が設けられ、脚部１０５は、Ｚ軸励振電極１５１，１５２，１５３，１５４が設けられている。加えて、脚部１０６には、Ｚ軸検出電極１６１，１６２，１６３，１６４が設けられている。
【００２３】
脚部１０２において、Ｙ軸励振電極１２１とＹ軸励振電極１２３は同極とされ、Ｙ軸励振電極１２２とＹ軸励振電極１２４は同極とされている。脚部１０３において、Ｙ軸検出電極１３１とＹ軸検出電極１３３は同極とされ、Ｙ軸検出電極１３２とＹ軸検出電極１３４は同極とされている。脚部１０４において、Ｚ軸励振電極１４１とＺ軸励振電極１４３は同極とされ、Ｚ軸励振電極１４２とＺ軸励振電極１４４は同極とされている。脚部１０５において、Ｚ軸励振電極１５１とＺ軸励振電極１５３は同極とされ、Ｚ軸励振電極１５２とＺ軸励振電極１５４は同極とされている。また、脚部１０６において、Ｚ軸検出電極１６１とＺ軸検出電極１６３は同極とされ、Ｚ軸検出電極１６２とＺ軸検出電極１６４は同極とされている。
【００２４】
例えば、図２に示すように、Ｙ軸励振電極１２１，１２３とＹ軸励振電極１２２，１２４は、発振回路２０１に接続し、発振回路２０１により脚部１０２の屈曲振動が駆動される。また、Ｙ軸検出電極１３１，１３３及びＹ軸検出電極１３２，１３４は、差動増幅回路２０２に接続されている。また、発振回路２０１の駆動周波数に基づいた基準位相信号が、位相回路２０３から出力される。
【００２５】
差動増幅回路２０２には、測定すべき角速度に基づいて発生した検出信号が各々入力される。入力された検出信号は、差動増幅回路２０２により増幅されて同期検波回路２０４に出力される。同期検波回路２０４は、位相回路３０３の出力信号を基準位相とし、差動増幅回路２０２より入力した検出信号を同期検波し、角速度信号として出力する。これらの構成は、Ｚ軸励振電極１４１，１４２，１４３，１４４、Ｚ軸励振電極１５１，１５２，１５３，１５４、Ｚ軸検出電極１６１，１６２，１６３，１６４においても同様である。
【００２６】
図１に示す角速度センサにおいて、Ｙ軸励振電極１２１，１２２，１２３，１２４により脚部１０２に対して励振信号を印加すると、逆圧電効果により、脚部１０２はＸ−Ｙ平面で屈曲振動を起こす（励振する）。脚部１０２の屈曲振動により、脚部１０３も、Ｘ−Ｙ平面で屈曲振動を起こす。このように励振している状態で、Ｙ軸を回転軸とする回転運動のコリオリ力による歪みが図１の角速度センサに加わると、歪み（角速度）の大きさに比例した電荷が、Ｙ軸検出電極１３１，１３２，１３３，１３４に発生する（圧電効果）。従って、Ｙ軸検出電極１３１，１３２，１３３，１３４により検出される電気信号を図２に示すような回路により処理して角速度信号として検出すれば、Ｙ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
【００２７】
同様に、Ｚ軸励振電極１４１，１４２，１４３，１４４及びＺ軸励振電極１５１，１５２，１５３，１５４により、脚部１０４及び脚部１０５に対して励振信号を印加すると、脚部１０４，脚部１０５は、Ｘ−Ｙ平面で屈曲振動を起こす（励振する）。ここで、脚部１０４と脚部１０５とが屈曲振動を起こしても、脚部１０６は屈曲振動を起こさない。このように励振している状態で、Ｚ軸を回転軸とする回転運動のコリオリ力による歪みが図１の角速度センサに加わると、脚部１０６がＸ−Ｙ平面で屈曲振動を起こすようになり、この屈曲振動の歪み（角速度）の大きさに比例した電荷が、Ｚ軸検出電極１６１，１６２，１６３，１６４に発生する（圧電効果）。
【００２８】
従って、Ｚ軸検出電極１６１，１６２，１６３，１６４により検出される電気信号を図２に示すような回路により処理して角速度信号として検出すれば、Ｚ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図１に示す角速度センサによれば、Ｙ軸とＺ軸との２軸の方向の角速度が検出できるようになる。
【００２９】
また、図１に示す角速度センサでは、まず、前述したように、脚部１０２，１０３の寸法と脚部１０４，１０５の寸法とを異なる状態とした。加えて、Ｙ軸励振電極１２１，１２２，１２３，１２４による脚部１０２に印加する励振信号の周波数と、Ｚ軸励振電極１４１，１４２，１４３，１４４による脚部１０４に印加する励振信号の周波数とを異なる状態とした。各脚部に印加する励振信号の周波数はＦsは、「Ｆs＝ｋf×脚部の幅÷（脚部の長さ）2、ｋfは周波数定数」の式により決定すればよい。このように、脚部の寸法を異なる状態とし、異なる軸方向に対応する異なる励振電極により異なる周波数の励振信号が励振対象の脚部に印加されるようにすることで、異なる軸を中心とした回転により起こる各々の振動が、より精度よく区別された状態で検出できるようになる。
