DE69610006T2

DE69610006T2 - Schwingkreisel

Info

Publication number: DE69610006T2
Application number: DE69610006T
Authority: DE
Inventors: Katsumi Fujimoto; Takeshi Nakamura
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2016-03-30
Also published as: JP2996137B2; KR960034990A; EP0735345B1; KR0166445B1; US5693998A; DE69610006D1; EP0735345A3; JPH08271263A; EP0735345A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Oszillationsgyroskop und im besonderen beispielsweise auf ein Oszillationsgyroskop, das für ein Navigationssystem, das eine Position eines sich bewegenden Körpers erfaßt, indem eine Rotationswinkelgeschwindigkeit erfaßt wird, und eine zugehörige Führung durchführt, oder für ein schwingungseliminierendes System verwendbar ist, das eine Vorrichtung zum Verhindern einer Handgriff-Verschiebung besitzt, die eine Rotationswinkelgeschwindigkeit durch eine externe Schwingung, wie beispielsweise eine " Handgriff-Verschiebung", erfaßt und angemessen dämpft.
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen Oszillationsgyroskops zeigt. Ein Oszillationsgyroskop 1 umfaßt eine Oszillationseinheit 2. Die Oszillationseinheit 2 umfaßt einen Oszillationskörper 3 in einer quadratischen Stabform, der aus einem permanentelastischen Metallmaterial besteht. Piezoelektrische Erfassungselemente 4 sind auf einem Paar sich gegenüberliegender Seitenflächen des Oszillationskörpers 3 gebildet. Elektroden sind auf beiden Flächen von piezoelektrischen Substraten in dem piezoelektrischen Erfassungselement 4 gebildet. Ferner sind piezoelektrische Treiberelemente 5 jeweils auf einem Paar von Seitenflächen des Oszillationskörpers 3, auf denen die piezoelektrischen Erfassungselemente 4 nicht gebildet sind, gebildet. Elektroden sind, wie bei dem piezoelektrischen Erfassungselement 4, bei dem piezoelektrischen Treiberelement 5, auf beiden Flächen eines piezoelektrischen Substrats gebildet.
Das Oszillationsgyroskop 1 wird an Knotenpunkten des Oszilliationskörpers 3 durch Unterstützungsglieder 6 unterstützt. Wird ein Treibersignal an die piezoelektrischen Treiberelemente 5 angelegt, vollzieht die Oszillationseinheit 2 eine Biegeschwingung in einer Richtung orthogonal zu Hauptflächen der piezoelektrischen Treiberelemente 5.
Wird das Oszillationsgyroskop 1, beispielsweise bezüglich seiner Achse zentriert, in diesem Zustand gedreht, wirkt eine Coriolis-Kraft in einer Richtung orthogonal zu der Schwingungsrichtung. Daraufhin wird die Schwingungsrichtung des Oszillationskörpers 3 durch die Coriolis-Kraft geändert und eine Ausgangsspannung wird in den piezoelektrischen Erfassungselementen 4 erzeugt. Ferner kann die Rotationswinkelgeschwindigkeit des Oszillationsgyroskops 1 durch ein Messen der Ausgangsspannung bestimmt werden.
Fig. 9 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel eines herkömmlichen Oszillationsgyroskops zeigt. Ein Oszillationsgyroskop 10 umfaßt eine Oszillationseinheit 11. Die Oszillationseinheit 11 umfaßt ein erstes piezoelektrisches Substrat 12a und ein zweites piezoelektrisches Substrat 12b. Das erste piezoelektrische Substrat 12a und das zweite piezoelektrische Substrat 12b sind in gegenseitig entgegengesetzten Dickerichtungen polarisiert, wie es durch die Pfeile P in Fig. 9 gezeigt ist. Ferner sind das erste piezoelektrische Substrat 12a und das zweite piezoelektrische Substrat 12b laminiert und miteinander verbunden.
Zwei geteilte Elektroden 13 sind auf einer Hauptfläche des ersten piezoelektrischen Substrats 12a mit einem Abstand in der Breiterichtung gebildet. Ferner ist eine gemeinsame Elektrode 14 auf einer Hauptfläche des zweiten piezoelektrischen Substrats 12b gebildet. Eine Scheinelektrode (Dummy-Elektrode) 15 ist zwischen dem ersten piezoelektrischen Substrat 12a und dem zweiten piezoelektrischen Substrat 12b gebildet.
Ein Ausgangsende einer Schwingschaltung 16 ist als Treibereinrichtung mit den zwei geteilten Elektroden 13 der Oszillationseinheit 11 über Widerstände 17a bzw. 17b verbunden. Das andere Ausgangsende der Schwingschaltung ist mit der gemeinsamen Elektrode 14 der Oszillationseinheit 11 verbunden. Ferner sind die zwei geteilten Elektroden 13 der Oszillationseinheit 11 als Erfassungseinrichtung mit einem nicht-invertierten Eingangsende bzw. einem invertierten Eingangsende einer Differenzverstärkerschaltung 19 über Widerstände 18a und 18b verbunden. Ferner ist ein Widerstand 18c zwischen ein Ausgangsende und das invertierte Eingangsende der Differenzverstärkerschaltung I9 geschaltet.
Das erste piezoelektrische Substrat 12a und das zweite piezoelektrische Substrat 12b sind bei dem Oszillationsgyroskop 10 in gegenseitig entgegengesetzten Dickerichtungen polarisiert. Folglich vollziehen das erste piezoelektrische Substrat 12a und das zweite piezoelektrische Substrat 12b eine gegenseitig entgegengesetzte Streckungsschwingung, wenn ein Treibersignal, beispielsweise ein Sinuswellensignal, zwischen den zwei geteilten Elektroden 13 und der gemeinsamen Elektrode 14 angelegt wird. Deshalb vollbringt die Oszillationseinheit 11 eine Biegeschwingung in einer Richtung orthogonal zu dessen Hauptflächen, wobei Abschnitte, die sich etwas innerhalb von beiden Endabschnitten in der Längsrichtung befinden, Knotenabschnitte sind. Bei dem herkömmlichen Oszillationsgyroskop 1 eines Schwingzungentyps, der in Fig. 8 gezeigt ist, und dem herkömmlichen Oszillationsgyroskop 10 eines bimorphen Typs, der in Fig. 9 gezeigt ist, ist jedoch die Erfassungsempfindlichkeit der Rotationswinkelgeschwindigkeit verringert, wenn die Oszillationseinheit 2 oder die Oszillationseinheit 11 klein ist.
Die US-A-3,258,617 offenbart eine piezoelektrische Vorrichtung, die einen Quarzkristallblock besitzt, der in vier Glieder unterteilt ist, die durch eine Metallverbindung, die auch als Massereferenz dient, miteinander zu einer einzigen Struktur verbunden sind. Ferner sind Elektroden vorgesehen, um diese Strukturen in einer Längsresonanz zu halten, wobei Scher-Schwingungsbewegungen, die in eine Dickerichtung gerichtet sind und durch eine Rotation der Struktur induziert sind, durch andere Elektroden erfaßt werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Oszillationsgyroskop zu schaffen, das klein und hoch empfindlich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Oszillationsgyroskop gemäß Anspruch 1 gelöst.
Ein Oszillationsgyroskop der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Mehrzahl von zu einer Einheit laminierten piezoelektrischen Substraten, die in der Dickerichtung polarisiert sind, Treiberelektroden, die auf einigen der Hauptflächen der piezoelektrischen Substrate gebildet sind, um die piezoelektrischen Substrate einer Biegeschwingung zu unterwerfen und eine Mehrzahl von geteilten Elektroden, die gegenseitig in der Dickerichtung des piezoelektrischen Substrats gegenüberliegend gebildet sind, um ein Signal, das einer Rotationswinkelgeschwindigkeit entspricht, zu erfassen.
