JPH08145687A - Angular speed measuring apparatus and manufacture thereof - Google Patents

Angular speed measuring apparatus and manufacture thereof

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JPH08145687A
JPH08145687A JP6285113A JP28511394A JPH08145687A JP H08145687 A JPH08145687 A JP H08145687A JP 6285113 A JP6285113 A JP 6285113A JP 28511394 A JP28511394 A JP 28511394A JP H08145687 A JPH08145687 A JP H08145687A
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JP
Japan
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surface acoustic
angular velocity
acoustic wave
wave
measuring device
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Application number
JP6285113A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiki Ishino
俊樹 石野
Shigeru Ogino
滋 荻野
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To obtain a thin angular speed measuring apparatus which can be formed by a semiconductor process technology. CONSTITUTION: An angular speed detection axis is set in the direction normal to the plane of a base 1 exhibiting piezoelectricity and a set of surface wave excitation/detection system, comprising an exciting means 2 for generating a surface acoustic wave, means 4 for reflecting the surface acoustic wave and changing the traveling direction thereof and means 3 for detecting the surface acoustic wave, is formed on the surface and rear of the base 1. A surface acoustic wave, i.e., a Rayleigh wave generated from the exciting means 2, propagates through the reflection means 5 and enters the detection means 3 and the planar Rayleigh waves propagate in the opposite directions on the surface and the rear.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、物体が回転するときの
角速度を検出する角速度計測装置に係り、特に弾性表面
波を利用した角速度計測装置およびその製造方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angular velocity measuring device for detecting an angular velocity when an object rotates, and more particularly to an angular velocity measuring device utilizing surface acoustic waves and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、弾性表面波を用いた角速度計測装
置としては、特開昭62−148812号公報記載、ま
たは、USP−4,384,409記載のものが知られ
ている。
2. Description of the Related Art Heretofore, as an angular velocity measuring device using a surface acoustic wave, there has been known one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-148812 or USP-4,384,409.

【0003】図6を用い従来例を説明する。A conventional example will be described with reference to FIG.

【0004】図6のジャイロ装置は、回転する基台21
と、該基台21において角速度検出軸22に対して平行
な面23上に、フォトリソグラフィ等の手段により作成
された複数のくし歯電極24,25が構成されている。
このとき、弾性表面波の伝搬面上において、質点は角速
度検出軸22に対して垂直方向に運動している。
The gyro device of FIG. 6 has a rotating base 21.
On the surface of the base 21 parallel to the angular velocity detection axis 22, a plurality of comb-teeth electrodes 24 and 25 formed by means of photolithography or the like are formed.
At this time, the mass point moves in the direction perpendicular to the angular velocity detection axis 22 on the surface of the surface acoustic wave propagation.

【0005】複数のくし歯電極24,25は、励振、及
び検出の両方を兼ね備えた電極である。上記電極により
励振された弾性表面波は各々逆向きに伝搬し、基台21
の円周状を周回して伝搬した後再び電極24,25で検
出される。このとき、角速度検出軸22周りの角速度Ω
=0の場合、対向して伝搬する各弾性表面波の伝搬路長
Lは同じであり、位相差は発生しない。
The plurality of comb-teeth electrodes 24, 25 are electrodes that combine both excitation and detection. The surface acoustic waves excited by the electrodes propagate in opposite directions, and the base 21
After being propagated around the circumference of the circle, it is detected again by the electrodes 24 and 25. At this time, the angular velocity Ω around the angular velocity detection axis 22
In the case of = 0, the propagation path length L of each surface acoustic wave propagating in the opposite direction is the same, and no phase difference occurs.

