JPH11325917A - 振動子、振動型ジャイロスコ―プ、直線加速度計および回転角速度の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感度が高く、Ｓ／Ｎ比が良好な、新しい原理に
基づく振動型ジャイロスコープおよび振動子を提供す
る。 【解決手段】振動子１Ａは、環状振動系２と、環状振動
系２とは独立して振動する他の振動系３Ａ、５Ａ、５Ｂ
と、環状振動系２と他の振動系とを連結する連結部４
Ａ、４Ｂとを備えている。振動子１Ａに対して駆動振動
を励振する励振手段を、環状振動系と他の振動系との一
方に設け、振動子の回転によって振動子に発生した検出
振動を検出する検出手段を、環状振動系と他の振動系と
の他方に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転系内の回転角
速度を検出するために使用される角速度センサに用いら
れる振動子、振動型ジャイロスコープ、直線加速度計、
および回転角速度の測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、回転系内の回転角速度を検出
するための角速度センサとして、圧電体を用いた振動型
ジャイロスコープが、航空機や船舶、宇宙衛星などの位
置の確認用として利用されてきた。最近では、民生用の
分野としてカーナビゲーションや、ＶＴＲやスチルカメ
ラの手振れの検出などに使用されている。

【０００３】このような圧電振動型ジャイロスコープ
は、振動している物体に角速度が加わると、その振動と
直角方向にコリオリ力が生じることを利用している。そ
して、その原理は力学的モデルで解析される（例えば、
「弾性波素子技術ハンドブック」、オーム社、第４９１
〜４９７頁）。そして、圧電型振動ジャイロスコープと
しては、これまでに種々のものが提案されている。例え
ば、スペリー音叉型ジャイロスコープ、ワトソン音叉型
ジャイロスコープ、正三角柱型音片ジャイロスコープ、
円筒型音片ジャイロスコープ等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】こうした振動型ジャイ
ロスコープにおいては、円盤形状の振動子を使用したも
のが、例えば、米国特許第５５４００９４号公報に開示
されている。この特許においては、円盤形状の平板状の
振動子に対して、例えば４つのノード（節）を持つ駆動
振動を励起し、この振動子に対して垂直な回転軸を中心
とする回転を振動子に加え、振動子に励起される検出振
動の振幅を検出している。ここで励起される検出振動も
４つのノード（節）を有している。

【０００５】しかし、こうした振動子においては、感度
は必ずしも高くなかった。また、駆動振動に付随して発
生する種々のノイズの中に検出振動が含まれてしまい、
検出振動の振幅の寄与を検出信号から正確に分離するこ
とが困難であり、この観点からも感度が低く、また信号
／雑音比率が低かった。

【０００６】また、本発明者は、振動型ジャイロスコー
プの応用について種々検討を進めており、例えば自動車
の車体回転速度フィードバック式の車両制御方法に用い
る回転速度センサーに振動型ジャイロスコープを使用す
ることを検討した。こうしたシステムにおいては、操舵
輪の方向自身は、ハンドルの回転角度によって検出す
る。これと同時に、実際に車体が回転している回転速度
を振動ジャイロスコープによって検出する。そして、操
舵輪の方向と実際の車体の回転速度を比較して差を求
め、この差に基づいて車輪トルク、操舵角に補正を加え
ることによって、安定した車体制御を実現する。

【０００７】従来の圧電振動型ジャイロスコープは、ほ
とんどの場合、振動子を回転軸に対して平行に配置（い
わゆる縦置き）しなければ、回転角速度を検出すること
ができない。しかし、通常、測定したい回転系の回転軸
は、装着部に対して垂直である。従って、このような圧
電振動型ジャイロスコープを実装する際、圧電振動型ジ
ャイロスコープの低背化を達成すること、即ち、振動型
ジャイロスコープを回転軸方向に見たときの寸法を減少
させることができなかった。

【０００８】本発明の課題は、感度が高く、Ｓ／Ｎ比が
良好な、新しい原理に基づく振動型ジャイロスコープお
よび振動子を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る振動子は、
環状振動系と、この環状振動系とは独立して振動する他
の振動系と、環状振動系と他の振動系とを連結する連結
部とを備えていることを特徴とする。

【００１０】また、本発明は、回転系の回転角速度を検
出するための振動型ジャイロスコープであって、前記の
振動子と、この振動子に対して駆動振動を励振する励振
手段であって、環状振動系と他の振動系との一方に設け
られている励振手段と、振動子の回転によって振動子に
発生した検出振動を検出する検出手段であって、環状振
動系と他の振動系との他方に設けられている検出手段と
を備えていることを特徴とする。

【００１１】また、本発明は、前記振動子を用いて回転
系の回転角速度を検出する方法であって、環状振動系と
他の振動系との一方に励振手段を設け、環状振動系と他
の振動系との他方に検出手段を設け、励振手段によって
振動子に駆動振動を励振し、振動子の回転によって振動
子に発生した検出振動を、検出手段によって検出するこ
とを特徴とする。

【００１２】また、本発明は、直線加速度を検出するた
めの直線加速度計であって、前記振動子と、この振動子
に直線加速度が加わったときに振動子に加わるニュート
ンの力による振動子の変形を検出するための検出手段と
を備えることを特徴とする。

【００１３】本発明者は、振動型ジャイロスコープに使
用できる振動子の振動原理について基礎研究を行ってき
たが、この過程で、まったく新しい原理に基づく振動子
および振動型ジャイロスコープを開発することに成功し
た。

【００１４】即ち、環状振動系と、この環状振動系とは
独立して振動する他の振動系と、環状振動系と他の振動
系とを連結する連結部とを設けることによって、環状振
動系の振動と他の振動系との振動を独立させ、これらの
一方に駆動振動を励振し、他方に検出振動を励振するこ
とを想到した。例えば、環状振動系に駆動振動を励振し
たとき、ある回転軸を考えたときに、この回転軸を中心
として回転していない時（回転角速度が０のとき）に
は、他の振動系が実質的に振動しないようにする。回転
時には、環状振動系内において、駆動振動に対応してコ
リオリ力が作用し、この結果、振動子に検出振動が励振
される。この検出振動のうち、他の振動系内に現れる検
出振動成分のみを検出する。

【００１５】このとき、検出振動系が実質的に振動しな
いとは、例えば駆動振動を励起したときの検出振動系の
振動の振幅が、駆動振動の最大振幅の１／１０００以下
である場合を含む。

【００１６】従来の振動型ジャイロスコープにおいて
は、いずれも駆動振動アームの駆動振動が、何らかの形
で検出アームにも歪みとして影響を及ぼし、検出信号に
ノイズを発生させていた。また、円盤状振動子を使用し
ていた前記の従来技術においても、駆動振動による円盤
状振動子の歪みのために、検出振動の感度低下、Ｓ／Ｎ
比低下を招いていた。本発明によれば、このような、検
出信号に不可避的に発生していたノイズを、抑制ないし
防止することができる。この点で、本発明は、振動型ジ
ャイロスコープに内在していた根本的な問題点を解決し
たものである。

