JPH10170275A - 振動型角速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着剤などを介すことなく簡単な構成で精度
よく角速度を検出する。 【解決手段】 Ｘ方向に励振されるマス部１０のＹ方向
の側方に所定の周波数でその端部５５が励振されるビー
ム振動体５１及び５２を設ける。このビーム振動体５１
及び５２は、マス部１０からＹ方向に延びる第２ビーム
３２によりマス部１０に連結されている。Ｚ方向回りに
角速度が発生した場合に、コリオリ力によってマス部１
０がＹ方向に振動（変位）すると、マス部１０のＹ方向
への変位が第２ビーム３２により各ビーム振動体５１及
び５２に伝達され、ビームの間隙（形状剛性）がマス部
のＹ方向への変位量に応じて変化する。このビーム間隙
の変化によりビーム振動体５１及び５２の端部を励振す
る振動モードの共振周波数が変化するため、Ｚ方向回り
の角速度をビーム振動体の共振周波数の変化に基づいて
検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や航空機の
ような輸送手段及び電子機器に作用する角速度を検知す
る角速度センサに関する。より具体的には、慣性質量で
あるマス部を励振させ、このマス部の励振方向と角速度
センサの回転軸方向との両方向に直交する方向に発生す
るコリオリ力によるマス部の変位に基づいて角速度を検
出する振動型角速度センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、角速度センサは、物体に作用す
る角速度を計測して物体の回転量を検出する、あるいは
回転量を検出して物体の回転運動を制御することを目的
として用いられ、角速度センサはジャイロまたはレート
センサとも呼ばれている。

【０００３】角速度センサの原理としては、レーザ光の
サグナック効果（光路差）を利用する光ジャイロ、核磁
気を利用する原子ジャイロ、コリオリ力を利用する回転
型ジャイロ及び振動型ジャイロに大きく区分される。

【０００４】これらの角速度センサにおいて、特に、振
動子を用い、この振動子に発生するコリオリ力に起因し
た振動変位を検出する構成の振動型ジャイロは、他のジ
ャイロと比較して構造が簡単で比較的容易に製作でき、
特別な保守を必要としないことから自動車等の輸送手段
向けの量産化に適した低コストなジャイロとして注目を
集め、現在における開発ターゲットの主流となってい
る。

【０００５】以下、この振動型ジャイロの構成について
説明する。図１２は、従来の振動型ジャイロ５００の構
造ならびに原理を示しており、図１３は、この振動型ジ
ャイロ５００の振動子５０１の断面を示している。

【０００６】図１２において、角柱状の振動子５０１
は、その一方の端面５０１a1がアンカー部６００の壁面
６００ａに固定され、他方の端面５０１a2が拘束を受け
ない片持ち梁構造となっている。また、図１３に示すよ
うに振動子５０１の端面５０１a1近傍における側面５０
１b1と５０１b2には、一対の駆動用圧電素子８０１b1と
８０１b2がそれぞれ接着剤を用いて貼付され、残りの側
面５０１c1と５０１c2に一対の検出用圧電素子８０１c1
と８０１c2が接着剤を用いて貼付されている。なお、振
動子５０１は、振動体としての高い弾性特性ならびに耐
久性が要求されることから、恒弾性金属材料（例えばエ
リンバー材料）が用いられている。

【０００７】振動子５０１は、Ｘ方向に対向した側面５
０１b1及び５０１b2に、一対として貼付された駆動用圧
電素子８０１b1と８０１b2とに交流電圧が印加されるこ
とによる逆圧電効果に基づき、側面５０１b1と５０１b2
との間に発生する引っ張り力または圧縮力によって、Ｘ
方向に共振周波数約１．８ｋＨｚにて励振されている。

【０００８】このような状態で、振動子５０１の長軸方
向（＝Ｚ方向）回りに角速度Ωが付与されると、振動子
５０１にはＹ方向にコリオリ力が発生し、同振動子５０
１はＹ方向にも駆動共振周波数で振動をはじめる。そこ
で、この振動子５０１のＹ方向振動変位を、Ｙ方向に対
向した側面５０１c1と５０１c2に一対として貼付した検
出用圧電素子８０１c1と８０１c2の圧電効果を利用して
電圧（または電流）変化として計測し、印加された角速
度Ωの大きさを検出するしくみとなっている。

【０００９】なお、図１２の振動型角速度センサ５００
においては、印加された角速度Ωによって発生するコリ
オリ力によるＹ方向への振動変位を、圧電素子を利用し
て検出しているが、これに代えて、半導体歪みゲージ等
の抵抗変化の効果を利用してＹ方向への振動変位を応力
変化として検出することも行われている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように従来の角速度センサは、金属材料からなる振動子
を用い、角速度に対応した非常に微量な振動変位を、接
着剤を介した圧電素子の圧電効果や歪みゲージの抵抗変
化を利用して検出している。従って、以下の（ｉ）〜
（ｉｉｉ）のような課題があった。

【００１１】（ｉ）従来の角速度センサは、振動子を機
械加工により製作し、また振動の励振と検出手段である
圧電素子や歪みゲージの貼付を接着手法にゆだねてい
た。この結果、振動子形状の非対称性や接着位置の微妙
なズレが存在し、これらが振動子の駆動振動と検出振動
の振動特性に悪影響を及ぼし、共振周波数が変動するこ
とはもちろん、振動変化の大きさと関連深い機械的Ｑ
（Quality Factor）値にも影響し、これによりセンサの
感度ならびに検出分解能が大幅に低減していた。また接
着剤は、機械的あるいは電気的に非常に不安定な材料で
ある。従って、例えば、環境温度や湿度変化に対して接
着剤の機械的あるいは電気的な特性が変化し、これによ
り振動子を励振しその振動変位を検出する際の伝達効率
を変化させ、出力信号に大きな誤差をもたらす要因とな
っていた。

【００１２】（ｉｉ）従来の角速度センサでは、角速度
が作用した時の微量な振動変位を、振動子に接着された
圧電素子の圧電効果や、歪みゲージの抵抗変化によって
アナログ量として変換・検出している。このため、この
ような検出手段では、振動子の形状のバラツキ、接着剤
の存在などにより、微量な振動変位を検出するための分
解能が悪いという問題があり、より高いセンサ感度が要
求されている。さらに、角速度演算処理などの処理の容
易化の観点より、直接的でより高効率であって、さらに
デジタル量としても振動変化を検出可能な構成も望まれ
ている。