【0006】ここで、角速度検出軸回りの角速度がかか
ると、
When an angular velocity around the angular velocity detection axis is applied,

【0007】[0007]

【外1】 [Outside 1]

【0008】で表わされるコリオリ力を質点は受け、第
1の方向に伝搬する弾性表面波の位相伝搬速度V1と、
第2の方向に伝搬する弾性表面波の位相伝搬速度V2と
に変化する。よって、検出用くし歯電極によって検出さ
れる信号には角速度に比例した位相差が得られる。
The mass point receives the Coriolis force represented by, and the phase propagation velocity V1 of the surface acoustic wave propagating in the first direction,
It changes to the phase propagation velocity V2 of the surface acoustic wave propagating in the second direction. Therefore, a phase difference proportional to the angular velocity is obtained in the signal detected by the detection comb-teeth electrode.

【0009】また、検出用のくし歯電極によって得られ
る信号を増幅し、励振用電極に帰還させることにより、
フィードバックループを形成した場合、この回路は発振
器として機能する。このとき、発振周波数fは、
Further, by amplifying the signal obtained by the comb-teeth electrode for detection and feeding it back to the excitation electrode,
When forming a feedback loop, this circuit acts as an oscillator. At this time, the oscillation frequency f is

【0010】[0010]

【数1】 [Equation 1]

【0011】なる整合条件を満たす周波数で発振する。It oscillates at a frequency that satisfies the following matching condition.

【0012】この発振器に検出軸回りの角速度が加わっ
たことによる位相伝搬速度の変化は、発振周波数の変化
として検出される。
A change in the phase propagation velocity due to the addition of the angular velocity around the detection axis to this oscillator is detected as a change in the oscillation frequency.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】以上、説明した従来の
角速度計測装置においては、複数のくし歯電極は、基台
の角速度検出軸に対して平行な面上、つまり基台の側面
に形成されている。
In the conventional angular velocity measuring device described above, the plurality of comb-teeth electrodes are formed on a plane parallel to the angular velocity detecting axis of the base, that is, on the side surface of the base. ing.

【0014】そのため、 薄型化に限界がある。Therefore, there is a limit to reduction in thickness.

【0015】 半導体プロセス技術で製作するのに適
していない。
It is not suitable for fabrication by semiconductor process technology.

【0016】という問題点を有する。There is a problem that

【0017】本発明はこのような従来の問題を解決し、
薄型で、半導体プロセス技術により形成できる角速度計
測装置およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
The present invention solves such conventional problems,
It is an object of the present invention to provide a thin angular velocity measuring device that can be formed by a semiconductor process technique and a manufacturing method thereof.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段および作用】本発明の目的
を実現する角速度計測装置は、角速度検出軸を基台の圧
電性を有する平面に垂直な方向とし、該平面上に、弾性
表面波を発生させる弾性表面波励振手段と、該弾性表面
波を反射させてその進行方向を変更させる反射手段と、
該弾性表面波を検出する検出手段とを1組とする表面波
励振・検出系を少なくとも2組形成したことを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An angular velocity measuring apparatus for achieving the object of the present invention has an angular velocity detection axis perpendicular to a piezoelectric plane of a base, and a surface acoustic wave is placed on the plane. Surface acoustic wave excitation means for generating, and reflection means for reflecting the surface acoustic waves to change the traveling direction thereof,
It is characterized in that at least two sets of surface wave excitation / detection systems, each of which includes a detection means for detecting the surface acoustic wave, are formed.

【0019】この構成では、基台の平面上を弾性表面波
が伝搬し、反射手段により弾性表面波の向きを変え、基
台の表面を有効に利用して伝搬路長を長くして検出感度
を高めることができる。したがって、装置の薄型化が可
能となる。
In this structure, the surface acoustic wave propagates on the plane of the base, the direction of the surface acoustic wave is changed by the reflecting means, and the surface of the base is effectively used to lengthen the propagation path length to increase the detection sensitivity. Can be increased. Therefore, the device can be made thinner.

【0020】上記の構成において、表面波励振・検出系
は基台の両面に夫々形成したり、あるいは片面側に2組
形成することも可能であり、設計の自由度が増す。
In the above structure, the surface wave excitation / detection system can be formed on both sides of the base, or two sets can be formed on one side, which increases the degree of freedom in design.

