JP3342496B2 - 回転速度ジャイロスコープ - Google Patents
回転速度ジャイロスコープInfo
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- JP3342496B2 JP3342496B2 JP51715898A JP51715898A JP3342496B2 JP 3342496 B2 JP3342496 B2 JP 3342496B2 JP 51715898 A JP51715898 A JP 51715898A JP 51715898 A JP51715898 A JP 51715898A JP 3342496 B2 JP3342496 B2 JP 3342496B2
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- rotational speed
- vibration
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5705—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis
- G01C19/5712—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis the devices involving a micromechanical structure
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は変位センサ、特にコリオリ力を利用した微小
機械的（micromechanical）な回転速度ジャイロスコー
プ（rotational rate gyroscopes）に関するものであ
る。
機械的（micromechanical）な回転速度ジャイロスコー
プ（rotational rate gyroscopes）に関するものであ
る。
コリオリ力を利用した微小機械的な回転速度ジャイロ
スコープは、例えば自動車や航空機の位置決定などのよ
うに、多くの分野で用いられている。このような装置ま
たはセンサは一般に周期的な振動を生成するために励振
される可動機構を有している。このような励振によって
誘発される周期的な振動は１次振動と呼ばれる。このセ
ンサが１次振動または１次動作と直交する軸の回りに回
転した時、１次振動の動作の結果として測定量、つまり
角速度（angular velocity）に比例したコリオリ力を生
じる。コリオリ力は１次振動と直交する第２の振動を誘
発する。この１次振動に直交する第２の振動は２次振動
と呼ばれる。また、検出振動とも呼ばれる２次振動は幾
つかの測定方法によって検出され、その検出された量は
回転速度ジャイロスコープに作用する回転速度を測る物
差しとして用いられている。
スコープは、例えば自動車や航空機の位置決定などのよ
うに、多くの分野で用いられている。このような装置ま
たはセンサは一般に周期的な振動を生成するために励振
される可動機構を有している。このような励振によって
誘発される周期的な振動は１次振動と呼ばれる。このセ
ンサが１次振動または１次動作と直交する軸の回りに回
転した時、１次振動の動作の結果として測定量、つまり
角速度（angular velocity）に比例したコリオリ力を生
じる。コリオリ力は１次振動と直交する第２の振動を誘
発する。この１次振動に直交する第２の振動は２次振動
と呼ばれる。また、検出振動とも呼ばれる２次振動は幾
つかの測定方法によって検出され、その検出された量は
回転速度ジャイロスコープに作用する回転速度を測る物
差しとして用いられている。
１次振動を発生させるために、当分野では公知であ
る、とりわけ熱、圧電、静電および誘導の方法が用いら
れる。２次振動を検出するため、圧電、ピエゾ抵抗、お
よび容量測定原理が用いられている。
る、とりわけ熱、圧電、静電および誘導の方法が用いら
れる。２次振動を検出するため、圧電、ピエゾ抵抗、お
よび容量測定原理が用いられている。
公知の微小機械的な回転速度ジャイロスコープは、K.
Funk,A.Shilp,M.Offennberg,B.ElsnerおよびF.Lrmer
著「Surface Micromachining Resonant Silicon Struct
ures」,The 8th International Conference on Solid−
State Sensors and Actuators,Eurosensors IX,NEWS,第
50〜52頁に開示されている。特に、この文献で説明され
た公知の準回転ジャイロスコープ（quasi−ro−tating
gyroscope）は、２方向に回転できるよう基体に支持さ
れた円形振動子（circular oscillator）を備えてい
る。公知のジャイロスコープの振動子はｘ−ｙ平面に関
してディスク形状を有し、このディスクの対向する２つ
の側にくし歯状電極構造（comb electrode configurati
ons）が取り付けられている。くし歯状電極構造は振動
子本体（oscillating body）を駆動するために使用さ
れ、振動子のくし歯状電極とそれにかみ合う固定くし歯
状電極とで構成されている。同様に、１次振動子に取り
付けられたくし歯状電極と対応する固定くし歯状電極と
がかみ合うくし歯状電極検出構造（comb electrode det
ection assembly）が設けられている。振動子を駆動す
るために用いられ、かつくし歯状駆動手段（comb driv
e）とも呼ばれる入力側のくし歯状電極構造は、励振用
電圧に対し適切に接続されている。その結果、くし歯状
駆動手段の第１くし歯状電極構造には交流電圧が印加さ
れ、その一方で、第２くし歯状電極構造にはこの第１電
圧に対して位相が180度変化した第２電圧が印加され
る。印加された交流電圧により、振動子はｘ−ｙ平面に
対して垂直なｚ軸まわりで回転振動を行うように励振さ
れる。ｘ−ｙ平面内における振動子の振動は、前述の１
次振動である。
Funk,A.Shilp,M.Offennberg,B.ElsnerおよびF.Lrmer
著「Surface Micromachining Resonant Silicon Struct
ures」,The 8th International Conference on Solid−
State Sensors and Actuators,Eurosensors IX,NEWS,第
50〜52頁に開示されている。特に、この文献で説明され
た公知の準回転ジャイロスコープ（quasi−ro−tating
gyroscope）は、２方向に回転できるよう基体に支持さ
れた円形振動子（circular oscillator）を備えてい
る。公知のジャイロスコープの振動子はｘ−ｙ平面に関
してディスク形状を有し、このディスクの対向する２つ
の側にくし歯状電極構造（comb electrode configurati
ons）が取り付けられている。くし歯状電極構造は振動
子本体（oscillating body）を駆動するために使用さ
れ、振動子のくし歯状電極とそれにかみ合う固定くし歯
状電極とで構成されている。同様に、１次振動子に取り
付けられたくし歯状電極と対応する固定くし歯状電極と
がかみ合うくし歯状電極検出構造（comb electrode det
ection assembly）が設けられている。振動子を駆動す
るために用いられ、かつくし歯状駆動手段（comb driv
e）とも呼ばれる入力側のくし歯状電極構造は、励振用
電圧に対し適切に接続されている。その結果、くし歯状
駆動手段の第１くし歯状電極構造には交流電圧が印加さ
れ、その一方で、第２くし歯状電極構造にはこの第１電
圧に対して位相が180度変化した第２電圧が印加され
る。印加された交流電圧により、振動子はｘ−ｙ平面に
対して垂直なｚ軸まわりで回転振動を行うように励振さ
れる。ｘ−ｙ平面内における振動子の振動は、前述の１
次振動である。
公知のジャイロスコープがある所定の角速度でｙ軸を
中心に回転した時、そのｙ軸まわりの角速度に比例する
コリオリ力が振動子に対して働く。このコリオリ力は振
動子のｘ軸まわりの回転振動を発生させる。この振動子
のｘ軸まわりの回転振動または周期的な「傾動」（tilt
ing）は、ジャイロスコープまたはセンサの下方に配置
された２つの電極によって容量的に測定することができ
る。
中心に回転した時、そのｙ軸まわりの角速度に比例する
コリオリ力が振動子に対して働く。このコリオリ力は振
動子のｘ軸まわりの回転振動を発生させる。この振動子
のｘ軸まわりの回転振動または周期的な「傾動」（tilt
ing）は、ジャイロスコープまたはセンサの下方に配置
された２つの電極によって容量的に測定することができ
る。
上記公知のジャイロスコープの不利な点は、振動子の
１次振動と、コリオリ力が振動子本体に働いて発生した
振動子の２次振動とが、単一の振動子によって行われて
おり、この単一の振動子は、２つの互いに直交する振動
を実行できるように２軸ジョイントによって支持されて
いるという点である。そのため、２つの振動モード、す
なわち１次振動および２次振動は互いに干渉を受け合う
ことになる。その結果、回転速度ジャイロスコープの検
出精度を最大限に高める目的で、１次および２次振動の
固有振動数（intrinsic frequencies）を互いに独立し
て正確に調整する（balance）ことが不可能である。さ
らに、公知のジャイロスコープの場合には、振動子を駆
動するためのくし歯状電極構造が２次振動によって傾動
するので、１次振動が２次振動による影響を受けること
になる。この影響により、１次振動は完全に調和的な方
法で制御できなくなる。つまり、１次振動に対する２次
振動の反作用による影響、すなわち１次振動を発生させ
るくし歯状電極構造の傾動が制御できなくなる。
１次振動と、コリオリ力が振動子本体に働いて発生した
振動子の２次振動とが、単一の振動子によって行われて
おり、この単一の振動子は、２つの互いに直交する振動
を実行できるように２軸ジョイントによって支持されて
いるという点である。そのため、２つの振動モード、す
なわち１次振動および２次振動は互いに干渉を受け合う
ことになる。その結果、回転速度ジャイロスコープの検
出精度を最大限に高める目的で、１次および２次振動の
固有振動数（intrinsic frequencies）を互いに独立し
て正確に調整する（balance）ことが不可能である。さ
らに、公知のジャイロスコープの場合には、振動子を駆
動するためのくし歯状電極構造が２次振動によって傾動
するので、１次振動が２次振動による影響を受けること
になる。この影響により、１次振動は完全に調和的な方
法で制御できなくなる。つまり、１次振動に対する２次
振動の反作用による影響、すなわち１次振動を発生させ
るくし歯状電極構造の傾動が制御できなくなる。
前述の文献で開示された公知の他の回転速度ジャイロ
スコープは、２つの互いに離れた振動マス（oscillator
y masses）を備え、それぞれの振動マスがスプリングビ
ームによってそれぞれのくし歯状駆動手段に連結されて
逆位相の振動を起こす。２つの振動マスはあるスプリン
グビーム構造によって連結され、かつ２つのマスのサス
ペンションおよびマス間の連結ウェブ（connecting web
s）により、ジャイロスコープがｚ軸まわりに回転した
時にはｘ−ｙ平面内で回転振動を行う。上記振動マスの
回転に対する反作用として、２つの振動マスとそれらを
互いに連結するスプリングビームとがｙ軸方向に変位す
ると、４つのくし歯状電極構造により容量的に検出され
る。
スコープは、２つの互いに離れた振動マス（oscillator
y masses）を備え、それぞれの振動マスがスプリングビ
ームによってそれぞれのくし歯状駆動手段に連結されて
逆位相の振動を起こす。２つの振動マスはあるスプリン
グビーム構造によって連結され、かつ２つのマスのサス
ペンションおよびマス間の連結ウェブ（connecting web
s）により、ジャイロスコープがｚ軸まわりに回転した
時にはｘ−ｙ平面内で回転振動を行う。上記振動マスの
回転に対する反作用として、２つの振動マスとそれらを
互いに連結するスプリングビームとがｙ軸方向に変位す
ると、４つのくし歯状電極構造により容量的に検出され
る。
１番目の公知のジャイロスコープと同様に、２番目の
公知のジャイロスコープもまた１次振動と２次振動のた
めの単一の振動子を備えている。そのため、２つの直交
する振動モードは互いに干渉し、コリオリ力によって発
生した２次振動は１次振動子に対して反作用的な効果を
及ぼす。この構造においても、１次および２次振動の固
有振動数を必要に応じて正確に調整することはできな
い。
公知のジャイロスコープもまた１次振動と２次振動のた
めの単一の振動子を備えている。そのため、２つの直交
する振動モードは互いに干渉し、コリオリ力によって発
生した２次振動は１次振動子に対して反作用的な効果を
及ぼす。この構造においても、１次および２次振動の固
有振動数を必要に応じて正確に調整することはできな
い。
公知の振動ジャイロスコープのさらなる例は、P.Grei
ff et al., entitled“Silicon Monolithic Micromecha
nical Gyroscope"in the conference band of Transduc
ers 1991,966〜988頁に記載されている。このジャイロ
スコープはｘ−ｙ平面において二重ジンバル（double g
imbal）構造であり、捩りばね（torsion springs）によ