【００３０】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図３は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図３に示す角速度センサは、図１に示す角速度センサと同一の振動子１００から構成され、基部１０１の側部で固定（支持）されている。このように構成された各脚部において、図３に示す角速度センサでは、まず、脚部１０２には、Ｙ軸励振電極３２１，３２２，３２３，３２４及びＹ軸検出電極３２５，３２６，３２７，３２８が設けられ、脚部１０３は、Ｙ軸励振電極３３１，３３２，３３３，３３４及びＹ軸検出電極３３５，３３６，３３７，３３８が設けられている。
【００３１】
Ｙ軸励振電極３２１，３２２，３２３，３２４は、脚部１０２の先端側に配設され、Ｙ軸検出電極３２５，３２６，３２７，３２８は、脚部１０２の基部１０１側に配設されている。同様に、Ｙ軸励振電極３３１，３３２，３３３，３３４は、脚部１０３の先端側に配設され、Ｙ軸検出電極３３５，３３６，３３７，３３８は、脚部１０３の基部１０１側に配設されている。
【００３２】
また、図３に示す角速度センサは、図１に示す角速度センサと同様に、脚部１０４には、Ｚ軸励振電極１４１，１４２，１４３，１４４が設けられ、脚部１０５は、Ｚ軸励振電極１５１，１５２，１５３，１５４が設けられ、脚部１０６には、Ｚ軸検出電極１６１，１６２，１６３，１６４が設けられている。
【００３３】
Ｙ軸励振電極３２１，Ｙ軸励振電極３２３，Ｙ軸励振電極３３２，Ｙ軸励振電極３３４は同極とされ、Ｙ軸励振電極３２２，Ｙ軸励振電極３２４，Ｙ軸励振電極３３１，Ｙ軸励振電極３３３は同極とされている。一方、Ｙ軸検出電極３２５，Ｙ軸検出電極３２７，Ｙ軸検出電極３３６，Ｙ軸検出電極３３７は同極とされ、Ｙ軸検出電極３２６，Ｙ軸検出電極３２８，Ｙ軸検出電極３３５，Ｙ軸検出電極３３８は同極とされている。
【００３４】
また、図１に示す角速度センサと同様に、脚部１０４において、Ｚ軸励振電極１４１とＺ軸励振電極１４３は同極とされ、Ｚ軸励振電極１４２とＺ軸励振電極１４４は同極とされている。脚部１０５において、Ｚ軸励振電極１５１とＺ軸励振電極１５３は同極とされ、Ｚ軸励振電極１５２とＺ軸励振電極１５４は同極とされている。また、脚部１０６において、Ｚ軸検出電極１６１とＺ軸検出電極１６３は同極とされ、Ｚ軸検出電極１６２とＺ軸検出電極１６４は同極とされている。上述した各励振電極と検出電極とにより、図１に示す角速度センサと同様に、図２に示すように回路が構成されていればよい。
【００３５】
図３に示す角速度センサにおいて、Ｙ軸励振電極３２１，３２２，３２３，３２４により脚部１０２に対して励振信号を印加し、Ｙ軸励振電極３３１，３３２，３３３，３３４により脚部１０３に対して励振信号を印加し、脚部１０２及び脚部１０３が励振（屈曲振動）された状態とする。この状態で、Ｙ軸検出電極３２５，３２６，３２７，３２８及びＹ軸検出電極３３５，３３６，３３７，３３８により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｙ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
【００３６】
また、Ｚ軸励振電極１４１，１４２，１４３，１４４及びＺ軸励振電極１５１，１５２，１５３，１５４により、脚部１０４及び脚部１０５に対して励振信号を印加し、脚部１０４，脚部１０５が励振（屈曲振動）された状態とする。このように励振している状態で、Ｚ軸検出電極１６１，１６２，１６３，１６４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｚ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。Ｚ軸を回転軸とする角速度については、図１に示す角速度センサと同様である。以上に説明したように、図３に示す角速度センサによれば、Ｙ軸とＺ軸との２軸の方向の角速度が検出できるようになる。
【００３７】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図４は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図４に示す角速度センサは、図１に示す角速度センサと同一の振動子１００から構成されている。ただし、図４に示す角速度センサは、脚部１０６の先端部で固定されている。このように構成された各脚部において、図４に示す角速度センサでは、まず、図１に示す角速度センサと同様に、脚部１０２には、Ｙ軸励振電極１２１，１２２，１２３，１２４が設けられ、脚部１０３は、Ｙ軸検出電極１３１，１３２，１３３，１３４が設けられている。また、脚部１０４には、Ｚ軸励振電極１４１，１４２，１４３，１４４が設けられ、脚部１０５は、Ｚ軸励振電極１５１，１５２，１５３，１５４が設けられている。
【００３８】