Ferner können die Treiberelektroden eine erste streifenartige Treiberelektrode, eine zweite streifenartige Treiberelektrode, die einer Hauptfläche der ersten Treiberelektrode gegenüberliegend gebildet ist und die durch eines der piezoelektrischen Substrate von der ersten Treiberelektrode beabstandet ist und eine dritte streifenartige Treiberelektrode, die der anderen Hauptfläche der ersten treiben Elektrode gegenüberliegend gebildet ist und durch ein weiteres piezoelektrisches Substrat von der zweiten Treiberelektrode distanziert ist, umfassen.
Das Oszillationsgyroskop kann ferner eine Einrichtung, wie z. B. leitende Durchgangslöcher, umfassen, die sich in der Dickerichtung der Mehrzahl von laminierten piezoelektrischen Substraten erstrecken, um erste der Mehrzahl von geteilten Elektroden gegenseitig zu verbinden und um zweite der Mehrzahl der geteilten Elektroden gegenseitig zu verbinden, so daß die ersten der geteilten Elektroden parallel verbunden sind und die zweiten der geteilten Elektroden parallel verbunden sind.
Überdies kann das Oszillationsgyroskop eine Einrichtung, wie z. B. eine Mehrzahl von leitenden Durchgangslöchern umfassen, die sich in der Dickerichtung der Mehrzahl von laminierten piezoelektrischen Substraten erstreckt, um erste der geteilten Elektroden und zweite der anderen geteilten Elektroden, die beide auf den gegenseitig verschiedenen piezoelektrischen Substraten gebildet sind, gegenseitig zu verbinden, so daß die ersten und die zweiten der geteilten Elektroden seriell verbunden sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Mehrzahl von geteilten Elektroden, sich gegenseitig in der Dickerichtung des piezoelektrischen Substrats gegenüberliegend gebildet, weshalb ein beträchtlicher Betrag von Ladung, die durch die Coriolis-Kraft erzeugt ist, ausgegeben werden kann, wodurch die Erfassungsempfindlichkeit der Rotationswinkelgeschwindigkeit gesteigert wird.
Umfassen ferner die Treiberelektroden die erste streifenartige Treiberelektrode, die zweite streifenartige Treiberelektrode, die der einen Hauptfläche der ersten Treiberelektrode gegenüberliegend gebildet ist und von der ersten Treiberelektrode durch eines der piezoelektrischen Substrate beabstandet ist und die dritte streifenartige Treiberelektrode, die mit der zweiten Treiberelektrode verbunden ist, die der anderen Hauptfläche der ersten Treiberelektrode gegenüberliegend gebildet ist und die von der zweiten Treiberelektrode durch ein weiteres piezoelektrisches Substrat beabstandet ist, kann die Biegeschwingung wirksam angeregt werden und ein Betrag einer Biegung pro Einheitsspannung ist erhöht. Dadurch ist die Erfassungsempfindlichkeit der Rotationswinkelgeschwindigkeit, selbst wenn das Oszillationsgyroskop klein ist, nicht verringert.
Umfaßt das Oszillationsgyroskop ferner die Durchgangslöcher, die sich in der Dickerichtung der Mehrzahl von laminierten piezoelektrischen Substraten erstrecken, um die ersten der Mehrzahl von geteilten Elektroden gegenseitig zu verbinden und um die zweiten der Mehrzahl von geteilten Elektroden gegenseitig zu verbinden, so ist ein Ausgangsstrom erhöht und die Erfassungsempfindlichkeit gesteigert.
Umfaßt das Oszillationsgyroskop ferner die Mehrzahl von Durchgangslöchern, die sich in der Dickerichtung der Mehrzahl von laminierten piezoelektrischen Substrate erstrecken, um die ersten der geteilten Elektroden und die zweiten der anderen geteilten Elektroden, die beide auf den verschiedenen piezoelektrischen Substraten gebildet sind, gegenseitig zu verbinden, so ist ebenso die Ausgangsspannung erhöht und die Erfassungsempfindlichkeit gesteigert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein kleines und hoch empfindliches Oszillationsgyroskop bereitgestellt werden.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, wie sie in den begleitenden Zeichnungen gezeigt sind, ersichtlich.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Schnittausschnitt entlang einer Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine auseinandergezogene Ansicht, die eine Verbindung von geteilten Elektroden und Treiberelektroden bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 ist ein Diagramm, das elektrische Verbindungen des in Fig. 1 gezeigten Oszillationsgyroskops zeigt;
Fig. 5 ist ein Diagramm, das eine Biegeschwingung des Oszillationsgyroskops von Fig. 1 zeigt;
Fig. 6 ist ein Diagramm, das einen Herstellungsschritt des Oszillationsgyroskops von Fig. 1 zeigt;
Fig. 7 ist eine auseinandergezogene Ansicht, die eine Verbindung von geteilten Elektroden und Treiberelektroden eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen Oszillationsgyroskops zeigt;
und
Fig. 9 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel eines herkömmlichen Oszillationsgyroskops zeigt.
In den Zeichnungen und insbesondere in den Fig. 1 bis 3, ist ein Ausführungsbeispiel eines Oszillationsgyroskops 20 gemäß der Erfindung gezeigt, das eine Oszillationseinheit 22 in einer quadratischen Stabform umfaßt. Die Oszillationseinheit 22 umfaßt ein erstes piezoelektrisches Substrat 24a, das einen rechteckigen Querschnitt besitzt. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist eine Anschlußleitungselektrode 26a in einer streifenartigen Form auf einer Hauptfläche des ersten piezoelektrischen Substrats 24a gebildet. Ferner ist eine zweite Anschlußleitungselektrode 26b in einer streifenartigen Form auf der einen Hauptfläche des ersten piezoelektrischen Substrats 24a gebildet, wobei dieselbe von der ersten piezoelektrischen Elektrode 26a durch einen Abstand in der Längsrichtung getrennt ist. Die zweite Anschlußleitungselektrode 26b ist als eine Treiberelektrode wirksam, um die Oszillationseinheit 22 einer Biegeschwingung zu unterwerfen.
Eine erste Treiberelektrode 28a ist in einer streifenartigen Form auf der anderen Hauptfläche des ersten piezoelektrischen Substrats 24a gebildet, um die Oszillationseinheit 22a einer Biegeschwingung zu unterwerfen. Die erste Treiberelektrode 28a ist gegenüber einer Hauptfläche der zweiten Anschlußleitungselektrode 26b über dem ersten piezoelektrischen Substrat 24a dazwischen gebildet.
Ein leitendes Durchgangsloch 30a ist in dem ersten piezoelektrischen Substrat 24a gebildet, um dasselbe in der Dickerichtung zu durchdringen. Die erste Treiberelektrode 28a ist mit der ersten Anschlußleitungselektrode 26a über das Durchgangsloch 30a verbunden.