【００１３】（ｉｉｉ）図１２、１３に示すような振動
子５０１を製造するための機械加工や圧電素子等の接着
は、量産化に適した製作方法とは言えず、角速度センサ
の製造コストを増大させ、輸送用手段への応用や展開を
図るにおいては、これが大きな障害となっていた。よっ
て、例えば、半導体のシリコンウエハープロセスで代表
されるようなバッチプロセスをこのような角速度センサ
の製造に適用して、センサの製造コストを大幅に低減す
ることが期待されている。

【００１４】本発明は上記課題を解決し、より高性能か
つ低コストで、しかも角速度がデジタル的に検出するこ
との容易な振動型角速度センサを提供することを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の振動型角速度セ
ンサは、慣性質量となるマス部を励振させ、このマス部
の励振方向Ｘと角速度センサの回転軸方向Ｚとの両方向
に直交する方向Ｙに発生するコリオリ力によるマス部の
変位に基づいて角速度を検出するための振動型角速度セ
ンサであって、前記マス部を励振させるマス部励振手段
と、前記マス部と独立して振動可能に前記マス部のＹ方
向の側方に配置され、複数のビーム体が、少なくとも一
部においてＹ方向にそれぞれが所定の間隔を隔てるよう
に互いに連結されて構成されたビーム振動体と、前記ビ
ーム振動体を所定方向に振動させるためのビーム振動体
励振手段と、前記マス部と前記ビーム振動体とを連結し
て、前記マス部のＹ方向への変位を前記ビーム振動体に
伝達して前記ビーム体間の間隔を変化させるための接続
ビームと、前記ビーム振動体の振動の変化を検出するビ
ーム振動体変化検出手段と、を有し、回転軸方向Ｚにお
ける角速度を、前記ビーム振動体の間隔変化に起因した
前記ビーム振動体の振動変化に基づいて検出する。

【００１６】このように、本発明の振動型角速度センサ
では、Ｘ方向に励振されるマス部のＹ方向の側方に所定
の周波数でその一部が振動するビーム振動体を設けてい
る。Ｚ方向回りに印加された角速度によってマス部がＹ
方向に振動（変位）すると、このマス部のＹ方向への振
動が接続ビームによってビーム振動体に伝達され、ビー
ム振動体の各ビーム体の間隙（形状剛性）がマス部のＹ
方向への振動変化量に応じて変化する。そこで、本発明
では、このビーム振動体における間隔変化に基づくビー
ム振動体の共振周波数の変化として、Ｚ方向回りに付与
された角速度を検出するのである。

【００１７】［発明の概要］以下、本発明の振動型角速
度センサの概要について、センサの動作原理、作用及び
効果と併せて説明する。

【００１８】本発明の振動型角速度センサでは、マス部
が常にＸ方向に励振されており、一方、ビーム振動体も
ビーム励振手段による励振力により、マス部の励振とは
独立して所定の共振周波数で常に励振している。

【００１９】ここで、本発明の角速度センサにＺ方向回
りの角速度が作用した場合、これと直交するＸ方向に振
動しているマス部には、Ｚ方向及びＸ方向に直交するＹ
方向に作用するコリオリ力が発生し、マス部が駆動の共
振周波数でＹ方向に振動をはじめる。なお、マス部のＸ
方向の駆動周波数とＹ方向の検出周波数とは、ほぼ一致
するよう設計することができ、このようにすれば、コリ
オリ力に起因したマス部のＹ方向の振動変位を最大とす
ることが容易となる。

【００２０】マス部のＹ方向の振動に伴う慣性力が、接
続ビームを介してビーム振動体に伝達されると、この結
果、両端部が励振されるビーム振動体をなすビーム体の
間隔が変化し、ビーム振動体の共振周波数が変化する。
また、マス部のＹ方向の両側方に、それぞれビーム振動
体を配置した場合には、マス部がＹ方向に変位すること
により、一方のビーム振動体の共振周波数が増加し、他
方のビーム振動体の共振周波数が減少する。

【００２１】そこで、この増減するビーム振動体の共振
周波数を周波数カウンター等を用いて計測すれば、角速
度をデジタル信号的に検出することが可能となる。な
お、振動周波数の計測に関しては、１つのビーム振動体
における共振周波数の増減を計測により判別しても、角
速度を正確に計測できるが、２つのビーム振動体を同時
に励振させてその差動に基づく検出を行えばより高性能
に角速度を検出できる。

【００２２】このように、本発明の振動型角速度センサ
は、ビーム振動体の共振周波数の変化に基づいて角速度
を検知する構成であり、コリオリ力によるマス部のＹ方
向への変位によるビーム振動体の共振周波数の変化（感
度）が非常に大きいことから高い分解能で角速度を検出
することができる。しかも、周波数カウンター等を用い
た周波数計測を利用すれば、デジタル量として共振周波
数の変化を計測することが容易であり、簡単な構成で角
速度を正確に検出することができる。

【００２３】（本発明の他の態様１）本発明の振動型角
速度センサにおいては、さらに以下のような態様をとる
ことができる。

【００２４】まず、上記振動型角速度センサの２つを１
組として、この２つのセンサをＸ軸に対して対称配置し
て、２つの角速度センサをＹ方向に並列配置する。そし
て、この１組の角速度センサの各マス部をそれぞれＸ方
向に逆位相で励振する。すなわち、各マス部の振動が１
８０度の位相差を持つように２つのマス部にそれぞれ励
振力を付与する構成とする。このような構成とすれば、
各角速度センサの各マス部のＹ方向の側方に設けられた
ビーム振動体において、例えば、２つのマス部の外側に
位置するビーム振動体同士（あるいはマス部の内側のビ
ーム振動体同士）の各共振周波数を差動検出することに
より、角速度検出にあたってのＹ方向の加速度の影響等
を簡単に相殺することが可能となる。

【００２５】単一の振動型角速度センサの場合には、こ
のセンサのマス部にＹ方向の加速度が作用した場合、マ
ス部のＹ方向のビーム振動体の共振周波数は、あたかも
角速度が印加された場合と同様に増減する。この場合
は、加速度による共振周波数変化を周波数分離により除
去するための回路手段を用いる。