【００１７】本発明においては、環状振動系と他の振動
系とが、所定面内に延びていることが特に好ましい。こ
れは厳密に幾何学的意味で所定面内に延びていることを
言うものではなく、本技術分野において常識的な値、即
ち、厚さにして１ｍｍ以下の範囲内に環状振動系と他の
振動系とが形成されていることを意味する。この際、環
状振動系および他の振動系以外の部分は、所定面から突
出することもありえるが、振動子の全体が所定面内に形
成されていることが好ましい。

【００１８】環状振動系とは、完全に円環状であること
を意味しておらず、幾何学的には閉曲線をなしておれば
よい。しかし、この閉曲線は、楕円形状、真円形状であ
ることが好ましい。また、環状振動系の振動の重心が、
振動子の全体の重心上か、またはその近傍（振動子の全
体の重心から直径１ｍｍの円内）に存在していることが
好ましい。これによって、環状振動系における駆動振動
が互いに相殺し合い、検出振動を検出するための他の振
動系に対する駆動振動の影響が一層小さくなる。

【００１９】本発明の一実施形態では、他の振動系が、
環状振動系の内側に設けられている内側振動系を含み、
この内側振動系は、環状振動系に連結されている基部
と、振動子の重心から見たときに基部の外周縁部から環
状振動系に向かって延びている屈曲振動片とを備えてい
る。この場合には、環状振動系と屈曲振動片との一方に
励振手段を設け、他方に検出手段を設ける。図１−図９
は、この実施形態に係るものである。

【００２０】図１（ａ）は、振動子１Ａを示す斜視図で
あり、図１（ｂ）は、振動子１Ａの駆動振動１Ｂを示す
正面図であり、図２は、振動子１Ａの検出振動１Ｃを示
す正面図である。図１、図２の実施形態では、所定面に
対して垂直な回転軸Ｚを中心とする回転の回転角速度を
検出する。

【００２１】振動子１Ａの環状振動系２は、本例では円
環形状をなしている。環状振動系２の内側に、例えば正
方形状の基部３Ａが設けられており、基部３Ａの相対向
する二片に、それぞれ直線状の細長い屈曲振動片５Ａ、
５Ｂが設けられている。基部３Ａと環状振動系２とは、
連結部４Ａ、４Ｂによって連結されている。この結果、
環状振動系２の内側に中空部６Ａ、６Ｂが形成されてい
る。Ｏは、回転軸Ｚと振動子の所定面との交点（回転中
心）である。ＧＯは振動子の全体の重心（非振動時）で
あり、ＧＤは駆動振動の重心である。３ａは基部３の外
周縁部である。

【００２２】図１（ｂ）に示すように、環状振動系２に
駆動振動を励振する。ここで、２ｃ、２ｇの振幅が小さ
く、２ａ、２ｂ、２ｈがＡＹのように屈曲し、２ｄ、２
ｅ、２ｆもこれと同様にＡＹのように屈曲する。振動子
１Ａに対して、回転軸Ｚを中心とする回転を加えると、
図２に示す検出振動１Ｃが励振される。ここで例えば２
ａ、２ｅの部分はＢＸのように逆位相で振動する。これ
に応じて、各屈曲振動片５Ａ、５Ｂには、所定面内の屈
曲振動成分ＣＸが励振される。ＣＸによる歪みを、公知
の手段によって、電気信号として検出する。

【００２３】このような振動子および振動型ジャイロス
コープによれば、振動子の駆動振動および検出のための
振動が、いずれも所定面内で行われ、振動子が回転軸に
対して交差する方向に延びるように、振動子を設置した
場合にも、振動子から回転軸の方向に向かって一定重量
の突出部を設けることなく、十分に高い感度で回転角速
度を検出できる。なお、これは後述する各振動子におい
ても、回転軸Ｚを中心とする回転の角速度を検出する場
合に当てはまる。

【００２４】基部から環状振動系へと向かって突出する
屈曲振動片は、一つであっても良いが、複数あることが
好ましく、複数の屈曲振動片が、振動子の重心ＧＯを中
心として回転対称の位置にあることが特に好ましい。例
えば、図１、図２においては、屈曲振動片５Ａ、５Ｂ
が、振動子の重心ＧＯを中心として二回対称の位置に設
けられている。

【００２５】ここで、各屈曲振動片が重心ＧＯを中心と
して回転対称の位置にあるとは、重心ＧＯを中心とし
て、問題とする複数の屈曲振動片が、それぞれ所定面内
で同じ所定角度離れている状態を意味する。従って、一
つの屈曲振動片について、ＧＯを中心として、所定面内
で所定角度回転させる操作を行うと、他の屈曲振動片の
位置に位置する。例えば、図１においては、屈曲振動片
５Ａと５Ｂとは、１８０°離れているので、屈曲振動片
５Ａを１８０°回転させる操作を行うと、屈曲振動片５
Ｂの位置にくる。回転対称は、具体的には２回対称、３
回対称、４回対称であることが好ましい。

【００２６】駆動振動の重心ＧＤは、振動子の全体の重
心ＧＯ上か、または重心ＧＯの近傍（振動子の全体の重
心から直径１ｍｍの円内）に存在していることが好まし
い。これによって、環状振動系における駆動振動が互い
に相殺し合い、内側振動系に対する駆動振動の影響が一
層小さくなる。

【００２７】なお、現実の振動型ジャイロスコープにお
いては、回転軸と所定面とが直交しておらず、交差して
いることがある。この場合にも、所定面に垂直な回転軸
Ｚを中心とする回転成分の角速度について、前記の検出
方法は有効である。しかし、所定面と実際の回転軸との
交差角度が大きくなり過ぎると、測定感度が低下するの
で、所定面と回転軸とがなす角度は、６０−１２０度と
することが好ましく、８５−９５度とすることが好まし
く、直交していることが一層好ましい。

【００２８】また、図１においては、回転中心（回転軸
と所定面との交点）Ｏが、振動子の重心ＧＯおよび駆動
振動の全体の重心ＧＤと一致しているが、必ずしもその
必要はない。なぜなら、回転中心Ｏが振動子の重心ＧＯ
とは一致していない場合も、更には回転中心Ｏが振動子
の外部に位置している場合も、基本的に本願発明の振動
子は有用であり、本発明の振動型ジャイロスコープに使
用できるからである。

【００２９】この理由を述べる。振動子が回転している
ときに、回転中心Ｏと振動子の重心ＧＯとが一致してい
ない場合の振動子の各部分の変位速度は、回転中心Ｏが
振動子の重心ＧＯと一致している場合の振動子の各部分
の変位速度（回転による振動子の各部分の変位速度）
と、振動子の各部分の並進運動による変位速度とのベク
トル和となる。そして、振動子の各部分の並進運動によ
る変位速度については、コリオリ力は働かないので、振
動型ジャイロスコープによって検出することなく消去で
きるからである。