加えて、図４に示す角速度センサでは、脚部１０６の先端部側の半分の領域に、Ｚ軸検出電極４６１，４６２，４６３，４６４が設けられている。従って、脚部１０６の基部１０１側の半分の領域には、電極が配設されていない。なお、脚部１０２において、Ｙ軸励振電極１２１とＹ軸励振電極１２３は同極とされ、Ｙ軸励振電極１２２とＹ軸励振電極１２４は同極とされている。脚部１０３において、Ｙ軸検出電極１３１とＹ軸検出電極１３３は同極とされ、Ｙ軸検出電極１３２とＹ軸検出電極１３４は同極とされている。脚部１０４において、Ｚ軸励振電極１４１とＺ軸励振電極１４３は同極とされ、Ｚ軸励振電極１４２とＺ軸励振電極１４４は同極とされている。
【００３９】
また、脚部１０５において、Ｚ軸励振電極１５１とＺ軸励振電極１５３は同極とされ、Ｚ軸励振電極１５２とＺ軸励振電極１５４は同極とされている。また、脚部１０６においては、Ｚ軸検出電極４６１とＺ軸検出電極４６３は同極とされ、Ｚ軸検出電極４６２とＺ軸検出電極４６４は同極とされている。上述した各励振電極と検出電極とにより、図１に示す角速度センサと同様に、図２に示すように回路が構成されていればよい。
【００４０】
図４に示す角速度センサにおいて、Ｙ軸励振電極１２１，１２２，１２３，１２４により脚部１０２に対して励振信号を印加し、脚部１０２が励振された状態とする。このように励振している状態で、Ｙ軸検出電極１３１，１３２，１３３，１３４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｙ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
【００４１】
同様に、Ｚ軸励振電極１４１，１４２，１４３，１４４及びＺ軸励振電極１５１，１５２，１５３，１５４により、脚部１０４及び脚部１０５に対して励振信号を印加し、脚部１０４，脚部１０５が、励振された状態とする。このように励振している状態で、Ｚ軸検出電極４６１，４６２，４６３，４６４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｚ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図４に示す角速度センサによれば、Ｙ軸とＺ軸との２軸の方向の角速度が検出できるようになる。
【００４２】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図５は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図５に示す角速度センサは、図１に示す角速度センサと同一の振動子１００から構成されている。ただし、図５に示す角速度センサは、脚部１０６の先端部で固定されている。これは、図４に示す角速度センサと同様である。
【００４３】
このように構成された各脚部において、図５に示す角速度センサでは、まず、図３に示す角速度センサと同様に、脚部１０２には、Ｙ軸励振電極３２１，３２２，３２３，３２４及びＹ軸検出電極３２５，３２６，３２７，３２８が設けられ、脚部１０３は、Ｙ軸励振電極３３１，３３２，３３３，３３４及びＹ軸検出電極３３５，３３６，３３７，３３８が設けられている。Ｙ軸励振電極３２１，３２２，３２３，３２４は、脚部１０２の先端側に配設され、Ｙ軸検出電極３２５，３２６，３２７，３２８は、脚部１０２の基部１０１側に配設されている。同様に、Ｙ軸励振電極３３１，３３２，３３３，３３４は、脚部１０３の先端側に配設され、Ｙ軸検出電極３３５，３３６，３３７，３３８は、脚部１０３の基部１０１側に配設されている。
【００４４】
加えて、図５に示す角速度センサでは、脚部１０６の先端部側の半分の領域に、Ｚ軸検出電極４６１，４６２，４６３，４６４が設けられている。従って、脚部１０６の基部１０１側の半分の領域には、電極が配設されていない。この構成は、図４に示す角速度センサと同様である。
【００４５】
図５に示す角速度センサにおいて、Ｙ軸励振電極３２１，３２２，３２３，３２４により脚部１０２に対して励振信号を印加し、Ｙ軸励振電極３３１，３３２，３３３，３３４により脚部１０３に対して励振信号を印加し、脚部１０２及び脚部１０３を励振させる。この状態で、Ｙ軸検出電極３２５，３２６，３２７，３２８及びＹ軸検出電極３３５，３３６，３３７，３３８により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｙ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
【００４６】
また、Ｚ軸励振電極１４１，１４２，１４３，１４４及びＺ軸励振電極１５１，１５２，１５３，１５４により、脚部１０４及び脚部１０５に対して励振信号を印加し、脚部１０４，脚部１０５が、励振された状態とする。このように励振している状態で、Ｚ軸検出電極４６１，４６２，４６３，４６４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｚ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図５に示す角速度センサによれば、Ｙ軸とＺ軸との２軸の方向の角速度が検出できるようになる。
