JP2000337883A - 角速度センサ及び振動周波数調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 角速度センサの振動子の共振周波数を所定の
周波数にする調整を容易に行い、なおかつ精度等を信頼
性のあるものにする。 【解決手段】 振動子１を励振させるとともに、回転運
動により生じるコリオリ力による当該振動子の振動方向
の変化を検出するための圧電素子２ａ，２ｂの圧電体２
ａａ，２ｂａの分極量を調整することで、振動子１の共
振周波数を所定の周波数に調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ一体型ビデ
オテープレコーダの手ぶれ検知、カーナビゲーションシ
ステムにおける方向検知等のために使用される角速度セ
ンサ、及びこの角速度センサの備える振動子の振動周波
数を調整するのに好適な振動周波数調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、慣性座標系の角速度を検出し
て航空機等の進行方向を算出するといった用途に角速度
センサが用いられている。また、近年、角速度センサ
は、自動車に搭載されるナビゲーションシステムの方向
検知、又はカメラ一体型ビデオテープレコーダの手ぶれ
補正機能の手ぶれ検知等に応用されており、その需要が
高まってきている。

【０００３】例えば、三角柱状や四角柱状の恒弾性金属
により形成された音片に圧電素子を装着した構造や円柱
状に加工された圧電セラミクスに電極を印刷した構造の
振動ジャイロ型角速度センサが実用化されている。図１
０乃至図１３を用いて従来の角速度センサについて説明
する。

【０００４】図１０及び図１１に示す従来の角速度セン
サは、基体１０１が断面略正方形に形成されているもの
であって、この基体１０１の側面に取り付けられた第１
及び第２の圧電素子１０２，１０３と、基体１０１を基
台１０８上に支持する細線状の一対の支持部材１０６，
１０７とから振動子１２０が構成されている。

【０００５】基体１０１は、例えば、エリンバ等の一般
に機械的な振動を生じるような恒弾性材料により成形さ
れている。この基体１０１には、基台１０８に向かう第
１及び第２の側面１０１ａ，１０１ｂに、第１及び第２
の圧電素子１０２，１０３がそれぞれ取り付けられてい
る。

【０００６】第１及び第２の圧電素子１０２，１０３は
それぞれ、例えば、圧電特性を有する圧電体と、圧電体
の両面に形成された電極とから構成され、板形状とされ
ている。この第１及び第２の圧電素子１０２，１０３
は、圧電体の一の面に形成された電極が基体１０１の各
側面１０１ａ，１０１ｂに取り付けられている。

【０００７】支持部材１０６，１０７は、基台１０８に
対向される支持部１０６ａ，１０７ａに基体１０１の第
３及び第４の側面１０１ｃ，１０１ｄの交わる稜部１０
１ｃｄが接合され、当該基体１０１を基台１０８上に吊
り下げるものとして、一本の細線によって形成されてい
る。

【０００８】そして、支持部材１０６，１０７は、基台
１０８に形成された配線パターンに電気的に接続されて
いる。これにより、基体１０１の側面に設けられている
圧電素子１０２，１０３の電極は、基体１０１及び支持
部材１０６，１０７を介して基台１０８上に形成された
配線パターンに電気的に接続される。また、第１及び第
２の圧電素子１０２，１０３の他方の電極は、リード線
１０４，１０５を介して基台１０８上に形成されている
配線パターンに電気的に接続されている。

【０００９】以上のように構成された従来の角速度セン
サにおいて、第１及び第２の圧電素子１０２，１０３に
駆動振動が供給されると基体１０１が支持部材１０６，
１０７により支持されている点を振動ノード点として屈
曲振動する。この状態で基体１０１が軸中心として回転
運動をすると、屈曲振動の振動方向に対し直交する方向
にコリオリ力が発生し、このコリオリ力により基体１０
１の屈曲振動の振動方向が変化する。角速度センサは、
このように発生するコリオリ力による振動子１２０の屈
曲運動の振動方向の変化を第１及び第２の圧電素子１０
２，１０３により検知することにより、角速度を検出し
ている。