【００２６】上述のように、１組の振動型角速度センサ
を用い、２つのマス部をそれぞれ１８０度の位相差でＸ
方向に振動させる構成とすると、角速度が印加された時
には、２つのマス部にそれぞれ発生するコリオリ力がＹ
方向において正反対の方向に発生し、マス部はＹ方向で
互いに逆方向に変位する。よって、各センサのビーム振
動体の共振周波数変化も対称的、つまり正負が逆方向と
なる。また、各マス部のＹ方向の両側方に一対としてビ
ーム振動体を設けた場合、各マス部の＋Ｙ方向同士また
は−Ｙ方向同士に位置するビーム振動体の共振周波数の
変化が逆となる。さらに、各センサのビーム振動体にお
ける共振周波数の変化量の絶対値は、付与された角速度
に対応して各角速度センサで同じ量となる。

【００２７】一方、このような構成において、Ｙ方向に
加速度が発生すると、２つのマス部は両方ともＹ方向の
同じ向きに変位する。つまり、各マス部の例えば＋Ｙ方
向の側方に配置されたビーム振動体の共振周波数の変化
の方向は同一となる（−Ｙ方向の側方にそれぞれ設けら
れたビーム振動体同士も同一方向にその共振周波数が変
化する）。従って、このような少なくとも角速度センサ
に対応してそれぞれ１づつ設けられたビーム振動体の共
振周波数の変化を差動検出して除外すれば、Ｙ方向の加
速度影響を簡単に相殺でき、さらに高い信頼性が保証さ
れる。

【００２８】（本発明の他の態様２）本発明の角速度セ
ンサにおいて、マス部やビーム振動体等の主要なパート
をアンカー部やビームによって、Ｘ方向とＹ方向に、そ
れぞれその両側からフローティング支持すれば、マス部
などを支持するビームのＺ方向の剛性を高くすることが
可能となる。つまり、マス部のＺ方向（マス部の厚み方
向）への変位を小さくすることができ、このような構成
とすることにより、Ｚ方向への加速度作用に伴うクロス
トークの影響を低減できる。

【００２９】また、ビーム振動体の共振周波数をビーム
振動体モニター手段などによってモニターすれば、マス
部振動影響を受けずにビーム振動体を常時一定の共振周
波数で振動させるように制御することが容易となる。

【００３０】さらに、本発明の振動型角速度センサにお
いて、マス部、マス部励振手段、ビーム振動体、ビーム
励振手段などの各センサのパートは、ＳＯＩ（silicon
on insulator）基板、または基板上に形成した多結晶シ
リコン層及び金属膜を加工して一体として形成すること
ができる。また、これらのセンサの各パートは、ＳＯＩ
基板を加工して一体として形成することが可能である。
あるいは、振動型角速度センサを構成する全てのパート
を基板上に形成した多結晶シリコン層を加工して一体と
して形成することができる。

【００３１】このように本発明の振動型角速度センサ
は、振動型角速度センサを構成するマス部やビーム振動
体等のセンサパートを、ＳＯＩ基板または基板上に形成
した多結晶シリコン層からなるウエハーを用いて、表面
からエッチングしてフローティング構造としてくり抜
き、一体として形成することができる。なお、センサ製
造の際に、マス部やビーム振動体等の主要なパートは、
Ｚ方向への剛性を高めるためにアンカーとこれに接続さ
れる接続ビーム部により、Ｘ方向とＹ方向に対して両端
支持する構成とすることが容易である。

【００３２】従って、本発明の振動型角速度センサは、
約１ｍｍ平方（厚みは０．０１ｍｍ程度）と非常に小型
化することを可能としている。この製作プロセスには、
周知のシリコンウエハープロセスと同様に、バッチ処理
による量生技術が適用でき、この結果、センサ製造コス
トが大幅に低減し、自動車等の輸送用手段への展開が十
分期待される。また、上記のシリコンウエハープロセス
と同様の製作手段を採用するので、従来の機械加工のよ
うな形状の非対称性が低減され、また本質的に接着ズレ
による悪影響がないことから、付与された角速度をより
高性能に検出することができる。

【００３３】また、本発明の振動型角速度センサは、マ
ス部及びビーム振動体をそれぞれ静電引力を利用して励
振させることができ、マス部やビーム振動体等の振動検
出にあたっては、静電容量の変化を利用することができ
る。このようにセンサの重要なパートを電気的に制御
し、変位を電気的に検出すれば、従来の角速度センサで
用いた圧電素子や歪みゲージのように、接着剤を介して
振動体に励振力を付与する、あるいは接着剤を介して振
動変化を検出することによる悪影響を受けることがな
く、角速度に対応した出力信号を高い信頼性で正確に検
出できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に、添付した図面を参照して
本発明の好適な実施の形態（以下実施形態という）を詳
細に説明する。

【００３５】［実施形態１］図１は、本実施形態１に係
る振動型角速度センサ１００（以下、単に角速度センサ
１００と呼ぶ）を示している。

【００３６】（角速度センサ１００の構成） 「マス部及びマス部励振機構の構成」本実施形態１の角
速度センサ１００は、まず、シリコン等の基板から後述
するようにしてフローティングに支持されたマス部１０
を備えている。マス部１０は、慣性質量としての機能を
備えており、例えば、実質的な厚み方向がＺ方向として
定義され、１辺が４００μｍ平方程度の板状形状を有
し、このマス部１０を挟むＸ方向に、マス部１０をＸ方
向に励振するためのプレート２１及び２２が配置されて
いる。

【００３７】各プレート２１及び２２は、マス部１０と
同様に基板からフローティングに支持され、これらのプ
レート２１、２２には、それぞれ櫛歯部２０１ａ，２０
１ｂが形成されている。なお、本実施形態１において、
プレート２１及び２２は、例えば、そのＸ方向における
幅が約２０μｍ、Ｙ方向への長さが約４００μｍのサイ
ズでフローティング支持されている。

【００３８】また、各プレート２１及び２２の櫛歯部２
０１ａ，２０１ｂとＸ方向において対向する位置には、
それぞれマス部励振手段４１のマス部励振電極４１１と
マス部振動モニター手段４２のマス部振動モニター電極
４２１とが配置されている。そして、これらの電極４１
１及び４２１には、そのプレート２１及び２２との対向
面側に、上記櫛歯部２０１ａ，２０１ｂとかみ合うよう
に櫛歯部４０１、４０２がそれぞれ形成されている。

