(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子（１）と、
この振動子に設けられ前記振動子を励振させることにより駆動振動させるための駆動手段（１１〜１４）と、
前記振動子に設けられ前記駆動振動方向に直交する方向の前記振動子の振動を検出振動として検出し該検出振動の状態から所定軸回りの角速度を検出するための検出手段（１７〜２２）とを備え、
前記駆動および検出手段を検査後においては、リード線（Ｗ）によって制御回路に接続するようにした角速度センサ（１００）における振動子特性を検査する検査方法であって、
検査時には、前記駆動手段及び検出手段に、前記駆動振動の振動周波数よりも２．２５ｋＨｚ以上高い共振周波数を有する検査用プローブ（Ｐ１〜Ｐ７）を接触させ、
この検査用プローブを介して、前記振動子における前記駆動または検出の各振動状態を電気信号として測定することにより、前記振動子特性を検査することを特徴とする角速度センサの振動子特性検査方法。
【請求項２】
前記検査用プローブ（Ｐ１〜Ｐ７）から前記駆動手段及び検出手段（１１〜１４、１７〜２２）を介して前記振動子（１）に加わる応力を、前記リード線（Ｗ）により加わる応力の１００倍以下とすることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサの振動子特性検査方法。
【請求項３】
前記検査用プローブ（Ｐ１〜Ｐ７）として、銅、アルミニウム、金、タングステンのいずれかよりなるものを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の角速度センサの振動子特性検査方法。
【請求項４】
前記振動子（１）を検査台（Ｓ１）に固定するとともに、前記振動子の固定部分を基準電圧に接地して前記振動子特性を検査することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の角速度センサの振動子特性検査方法。
【請求項５】
前記振動子（１）は、くびれ部（３ａ）を有する支持部（３）によって支持され、この支持部を介して検査台（Ｓ１）に固定されるものであり、
前記支持部を、前記支持部のうち前記くびれ部よりも前記検査台側の部位にて固定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の角速度センサの振動子特性検査方法。
【請求項６】
前記支持部（３）の前記検査台（Ｓ１）への固定を締結により行い、この固定強度が１ｋｇ・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の角速度センサの振動子特性検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車分野では車両制御・ナビゲーション等、家電分野ではビデオの手ぶれ防止等に用いられる振動子を有する角速度センサの振動子特性検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、角速度センサの振動子特性の検査は、振動子を組付けた状態、つまり実機状態にて行なわれていた。その一例を図８に示す。例えば一対のアーム４、５を有する音叉形状の振動子１が、支持部材（サポータ）３を介して、制御回路と接続された配線部材Ｔを有する基板２に固定されている。
【０００３】
振動子１が固定された基板２は、シェル（図８では切欠され一部のみ示す）１０１に覆われ、センサ部を構成する。このセンサ部は、例えば柱状のゴム等からなる防振部材１０２にネジ１０３により締結され、この防振部材１０２を介して、車両等の被測定体への取り付け用のハウジング１０４に固定されている。
そして、振動子１に設けられた電極等からなる振動子１の駆動及び検出手段（図８中、斜線ハッチング部分）は、ワイヤボンディング等による信号入出力用ワイヤ（リード線）Ｗにより、上記配線部材Ｔを介してセンサの制御回路に電気的に接続される。
【０００４】
このような実装状態で、角速度センサの振動子特性が検査される。振動子１は、通常、上記制御回路から上記駆動及び検出手段を介して振動子１に信号を入出力することにより、アーム４、５を図８のｙ軸方向に励振させる即ち駆動振動を行い、この駆動振動方向に直交する図８のｘ軸方向のアーム４、５の振動を検出振動として検出し、この検出振動の状態から所定軸（図８のｚ軸）回りの角速度を検出する。
【０００５】