【００４７】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図６は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図６に示す角速度センサは、水晶からなり、基部６０１より一方に延在して配設された３つの脚部６０２，６０３，６０４と、基部６０１より他方に延在して配設された３つの脚部６０５，６０６，６０７とを備える振動子６００から構成されている。振動子６００は、脚部６０４の先端部と脚部６０７の先端部で固定（支持）される。
【００４８】
振動子６００は、水晶の電気軸，機械軸，光軸に対して所定角度（０〜１５°）回転し、光軸から所定角度回転した方向を法線とする厚さ０．１０ｍｍの水晶板から切り出すことで形成すればよい。図中Ｘは、電気軸より所定角度回転した軸であり、Ｙは、機械軸より所定角度回転した軸であり、Ｚは、光軸より所定角度回転した軸である。振動子６００は、例えば、厚さ０．１０ｍｍ程度に形成され、脚部６０２，６０３，６０５，６０６は、長さ１．４５ｍｍ，幅０．１０ｍｍ程度に形成され、基部６０１は長さ０．４ｍｍ，幅０．７ｍｍ程度に形成され、脚部６０４，６０７は、長さ１．５ｍｍ，幅０．１０ｍｍ程度に形成されている。従って、脚部６０４の先端から脚部６０７の先端までの長さは、３．４ｍｍとなる。
【００４９】
脚部６０２の延在方向の中心軸と脚部６０５の延在方向の中心軸は一致し、脚部６０３の延在方向の中心軸と脚部６０６の延在方向の中心軸は一致し、脚部６０４の延在方向の中心軸と脚部６０７の延在方向の中心軸は一致する。また、脚部６０４は、脚部６０２と脚部６０３との間の中央部に配設され、脚部６０７は、脚部６０５と脚部６０６との間の中央部に配設されている。従って、振動子６００は、脚部６０４及び脚部６０７を通る中心軸に関して線対称であり、脚部６０４及び脚部６０７を通る中心軸に垂直な基部６０１の中央部を通る線に関して線対称である。
【００５０】
このように構成された各脚部において、図６に示す角速度センサでは、まず、脚部６０２には、励振電極６２１，６２２，６２３，６２４が設けられ、脚部６０３にも、励振電極６３１，６３２，６３３，６３４が設けられている。一方、脚部６０４には、先端部側の半分の領域にＺ軸検出電極６４１，６４２，６４３，６４４が設けられている。また、脚部６０５には、Ｙ軸検出電極６５１，６５２，６５３，６５４が設けられ、脚部６０６にも、Ｙ軸検出電極６６１，６６２，６６３，６６４が設けられている。一方、脚部６０７には、先端部側の半分の領域にＺ軸検出電極６７１，６７２，６７３，６７４が設けられている。
【００５１】
脚部６０２，６０３において、励振電極６２１，励振電極６２３，励振電極６３２，励振電極６３４は同極とされ、励振電極６２２，励振電極６２４，励振電極６３１，励振電極６３３は同極とされている。一方、脚部６０４において、Ｚ軸検出電極６４１，６４３が同極とされ、Ｚ軸検出電極６４２，６４４が同極とされている。また、脚部６０５，６０６において、Ｙ軸検出電極６５１，６５３及びＹ軸検出電極６６２，６６４は同極とされ、Ｙ軸検出電極６５２，６５４及びＹ軸検出電極６６１，６６３は同極とされている。一方、脚部６０７において、Ｚ軸検出電極６７１，６７３が同極とされ、Ｚ軸検出電極６７２，６７４が同極とされている。
【００５２】
図６に示す角速度センサでは、励振電極６２１，６２２，６２３，６２４により脚部６０２に対して励振信号を印加し、励振電極６３１，６３２，６３３，６３４により脚部６０３に対して励振信号を印加し、脚部６０２及び脚部６０３を励振させる。この状態で、Ｙ軸検出電極６５１，６５２，６５３，６５４及びＹ軸検出電極６６１，６６２，６６３，６６４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｙ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
【００５３】
また、上述したことにより脚部６０２及び脚部６０３が励振している状態で、Ｚ軸検出電極６４１，６４２，６４３，６４４及びＺ軸検出電極６７１，６７２，６７３，６７４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｚ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図６に示す角速度センサによれば、Ｙ軸とＺ軸との２軸の方向の角速度が検出できるようになる。
【００５４】