【００３９】上記プレート２１及びプレート２２は、第
１ビーム３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ）によ
ってマス部１０にそれぞれ接続されている。また、各プ
レート２１及び２２は、それぞれそのＹ方向の両側から
第３ビーム３３（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）を
介して、基板上に固定されているアンカー部９０（９０
ａ、９０ｂ、９０ｅ、９０ｆ）に接続されている。そし
て、この第３ビーム３３は、プレート２１及び２２のＹ
方向への位置を固定しつつ、Ｘ方向へのプレート２１及
び２２の励振運動を許容するようにこれらのプレートを
支持している。

【００４０】ここで、マス部励振電極４１１とプレート
２１との間に、図示しない交流電源より周期的な電圧が
印加されると、これらの間に静電引力（励振力）が誘起
され、プレート２１にＸ方向の励振力（静電引力）が付
与される。さらに、この励振力は、ビーム幅２μｍ、Ｘ
方向のビーム長さ１５０μｍの第１ビーム３１（３１
ａ，３１ｂ）に伝達され、マス部１０がＸ方向に振動す
ることとなる。また、マス部１０のＸ方向への振動数と
変位は、プレート２２を介してこれと対向するマス部振
動モニター手段４２のモニター電極４２１にてモニター
される。

【００４１】Ｚ軸回りに角速度が印加されると、Ｘ方向
に励振されているマス部１０はコリオリ力を受け、コリ
オリ力の発生方向（本実施形態１においては、励振方向
Ｘと回転軸方向Ｚの両方に直交する方向、つまり図１の
Ｙ方向に相当）に変位する。なお、プレート２１及び２
２は、アンカー部９０から延びる第３ビーム３３（３３
ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）によってＹ方向から支持
されており、このプレート２１及び２２からＸ方向に延
びる第１ビーム３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１
ｄ）が、マス部１０をそのコリオリ力発生方向への変位
を許容するように支持している。

【００４２】「ビーム振動体およびその励振・検出機構
の構成」マス部１０を挟むＹ方向には、本発明において
特徴的な構成であるビーム振動体として、一対のビーム
振動体５１及び５２が配置されている。本実施形態１に
おいては、このビーム振動体５１及び５２は、Ｘ方向に
延びる複数本（ここでは、２本）のビーム体５０１及び
５０２（図２参照）が、そのＸ方向の両端部５５（５５
ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ）においてＹ方向に一定の
間隔Ｈを持つように連結されて構成されている。

【００４３】これらビーム振動体５１及び５２とマス部
１０とは、第２ビーム３２（３２ａ、３２ｂ）によって
接続されており、マス部１０におけるＹ方向への振動変
位がこの第２ビーム３２によってビーム振動体５１及び
５２に伝達され、振動変位に応じてビーム振動体５１及
び５２の中央部の間隔Ｈが変化するように構成されてい
る。

【００４４】また、ビーム振動体５１及び５２は、基板
に固定されたアンカー部９０ｃ及び９０ｄからこのビー
ム振動体５１及び５２に向かって延びる第４ビーム３４
（３４ａ、３４ｂ）により、基板上にフローティング支
持されている。

【００４５】ここで、接続ビームを成す上記第２ビーム
３２（３２ａ、３２ｂ）は、それぞれビーム振動体５
１、５２のＸ方向における中央部に連結されており、ま
た、アンカー部９０ｃ及び９０ｄから延びる第４ビーム
３４（３４ａ、３４ｂ）も、ビーム振動体５１、５２の
Ｘ方向のほぼ中央部に連結されている。

【００４６】第２ビーム３２（３２ａ、３２ｂ）は、例
えば、本実施形態１においては、そのビーム幅が約２μ
ｍ（但し、マス部１０側のビーム体５０１との接続部近
傍は幅４μｍ）で形成され、また、Ｙ方向のビーム長さ
は約１５０μｍとなっている。また、第４ビーム３４
（３４ａ、３４ｂ）は、そのビーム幅が約４μｍであ
り、アンカー部９０ｃ、９０ｄからビーム振動体５１及
び５２まで延びるビーム長さは約１０μｍとなってい
る。

【００４７】ビーム振動体５１及び５２のＸ方向の各端
部５５（５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ）には、この
端部５５をＹ方向に励振させるためのビーム励振電極６
１、６３、６５、６７が対応して設けられている。さら
に、ビーム振動体５１及び５２の各端部５５を挟んで、
上記ビーム励振電極６１、６３、６５、６７と対向する
ように、ビーム振動モニター電極６２、６４、６６、６
８がそれぞれ設けられている。

【００４８】次に、ビーム振動体５１を例にとり、図１
及び図２を用いてビーム振動体の端部５５付近の構成を
説明する。なお、図２は、図１に示すビーム振動体５１
の端部５５ｂ領域の拡大図である。

【００４９】ビーム振動体５１及び５２は、そのＹ方向
のビーム幅が約１．５μｍ、Ｘ方向の長さが４００μｍ
の２本のビーム体５０１及び５０２を備え、このビーム
体５０１と５０２とが、その端部５５（図２では５５
ｂ）で連結され、Ｙ方向に約２０μｍの間隔Ｈを保ち平
行となるよう構成されている。但し、ビーム振動体５１
及び５２は、必ずしも２本のビーム体が一定の間隔（こ
こでは間隔Ｈ）で平行に配置されて構成されるものに限
らず、マス部１０のＹ方向への変位によりビームの変形
が起こってその形状剛性が変化すような構成であればよ
い。

【００５０】図２に拡大して示しているように、ビーム
振動体５１の端部５５ｂ（但し、他の端部５５ａ、５５
ｃ、５５ｄも同様）からは、Ｘ方向に櫛歯基部５６が延
びており、この櫛歯基部５６からそれぞれＹ方向に櫛歯
部５７ａ、５７ｂが延びている。さらに、この櫛歯部５
７ａ，５７ｂにそれぞれ対向するように、櫛歯状のビー
ム励振電極６１（６３、６５、６７）およびビーム振動
モニター電極６２（６４、６６、６８）が櫛歯基部５６
を挟んで配置されている。