ここで、検出振動は角速度に基づくもので、駆動振動中に振動子１に角速度が加わったときに発生するコリオリ力による駆動振動と直角方向へのアーム４、５の振動である。そして、振動子１から検出振動に対応した大きさの電圧が発生し、この電圧を角速度信号として検出する。よって、角速度が０のときに、振動子１に検出振動の方向に不要な振動が発生してしまうと、オフセット電圧として検出誤差を生じる。
【０００６】
また、このセンサに角速度が入力されていない状態で発生するオフセット電圧は、周囲温度が変化したときに出力変化する。この出力変化はオフセット電圧温度ドリフトといわれ、角速度換算した値、即ち、出力電圧の変化を角速度に対するセンサ感度で、除したもの（すなわち、単位は、°／Ｓ（秒）となる）で示される。オフセット電圧温度ドリフトは、センサの誤出力となるので小さい方が、望ましい。
【０００７】
よって、振動子特性としては、一般に、このようなオフセット電圧、オフセット電圧温度ドリフト、また、角速度を出力電圧の感度、更にはこの感度の温度特性等が検査されることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、実機の状態で振動子特性を検査していたため、上記信号入出力用ワイヤ（リード線）Ｗの組み付け工程が必要となる。そのため、検査の結果、振動子特性に不具合があった場合等、わざわざ振動子１を実装状態からとりはずさなければならない等、生産の効率性が良くないという問題点があった。
【０００９】
そこで本発明は上記点に鑑みて、振動子を有する角速度センサにおいて、振動子単体で実機と同様に、振動子特性の検査を行なえるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明においては、振動子（１）に設けられた駆動手段（１１〜１４）及び検出手段（１７〜２２）に、検査時には駆動振動の振動周波数よりも２.２５ｋＨｚ以上高い共振周波数を有する検査用プローブ（Ｐ１〜Ｐ７）を接触させ、この検査用プローブ（Ｐ１〜Ｐ７）を介して、振動子（１）における駆動または検出振動の各振動状態を電気信号として測定することにより、振動子特性を検査することを特徴としている。
【００１１】
それによって、振動子（１）をリード線（Ｗ）で接続することなく、センサの振動子特性を振動子単体の状態で検査できる。また、本発明者等の検討によれば、検査時において検査用プローブ（Ｐ１〜Ｐ７）の共振周波数が駆動振動の振動周波数以下の場合、検査用プローブ（Ｐ１〜Ｐ７）が振動して接触、非接触する、いわばハンチングを起こす。
【００１２】
そのため、本発明によれば、検査時の上記共振周波数を駆動振動の振動周波数よりも２．２５ｋＨｚ以上高く設定し、ハンチングを防止することで、検査用プローブ（Ｐ１〜Ｐ７）の良好な接触を維持でき、実機に近い状態で、精度良く振動子特性を検査できる。よって、リード線（Ｗ）の組み付け工程の必要無く、振動子単体で実機と同様に、振動子特性の検査を行なうことができる。
【００１３】
また、請求項２ないし請求項６記載の発明は、振動子特性の検査をより安定して行なうべく、検査条件等について検討した結果に基づきなされたものである。
即ち、請求項２記載の発明では、検査用プローブ（Ｐ１〜Ｐ７）から駆動手段及び検出手段（１１〜１４、１７〜２２）を介して振動子（１）に加わる応力を、実機においてリード線（Ｗ）により加わる応力の１００倍以下とすることを特徴としている。
【００１４】
これは、検査用プローブ（Ｐ１〜Ｐ７）からの応力が、リード線（Ｗ）による応力の１００倍以上であると、検査可能ではあるが、振動子（１）の振動が抑制され、正常な振動子特性を検査するには好ましくないためである。
ここで、検査用プローブ（Ｐ１〜Ｐ７）の材質としては、請求項３記載の発明のように、銅、アルミニウム、金、タングステンのいずれかよりなるものを用いることができる。
【００１５】
また、請求項４記載の発明では、振動子（１）を検査台（Ｓ１）に固定するとともに、振動子（１）の固定部分をＧＮＤ電圧に接地して振動子特性を検査することを特徴としており、振動子特性への外部ノイズの影響を低減でき、精度良く振動子特性の検査が行なえる。
また、請求項５記載の発明は、振動子（１）が、くびれ部（３ａ）を有する支持部（３）によって支持されている角速度センサに関してなされたものである。ここで、支持部（３）がくびれ部（３ａ）を有するのは、振動子（１）の振動を絶縁するためである。そして、このような構成においては、振動子（１）の振動により、支持部（３）のくびれ部（３ａ）にてねじれ振動が起こる。
【００１６】