Ein zweites piezoelektrisches Substrat 24b, das einen rechteckigen Querschnitt besitzt, ist auf das erste piezoelektrische Substrat 24a laminiert, um eine Hauptfläche der ersten Treiberelektrode 28a zu bedecken. Eine zweite Treiberelektrode 28b ist in einer streifenartigen Form auf einer Fläche des zweiten piezoelektrischen Substrats 24b der einen Hauptfläche der ersten Treiberelektrode 28a in der Dickerichtung gegenüberliegend gebildet.
Ferner ist ein leitendes Durchgangsloch 30b gebildet, um das erste piezoelektrische Substrat 24a und das zweite piezoelektrische Substrat 24b in der Dickerichtung zu durchdringen. In diesem Fall ist ein Durchdringungsloch 38, das beispielsweise eine runde Form besitzt, in der ersten Treiberelektrode 28a gebildet. Das Durchgangsloch 30b ist gebildet, indem es durch die Mitte des Durchdringungslochs 38 eingebracht ist, während es von der ersten Treiberelektrode 28a isoliert ist. Die zweite Treiberelektrode 28b ist mit der zweiten Anschlußleitungselektrode 26b über das Durchgangsloch 30b verbunden.
Ferner ist ein drittes piezoelektrisches Substrat 24c, das einen rechteckigen Querschnitt besitzt, über das zweite piezoelektrische Substrat 24b laminiert, um eine Hauptfläche der zweiten Treiberelektrode 28b zu bedecken. Erste geteilte Elektroden 32a1 und 32a2, die eine lange streifenartige Form besitzen, sind auf einer Fläche des dritten piezoelektrischen Substrats 24c, die der einen Hauptfläche der zweiten Treiberelektrode 28b in der Dickerichtung gegenüberliegt, gebildet.
Die ersten geteilten Elektroden 32a1 und 32a2 sind parallel gebildet, wobei dieselben durch einen Abstand in der Breiterichtung des dritten piezoelektrischen Substrats 24c getrennt sind. Eine Anschlußbereichelektrode 34a1, die eine annähernd runde Form besitzt, ist auf der Seite eines Endes des dritten piezoelektrischen Substrats 24c in der Längsrichtung gebildet und eine Anschlußbereichelektrode 34a2, die eine annähernd runde Form besitzt, ist auf der Seite des anderen Endes desselben in der Längsrichtung gebildet. Ferner erstreckt sich die erste geteilte Elektrode 32a1 zu der Seite des einen Endes des dritten piezoelektrischen Substrats 24c in der Längsrichtung und ist mit der ersten Anschlußbereichelektrode 34a1 verbunden. Die erste geteilte Elektrode 32a2 erstreckt sich zu der Seite des anderen Endes des dritten piezoelektrischen Substrats 24c in der Längsrichtung und ist mit der zweiten Anschlußbereichelektrode 34a2 verbunden.
Ferner ist ein viertes piezoelektrisches Substrat 24d, das einen rechteckigen Querschnitt besitzt, über das dritte piezoelektrische Substrat 24c laminiert, um eine Hauptfläche der ersten geteilten Elektroden 32a1 und 32a2 zu bedecken. Zweite geteilte Elektroden 32b1 und 32b2, die eine lange streifenartige Form besitzen, sind auf einer Fläche des vierten piezoelektrischen Substrats 24d, die einer Hauptfläche der ersten geteilten Elektroden 32a1 und 32a2 in der Dickerichtung gegenüberliegt, gebildet.
Die zweiten geteilten Elektroden 32b1 und 32b2 sind parallel gebildet, wobei dieselben durch einen Abstand in der Breiterichtung des vierten piezoelektrischen Substrats 24d getrennt sind. Eine dritte Anschlußbereichelektrode 34b1, die eine annähernd runde Form besitzt, ist auf der Seite eines Endes des vierten piezoelektrischen Substrats 24d in der Längsrichtung gebildet und eine vierte Anschlußbereichelektrode 34b2, die eine annähernd runde Form besitzt, ist auf der Seite des anderen Endes desselben in der Längsrichtung gebildet. Ferner erstreckt sich die zweite geteilte Elektrode 32b1 zu der Seite des einen Endes des vierten piezoelektrischen Substrats 24d in der Längsrichtung und ist mit der dritten Anschlußbereichelektrode 34b1 verbunden. Die zweite geteilte Elektrode 32b2 erstreckt sich zu der Seite des anderen Endes des vierten piezoelektrischen Substrats 24d in der Längsrichtung und ist mit der vierten Anschlußbereichelektrode 34b2 verbunden.
Ferner ist ein fünftes piezoelektrisches Substrat 24e, das einen rechteckigen Querschnitt besitzt, über das vierte piezoelektrischen Substrat 24d laminiert, um eine Hauptfläche der zweiten geteilten Elektroden 32b1 und 32b2 zu bedecken. Dritte geteilte Elektroden 32c1 und 32c2, die eine lange streifenartige Form besitzen, sind auf einer Fläche des fünften piezoelektrischen Substrats 24e, die einer Hauptfläche der zweiten geteilten Elektroden 32b1 und 32b2 in der Dickerichtung gegenüberliegt, gebildet.
Die dritten geteilten Elektroden 32c1 und 32c2 sind parallel gebildet, wobei dieselben durch einen Abstand in der Breiterichtung des fünften piezoelektrischen Substrats 24e voneinander getrennt sind. Ferner ist eine fünfte Anschlußbereichelektrode 34e1, die eine annähernd runde Form besitzt, auf der Seite eines Endes des fünften piezoelektrischen Substrats 24e in der Längsrichtung gebildet und eine sechste Anschlußbereichelektrode 34c2, die eine annähernd runde Form besitzt, ist auf der Seite des anderen Endes desselben in der Längsrichtung gebildet. Die dritte geteilte Elektrode 32c1 erstreckt sich zu der Seite des einen Endes des fünften piezoelektrischen Substrats 24e in der Längsrichtung und ist mit der fünften Anschlußbereichelektrode 34c1 verbunden. Die dritte geteilte Elektrode 32c2 erstreckt sich zu der Seite des anderen Endes des fünften piezoelektrischen Substrats 24e in der Längsrichtung und ist mit der sechsten Anschlußbereichelektrode 34c2 verbunden.
Ein sechstes piezoelektrisches Substrat 24f, das einen rechteckigen Querschnitt besitzt, ist über das fünfte piezoelektrische Substrat 24e laminiert, um eine Hauptfläche der dritten geteilten Elektroden 32c1 und 32c2 zu bedecken. Vierte geteilte Elektroden 32d1 und 32d2, die eine lange streifenartige Form besitzen, sind auf einer Fläche des fünften piezoelektrischen Substrats 24f, die einer Hauptfläche der dritten geteilten Elektroden 32c1 und 32c2 in der Dickerichtung gegenüberliegt, gebildet.
Die vierten geteilten Elektroden 32d1 und 32d2 sind parallel gebildet, wobei dieselben durch einen Abstand in Breiterichtung des sechsten piezoelektrischen Substrats 24f voneinander getrennt sind. Eine siebte Anschlußbereichelektrode 34d1, die eine annähernd runde Form besitzt, ist auf der Seite eines Endes des sechsten piezoelektrischen Substrats 24f in der Längsrichtung gebildet und eine achte Anschlußbereichelektrode 34d2, die eine annähernd runde Form besitzt, ist auf der Seite des anderen Endes desselben in der Längsrichtung gebildet. Die vierte geteilte Elektrode 32d1 erstreckt sich zu der Seite des Endes des sechsten piezoelektrischen Substrats 24f in der Längsrichtung und ist mit der siebten Anschlußbereichelektrode 34d1 verbunden. Die vierte geteilte Elektrode 32d2 erstreckt sich zu der Seite des anderen Endes des sechsten piezoelektrischen Substrats 24f in der Längsrichtung und ist mit der achten Anschlußbereichelektrode 34d2 verbunden.