【0021】また、弾性表面波はレイリー波とすること
ができ、励振手段により発生された該レイリー波は反射
手段を介して検出手段に入射するように伝搬し、互いに
逆向きに伝搬する少なくとも1組の該レイリー波を有す
る構成、例えば表裏面に表面波励振・検出系を形成した
構成では角速度検出軸の回りに対してレイリー波の伝搬
方向が互いに逆向きとなり、同じ平面上に例えば伝搬路
長を異ならせて形成した構成では、角速度検出軸の回り
に対してレイリー波の伝搬方向を互いに逆向きとする。
The surface acoustic wave may be a Rayleigh wave, and the Rayleigh wave generated by the exciting means propagates so as to enter the detecting means via the reflecting means, and at least one of which propagates in opposite directions. In a configuration having a set of the Rayleigh waves, for example, a configuration in which a surface wave excitation / detection system is formed on the front and back surfaces, the propagation directions of the Rayleigh waves are opposite to each other around the angular velocity detection axis, and the propagation paths are on the same plane. In the configuration in which the lengths are different, the propagation directions of the Rayleigh waves are opposite to each other around the angular velocity detection axis.

【0022】これにより、角速度が発生した際、両レイ
リー波の位相差を計測手段により計測することにより角
速度を得ることができ、また検出手段で検出した弾性表
面波の励振信号である出力信号の周波数の変化を計測手
段により計測して角速度を得ることが可能となる。
Thus, when the angular velocity is generated, the angular velocity can be obtained by measuring the phase difference between both Rayleigh waves by the measuring means, and the output signal which is the excitation signal of the surface acoustic wave detected by the detecting means can be obtained. It is possible to obtain the angular velocity by measuring the change in frequency with the measuring means.

【0023】そして、レイリー波の伝搬する距離が波長
の整数倍となるように構成することにより、上記した位
相差あるいは周波数の変化を利用して角速度の検出を良
好に行える。
By configuring the propagation distance of the Rayleigh wave to be an integral multiple of the wavelength, the angular velocity can be favorably detected by utilizing the above-mentioned phase difference or frequency change.

【0024】一方、上記した構成の角速度計測装置にお
いて、基台、励振手段、反射手段、検出手段を半導体プ
ロセス技術により形成することが可能となる。
On the other hand, in the angular velocity measuring device having the above structure, the base, the exciting means, the reflecting means, and the detecting means can be formed by the semiconductor process technology.

【0025】[0025]

【実施例】【Example】

〈第1実施例〉図1は本発明の第1実施例を示す。 <First Embodiment> FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.

【0026】図1(a)は、第1実施例の構成の斜視図
であり、同図において、1はPZT、LiNbO3 、Z
nO等の圧電体、2は励振用のくし歯電極、3は検出用
のくし歯電極である。4は、圧電体表面を伝搬してきた
弾性表面波を90°曲げるために弾性表面波の進行方向
に対して45°傾けて配置された反射器である。反射器
は、弾性表面波の波長λの1/4毎に電極を構成した
り、エッチング等の技術により圧電体1に溝を形成する
ことにより実現される。この様な構成をとることによ
り、弾性表面波は角速度検出軸100に対して垂直な面
内を循環するようになっている。また、図1(b)は、
図1(a)の反対の面を見た斜視図であるが、圧電体1
の反対の面にも同様に励振用のくし歯電極5、検出用の
くし歯電極6、反射器7が形成されている。ただし、こ
の時圧電体1の上面を伝搬する第1の弾性表面波8と、
裏面を伝搬する第2の弾性表面波9との伝搬方向はお互
いに対向する方向になっている。
FIG. 1A is a perspective view of the structure of the first embodiment, in which 1 is PZT, LiNbO 3 , Z.
A piezoelectric substance such as nO, 2 is a comb-teeth electrode for excitation, and 3 is a comb-teeth electrode for detection. Reference numeral 4 is a reflector that is arranged at an angle of 45 ° with respect to the traveling direction of the surface acoustic wave in order to bend the surface acoustic wave propagating on the surface of the piezoelectric body by 90 °. The reflector is realized by forming an electrode for each quarter of the wavelength λ of the surface acoustic wave or forming a groove in the piezoelectric body 1 by a technique such as etching. With this structure, the surface acoustic wave circulates in a plane perpendicular to the angular velocity detection axis 100. In addition, FIG.
FIG. 2 is a perspective view of the opposite surface of FIG.
Similarly, the comb-teeth electrode 5 for excitation, the comb-teeth electrode 6 for detection, and the reflector 7 are formed on the surface opposite to the above. However, at this time, the first surface acoustic wave 8 propagating on the upper surface of the piezoelectric body 1,
The propagation directions of the second surface acoustic wave 9 propagating on the back surface are opposite to each other.