ここで、本発明によれば、上記支持部（３）を介して振動子（１）を検査台（Ｓ１）に固定するときに、支持部（３）においてくびれ部（３ａ）よりも検査台（Ｓ１）側の部位にて固定するようにしているから、くびれ部（３ａ）が固定されない。従って、上記ねじれ振動の抑制による振動子の振動抑制を防止できる。また、請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の発明において、支持部（３）の検査台（Ｓ１）への固定を締結により行うようにし、この固定強度を１ｋｇ・ｃｍ以上とすることを特徴としており、確実な固定により振動子の振動状態を安定させ、より精度良く振動子特性を検査することができる。
【００１７】
なお、上記した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。本実施形態は、本発明を、音叉型振動子をくびれ部を有する支持部で支持した形の角速度センサの振動子特性検査に適用したものとして説明する。図１に、本実施形態に係る角速度センサ１００におけるセンサ部構成の斜視図を示す。この角速度センサ１００は、例えば、自動車の姿勢制御やカーナビゲーションシステム等に利用される角速度センサとして使用される。
【００１９】
角速度センサ１００のセンサ部は、振動子１と、振動子１を支持するための支持部（サポータ）３と、振動子１および支持部３が取り付けられる基板２とから構成されている。
振動子１は、一対の四角柱状のアーム（振動部）４、５と、各アーム４、５の一端を連結する連結部６とを有する音叉形状に形成された圧電体（例えば、ＰＺＴ等）から形成されている。
【００２０】
そして、振動子１は、連結部６にて例えばエポキシ系の接着剤で支持部３に接合されており、この支持部３によって支持されている。支持部３は、例えば４２Ｎ（４２アロイ）の様な金属粉を焼結させたものから成り、くびれ部３ａを有して略エ字型を呈している。
支持部３は、基板２に溶接などにより接合されている。また、基板２に形成された凹部２ａにより、振動子１は基板２と非接触の状態で略平行に浮遊した形となっている。
【００２１】
ここで、両アーム４、５と連結部６とが同一平面を形成し対向する略コ字形状の一対の面のうち、基板２とは反対側の面をＸ１面、Ｘ１面と対向する他方の面をＸ２面（図２参照）とする。また、振動子１の外周に位置し且つアーム４、５の配列方向であるｙ軸と略直交する面のうち、アーム４側をＹ１面、アーム５側をＹ２面（図２参照）とする。
【００２２】
また、Ｘ１面およびＸ２面と略直交する方向をｘ軸として、上記ｙ軸およびアーム４、５の長手方向と平行なｚ軸とともに、図１に示すｘｙｚ直交座標系が構成される。以下、本実施形態において、このｘｙｚ直交座標を用いて説明する。また、以下、ｘ軸方向というのは、ｘ軸と平行な方向であることを意味し、ｙ軸、ｚ軸方向についても同様である。そして、例えば、車両等にはｚ軸方向を上下として搭載される。
【００２３】
振動子１には、駆動および角速度検出のための複数の電極が形成されているが、次に、その電極構成について説明する。図２は、振動子１の外周面上に形成された各電極１１〜２７の構成を、振動子１の前後、左右から展開して見た説明図である。（ａ）はＸ１面、（ｂ）はＸ２面、（ｃ）はＹ１面、（ｄ）はＹ２面上の電極構成を示すものである。
【００２４】
Ｘ１面には、振動子１を駆動するための駆動電極１１、１２、駆動状態をモニタし自励発振（自励振動）させるため帰還用のモニタ電極１３、１４、基準電位に接地された仮ＧＮＤ電極１５、１６と、角速度出力を取り出す為のパット電極１７、１８が形成されている。
一方、Ｙ１、Ｙ２面には、コリオリ力によって発生する電荷を取出し、振動子１に入力された角速度を検出するための角速度検出電極１９、２０、角速度検出電極１９、２０から出力をパット電極１７、１８に引き出す為の引出し電極２１、２２及び、Ｘ２面に形成され基準電位に接地された共通電極２３とＸ１面の仮ＧＮＤ電極１５、１６とを短絡する為の仮ＧＮＤ短絡電極２４、２５が形成されている。
【００２５】
ここで駆動及びモニタの各電極１１〜１４が駆動手段、パット、角速度検出及び引出しの各電極１７〜２２が検出手段に相当する。また、仮ＧＮＤ、共通及び仮ＧＮＤ短絡の各電極１５、１６、２３〜２５は基準電位に接地される。
なお、角速度検出電極２１は、アーム４においてＹ１面と対向する面、角速度検出電極２２は、アーム５においてＹ２面と対向する面にあってもよい。また、検出電極は、Ｙ１面またはＹ２面のどちらか一方のみにあってもよい。一方のみの場合、検出電極がある側のアームの検知振動から角速度検出がなされる。
【００２６】
また、振動子１は、図１の白抜き矢印に示すように、Ｘ１、Ｘ２面に直交するｘ軸方向に分極処理されている。