って支持されている。枠状（flame−shaped）の第１振
動子構造が板状の第２振動子構造を取り囲み、第２振動
子構造はその平面からｚ軸方向に突出する慣性要素（in
ertia element）を備える。作動中には、第１振動子構
造のｙ軸まわりの回転振動は、第１振動の方向において
は変形しにくい捩りばねを介して第２振動子構造に伝達
される。ｚ軸まわりの角速度が存在する時は、コリオリ
力がｙ軸方向に発生し、これが突出した慣性要素またジ
ャイロ要素と連動して第２振動子構造ｘ軸回りに変位さ
せる。そのため、第２振動子構造はコリオリ力による振
動を、励振振動（excitation oscillation）に対して直
交するｘ軸まわりで実行する。これは第２振動子構造を
第１振動子構造に対して支持している捩りばねより可能
になったものである。このジャイロスコープにおいて、
ｙ軸方向にのみ発生するコリオリ力は、第２振動子構造
以外の構造に対して運動を起こさせることはない。なぜ
なら、第２振動子構造以外の構造はｙ軸方向に対して固
定的に支持されているからである。ｙ軸方向に突出して
いるジャイロ要素のみがコリオリ力を受け取り、このコ
リオリ力が回転力に比例する測定可能な運動を発生させ
ることができる。
ff et al., entitled“Silicon Monolithic Micromecha
nical Gyroscope"in the conference band of Transduc
ers 1991,966〜988頁に記載されている。このジャイロ
スコープはｘ−ｙ平面において二重ジンバル（double g
imbal）構造であり、捩りばね（torsion springs）によ
って支持されている。枠状（flame−shaped）の第１振
動子構造が板状の第２振動子構造を取り囲み、第２振動
子構造はその平面からｚ軸方向に突出する慣性要素（in
ertia element）を備える。作動中には、第１振動子構
造のｙ軸まわりの回転振動は、第１振動の方向において
は変形しにくい捩りばねを介して第２振動子構造に伝達
される。ｚ軸まわりの角速度が存在する時は、コリオリ
力がｙ軸方向に発生し、これが突出した慣性要素またジ
ャイロ要素と連動して第２振動子構造ｘ軸回りに変位さ
せる。そのため、第２振動子構造はコリオリ力による振
動を、励振振動（excitation oscillation）に対して直
交するｘ軸まわりで実行する。これは第２振動子構造を
第１振動子構造に対して支持している捩りばねより可能
になったものである。このジャイロスコープにおいて、
ｙ軸方向にのみ発生するコリオリ力は、第２振動子構造
以外の構造に対して運動を起こさせることはない。なぜ
なら、第２振動子構造以外の構造はｙ軸方向に対して固
定的に支持されているからである。ｙ軸方向に突出して
いるジャイロ要素のみがコリオリ力を受け取り、このコ
リオリ力が回転力に比例する測定可能な運動を発生させ
ることができる。
上記構造の中では第１および第２振動の相互干渉が緩
和されており、第１振動の励振に対して第２振動の反作
用が及ぶことはないが、突出するジャイロ要素のために
第２振動子構造を平面状に作成できないという不利な点
が挙げられる。ジャイロスコープ構造を製造する際に
は、ジャイロ要素は第２振動子構造の上に金電気めっき
（gold electroplating）によって形成される。このよ
うな電気めっきは、ジャイロスコープの製造時間，製造
工程および製造コストを増大させ、実質的に平面状のモ
ノリシック（monolithic）製造工程における集積化（in
tegration）にとっては望ましくない。
和されており、第１振動の励振に対して第２振動の反作
用が及ぶことはないが、突出するジャイロ要素のために
第２振動子構造を平面状に作成できないという不利な点
が挙げられる。ジャイロスコープ構造を製造する際に
は、ジャイロ要素は第２振動子構造の上に金電気めっき
（gold electroplating）によって形成される。このよ
うな電気めっきは、ジャイロスコープの製造時間，製造
工程および製造コストを増大させ、実質的に平面状のモ
ノリシック（monolithic）製造工程における集積化（in
tegration）にとっては望ましくない。
ドイツ特許出願公開DE 44 28 405 A1は、くし歯状駆
動手段と２つの振動マス（oscillatory masses）とを備
えた励振作動機構（excitation actuation mechanism）
を含む回転速度ジャイロスコープを開示し、上記２つの
振動マスはスプリング部材を介して互いに接続され、一
つの振動システムを構成している。ジャイロスコープ
は、特にくし歯状駆動手段によって励振振動を行うよう
に励起される第１振動構造（first oscillation struct
ure）を備える。励振振動は接続点を介して第１振動構
造から第２振動マスへと伝達される。種々のばねおよび
支持手段によって第２振動マスは中央振動マス（centra
l oscillatory mass）と接続され、ばねは励振振動を第
２振動マスから中央振動マスへと伝達し、かつ励振振動
によって２つの振動マスに対して互いに逆位相（opposi
te phases）の振動を引き起こす。ジャイロスコープが
回転する時、コリオリ力がとりわけ中央振動マスに働
き、その結果、この中央振動マスが励振振動に垂直な方
向に運動するようになる。また、コリオリ力は第２振動
マスにも働き、第２振動マスは中央振動マスに対向する
コリオリの振動（Coriolis oscillation）を行う。なぜ
なら、２つの振動マスが逆位相の励振振動を行うからで
ある。
動手段と２つの振動マス（oscillatory masses）とを備
えた励振作動機構（excitation actuation mechanism）
を含む回転速度ジャイロスコープを開示し、上記２つの
振動マスはスプリング部材を介して互いに接続され、一
つの振動システムを構成している。ジャイロスコープ
は、特にくし歯状駆動手段によって励振振動を行うよう
に励起される第１振動構造（first oscillation struct
ure）を備える。励振振動は接続点を介して第１振動構
造から第２振動マスへと伝達される。種々のばねおよび
支持手段によって第２振動マスは中央振動マス（centra
l oscillatory mass）と接続され、ばねは励振振動を第
２振動マスから中央振動マスへと伝達し、かつ励振振動
によって２つの振動マスに対して互いに逆位相（opposi
te phases）の振動を引き起こす。ジャイロスコープが
回転する時、コリオリ力がとりわけ中央振動マスに働
き、その結果、この中央振動マスが励振振動に垂直な方
向に運動するようになる。また、コリオリ力は第２振動
マスにも働き、第２振動マスは中央振動マスに対向する
コリオリの振動（Coriolis oscillation）を行う。なぜ
なら、２つの振動マスが逆位相の励振振動を行うからで
ある。
ドイツ特許出願公開DE 195 00 800 A1は、２つの振動
マスを備えたコリオリ力回転速度ジャイロスコープを開
示し、この２つの振動マスは互いに機械的に連結されて
一つの振動構造を構成する。上記２つの振動マスは、そ
れらの対向する表面にそれぞれ２つの対称的に配置され
た曲がりばねを備え、追加的なシリコンウェブを用いな
がら、上記曲がりばねによって上記振動マスが互いに機
械的に連結されている。コリオリ力ジャイロスコープの
第１カテゴリーにおいては、２次振動子は１次振動子を
使用せずに直接的に励振される。コリオリ力ジャイロス
コープの第２カテゴリーにおいては、２つの振動マスは
１次振動子によって逆位相で振動するように励振され、
ウェブが１次振動を２次振動子に対して伝達し、この２
次振動子の振動は基体に連結された支持点を通過し、か
つ基体に取り付けられたばねを通過する。
マスを備えたコリオリ力回転速度ジャイロスコープを開
示し、この２つの振動マスは互いに機械的に連結されて
一つの振動構造を構成する。上記２つの振動マスは、そ
れらの対向する表面にそれぞれ２つの対称的に配置され
た曲がりばねを備え、追加的なシリコンウェブを用いな
がら、上記曲がりばねによって上記振動マスが互いに機
械的に連結されている。コリオリ力ジャイロスコープの
第１カテゴリーにおいては、２次振動子は１次振動子を
使用せずに直接的に励振される。コリオリ力ジャイロス
コープの第２カテゴリーにおいては、２つの振動マスは
１次振動子によって逆位相で振動するように励振され、
ウェブが１次振動を２次振動子に対して伝達し、この２
次振動子の振動は基体に連結された支持点を通過し、か
つ基体に取り付けられたばねを通過する。
欧州特許出願公開EP 0 634 629 Aは、第１支持ビーム
によって支持された第１振動体と、第２支持ビームによ
って第１振動体に連結された第２振動体とを備えた角速
度センサを開示している。第１振動体を基板に連結して
いる第１支持ビームは、さらに第１振動体を第１方向に
振動させるくし歯状駆動手段を備える。第１振動体と第
２振動体とを連結する第２支持ビームもまた第１方向に
振動を許容する。そのため、励振振動は一方では第２振
動体に伝達され、他方では増幅される。角速度センサが
第１方向に垂直な軸を中心として回転すると、コリオリ
力が上記構造に働き、その結果、第２振動体をｚ方向に
変位させる。そのため、第２振動体はコリオリ力の方向
に変位可能に支持されている。
によって支持された第１振動体と、第２支持ビームによ
って第１振動体に連結された第２振動体とを備えた角速
度センサを開示している。第１振動体を基板に連結して
いる第１支持ビームは、さらに第１振動体を第１方向に
振動させるくし歯状駆動手段を備える。第１振動体と第
２振動体とを連結する第２支持ビームもまた第１方向に
振動を許容する。そのため、励振振動は一方では第２振
動体に伝達され、他方では増幅される。角速度センサが
第１方向に垂直な軸を中心として回転すると、コリオリ
力が上記構造に働き、その結果、第２振動体をｚ方向に
変位させる。そのため、第２振動体はコリオリ力の方向
に変位可能に支持されている。
本発明の目的は、経済的な製造が可能で、１次振動と
２次振動の相互干渉が大幅に緩和された回転速度ジャイ
ロスコープを提供することである。
２次振動の相互干渉が大幅に緩和された回転速度ジャイ
ロスコープを提供することである。
この目的は、クレーム１に記載の回転速度ジャイロス
コープにより達成される。本発明は次の発見を基礎とす
る。すなわち、１次振動子サスペンションを用いて１次
振動子を基体（base member）に対して変位可能に支持
することにより、１次振動と２次振動の相互干渉が緩和
されるという発見である。１次振動子に加えられた１次
振動は、２次振動子サスペンションを介して２次振動子
に伝えられる。その結果、２次振動子もまた１次振動を
行う。回転速度ジャイロスコープの回転によって生じる
コリオリ力の結果として、２次振動子の１次振動に対し
て直交する２次振動子の２次振動が生じ、この２次振動
は、２次振動子サスペンションの適切な構造により、１
次振動子に対して反作用効果（retroactive effect）を
与えないようになる。１次振動子サスペンションは、そ
れぞれの実施例によるが、適切な寸法を持つ複数のスプ
リングビーム、すなわち例えば捩りばね（torsion spri
ng）あるいは曲げばね（bending spring）等から構成さ
れてもよく、この場合、これらのばねは１次振動子サス
ペンションが方向に依存したばね硬さを持つように選ば
れた断面と幾何学的構造（例えば斜めの支材であるとか
適切な数が配列されている等）とを持つ。このサスペン
ションの硬さの異方性（anisotropy）は原則として、ス
プリングビームの配列だけで保証されることができる。
このようにして２次振動は１次振動子に対して反作用効
果を持たない。その結果、測定されるべき量（quantit
y）によって励振（excitation）が影響を受けない。２
次振動子を１次振動子から距離をおいて配置し、１次振
動子サスペンションおよび２次振動子サスペンションに
適切な構造も持たせることで、１次および２次振動の相
互干渉は最大限に緩和され、１次振動および２次振動は
互いに独立して調整またはバランス（balanced）させる
ことができるようになる。この場合、２次振動子サスペ
ンションもまた１次振動子サスペンションから空間的に
離れて配置され、望ましくは異方性のばね硬さ（anisot
ropic rigidity）を備えている。
コープにより達成される。本発明は次の発見を基礎とす
る。すなわち、１次振動子サスペンションを用いて１次
振動子を基体（base member）に対して変位可能に支持
することにより、１次振動と２次振動の相互干渉が緩和
されるという発見である。１次振動子に加えられた１次
振動は、２次振動子サスペンションを介して２次振動子
に伝えられる。その結果、２次振動子もまた１次振動を
行う。回転速度ジャイロスコープの回転によって生じる
コリオリ力の結果として、２次振動子の１次振動に対し
て直交する２次振動子の２次振動が生じ、この２次振動
は、２次振動子サスペンションの適切な構造により、１
次振動子に対して反作用効果（retroactive effect）を
与えないようになる。１次振動子サスペンションは、そ
れぞれの実施例によるが、適切な寸法を持つ複数のスプ
リングビーム、すなわち例えば捩りばね（torsion spri
ng）あるいは曲げばね（bending spring）等から構成さ
れてもよく、この場合、これらのばねは１次振動子サス