【００５１】櫛歯状のビーム励振電極６１は、その櫛歯
６１ａがビーム振動体５１の櫛歯部５７ａとかみ合うよ
うに配置されており、このビーム励振電極６１により付
与される励振力によってビーム振動体５１の端部５５ｂ
がＹ方向に励振される。つまり、ビーム励振電極６１と
ビーム振動体５１の端部５５ｂに設けた櫛歯部５７ａと
の間に、交流電源１１０による周期的な静電引力が誘起
されると、これによりビーム振動体５１（及び５２）
は、その中央部を振動の節（非振動点）として、Ｙ方向
への曲げモードで共振振動する。但し、ビーム振動体５
１及び５２をＹ方向に振動させるにあたり、このように
最大変位部分となる端部５５を励振させる構成に限ら
ず、例えば、端部５５よりアンカー部９０ｃ、９０ｄ側
に位置する所定の位置を励振させる構成としてもよい。
しかし、図１及び図２に示すように、端部５５を励振す
る構成とすれば、励振時において、ビーム振動体５１及
び５２の端部５５は、振動の最大変位部分となり、効率
的にその振動の変位と振動数を知ることが容易である。

【００５２】また、櫛歯状のビーム振動モニター電極６
２は、その櫛歯６２ａがビーム振動体５１の櫛歯部５７
ｂとかみ合うように配置されており、ビーム振動体５１
（５２）の櫛歯基部５６を挟んでビーム励振電極６１
（６３、６５、６６）と相対する側に形成されている。
そして、このビーム振動モニター電極６２（６４、６
６、６８）は、端部５５における振幅の変化と振動数を
モニター検出するために設けられている。

【００５３】ビーム振動体５１（５２）とビーム振動モ
ニター電極６２（６４、６６、６８）との間には、定電
圧源１２０より一定の電圧が抵抗１３０を介して印加さ
れている。ビーム振動体５１（５２）の端部５５がビー
ム励振電極６１によってＹ方向に振動すると、これによ
り、ビーム振動モニター電極６２との間の領域に発生す
る電荷量（電流）が変化し、抵抗１３０での両端電圧が
変化する。そこで、本実施形態１では、この抵抗１３０
の両端電圧を電圧検出器１４０にて検出することによ
り、ビーム振動体５１（５２）における振動数（共振周
波数）の変化を電圧変化のサイクルとしてモニターして
計測できるよう構成されている。

【００５４】なお、共振状態におけるビーム振動体５１
及び５２の振動は、上記ビーム振動モニター電極６２
（６４、６６、６８）での検出結果に基づいて常に振幅
が最大となる励振周波数を選択するか、またはビーム振
動体５１及び５２の振幅と、これを駆動する駆動力（付
与される静電引力）との位相が、互いに９０度ズレるよ
うな励振周波数を選択することによって実現される。

【００５５】（角速度センサ１００の動作）図３は、マ
ス部１０がＸ方向に励振された時の角速度センサ１００
の各部の状態を模式的に示しており、図４は、コリオリ
力が発生した場合における角速度センサ１００の各部の
状態を模式的に示している。

【００５６】角速度が作用していない状態において、一
対のビーム振動体５１及び５２は、例えば、振動数約５
９ｋＨｚにてその両端部５５がＹ方向に励振されてい
る。さらに、マス部１０は、振動数約１５ｋＨｚにてＸ
方向に振幅約５μｍ（最大振動速度４．７×１０⁵ μｍ
／ｓ）で振動している。図３は、このように、マス部１
０がＸ方向に約１５ｋＨｚで、ビーム振動体５１及び５
２がＹ方向に約５９ｋＨｚで振動している状態を同時に
表現している。

【００５７】マス部１０及びビーム振動体５１、５２が
それぞれ振動している場合に、Ｚ軸回りの角速度Ωが印
加されると、Ｘ方向に振動しているマス部にはコリオリ
力がＹ方向に作用する。これにより、マス部１０は、図
４に示すように、コリオリ力によってＹ方向に変位し、
マス部１０は、Ｙ方向にも共振周波数１５ｋＨｚで振動
しはじめる。マス部１０がＹ方向に変位するとこれが第
２ビーム３２ａ、３２ｂを介してビーム振動体５１、５
２に伝達され、マス部１０のＹ方向の変位量に応じてビ
ーム振動体５１、５２の中央部の間隙Ｈが変化する。図
４においては、コリオリ力の発生に伴うマス部１０のＹ
方向の振動と、ビーム振動体５１及び５２の振動及び変
形を同時に表現している（但し、マス部１０のＸ方向の
振動は割愛）。

【００５８】マス部１０に発生するコリオリ力Ｆｃは、
次の（１）式で示され、印加された角速度Ωに対応して
変化する。このコリオリ力自体は非常に微量な力学量で
あるが、後述するように本角速度センサ１００を真空パ
ッケージすることにより、Ｙ方向に共振振動するマス部
１０に作用する励振力は、機械的Ｑ値（約１００００と
推定される）によって十分に増幅される。

【００５９】

【数１】 Ｆｃ＝２×ｍ×Ｖ×Ω …（１） Ｆｃ：コリオリ力 ｍ：マスの質量 Ｖ：マス部のＹ方向の振動速度 Ω：角速度 また、端部が励振されるビーム振動体の共振周波数ｆ
は、以下の（２）式によって示される。

【００６０】

【数２】 （２）式により、共振周波数ｆは、ビーム振動体５１お
よび５２の形状剛性Ｉの大きさによって変化することが
わかる。

【００６１】本実施形態の角速度センサ１００におい
て、マス部１０がＹ方向に振動することに伴う励振力
（振動変位）は、第２ビーム３２を介して一対のビーム
振動体に伝達され、これにより、平行なビームの間隔Ｈ
が変化する。そして、形状剛性Ｉは、このビーム振動体
の形状変化、つまりビームの間隔Ｈによって変化する。
従って、形状剛性Ｉは、角速度Ωに比例し、マス部１０
を介して伝達される力学量に対応して変化することとな
る。

【００６２】例えば、図４に示すように、マス部１０に
コリオリ力が作用してマス部１０が図中の右方向に変位
したとすると、一対のビーム振動体のうち、一方のビー
ム振動体５１では間隔Ｈが広くなり、もう一方のビーム
振動体５２では間隔Ｈが狭くなるように変化する。この
ように、一対のビーム振動体５１及び５２の各ビーム間
隔が反対方向に変化したことで、（２）式に示される形
状剛性Ｉが変化し、その結果、各共振周波数がビーム間
隔Ｈの増減に対応して変化する。