【００３０】ここで、一般的に、本発明の振動子の材質
等について述べる。本発明の振動子の全体を、同一の圧
電単結晶によって形成することができる。この場合に
は、まず圧電単結晶の薄板を作製し、この薄板をエッチ
ング、研削により加工することによって、振動子を作製
できる。振動子の各部分は、別の部材によってそれぞれ
形成することもできるが、一体で構成することが好まし
い。

【００３１】平板形状の材料、例えば水晶等の圧電単結
晶の平板状の材料から、エッチングプロセスによって振
動子を形成する場合には、振動子の各屈曲振動片等の各
構成片に特定形状の突起、例えば細長い突起が生成する
ことがある。このような突起は、厳密には設計時に予定
された振動子の対称性を低下させる原因となる。しか
し、この突起は存在していても良く、突起の高さは小さ
い方が好ましいが、突起の高さが振動子の構成片の幅の
１／５以下であれば一般に問題なく使用できる。他の製
造上の原因による突起以外の非対称部分が振動子に存在
する場合にも同様である。

【００３２】なお、このように突起などが振動子に存在
する場合には、エッチング加工後に、この突起の一部を
レーザー加工等によって削除することによって、または
振動子の突起以外の部分をレーザー加工等によって削除
することによって、調整できる。これによって、環状振
動系の重心、屈曲振動片の重心、駆動振動の重心、検出
振動の重心の各位置を調整し、これらが、振動子の全体
の重心ＧＯの近傍領域内に位置するようにできる。

【００３３】振動子の材質は特に限定するものでない
が、水晶、ＬｉＮｂＯ₃ 、ＬｉＴａＯ₃ 、ニオブ酸リチ
ウム−タンタル酸リチウム固溶体（Ｌｉ（Ｎｂ，Ｔａ）
Ｏ₃ ）単結晶、ホウ酸リチウム単結晶、ランガサイト単
結晶等からなる圧電単結晶を使用することが好ましい。

【００３４】前記した単結晶の中では、ＬｉＮｂＯ₃ 単
結晶、ＬｉＴａＯ₃ 単結晶、ニオブ酸リチウム−タンタ
ル酸リチウム固溶体単結晶が、電気機械結合係数が特に
大きい。また、ＬｉＮｂＯ₃ 単結晶とＬｉＴａＯ₃ 単結
晶とを比較すると、ＬｉＴａＯ₃ 単結晶の方がＬｉＮｂ
Ｏ₃ 単結晶よりも電気機械的結合係数が一層大きく、か
つ温度安定性も一層良好である。

【００３５】圧電単結晶を使用すると、検出感度を良好
にすることができるとともに、検出ノイズを小さくでき
る。しかも、圧電単結晶を使用すると、温度変化に対し
て特に鈍感な振動子を作製でき、このような振動子は、
温度安定性を必要とする車載用として好適である。この
点について更に説明する。

【００３６】音叉型の振動子を使用した角速度センサと
しては、例えば特開平８−１２８８３３号公報に記載さ
れた圧電振動型ジャイロスコープがある。しかし、こう
した振動子においては、振動子が２つの方向に向かって
振動する。このため、振動子を特に圧電単結晶によって
形成した場合には、圧電単結晶の２方向の特性を合わせ
る必要がある。しかし、現実には圧電単結晶には異方性
がある。

【００３７】一般に圧電振動型ジャイロスコープでは、
測定感度を良好にするために、駆動の振動モードの固有
共振周波数と検出の振動モードの固有共振周波数との間
に、一定の振動周波数差を保つことが要求されている。
しかし、圧電単結晶は異方性を持っており、結晶面が変
化すると、振動周波数の温度変化の度合いが異なる。例
えば、ある特定の結晶面に沿って切断した場合には、振
動周波数の温度変化がほとんどないが、別の結晶面に沿
って切断した場合には、振動周波数が温度変化に敏感に
反応する。従って、振動子が２つの方向に向かって振動
すると、２つの振動面のうち少なくとも一方の面は、振
動周波数の温度変化が大きい結晶面になる。

【００３８】従って、振動子の全体を所定面内で振動す
るようにし、かつ振動子を圧電単結晶によって形成した
場合には、単結晶の最も温度特性の良い結晶面のみを振
動子において利用できるようになった。

【００３９】即ち、この場合には、振動子の全体が所定
平面内で振動するように設計されていることから、圧電
単結晶のうち振動周波数の温度変化がほとんどない結晶
面のみを利用して、振動子を製造することができる。こ
れによって、きわめて温度安定性の高い振動型ジャイロ
スコープを提供できる。

【００４０】本発明の振動子を圧電性材料によって形成
した場合には、この振動子に駆動電極および検出電極を
設ける。圧電性材料としては、圧電単結晶の他に、ＰＺ
Ｔ等の圧電セラミックスがある。

【００４１】また、本発明の振動子を、エリンバー等の
恒弾性金属によって形成することもできる。この場合に
は、振動子の所定箇所に圧電体を取り付ける必要があ
る。

【００４２】本発明の振動子は、圧電材料や恒弾性合金
の他に、シリコンマイクロマシンにおいて使用されるよ
うに、シリコン半導体プロセスによって形成することも
できる。この場合には、振動子を駆動する際には、静電
力等を利用する。

【００４３】具体的には静電検出電極を利用できる。ま
た、静電検出電極のかわりに、特定の金属がドープされ
た半導体ドーピング領域を設け、この半導体ドーピング
領域によってピエゾ抵抗素子を構成できる。この場合に
は、振動子が回転するときに、各屈曲振動片の各ピエゾ
抵抗素子に加わる応力による抵抗値の変化を測定し、回
転角速度の指標として検出する。

【００４４】図３は、振動子１１Ａ（駆動振動）を示す
斜視図であり、図４は、図３の振動子の検出振動１１Ｂ
を示す斜視図である。図３、図４の実施形態では、軸Ｚ
を中心とする回転の回転角速度成分を検出する。

【００４５】振動子１１Ａの環状振動系１２は、本例で
は曲折形状をなしている。環状振動系１２の内側に基部
３Ａが設けられており、基部３Ａの相対向する二片に、
それぞれ直線状の細長い屈曲振動片５Ａ、５Ｂが設けら
れており、各屈曲振動片の先端側に重量部９が設けられ
ている。基部３Ａと環状振動系１２とは、連結部４Ａ、
４Ｂによって連結されている。この結果、環状振動系１
２の内側に中空部６Ｃ、６Ｄが形成されている。

【００４６】連結部４Ａ、４Ｂの先端側には、それぞれ
屈曲振動片１２ｂ、１２ｃ、１２ｇ、１２ｆが設けられ
ており、これらの各屈曲振動片は、各連結部に対してほ
ぼ直交している。７は、環状振動系と連結部との接続部
分を示す。これらの各屈曲振動片は、更に屈曲振動片１
２ａ、１２ｈ、１２ｄ、１２ｅによって互いに連結され
ている。１０は、各屈曲振動片の接続部分を示してい
る。