ペンションが方向に依存したばね硬さを持つように選ば
れた断面と幾何学的構造（例えば斜めの支材であるとか
適切な数が配列されている等）とを持つ。このサスペン
ションの硬さの異方性（anisotropy）は原則として、ス
プリングビームの配列だけで保証されることができる。
このようにして２次振動は１次振動子に対して反作用効
果を持たない。その結果、測定されるべき量（quantit
y）によって励振（excitation）が影響を受けない。２
次振動子を１次振動子から距離をおいて配置し、１次振
動子サスペンションおよび２次振動子サスペンションに
適切な構造も持たせることで、１次および２次振動の相
互干渉は最大限に緩和され、１次振動および２次振動は
互いに独立して調整またはバランス（balanced）させる
ことができるようになる。この場合、２次振動子サスペ
ンションもまた１次振動子サスペンションから空間的に
離れて配置され、望ましくは異方性のばね硬さ（anisot
ropic rigidity）を備えている。
先行技術の中で示されている振動子のための二軸ジョ
イント、つまりいわゆる一つの空間スポットに集中して
おりかつ一つの振動子から互いに直交する１次および２
次振動を発生させるような二軸ジョイントは、本発明に
かかる回転速度ジャイロスコープの中では、互いに離れ
た２組のジョイントと振動子とに変形される。この内の
一組は１次振動子サスペンションおよび１次振動子をそ
れぞれ構成し、他の一組は２次振動子サスペンションお
よび２次振動子をそれぞれ構成している。上記２次振動
子が２次振動子サスペンションを介して１次振動子に連
結されることで、２つの振動の相互干渉が緩和される。
１次振動子は駆動されて直動式（translational）また
は回転式（rotational）振動を行い、この振動が２次振
動子サスペンションを介して２次振動子に伝えられる。
しかしながら、回転速度ジャイロスコープの回転により
作用するコリオリ力は、１次振動子サスペンションの適
切な構造によって２次振動子に対してのみ作用し、１次
振動子に対しては作用しない。その結果、上記の励振は
測定されるべき量（quantity）によって影響されない。
さらに、コリオリ力によって起こる２次振動子の振動
は、２次振動子サスペンションを介することで、１次振
動子に伝えられてもその動きに対しては無視できる程度
にしか伝わらない。このように本発明にかかる回転速度
ジャイロスコープでは、１次振動子から１次振動を２次
振動子に対して伝えることは可能であるが、２次振動を
１次振動子に対して逆に伝えることは可能でない。
イント、つまりいわゆる一つの空間スポットに集中して
おりかつ一つの振動子から互いに直交する１次および２
次振動を発生させるような二軸ジョイントは、本発明に
かかる回転速度ジャイロスコープの中では、互いに離れ
た２組のジョイントと振動子とに変形される。この内の
一組は１次振動子サスペンションおよび１次振動子をそ
れぞれ構成し、他の一組は２次振動子サスペンションお
よび２次振動子をそれぞれ構成している。上記２次振動
子が２次振動子サスペンションを介して１次振動子に連
結されることで、２つの振動の相互干渉が緩和される。
１次振動子は駆動されて直動式（translational）また
は回転式（rotational）振動を行い、この振動が２次振
動子サスペンションを介して２次振動子に伝えられる。
しかしながら、回転速度ジャイロスコープの回転により
作用するコリオリ力は、１次振動子サスペンションの適
切な構造によって２次振動子に対してのみ作用し、１次
振動子に対しては作用しない。その結果、上記の励振は
測定されるべき量（quantity）によって影響されない。
さらに、コリオリ力によって起こる２次振動子の振動
は、２次振動子サスペンションを介することで、１次振
動子に伝えられてもその動きに対しては無視できる程度
にしか伝わらない。このように本発明にかかる回転速度
ジャイロスコープでは、１次振動子から１次振動を２次
振動子に対して伝えることは可能であるが、２次振動を
１次振動子に対して逆に伝えることは可能でない。
さらに、本発明にかかる回転速度ジャイロスコープで
は、第１軸（ｙ）回りと第３軸（ｚ）回りの２軸の回転
を検出することができる。そのため、１つの２次振動子
がコリオリ力により引き起こされる２軸方向の動きを検
出するために使用されている。つまり、２次振動子は、
２次振動子の第１軸（ｙ）方向の動きを検出する第１検
出手段としてだけでなく、２次振動子の第３軸（ｚ）方
向の動きを検出する第２検出手段としても用いられてい
る。
は、第１軸（ｙ）回りと第３軸（ｚ）回りの２軸の回転
を検出することができる。そのため、１つの２次振動子
がコリオリ力により引き起こされる２軸方向の動きを検
出するために使用されている。つまり、２次振動子は、
２次振動子の第１軸（ｙ）方向の動きを検出する第１検
出手段としてだけでなく、２次振動子の第３軸（ｚ）方
向の動きを検出する第２検出手段としても用いられてい
る。
本発明にかかる振動ジャイロスコープ（vibratory gy
roscope）の構造において、１次および２次振動子がほ
ぼ同じ平面上に延びている場合には、公知のプレーナー
製造技術（planar manufacturing techniques）と完全
に互換性を持つ（compatible）方法で製造することがで
きる。そのため、本発明にかかる振動ジャイロスコープ
の製造は簡素となる。その上、１次振動および／または
２次振動は、１次振動子および２次振動子が形成されて
いる平面の中で生じるので、コリオリ力は常に、ほぼ平
面状の２次振動子に対して振動を発生させるように働き
かけることができる。
roscope）の構造において、１次および２次振動子がほ
ぼ同じ平面上に延びている場合には、公知のプレーナー
製造技術（planar manufacturing techniques）と完全
に互換性を持つ（compatible）方法で製造することがで
きる。そのため、本発明にかかる振動ジャイロスコープ
の製造は簡素となる。その上、１次振動および／または
２次振動は、１次振動子および２次振動子が形成されて
いる平面の中で生じるので、コリオリ力は常に、ほぼ平
面状の２次振動子に対して振動を発生させるように働き
かけることができる。
本発明の望ましい実施例を、添付した図を参照しなが
ら以下にさらに詳細に説明する。
ら以下にさらに詳細に説明する。
図1Aは本発明の前提となる第１の参考例である回転速
度ジャイロスコープの平面図を示し、 図1Bは図1Aの回転速度ジャイロスコープの断面図を示
し、 図２は第２の参考例である回転速度ジャイロスコープ
の平面図を示し、 図３は第３の参考例である回転速度ジャイロスコープ
の平面図を示し、 図4Aは第４の参考例である回転速度ジャイロスコープ
の平面図を示し、 図4Bは図4Aの回転速度ジャイロスコープのＡ−Ｂ線に
沿った断面図を示し、 図５は本発明の一実施例である回転速度ジャイロスコ
ープの平面図を示す。
度ジャイロスコープの平面図を示し、 図1Bは図1Aの回転速度ジャイロスコープの断面図を示
し、 図２は第２の参考例である回転速度ジャイロスコープ
の平面図を示し、 図３は第３の参考例である回転速度ジャイロスコープ
の平面図を示し、 図4Aは第４の参考例である回転速度ジャイロスコープ
の平面図を示し、 図4Bは図4Aの回転速度ジャイロスコープのＡ−Ｂ線に
沿った断面図を示し、 図５は本発明の一実施例である回転速度ジャイロスコ
ープの平面図を示す。
図1Aは第１の参考例である回転速度ジャイロスコープ
100を示す平面図であり、図1Bは図1AのＡ−A'線に沿っ
た回転速度ジャイロスコープ100の概要断面図を示す。
回転速度ジャイロスコープ100は基体102を備え、この基
体102には１次振動子106が、アンカー手段104aと４つの
スプリングビーム104bとを含む１次振動子サスペンショ
ン104によって取り付けられている。１次振動子106は外
側リング106aと内側リング106bとを備える。この１次振
動子106の外側リング106aと内側リング106bとの間に
は、くし歯状電極のグループ108が配置されている。こ
の１次振動子のくし歯状電極のグループ108は、固定さ
れた電極グループ110に対し、かみ合う指のようにそれ
ぞれ対向する。第１の参考例にかかる１次振動子サスペ
ンションとは異なり、４つのアンカー手段がｘ−ｙ面上
に配置され、２組の対向するアンカー手段を結ぶ接続線
が互いに直角を構成するような形状にしてもよい。その
場合、スプリングビームとして設計されたこれら接続線
の交点において、すなわち１次振動子サスペンションの
対称形の中心において、上記の４つのスプリングビーム
104bを連結してもよい。
100を示す平面図であり、図1Bは図1AのＡ−A'線に沿っ
た回転速度ジャイロスコープ100の概要断面図を示す。
回転速度ジャイロスコープ100は基体102を備え、この基
体102には１次振動子106が、アンカー手段104aと４つの
スプリングビーム104bとを含む１次振動子サスペンショ
ン104によって取り付けられている。１次振動子106は外
側リング106aと内側リング106bとを備える。この１次振
動子106の外側リング106aと内側リング106bとの間に
は、くし歯状電極のグループ108が配置されている。こ
の１次振動子のくし歯状電極のグループ108は、固定さ
れた電極グループ110に対し、かみ合う指のようにそれ
ぞれ対向する。第１の参考例にかかる１次振動子サスペ
ンションとは異なり、４つのアンカー手段がｘ−ｙ面上
に配置され、２組の対向するアンカー手段を結ぶ接続線
が互いに直角を構成するような形状にしてもよい。その
場合、スプリングビームとして設計されたこれら接続線
の交点において、すなわち１次振動子サスペンションの
対称形の中心において、上記の４つのスプリングビーム
104bを連結してもよい。
１次振動子の一つの電極グループ108は、それに対向
して配置された一つの固定電極グループ110とともに、
従来の方法で機能するいわゆるくし歯状駆動手段（comb
drive）を構成する。固定電極グループ110は、例えば
基体102に連結されていもよいし、あるいは別の方法で
１次振動子に対向するように固定的に配置されてもよ
い。しかし、固定電極グループ110は図を簡素化するた
め図1Bには示していない。１次振動子106は、捩りばね1
12を介して２次振動子114に連結されている。捩りばね1
12はこのようにして２次振動子サスペンションを構成
し、この２次振動子サスペンションにより、２次振動子
114は１次振動子106に対して機械的に連結される。
して配置された一つの固定電極グループ110とともに、
従来の方法で機能するいわゆるくし歯状駆動手段（comb
drive）を構成する。固定電極グループ110は、例えば
基体102に連結されていもよいし、あるいは別の方法で
１次振動子に対向するように固定的に配置されてもよ
い。しかし、固定電極グループ110は図を簡素化するた
め図1Bには示していない。１次振動子106は、捩りばね1
12を介して２次振動子114に連結されている。捩りばね1
12はこのようにして２次振動子サスペンションを構成
し、この２次振動子サスペンションにより、２次振動子
114は１次振動子106に対して機械的に連結される。
第１の参考例にかかる回転速度ジャイロスコープにお
いて、２次振動子114は図1Aに示すように長方形の形状
を持ち、かつ１次振動子106を中に配置するための開口
部（recess）を持っていてもよい。図1Aの紙面で言えば
２次振動子の上側と下側とのそれぞれにおいて、２次振
動子の下方であってかつ基体102の上面に第１検出用電
極（sensing electrodes）116a,116bが設けられ、また
同様に任意の追加電極（optionally additional electr
odes）118a,118bが設けられている。これらの電極の機
能については以下に説明する。
いて、２次振動子114は図1Aに示すように長方形の形状
を持ち、かつ１次振動子106を中に配置するための開口
部（recess）を持っていてもよい。図1Aの紙面で言えば
２次振動子の上側と下側とのそれぞれにおいて、２次振
動子の下方であってかつ基体102の上面に第１検出用電
極（sensing electrodes）116a,116bが設けられ、また
同様に任意の追加電極（optionally additional electr
odes）118a,118bが設けられている。これらの電極の機
能については以下に説明する。
回転速度ジャイロスコープ100と本発明にかかる他の
全ての回転速度ジャイロスコープの機能を詳しく説明す
るために、以下において、各図の左側に描かれた互いに
直交するx,yおよびｚ軸を持つ直角座標システム（carte
sian coordinate system）を参照しながら説明する。
全ての回転速度ジャイロスコープの機能を詳しく説明す
るために、以下において、各図の左側に描かれた互いに
直交するx,yおよびｚ軸を持つ直角座標システム（carte
sian coordinate system）を参照しながら説明する。
回転速度ジャイロスコープ100がｙ軸回りを角速度（a
ngular velocity）Ωｙで回転する場合、その回転を検
出するために、１次振動子106は回転振動を行うように
励振されなければならない。この１次振動子106の回転
振動は、当業者の間では公知の方法、すなわち適切な交
流電圧を１次振動子106の電極グループ108と固定電極グ
ループ110とで構成されたそれぞれの対向するくし歯状