Ferner ist ein siebtes piezoelektrisches Substrat 24g, das einen rechteckigen Querschnitt besitzt, über das sechste piezoelektrische Substrat 24f laminiert, um eine Hauptfläche der vierten geteilten Elektroden 32d1 und 32d2 zu bedecken. Fünfte geteilte Elektroden 32e1 und 32e2, die eine lange streifenartige Form besitzen, sind auf einer Fläche des siebten piezoelektrischen Substrats 24g, die einer Hauptfläche der vierten geteilten Elektroden 32d1 und 32d2 in der Dickerichtung gegenüberliegt, gebildet.
Die fünften geteilten Elektroden 32e1 und 32e2 sind parallel gebildet, wobei dieselben durch einen Abstand in der Breiterichtung des siebten piezoelektrischen Substrats 24g voneinander getrennt sind. Eine dritte Anschlußleitungselektrode 26c, die eine annähernd rechteckige Form besitzt, ist auf der Seite eines Endes des siebten piezoelektrischen Substrats 24g in der Längsrichtung gebildet und eine vierte Anschlußleitungselektrode 26d, die eine annähernd rechteckige Form besitzt, ist auf der Seite des anderen Endes desselben in der Längsrichtung gebildet. Die fünfte geteilte Elektrode 32e1 erstreckt sich zu der Seite des einen Endes des siebten piezoelektrischen Substrats 24g in der Längsrichtung und ist mit der dritten Anschlußleitungselektrode 26c verbunden. Die fünfte geteilte Elektrode 32e2 erstreckt sich zu der Seite des anderen Endes des siebten piezoelektrischen Substrats 24g in der Längsrichtung und ist mit der vierten Anschlußleitungselektrode 26d verbunden.
Danach werden die sieben piezoelektrischen Substrate 24a bis 24g zu einer Einheit laminiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die sieben piezoelektrischen Substrate 24a bis 24g jeweils in einer Richtung, von dem siebten piezoelektrischen Substrat 24g zu dem ersten piezoelektrischen Substrat 24a polarisiert. Folglich sind die sieben piezoelektrischen Substrate 24a bis 24g jeweils in der gleichen Richtung polarisiert, wie es durch die Pfeile P von Fig. 2 gezeigt ist.
Ein leitendes Durchgangsloch 36a, das sich in der Dickerichtung erstreckt, ist in der Nähe der ersten Enden der laminierten sieben piezoelektrischen Substraten 24a bis 24g in der Längsrichtung gebildet und ein leitendes Durchgangsloch 36b, das sich in der Dickerichtung erstreckt, ist in der Nähe von den anderen Enden derselben in der Längsrichtung gebildet. Die erste, die dritte, die fünfte und die siebte Anschlußbereichelektroden 34a1, 34b1, 34e1 und 34d1 und die dritte Anschlußleitungselektrode 26c sind gegenseitig durch das Durchgangsloch 36a verbunden. Ebenso sind die zweite, die vierte, die sechste und die achte Anschlußbereichelektroden 34a2, 34b2, 34c2 und 34d2 und die vierte Anschlußleitungselektrode 26d gegenseitig durch das Durchgangsloch 36b verbunden. Folglich sind die ersten bis fünften geteilten Elektroden 32a1 bis 32e1 und 32a2 bis 32e2 in dem Inneren der sieben laminierten piezoelektrischen Substrate 24a bis 24g parallel verbunden.
Im folgenden sei die elektrische Verschaltung des Oszillationsgyroskops 20, bezugnehmend auf Fig. 4 erklärt. Das Oszillationsgyroskop 20 umfaßt als eine Erfassungseinrichtung eine Differenzverstärkerschaltung 40. Ein nichtinvertierter Verstärkeranschluß der Differenzverstärkerschaltung 40 ist mit der Anschlußleitungselektrode 26c über einen Widerstand 44a verbunden. Ein invertierter Verstärkeranschluß der Differenzverstärkerschaltung 40 ist mit der Anschlußleitungselektrode 26d über einen Widerstand 44b verbunden. Ein Ausgangsanschluß der Differenzverstärkerschaltung 40 und der invertierte Verstärkeranschluß sind gegenseitig über einen Widerstand 44c verbunden.
Das Oszillationsgyroskop 20 umfaßt als eine Treibereinrichtung eine Schwingschaltung 42 zum Anlegen von Treibersignalen an die Oszillationseinheit 22. Ein Ausgangsanschluß der Schwingschaltung 42 ist mit der ersten Anschlußleitungselektrode 26a verbunden und der andere Ausgangsanschluß derselben ist mit der zweiten Anschlußleitungselektrode 26b verbunden.
Im folgenden sei eine Erläuterung des Betriebs des Oszillationsgyroskops 20 gegeben. Ein Treibersignal, wie z. B. ein Sinuswellensignal, das von der Schwingschaltung 42 ausgegeben wird, wird bei dem Oszillationsgyroskop 20 zwischen den Anschlußleitungselektroden 26a und 26b angelegt. Danach vollziehen das erste piezoelektrische Substrat 24a und das zweite piezoelektrische Substrat 24b gegenseitig entgegengesetzt eine Streckschwingung. Das bedeutet, daß, wenn das erste piezoelektrische Substrat 24a in eine erste Richtung parallel zu seiner Hauptfläche gestreckt wird, das zweite piezoelektrische Substrat 24b in einer entgegengesetzten zweiten Richtung parallel zu seiner Hauptfläche zusammengezogen wird. Wird umgekehrt das erste piezoelektrische Substrat 24a in die zweite Richtung parallel zu seiner Häuptfläche zusammengezogen, wird das zweite piezoelektrische Substrat 24b in die erste Richtung parallel zu seiner Hauptfläche gestreckt. Deshalb vollzieht die Oszillationseinheit 22, wie in Fig. 5 gezeigt ist, eine Biegeschwingung in einer Richtung orthogonal zu den Hauptflächen der sieben piezoelektrischen Substrate 24a bis 24g, wobei Abschnitte, die sich etwas innerhalb der beiden Endabschnitte in der Längsrichtung befinden, Knotenabschnitte sind.
Wie in Fig. 1 und Fig. 5 gezeigt ist, sind Unterstützungsglieder 46, die beispielsweise eine stabartige Form besitzen, jeweils in der Nähe der Knotenabschnitte der Oszillationseinheit 22 angebracht. Außerdem wird die Oszillationseinheit 22 durch diese Unterstützungsglieder 46 unterstützt. Nebenbei sei bemerkt, daß es möglich ist, die Oszillationseinheit 22 zu unterstützen, ohne die Schwingung wesentlich zu, beeinflussen, sogar dann, wenn die Unterstützungsglieder 46 in der Nähe der Knotenabschnitte an der oberen Fläche oder der unteren Fläche der Oszillationseinheit 22 angebracht sind.