【００１０】次に、三角柱状の振動子を用いた角速度セ
ンサについて説明する。図１２及び図１３に示すよう
に、角速度センサは、断面が略三角形の柱状体に形成さ
れた基体２０１と、この基体２０１の側面に取り付けら
れた第１乃至第３の圧電素子２０２，２０３，２０４と
から振動子２２０が構成されている。そして、上述した
従来の角速度センサと同様に、振動子２２０が基台１０
８上に一対の支持部材１０６，１０７により吊り下げら
れている。

【００１１】この基体２０１には、第１乃至第３の側面
２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃに、第１乃至第３の圧電
素子２０２，２０３，２０４がそれぞれ取り付けられて
いる。

【００１２】第１乃至第３の圧電素子２０２，２０３，
２０４はそれぞれ、断面が略四角形の柱状体からなる基
体１０１を有する上述の角速度センサの第１及び第２の
圧電素子１０２，１０３と同様に、例えば、圧電特性を
有する圧電体と、この圧電体の両面に形成された電極と
から構成され、ともに板形状とされて、振動子２０１の
第１乃至第３の側面２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃそれ
ぞれに取り付けられている。

【００１３】このように構成された従来の角速度センサ
においては、例えば第２の圧電素子２０３が駆動用とさ
れ、例えば第１及び第３の圧電素子２０２，２０４が検
出用とされる。駆動用とされる第２の圧電素子２０３と
検出用とされる第１及び第３の圧電素子２０２，２０４
とは、一方の電極がそれぞれリード線２０７，２０５，
２０６を介して基台１０８上に形成された配線パターン
に電気的に接続され、また、他方の電極が基体２０１及
び支持部材１０６，１０７を介して、基台１０８上に形
成された配線パターンに電気的に接続されている。

【００１４】この角速度センサにおいて、振動子２２０
は、第２の圧電素子２０３に駆動振動が供給されると振
動子２０１が支持部材１０６，１０７により支持されて
いる点を振動ノード点として屈曲振動をする。そして、
角速度センサは、上述した従来の角速度センサと同様
に、基体２０１が軸中心として回転運動をするとにより
発生するコリオリ力による屈曲運動の振動方向の変化を
検知することにより、角速度を検出している。

【００１５】以上のような構成を有する従来の各角速度
センサにおいて、振動子の各振動方向の共振周波数を所
定の周波数に調整することは検出感度や残留ノイズなど
の電気的特性を満足する上で重要である。このようなこ
とから、従来より、振動子の共振周波数を所定の周波数
にするために、基体の稜や面及び圧電素子自体をグライ
ンダやレーザなどの工具を使用して機械的に切削してい
た。

【００１６】図１０及び図１１に示した従来の角速度セ
ンサの振動子１０１に対して行われている従来の調整に
ついて説明する。

【００１７】第１の側面１０１ａと第２の側面１０１ｂ
とが交わる第１の稜部１０１ａｂ及び第３の側面１０１
ｃと第４の側面１０１ｄとが交わる第３の稜部１０１ｃ
ｄが属する面内方向の振動について振動周波数を調整す
る場合、例えば、当該第１の稜部１０１ａｂ又は第３の
稜部１０１ｃｄが切削されていた。

【００１８】また、第２の側面１０１ｂと第３の側面１
０１ｃとが交わる第２の稜部１０１ｂｃ及び第１の側面
１０１ａと第４の側面１０１ｄとが交わる第４の稜部１
０１ａｄが属する面内方向の振動について振動周波数を
調整する場合、例えば、当該第２の稜部１０１ｂｃ又は
第４の稜部１０１ａｄが切削されていた。

【００１９】また、第１及び第３の側面１０１ａ，１０
１ｃに垂直方向の振動について振動周波数を調整する場
合、例えば、当該第１の側面１０１ａ又は第３の側面１
０１ｃ或いは第１の圧電素子１０２自体が切削されてい
た。

【００２０】また、第２及び第４の側面１０１ｂ，１０
１ｄに垂直方向の振動について振動周波数を調整する場
合、例えば、当該第２の側面１０１ｂ又は第４の側面１
０１ｄ或いは第２の圧電素子１０３自体が切削されてい
た。