駆動手段に印加することで起こる。くし歯状駆動手段
は、当業者には知られているように、容量性駆動原理
（capacitive drive principle）を実行する。例えば４
つのくし歯状駆動手段を１次振動子106を励振してｘ−
ｙ面における回転振動を行わせるために使用し、その一
方で残りの４つのくし歯状駆動手段を上記ｘ−ｙ面にお
ける回転振動の容量的検出（capacitive detection）を
行うために利用することも可能である。１次振動子106
がＺ軸の回りを回転する場合には、４つのスプリングビ
ーム104bはトルクによってそれぞれｚ軸に対して撓め
（deflected）られる。図1Bから分かるように、４つの
スプリングビーム104bは長方形を持ち、その断面の長辺
はｚ軸方向に伸び、短辺はｘ−ｙ面上に伸びている。
ngular velocity）Ωｙで回転する場合、その回転を検
出するために、１次振動子106は回転振動を行うように
励振されなければならない。この１次振動子106の回転
振動は、当業者の間では公知の方法、すなわち適切な交
流電圧を１次振動子106の電極グループ108と固定電極グ
ループ110とで構成されたそれぞれの対向するくし歯状
駆動手段に印加することで起こる。くし歯状駆動手段
は、当業者には知られているように、容量性駆動原理
（capacitive drive principle）を実行する。例えば４
つのくし歯状駆動手段を１次振動子106を励振してｘ−
ｙ面における回転振動を行わせるために使用し、その一
方で残りの４つのくし歯状駆動手段を上記ｘ−ｙ面にお
ける回転振動の容量的検出（capacitive detection）を
行うために利用することも可能である。１次振動子106
がＺ軸の回りを回転する場合には、４つのスプリングビ
ーム104bはトルクによってそれぞれｚ軸に対して撓め
（deflected）られる。図1Bから分かるように、４つの
スプリングビーム104bは長方形を持ち、その断面の長辺
はｚ軸方向に伸び、短辺はｘ−ｙ面上に伸びている。
このような１次振動子106のｘ−ｙ面上の振動は捩り
ばね112を介して２次振動子に伝えられる。これによ
り、２次振動子もまたｘ−ｙ面上において、矢印120で
概略的に示されたように回転を行う。回転速度ジャイロ
スコープ100のｙ軸に平行な一つの軸を中心とする回転
によって生じ、かつ２次振動子に対して働くコリオリ力
の結果として、２次振動子114のｘ軸を中心とする回転
が生じる。これは、公知の記号122により象徴的に示さ
れる通りである。コリオリ力は勿論１次振動子106に対
しても働くが、しかし前述のスプリングビーム104bの幾
何学的構造、つまり１次振動子サスペンション104によ
り、１次振動子106をｘ軸の回りに傾けさせることはな
い。さらに、コリオリ力により発生した２次振動子114
のｘ軸を中心とした回転運動は、１次振動子106に対し
て伝えることができない。なぜなら、捩りばね112は、
アンカー手段104aとスプリングビーム104bとからなる１
次振動子サスペンション104よりも、ｘ軸を中心とした
回転に関しては極めて低い捩れ硬さしか有しないからで
ある。
ばね112を介して２次振動子に伝えられる。これによ
り、２次振動子もまたｘ−ｙ面上において、矢印120で
概略的に示されたように回転を行う。回転速度ジャイロ
スコープ100のｙ軸に平行な一つの軸を中心とする回転
によって生じ、かつ２次振動子に対して働くコリオリ力
の結果として、２次振動子114のｘ軸を中心とする回転
が生じる。これは、公知の記号122により象徴的に示さ
れる通りである。コリオリ力は勿論１次振動子106に対
しても働くが、しかし前述のスプリングビーム104bの幾
何学的構造、つまり１次振動子サスペンション104によ
り、１次振動子106をｘ軸の回りに傾けさせることはな
い。さらに、コリオリ力により発生した２次振動子114
のｘ軸を中心とした回転運動は、１次振動子106に対し
て伝えることができない。なぜなら、捩りばね112は、
アンカー手段104aとスプリングビーム104bとからなる１
次振動子サスペンション104よりも、ｘ軸を中心とした
回転に関しては極めて低い捩れ硬さしか有しないからで
ある。
電気的に導電性の材料、例えばポリシリコン等から構
成される２次振動子114の変位は、その下方に配置され
た検出用電極116a,116bにより容量的（capacitively）
に検出される。これら２つの検出用電極116a,116bを設
けることによって、差動測定方法（differential measu
ring method）が使用可能となるが、とりわけセンサの
感度は、この差動測定方法を用いることにより、簡素な
測定方法と比較して、公知のように２倍となる。
成される２次振動子114の変位は、その下方に配置され
た検出用電極116a,116bにより容量的（capacitively）
に検出される。これら２つの検出用電極116a,116bを設
けることによって、差動測定方法（differential measu
ring method）が使用可能となるが、とりわけセンサの
感度は、この差動測定方法を用いることにより、簡素な
測定方法と比較して、公知のように２倍となる。
上記２つの検出用電極116a,116bに対して適切な電圧
をフィードバックすることにより、あるいは追加電極11
8a,118bに対して電圧を印加することにより、コリオリ
力をある所定の範囲内に補正（compensated）すること
ができ、その結果、回転速度ジャイロスコープ100の検
出帯域幅（bandwidth）を増大させることができる。例
えば、検出用電極116a,116bに対してあるいは追加電極1
18a,118bに対して交流電圧を印加すると、２次振動子の
振動に対してある程度の反力を与えるので、２つの高い
振幅（oscillation amplitudes）を受けるような機械的
システムを設けることなく、２次振動子114に対して働
くより大きなコリオリ力を測定することができる。
をフィードバックすることにより、あるいは追加電極11
8a,118bに対して電圧を印加することにより、コリオリ
力をある所定の範囲内に補正（compensated）すること
ができ、その結果、回転速度ジャイロスコープ100の検
出帯域幅（bandwidth）を増大させることができる。例
えば、検出用電極116a,116bに対してあるいは追加電極1
18a,118bに対して交流電圧を印加すると、２次振動子の
振動に対してある程度の反力を与えるので、２つの高い
振幅（oscillation amplitudes）を受けるような機械的
システムを設けることなく、２次振動子114に対して働
くより大きなコリオリ力を測定することができる。
固有振動数（intrinsic frequencies）の調整（balan
cing）は、２次振動の固有振動数の電気的調整（electr
onic adjustment）により実施される。電極116a,116bに
対して、あるいは追加電極118a,118bに対して直流電圧
を印加することにより、２次振動の固有振動数は減少す
る。また、これらの電極に対する交流電圧のフィーバッ
クによって、２次振動の固有振動数は増大する。固有振
動数の調整により、回転速度ジャイロスコープはさらに
小さな角速度Ωｙに関しても感度が高くなる。
cing）は、２次振動の固有振動数の電気的調整（electr
onic adjustment）により実施される。電極116a,116bに
対して、あるいは追加電極118a,118bに対して直流電圧
を印加することにより、２次振動の固有振動数は減少す
る。また、これらの電極に対する交流電圧のフィーバッ
クによって、２次振動の固有振動数は増大する。固有振
動数の調整により、回転速度ジャイロスコープはさらに
小さな角速度Ωｙに関しても感度が高くなる。
以上のように、第１の参考例においては、図１に示さ
れた１次および２次振動子の主面はｘ−ｙ平面に内に配
置され、１次振動もまたこの面内において発生させられ
ている。そして、センサの回転はｘ−ｙ平面に対して垂
直（normal）なコリオリ力を発生させ、その結果、先行
技術の場合のように突出した部品（projecting parts）
は必要でない。さらに、てこの原理（leverage princip
le）も有効に利用されている。そのため、微小機械の実
現化（micromechanical realization）の場合における
特に困難な２つの問題を回避することができる。細長い
スプリングビーム104bの比較的小さな曲がり量が、大き
な変形、すなわち（アンカー手段104aから遠く離れた）
２次振動子106が１次振動の方向に大きい振幅および速
度で変形することを可能にする。従ってスプリングビー
ム104bを曲げ変形の比例領域（linear bending range）
で作動させることが可能になる。第１の参考例にかかる
回転速度ジャイロスコープ100の他の有利な特徴は、２
次振動子114がｘ軸の回りに働いているトルクによって
のみ検出方向に変位することができるので、例えば２次
振動子に作用している直進加速度（translational acce
lerations）から生まれる力のような干渉力（interfere
nce forces）を機械的に緩和するという点にある。
れた１次および２次振動子の主面はｘ−ｙ平面に内に配
置され、１次振動もまたこの面内において発生させられ
ている。そして、センサの回転はｘ−ｙ平面に対して垂
直（normal）なコリオリ力を発生させ、その結果、先行
技術の場合のように突出した部品（projecting parts）
は必要でない。さらに、てこの原理（leverage princip
le）も有効に利用されている。そのため、微小機械の実
現化（micromechanical realization）の場合における
特に困難な２つの問題を回避することができる。細長い
スプリングビーム104bの比較的小さな曲がり量が、大き
な変形、すなわち（アンカー手段104aから遠く離れた）
２次振動子106が１次振動の方向に大きい振幅および速
度で変形することを可能にする。従ってスプリングビー
ム104bを曲げ変形の比例領域（linear bending range）
で作動させることが可能になる。第１の参考例にかかる
回転速度ジャイロスコープ100の他の有利な特徴は、２
次振動子114がｘ軸の回りに働いているトルクによって
のみ検出方向に変位することができるので、例えば２次
振動子に作用している直進加速度（translational acce
lerations）から生まれる力のような干渉力（interfere
nce forces）を機械的に緩和するという点にある。
当業者には明らかであるが、ｘ−ｙ−ｚ座標システム
（coordinate system）を参照する目的は、単に本発明
の説明を簡素化しかつ明瞭化する上で役立たせるためで
ある。なぜなら、以下に説明される他の例にかかる他の
全ての回転速度ジャイロスコープと同様に、この回転速
度ジャイロスコープ100もまた、所望のいずれの位置に
でも配置できるからである。ｘ−ｙ−ｚ座標システムを
用いて説明する目的は、相互に関係し合う動きの中にお
ける個々の動きを説明するためである。さらに明らかな
ことであるが、ジャイロスコープまたはセンサは、任意
の軸を中心として回転した時に、その感度の高い一つま
たは複数の軸の方向における成分の検出を行う。
（coordinate system）を参照する目的は、単に本発明
の説明を簡素化しかつ明瞭化する上で役立たせるためで
ある。なぜなら、以下に説明される他の例にかかる他の
全ての回転速度ジャイロスコープと同様に、この回転速
度ジャイロスコープ100もまた、所望のいずれの位置に
でも配置できるからである。ｘ−ｙ−ｚ座標システムを
用いて説明する目的は、相互に関係し合う動きの中にお
ける個々の動きを説明するためである。さらに明らかな
ことであるが、ジャイロスコープまたはセンサは、任意
の軸を中心として回転した時に、その感度の高い一つま
たは複数の軸の方向における成分の検出を行う。
さらに、当業者には明らかであるが、スプリングビー
ム104bの個数とそのｘ−ｙ軸の角度の中線（angle medi
an line）に沿った配列とは、単に一つの典型例でしか
ない。ｘ軸を中心とする回転に関するサスペンション10
4の硬さは充分に大きいので、１次振動子106の固定電極
110に対する傾きを防止し、２次振動が１次振動すなわ
ち１次振動のための励振構造（excitation assembly）
に向かって反作用効果を及ぼさないようにする。最も簡
素な場合には、ｙ軸と平行に配置され、かつアンカー手
段104aと１次振動子の内側リング106bとを連結する２つ
のスプリングビームがあれば充分であろう。スプリング
ビーム104bをｘ軸に沿って配置するよりも、それらをｘ
軸に対してある角度を持って配置する方が有利である。
サスペンションに関するこれらの注意点は、以下に繰り
返し明記はしないが、全ての例について、そして特に２
次振動子サスペンションについて適用できる。
ム104bの個数とそのｘ−ｙ軸の角度の中線（angle medi
an line）に沿った配列とは、単に一つの典型例でしか
ない。ｘ軸を中心とする回転に関するサスペンション10
4の硬さは充分に大きいので、１次振動子106の固定電極
110に対する傾きを防止し、２次振動が１次振動すなわ
ち１次振動のための励振構造（excitation assembly）
に向かって反作用効果を及ぼさないようにする。最も簡
素な場合には、ｙ軸と平行に配置され、かつアンカー手