【００４７】図３に示すように、環状振動系１２に駆動
振動ＡＸ、Ｄを励振する。ここで、各屈曲振動片１２ｂ
と１２ｃとの一組、１２ｆと１２ｇとの一組は、それそ
れ、ＡＸのように互いに順位相で屈曲振動する。この振
動の結果、Ｄで示す振動が引き起こされる。

【００４８】この振動子に対して、回転軸Ｚを中心とす
る回転成分を加えると、図４に示す検出振動１１Ｂが励
振される。連結部４Ａ、４Ｂは、矢印ＢＹで示すよう
に、互いに逆位相で振動する。これに応じて、各屈曲振
動片５Ａ、５Ｂには、所定面内の屈曲振動成分ＣＸが励
振される。

【００４９】図５−図７の実施形態においては、図１−
図４で説明したプロセスに加えて、更に、所定面に対し
て平行な回転軸ＸまたはＹを中心とする回転の回転角速
度を検出できる。この際には、回転軸ＸまたはＹを中心
とする回転に応じて振動子２１Ａに加わるコリオリ力に
よって励起される検出振動のうち、所定面に対して垂直
な面垂直振動成分を検出する必要がある。また、この場
合には、同じ振動子を使用して、回転軸Ｘを中心とする
回転の回転角速度成分と、回転軸Ｙを中心とする回転の
回転角速度成分との双方を検出できる。

【００５０】図５は、振動子２１Ａを示す斜視図であ
る。振動子２１Ａの環状振動系２２は円環形状をなして
いる。環状振動系２２の内側に例えば正方形状の基部３
Ａが設けられており、基部３Ａの四片に、それぞれ直線
状の細長い屈曲振動片５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄが設けら
れている。基部３Ａと環状振動系２２とは、例えば４列
の連結部４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆによって連結されてい
る。この結果、環状振動系２２の内側に中空部６Ｅ、６
Ｆ、６Ｇ、６Ｈが形成されている。

【００５１】図６（ａ）に示すように、環状振動系２２
に駆動振動２１Ｂを励振する。この駆動振動において
は、２２ａ、２２ｅがＡＹのように振動し、２２ｃ、２
２ｇがＡＸのように振動し、２２ｂ、２２ｄ、２２ｆ、
２２ｈがノードとなる。振動子２１Ａに対して、回転軸
Ｚを中心とする回転を加えると、図６（ｂ）に示す検出
振動２１Ｃが励振される。即ち、駆動振動の振動方向と
は直交する方向に向かってコリオリ力が働き、ＢＸ、Ｂ
Ｙのように振動が現れる。これに応じて、各屈曲振動片
５Ａ、５Ｂには、所定面内の屈曲振動成分ＣＸが励振さ
れる。また、各屈曲振動片５Ｃ、５Ｄには、所定面内の
屈曲振動成分ＣＹが励振される。振動ＣＸ、ＣＹによる
歪みを、電気信号として検出する。

【００５２】また、振動子２１Ａに対して、図７（ａ）
に示すように、回転軸Ｙを中心とする回転を加えると、
検出振動２１Ｄが励振される。即ち、図６（ａ）に示す
駆動振動２１Ｂのうち、Ｙ軸方向の振動成分ＡＹはこの
回転に対して中立的であり、Ｘ軸方向の振動成分ＡＸに
応じてコリオリ力が作用する。この結果、図７（ａ）、
（ｂ）に示すように、環状振動系２２の特に２２ｃ、２
２ｇ付近に、ＥＺで示すＺ軸方向の振動成分が励振さ
れ、これに応じて、屈曲振動片５Ｃ、５ＤにＺ軸方向の
検出振動成分ＦＺが励振される。振動ＦＺによる歪み
を、電気信号として検出する。

【００５３】図７の例では、Ｙ軸を中心とする回転の角
速度を検出したが、この系では、Ｘ軸とＹ軸とは等価で
あるので、Ｘ軸を中心とする回転成分の角速度を測定す
ることもできる。また，Ｘ軸を中心とする回転成分の角
速度と、Ｙ軸を中心とする回転成分の角速度とを、同じ
振動子によって測定できる。

【００５４】図８、９の実施形態においては、所定面に
対して平行な回転軸Ｙを中心とする回転の回転角速度を
検出できる。図８（ａ）は、振動子３１Ａを示す斜視図
であり、図８（ｂ）は、振動子３１Ａの駆動振動３１Ｂ
を示す正面図であり、図９（ａ）は、振動子３１Ａの検
出振動３１Ｃを示す斜視図であり、図９（ｂ）は図９
（ａ）の上面図である。

【００５５】振動子３１Ａの環状振動系２は円環形状を
なしている。環状振動系２の内側に、例えば正方形状の
基部３Ａが設けられている。基部３Ａの相対向する二辺
の各端部に、それぞれ直線状の細長い屈曲振動片５Ｅ、
５Ｆ、５Ｇ、５Ｈが設けられている。

【００５６】図８（ｂ）に示すように、環状振動系２の
各部分をＡＸ、ＡＹのように振動させる。振動子３１Ａ
に対して、回転軸Ｙを中心とする回転を加えると、図９
（ｂ）に示す検出振動３１Ｃが励振される。即ち、駆動
振動３１Ｂのうち、Ｙ軸方向の振動成分ＡＹはこの回転
に対して中立的であり、Ｘ軸方向の振動成分ＡＸに応じ
てコリオリ力が作用する。この結果、図９（ａ）、
（ｂ）に示すように、環状振動系２に、ＥＺで示すＺ軸
方向の振動成分が励振され、これに応じて、屈曲振動片
５Ｅ、５Ｆ，５Ｇ、５ＨにＺ軸方向の検出振動成分ＦＺ
が励振される。基部の同じ辺上にある各屈曲振動片の振
動の位相は逆相になる。

【００５７】本発明の他の実施形態においては、内側振
動系が平板状振動系からなり、この平板状振動系に駆動
振動を励振するか、あるいは平板状振動系に検出振動を
励起させる。この場合には、平板状振動系を第二の環状
振動系とすることができ、この場合には第二の環状振動
系は屈曲振動する。あるいは、平板状振動系を盤状振動
体とすることができ、この場合は盤状振動体は伸縮振動
する。

【００５８】また、環状振動系に、振動子の重心から見
たときに環状振動系の外周縁部から径方向へと向かって
延びている屈曲振動片、および／または、環状振動系の
内周縁部から振動子の重心へと向かって延びている屈曲
振動片を設けることができる。こうした屈曲振動片は、
振動子の重心を中心として互いに回転対称の位置に設け
ることが好ましい。この「回転対称」については、前述
したとおりである。