Wird das Oszillationsgyroskop 20 zentriert um eine Mittelachse O der Oszillationseinheit 22 (Fig. 1) in einem Zustand, bei dem die Oszillationseinheit 22 die Biegeschwingung vollbringt, rotiert, wirkt entsprechend der Rotationswinkelgeschwindigkeit eine Coriolis-Kraft in einer Richtung parallel zu den Hauptflächen der sieben piezoelektrischen Substrate 24a bis 24g und orthogonal zu der Mittelachse O der Oszillationseinheit 22. Folglich ändert sich die Richtung der Biegeschwingung der Oszillatoreinheit 22. Daher wird entsprechend der Rotationswinkelgeschwindigkeit zwischen der ersten geteilten Elektrode 32a1 und der ersten geteilten Elektrode 32a2 ein Signal erzeugt. Gleichartig werden entsprechend der Rotationswinkelgeschwindigkeit Signale jeweils zwischen den zweiten bis fünften geteilten Elektroden 32b1 bis 32e1 bzw. 32b2 bis 32e2 erzeugt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten bis fünften geteilten Elektroden 32a1 bis 32e1 und 32a2 bis 32e2 parallel verbunden weshalb die erzeugten Signale als eine vergleichsweise große Spannung von der dritten Anschlußleitungselektrode 26c und der vierten Anschlußleitungselektrode 26d ausgegeben werden können. Die dritte Anschlußleitungselektrode 26c und die vierte Anschlußleitungselektrode 26d sind über die Widerstände 44a und 44b mit der Differenzverstärkerschaltung 40 verbunden. Deshalb werden die Signale, die an den ersten bis fünften geteilten Elektroden 32a1 bis 32e1 und 32a2 bis 32e2 erzeugt werden, durch die Differenzverstärkerschaltung 40 erfaßt. Folglich kann die Rotationswinkelgeschwindigkeit durch ein Ausgangssignal der Differenzverstärkerschaltung 40 bei diesem Oszillationsgyroskop 20 ermittelt werden.
Zur Herstellung des Oszillationsgyroskops 20 wird eine Mehrzahl von Keramikgrünschichten vorbereitet, um die sieben piezoelektrischen Substrate 24a bis 24g anzufertigen. Die oben erwähnten jeweiligen Elektroden werden auf diesen Keramikgrünschichten beispielsweise durch Dickfilmdrucken oder dergleichen gebildet. In diesem Fall wird das gleiche Elektrodenmuster wiederholt auf einer Schicht der Keramikgrünschichten gebildet. Die sieben piezoelektrischen Substrate 24a bis 24g sind ferner jeweils in die gleiche Dickerichtung polarisiert.
Die Mehrzahl von Keramikgrünschichten wird laminiert, so daß die jeweiligen Elektrodenstrukturen, wie oben erwähnt, verbunden werden. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, werden die laminierten Keramikgrünschichten in Abschnitte, die durch unterbrochene Linien gekennzeichnet sind, getrennt. Die jeweiligen getrennten laminierten Körper werden ferner gesintert und eine Mehrzahl der Oszillationseinheiten 22 wird gebildet.
Ferner werden die jeweiligen Unterstützungsglieder 46 an die Oszillationseinheit 22 angebracht. Die Differenzverstärkerschaltung 40 und die Schwingschaltung 42 werden mit den jeweiligen Anschlußleitungselektroden 26a bis 26d der Oszillationseinheit 22 verbunden.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. I sind die ersten bis fünften geteilten Elektroden 32a1 bis 32e1 und 32a2 bis 32e2 vorgesehen, um Signale entsprechend der Rotationswinkelgeschwindigkeit zu erfassen, wobei dieselben parallel verbunden sind, weshalb eine große Ausgangsspannung, die der Coriolis-Kraft entspricht, geliefert wird, durch die die Erfassungsempfindlichkeit der Rotationswinkelgeschwindigkeit gesteigert wird.
Ferner werden die zweite Anschlußleitungselektrode 26b, die erste Treiberelektrode 28a und die zweite Treiberelektrode 28b als die Treiberelektroden durch die oben erwähnte Struktur gebildet, weshalb die Oszillationseinheit 22, bei der die sieben piezoelektrischen Substrate 24a bis 24g, die alle in der gleichen Richtung polarisiert sind, laminiert sind, einer Biegeschwingung unterworfen werden kann. Ein Biegungshub der Oszillationseinheit 22 pro Einheitsspannung wird erhöht. Folglich kann eine Miniaturisierung der Oszillationseinheit und eine Steigerung der Erfassungsempfindlichkeit der Rotationswinkelgeschwindigkeit erzielt werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 kann deshalb ein kleines und hoch empfindliches Oszillationsgyroskop 20 bereitgestellt werden.
Bei diesem Oszillationsgyroskop 20 ist die Oszillationseinheit 22 durch die Unterstützungsglieder 46, die in der Nähe der Knotenpunkte angebracht sind, unterstützt, weshalb es für die Schwingung schwierig ist, sich von der Oszillationseinheit 22 in den Außenraum auszubreiten wobei die Oszillationseinheit 22 wirksam in Schwingung versetzt werden kann.
Ferner kann bei dem Oszillationsgyroskop 20 eine Mehrzahl der Oszillationseinheiten 22 durch das oben erwähnten einfachen Verfahren per Massenproduktion erzeugt werden, weshalb die Massenproduktionsleistung hervorragend ist.
Fig. 7 ist eine auseinandergezogene Ansicht, die die Verbindung von geteilten Elektroden und Treiberelektroden eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der Elemente, die gleich oder gleichartig zu den entsprechenden Elementen bei den ersten Ausführungsbeispielen sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Oszillationseinheit 22' umfaßt das erste piezoelektrische Substrat 24'a, das einen rechteckigen Querschnitt, gleichartig zu dem von Fig. 2, besitzt. Die erste Anschlußleitungselektrode 26'a ist in einer streifenartigen Form auf der einen Hauptfläche des ersten piezoelektrischen Substrats 24'a gebildet. Die zweite Anschlußleitungselektrode 26'b ist in einer streifenartiger Form auf der einen Hauptfläche des ersten piezoelektrischen Substrats 24'a gebildet und von der ersten Anschlußleitungselektrode 26'a durch einen Abstand in der Längsrichtung getrennt. Die zweite Anschlußleitungselektrode 26'b ist als eine der Treiberelektroden, um die Oszillationseinheit 22' einer Biegeschwingung zu unterwerfen, wirksam. Die erste Treiberelektrode 28'a ist in einer streifenartigen Form auf der anderen Hauptfläche des ersten piezoelektrischen Substrats 24'a gebildet, um die Oszillationseinheit 22' einer Biegeschwingung zu unterwerfen. Die erste Treiberelektrode 28'a ist, der einen Hauptfläche der zweiten Anschlußleitungselektrode 26'b gegenüberliegend, mit dem ersten piezoelektrischen Substrat 24'a dazwischen, gebildet.
Das leitende Durchgangsloch 30'a ist gebildet, um das erste piezoelektrische Substrat 24'a in der Dickerichtung zu durchdringen. Die erste Treiberelektrode 28'a ist mit der ersten Anschlußleitungselektrode 26'a über das Durchgangsloch 30'a verbunden.
Das zweite piezoelektrische Substrat 24'b, das einen rechteckigen Querschnitt besitzt, ist über das erste piezoelektrische Substrat 24'a laminiert, um die eine Hauptfläche der ersten Treiberelektrode 28'a, gleichartig wie es in Fig. 2 gezeigt ist, zu bedecken. Die zweite Treiberelektrode 28'b ist in einer streifenartigen Form auf der Fläche des zweiten piezoelektrischen Substrats 24'b, die der einen Hauptfläche der ersten treibenden Elektrode 28'a in der Dickerichtung gegenüberliegt, gebildet.