段104aと１次振動子の内側リング106bとを連結する２つ
のスプリングビームがあれば充分であろう。スプリング
ビーム104bをｘ軸に沿って配置するよりも、それらをｘ
軸に対してある角度を持って配置する方が有利である。
サスペンションに関するこれらの注意点は、以下に繰り
返し明記はしないが、全ての例について、そして特に２
次振動子サスペンションについて適用できる。
図２は第２の参考例にかかる回転速度ジャイロスコー
プ200を示す平面図である。回転速度ジャイロスコープ2
00は、ジャイロスコープ100の１次振動子106とほぼ同様
な１次振動子206を備える。１次振動子206は、１つのア
ンカー手段204aと４つのスプリングビーム204bとを備え
た１次振動子サスペンション204を介して、第１の参考
例と同様に基体（図示せず）に連結されている。
プ200を示す平面図である。回転速度ジャイロスコープ2
00は、ジャイロスコープ100の１次振動子106とほぼ同様
な１次振動子206を備える。１次振動子206は、１つのア
ンカー手段204aと４つのスプリングビーム204bとを備え
た１次振動子サスペンション204を介して、第１の参考
例と同様に基体（図示せず）に連結されている。
回転速度ジャイロスコープ100と比較した時に回転速
度ジャイロスコープ200が異なる点は、回転速度ジャイ
ロスコープ200の場合には、ｙ軸と平行なある軸を中心
とする回転と、ｘ軸と平行なある軸を中心とする回転と
の両方を検出できることである。これは、２つの２次振
動子230,232の存在により可能になった。１番目の２次
振動子230は第１部分230aと第２部分230bとから成る。
２番目の２次振動子232も同様に、第１部分232aと第２
部分232bとからなる。第１部分230aと第２部分230bとは
１番目の２次振動子サスペンション234を介して１次振
動子206に連結されている。これと同様に、２番目の２
次振動子232の第１部分232aと第２部分232bとは、２番
目の２次振動子サスペンション236を介して１次振動子2
06に連結されている。
度ジャイロスコープ200が異なる点は、回転速度ジャイ
ロスコープ200の場合には、ｙ軸と平行なある軸を中心
とする回転と、ｘ軸と平行なある軸を中心とする回転と
の両方を検出できることである。これは、２つの２次振
動子230,232の存在により可能になった。１番目の２次
振動子230は第１部分230aと第２部分230bとから成る。
２番目の２次振動子232も同様に、第１部分232aと第２
部分232bとからなる。第１部分230aと第２部分230bとは
１番目の２次振動子サスペンション234を介して１次振
動子206に連結されている。これと同様に、２番目の２
次振動子232の第１部分232aと第２部分232bとは、２番
目の２次振動子サスペンション236を介して１次振動子2
06に連結されている。
１番目の２次振動子230は、１次振動子206に対して次
のように配置される。すなわち、２次振動子230の対称
軸（axis of symmetry）はｙ軸に対しては平行であり、
かつ１次振動子206がその回りに回転振動を行うｚ軸に
対しては交差するように配置される。一方、２番目の２
次振動子232の対称軸は１番目の２次振動子230の対称軸
に対して垂直（normal）に延びる。このように、１番目
の２次振動子はｙ軸に対して平行に配置され、他方２番
目の２次振動子232はｘ軸に対して平行に配置される。
のように配置される。すなわち、２次振動子230の対称
軸（axis of symmetry）はｙ軸に対しては平行であり、
かつ１次振動子206がその回りに回転振動を行うｚ軸に
対しては交差するように配置される。一方、２番目の２
次振動子232の対称軸は１番目の２次振動子230の対称軸
に対して垂直（normal）に延びる。このように、１番目
の２次振動子はｙ軸に対して平行に配置され、他方２番
目の２次振動子232はｘ軸に対して平行に配置される。
２つの２次振動子サスペンション234,236は、スプリ
ングビームの形状を持ち、１番目の２次振動子サスペン
ション234のスプリングビームおよび２番目の２次振動
子サスペンション236のスプリングビームは、ｚ軸方向
に働く力によって撓められ、一方、ｘあるいはｙ軸方向
の力に対しては実質的に撓まないようになっている。ま
た、スプリングビームの断面形状は長方形で、長辺はｘ
−ｙ平面内に配置され、短辺はｚ軸方向に延びる。ここ
で指摘しておくが、本発明で使用されるスプリングビー
ムの断面形状は長方形に限るものではなく、スプリング
ビームが一方向において他の方向よりも高いばね硬さを
持つことができれば、例えば楕円形あるいは他の断面形
状であっても使用できる。しかし既に指摘したように、
ばね硬さの異方性（anisotropy of the rigidity）はス
プリングビームの適切な配置によっても得られる。
ングビームの形状を持ち、１番目の２次振動子サスペン
ション234のスプリングビームおよび２番目の２次振動
子サスペンション236のスプリングビームは、ｚ軸方向
に働く力によって撓められ、一方、ｘあるいはｙ軸方向
の力に対しては実質的に撓まないようになっている。ま
た、スプリングビームの断面形状は長方形で、長辺はｘ
−ｙ平面内に配置され、短辺はｚ軸方向に延びる。ここ
で指摘しておくが、本発明で使用されるスプリングビー
ムの断面形状は長方形に限るものではなく、スプリング
ビームが一方向において他の方向よりも高いばね硬さを
持つことができれば、例えば楕円形あるいは他の断面形
状であっても使用できる。しかし既に指摘したように、
ばね硬さの異方性（anisotropy of the rigidity）はス
プリングビームの適切な配置によっても得られる。
１次振動子206のそれぞれの電極グループ208とそれに
対応する固定電極グループ210とに適切な交流電圧が印
加されて１次振動子206が励振されると、１次振動子206
はｘ−ｙ平面内で回転振動を行う。この回転振動は、矢
印220で概略的に示された通り、１番目の２次振動子サ
スペンションと２番目の２次振動子サスペンションとを
介して、２次振動子230,232に対して伝えられる。回転
速度ジャイロスコープ200がｙ軸に平行な一つの軸を中
心として角速度Ωｙで回転すると、１番目の２次振動子
230がｘ軸を中心に回転振動を起こす。この回転振動
は、第１の参考例に関して説明したように、１番目の２
次振動子の検出用電極216a,216bを介して検出される。
一方、回転速度ジャイロスコープ200がｘ軸を中心とし
て角速度Ωｘで回転すると、２番目の２次振動子232が
ｙ軸を中心に回転振動を起こす。１番目の２次振動子の
下方にもあるように、２番目の２次振動子の下方にも、
対応する検出用電極216a,216bと追加電極218a,218bとが
配置されている。
対応する固定電極グループ210とに適切な交流電圧が印
加されて１次振動子206が励振されると、１次振動子206
はｘ−ｙ平面内で回転振動を行う。この回転振動は、矢
印220で概略的に示された通り、１番目の２次振動子サ
スペンションと２番目の２次振動子サスペンションとを
介して、２次振動子230,232に対して伝えられる。回転
速度ジャイロスコープ200がｙ軸に平行な一つの軸を中
心として角速度Ωｙで回転すると、１番目の２次振動子
230がｘ軸を中心に回転振動を起こす。この回転振動
は、第１の参考例に関して説明したように、１番目の２
次振動子の検出用電極216a,216bを介して検出される。
一方、回転速度ジャイロスコープ200がｘ軸を中心とし
て角速度Ωｘで回転すると、２番目の２次振動子232が
ｙ軸を中心に回転振動を起こす。１番目の２次振動子の
下方にもあるように、２番目の２次振動子の下方にも、
対応する検出用電極216a,216bと追加電極218a,218bとが
配置されている。
回転速度ジャイロスコープ200のｘ軸またはｙ軸を中
心とした回転の検出と、２次振動の固有振動数を静電整
合（electrostatic matching）することによる固有振動
数の調整とは、第１の参考例に関する説明と全く同じ方
法で実行される。そのため、回転速度ジャイロスコープ
100と同様に回転速度ジャイロスコープ200もまた、静電
駆動（electrostatic drive）と容量的測定原理（capac
itive measuring principle）とを持つセンサを構成す
る。しかしながら、当業者には明らかであるが、静電駆
動と容量的測定原理とは単に典型例として述べられただ
けであって、当業者には公知の他のいずれかの駆動手段
や測定原理でも、既に説明された参考例およびこれから
説明する例の中で使用することができる。
心とした回転の検出と、２次振動の固有振動数を静電整
合（electrostatic matching）することによる固有振動
数の調整とは、第１の参考例に関する説明と全く同じ方
法で実行される。そのため、回転速度ジャイロスコープ
100と同様に回転速度ジャイロスコープ200もまた、静電
駆動（electrostatic drive）と容量的測定原理（capac
itive measuring principle）とを持つセンサを構成す
る。しかしながら、当業者には明らかであるが、静電駆
動と容量的測定原理とは単に典型例として述べられただ
けであって、当業者には公知の他のいずれかの駆動手段
や測定原理でも、既に説明された参考例およびこれから
説明する例の中で使用することができる。
回転速度ジャイロスコープ100と比較した時に回転速
度ジャイロスコープ200が有利な点は、一つの回転を２
軸測定（two−axis measurement）できることである。
一方、回転速度ジャイロスコープ100と比較した時に回
転速度ジャイロスコープ200が不利な点は、ジャイロス
コープ200は直進的な干渉力（translational interfere
nce forces）を機械的に補正しないという事実である。
なぜなら、１番目の２次振動子230および２番目の２次
振動子232の両方がそれぞれトルクによって変位するだ
けでなく、ｚ軸方向の直進力（translational forces）
によっても変位する可能性があるからである。しかし、
直進的な干渉力は電気的差動測定（electrical differe
ntial measurement）によって補正することができる。
なぜなら、回転によって引き起こされる２次振動子の変
位は反対方向に起こり、その一方で、直進的な干渉（tr
anslational interferences）は２次振動子を同位相で
変位させるからである。
度ジャイロスコープ200が有利な点は、一つの回転を２
軸測定（two−axis measurement）できることである。
一方、回転速度ジャイロスコープ100と比較した時に回
転速度ジャイロスコープ200が不利な点は、ジャイロス
コープ200は直進的な干渉力（translational interfere
nce forces）を機械的に補正しないという事実である。
なぜなら、１番目の２次振動子230および２番目の２次
振動子232の両方がそれぞれトルクによって変位するだ
けでなく、ｚ軸方向の直進力（translational forces）
によっても変位する可能性があるからである。しかし、
直進的な干渉力は電気的差動測定（electrical differe
ntial measurement）によって補正することができる。
なぜなら、回転によって引き起こされる２次振動子の変
位は反対方向に起こり、その一方で、直進的な干渉（tr
anslational interferences）は２次振動子を同位相で
変位させるからである。
ここで注意すべきは、電極116,118,216,218の最も望
ましい形状は、図中では長方形で示されてはいるが、実
際は長方形ではない点である。特に、可動電極である２
次振動子114,230a,230b,232a,232bの下方からはみ出る
上記の電極116,118,216,218の縁部は、ｚ軸回りの回転
方向に沿って延びる形状とするのがよい。このような形
状とするのは、２次振動子の回転運動に基づく２次振動
の容量検出を行なう際に、測定すべき量に付加されて測
定誤差を起こさせるおそれのある静電容量の変化（capa
citance changes）を全く生じさせないようにするため
である。２次振動子もまた、それらが１次振動子の主面
と平行な主面を持つ限り、長方形とは異なる形状を持っ
てもよい。
ましい形状は、図中では長方形で示されてはいるが、実
際は長方形ではない点である。特に、可動電極である２
次振動子114,230a,230b,232a,232bの下方からはみ出る
上記の電極116,118,216,218の縁部は、ｚ軸回りの回転
方向に沿って延びる形状とするのがよい。このような形
状とするのは、２次振動子の回転運動に基づく２次振動
の容量検出を行なう際に、測定すべき量に付加されて測
定誤差を起こさせるおそれのある静電容量の変化（capa
citance changes）を全く生じさせないようにするため
である。２次振動子もまた、それらが１次振動子の主面
と平行な主面を持つ限り、長方形とは異なる形状を持っ
てもよい。
第１の参考例の場合と同様に、図２に示された１次振
動子および２次振動子の主面はｘ−ｙ平面内に配置さ
れ、１次振動もまたこの面内で発生する。そのため、セ
ンサが回転した時にｘ−ｙ平面に対して垂直なコリオリ
力が発生し、その結果、突出要素（projecting element
s）がここでも不必要となる。
動子および２次振動子の主面はｘ−ｙ平面内に配置さ
れ、１次振動もまたこの面内で発生する。そのため、セ