より詳細に説明すると、図６に示す角速度センサは、前述したように、脚部６０２，６０３，６０５，６０６の各寸法を同一の状態とされ、振動子６００は、基部６０１の中央部を中心とした対称な構造とされている。このように構成された図６に示す角速度センサでは、励振電極６２１，６２２，６２３，６２４と励振電極６３１，６３２，６３３，６３４とにより、脚部６０２と脚部６０３とに同一の励振信号を印加し、まず、各脚部や基部６０１が配置された同一の平面内において、脚部６０２と脚部６０３が各々異なる方向に振動するように励振させる。
【００５５】
このような励振により、脚部６０５，６０６も同様に屈曲振動（対象モード）が駆動されるので、Ｙ軸を中心とした振動子６００の回転により起こる振動が、Ｙ軸検出電極６５１，６５２，６５３，６５４及びＹ軸検出電極６６１，６６２，６６３，６６４により検出可能となる。また、上記の同一の励振信号による脚部６０２と脚部６０３の励振により、基部６０１の中央部を重心としたＺ軸周りに、振動子６００のほぼ全体が振動するような屈曲振動（非対称モード）が駆動される。この駆動状態で、Ｚ軸を中心とした振動子６００の回転により起こる振動が、Ｚ軸検出電極６４１，６４２，６４３，６４４及びＺ軸検出電極６７１，６７２，６７３，６７４により検出可能となる。
【００５６】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図７は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図７に示す角速度センサは、図６に示す角速度センサと同一の振動子６００から構成され、脚部６０４の先端部と脚部６０７の先端部で固定されている。
【００５７】
このように構成された各脚部において、図７に示す角速度センサでは、まず、脚部６０２には、励振電極６２１，６２２，６２３，６２４が設けられ、脚部６０３にも、励振電極６３１，６３２，６３３，６３４が設けられている。これらは、Ｙ軸及びＺ軸に関する励振電極となる。一方、脚部６０４には、基部６０１側の半分の領域にＺ軸検出電極７４１，７４２，７４３，７４４が設けられ、先端部側の半分の領域にＸ軸検出電極７４５，７４６，７４７，７４８が設けられている。
【００５８】
また、脚部６０５には、基部６０１側の半分の領域にＹ軸検出電極７５１，７５２，７５３，７５４が設けられ、先端部側の半分の領域にＸ軸励振電極７５５，７５６が設けられている。同様に、脚部６０６には、基部６０１側の半分の領域にＹ軸検出電極７６１，７６２，７６３，６７４が設けられ、先端部側の半分の領域にＸ軸励振電極７６５，７６６が設けられている。一方、脚部６０７には、基部６０１側の半分の領域にＺ軸検出電極７７１，７７２，７７３，７７４が設けられ、先端部側の半分の領域にＸ軸検出電極７７５，７７６，７７７，７７８が設けられている。
【００５９】
図７に示す角速度センサでは、励振電極６２１，６２２，６２３，６２４により脚部６０２に対して励振信号を印加し、励振電極６３１，６３２，６３３，６３４により脚部６０３に対して励振信号を印加し、脚部６０２及び脚部６０３が励振された状態とする。この状態で、Ｙ軸検出電極７５１，７５２，７５３，７５４及びＹ軸検出電極７６１，７６２，７６３，７７４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｙ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
【００６０】
また、上述したことにより脚部６０２及び脚部６０３が励振している状態で、Ｚ軸検出電極７４１，７４２，７４３，７４４及びＺ軸検出電極７７１，７７２，７７３，７７４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｚ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
【００６１】
加えて、図７に示す角速度センサでは、Ｘ軸励振電極７５５，７５６により脚部６０５に対して励振信号を印加し、Ｘ軸励振電極７６５，７６６により脚部６０６に対して励振信号を印加し、脚部６０５及び脚部６０６が励振（伸縮振動）された状態とする。この状態で、Ｘ軸検出電極７４５，７４６，７４７，７４８及びＸ軸検出電極７７５，７７６，７７７，７７８により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｘ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。以上に説明したように、図７に示す角速度センサによれば、Ｘ軸，Ｙ軸，及びＺ軸の３軸の方向の角速度が検出できるようになる。