Das leitende Durchgangsloch 30'b ist gebildet, um das erste piezoelektrische Substrat 24'a und das zweite piezoelektrische Substrat 24'b in der Dickerichtung zu durchdringen. In diesem Fall ist das Durchdringungsloch 38', das beispielsweise eine runde Form besitzt, in der ersten Treiberelektrode 28'a gebildet. Ferner ist das Durchgangsloch 30'b gebildet, indem es durch die Mitte des Durchdringungslochs 38' eingebracht ist, während es von der ersten Treiberelektrode 28'a isoliert ist. Die zweite Treiberelektrode 28'b ist mit der zweiten Anschlußleitungselektrode 26'b über das Durchgangsloch 30'b verbunden.
Das dritte piezoelektrische Substrat 24'c, das einen rechteckigen Querschnitt besitzt, ist über das zweite piezoelektrische Substrat 24'b laminiert, um die eine Hauptfläche der zweiten Treiberelektrode 28'b, gleichartig wie es in Fig. 2 gezeigt ist, zu bedecken. Erste geteilte Elektroden 32'a1 und 32'a2 sind in einer langen streifenartigen Form auf der Fläche des dritten piezoelektrischen Substrats 24'c, die der Hauptfläche der zweiten Treiberelektrode 28'b in der Dickerichtung gegenüberliegt, gebildet.
Die ersten geteilten Elektroden 32'a1 und 32'a2 sind parallel gebildet, wobei dieselben durch einen Abstand in der Breiterichtung des dritten piezoelektrischen Substrat 24'c voneinander getrennt sind. Eine erste Anschlußbereichelektrode 34'a1 ist in einer annähernd rechteckigen Form auf der Seite eines Endes des dritten piezoelektrischen Substrats 24'c in der Längsrichtung gebildet und eine zweite Anschlußbereichelektrode 34'a2 ist in einer annähernd runden Form auf der Seite des anderen Endes desselben in der Längsrichtung gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Anschlußbereichelektrode 34'a auf der Seite des einen Endes der ersten geteilten Elektrode 32'a1 angeordnet und die zweite Anschlußelektrode 34'a2 ist auf der Seite des anderen Endes der ersten geteilten Elektrode 32'a2 in der Längsrichtung angeordnet. Ferner erstreckt sich die erste geteilte Elektrode 32'a1 in einer annähernd L-Form zu der Seite des einen Endes des dritten piezoelektrischen Substrats 24'c in der Längsrichtung und ist mit der ersten Anschlußbereichelektrode 34'a1 verbunden. Die erste geteilte Elektrode 32'a2 erstreckt sich zu der Seite des anderen Endes des dritten piezoelektrischen Substrats 24'c in der Längsrichtung und ist mit der zweiten Anschlußbereichelektrode 34'a2 verbunden.
Das vierte piezoelektrische Substrat 24'd, das einen rechteckigen Querschnitt besitzt, ist über das dritte piezoelektrische Substrat 24'c laminiert, um die eine Hauptfläche der ersten geteilten Elektroden 32'a1 und 32'a2, gleichartig wie es in Fig. 2 gezeigt ist, zu bedecken. Zweite geteilte Elektroden 32'b1 und 32'b2 sind in einer langen streifenartigen Form auf der Fläche des vierten piezoelektrischen Substrats 24'd, die der einen Hauptfläche der ersten geteilten Elektroden 32'a1 und 32'a2 in der Dickerichtung desselben gegenüberliegt, gebildet.
Die zweiten geteilten Elektroden 32'b1 und 32'b2 sind parallel gebildet, wobei dieselben durch einen Abstand in der Breiterichtung des vierten piezoelektrischen Substrats 24'd voneinander getrennt sind. Eine dritte Anschlußbereichelektrode 34'b1 ist in einer annähernd rechteckigen Form auf der Seite des anderen Endes des vierten piezoelektrischen Substrats 24'd in der Längsrichtung gebildet und eine vierte Anschlußbereichelektrode 34'b2 ist in einer annähernd runden Form auf der Seite des einen Endes desselben in der Längsrichtung gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die dritte Anschlußbereichelektrode 34'b1 auf der Seite des anderen Endes der zweiten geteilten Elektrode 32'b2 in der Längsrichtung gebildet und die vierte Anschlußbereichelektrode 34< b2 ist auf der Seite des einen Endes der zweiten geteilten Elektrode 32'b2 in der Längsrichtung angeordnet. Das bedeutet, daß die vierte Anschlußbereichelektrode 34'b2 gerade über der ersten Anschlußbereichelektrode 34'a1 gebildet ist. Ferner erstreckt sich die zweite geteilte Elektrode 32'b1 in einer annähernd L-Form zu der Seite des anderen Endes des vierten piezoelektrischen Substrats 24'd in der Längsrichtung und ist mit der dritten Anschlußbereichelektrode 34'b1 verbunden. Die zweite geteilte Elektrode 32'b2 erstreckt sich zu der Seite des einen Endes des vierten piezoelektrischen Substrats 24'd in der Längsrichtung und ist mit der vierten Anschlußelektrode 34'b2 verbunden.
Gleichartig wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist das fünfte piezoelektrische Substrat 24'e, das einen rechteckigen Querschnitt besitzt, über das vierte piezoelektrische Substrat 24'd laminiert, um die eine Hauptfläche der zweiten geteilten Elektroden 32'b1 und 32'b2 zu bedecken. Dritte geteilte Elektroden 32'c1 und 32'c2 sind in einer langen streifenartigen Form auf der Fläche des fünften piezoelektrischen Substrats 24'e, die der einen Hauptfläche der zweiten geteilten Elektroden 32'b1 und 32'b2 in der Dickerichtung gegenüberliegt, gebildet.
Die dritten geteilten Elektroden 32'c1 und 32'c2 sind parallel gebildet, wobei dieselben durch einen Abstand in der Breiterichtung des fünften piezoelektrischen Substrats 24'e voneinander getrennt sind. Eine fünfte Anschlußbereichelektrode 34'c1 ist in einer annähernd rechteckigen Form auf der Seite eines Endes des fünften piezoelektrischen Substrats 24'e in der Längsrichtung gebildet und eine sechste Anschlußelektrode 34'c2 ist in einer annähernd runden Form auf der Seite des anderen Endes desselben in der Längsrichtung gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die fünfte Anschlußbereichelektrode 34'c1 auf der Seite des einen Endes der dritten geteilten Elektrode 32'c2 in der Längsrichtung angeordnet und die sechste Anschlußbereichelektrode 34'c2 ist auf der Seite des anderen Endes der dritten geteilten Elektrode 32'c2 in der Längsrichtung angeordnet. Das bedeutet, daß die fünfte Anschlußbereichelektrode 34'c1 direkt über der vierten Anschlußbereichelektrode 34'b2 gebildet ist und die sechste Anschlußbereichelektrode 34'c2 direkt über der dritten Anschlußbereichelektrode 34'b1 gebildet ist. Ferner erstreckt sich die dritte geteilte Elektrode 32'c1 in einer annähernd L-Form zu der Seite des einen Endes des fünften piezoelektrischen Substrats 24'e in der Längsrichtung und ist mit der fünften Anschlußbereichelektrode 34'c1 verbunden. Die dritte geteilte Elektrode 32'c2 erstreckt sich zu der Seite des anderen Endes des fünften piezoelektrischen Substrats 24'e in der Längsrichtung und ist mit der sechsten Anschlußbereichelektrode 34'c2 verbunden.