振動子１とセンサに備えられた図示しない駆動・検出回路（制御手段）との信号の入出力は、例えば、基板２上に絶縁、構成されたターミナル（配線部材）Ｔと振動子１上の各電極を、ワイヤボンディングやはんだ付け等により接続されたワイヤ（リード線）Ｗにて結線することにより行う。
【００２７】
このように、角速度センサ１００のセンサ部は、振動子１が支持部３を介して基板２に固定され、且つ上記ワイヤＷによる配線が行なわれた形態として構成される。そして、このセンサ部は、上記図８に示したのと同様に、防振部材（図示せず）を介して、車両等の被測定体への取り付けるためのハウジング（図示せず）に組付けられ、角速度センサ１００として構成される。
【００２８】
かかる構成を有する角速度センサ１００は、上記駆動・検出回路により、次のように作動する。
まず、Ｘ１面、Ｘ２面に形成された駆動電極１１と共通電極２３間、駆動電極１２と共通電極２３間に、互い１８０°反転した交流電圧（駆動電圧）を印加することにより、振動子１をｙ軸方向に共振（駆動振動）させる。このとき、モニタ電極１３、１４からの出力（電流）を電圧に変換してモニタ信号とする。温度が変わってもモニタ信号が一定となる様に、駆動電圧を制御して自励制御発振を行う。
【００２９】
この駆動振動のもと、ｚ軸まわりに角速度Ωｚが入力されたとき発生するコリオリ力により、振動子１はｘ軸方向に角速度Ωｚに比例した振幅の振動（検出振動）を発生する。このとき、Ｙ１面、Ｙ２面に形成された角速度検出電極１９、２０から角速度に比例した出力（電流）が発生し、これをパット電極１７、１８を介して上記回路に出力される。
【００３０】
この出力は、上記回路にて、次のように処理される。各角速度検出電極１９、２０からの出力を電圧に変換し、差動増幅する。差動増幅された電圧を、バンドパスフィルタ等を通し、振動子の共振周波数以外の成分を取り除き、モニタ信号を基準に同期検波処理を行う。次に、ローパスフィルタ等を通し、直流電圧として角速度検出信号を出力する。以上が、角速度検出の基本動作である。
【００３１】
かかる構成及び作動を有する角速度センサ１００の振動子特性の検査方法について、図３及び図４を参照して述べる。ここで、図３は本実施形態に係る検査装置の要部を示す説明図、図４は検査の評価系構成を示すブロック図である。
従来は、上記図８のようにセンサ部が上記ハウジングに組付けられた状態で、振動子特性を検査していた。ここでいう振動子特性とは、上述した様なオフセット電圧、オフセット電圧温度ドリフト、感度、感度温度特性などが含まれる。
【００３２】
本実施形態では、図３に示す様に、特性検査を行う。つまり、図３に示す各プローブ（検査用プローブ）Ｐ１〜Ｐ７を、振動子１のＸ１面上の各電極に接触させることにより信号の入出力を行う。なお、本例では、振動子を駆動、検出する為に必要なプローブ数は７本だが、振動子構造や電極パターンの違いにより本数は異なる。
【００３３】
２本の検知用プローブＰ１、Ｐ２は、各々パット電極１７、１８に接触し、仮ＧＮＤ用プローブＰ３は、仮ＧＮＤ電極１５、１６のどちらか一方（本例では仮ＧＮＤ電極１６）に接触する。また、２本のモニタ用プローブＰ４、Ｐ５は、各々モニタ電極１３、１４に接触し、２本の駆動用プローブＰ６、Ｐ７は、各々駆動電極１１、１２に接触する。
【００３４】
各プローブＰ１〜Ｐ７は、各々金属棒（図３中、７本）Ｍ１に接続され、各金属棒Ｍ１は、上下・左右に可変可能なＸＹＺステージ（検査台）Ｓ１に固定されている。各金属棒Ｍ１と検査用駆動回路５０は、リード線（図３中、７本）Ｒ１により接続を行う。また、振動子１は、振動子１に接合された支持部３において、ＸＹＺステージＳ１の固定台Ｓ２にネジＮ１にて締結固定される。
【００３５】
以上の構成により振動子１と検査用駆動回路５０との信号伝達が可能になり、検査用駆動回路５０から、図４に示す評価系を構成することにより振動子特性を評価することが可能となる。よって、振動子１をリード線（ワイヤＷ）で接続することなく、振動子特性を振動子単体の状態で検査できる。
更に、振動子特性において、オフセット電圧温度ドリフトの評価は振動子１を恒温槽に入れることにより可能であり、感度（角速度出力）評価は振動子１を回転テーブルに乗せることにより可能であり、感度の温度特性評価は振動子１を回転テーブルに乗せ、それを恒温槽に入れることにより可能となる。
【００３６】