【００２１】このように振動子１０１の共振周波数を所
定の周波数にするために、基体１０１や第１及び第２の
圧電素子１０２，１０３自体が切削されており、その切
削には、例えば、グラインダやレーザ等が用いられてい
た。なお、図１２及び図１３に示した従来の角速度セン
サについても、振動子２２０の共振周波数を所定の周波
数に調整する場合には、基体２０１や圧電素子自体の切
削が行われていた。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、振動子や圧
電素子の表面状態が残留ノイズや温度特性に大きく影響
する。しかしながら、グラインダ等による切削の場合、
切削後の表面を均一にするのは困難であり、切削後には
少なからずバリ等が発生する。また、切削によりより発
生する切削粉は精度等の信頼性上の問題となり、また、
このようなことから、切削粉を除去するために洗浄が必
要とされていたが、これでは手間がかかる。さらに、レ
ーザを用いて切削するような場合、設備が大がかりにな
りコストアップに繋がる。

【００２３】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みてな
されたものであり、振動子の共振周波数を所定の周波数
にする調整を容易に行い、なおかつ精度等に信頼性のあ
る角速度センサ、及び振動周波数調整方法を提供するこ
とを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る角速度セン
サは、上述した課題を解決するために、圧電体に同相電
圧を印加して振動子を励振させるとともに、回転運動に
より生じるコリオリ力による当該振動子の振動方向の変
化を圧電体により検出することで角速度を検出するもの
であって、圧電体の分極量が、振動子の振動周波数調整
工程において調整される。

【００２５】この角速度センサは、圧電体の分極量が調
整されることにより、基体素子や圧電体を切削加工する
ことなく共振周波数が調整されて振動子が振動される。

【００２６】また、本発明に係る振動周波数調整方法
は、上述した課題を解決するために、圧電体に同相電圧
を印加して振動子を励振させるとともに、回転運動によ
り生じるコリオリ力による当該振動子の振動方向の変化
を圧電体により検出することで角速度を検出する角速度
センサにおける振動子の振動周波数の調整を、圧電体の
分極量を調整することにより行う。

【００２７】この振動周波数調整方法により、圧電体の
分極量を調整することで、基体素子や圧電体を切削加工
することなく振動子の共振周波数が所定の周波数に調整
される。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳しく説明する。なお、本発明は以下に
説明する実施の形態に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であること
はいうまでもない。

【００２９】本発明を適用した角速度センサの一例につ
いて、図１乃至図３にその基本構成を示す。この角速度
センサは、振動ジャイロとして動作する振動子１を備え
ている。

【００３０】この角速度センサは、第１及び第２の圧電
素子２ａ，２ｂと基体素子３とを有する振動子１を備え
ている。そして、第１の圧電素子２ａを構成する第１の
圧電体２ａａや第２の圧電素子２ｂを構成する第２の圧
電体２ａｂが振動子１の共振周波数が所定の振動数にな
るように分極量が調整されている。圧電体の分極量の調
整については後で詳しく説明する。

【００３１】基体素子３は、基体３ａと、電極３ｂ，３
ｃ，３ｄとを備えている。基体素子３は、基体３ａの表
面上に、一体とされて形成された電極３ｂ，３ｃ，３ｄ
が配置されている。

【００３２】基体３ａは、断面略矩形の柱状の形状をな
している。この基体３ａは、例えば、第１及び第２の圧
電素子２ａ，２ｂの圧電体２ａａ，２ｂａに用いている
圧電材料と同一材料によりなる。例えば、圧電材料とし
て圧電セラミック材料であるＰＺＴが用いられている。

【００３３】電極３ｄは、基体３ａにおいて第１及び第
２の圧電素子２ａ，２ｂとの接合面に配置されている電
極である。すなわち、電極３ｄは、第１及び第２の圧電
素子２ａ，２ｂと基体素子３とが接合された状態におい
て、第１の圧電素子２ａの第１の圧電素子電極２ａｂ及
び第２の圧電素子２ｂの第３の圧電素子電極２ｂｂと電
気的に接続されている。以後、電極３ｂを接合面電極３
ｄという。