【0027】検出軸100の軸回りに角速度Ωが加わる
と、圧電体表面を伝搬する弾性表面波は力を受け、その
位相伝搬速度が変化する。上記角速度Ωによる位相伝搬
速度の変化をΔVとすると、回転方向と同方向に伝搬し
ている第1の弾性表面波8の位相伝搬速度は、V+ΔV
に、逆方向に伝搬している第2の弾性表面波9の位相伝
搬速度はV−ΔVにそれぞれ変化する。
When the angular velocity Ω is applied around the axis of the detection shaft 100, the surface acoustic wave propagating on the surface of the piezoelectric body receives a force and its phase propagation velocity changes. Assuming that the change in the phase propagation velocity due to the angular velocity Ω is ΔV, the phase propagation velocity of the first surface acoustic wave 8 propagating in the same direction as the rotation direction is V + ΔV
In addition, the phase propagation velocity of the second surface acoustic wave 9 propagating in the opposite direction changes to V-ΔV.

【0028】この時、第1の弾性表面波8の位相遅れφ
1 と、第2の弾性表面波9の位相遅れφ2 は、
At this time, the phase delay φ of the first surface acoustic wave 8
1 and the phase delay φ 2 of the second surface acoustic wave 9 is

【0029】[0029]

【数2】 [Equation 2]

【0030】検出用のくし歯電極3,6で検出される信
号の位相差は、位相検出器10によって検出される。前
記位相差は、各々の弾性表面波の位相伝搬速度の差2Δ
V及び、弾性表面波の伝搬距離Lに比例して大きくな
り、伝搬路長を長く取ることが感度を高める上で好まし
い。そのため圧電体表面に反射器を設け、各々の弾性表
面波を循環させることにより伝搬距離を増やし感度を高
めていることが、本実施例の特徴である。
The phase difference between the signals detected by the detection comb-teeth electrodes 3, 6 is detected by the phase detector 10. The phase difference is the difference in the phase propagation velocities of the surface acoustic waves, 2Δ.
It becomes larger in proportion to V and the propagation distance L of the surface acoustic wave, and it is preferable to increase the propagation path length in order to improve the sensitivity. Therefore, a feature of this embodiment is that a reflector is provided on the surface of the piezoelectric body and each surface acoustic wave is circulated to increase the propagation distance and enhance the sensitivity.

【0031】また、励振用、及び検出用のくし歯電極を
基板の上下面に設けているので、厚さを薄くとることが
可能である。
Further, since the comb-teeth electrodes for excitation and detection are provided on the upper and lower surfaces of the substrate, the thickness can be made thin.

【0032】〈第2実施例〉図2は本発明の第2実施例
を説明する。第1実施例と同一の部分には同一の符号を
付している。
<Second Embodiment> FIG. 2 illustrates a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals.