次に、振動子特性を検査するための評価系について、オフセット電圧の検査を例にとって述べる。仮ＧＮＤ用プローブＰ３は、検査用駆動回路５０を介して接地され基準電位となっている。また、ネジＮ１で固定された支持部３はＸＹＺステージＳ１の固定台Ｓ２を介してＧＮＤ電位に接地されている。ここにおいて、検査用駆動回路５０は、基本的に上記振動子１における自励制御発振を行う。
【００３７】
即ち、駆動用プローブＰ６、Ｐ７を介して駆動電極１１、１２から上記駆動電圧（図４中、Ｖｄ）を印加し、振動子１を上記駆動振動させる。モニタ電極１３、１４からモニタ用プローブＰ４、Ｐ５を介して上記モニタ信号（図４中、ＶＲ）をモニターし、温度が変わってもモニタ信号ＶＲが一定となる様に自励制御発振を行う。
【００３８】
また、この自励制御発振による駆動振動中に、振動子１のノイズ信号を検査すべく、検査用駆動回路５０は、パット電極１７、１８及び検知用プローブＰ１、Ｐ２を介して角速度検出電極１９、２０からの出力（電流）を電圧に変換する。ここで、角速度検出電極１９（パット電極１７）からの電圧を第１Ｖｓ信号、角速度検出電極２０（パット電極１８）からの電圧を第２Ｖｓ信号とする。そして、両電圧を差動増幅し合成Ｖｓ信号とするようになっている。
【００３９】
なお、図４中、５１は、検査用駆動回路５０を作動させる為の電源である。
また、５２は検査用駆動回路５０から発振される駆動電圧Ｖｄに異常がないか確認するためのマルチメータである。例えば、駆動用プローブＰ６、Ｐ７もしくはモニタ用プローブＰ４、Ｐ５のうち、いずれか１本が接触していなかった場合に、通常の駆動電圧値であると振動子１のモニタ信号ＶＲは半分となる。
【００４０】
そこで、検査用駆動回路５０が、モニタ信号ＶＲを一定にすべく、駆動電圧Ｖｄを約２倍とする様に制御する。そのため、駆動電圧検査用のマルチメータ５２をモニタすることで、駆動電圧Ｖｄが約２倍となったとき、駆動用プローブＰ６、Ｐ７・モニタ用プローブＰ４、Ｐ５の接触不良が判別できる。
また、５３は、第１及び第２Ｖｓ信号を検出する検知用プローブＰ１、Ｐ２が、各パット電極１７、１８に接触しているか確認をするためのオシロスコープである。
【００４１】
両検知用プローブＰ１、Ｐ２が正常に接触していないと、オシロスコープ５３に出力される第１、第２Ｖｓ信号の波形にノイズがのったり、接触状態が悪いと各Ｖｓ信号の波形が歪む為、接触状態の確認を行なうことができる。
また、オシロスコープ５３は、モニタ信号ＶＲ及び合成Ｖｓ信号（例えば、第２Ｖｓ信号から第１Ｖｓ信号を引いたもの）をモニタする。
【００４２】
ここにおいて、モニタ信号ＶＲをモニタするのは、検査用駆動回路５０が正常に作動しているかどうか、つまりモニタ信号ＶＲが一定に制御されているかどうかの確認を行なうためである。また、合成Ｖｓ信号をモニタするのは、検査用駆動回路５０において正常に差動増幅が行われているか否かの確認を行なうためである。
【００４３】
なお、マルチメータ５２でモニタしている駆動電圧Ｖｄも、このオシロスコープ５３でモニタしても問題無い。
そして、５５は、ロックインアンプ５４により同期検波した後のオフセット電圧をモニタするためのオフセット電圧検査用のマルチメータである。
以上の評価系にて検査されるオフセット電圧の検査手順を述べる。まず、オシロスコープ５３で、第１及び第２Ｖｓ信号、合成Ｖｓ信号、及びモニタ信号ＶＲが正常に出力されているか確認する。次に、合成Ｖｓ信号及びモニタ信号ＶＲをロックインアンプ５４に入力し、同期検波後のオフセット電圧を、マルチメータ５５で検査する。
【００４４】
こうしてオフセット電圧特性が検査される。なお、オフセット電圧温度ドリフトの評価は振動子１の周囲温度を変化させて、上記同様にオフセット電圧を測定することで検査できる。また、感度（角速度出力）評価は振動子１を回転テーブルに乗せ、回転テーブルを回転させて振動子１に角速度を入力させ、オフセット電圧と同様に検査を行うことで感度を検査できる。また、感度の温度特性評価は、感度評価において振動子１の周囲温度を変化させることで検査できる。
【００４５】
ところで、本発明者等は、上記振動子特性の検査において、検査をより安定して行なうべく、検査条件等について検討した。その検討の結果、精度良く特性評価するため、重要となる要因が、（１）プローブによる振動子への応力、（２）プローブの共振周波数、（３）支持部（サポータ）の固定方法、の３つであることを見いだした。
【００４６】
上記▲１▼、▲２▼の要因は、振動を行う角速度センサにおいて、センサの振動部（振動子）から信号の入出力を行っている角速度センサ全て適用される。まず、要因▲１▼について述べる。
上記振動特性の検査において、各プローブＰ１〜Ｐ７により振動子１に応力がかかり過ぎると、振動子１の振動状態が変化する為、精度良く特性を測定できない問題が発生する。