【００３４】電極３ｃは、基体３ａの長手方向の各端面
に配置されている電極である。以後、電極３ｃを端面電
極３ｃという。

【００３５】電極３ｂは、基体３ａにおいて、接合面電
極３ｄが配置されている面と対向されている面に配置さ
れている電極である。以後、電極３ｂを裏面電極３ｂと
いう。

【００３６】このように基体３ａの各面に配置されてい
る電極３ｂ，３ｃ，３ｄは、各々隣合う面の電極と一体
となっている。すなわち、電極３ｂ，３ｃ，３ｄは、電
気的に一体とされた電極を構成している。よって、例え
ば、相対向する面に配設されている接合面電極３ｄと裏
面電極３ｂとは、端面電極３ｃにより電気的に接続され
ている。これにより、接合面電極３ｄが第１及び第２の
圧電素子２ａ，２ｂそれぞれの圧電素子電極２ａｂ，２
ｂｂと電気的に接続された状態とされていることから、
圧電素子電極２ａｂ，２ｂｂと基体素子３の電極３ｂ，
３ｃ，３ｄとは、結果的に共通電極として働く。例え
ば、電極３ｂ，３ｃ，３ｄは、基体３ａに電極メッキを
施すことにより、基体３ａの表面に一体とされて形成さ
れる。

【００３７】第１の圧電素子２ａは、第１の圧電体２ａ
ａと、その各面に配置されている第１及び第２の圧電素
子電極２ａｂ，２ａｃとを備え、板状に形成されてい
る。

【００３８】第１の圧電体２ａａは、圧電材料により断
面略矩形の板状の形状をなしている。この第１の圧電体
２ａａは、上述した基体素子３の基体３ａと同一材料を
用いて形成されており、例えば、圧電セラミック材料で
あるＰＺＴにより形成されている。

【００３９】第１の圧電素子電極２ａｂは、第１の圧電
体２ａａの一の面に形成され、第２の圧電素子電極２ａ
ｃは、第１の圧電体２ａａの第１の圧電素子電極２ａｂ
に対向される面に形成されている。また、第１の圧電素
子電極２ａｂは、当該第１の圧電素子２ａと基体素子３
が接合された状態において、基体素子３の接合面電極３
ｄと電気的に接続されている。すなわち、第１の圧電素
子電極２ａｂは、接合面電極３ｄとの電気的接続によ
り、基体素子３の他の面に配置されている端面電極３ｃ
と、さらには裏面電極３ｂと電気的に接続されることに
なる。

【００４０】第２の圧電素子２ｂは、上述した第１の圧
電素子２ａと同様な構成からなり、第２の圧電体２ｂａ
と、その各面に配置されている第３及び第４の圧電素子
電極２ｂｂ，２ｂｃとを備えている。

【００４１】第２の圧電体２ｂａは、圧電材料により断
面略矩形の板状の形状をなしている。この第２の圧電体
２ｂａは、上述した第１の圧電体２ａａ及び基体素子３
の基体３ａと同一材料を用いて形成されており、例え
ば、圧電セラミック材料であるＰＺＴにより形成されて
いる。

【００４２】この第２の圧電体２ｂａ及び上述した第１
の圧電体２ａａとは、分極処理により圧電特性を有する
ようになされている。そして、この第２の圧電体２ｂａ
及び上述した第１の圧電体２ａａの両方、或いは何れか
一方が、振動子１の振動が所定の周波数の共振周波数に
おいてなされるように分極量が調整されている。圧電体
の分極量を調整する場合については後述する。

【００４３】第３の圧電素子電極２ｂｂは、第２の圧電
体２ｂａの一の面に形成され、第４の圧電素子２ｂｂ
は、第２の圧電体２ｂａの第３の圧電素子電極２ｂｂに
対向される面に形成されている。また、第３の圧電素子
電極２ｂｂは、当該第２の圧電素子２ｂと基体素子３が
接合された状態において、基体素子３の接合面電極３ｄ
と電気的に接続されている。すなわち、第３の圧電素子
電極２ｂｂは、上述した第１の圧電素子電極３ａｂと同
様に、接合面電極３ｄとの電気的接続により、基体素子
３の他の面に配置されている端面電極３ｃと、さらには
裏面電極３ｂと電気的に接続されることになる。