【００６３】そこで、前記のビーム振動体５１及び５２
における共振周波数の変化をビーム振動モニター電極６
２（６４、６６、６８）を利用して計測することで、印
加された角速度Ωを検出することができる。

【００６４】図５に、図１の角速度センサ１００の特性
図を示す。同図から、例えば、角速度５０ｄｅｇ／ｓが
付与された時、一方のビーム振動体５１（または５２）
の共振周波数がそれぞれ約５％程度（約３ｋＨｚ）と顕
著に変化していることがわかる。この共振周波数変化の
大きさは、ビーム振動体の形状やマス部の形状を設計変
更することで調整できる。このように、本実施形態１に
示す角速度センサ１００は、周波数検出のため図１２に
示すような従来の変位検出型の角速度センサと比較する
と、非常に高精度に角速度を検出できる。

【００６５】ところで、ビーム振動モニター電極６２
（６４、６６、６８）を利用した共振周波数の計測は、
一対のビーム振動体５１、５２のうちの一方のみの共振
周波数変化を計測してもよい。また、この場合、１つの
ビーム振動体（例えば５１）の両端部５５（５５ａ、５
５ｂ）を励振させ、両端部の内のいずれか一方のみの端
部５５において共振周波数の変化を検出してもよい。

【００６６】さらに、一対のビーム振動体５１及び５２
の増減する双方の共振周波数の変化を差動出力として検
出してもよく、このように一対のビーム振動体５１及び
５２の差動を検出すれば、より高精度に角速度を検出す
ることが可能となる。

【００６７】また、ビーム振動体５１及び５２の端部５
５の励振駆動については、本実施形態１では、両方の振
動体の両端部５５を同一周波数で、かつ同一位相でＹ方
向に振動させている。しかし、これには限らず、ビーム
振動体５１とビーム振動体５２の端部５５ａ、５５ｂ
と、５５ｃ、５５ｄとを互いに異なる位相で振動させる
など、様々な駆動方法が採用可能である。

【００６８】（角速度を検出するための回路構成）図６
は、図１に示す角速度センサ１００の一対のビーム振動
体５１及び５２の共振周波数の変化を、差動出力として
演算して表示する場合における回路構成例を示してい
る。

【００６９】図６において、マス部励振電極及びマス部
駆動側の励振回路４１０は、マス部励振手段４１を構成
し、マス部駆動側の励振回路４１０より供給される電圧
がマス部励振電極４１１に印加されることによってプレ
ート２１に静電引力が付与され、これによりマス部１０
がＸ方向に励振される。

【００７０】マス部振動モニター電極４２１及びマス部
駆動側の容量検出回路４２０は、マス部振動モニター手
段４２を構成し、マス部１０の振動は、プレート２２を
介してマス部振動モニター電極４２１に静電容量変化と
して伝達される。モニター電極４２１に接続された容量
検出回路４２０は、この容量変化量を検出し、その変化
量に基づいて、マス部駆動側の励振回路４１０に対して
所定のフィードバック制御信号を供給する。よって、こ
のようなフィードバック制御により、マス部１０は一定
の共振周波数で安定にＸ方向に励振されることとなる。

【００７１】一対のビーム振動体５１及び５２は、ビー
ム励振回路４３０及び４３１が有する交流電源１１０よ
り供給される電圧が、ビーム励振電極６１（６３、６
５、６７）に印加されることによって、その両端部５５
がＹ方向に振動する。また、このビーム振動体５１及び
５２の振動は、図２中に示した定電圧源１２０や抵抗１
３０及び電圧検出器１４０を含むビーム容量検出回路４
４０及び４４１によって一定の共振周波数で振動するよ
うモニターされている。

【００７２】ここで、角速度センサ１００にＺ軸回りの
角速度が印加された場合は、図４を引用して説明したよ
うに、一対のビーム振動体５１及び５２の共振周波数が
それぞれ増加または減少する。そこで、周波数差検出回
路４５０は、例えば周波数カウンタ等によって、２つの
ビーム振動体５１及び５２の共振周波数の差をカウント
数などとして検出する。演算部４６０は、得られた共振
周波数差（差動出力）に基づいて共振周波数の変化量を
求めて角速度を演算し、演算結果が表示部４７０に出力
され、この表示部４７０にて角速度について所望の表示
が行われる。

【００７３】なお、必ずしもデジタル量として周波数変
化量を算出する回路構成には限られず、例えば周波数差
検出回路４５０はアナログ信号として共振周波数差を検
出してもよく、また、演算部はアナログ信号の演算部で
あってもデジタル信号の演算部であってもよい。

【００７４】（製造方法）図７は、本角速度センサ１０
０の製造方法の一例を示している。角速度センサ１００
は、ＳＯＩ基板５をエッチング加工して製造することが
でき、センサの単位面積サイズは、約１ｍｍ平方と非常
に小型とすることができる。

【００７５】なお、図７（ａ）は、複数の角速度センサ
１００が形成されたウエハを示しており、図７（ｂ）は
角速度センサ１００の概略平面構造を示し、さらに図７
（ｃ）は図７（ｂ）のＡ−Ａ’線に沿った断面を示して
いる。

【００７６】ＳＯＩ基板５は、例えば、厚み約５００μ
ｍのシリコン基板３、厚み１μｍの酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ₂ ）接合層２、厚さ１０μｍのシリコン層１の３層構
造から構成される。さらに、このようなＳＯＩ基板５を
表面から角速度センサ１００の各構成部分のパターン部
分をマスクしてエッチングすると共に、基板５の酸化シ
リコン接合層２部分をくり抜き加工する。

【００７７】振動部であるマス部１０及びビーム振動体
５１、５２と、マス部１０やビーム振動体５１、５２を
支持する第１〜第４ビーム３１、３２、３３、３４と
は、主としてシリコン層１により形成されており、これ
らの形成領域においては、そのシリコン層１の下層の酸
化シリコン接合層２が選択的に除去される。