【００６２】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図８は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図８に示す角速度センサは、水晶からなり、基部８０１より一方に延在して配設された３つの脚部８０２，８０３，８０４と、基部８０１より他方に延在して配設された３つの脚部８０５，８０６，８０７と、基部８０１に設けられた２つの固定部８０８，８０９とを備える振動子８００から構成されている。振動子８００は、固定部８０８，８０９と脚部８０７の先端部で固定（支持）される。
【００６３】
振動子８００は、水晶の電気軸，機械軸，光軸に対して所定角度（０〜１５°）回転し、光軸から所定角度回転した方向を法線とする厚さ０．１０ｍｍの水晶板から切り出すことで形成すればよい。図中Ｘは、電気軸より所定角度回転した軸であり、Ｙは、機械軸より所定角度回転した軸であり、Ｚは、光軸より所定角度回転した軸である。振動子８００は、例えば、厚さ０．１０ｍｍ程度に形成され、脚部８０２，８０３は、長さ１．４５ｍｍ，幅０．０８ｍｍ程度に形成され、脚部８０４は、長さ１．５ｍｍ，幅０．０８ｍｍ程度に形成され、基部８０１は長さ０．４ｍｍ，幅０．７ｍｍ程度に形成され、脚部８０５．８０６は、長さ１．４５ｍｍ，幅０．１０ｍｍ程度に形成され、脚部８０７は、長さ１．５ｍｍ，幅０．１０ｍｍ程度に形成されている。従って、脚部８０４の先端から脚部８０７の先端までの長さは、３．４ｍｍ程度となる。
【００６４】
脚部８０２の延在方向の中心軸と脚部８０５の延在方向の中心軸は一致し、脚部８０３の延在方向の中心軸と脚部８０６の延在方向の中心軸は一致し、脚部８０４の延在方向の中心軸と脚部８０７の延在方向の中心軸は一致する。また、脚部８０４は、脚部８０２と脚部８０３との間の中央部に配設され、脚部８０７は、脚部８０５と脚部８０６との間の中央部に配設されている。従って、振動子８００は、脚部８０４及び脚部８０７を通る中心軸に関して線対称であり、脚部８０４及び脚部８０７を通る中心軸に垂直な基部８０１の中央部を通る線に関して線対称である。
【００６５】
このように構成された各脚部において、図８に示す角速度センサでは、まず、脚部８０２には、Ｙ軸励振電極８２１，８２２，８２３，８２４が設けられ、脚部８０３にも、Ｙ軸励振電極８３１，８３２，８３３，８３４が設けられている。一方、脚部８０４には、Ｙ軸検出電極８４１，８４２，８４３，８４４が設けられている。また、脚部８０５には、Ｚ軸励振電極８５１，８５２，８５３，８５４が設けられ、脚部８０６にも、Ｚ軸励振電極８６１，８６２，８６３，８６４が設けられている。一方、脚部８０７には、先端部側の半分の領域にＺ軸検出電極８７１，８７２，８７３，８７４が設けられている。
【００６６】
図８に示す角速度センサでは、Ｙ軸励振電極８２１，８２２，８２３，８２４により脚部８０２に対して励振信号を印加し、Ｙ軸励振電極８３１，８３２，８３３，８３４により脚部８０３に対して励振信号を印加し、脚部８０２及び脚部８０３が励振された状態とする。この状態で、Ｙ軸検出電極８４１，８４２，８４３，８４４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｙ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
【００６７】
また、Ｚ軸励振電極８５１，８５２，８５３，８５４により脚部８０５に対して励振信号を印加し、Ｚ軸励振電極８６１，８６２，８６３，８６４により脚部８０６に対して励振信号を印加し、脚部８０５及び脚部８０６が励振された状態とする。この状態で、Ｚ軸検出電極８７１，８７２，８７３，８７４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｚ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図８に示す角速度センサによれば、Ｙ軸とＺ軸との２軸の方向の角速度が検出できるようになる。
【００６８】
また、図８に示す角速度センサにおいても、前述した振動子１００の場合と同様に、脚部８０２，８０３と脚部８０５，８０６との寸法を異なる状態とした。従って、図８に示す角速度センサにおいても、異なる軸方向に対応する異なる励振電極により異なる周波数の励振信号が励振対象の脚部に印加されるようにすることで、異なる軸を中心とした回転により起こる各々の振動が、より精度よく区別された状態で検出できるようになる。
【００６９】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図９は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図９に示す角速度センサは、図８に示す角速度センサと同一の振動子８００から構成され、固定部８０８，８０９と脚部８０７の先端部で固定される。
【００７０】