【００４７】
そこで、プローブ（例えば検知用プローブＰ１）による振動子１にかかる応力（以下、プローブ荷重という）と上記オフセット電圧との関係を検討し、好ましいプローブ荷重の範囲を求めた。検討結果の一例を図５に示す。
プローブ荷重の水準としては、▲１▼２．７６×１０-4（Ｎ）、▲２▼２７．４×１０-4（Ｎ）、▲３▼２２２×１０-4（Ｎ）の３水準とし、プローブ荷重はプローブ材質、形状、たわみ量から計算で求めた。
【００４８】
また、比較のために、ハウジングに組付けられた実装状態、つまり実機（完成品）の角速度センサ１００についても調べた。実機では、ワイヤＷはアルミニウムのワイヤボンディングであり、ワイヤＷによって振動子１にかかる応力は、０．１２２×１０-4（Ｎ）であった。
これら実機及び上記３水準の各プローブ構成につき、プローブ荷重（×１０-4Ｎ）とオフセット電圧（°／ｓ）との関係を調べた結果が、図５である。
【００４９】
図５は、３個の振動子１即ちＡ１、Ａ２、Ａ３を用い、各プローブにおけるオフセット電圧の値から、実機におけるオフセット電圧の値を差し引いた値をオフセット電圧変化（°／ｓ）とし、このオフセット電圧変化とプローブ荷重との関係を示したものである。
図５から分かるように、プローブによる応力（プローブ荷重）が大きいほど、オフセット電圧変化即ち実機との誤差が大きくなり、荷重２２２×１０-4（Ｎ）では振動子１の振動を抑制する為、発振停止する。そこでプローブにより振動子１にかかる応力の低減が必要となる。荷重２．７６×１０-4（Ｎ）のプローブでは、実機との誤差は０に近く実用的に問題ないが、荷重φ２７．４×１０-4（Ｎ）のプローブでは誤差が大きくなっている。従って、図５に基づけば、プローブ荷重を２．７６（×１０-4Ｎ）以下とすることでオフセット電圧の測定誤差を減少できる。
【００５０】
ここで、応力の理想値は実際の振動子から信号を取り出すワイヤ（リード線）Ｗにより発生する応力と同じ値が最良となるが、本発明者等の検討によれば、実用上はワイヤＷにより加わる応力の１００倍以下とすることが好ましい。また、この応力は、プローブの材質、線径、長さ、たわみ量等によって決まるが、実用上の下限としては、ワイヤＷにより加わる応力の１／１００倍以上である。
【００５１】
次に、上記要因（２）、即ち検査時におけるプローブの共振周波数についての検討結果の一例を示す。要因に関しては、検知用プローブＰ１、Ｐ２の共振周波数と、オフセット電圧の基本波形となる合成Ｖｓ信号との関係を図６に示す。プローブＰ１、Ｐ２は、共振周波数が６７０Ｈｚのもの、及び、 共振周波数が５．５ｋＨｚのものを用意した。
【００５２】
つまり、プローブＰ１、Ｐ２として、共振周波数が駆動周波数よりも低いものと高いものとを用意した。ここで、振動子１の駆動振動の周波数（駆動周波数ｆＤ）は、３．２５ｋＨｚ±１５０Ｈｚである。図６は、モニタ信号ＶＲ及び合成Ｖｓ信号のオシロスコープ５３による波形を示し、（ａ）は共振周波数が６７０Ｈｚのプローブ、（ｂ）は共振周波数が５．５ｋＨｚのプローブを示す。
【００５３】
図６（ａ）に示す様に、振動子１の駆動周波数よりプローブＰ１、Ｐ２の共振周波数が低い場合、角速度検出電極１９、２０及びパット電極１７、１８から出力される合成Ｖｓ信号はハンチングし、波形にノイズがのり、精度良く測定することが不可能な状態となる。しかし、図６（ｂ）に示す様に、共振周波数が、振動子の駆動周波数より高い場合、合成Ｖｓ信号はハンチングせず、測定可能となる。
【００５４】
これは、プローブＰ１、Ｐ２の共振周波数が、振動子１の駆動周波数より低い場合、振動子１の駆動振動時に、プローブＰ１、Ｐ２と振動子上のパット電極１７、１８との間に非接触状態が発生することにより信号がハンチングするものと推定される。これらのことから、プローブＰ１、Ｐ２だけでなく、各プローブＰ１〜Ｐ７全ての共振周波数が、振動子１の駆動周波数よりも２．２５ｋＨｚ以上高いことが好ましいといえる。
【００５５】
また、上記要因▲３▼、即ち支持部３の固定方法については、くびれ部３ａで固定せずに、くびれ部３ａよりも検査台であるＸＹＺステージＳ１側の部位にて固定することが好ましい。ここで、支持部３がくびれ部３ａを有するのは、振動子１の振動を絶縁するためである。そして、このような構成においては、振動子１の振動により、支持部３のくびれ部３ａにてねじれ振動が起こる。
【００５６】
ここで、支持部３を介して振動子１をＸＹＺステージＳ１に固定するときに、くびれ部３ａで固定してしまうと、上記ねじれ振動が抑制され、それに伴って振動子１の振動も抑制されてしまうため、正確なオフセット電圧、及び感度測定ができなくなる。