【００４４】このような構成からなる第１及び第２の圧
電素子２ａは、基体素子３上の短辺方向に並んで配置さ
れ、すなわち、基体素子３上の長手方向に一つの圧電素
子が分割されたような構成をなし配置されている。

【００４５】また、角速度センサは、振動子１を振動さ
せるため及び回転運動により発生するコリオリ力による
振動方向の変化を検出するための回路として、加算器
４、増幅器５、移相器６、差動増幅器７、同期検波器
８、及びローパスフィルタ９を備えている。

【００４６】具体的には、角速度センサは、加算器４
と、増幅器５と、移相器６と、第１及び第２の圧電素子
２ａ，２ｂの圧電素子電極２ａｃ，２ｂｃとから、振動
子１を振動させる振動駆動部を構成している。また、角
速度センサは、差動増幅器７と、加算器４の出力に接続
されている同期検波器８と、ローパスフィルタ９と、第
１及び第２の圧電素子２ａ，２ｂの各圧電素子電極２ａ
ｃ，２ｂｃとから、振動子１の回転運動により発生する
コリオリ力による振動方向の変化を検出する検出部を構
成している。

【００４７】第１及び第２の圧電素子２ａ，２ｂから出
力された信号の流れに沿って説明すると、振動駆動部に
おいては、第１及び第２の圧電素子２ａ，２ｂの圧電素
子電極２ａｃ，２ｂｃの出力（Ｓ＋，Ｓ−）が加算器４
に入力され、それらの加算値がこの加算器４により取ら
れる。そして、加算器４からの出力は、増幅器５に入力
され、ここで入力信号の増幅が行われる。そして、増幅
器５からの出力が、移相器６によりその位相が推移さ
れ、各圧電素子電極２ａｃ，２ｂｃに出力される。この
振動子駆動部をなす回路は、いわゆる移相発振回路を構
成しており、これにより振動子１を自励振動させてい
る。

【００４８】ここで、第１及び第２の圧電素子２ａ，２
ｂの分極方向が図３に示すように、当該第１及び第２の
圧電素子２ａ，２ｂと基体素子３とを積層している方向
である矢印Ｚ₂の方向であることから、第１及び第２の
圧電素子２ａ，２ｂが長手方向に伸縮することになり、
振動子１は、振動子１の長手方向と垂直方向である図２
に示す矢印Ｚ₁の方向に屈曲振動する。

【００４９】また、検出部においては、第１及び第２の
圧電素子２ａ，２ｂの圧電素子電極２ａｃ，２ｂｃから
の出力（Ｓ＋，Ｓ−）はそれぞれ差動増幅器７に入力さ
れ、ここでその差動が取られる。

【００５０】なお、第１の圧電素子２ａの第１の圧電素
子電極２ａｂ及び第２の圧電素子２ｂの第１の圧電素子
電極２ｂｂを中点基準電位に接続する必要があるが、基
体素子３の下面電極３ｄが中点基準電位Ｃに接続される
ことにより、圧電素子電極２ａｂ，２ｂｂは基体素子３
の接合面電極３ｂを介して中点基準電位Ｃに接続され
る。

【００５１】そして、角速度センサは、振動子１を振動
方向に振動させた際に、振動子１が回転することにより
当該振動子１に生じたコリオリ力による振動方向の変化
を、第１及び第２の圧電素子２ａ，２ｂにより検出し、
それらの差動を差動増幅器７により得ている。そして、
差動増幅器７から出力は、同期検波器８に入力され、こ
こで同期検波が行われる。このとき、同期検波器８に
は、同期検波を行うために、加算器４からの出力が同期
信号として供給される。そして、同期検波器８からの出
力が、ローパスフィルタ９を介して、振動子１に生じた
振動方向の変化を検出することにより得られた角速度信
号として出力される。