【0033】本実施例は、対向して伝搬する複数の弾性
表面波は第1実施例のように基板の上下面ではなく、同
一面を伝搬している。この場合、複数の弾性表面波8,
9の各々の伝搬路長L1 、L2 は、L1 >L2 の関係が
ある。
In this embodiment, a plurality of surface acoustic waves propagating in opposite directions propagate in the same plane, not in the upper and lower surfaces of the substrate as in the first embodiment. In this case, a plurality of surface acoustic waves 8,
The respective propagation path lengths L 1 and L 2 of 9 have a relationship of L 1 > L 2 .

【0034】この時、第1の弾性表面波8の位相遅れφ
1 と、第2の弾性表面波9の位相遅れφ2 は、
At this time, the phase delay φ of the first surface acoustic wave 8
1 and the phase delay φ 2 of the second surface acoustic wave 9 is

【0035】[0035]

【数3】 (Equation 3)

【0036】で、表される。Is represented by

【0037】Ω=0の時、検出用のくし歯電極3,6で
検出される信号の位相が同じであるためには伝搬路長の
差L1 −L2 が弾性表面波の伝搬の中心周波数f0 にお
ける波長λの整数倍であることが必要になる。
When Ω = 0, since the phases of the signals detected by the comb-teeth electrodes 3 and 6 for detection are the same, the difference in propagation path length L 1 -L 2 is the center of propagation of the surface acoustic wave. It needs to be an integral multiple of the wavelength λ at the frequency f 0 .

【0038】〈第3実施例〉図3は本発明の第3実施例
を示す。第1実施例と同一の部分には同一の符号を付し
ている。
<Third Embodiment> FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals.

【0039】同図において、11は検出用くし歯電極3
より得られた信号を増幅し、入力用くし歯電極2に帰還
させるための増幅器である。このとき入力用くし歯電極
2に帰還される信号のゲインが1より大きければこの回
路は発振器として機能し、出力端子、12よりくし歯状
電極の間隔、基板上を伝搬する弾性表面波の速度Vより
決定される周波数の信号が得られる。この発振器の発振
の尖鋭度、即ちQ値は数千〜数万のオーダーに達し、発
振の純度は非常に高い。
In the figure, 11 is a comb electrode 3 for detection.
This is an amplifier for amplifying the obtained signal and feeding it back to the comb electrode 2 for input. At this time, if the gain of the signal returned to the input comb electrode 2 is larger than 1, this circuit functions as an oscillator, the output terminal, the interval between the comb electrodes 12 and the velocity of the surface acoustic wave propagating on the substrate. A signal having a frequency determined by V is obtained. The sharpness of the oscillation of this oscillator, that is, the Q value reaches the order of several thousands to tens of thousands, and the purity of the oscillation is very high.

【0040】第3実施例において、第1実施例と同様に
角速度検出軸100方向に角速度Ωが加わった場合、循
環して伝搬する第1の弾性表面波8と第2の弾性表面波
9の各々の位相伝搬速度はV+ΔV、及びV−ΔVに変
化する。このため発振周波数はf+Δf、f−Δfに変
化し、入力された角速度に比例した発振・周波数の変化
が得られ、出力端子12からの出力を周波数カウンター
13でカウントすることによってΔfが検出される。
In the third embodiment, similarly to the first embodiment, when the angular velocity Ω is applied in the direction of the angular velocity detection axis 100, the first surface acoustic wave 8 and the second surface acoustic wave 9 propagating in circulation are circulated. Each phase propagation velocity changes to V + ΔV and V−ΔV. Therefore, the oscillation frequency changes to f + Δf and f−Δf, and the oscillation / frequency change proportional to the input angular velocity is obtained, and Δf is detected by counting the output from the output terminal 12 with the frequency counter 13. .