【００５９】図１０は、振動子４１を示す正面図であ
る。振動子４１の環状振動系４２は円環形状をなしてい
る。環状振動系４２の内側に、円盤形状の平板状振動系
１４が設けられている。平板状振動系１４と環状振動系
４２とは、例えば４列の連結部４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ
によって連結されており、環状振動系４２の内側に中空
部６Ｅ、６Ｆ、６Ｇ、６Ｈが形成されている。環状振動
系４２の内側へと向かって延びるように、４本の屈曲振
動片１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄが形成されてい
る。各屈曲振動片は、振動子の重心ＧＯを中心として４
回の回転対称の位置にある。

【００６０】本例では、平板状振動系１４を駆動振動体
として使用している。即ち、平板状振動系１４にＡＸ、
ＡＹで示すような駆動振動を励振する。この駆動振動に
おいては、例えば円盤状振動体１４を周方向に４分割し
たときに、各領域１６Ａ、１６ＣをＹ軸方向に振動さ
せ、各領域１６Ｂ、１６ＤをＸ軸方向に振動させる。各
領域の境界がノードとなる。平板状振動系１４の振動は
伸縮振動となる。

【００６１】振動子４１に対して、回転軸Ｚを中心とす
る回転を加えると、図１１に示すように、駆動振動の振
動方向とは直交する方向に向かってコリオリ力が働き、
平板状振動系１４にＢＸ、ＢＹのように振動が現れる。
図１０に示す領域１６Ａ−１６Ｄを４５度回転させた位
置に相当する各領域１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄの
各境界付近にノードが現れる。これに応じて、各屈曲振
動片１５Ａ、１５Ｃには、所定面内の屈曲振動成分ＣＸ
が励振され、各屈曲振動片１５Ｂ、１５Ｄには、所定面
内の屈曲振動成分ＣＹが励振される。振動ＣＸ、ＣＹに
よる歪みを、電気信号として検出する。

【００６２】また、振動子４１に対して、図１２に示す
ように、回転軸Ｙを中心とする回転を加えると、これに
応じて検出振動が励振される。即ち、図１０に示す駆動
振動のうち、Ｙ軸方向の振動成分ＡＹは、この回転に対
して中立的であり、Ｘ軸方向の振動成分ＡＸに応じてコ
リオリ力が作用する。この結果、図１２に示すように、
平板状振動系１４のうち、Ｘ方向の駆動振動成分ＡＸの
振幅が大きかった領域に、ＥＺで示すＺ軸方向の振動成
分が励振され、これに応じて、屈曲振動片１５Ｂ、１５
ＤにＺ軸方向の検出振動成分ＦＺが励振される。

【００６３】図１２の例では、Ｙ軸を中心とする回転の
角速度を検出したが、この系では、屈曲振動片１５Ａ、
１５Ｂに現れる振動成分を検出することによって、Ｘ軸
を中心とする回転成分の角速度を検出できる。また，Ｘ
軸を中心とする回転成分の角速度と、Ｙ軸を中心とする
回転成分の角速度とを、同じ振動子によって測定でき
る。

【００６４】図１３は、振動子５１を示す正面図であ
る。振動子５１の環状振動系４２、連結部４Ａ−４Ｄ、
屈曲振動片１５Ａ−１５Ｄの形態およびその動作は、図
１０−図１２に示したものと同じである。

【００６５】本実施形態においては、第二の環状振動系
２４を駆動振動体として使用している。即ち、第二の環
状振動系２４に、ＡＸ、ＡＹで示すような駆動振動を励
振する。この駆動振動は、各連結部との接続部分を始点
とする屈曲振動となる。振動子５１に対して、回転軸Ｚ
を中心とする回転を加えると、駆動振動の振動方向とは
直交する方向に向かってコリオリ力が働き、第二の環状
振動系２４に、ＢＸ、ＢＹのように振動が現れる。

【００６６】これに応じて、各屈曲振動片１５Ａ、１５
Ｃには、所定面内の屈曲振動成分ＣＸが励振され、各屈
曲振動片１５Ｂ、１５Ｄには、所定面内の屈曲振動成分
ＣＹが励振される。

【００６７】また、振動子５１に対して、回転軸Ｙを中
心とする回転を加えると、環状振動系２４のうち、Ｘ方
向の駆動振動成分ＡＸの振幅が大きかった領域に、ＥＺ
で示すＺ軸方向の振動成分が励振される。これに応じ
て、屈曲振動片１５Ｃ、１５ＤにＺ軸方向の検出振動成
分ＦＺが励振される。

【００６８】図１４は、振動子６１を示す正面図であ
る。振動子６１の環状振動系４２、連結部４Ａ−４Ｄ、
平板状振動系１４の形態およびその動作は、図１０−図
１２に示したものと同じである。

【００６９】本実施形態においては、屈曲振動片１５
Ｅ、１５Ｆ、１５Ｇ、１５Ｈを、それぞれ、振動子の重
心ＧＯから離れる方向へと向かって延びるように形成す
る。これらの屈曲振動片の動作は、前述した屈曲振動片
１５Ａ−１５Ｄと同じである。

【００７０】なお、図１０−図１４のような各実施形態
において、環状振動系の外側と内側との双方に屈曲振動
片を設けることもできる。また、各屈曲振動片の位置と
個数とは、種々変更できるが、２−４個設け、かつ重心
ＧＯを中心として２−４回対称の位置に設けることが特
に好ましい。

【００７１】本発明においては、屈曲振動片を用いず、
前記した環状振動系において、または前記した第二の環
状振動系や平板状振動系において、検出振動を検出する
ことができる。図１５−図２０は、この実施形態に係る
ものである。

【００７２】図１５は、振動子７１を示す正面図であ
る。振動子７１の環状振動系１９は円環形状をなしてい
る。環状振動系１９の内側に、円盤形状の平板状振動系
１４が設けられている。平板状振動系１４と環状振動系
１９とは、例えば４列の連結部４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ
によって連結されている。

【００７３】本例では、平板状振動系１４にＡＸ、ＡＹ
で示すような駆動振動を励振する。振動子４１に対し
て、回転軸Ｚを中心とする回転を加えると、図１６に示
すように、駆動振動の振動方向とは直交する方向に向か
ってコリオリ力が働き、平板状振動系１４に、ＢＸ、Ｂ
Ｙのように振動が現れる。これに応じて、環状振動系１
９には、所定面内の屈曲振動成分ＣＸと、所定面内の屈
曲振動成分ＣＹとが励振される。この際、所定面内の屈
曲振動成分ＣＸ、ＣＹは、いずれも、環状振動系がその
長さ方向（周方向）へと向かって伸縮する伸縮振動とし
て現れる。