ンサが回転した時にｘ−ｙ平面に対して垂直なコリオリ
力が発生し、その結果、突出要素（projecting element
s）がここでも不必要となる。
図３は第３の参考例にかかる回転速度ジャイロスコー
プ300の平面図を示す。回転速度ジャイロスコープ300
は、音さの原理（tuning fork principle）で作動す
る。これは、当業者には公知であり、またJ.Bernstein,
S.Cho,A.I.King,A.Kourepins,P.MaclelおよびM.Weinber
gが「A Micromachined Comb−Drive Tuning Fork Rate
Gyroscope」（Proc.IEEE Micro Electromechanical Sys
tems Conference,Florida,USA）1993年２月号,143〜148
頁において記載された通りである。図３に示されたとお
り、回転速度ジャイロスコープ300は、１番目の１次振
動子306aおよび２番目の１次振動子306bを備える。これ
ら１番目の１次振動子306aおよび２番目の１次振動子30
6bは、それぞれ同一構造の１次振動子サスペンション30
4によって一つの基体（図示せず）に対して連結されて
いる。それぞれの１次振動子サスペンションは、アンカ
ー手段304aとスプリングビーム304bとを備える。それぞ
れの１次振動子サスペンションはさらに、固定電極グル
ープ310とかみ合う電極グループ308を備え、１番目の１
次振動子306aおよび２番目の１次振動子306bがｙ軸に対
して平行な直動式振動を行うようにする。それぞれの１
次振動子は、２次振動子サスペンション312によって、
１番目の２次振動子314aと２番目の２次振動子314bとか
ら成る２次振動子と連結されている。それぞれの２次振
動子サスペンション312は、２つの捩りばね312aおよび
４つのスプリングビーム312bから構成される。
プ300の平面図を示す。回転速度ジャイロスコープ300
は、音さの原理（tuning fork principle）で作動す
る。これは、当業者には公知であり、またJ.Bernstein,
S.Cho,A.I.King,A.Kourepins,P.MaclelおよびM.Weinber
gが「A Micromachined Comb−Drive Tuning Fork Rate
Gyroscope」（Proc.IEEE Micro Electromechanical Sys
tems Conference,Florida,USA）1993年２月号,143〜148
頁において記載された通りである。図３に示されたとお
り、回転速度ジャイロスコープ300は、１番目の１次振
動子306aおよび２番目の１次振動子306bを備える。これ
ら１番目の１次振動子306aおよび２番目の１次振動子30
6bは、それぞれ同一構造の１次振動子サスペンション30
4によって一つの基体（図示せず）に対して連結されて
いる。それぞれの１次振動子サスペンションは、アンカ
ー手段304aとスプリングビーム304bとを備える。それぞ
れの１次振動子サスペンションはさらに、固定電極グル
ープ310とかみ合う電極グループ308を備え、１番目の１
次振動子306aおよび２番目の１次振動子306bがｙ軸に対
して平行な直動式振動を行うようにする。それぞれの１
次振動子は、２次振動子サスペンション312によって、
１番目の２次振動子314aと２番目の２次振動子314bとか
ら成る２次振動子と連結されている。それぞれの２次振
動子サスペンション312は、２つの捩りばね312aおよび
４つのスプリングビーム312bから構成される。
それぞれの電極グループ308および310から構成された
くし歯状駆動手段に対して交流電圧が印加され、１次振
動子の上に矢印340で示すように、１番目の１次振動子3
06aが２番目の１次振動子306bに逆位相で（in opposite
phase）振動する時、ｙ軸に平行な１次振動子306a,306
bの直動式運動は、２次振動子サスペンション312を介し
て、２次振動子の上に矢印342で象徴的に示すように、
１番目および２番目の２次振動子314aおよび314bのｘ軸
に平行な直動式運動に変換される。当業者には図３から
明らかなように、両方の１次振動子の対向する位相での
運動もまた、両方の２次振動子の対向する位相での運動
に変換される。
くし歯状駆動手段に対して交流電圧が印加され、１次振
動子の上に矢印340で示すように、１番目の１次振動子3
06aが２番目の１次振動子306bに逆位相で（in opposite
phase）振動する時、ｙ軸に平行な１次振動子306a,306
bの直動式運動は、２次振動子サスペンション312を介し
て、２次振動子の上に矢印342で象徴的に示すように、
１番目および２番目の２次振動子314aおよび314bのｘ軸
に平行な直動式運動に変換される。当業者には図３から
明らかなように、両方の１次振動子の対向する位相での
運動もまた、両方の２次振動子の対向する位相での運動
に変換される。
回転速度ジャイロスコープ300が、ｙ軸に平行な軸344
を中心とする回転を受けている時、公知の記号346で象
徴的に示されるように１番目および２番目の２次振動子
314a,314bに対してコリオリ力が働く。１番目および２
番目の２次振動子314a,314bの変位は、それらの下にあ
る検出用電極316および追加電極318によりそれぞれ検出
される。この時、１番目および２番目の２次振動子314
a,314bは、それぞれの下にある検出用電極とともに差動
容量性検出器（differential capacitive detector）を
構成している。第１の参考例に関連して説明したよう
に、振動数調整（frequency balancing）およびフィー
ドバックは、必要に応じ、この参考例の中でも追加電極
318によって同様に可能である。
を中心とする回転を受けている時、公知の記号346で象
徴的に示されるように１番目および２番目の２次振動子
314a,314bに対してコリオリ力が働く。１番目および２
番目の２次振動子314a,314bの変位は、それらの下にあ
る検出用電極316および追加電極318によりそれぞれ検出
される。この時、１番目および２番目の２次振動子314
a,314bは、それぞれの下にある検出用電極とともに差動
容量性検出器（differential capacitive detector）を
構成している。第１の参考例に関連して説明したよう
に、振動数調整（frequency balancing）およびフィー
ドバックは、必要に応じ、この参考例の中でも追加電極
318によって同様に可能である。
１次振動子サスペンション304のスプリングビーム304
bおよびアンカー手段304aの断面形状が、第２の参考例
の対応する部分に関する説明の中で記載した断面形状と
同様に設計されている時、これらスプリングビーム304b
とアンカー手段304aとにより、それぞれの１次振動子の
ｙ方向への変位が可能になるが、他方ではそれらによっ
て、コリオリ力が働く方向すなわちｚ方向への変位は妨
げられる。２次振動子サスペンション312のスプリング
ビーム312bは、横方向すなわちｘ方向においては望まし
いばね特性を発揮し、他方ｚ軸方向においては非常に固
くなるように設計されている。捩りばね312aは、１次振
動子の電極グループ308が固定電極グループ310に対して
傾くことを防止し、これによって付勢手段つまりくし歯
状駆動手段に対する測定量による反作用効果を防止す
る。このようにして、捩りばね312aは２次振動子314a,3
14bの回転振動を可能にし、かつ２次振動が１次振動子3
06a,306bに対して逆に伝達されることを防止する。
bおよびアンカー手段304aの断面形状が、第２の参考例
の対応する部分に関する説明の中で記載した断面形状と
同様に設計されている時、これらスプリングビーム304b
とアンカー手段304aとにより、それぞれの１次振動子の
ｙ方向への変位が可能になるが、他方ではそれらによっ
て、コリオリ力が働く方向すなわちｚ方向への変位は妨
げられる。２次振動子サスペンション312のスプリング
ビーム312bは、横方向すなわちｘ方向においては望まし
いばね特性を発揮し、他方ｚ軸方向においては非常に固
くなるように設計されている。捩りばね312aは、１次振
動子の電極グループ308が固定電極グループ310に対して
傾くことを防止し、これによって付勢手段つまりくし歯
状駆動手段に対する測定量による反作用効果を防止す
る。このようにして、捩りばね312aは２次振動子314a,3
14bの回転振動を可能にし、かつ２次振動が１次振動子3
06a,306bに対して逆に伝達されることを防止する。
前述の２つの参考例と同様に、図３に示された１次振
動子および２次振動子の主面はｘ−ｙ平面内に配置さ
れ、１次振動もまたこの面内で発生する。そのため、ジ
ャイロスコープあるいはセンサが回転した時にｘ−ｙ平
面に対して垂直なコリオリ力が発生し、その結果、突出
要素（protruding elements）がここでも不必要とな
る。
動子および２次振動子の主面はｘ−ｙ平面内に配置さ
れ、１次振動もまたこの面内で発生する。そのため、ジ
ャイロスコープあるいはセンサが回転した時にｘ−ｙ平
面に対して垂直なコリオリ力が発生し、その結果、突出
要素（protruding elements）がここでも不必要とな
る。
図4Aは第４の参考例にかかる回転速度ジャイロスコー
プ400の平面図を示し、図4BはそのＡ−Ｂ線に沿った断
面図を示す。回転速度ジャイロスコープ400は、４つの
ユニットからなる１次振動子サスペンション404によっ
て基体402に連結された１次振動子406を備える。１次振
動子サスペンション404の一つのユニットは、一つのア
ンカー手段404aおよび一つのスプリングビーム404bを含
む。このアンカー手段は基体402およびスプリングビー
ム404bに対して連結されており、一方スプリングビーム
はアンカー手段と１次振動子406とを連結する。さらに
１次振動子406は、固定電極グループすなわち基体402に
連結された電極グループ410とかみ合う４つの電極グル
ープ408を備え、それぞれが一つのくし歯状駆動手段を
形成している。
プ400の平面図を示し、図4BはそのＡ−Ｂ線に沿った断
面図を示す。回転速度ジャイロスコープ400は、４つの
ユニットからなる１次振動子サスペンション404によっ
て基体402に連結された１次振動子406を備える。１次振
動子サスペンション404の一つのユニットは、一つのア
ンカー手段404aおよび一つのスプリングビーム404bを含
む。このアンカー手段は基体402およびスプリングビー
ム404bに対して連結されており、一方スプリングビーム
はアンカー手段と１次振動子406とを連結する。さらに
１次振動子406は、固定電極グループすなわち基体402に
連結された電極グループ410とかみ合う４つの電極グル
ープ408を備え、それぞれが一つのくし歯状駆動手段を
形成している。
くし歯状駆動手段の断面は、図4Bに示される。この図
に示されたくし歯状駆動手段の特徴は、縦型（vertica
l）のくし歯状駆動手段であって、適切な交流電圧が印
加された時、１次振動子にはｚ方向に直動式振動（tran
slational oscillation）が引き起こされる。
に示されたくし歯状駆動手段の特徴は、縦型（vertica
l）のくし歯状駆動手段であって、適切な交流電圧が印
加された時、１次振動子にはｚ方向に直動式振動（tran
slational oscillation）が引き起こされる。
１次振動子サスペンション404のスプリングビーム404
bは、ｚ方向に撓むことができるが、ｘ−ｙ平面内の力
に対しては実質的に変形しないような幾何学的構造とな
っている。
bは、ｚ方向に撓むことができるが、ｘ−ｙ平面内の力
に対しては実質的に変形しないような幾何学的構造とな
っている。
１番目の２次振動子430は第１部分430aと第２部分430
bとからなり、１番目の２次振動子サスペンション434に
よって１次振動子406に連結されている。これと同様
に、２番目の２次振動子432は第１部分432aと第２部分4
32bとからなり、２番目の２次振動子サスペンション436
によって１次振動子406に連結されている。１番目の２
次振動子サスペンション434および２番目の２次振動子
サスペンション436はいずれも、ｚ方向に対しては実質
的に変形せず、他方ｘおよびｙ方向には撓むことができ
るような幾何学的構造を持つスプリングビームである。
さらに、１番目および２番目の２次振動子の第１部分と
第２部分とは、それらの内の２次振動子サスペンション
と反対側にそれぞれ２次振動子電極グループ450を備
え、それぞれの２次振動子電極グループ450に対向する
位置に、くし歯状駆動手段と類似した構造の固定検出用
電極グループ452が配置されている。２次振動子電極グ
ループ450と固定検出用電極グループ452とが互いにくし
歯状にかみ合う構造は、このくし歯状の電極の静電容量
（capacitance）の変化によって、２次振動子電極グル
ープ450のｘ軸に平行な動きが検出できるように設計さ
れたものである。
bとからなり、１番目の２次振動子サスペンション434に
よって１次振動子406に連結されている。これと同様
に、２番目の２次振動子432は第１部分432aと第２部分4
32bとからなり、２番目の２次振動子サスペンション436
によって１次振動子406に連結されている。１番目の２
次振動子サスペンション434および２番目の２次振動子
サスペンション436はいずれも、ｚ方向に対しては実質