このように構成された各脚部において、図９に示す角速度センサでは、まず、脚部８０２には、Ｘ軸励振電極９２１，９２２が設けられ、脚部８０３にも、Ｘ軸励振電極９３１，９３２が設けられている。一方、脚部８０４には、Ｘ軸検出電極９４１，９４２，９４３，９４４が設けられている。また、脚部８０５には、Ｚ軸励振電極８５１，８５２，８５３，８５４が設けられ、脚部８０６にも、Ｚ軸励振電極８６１，８６２，８６３，８６４が設けられている。一方、脚部８０７には、先端部側の半分の領域にＺ軸検出電極８７１，８７２，８７３，８７４が設けられている。
【００７１】
図９に示す角速度センサでは、Ｘ軸励振電極９２１，９２２により脚部８０２に対して励振信号を印加し、Ｘ軸励振電極９３１，９３２により脚部８０３に対して励振信号を印加し、脚部８０２及び脚部８０３が励振（伸縮振動）された状態とする。この状態で、Ｘ軸検出電極９４１，９４２，９４３，９４４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｘ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
【００７２】
また、Ｚ軸励振電極８５１，８５２，８５３，８５４により脚部８０５に対して励振信号を印加し、Ｚ軸励振電極８６１，８６２，８６３，８６４により脚部８０６に対して励振信号を印加し、脚部８０５及び脚部８０６が励振（屈曲振動）された状態とする。この状態で、Ｚ軸検出電極８７１，８７２，８７３，８７４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｚ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図９に示す角速度センサによれば、Ｘ軸とＺ軸との２軸の方向の角速度が検出できるようになる。
【００７３】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図１０は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図１０に示す角速度センサは、図８に示す角速度センサと同一の振動子８００から構成され、固定部８０８，８０９と脚部８０７の先端部で固定される。
【００７４】
このように構成された各脚部において、図１０に示す角速度センサでは、まず、脚部８０２には、Ｙ軸励振電極８２１，８２２，８２３，８２４が設けられ、脚部８０３にも、Ｙ軸励振電極８３１，８３２，８３３，８３４が設けられている。一方、脚部８０４には、Ｙ軸検出電極８４１，８４２，８４３，８４４が設けられている。また、脚部８０５には、Ｘ軸励振電極９５１，９５２が設けられ、脚部８０６にも、Ｘ軸励振電極９６１，９６２が設けられている。一方、脚部８０７には、先端部側の半分の領域にＸ軸検出電極９７１，９７２，９７３，９７４が設けられている。
【００７５】
図１０に示す角速度センサでは、Ｙ軸励振電極８２１，８２２，８２３，８２４により脚部８０２に対して励振信号を印加し、Ｙ軸励振電極８３１，８３２，８３３，８３４により脚部８０３に対して励振信号を印加し、脚部８０２及び脚部８０３が励振（屈曲振動）された状態とする。この状態で、Ｙ軸検出電極８４１，８４２，８４３，８４４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｙ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
【００７６】
また、Ｘ軸励振電極９５１，９５２により脚部８０５に対して励振信号を印加し、Ｘ軸励振電極９６１，９６２により脚部８０６に対して励振信号を印加し、脚部８０５及び脚部８０６が励振（伸縮振動）された状態とする。この状態で、Ｘ軸検出電極９７１，９７２，９７３，９７４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｘ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図１０に示す角速度センサによれば、Ｘ軸とＹ軸との２軸の方向の角速度が検出できるようになる。
【００７７】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図１１は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図１１に示す角速度センサは、図８に示す角速度センサと同一の振動子８００から構成され、固定部８０８，８０９と脚部８０７の先端部で固定される。
【００７８】