【００７４】振動子７１に対して、図１７に示すよう
に、回転軸Ｙを中心とする回転を加えると、図１５に示
す駆動振動のうち、Ｙ軸方向の振動成分ＡＹは、この回
転に対して中立的である。Ｘ軸方向の振動成分ＡＸに応
じて、振動子にコリオリ力が作用する。この結果、図１
７に示すように、平板状振動系１４のうち、Ｘ方向の駆
動振動成分ＡＸの振幅が大きかった領域に、ＥＺで示す
Ｚ軸方向の振動成分が励振される。これに応じて、環状
振動系１９には、Ｚ軸方向の検出振動成分ＦＺが励振さ
れる。このＦＺの振動は、環状振動系の屈曲振動となる
ので、伸縮振動よりも感度が高い可能性がある。むろ
ん、この方法によって、Ｘ軸を中心とする回転成分の角
速度を検出することもできる。

【００７５】図１８は、振動子８１を示す正面図であ
る。振動子８１の環状振動系１９、連結部４Ａ−４Ｄの
形態およびその動作は、図１５−図１７に示したものと
同じである。ただし、本例では第二の環状振動系２４を
駆動振動体として使用している。即ち、第二の環状振動
系２４に、ＡＸ、ＡＹで示すような駆動振動を励振す
る。この駆動振動は、各連結部との接続部分を始点とす
る屈曲振動となる。

【００７６】また、外側の環状振動系に駆動振動を励振
し、内側振動系、特に平板状振動系において検出振動を
検出することができる。図１９は、この実施形態にも係
るものである。

【００７７】即ち、環状振動系１９に、ＡＸ、ＡＹで示
すような駆動振動を励振する。この駆動振動は、各連結
部との接続部分を始点とする屈曲振動となる。振動子９
１に対して、回転軸Ｚを中心とする回転を加えると、駆
動振動の振動方向とは直交する方向に向かってコリオリ
力が働き、環状振動系１９に、ＢＸ、ＢＹのように振動
が現れる。これに応じて、第二の環状振動系２４には、
所定面内の屈曲振動成分ＣＸ、ＣＹが励振される。

【００７８】また、振動子９１に対して、回転軸Ｙを中
心とする回転を加えると、駆動振動成分のうち、Ｙ軸方
向の振動成分ＡＹは、この回転に対して中立的であり、
Ｘ軸方向の振動成分ＡＸに応じてコリオリ力が作用す
る。この結果、環状振動系１９のうち、Ｘ方向の駆動振
動成分ＡＸの振幅が大きかった領域に、ＥＺで示すＺ軸
方向の振動成分が励振され、これに応じて、環状振動系
２４に、Ｚ軸方向の検出振動成分ＦＺが励振される。

【００７９】本発明においては、環状振動系を３つ以上
設けることができる。この場合には、いずれの環状振動
系に駆動振動を励振してもよいが、少なくとも駆動振動
を励振していない環状振動系において検出振動を検出す
る必要がある。環状振動系の個数の上限は特に限定され
ないが、製造上の観点からは４個以下とすることが好ま
しい。

【００８０】この際、特に好ましくは、検出振動を行う
環状振動系を２以上設け、各環状振動系において、それ
ぞれ異なる軸を中心とする回転成分の角速度を検出する
ことができる。これによって、同じ振動子を使用して、
相異なる軸を中心とする回転成分の角速度を検出するこ
とができ、しかも、各角速度の値のＳ／Ｎ比を一層向上
させることかできる。

【００８１】この場合には、Ｘ軸またはＹ軸を中心とす
る回転成分の角速度を、一つの環状振動系において検出
し、Ｚ軸を中心とする回転成分の角速度を、これとは別
の環状振動系において検出することができる。更には、
３つの環状振動系において、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ
軸をそれぞれ中心とする各回転成分の角速度をそれぞれ
別個に検出することができる。図２０は、三つの環状振
動系を有する振動子に係るものである。

【００８２】振動子１０１は、環状振動系１９と、第二
の環状振動系２４と、外側環状振動系３４とを備えてい
る。環状振動系１９、２４、３４は、例えば円環形状を
なしている。環状振動系１９と第二の環状振動系２４と
は、例えば４列の連結部４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆによっ
て連結されている。環状振動系１９と外側環状振動系３
４とは、例えば４列の連結部４Ｇ、４Ｈ、４Ｉ、４Ｊに
よって連結されており、これらの間に中空部６Ｉ、６
Ｊ、６Ｋ、６Ｌが形成されている。

【００８３】本例では、環状振動系１９に、ＡＸ、ＡＹ
で示すような駆動振動を励振する。振動子１０１に対し
て、回転軸Ｚを中心とする回転を加えると、駆動振動の
振動方向とは直交する方向に向かってコリオリ力が働
き、環状振動系１９に、ＢＸ、ＢＹのように振動が現れ
る。これに応じて、環状振動系２４には、所定面内の屈
曲振動成分ＣＸと、所定面内の屈曲振動成分ＣＹとが励
振される。外側の環状振動系３４には、所定面内の屈曲
振動成分ＣＸと、所定面内の屈曲振動成分ＣＹとが励振
される。

【００８４】振動子１０１に対して、回転軸Ｙを中心と
する回転を加えると、Ｙ軸方向の振動成分ＡＹは、この
回転に対して中立的である。Ｘ軸方向の振動成分ＡＸに
応じて、振動子にコリオリ力が作用する。この結果、環
状振動系１９のうち、Ｘ方向の駆動振動成分ＡＸの振幅
が大きかった領域に、ＥＺで示すＺ軸方向の振動成分が
励振される。これに応じて、第二の環状振動系２４と外
側の環状振動系３４には、それぞれ、Ｚ軸方向の検出振
動成分ＦＺが励振される。

【００８５】そして、例えば内側の第二の環状振動系２
４において、Ｚ軸を中心とする回転成分の角速度を検出
し、外側の環状振動系３４において、Ｘ軸および／また
はＹ軸を中心とする回転成分の角速度を検出する。

【００８６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、感
度が高く、Ｓ／Ｎ比が良好な、新しい原理に基づく振動
型ジャイロスコープおよび振動子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、振動子１Ａを示す斜視図であり、
（ｂ）は、振動子１Ａの駆動振動１Ｂを示す正面図であ
る。