【0041】なお、図4に示すように、第2実施例と同
様に対向して伝搬する複数の弾性表面波を基板の上下面
でなく、同一面上に構成する形態が考えられる。この場
合も、複数の弾性表面波8,9の各々の伝搬路長の差L
1 −L2 が発振の中心周波数f0 における波長λの整数
倍であることが必要なのは言うまでもない。
As shown in FIG. 4, it is conceivable that a plurality of surface acoustic waves propagating in opposition to each other are formed on the same plane, not on the upper and lower sides of the substrate, as in the second embodiment. Also in this case, the difference L between the propagation path lengths of the surface acoustic waves 8 and 9 is L
It goes without saying that 1− L 2 needs to be an integral multiple of the wavelength λ at the oscillation center frequency f 0 .

【0042】〈第4実施例〉図5は、本発明第4実施例
を示し、角速度計測装置の工程を示す断面図である。
<Fourth Embodiment> FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention and is a sectional view showing a process of an angular velocity measuring apparatus.

【0043】図5(a)において,31はSi基板であ
り〈110〉面、及び〈111〉面を図に示す方向にと
っている。図5(b)で、電極パターンを描いたSiO
2 マスクを形成する。その後、KOH水溶液等でウェッ
トエッチすると、〈111〉面と〈110〉面では、エ
ッチスピードに異方性があるため図5(c)に示す垂直
な溝が形成される。
In FIG. 5A, 31 is a Si substrate, and the <110> plane and the <111> plane are oriented in the directions shown in the figure. In FIG. 5 (b), SiO with an electrode pattern drawn
2 Form a mask. After that, when wet etching is performed with a KOH aqueous solution or the like, the vertical grooves shown in FIG. 5C are formed on the <111> plane and the <110> plane because the etching speed is anisotropic.

【0044】マスクを除去した後、図5(d)に示すよ
うに、この溝にA1をスパッタリングして裏面側の電極
を形成する。そして図5(e)に示すように、この基板
表面にPZT、ZnO等の圧電物質を蒸着、スパッタ等
の手段で形成するが、この時裏面側の基板を選択エッチ
するための穴を設けておく。
After removing the mask, as shown in FIG. 5D, A1 is sputtered in this groove to form an electrode on the back surface side. Then, as shown in FIG. 5 (e), a piezoelectric material such as PZT or ZnO is formed on the surface of the substrate by means such as vapor deposition or sputtering. At this time, a hole for selectively etching the substrate on the back surface side is provided. deep.

【0045】基板表面に、A1電極を再びスパッタリン
グで製作した後、図5(f)に示すようにSi基板をH
NO3 水溶液等で、等方性エッチを行い、電極を露出さ
せる。
After the A1 electrode was formed again on the surface of the substrate by sputtering, the Si substrate was changed to H as shown in FIG. 5 (f).
The electrode is exposed by performing isotropic etching with a NO 3 aqueous solution or the like.

【0046】以上説明した方法によって、半導体プロセ
ス技術を用いて角速度計測装置を製作する事が可能にな
る。なお、他の半導体プロセスによっても本発明の角速
度計測装置が製作可能であることは言うでもない。
By the method described above, it is possible to manufacture an angular velocity measuring device using semiconductor process technology. Needless to say, the angular velocity measuring device of the present invention can be manufactured by another semiconductor process.

【0047】[0047]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、基台の
平面上を弾性表面波が伝搬し、反射手段により弾性表面
波の向きを変えるようにしているので、装置の薄型化が
可能となり、また基台の表面を有効に利用して伝搬路長
を長くしているので、検出感度を高めることができる。
According to the invention described in claim 1, the surface acoustic wave propagates on the plane of the base, and the direction of the surface acoustic wave is changed by the reflecting means. Moreover, since the propagation path length is lengthened by effectively utilizing the surface of the base, the detection sensitivity can be increased.

【0048】請求項2,3に記載の発明によれば、表面
波励振・検出系は基台の両面に夫々形成したり、あるい
は片面側に2組形成することも可能であり、設計の自由
度が増し、より一層装置の小型化を図ることができる。
According to the second and third aspects of the present invention, the surface wave excitation / detection system can be formed on both sides of the base, or two sets can be formed on one side, and the design is free. As a result, the size of the device can be further reduced.