Ein sechstes piezoelektrisches Substrat 24'f, das einen rechteckigen Querschnitt besitzt, ist über das fünfte piezoelektrische Substrat 24'e laminiert, um eine Hauptfläche der dritten geteilten Elektroden 32'c1 und 32'c2 zu bedecken. Vierte geteilte Elektroden 32'd1 und 32'd2 sind auf der Fläche des sechsten piezoelektrischen Substrats 24'f, die der einen Hauptfläche der dritten geteilten Elektroden 32'c1 und 32'c2 gegenüberliegt, gebildet.
Die vierten geteilten Elektroden 32'd1 und 32'd2 sind parallel gebildet, wobei dieselben durch einen Abstand in der Breiterichtung des sechsten piezoelektrischen Substrats 24'f voneinander getrennt sind. Eine siebte Anschlußbereichelektrode 34'd1 ist in einer annähernd rechteckigen Form auf der Seite des anderen Endes des sechsten piezoelektrischen Substrats 24'f in der Längsrichtung gebildet und eine achte Anschlußbereichelektrode 34'd2 ist in einer annähernd runden Form auf der Seite des einen Endes desselben in der Längsrichtung gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die siebte Anschlußbereichelektrode 34'd1 auf der Seite des anderen Endes der vierten geteilten Elektrode 32'd2 in der Längsrichtung angeordnet und die achte Anschlußbereichelektrode 34'd2 ist auf der Seite des einen Endes der vierten geteilten Elektrode 32'd2 in der Längsrichtung angeordnet. Das bedeutet, daß die siebte Anschlußbereichelektrode 34'd1 direkt über der sechsten Anschlußbereichelektrode 34'c2 und die achte Anschlußbereichelektrode 34'd2 direkt über der fünften Anschlußbereichelektrode 34'c1 gebildet ist. Ferner erstreckt sich die vierte geteilte Elektrode 32'd1 in einer annähernd L-Form zu der Seite des anderen Endes des sechsten piezoelektrischen Substrats 24'f in der Längsrichtung und ist mit der siebten Anschlußbereichelektrode 34'd1 verbunden. Die vierte geteilte Elektrode 32'd2 erstreckt sich zu der Seite des einen Endes des sechsten piezoelektrischen Substrats 24'f in der Längsrichtung und ist mit der achten Anschlußbereichelektrode 34'd2 verbunden. Ferner ist das siebte piezoelektrische Substrat 24'g, das einen annähernd rechteckigen Querschnitt besitzt, über das sechste piezoelektrische Substrat 24'f laminiert, um eine Hauptfläche der vierten geteilten Elektroden 32'd1 und 32'd2, gleichartig wie es in Fig. 2 gezeigt ist, zu bedecken. Fünfte geteilte Elektroden 32'e1 und 32'e2 sind in einer langen streifenartigen Form auf einer Fläche des siebten piezoelektrischen Substrats 24'g, die der einen Hauptfläche der vierten geteilten Elektroden 32'd1 und 32'd2 gegenüberliegt, gebildet.
Die fünften geteilten Elektroden 32'e1 und 32'e2 sind parallel gebildet, wobei dieselben durch einen Abstand in der Breiterichtung des siebten piezoelektrischen Substrats 24'g voneinander getrennt sind. Eine dritte Anschlußleitungselektrode 26'c ist in einer annähernd rechteckigen Form auf der Seite des einen Endes des siebten piezoelektrischen Substrats 24'g in der Längsrichtung gebildet und eine neunte Anschlußbereichelektrode 34'e2 ist in einer annähernd runden Form auf der Seite des anderen Endes desselben in der Längsrichtung gebildet. Ferner erstreckt sich die fünfte geteilte Elektrode 32'e1 zu der Seite des einen Endes des siebten piezoelektrischen Substrats 24'g in der Längsrichtung und ist mit der dritten Anschlußleitungsselektrode 26'c verbunden. Die fünfte geteilte Elektrode 32'e2 erstreckt sich zu der Seite des anderen Endes des siebten piezoelektrischen Substrats 24'g in der Längsrichtung und ist mit der neunten Anschlußbereichelektrode 34'e2 verbunden.
Ferner ist eine vierte Anschlußleitungsselektrode 26'd in einer annähernd rechteckigen Form auf der Seite des anderen Endes des siebten piezoelektrischen Substrats 24'g in der Längsrichtung gebildet.
Ferner ist ein leitendes Durchgangsloch 36'a1, das sich in der Dickerichtung erstreckt, in der Nähe des einen Endes des vierten piezoelektrischen Substrats 24'd in der Längsrichtung gebildet. Die erste Anschlußbereichelektrode 34'a1 und die vierte Anschlußbereichelektrode 34'b2 sind gegenseitig durch das Durchgangsloch 36'a1 verbunden. Ein leitendes Durchgangsloch 36'a2, das sich in der Dickerichtung erstreckt, ist auf der Seite des anderen Endes des fünften piezoelektrischen Substrats 24'e in der Längsrichtung gebildet. Die dritte Anschlußbereichelektrode 34'b1 und die sechste Anschlußbereichelektrode 34'c2 sind durch das Durchgangsloch 36'a2 miteinander verbunden. Ein leitendes Durchgangsloch 36'a3, das sich in der Dickerichtung erstreckt, ist in der Nähe des einen Endes des sechsten piezoelektrischen Substrats 24'f in der Längsrichtung gebildet. Die fünfte Anschlußbereichelektrode 34'c1 und die achte Anschlußbereichelektrode 34'd2 sind miteinander durch das Durchgangsloch 36'a3 verbunden. Ein leitendes Durchgangsloch 36'a4, das sich in der Dickerichtung erstreckt, ist auf der Seite des anderen Endes des siebten piezoelektrischen Substrats 24'g in der Längsrichtung gebildet. Die siebte Anschlußbereichelektrode 34'd1 und die neunte Anschlußbereichelektrode 34'e2 sind durch das Durchgangsloch 36'a4 miteinander verbunden. Ferner ist ein leitendes Durchgangsloch 36'b zur Durchführung in der Dickerichtung in der Nähe der anderen Enden des vierten, fünften, sechsten und siebten piezoelektrischen Substrats 24'd bis 24'g in der Längsrichtung gebildet. Die zweite Anschlußbereichelektrode 34'a2 und die vierte Anschlußleitungsselektrode 26'd sind durch das Durchgangsloch 36'b miteinander verbunden.
Folglich sind die ersten bis fünften geteilten Elektroden 32'a1 bis 32' e1 und 32' a2 bis 32'a2 seriell in dem Inneren der laminierten sieben piezoelektrischen Substrate 24'a bis 24'g verbunden.
Die sieben piezoelektrischen Substrate 24'a bis 24'g werden zu einer Einheit laminiert und die Oszillationseinheit 22' wird, gleichartig wie es in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt ist, gebildet. Ferner sind bei dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 7 gezeigt ist, die sieben piezoelektrischen Substrate 24'a bis 24'g in der Richtung, von dem siebten piezoelektrischen Substrat 24'g zu dem ersten piezoelektrischen Substrat 24'a polarisiert, wie es durch die Pfeile P von Fig. 2 gezeigt ist.
Das Oszillationsgyroskop 20', das die Struktur von Fig. 7 besitzt, ist, gleichartig zu dem, das in Fig. 4 gezeigt ist, mit der Differenzverstärkerschaltung 40 als Erfassungseinrichtung und der Schwingschaltung 42 verbunden.
Ein Effekt, der gleichartig zu dem des Ausführungsbeispiels von Fig. 3 ist, kann durch das Oszillationsgyroskop 20', das die Struktur von Fig. 7 besitzt, geliefert werden. Ferner sind in diesem Fall die ersten bis fünften geteilten Elektroden 32'a1 bis 32'e1 und 32'a2 bis 32'e2 seriell verbunden, weshalb der Ausgangsstrom erhöht wird und eine Steigerung der Erfassungsempfindlichkeit erzielt werden kann.