【図２】振動子１Ａの検出振動１Ｃを示す正面図であ
る。

【図３】振動子１１Ａの駆動振動の状態を示す斜視図で
ある。

【図４】振動子１１Ａの検出振動１１Ｂを示す斜視図で
ある。

【図５】振動子２１Ａを示す斜視図である。

【図６】（ａ）は、振動子２１Ａの駆動振動２１Ｂを示
す正面図であり、（ｂ）は、振動子２１Ａの検出振動２
１Ｃを示す正面図である。

【図７】（ａ）は、振動子２１Ａの検出振動２１Ｄを示
す斜視図であり、（ｂ）は検出振動２１Ｄの上面図であ
る。

【図８】（ａ）は、振動子３１Ａを示す斜視図であり、
（ｂ）は、振動子３１Ａの駆動振動３１Ｂを示す正面図
である。

【図９】（ａ）は、振動子３１Ａの検出振動３１Ｃを示
す斜視図であり、（ｂ）は検出振動３１Ｃの上面図であ
る。

【図１０】振動子４１およびその駆動振動を示す正面図
である。

【図１１】振動子４１をＺ軸を中心として回転させたと
きの検出振動を示す正面図である。

【図１２】振動子４１をＹ軸を中心として回転させたと
きの検出振動を示す正面図である。

【図１３】振動子５１およびその動作状態を説明するた
めの正面図である。

【図１４】振動子６１およびその動作状態を説明するた
めの正面図である。

【図１５】振動子７１およびその駆動振動を示す正面図
である。

【図１６】振動子７１をＺ軸を中心として回転させたと
きの検出振動を示す正面図である。

【図１７】振動子７１をＹ軸を中心として回転させたと
きの検出振動を示す正面図である。

【図１８】振動子８１およびその動作状態を説明するた
めの正面図である。

【図１９】振動子９１およびその動作状態を説明するた
めの正面図である。

【図２０】振動子１０１およびその動作状態を説明する
ための正面図である。

【符号の説明】

１Ａ、１１Ａ、２１Ａ、３１Ａ、４１、５１、６１、７
１、８１、９１、１０１ 振動子，１Ｂ、１１Ｂ、２１
Ａ、３１Ｂ 駆動振動，１Ｃ、１１Ｂ、２１Ｃ、３１Ｃ
検出振動，２、１２、１９、２２、４２ 環状振動
系，３Ａ 基部，４Ａ−４Ｊ 連結部，５Ａ、５Ｂ、５
Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ、５Ｇ、５Ｈ 基部から突出する
屈曲振動片，１４ 平板状振動系（円盤状振動体），１
５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ 環状振動系から重心Ｇ
Ｏの方へと向かって延びる屈曲振動片，１５Ｅ、１５
Ｆ、１５Ｇ、１５Ｈ 環状振動系から外側へと向かって
延びる屈曲振動片，２４ 平板状振動系（円環形状の振
動体），３４ 外側環状振動系，ＡＸ 駆動振動のうち
Ｘ軸方向の振動成分，ＡＹ 駆動振動のうちＹ軸方向の
振動成分，ＢＸ Ｚ軸を中心とする回転成分によって駆
動振動系に引き起こされた振動のＸ軸方向の成分，ＢＹ
Ｚ軸を中心とする回転成分によって駆動振動系に引き
起こされた振動のＹ軸方向の成分，ＣＸ Ｚ軸を中心と
する回転成分による検出振動のうちＸ軸方向の成分，Ｃ
Ｙ Ｚ軸を中心とする回転成分による検出振動のうちＹ
軸方向の成分，ＥＺ Ｙ軸を中心とする回転成分によっ
て駆動振動系に引き起こされた振動のＺ軸方向の成分，
ＦＺ Ｙ軸を中心とする回転成分によって検出振動系に
引き起こされた振動のＺ軸方向の成分，Ｏ 回転中心，
ＧＤ 駆動振動の重心，ＧＯ 振動子の全体の重心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相馬 隆雄 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】環状振動系と、この環状振動系とは独立し
   て振動する他の振動系と、前記環状振動系と前記他の振
   動系とを連結する連結部とを備えていることを特徴とす
   る、振動子。
2. 【請求項２】前記環状振動系と前記他の振動系とが、所
   定面内に延びていることを特徴とする、請求項１記載の
   振動子。
3. 【請求項３】前記他の振動系が、前記環状振動系の内側
   に設けられている内側振動系を含むことを特徴とする、
   請求項１または２記載の振動子。
4. 【請求項４】前記内側振動系が、前記環状振動系に連結
   されている基部と、前記振動子の重心から見たときに前
   記基部の外周縁部から前記環状振動系に向かって延びて
   いる屈曲振動片とを備えていることを特徴とする、請求
   項３記載の振動子。
5. 【請求項５】前記内側振動系が平板状振動系からなるこ
   とを特徴とする、請求項３記載の振動子。
6. 【請求項６】前記平板状振動系が第二の環状振動系から
   なることを特徴とする、請求項５記載の振動子。
7. 【請求項７】前記環状振動系が、前記振動子の重心から
   見たときに前記環状振動系の外周縁部から径方向へと向
   かって延びている屈曲振動片を備えていることを特徴と
   する、請求項１−６のいずれか一つの請求項に記載の振
   動子。
8. 【請求項８】前記環状振動系が、前記環状振動系の内周
   縁部から前記振動子の重心へと向かって延びている屈曲
   振動片を備えていることを特徴とする、請求項１−７の
   いずれか一つの請求項に記載の振動子。
9. 【請求項９】前記屈曲振動片が、前記振動子の重心を中
   心として互いに回転対称の位置に設けられていることを
   特徴とする、請求項４、７または８記載の振動子。
10. 【請求項１０】前記他の振動系が、前記環状振動系の外
    側を包囲するように設けられている外側環状振動系を含
    むことを特徴とする、請求項１−９のいずれか一つの請
    求項に記載の振動子。
11. 【請求項１１】前記環状振動系の振動の全体の重心が、
    前記振動子の重心の近傍領域内にあることを特徴とす
    る、請求項１記載の振動子。
12. 【請求項１２】回転系の回転角速度を検出するための振
    動型ジャイロスコープであって、請求項１−１１のいず
    れか一つの請求項に記載の振動子と、この振動子に対し
    て駆動振動を励振する励振手段であって、前記環状振動
    系と前記他の振動系との一方に設けられている励振手段
    と、前記振動子の回転によって前記振動子に発生した検
    出振動を検出する検出手段であって、前記環状振動系と
    前記他の振動系との他方に設けられている検出手段とを
    備えていることを特徴とする、振動型ジャイロスコー
    プ。
13. 【請求項１３】前記環状振動系と前記他の振動系との一
    方を駆動したときに、前記振動子が回転していないとき
    には、前記環状振動系と前記他の振動系との他方が実質
    的に振動しないことを特徴とする、請求項１２記載の振
    動型ジャイロスコープ。
14. 【請求項１４】回転系の回転角速度を検出するための振
    動型ジャイロスコープであって、請求項４または９記載
    の振動子と、この振動子に対して駆動振動を励振する励
    振手段であって、前記環状振動系と前記内側振動系の前
    記屈曲振動片との一方に設けられている励振手段と、前
    記振動子の回転によって前記振動子に発生した検出振動
    を検出する検出手段であって、前記環状振動系と前記屈
    曲振動片との他方に設けられている検出手段とを備えて
    いることを特徴とする、振動型ジャイロスコープ。
15. 【請求項１５】回転系の回転角速度を検出するための振
    動型ジャイロスコープであって、請求項５または６記載
    の振動子と、この振動子に対して駆動振動を励振する励