このように構成された各脚部において、図１１に示す角速度センサでは、まず、脚部８０２には、Ｙ軸励振電極８２１，８２２，８２３，８２４が設けられ、脚部８０３にも、Ｙ軸励振電極８３１，８３２，８３３，８３４が設けられている。一方、脚部８０４には、Ｙ軸検出電極８４１，８４２，８４３，８４４が設けられている。また、脚部８０５には、基部８０１側の半分の領域にＺ軸励振電極８５１’，８５２’，８５３’，８５４’が設けられ、先端部側の半分の領域にＸ軸励振電極９５１’，９５２’が設けられている。脚部８０６にも、基部８０１側の半分の領域にＺ軸励振電極８６１’，８６２’，８６３’，８６４’が設けられ、先端部側の半分の領域にＸ軸励振電極９６１’，９６２’が設けられている。一方、脚部８０７には、基部８０１側の半分の領域にＺ軸検出電極８７１’，８７２’，８７３’，８７４’が設けられ、先端部側の半分の領域にＸ軸検出電極９７１’，９７２’，９７３’，９７４’が設けられている。
【００７９】
図１１に示す角速度センサでは、Ｙ軸励振電極８２１，８２２，８２３，８２４により脚部８０２に対して励振信号を印加し、Ｙ軸励振電極８３１，８３２，８３３，８３４により脚部８０３に対して励振信号を印加し、脚部８０２及び脚部８０３が励振された状態とする。この状態で、Ｙ軸検出電極８４１，８４２，８４３，８４４により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｙ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
【００８０】
また、Ｘ軸励振電極９５１’，９５２’により脚部８０５の先端部領域に対して励振信号を印加し、Ｘ軸励振電極９６１’，９６２’により脚部８０６の先端部領域に対して励振信号を印加し、脚部８０５及び脚部８０６の先端部側が励振された状態とする。この状態で、Ｘ軸検出電極９７１’，９７２’，９７３’，９７４’により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｘ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
【００８１】
また、Ｚ軸励振電極８５１’，８５２’，８５３’，８５４’により脚部８０５の基部８０１側に対して励振信号を印加し、Ｚ軸励振電極８６１’，８６２’，８６３’，８６４’により脚部８０６の基部８０１側に対して励振信号を印加し、脚部８０５及び脚部８０６の基部８０１側が励振された状態とする。この状態で、Ｚ軸検出電極８７１’，８７２’，８７３’，８７４’により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Ｚ軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図１１に示す角速度センサによれば、Ｘ軸，Ｙ軸，及びＺ軸の３軸の方向の角速度が検出できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態における角速度センサの構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図２】各速度検出のための回路例を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図４】本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図５】本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図６】本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図７】本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図８】本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図９】本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図１０】本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図１１】本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００８３】
１００…振動子、１０１…基部、１０２，１０３，１０４，１０５…脚部、１２１，１２２，１２３，１２４…Ｙ軸励振電極、１３１，１３２，１３３，１３４…Ｙ軸検出電極、１４１，１４２，１４３，１４４…Ｚ軸励振電極、１５１，１５２，１６３，１５４…Ｚ軸励振電極、１６１，１６２，１６３，１６４…Ｚ軸検出電極。
【図１】
2006125917.tif 000003
【図２】
2006125917.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006125917.tif 000010
【図９】
2006125917.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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