そこで、支持部３の固定において、支持部３においてくびれ部３ａよりもＸＹＺステージＳ１側の部位にて固定することにより、くびれ部３ａが固定されず、振動子１の振動抑制を行なわないため、正確なオフセット電圧、感度測定が可能となる。
【００５７】
また、本実施形態では、支持部３の固定を締結部材であるネジＮ１により行なっている。本発明者等は、このネジＮ１による固定強度についても検討を行い、好ましい固定強度を求めた。
検討の一例を図７に示す。ネジ（本例ではＭ３）Ｎ１による固定強度を、２ｋｇｆ・ｃｍ、４ｋｇｆ・ｃｍ、６ｋｇｆ・ｃｍの３水準とした。また、上記実機も比較のために検討した。
【００５８】
図７に、５個の振動子１即ちＢ１〜Ｂ５について、各固定強度におけるオフセット電圧の値から、実機におけるオフセット電圧の値を差し引いた値をオフセット電圧差（°／ｓ）とし、このオフセット電圧差と固定強度との関係を示したものである。
図７から分かるように、各固定強度において、オフセット電圧差即ち実機とのオフセット電圧の誤差は、５０°／ｓ以内であり、実用上問題無い誤差とできる。これらの検討に基づき、支持部３の固定は、くびれ部３ａより下部（検査台Ｓ１側）で行い、締結により固定する場合の固定強度は、１ｋｇ・ｃｍ以上のトルクで良いことがわかった。なお、この値より小さい固定強度でも、特性評価は可能であるが、振動子の固定が不安定となり振動も不安定となってしまうため、実機との誤差が大きくなるので、好ましくない。
【００５９】
以上、上記各要因▲１▼〜▲３▼について、精度良く振動子特性を検査する為の条件をまとめておく。
要因▲１▼については、検査用プローブＰ１〜Ｐ７の応力は、実際に使用されるリード線又はワイヤボンディングによりかかる実際の応力もしくはその近辺にすることが必要となる。本発明者等の検討によれば、上記実際の応力の１／１００〜１００倍であることが実用上好ましい。なお、測定精度は悪化するが、本例のように圧電体で振動子１を構成したバルク振動子の場合は、ワイヤボンディングの応力の５００倍程度まで評価可能である。
【００６０】
要因（２）については、検査時において検査用プローブＰ１〜Ｐ７の共振周波数を振動子１の駆動周波数よりも２．２５ｋＨｚ以上高くする。なお、本要因（２）において共振周波数の上限は無いが、共振周波数を上げるためにはプローブの剛性を上げる必要があり、それによりプローブによる振動子への応力が大きくなる為、要因（１）との関係から限界がある。要因（３）については、支持部３のくびれ部３ａよりも検査台（本例ではＸＹＺステージＳ１）側で行い、その固定強度は、１ｋｇ・ｃｍ以上のトルクで固定する。なお、上限は無いが、支持部３に傷が付かない程度が好ましい。
【００６１】
なお、オフセット電圧温度ドリフト、感度、感度の温度特性も、基本的にはオフセット電圧の検査手順に準じて行なわれる。従って、上記の検査条件は、本実施形態における振動子特性の検査一般に適用される。
また、各プローブＰ１〜Ｐ７から検査用駆動回路５０までの配線に工夫をすることも必要である。
【００６２】
即ち、振動子１に入出力される信号には、大小あり、駆動電圧Ｖｄ（駆動信号）及びモニタ信号ＶＲ（参照用信号）は大きく、それに比べて角速度検出電極１９、２０からの検知信号（オフセット電圧含む）は小となっている。従って、プローブから駆動回路５０までの距離が長すぎたり、検知信号と駆動・参照用信号との配線距離の条件によっては、駆動・参照信号のノイズが検知信号に乗り、精度良く測定できない場合がある。
【００６３】
ところで、本実施形態によれば、振動子１をリード線（本例ではワイヤＷ）で接続することなく、センサの振動子特性を振動子単体の状態で検査できる。また、本実施形態によれば、検査時において検査用プローブＰ１〜Ｐ７の共振周波数を駆動振動の振動周波数よりも２．２５ｋＨｚ以上高く設定し、ハンチングを防止することで、検査用プローブＰ１〜Ｐ７の良好な接触を維持でき、実機に近い状態で、精度良く振動子特性を検査できる。よって、本実施形態によれば、リード線の組み付け工程の必要無く、振動子単体で実機と同様に、振動子特性の検査を行なうことができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、検査用プローブＰ１〜Ｐ７から各電極を介して振動子１に加わる応力を、実装状態においてリード線（本例ではワイヤＷ）により加わる応力の１００倍以下としているから、振動子１の振動が抑制されず、正常な振動子特性を検査することができる。