【００７８】一方、アンカー部９０の形成領域では、酸
化シリコン接合層２は除去されず、アンカー部９０は、
シリコン基板３に酸化シリコン接合層２を介して固定さ
れている。また、マス部励振手段４１、マス部振動モニ
ター手段４２、ビーム励振電極６１（６３、６５、６
７）、ビーム振動モニター電極６２（６４、６６、６
８）についても、例えばその櫛歯部を除いて、アンカー
部９０と同様にシリコン基板３上に固定されている。

【００７９】このようにしてＳＯＩ基板５を加工し、図
７（ａ）に示すように同一のウエハに複数の角速度セン
サ部を形成した後において、ウエハはダイシング分離さ
れる。その後、分離されたセンサ部を真空封止雰囲気で
パッケージングすることにより、最終的な角速度センサ
１００が得られる。

【００８０】以上のように、角速度センサ１００は、振
動部（マス部１０、ビーム振動体５１、５２）が、アン
カー部９０によってシリコン基板３からフローティング
に支持されて構成される。そして、上記振動部と、この
振動部を励振する電極や振動を検出する電極などは、Ｓ
ＯＩ基板５に一体として形成されている。

【００８１】ここで、上記角速度センサ１００は、特に
マス部１０をそのＹ方向およびＸ方向において、ビーム
によってそれぞれ両側から支持する構成としているた
め、角速度センサ１００のＺ方向の機械的剛性が高めら
れており、Ｚ方向に対するクロストーク影響を受けにく
い構造となっている。

【００８２】また、角速度センサ１００は、上述のよう
にＳＯＩ基板５をもとに１ｍｍ平方の面積サイズとし、
周知のシリコンウエハープロセスにて大量に製作でき
る。従って、その製作コストを大幅に低減することがで
きる。また、このようなプロセスを適用することによ
り、従来のように機械加工のような形状の非対称性に起
因する振動特性への悪影響が改善され、角速度センサと
しての感度ならびに分解能を大幅に向上させることが可
能となる。

【００８３】ところで、図１に示すマス部１０の内側に
設けた孔部１１及びプレート２１と２２の内側に設けた
孔部２５は、ＳＯＩ基板５の酸化シリコン接合層２をエ
ッチング除去して、主要部分が形成されたシリコン層１
をシリコン基板３よりフローティング支持する際のエッ
チングのために設けている。そして、この孔部１１及び
２５によって、酸化シリコン接合層２のエッチング除去
に際する作業性と確実性を向上させている。但し、孔部
１１及び２５の形状大きさなどは、図示されるものに限
られず、酸化シリコン接合層２のエッチング条件などに
よって選択することができる。

【００８４】なお、本角速度センサ１００は、必ずしも
ＳＯＩ基板をもとに製造するものには限定されず、基板
上に形成した多結晶シリコン層をエッチング加工しても
同様の効果が期待できる。またこの他にも、メッキ等の
方法で形成した金属膜を利用しても、低コストなセンサ
が同様に製作できる。

【００８５】以上説明したように、本実施形態１におい
ては、マス部の励振手段として静電引力を利用し、さら
に角速度が付与されたことに伴うマス部の振動変位を静
電容量の変化を利用して検出するように角速度センサが
構成されている。また、これと併せて、センサ全体が真
空封止パッケージングされている。よって、簡易な製造
プロセスで角速度センサ１００を製造することができ、
また、非常に高精度に角速度を検出することが可能とな
っている。

【００８６】従って、従来の角速度センサのように接着
剤で固定された圧電素子を利用して振動子を励振し、さ
らにその他の圧電素子によって振動変位を検出する構成
で問題となっていた接着に起因する特性への悪影響が本
質的に存在せず、より耐久性・信頼性の高い角速度セン
サが得られる。

【００８７】［実施形態２］以下、本実施形態２の振動
型角速度センサ２００について説明する。

【００８８】実施形態１に示す本角速度センサ１００
は、マス部を両端支持していることからＺ方向の加速度
影響を受けにくい構造となってはいる。しかし、マス部
をＸ方向およびＹ方向に振動させて用いていることか
ら、これらの方向に対する剛性は小さく、特にＹ方向に
大きな加速度が作用した場合は、ビーム振動体の共振周
波数変化が角速度作用の場合と同様に生じてしまうこと
が懸念される。

【００８９】そこで、本実施形態２においては、このよ
うな加速度のクロストーク影響に鑑みて、以下のように
振動型角速度センサ２００を構成している。図８は、こ
の振動型角速度センサ２００（以下、単に角速度センサ
２００という）の平面構造を示している。

【００９０】図示されるように、角速度センサ２００
は、実施形態１の角速度センサ１００（角速度センサ素
子２１０及び２２０）を１組用い、これを平行配置（Ｘ
軸に対称に配置）し、アンカー部９０ｄを共通とする構
成としている。

【００９１】また、図８において左側の角速度センサ素
子２１０のプレート２１１と、右側の角速度センサ素子
２２０のプレート２２１には、それぞれ図示しないマス
部励振手段（図１の励振手段４１が相当）によって、１
８０度の位相差をもってマス部が振動するよう静電引力
が付与される。このため、マス部２３０とマス部２４０
とは、それぞれ逆方向（＋Ｘ方向と−Ｘ方向）に励振さ
れる。

【００９２】一方、角速度センサ素子２１０及び２２０
がそれぞれ対として有するビーム振動体２５１と２５
２、及びビーム振動体２５３と２５４については、実施
形態１に示した角速度センサ１００と同様に、Ｙ方向へ
の曲げモードで共振振動している。

【００９３】ここでＺ軸回りの角速度Ωが印加される
と、図９に示すように、２つのマス部２３０および２４
０には、それぞれＹ方向に逆向きのコリオリ力が発生
し、この結果、外側同士（または内側同士）に位置する
ビーム振動体２５１と２５３（またはビーム振動体２５
２と２５４）は、同じ量だけビームの間隔Ｈが変化し
て、その共振周波数が角速度に対応して減少（または増
加）する。

【００９４】よって、ビーム振動モニター手段（図示せ
ず）を介して、２組中のビーム振動体のうちの少なくと
も１組のビーム振動体の共振周波数変化を実施形態１と
同様な回路構成によって計測することにより、センサに
印加された角速度を高精度に検出することができる。