Claims

1. Ein Oszillationsgyroskop (20), mit folgenden Merkmalen:

einer Mehrzahl von zu einer Einheit laminierten piezoelektrischen Substraten (24a-g), wobei jedes in einer Dickerichtung polarisiert ist; und

Treiberelektroden (26a, 26b, 28a, 28b, 26'a, 26'b, 28'a, 28'b), die auf Hauptflächen einer ersten Mehrzahl von piezoelektrischen Substraten (24a, 24b) gebildet sind, um die Mehrzahl von piezoelektrischen Substraten (24a-g) einer Biegeschwingung zu unterwerfen;

gekennzeichnet durch

eine Mehrzahl von Paaren von geteilten Elektroden (32a1-32e1, 32a2-32e2, 32'a1 - 32'e1, 32'a2 - 32'e2), die auf Hauptflächen einer zweiten Mehrzahl von piezoelektrischen Substraten (24c-g) gebildet sind, um ein Signal entsprechend einer Rotationswinkelgeschwindigkeit zu erfassen, wobei jedes Paar von geteilten Elektroden auf einer Hauptfläche des jeweiligen piezoelektrischen Substrats (24c-g) angeordnet ist, derart, daß jedes Paar von geteilten Elektroden durch das jeweilige piezoelektrische Substrat einem benachbarten Paar von geteilten Elektroden gegenüberliegt.

2. Das Oszillationsgyroskop (20) gemäß Anspruch 1, bei dem die Treiberelektroden (26a, 26b, 28a, 28b, 26'a, 26'b, 28'a, 28'b) folgende Merkmale ausweisen:

eine erste streifenartige Treiberelektrode (28a, 28'a), die zwischen ersten und zweiten (24a, 24b) der Mehrzahl von piezoelektrischen Substraten gebildet ist;

eine zweite streifenartigen Treiberelektrode (26b, 26'b), die der einen Hauptfläche der ersten Treiberelektrode (28a, 28'a) gegenüberliegend gebildet ist und die von der ersten Treiberelektrode (28a, 28'a) durch das erste (24a) der Mehrzahl von piezoelektrischen Substraten beabstandet ist; und

eine dritte streifenartige Treiberelektrode (28b, 28'b), die mit der zweiten Treiberelektrode (26b, 26'b) verbunden ist, die der anderen Hauptfläche der ersten Treiberelektrode (28a, 28'a) gegenüberliegend gebildet ist und die von der ersten Treiberelektrode (28a, 28'a) durch das zweite (24b) der Mehrzahl von piezoelektrischen Substraten beabstandet ist.

3. Das Oszillationsgyroskop (20) gemäß Anspruch 1 oder 2, mit ferner folgendem Merkmal: einer Einrichtung (36a, 36b, 34a1-34d1, 34a2 - 34d2), die sich in der Dickerichtung der Mehrzahl von laminierten piezoelektrischen Substraten (24a-g) erstreckt, um erste (32a1-32e1) der Mehrzahl von geteilten Elektroden gegenseitig zu verbinden und um zweite (32a2-32e2) der Mehrzahl von geteilten Elektroden gegenseitig zu verbinden, so daß die ersten (32a1-32e1) jeder geteilten Elektrode parallel miteinander verbunden sind und die zweiten (32a2-32e2) jedes geteilten Paars parallel miteinander verbunden sind.

4. Das Oszillationsgyroskop (20) gemäß Anspruch 3, bei dem die Einrichtung zum gegenseitigen Verbinden (36a, 36b, 34a1-34d1, 34a2-34d2) leitende Durchgangslöcher aufweist.

5. Das Oszillationsgyroskop (20) gemäß Anspruch 4, bei dem das erste (24a) der Mehrzahl von piezoelektrischen Substraten und das zweite (24b) der Mehrzahl von piezoelektrischen Substraten benachbart zueinander sind.

6. Das Oszillationsgyroskop (20) gemäß Anspruch 1 oder 2, das ferner eine Einrichtung (34'a1 - 34'd1, 34'a2 - 34'c2, 36'a1 - 36'a4, 36'b) aufweist, die sich in der Dickerichtung der Mehrzahl von laminierten piezoelektrischen Substraten (24a-g) erstreckt, um erste und zweite der Mehrzahl von geteilten Elektroden (32'a1 - 32'e1, 32'a2-32'e2), die auf gegenseitig verschiedenen der Mehrzahl von piezoelektrischen Substraten (24a-g) gebildet sind, gegenseitig zu verbinden, so daß die ersten und zweiten jeder geteilten Elektrode seriell verbunden sind.

7. Das Oszillationsgyroskop gemäß Anspruch 6, bei dem die Einrichtung zur gegenseitigen Verbindung leitende Durchgangslöcher aufweist.

8. Das Oszillationsgyroskop gemäß Anspruch 7, bei dem das erste der Mehrzahl von piezoelektrischen Substraten und das zweite der Mehrzahl von piezoelektrischen Substraten benachbart zueinander sind.

9. Ein Oszillationsgyroskop gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit folgenden Merkmalen:

einer Schwingschaltung (42), die mit den Treiberelektroden (26a, 26b) verbunden ist, um die Mehrzahl von piezoelektrischen Substraten (24a-g) einer Biegeschwingung zu unterwerfen; und

einem Differenzverstärker (40), der mit den geteilten Elektroden verbunden ist, um ein Signal entsprechend einer Rotationswinkelgeschwindigkeit zu erfassen.

10. Das Oszillationsgyroskop gemäß Anspruch 9, bei dem die Schwingschaltung (42) erste und zweite Ausgänge besitzt, wobei der erste Ausgang mit der ersten Treiberelektrode (28a, 28'a) verbunden ist und der zweite Ausgang mit der dritten Treiberelektrode (26b, 26'b) verbunden ist.

11. Das Oszillationsgyroskop gemäß Anspruch 10, bei dem der erste Ausgang der Schwingschaltung (42) mit der ersten Treiberelektrode (28a, 28'a) durch eine Anschlußleitungsselektrode (26a, 26'a) und ein leitendes Durchgangsloch (30a, 30'a) verbunden ist.