    振手段であって、前記環状振動系と前記平板状振動系と
    の一方に設けられている励振手段と、前記振動子の回転
    によって前記振動子に発生した検出振動を検出する検出
    手段であって、前記環状振動系と前記平板状振動系との
    他方に設けられている検出手段とを備えていることを特
    徴とする、振動型ジャイロスコープ。
16. 【請求項１６】回転系の回転角速度を検出するための振
    動型ジャイロスコープであって、請求項７または８記載
    の振動子と、この振動子に対して駆動振動を励振する励
    振手段であって、前記他の振動系と前記屈曲振動片との
    一方に設けられている励振手段と、前記振動子の回転に
    よって前記振動子に発生した検出振動を検出する検出手
    段であって、前記他の振動系と前記屈曲振動片との他方
    に設けられている検出手段とを備えていることを特徴と
    する、振動型ジャイロスコープ。
17. 【請求項１７】回転系の回転角速度を検出するための振
    動型ジャイロスコープであって、請求項１０記載の振動
    子と、この振動子に対して駆動振動を励振する励振手段
    であって、前記環状振動系と前記外側環状振動系との一
    方に設けられている励振手段と、前記振動子の回転によ
    って前記振動子に発生した検出振動を検出する検出手段
    であって、前記環状振動系と前記外側環状振動系との他
    方に設けられている検出手段とを備えていることを特徴
    とする、振動型ジャイロスコープ。
18. 【請求項１８】前記前記他の振動系が前記内側振動系を
    含んでおり、前記駆動手段が、前記環状振動系と前記内
    側振動系との一方に設けられており、前記検出手段が、
    前記環状振動系と前記内側振動系との他方に設けられて
    いることを特徴とする、請求項１７記載の振動型ジャイ
    ロスコープ。
19. 【請求項１９】前記環状振動系と前記他の振動系とが所
    定面内に延びており、前記振動型ジャイロスコープが、
    前記所定面に対して垂直な回転軸を中心とする回転の回
    転角速度を検出するものであり、前記所定面に対して垂
    直な回転軸を中心とする回転に応じて前記振動子に加わ
    るコリオリ力によって励起される検出振動のうち、前記
    所定面内の面内振動成分を検出することを特徴とする、
    請求項１２−１８のいずれか一つの請求項に記載の振動
    型ジャイロスコープ。
20. 【請求項２０】前記環状振動系と前記他の振動系とが所
    定面内に延びており、前記振動型ジャイロスコープが、
    前記所定面に対して平行な回転軸を中心とする回転の回
    転角速度を検出するものであり、前記所定面に対して平
    行な回転軸を中心とする回転に応じて前記振動子に加わ
    るコリオリ力によって励起される検出振動のうち、前記
    所定面に対して垂直な面垂直振動成分を検出することを
    特徴とする、請求項１２−１８のいずれか一つの請求項
    に記載の振動型ジャイロスコープ。
21. 【請求項２１】前記振動型ジャイロスコープが、前記所
    定面に対して平行な二つの回転軸であって、各回転軸が
    互いに垂直である各回転軸を中心とする各回転の各回転
    角速度を検出するものである、請求項２０記載の振動型
    ジャイロスコープ。
22. 【請求項２２】前記環状振動系と前記他の振動系とが所
    定面内に延びており、前記振動型ジャイロスコープが、
    前記所定面に対して垂直な回転軸を中心とする回転の回
    転角速度と、前記所定面に対して平行な回転軸を中心と
    する回転の回転角速度とを検出するものであり、前記所
    定面に対して垂直な回転軸を中心とする回転に応じて前
    記振動子に加わるコリオリ力によって励起される検出振
    動から、前記所定面内の面内振動成分を検出し、かつ前
    記所定面に対して垂直な面垂直振動成分を検出すること
    を特徴とする、請求項１２−１８のいずれか一つの請求
    項に記載の振動型ジャイロスコープ。
23. 【請求項２３】前記振動型ジャイロスコープが、前記所
    定面に対して平行な二つの回転軸であって、各回転軸が
    互いに垂直である各回転軸を中心とする各回転の各回転
    角速度を検出するものである、請求項２２記載の振動型
    ジャイロスコープ。
24. 【請求項２４】請求項１−１１のいずれか一つの請求項
    に記載の振動子を用いて回転系の回転角速度を検出する
    方法であって、前記環状振動系と前記他の振動系との一
    方に励振手段を設け、前記環状振動系と前記他の振動系
    との他方に検出手段を設け、前記励振手段によって前記
    振動子に駆動振動を励振し、前記振動子の回転によって
    前記振動子に発生した検出振動を、前記検出手段によっ
    て検出することを特徴とする、回転角速度の検出方法。
25. 【請求項２５】請求項２−１１のいずれか一つの請求項
    に記載の振動子を用いて、前記所定面に対して垂直な回
    転軸を中心とする回転の回転角速度を検出する方法であ
    って、前記所定面に対して垂直な回転軸を中心とする回
    転に応じて前記振動子に加わるコリオリ力によって励起
    される検出振動のうち、前記所定面内の面内振動成分を
    検出することを特徴とする、回転角速度の測定方法。
26. 【請求項２６】請求項２−１１のいずれか一つの項に記
    載の振動子を用いて、前記所定面に対して平行な回転軸
    を中心とする回転の回転角速度を検出する方法であっ
    て、前記所定面に対して平行な回転軸を中心とする回転
    に応じて前記振動子に加わるコリオリ力によって励起さ
    れる検出振動のうち、前記所定面に対して垂直な面垂直
    振動成分を検出することを特徴とする、回転角速度の測
    定方法。
27. 【請求項２７】前記所定面に対して平行な二つの回転軸
    であって、各回転軸が互いに垂直である各回転軸を中心
    とする各回転の各回転角速度を検出することを特徴とす
    る、請求項２６記載の回転角速度の測定方法。
28. 【請求項２８】請求項２−１１のいずれか一つの請求項
    に記載の振動子を用いて、前記所定面に対して垂直な回
    転軸を中心とする回転の回転角速度と、前記所定面に対
    して平行な回転軸を中心とする回転の回転角速度とを検
    出する方法であって、前記所定面内に対して垂直な回転
    軸を中心とする回転に応じて前記振動子に加わるコリオ
    リ力によって励起される検出振動から、前記所定面内の
    面内振動成分を検出し、かつ前記所定面に対して垂直な
    面垂直振動成分を検出することを特徴とする、回転角速
    度の測定方法。
29. 【請求項２９】前記所定面内に対して平行な二つの回転
    軸であって、各回転軸が互いに垂直である各回転軸を中
    心とする各回転の各回転角速度を検出することを特徴と
    する、請求項２８記載の回転角速度の測定方法。
30. 【請求項３０】直線加速度を検出するための直線加速度
    計であって、請求項１−１１のいずれか一つの請求項に
    記載の振動子と、この振動子に直線加速度が加わったと
    きに前記振動子に加わるニュートンの力による前記振動
    子の変形を検出するための検出手段とを備えることを特
    徴とする、直線加速度計。