【００９５】さらに、本実施形態２の角速度センサ２０
０は、Ｙ方向の加速度が作用した場合でもこのクロスト
ーク影響を相殺できる特徴を有している。図１０は、角
速度が付与されていない状態における角速度センサ２０
０に、＋Ｙ方向の加速度が付与された場合の各ビーム振
動体の形状変化を示している。

【００９６】図１０に示されるように、本角速度センサ
２００において、Ｙ方向の加速度が付与された時、１組
の角速度センサ素子２１０及び２２０における左側のビ
ーム振動体２５１と２５４は、ともにそのビーム間隔Ｈ
が増加し、共振周波数もこれに対応して増加する。一
方、右側のビーム振動体２５２及び２５３では、ともに
ビーム間隔Ｈが減少し、共振周波数もこれに対応して減
少する。

【００９７】このように、Ｙ方向の加速度が付与された
場合は、図９に示すように検出対象であるＺ軸回りの角
速度が付与された場合と異なり、外側同士のビーム振動
体２５１と２５３（または内側同士のビーム振動体２５
２と２５４）の共振周波数は、正反対の変化を呈する。
よって、１組の角速度センサが有する２組のビーム振動
体の外側同士（または内側同士）の共振周波数変化を差
動出力として演算し、これを角速度の作用による出力か
ら差し引くことでＹ方向の加速度の影響を相殺すること
ができる。

【００９８】従って、本実施形態２に係る角速度センサ
２００は、輸送用手段（車両）に搭載された場合におい
ても、加速度を伴って印加される角速度をより高精度に
確実に検出できるばかりでなく、加速度成分と分離した
信号を得ることができるので、角速度信号と加速度信号
の双方を検出できることになる。

【００９９】［実施形態３］以上説明した角速度センサ
１００及び２００においては、励振力をマス部に伝達す
る第１ビーム３１（３１ａ、３１ｂ）は、マス部１０に
接続される２本のビームにより構成されている。しか
し、この構成には限らず、第１ビーム３１が、励振力を
マス部に確実に伝達し、マス部のＹ方向の振動に伴う慣
性力に対向してＹ方向への振動変位を支持する役割を満
足する限りにおいてはその断面形状や本数は特に限定さ
れない。

【０１００】図１１は、上記第１ビームを片側１本とし
た角速度センサ３００を示している。具体的には、マス
部励振手段４１の電極に対向して配置されるプレート２
１とマス部１０の間は、プレート２１の励振をマス部１
０に伝達するための１本の第１ビーム３３１ａによって
接続されている。また、マス部１０とプレート２２との
間は、マス部１０のＸ方向の励振をプレート２２に伝達
するための一本の第１ビーム３３１ｂによって接続され
ている。なお、他の構成については、実施形態１と同様
である。

【０１０１】このような角速度センサ３００によって
も、実施形態１の角速度センサ１００のように、付与さ
れた角速度を高精度に検出できる。なお、この角速度セ
ンサ３００を１組用いて図８に示すような角速度センサ
２００を構成すれば、実施形態２と同様に角速度と加速
度とを区別して、これらを検出することが可能となる。

【０１０２】また、以上、実施形態１〜３においては、
励振源となる交流電圧源として、ＤＣバイアスを加えた
場合を例にとって説明したが、マス部の励振、ビーム振
動体の励振のそれぞれについて、ＤＣバイアスを加えな
い交流電圧源を用いてもよい。このようにすれば、印加
電圧の周波数は静電引力の誘起周波数の１／２となり、
用いる交流電圧源の発生周波数帯に関する負担を低減で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の振動型角速度センサを
示す平面図である。

【図２】 図１の振動型角速度センサ１００のビーム振
動体の端部５５ｂを示す拡大図である。

【図３】 本実施形態１の振動型角速度センサの動作原
理を示す説明図である。

【図４】 本実施形態１の振動型角速度センサの動作原
理を示す説明図である。

【図５】 本実施形態１の振動型角速度センサの検出特
性を示す図である。

【図６】 本実施形態１の振動型角速度センサにおける
回路ブロック図である。

【図７】 本実施形態１の振動型角速度センサの製造方
法を説明するための図である。

【図８】 本発明の実施形態２の振動型角速度センサを
示す平面図である。

【図９】 図８の振動型角速度センサ２００の動作を示
す平面図である。

【図１０】 図８の振動型角速度センサ２００の動作を
示す平面図である。

【図１１】 本発明の実施形態３の振動型角速度センサ
を示す平面図である。

【図１２】 従来の角速度センサの構成を示す斜視図で
ある。

【図１３】 図１２の振動子５０１の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ シリコン層、２ 酸化シリコン接合層、３ シリコ
ン基板、５ ＳＯＩ基板、１０，２３０，２４０ マス
部、２１，２２，２１１，２２１ プレート、３１，３
３１ 第１ビーム、３２ 第２ビーム、３３ 第３ビー
ム、３４ 第４ビーム、４１ マス部励振手段、４２
マス部振動モニター手段、５１，５２，２５１，２５
２，２５３，２５４ ビーム振動体、６１，６３，６
５，６７ ビーム励振電極、６２，６４，６６，６８
ビーム振動モニター電極、１００，２００，３００ 振
動型角速度センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野々村 裕 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 藤塚 徳夫 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 慣性質量となるマス部を励振させ、この
   マス部の励振方向Ｘと角速度センサの回転軸方向Ｚとの
   両方向に直交する方向Ｙに発生するコリオリ力によるマ
   ス部の変位に基づいて角速度を検出する振動型角速度セ
   ンサであって、 前記マス部を励振させるマス部励振手段と、 前記マス部と独立して振動可能に前記マス部のＹ方向の
   側方に配置され、複数のビーム体が、少なくとも一部に
   おいてＹ方向にそれぞれが所定の間隔を隔てるように互
   いに連結されて構成されたビーム振動体と、 前記ビーム振動体を振動させるためのビーム振動体励振
   手段と、 前記マス部と前記ビーム振動体とを連結して、前記マス
   部のＹ方向への変位を前記ビーム振動体に伝達して前記
   ビーム体間の間隔を変化させるための接続ビームと、 前記ビーム振動体の振動の変化を検出するビーム振動体
   変化検出手段と、 を有し、 回転軸方向Ｚにおける角速度を、前記ビーム振動体の間
   隔変化に起因した前記ビーム振動体の振動変化に基づい
   て検出することを特徴とする振動型角速度センサ。