的に変形せず、他方ｘおよびｙ方向には撓むことができ
るような幾何学的構造を持つスプリングビームである。
さらに、１番目および２番目の２次振動子の第１部分と
第２部分とは、それらの内の２次振動子サスペンション
と反対側にそれぞれ２次振動子電極グループ450を備
え、それぞれの２次振動子電極グループ450に対向する
位置に、くし歯状駆動手段と類似した構造の固定検出用
電極グループ452が配置されている。２次振動子電極グ
ループ450と固定検出用電極グループ452とが互いにくし
歯状にかみ合う構造は、このくし歯状の電極の静電容量
（capacitance）の変化によって、２次振動子電極グル
ープ450のｘ軸に平行な動きが検出できるように設計さ
れたものである。
図4Aから分かるように、１番目の２次振動子430の対
称軸はｙ軸に平行であり、２番目の２次振動子432の対
称軸はｘ軸に平行である。さらに、２番目の２次振動子
432は、１番目の２次振動子430と同様に、２次振動子電
極グループと、それに対してくし歯状にかみ合う検出用
電極グループとを備える。この検出用電極グループは、
ｙ軸に平行な２次振動子432の変位、すなわち２次振動
子432の第１および第２部分432aおよび432bの変位を検
出することができる検出用電極グループである。１次振
動子はその下方に配置される１次振動子検出用電極454
を任意に備え、その目的は前述の場合と同様に１次振動
を容量的（capacitively）に検出しかつそれを調整する
ためである。ｚ軸方向への１次振動子の変位は、最初の
２つの参考例と同様に、検出のためのさらに追加的な直
立型のくし歯状駆動手段により測定することができる。
これは駆動のためのくし歯状駆動手段と類似している。
この目的のためには、一つまたは２つの直立型くし歯状
駆動手段によって容量的検出（capacitive detection）
が可能になるであろう。必要であれば、２次振動子の変
位もまた直立型くし歯状駆動手段によって検出すること
ができる。
称軸はｙ軸に平行であり、２番目の２次振動子432の対
称軸はｘ軸に平行である。さらに、２番目の２次振動子
432は、１番目の２次振動子430と同様に、２次振動子電
極グループと、それに対してくし歯状にかみ合う検出用
電極グループとを備える。この検出用電極グループは、
ｙ軸に平行な２次振動子432の変位、すなわち２次振動
子432の第１および第２部分432aおよび432bの変位を検
出することができる検出用電極グループである。１次振
動子はその下方に配置される１次振動子検出用電極454
を任意に備え、その目的は前述の場合と同様に１次振動
を容量的（capacitively）に検出しかつそれを調整する
ためである。ｚ軸方向への１次振動子の変位は、最初の
２つの参考例と同様に、検出のためのさらに追加的な直
立型のくし歯状駆動手段により測定することができる。
これは駆動のためのくし歯状駆動手段と類似している。
この目的のためには、一つまたは２つの直立型くし歯状
駆動手段によって容量的検出（capacitive detection）
が可能になるであろう。必要であれば、２次振動子の変
位もまた直立型くし歯状駆動手段によって検出すること
ができる。
回転速度ジャイロスコープ400が、１番目の２次振動
子430の対称軸に平行つまりｙ軸に平行な軸を中心にし
て角速度Ωｙで回転する時、１次振動子406から２次振
動子サスペンション434を介して伝えられた、１番目の
２次振動子430のｚ方向への直動型１次運動（translati
onal primary movement）は、コリオリ力を生じさせて
２次振動子430をｘ方向へ動かせる。この変位は、固定
された検出用電極グループ452と２次振動子検出用電極
グループ450とによって容量的に検出することができ
る。これと同様に、回転速度ジャイロスコープ400が、
２番目の２次振動子432の対称軸に平行つまりｘ軸に平
行な軸を中心にして回転する時、２次振動子432に対し
てコリオリ力が働き、その結果２次振動子432をｙ方向
へ動かせる。この変位もまた、容量的に検出することが
できる。ここで注記するが、１番目の２次振動子の第１
部分430aと、１番目の２次振動子の第２部分430bとは、
同位相（equiphase）の直動型運動を行い、同様に、２
番目の２次振動子432の第１および第２部分432aおよび4
32bもまた、同位相の直動型運動を行う。第１の参考例
に関して説明したように、振動数調整およびフィードバ
ックは、図に示されたくし歯状電極に平行して、２次振
動子に対して追加的なくし歯状電極を設け、さらにそれ
に対応する固定された対向電極（図4Aには図示せず）を
設けることで、必要に応じて実現することができる。
子430の対称軸に平行つまりｙ軸に平行な軸を中心にし
て角速度Ωｙで回転する時、１次振動子406から２次振
動子サスペンション434を介して伝えられた、１番目の
２次振動子430のｚ方向への直動型１次運動（translati
onal primary movement）は、コリオリ力を生じさせて
２次振動子430をｘ方向へ動かせる。この変位は、固定
された検出用電極グループ452と２次振動子検出用電極
グループ450とによって容量的に検出することができ
る。これと同様に、回転速度ジャイロスコープ400が、
２番目の２次振動子432の対称軸に平行つまりｘ軸に平
行な軸を中心にして回転する時、２次振動子432に対し
てコリオリ力が働き、その結果２次振動子432をｙ方向
へ動かせる。この変位もまた、容量的に検出することが
できる。ここで注記するが、１番目の２次振動子の第１
部分430aと、１番目の２次振動子の第２部分430bとは、
同位相（equiphase）の直動型運動を行い、同様に、２
番目の２次振動子432の第１および第２部分432aおよび4
32bもまた、同位相の直動型運動を行う。第１の参考例
に関して説明したように、振動数調整およびフィードバ
ックは、図に示されたくし歯状電極に平行して、２次振
動子に対して追加的なくし歯状電極を設け、さらにそれ
に対応する固定された対向電極（図4Aには図示せず）を
設けることで、必要に応じて実現することができる。
１次振動子電極グループ408とこれに対応する固定電
極グループ410によって構成された直立型くし歯状駆動
手段に代えて、１次振動子406は１次振動子検出用電極4
54によっても容量的に駆動されることができる。
極グループ410によって構成された直立型くし歯状駆動
手段に代えて、１次振動子406は１次振動子検出用電極4
54によっても容量的に駆動されることができる。
これまでに幾度か記載したように、図4Aに示された１
次振動子および２次振動子の主面は第４の参考例におい
てもｘ−ｙ平面内に配置され、１次振動はこの面に垂直
に発生し、２次振動はこの面内で発生する。そのため、
センサが回転した時に１次振動子および２次振動子の主
面であるｘ−ｙ平面に対して垂直に働くコリオリ力ある
いはｘ−ｙ平面内に働くコリオリ力が発生し、その結
果、２次振動子を変位させるための突出要素（projecti
ng elements）がここでも不必要となる。
次振動子および２次振動子の主面は第４の参考例におい
てもｘ−ｙ平面内に配置され、１次振動はこの面に垂直
に発生し、２次振動はこの面内で発生する。そのため、
センサが回転した時に１次振動子および２次振動子の主
面であるｘ−ｙ平面に対して垂直に働くコリオリ力ある
いはｘ−ｙ平面内に働くコリオリ力が発生し、その結
果、２次振動子を変位させるための突出要素（projecti
ng elements）がここでも不必要となる。
図５は本発明の一実施例にかかる回転速度ジャイロス
コープ500を示す。前述の他の回転速度ジャイロスコー
プと同様に、このジャイロスコープ500は１次振動子506
を備える。この１次振動子506は、４つのアンカー手段5
04aと４つのスプリングビーム504bとからなる１次振動
子サスペンション504を介して、基体（図示せず）に連
結されている。１次振動子を励振するために、１次振動
子は２つの対向する側部にそれぞれ一つの電極グループ
508を備える。この電極グループ508は、基体に連結され
た固定電極グループ510と対向するように配置され、１
次振動子506を容量的に励振させるためのくし歯状駆動
手段を形成している。１次振動子サスペンション504
は、１次振動子506のｘ軸方向への振動を許すが、他方
では１次振動子506の他の２方向への振動を効果的に防
止する。ゆえにスプリングビーム504bは長方形の断面を
持つ必要があり、その短辺はｘ軸方向に述び、その長辺
はｚ軸方向に述びる。ここでも注記しておくが、スプリ
ングビームの断面の幾何学的構造に加えて、１次および
２次振動子サスペンションの硬さの異方性は、同様の断
面形状を持つ複数のスプリングビームの配列によっても
達成できる。
コープ500を示す。前述の他の回転速度ジャイロスコー
プと同様に、このジャイロスコープ500は１次振動子506
を備える。この１次振動子506は、４つのアンカー手段5
04aと４つのスプリングビーム504bとからなる１次振動
子サスペンション504を介して、基体（図示せず）に連
結されている。１次振動子を励振するために、１次振動
子は２つの対向する側部にそれぞれ一つの電極グループ
508を備える。この電極グループ508は、基体に連結され
た固定電極グループ510と対向するように配置され、１
次振動子506を容量的に励振させるためのくし歯状駆動
手段を形成している。１次振動子サスペンション504
は、１次振動子506のｘ軸方向への振動を許すが、他方
では１次振動子506の他の２方向への振動を効果的に防
止する。ゆえにスプリングビーム504bは長方形の断面を
持つ必要があり、その短辺はｘ軸方向に述び、その長辺
はｚ軸方向に述びる。ここでも注記しておくが、スプリ
ングビームの断面の幾何学的構造に加えて、１次および
２次振動子サスペンションの硬さの異方性は、同様の断
面形状を持つ複数のスプリングビームの配列によっても
達成できる。
図５に示すように、一つの２次振動子514が２次振動
子サスペンション512を介して１次振動子506に連結され
ている。２次振動子514はｘ軸に平行に配置された２次
振動子電極グループ550を備える。２次振動子電極グル
ープ550は、固定された２次振動子検出用電極グループ5
52とくし歯状にかみ合い、２次振動子514のｙ軸方向の
変位を容量的に検出できるようになっている。
子サスペンション512を介して１次振動子506に連結され
ている。２次振動子514はｘ軸に平行に配置された２次
振動子電極グループ550を備える。２次振動子電極グル
ープ550は、固定された２次振動子検出用電極グループ5
52とくし歯状にかみ合い、２次振動子514のｙ軸方向の
変位を容量的に検出できるようになっている。
回転速度ジャイロスコープ500が、２次振動子514の対
称軸（ｙ軸に平行）の回りを角速度Ωｙで回転する時、
コリオリ力は２次振動子514に働き、その結果、２次振
動子はｚ方向へほぼ直進運動を行う。２次振動子514の
ｚ方向への直進運動は、前述の参考例と同様に、２次振
動子514の下方に配置された検出用電極516によって容量
的に検出することができる。
称軸（ｙ軸に平行）の回りを角速度Ωｙで回転する時、
コリオリ力は２次振動子514に働き、その結果、２次振
動子はｚ方向へほぼ直進運動を行う。２次振動子514の
ｚ方向への直進運動は、前述の参考例と同様に、２次振
動子514の下方に配置された検出用電極516によって容量
的に検出することができる。
回転速度ジャイロスコープ500が、２次振動子514の中
心を垂直に貫く軸でかつｚ軸に平行な軸の回りを角速度
Ωｚで回転する時、コリオリ力は２次振動子に働いてｙ
方向に変位させる。この２次振動子のｙ方向への変位
は、直動型振動となる。なぜなら、１次振動子もまた直
動型振動を行うからである。２次振動子514のｙ方向へ
の変位は、２次振動子電極グループ550と固定検出用電
極グループ552とにより容量的に検出される。当業者に
とっては明らかであるが、スプリングビーム512はほぼ
正方形の断面を持つ必要がある。なぜなら、スプリング
ビーム512はｚ方向およびｙ方向の両方向へ撓むことが
できなければならないからである。２次振動子514と１
次振動子506との間の相対運動（relative movement）
は、スプリングビーム512（全てｘ軸に平行に延びてい
る）の配列によって防止される。しかし、この実施例
は、２次振動をｙ方向で行う１軸ジャイロスコープまた
はセンサの形式をとっても実施可能である。その場合、
スプリングビームは長方形断面を持つ。
心を垂直に貫く軸でかつｚ軸に平行な軸の回りを角速度
Ωｚで回転する時、コリオリ力は２次振動子に働いてｙ
方向に変位させる。この２次振動子のｙ方向への変位
は、直動型振動となる。なぜなら、１次振動子もまた直
動型振動を行うからである。２次振動子514のｙ方向へ
の変位は、２次振動子電極グループ550と固定検出用電
極グループ552とにより容量的に検出される。当業者に
とっては明らかであるが、スプリングビーム512はほぼ
正方形の断面を持つ必要がある。なぜなら、スプリング
ビーム512はｚ方向およびｙ方向の両方向へ撓むことが
できなければならないからである。２次振動子514と１
次振動子506との間の相対運動（relative movement）
は、スプリングビーム512（全てｘ軸に平行に延びてい
る）の配列によって防止される。しかし、この実施例
は、２次振動をｙ方向で行う１軸ジャイロスコープまた
はセンサの形式をとっても実施可能である。その場合、
スプリングビームは長方形断面を持つ。