【0049】請求項4に記載の発明によれば、弾性表面
波はレイリー波とすることができ、励振手段により発生
された該レイリー波は反射手段を介して検出手段に入射
するように伝搬し、互いに逆向きに伝搬する少なくとも
1組の該レイリー波を有する構成、例えば表裏面に表面
波励振・検出系を形成した構成では角速度検出軸の回り
に対してレイリー波の伝搬方向が互いに逆向きとなり、
同じ平面上に例えば伝搬路長を異ならせて形成した構成
では、角速度検出軸の回りに対してレイリー波の伝搬方
向を互いに逆向きとすることができ、一般的な表面波を
利用することにより簡単な構成で装置を実現することが
できる。
According to the invention described in claim 4, the surface acoustic wave can be a Rayleigh wave, and the Rayleigh wave generated by the exciting means propagates so as to enter the detecting means via the reflecting means. , A configuration having at least one set of Rayleigh waves propagating in opposite directions, for example, in a configuration in which a surface wave excitation / detection system is formed on the front and back surfaces, the propagation directions of Rayleigh waves are opposite to each other around the angular velocity detection axis. Next to
For example, in the configuration formed by different propagation path lengths on the same plane, the propagation directions of Rayleigh waves can be opposite to each other around the angular velocity detection axis, and by using a general surface wave The device can be realized with a simple configuration.

【0050】請求項5,6に記載の発明によれば、角速
度が発生した際、両レイリー波の位相差を計測手段によ
り計測することにより角速度を得ることができ、また検
出手段で検出した弾性表面波の励振信号である出力信号
の周波数の変化を計測手段により計測して角速度を得る
ことが可能となり、高精度に角速度を検出するとが可能
となる。
According to the fifth and sixth aspects of the invention, when the angular velocity is generated, the angular velocity can be obtained by measuring the phase difference between both Rayleigh waves by the measuring means, and the elasticity detected by the detecting means. It is possible to obtain the angular velocity by measuring the change in the frequency of the output signal which is the excitation signal of the surface wave by the measuring means, and it is possible to detect the angular velocity with high accuracy.

【0051】請求項7に記載の発明によれば、レイリー
波の伝搬する距離が波長の整数倍となるように構成する
ことにより、上記した位相差あるいは周波数の変化を利
用して角速度の検出を良好に行える。
According to the seventh aspect of the present invention, by configuring the propagation distance of the Rayleigh wave to be an integral multiple of the wavelength, the angular velocity can be detected by utilizing the above-mentioned phase difference or frequency change. You can do well.

【0052】請求項8に記載の発明によれば、上記した
構成の角速度計測装置において、基台、励振手段、反射
手段、検出手段を半導体プロセス技術により形成するこ
とが可能となる。
According to the eighth aspect of the invention, in the angular velocity measuring device having the above structure, the base, the excitation means, the reflection means, and the detection means can be formed by the semiconductor process technology.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す斜視図で、(a)
は表面側、(b)は裏面側の基台表面を示す。
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention, FIG.
Shows the front side, and (b) shows the back side surface of the base.

【図2】第2の実施例を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a second embodiment.

【図3】第3の実施例を示す斜視図で、(a)は表面
側、(b)は裏面側の基台表面を示す。
FIG. 3 is a perspective view showing a third embodiment, wherein (a) shows a front surface side and (b) shows a rear surface of the base.

【図4】第3の実施例の変形例を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing a modification of the third embodiment.

【図5】第4の実施例を示す製造工程の断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of the manufacturing process showing the fourth embodiment.