なお、検査用プローブＰ１〜Ｐ７の応力はプローブの形状や材質等から決まってくるが、材質としては、銅、アルミニウム、金、タングステンのいずれかよりなるものを用いることができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、振動子１をＸＹＺステージＳ１に固定するとともに、ネジＮ１で固定された支持部３もＸＹＺステージＳ１の固定台Ｓ２を介してＧＮＤ電位に接地されている。そのため、振動子１の固定部分をＧＮＤ電圧にすることができ、外部ノイズの影響を低減でき、精度良く振動子特性の検査が行なえる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、支持部３を介して振動子１をＸＹＺステージＳ１に固定するときに、支持部３においてくびれ部３ａよりもＸＹＺステージＳ１側の部位にて固定するようにしているから、くびれ部３ａが固定されない。従って、くびれ部３ａにおけるねじれ振動が抑制されず、振動子の振動も抑制されないため、正確なオフセット電圧・感度測定が可能となる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、支持部３のＸＹＺステージＳ１への固定を締結により行うようにし、この固定強度を１Ｋｇ・ｃｍ以上としているから、確実な固定により振動子１の振動状態を安定させ、正常な振動特性を検査することができる。
（他の実施形態）
なお、上記図２に示した振動子１上の電極の配置は、一例であり、これに限定されるものではなく、適宜設計変更してもよい。また、振動子特性検査において、電極配置に応じて検査用プローブを適宜用意することは勿論である。
【００６８】
また、振動子は図示例のような音叉形状に限定されるものではなく、例えば、従来知られているような一本の角柱形状または櫛形状のものであってもよい。また、支持部もくびれ部を有しないものであってもよい。
また、振動子は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン鉛）または水晶等の圧電体で形成されたものでなくともよく、金属等から形成されたものであってもよい。この場合、振動子に圧電素子を張り付け、これを駆動及び検出手段とする。このように、本発明は、振動子更には支持部の構成について限定せず、適用可能である。
【００６９】
以上、本発明について述べてきたが、本発明の検査方法の要部は、振動子に設けられた駆動手段及び検出手段に、検査時には駆動周波数よりも２．２５ｋＨｚ以上高い共振周波数を有する検査用プローブを接触させ、この検査用プローブを介して、駆動または検出の各振動状態を電気信号として測定することにより、振動子特性を検査することにある。従って、検査の評価系の各装置等は適宜変更してよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る角速度センサのセンサ部構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す振動子の外周面上に形成された電極の構成を示す説明図である。
【図３】上記実施形態に係る検査装置の要部を示す説明図である。
【図４】上記実施形態に係る検査の評価系構成を示すブロック図である。
【図５】プローブ荷重とオフセット電圧との関係の検討例を示す図である。
【図６】プローブの共振周波数と合成Ｖｓ信号との関係の検討例を示す図である。
【図７】支持部の固定強度とオフセット電圧との関係の検討例を示す図である。
【図８】従来の角速度センサの特性評価状態を示す図である（実機状態）。
【符号の説明】
１…振動子、３…支持部、３ａ…支持部のくびれ部、１１、１２…駆動電極、
１３、１４…モニタ電極、１７、１８…パット電極、
１９、２０…角速度検出電極、２１、２２…引出し電極、
１００…角速度センサ、Ｐ１、Ｐ２…検知用プローブ、
Ｐ３…仮ＧＮＤ用プローブ、Ｐ４、Ｐ５…モニタ用プローブ、
Ｐ６、Ｐ７…駆動用プローブ、Ｓ１…ＸＹＺステージ、Ｗ…ワイヤ。
【図１】
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【図２】
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【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】
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