前述のように、１次振動子506がコリオリ力を受けて
ｙ方向またｚ方向に変位することは、１次振動子サスペ
ンションの働きによって不可能となる。なぜなら、１次
振動子のｚ方向への変位はスプリングビーム504bの断面
形状から不可能であるし、さらに１次振動子のｙ方向へ
の変位はスプリングビーム504bのｙ軸に平行な配置によ
って防止されるからである。ここで注記するが、アンカ
ー手段504aもまたｙ方向への撓みを許さない剛性を持つ
必要がある。
ｙ方向またｚ方向に変位することは、１次振動子サスペ
ンションの働きによって不可能となる。なぜなら、１次
振動子のｚ方向への変位はスプリングビーム504bの断面
形状から不可能であるし、さらに１次振動子のｙ方向へ
の変位はスプリングビーム504bのｙ軸に平行な配置によ
って防止されるからである。ここで注記するが、アンカ
ー手段504aもまたｙ方向への撓みを許さない剛性を持つ
必要がある。
２次振動子のｚ方向の変位を差動測定することは、２
次振動子514の上方に配置された２番目の検出用電極す
なわちカバー電極（図５には示されていない）によって
可能になる。このカバー電極は検出用電極516に対して
ほぼ平行に配置され、２次振動子514がその間に配置さ
れる。
次振動子514の上方に配置された２番目の検出用電極す
なわちカバー電極（図５には示されていない）によって
可能になる。このカバー電極は検出用電極516に対して
ほぼ平行に配置され、２次振動子514がその間に配置さ
れる。
最後に、この実施例に場合においても、図５に示され
た１次振動子および２次振動子の主面はｘ−ｙ平面の中
またはこれに平行して配置され、１次振動はこの面内で
発生し、２次振動はこの面内で発生するかあるいはこの
面に垂直に発生する。そのため、センサが回転すると、
振動子の主面であるｘ−ｙ平面に対して垂直方向、また
はｘ−ｙ平面内でコリオリ力が発生するので、２次振動
の検出のための突出要素（projecting elements）がこ
こでも不必要となる。
た１次振動子および２次振動子の主面はｘ−ｙ平面の中
またはこれに平行して配置され、１次振動はこの面内で
発生し、２次振動はこの面内で発生するかあるいはこの
面に垂直に発生する。そのため、センサが回転すると、
振動子の主面であるｘ−ｙ平面に対して垂直方向、また
はｘ−ｙ平面内でコリオリ力が発生するので、２次振動
の検出のための突出要素（projecting elements）がこ
こでも不必要となる。
前述の参考例とは異なり、特に第２および第４の参考
例は、互いに独立して選択的かつデジタル方式で検出す
ることができる多数の２次振動子を持ってもよい。その
場合には、ジャイロスコープの回転の大きさと方向は検
出された２次振動子の個数と位置とを基にしてデジタル
方式で決定できる。
例は、互いに独立して選択的かつデジタル方式で検出す
ることができる多数の２次振動子を持ってもよい。その
場合には、ジャイロスコープの回転の大きさと方向は検
出された２次振動子の個数と位置とを基にしてデジタル
方式で決定できる。
本発明にかかる回転速度ジャイロスコープを製造する
ために、主に微小機械的な技術が利用される。前述の実
施例を実現させるに当たり、例えば平面コンデンサ（la
teral capacitors）を製造する必要がある。これは、種
々の表面微小機械的（surface micromechanical）工程
あるいは接合（bonding）工程を通じて製造することが
できる。さらに、個々の回転速度ジャイロスコープの可
動構成要素（movable components）は、例えば穴あけ
（punching），切断（cutting）あるいはのこ引き（saw
ing）等の他の微小機械的方法を用いたり、または望ま
しくは例えばポリシリコン等のような導電性材料をレー
ザー分離技術（laser separating techniques）を用い
ても組み立てることができる。可動構成要素の基体への
連結は、可動構成要素を組み立てる以前に実行されるこ
とが望ましい。
ために、主に微小機械的な技術が利用される。前述の実
施例を実現させるに当たり、例えば平面コンデンサ（la
teral capacitors）を製造する必要がある。これは、種
々の表面微小機械的（surface micromechanical）工程
あるいは接合（bonding）工程を通じて製造することが
できる。さらに、個々の回転速度ジャイロスコープの可
動構成要素（movable components）は、例えば穴あけ
（punching），切断（cutting）あるいはのこ引き（saw
ing）等の他の微小機械的方法を用いたり、または望ま
しくは例えばポリシリコン等のような導電性材料をレー
ザー分離技術（laser separating techniques）を用い
ても組み立てることができる。可動構成要素の基体への
連結は、可動構成要素を組み立てる以前に実行されるこ
とが望ましい。
さらに、例えば射出成形（injection molding），電
気めっき（electroplating）またはスパークエロージョ
ン（spark erosion）等の多数の追加的製造工程を、本
発明にかかる回転速度ジャイロスコープの作成に有効利
用することができる。
気めっき（electroplating）またはスパークエロージョ
ン（spark erosion）等の多数の追加的製造工程を、本
発明にかかる回転速度ジャイロスコープの作成に有効利
用することができる。
最後に注記するが、２つの振動モードのために２つの
空間的に離れたジョイントおよび構成要素集合体（comp
onent assemblies）を設けることにより、１次振動に対
する２次振動の反作用効果を大幅に抑制することができ
る。そのため、他の公知の静電駆動型のコリオリジャイ
ロスコープ（electrostatically driven Coriolis gyro
scopes）とは異なり、くし歯状駆動手段の傾動または望
ましくない重なり動作（superimposed movement）が防
止される。これにより、１次振動に対する２次振動から
の反作用によって起こる測定誤差は最小限に抑えられ
る。加えて、前述のように固有振動数の調整も可能であ
る。この目的のためにも、２つの振動モードの干渉を緩
和することが非常に重要であり、効果的な干渉緩和を可
能にするために、くし歯状駆動手段の傾きが防止されな
ければならない。
空間的に離れたジョイントおよび構成要素集合体（comp
onent assemblies）を設けることにより、１次振動に対
する２次振動の反作用効果を大幅に抑制することができ
る。そのため、他の公知の静電駆動型のコリオリジャイ
ロスコープ（electrostatically driven Coriolis gyro
scopes）とは異なり、くし歯状駆動手段の傾動または望
ましくない重なり動作（superimposed movement）が防
止される。これにより、１次振動に対する２次振動から
の反作用によって起こる測定誤差は最小限に抑えられ
る。加えて、前述のように固有振動数の調整も可能であ
る。この目的のためにも、２つの振動モードの干渉を緩
和することが非常に重要であり、効果的な干渉緩和を可
能にするために、くし歯状駆動手段の傾きが防止されな
ければならない。
フロントページの続き (72)発明者 ガイガー ヴォルフラム ドイツ国，Ｄ―78078 ニーデレシャッ ハ，ペーター―ガルテン ３番 (72)発明者 ラング ヴァルター ドイツ国，Ｄ―78050 ヴェーエス―フ ィーリンゲン，ルーヘシュタインヴェー ク 23番 (72)発明者 ゾーベ ウード ドイツ国，Ｄ―09627 オーバーボブリ ッツ，ボブリッツシュタール ストラー セ 26番 (56)参考文献 特開 平５−312576（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−123631（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−333038（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−249667（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−120266（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−239339（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−184448（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 19/56 G01P 9/04
Claims (7)
- 【請求項１】第１軸（ｙ）回りと第３軸（ｚ）回りの回
転を検出するための回転速度ジャイロスコープ（500）
であって、 基体と、 １次振動子（506）と、 上記１次振動子（506）を上記基体に対して、上記第１
軸（ｙ）および第３軸（ｚ）に対して実質的に直交して
いる第２軸（ｘ）に沿った方向に１次振動させる励振手
段（508,510）と、 コリオリ力によって２次振動が引き起こされる２次振動
子（514）であって、上記２次振動は、ジャイロスコー
プ（500）が第１軸（ｙ）回りに回転した場合には上記
第３軸（ｚ）方向に引き起こされ、ジャイロスコープ
（500）が第３軸（ｚ）回りに回転した場合には上記第
１軸（ｙ）方向に引き起こされる２次振動子と、 上記１次振動子（506）を上記基体に対して第２軸
（ｘ）方向に変位可能に支持し、上記基体に対する１次
振動子の第１軸（ｙ）方向及び第３軸（ｚ）方向の動き
を実質的に防止する１次振動子サスペンション（504）
と、 上記１次振動子（506）を２次振動子（514）に対して連
結するとともに、上記１次振動を２次振動子（514）に
対してほぼ一体的に伝達し、上記第１軸（ｙ）方向およ
び第３軸（ｚ）方向において２次振動子（514）の１次
振動子（506）に対する相対的な動きを許容し、かつ上
記２次振動が１次振動子（506）に逆伝達されるのを実
質的に防止する２次振動子サスペンション（512）と、 上記２次振動子（514）に設けられた２次電極（550）
と、上記基体に設けられた固定検出電極（552）とを有
し、上記２次振動子の上記第１軸（ｙ）方向の動きを容
量的に検出する第１検出手段（550,552）と、 上記２次振動子（514）に設けられた可動検出電極と、
上記基体に設けられた固定検出電極（516）とを有し、
上記２次振動子の上記第３軸（ｚ）方向の動きを容量的
に検出する第２検出手段（516）と、を備えたことを特
徴とする回転速度ジャイロスコープ。 - 【請求項２】請求項１に記載の回転速度ジャイロスコー
プ（500）において、 上記１次振動子サスペンション（504）は、第２軸
（ｘ）方向に変位可能でかつアンカー手段（504a）を介
して基体に連結された、第１軸（ｙ）方向に延びる複数
のスプリングビーム（504b）を備えたことを特徴とする
回転速度ジャイロスコープ。 - 【請求項３】請求項２に記載の回転速度ジャイロスコー
プ（500）において、 上記スプリングビーム（504b）は短辺と長辺とを持つ長
方形断面を有し、上記短辺は第２軸（ｘ）方向に延び、
上記長辺は第３軸（ｚ）方向に延びていることを特徴と
する回転速度ジャイロスコープ。 - 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の回転
速度ジャイロスコープ（500）において、 上記励振手段（508,510）は、上記基体に連結された固
定電極グループ（510）と、上記固定電極グループ（51
0）と噛み合うように上記１次振動子（506）に設けられ
た電極グループ（508）を備え、 上記１次振動を得るために、上記電極グループ（510,50
8）によって１次振動子（506）を第２軸（ｘ）と平行に
容量的に励振させるようにしたことを特徴とする回転速
度ジャイロスコープ。 - 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の回転
速度ジャイロスコープ（500）において、 上記１次振動子（506）は、２次振動子サスペンション
（512）を介して２次振動子（514）が配置された開口部
を備え、この開口部内に上記第１検出手段と第２検出手
段とが配置されていることを特徴とする回転速度ジャイ
ロスコープ。 - 【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の回転
速度ジャイロスコープ（500）において、 上記２次振動子サスペンション（512）は、第２軸
（ｘ）と平行に配置されかつ１次振動子（506）と２次
振動子（514）とを連結する複数のスプリングビームを
備え、 上記スプリングビームは第１軸（ｙ）方向および第３軸
（ｚ）方向に撓み可能となるようにほぼ正方形断面を有
することを特徴とする回転速度ジャイロスコープ。 - 【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の回転
速度ジャイロスコープ（500）において、 上記第２検出手段は、上記固定検出電極（516）と対向
するカバー電極をさらに備え、第３軸（ｚ）方向の２次
振動を差動測定するために、上記２次振動子が上記カバ
ー電極と上記固定検出電極（516）との間に配置されて
いることを特徴とする回転速度ジャイロスコープ。
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