【図6】従来の角速度計測装置の斜視図。FIG. 6 is a perspective view of a conventional angular velocity measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…圧電体 2,3,5,6
…くし歯電極 4,7…反射器 8,9…弾性表
面波 100…角速度検出軸
1 ... Piezoelectric body 2, 3, 5, 6
... comb-teeth electrodes 4, 7 ... reflectors 8, 9 ... surface acoustic waves 100 ... angular velocity detection axis

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 角速度検出軸を基台の圧電性を有する平
面に垂直な方向とし、該平面上に、弾性表面波を発生さ
せる弾性表面波励振手段と、該弾性表面波を反射させて
その進行方向を変更させる反射手段と、該弾性表面波を
検出する検出手段とを1組とする表面波励振・検出系を
少なくとも2組形成したことを特徴とする角速度計測装
置。
1. An angular velocity detection axis is set in a direction perpendicular to a plane having piezoelectricity of a base, and a surface acoustic wave excitation means for generating a surface acoustic wave on the plane, and a surface acoustic wave reflecting the surface acoustic wave for reflecting the surface acoustic wave. An angular velocity measuring device characterized in that at least two sets of surface wave excitation / detection systems, each of which includes a reflection unit for changing a traveling direction and a detection unit for detecting the surface acoustic wave, are formed.
【請求項2】 請求項1において、表面波励振・検出系
は基台の両面に夫々形成したことを特徴とする角速度計
測装置。
2. The angular velocity measuring device according to claim 1, wherein the surface wave excitation / detection system is formed on both sides of the base.
【請求項3】 請求項1において、表面波励振・検出系
は基台の片面側に2組形成したことを特徴とする角速度
計測装置。
3. The angular velocity measuring device according to claim 1, wherein two sets of surface wave excitation / detection systems are formed on one side of the base.
【請求項4】 請求項1,2または3において、弾性表
面波はレイリー波とし、励振手段により発生された該レ
イリー波は反射手段を介して検出手段に入射するように
伝搬し、互いに逆向きに伝搬する少なくとも1組の該レ
イリー波を有することを特徴とする角速度計測装置。
4. The surface acoustic wave according to claim 1, 2 or 3, wherein the surface acoustic wave is a Rayleigh wave, and the Rayleigh wave generated by the exciting means propagates so as to enter the detecting means via the reflecting means, and has opposite directions. An angular velocity measuring device, comprising at least one set of Rayleigh waves propagating in the.
【請求項5】 請求項1,2,3または4において、検
出手段で検出した弾性表面波の励振信号である出力信号
の位相差を計測手段により計測することにより角速度を
得ることを特徴とする角速度計測装置。
5. The angular velocity is obtained by measuring the phase difference of the output signal, which is the excitation signal of the surface acoustic wave detected by the detecting means, by the measuring means. Angular velocity measuring device.
【請求項6】 請求項1,2,3または4において、検
出手段で検出した弾性表面波の励振信号である出力信号
の周波数の変化を計測手段により計測して角速度を得る
ことを特徴とする角速度計測装置。
6. The angular velocity is obtained by measuring the change in frequency of an output signal, which is an excitation signal of a surface acoustic wave detected by the detecting means, by the measuring means. Angular velocity measuring device.
【請求項7】 請求項4において、レイリー波の伝搬す
る距離が波長の整数倍となるように構成したことを特徴
とする角速度計測装置。
7. The angular velocity measuring device according to claim 4, wherein the propagation distance of the Rayleigh wave is an integral multiple of the wavelength.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかに記載の角
速度計測装置において、基台、励振手段、反射手段、検
出手段を半導体プロセス技術により形成したことを特徴
とする角速度計測装置の製造方法。
8. The method of manufacturing an angular velocity measuring device according to claim 1, wherein the base, the excitation means, the reflecting means, and the detecting means are formed by a semiconductor process technique. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7900512B2 (en) 2006-07-25 2011-03-08 Denso Corporation Angular rate sensor

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US8256289B2 (en) 2006-07-25 2012-09-04 Denso Corporation Angular rate sensor
DE102007034759B4 (en) * 2006-07-25 2016-02-25 Denso Corporation Angular rate sensor

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