【００５２】以上のような構成を有することにより、角
速度センサは、振動子駆動機能、及びその振動を検出す
る機能を合わせ持っている。これにより、角速度センサ
は、振動子駆動機能により振動子１を屈曲振動させ、屈
曲振動させているときに振動子１が回転することによっ
て生じたコリオリ力よる振動方向の変化を上述した検出
機能により検出することで、角速度を検出することがで
きる。

【００５３】そして、この角速度センサは、第１の圧電
体２ａａや第２の圧電体２ｂａの分極量が調整されるこ
とにより、基体素子３や第１及び第２の圧電素子２ａ，
２ｂを切削することなく振動子１の共振周波数を所定の
周波数に調整されているので、精度等の信頼性が従来の
ものより向上されている。

【００５４】以下、振動子１の共振周波数の所定の周波
数への調整を行う振動周波数調整工程について具体的に
説明する。振動周波数調整工程において行う振動子の調
整原理は、分極処理されて所定の分極量とされている圧
電素子の分極を破壊すること（分極の程度を変化させる
こと、或いは分極量をトリミングすること）により、圧
電素子の駆動状態を変化させ、この圧電素子により屈曲
振動させる振動子の振動周波数が変化することを利用し
て行うものである。

【００５５】例えば、基体素子３の上下面（接合面電極
３ｄが形成されている面、裏面電極３ｂが形成されてい
る面）の垂直方向の振動子１の振動について調整する場
合には、第１及び第２の圧電体２ａａ，２ｂａに共に同
程度の熱を加える。この第１及び第２の圧電体２ａａ，
２ｂａでは、例えばキュリー温度以上に加熱されること
により分極が破壊され、これにより分極量が調整され
る。すなわち、例えば、図４に示すように、第１及び第
２の圧電素子２ａ，２ｂに対物レンズ２１，２２により
レーザ光を照射し、キュリー温度を超える温度まで加熱
することにより、第１及び第２の圧電体２ａａ，２ｂａ
の所定位置、例えば長手方向における所定部分の分極量
を調整する。

【００５６】また、基体素子３の対角方向の振動子１の
振動について調整する場合には、第１の圧電体２ａａ又
は第２の圧電体２ｂａに熱を加え、第１の圧電体２ａａ
又は第２の圧電体２ｂａの分極量を調整する。すなわ
ち、例えば、図５及び図６に示すように、第１の圧電素
子２ａ又は第２の圧電素子２ｂに対物レンズ２１又は対
物レンズ２２によりレーザ光を照射して、第１の圧電体
２ａａ又は第２の圧電体２ｂａの所定位置、例えば長手
方向における所定部分の分極量を調整する。

【００５７】また、第１及び第２の圧電体２ａａ，２ｂ
ａの分極の破壊は上述したように、熱を加えてすること
に限定されることはなく、逆電界を印加することにより
分極を破壊することができる。

【００５８】例えば、基体素子３の上下面の垂直方向の
振動子１の振動について調整する場合には、第１及び第
２の圧電体２ａａ，２ｂａに同程度の電圧を印加して第
１及び第２の圧電体２ａａ，２ｂａの分極を破壊して分
極量を調整する。具体的には、図７に示すような回路か
らなる電圧印加手段２３により、第１及び第２の圧電素
子２ａ，２ｂに抗電界を超える逆電界を加えて、第１及
び第２の圧電体２ａａ，２ｂａの所定位置、例えば長手
方向における所定部分の分極量を調整する。

【００５９】また、基体素子３の対角方向の振動子１の
振動について調整する場合には、第１の圧電体２ａａ又
は第２の圧電体２ｂａに電圧を印加して第１の圧電体２
ａａ又は第２の圧電体２ｂａの分極量を調整する。具体
的には、図８及び図９に示すような回路からなる電圧印
加手段２４，２５により、第１の圧電素子２ａ又は第２
の圧電素子２ｂに電圧を印加して、第１の圧電体２ａａ
又は第２の圧電体２ｂａの所定位置、例えば長手方向に
おける所定部分の分極量を調整する。

【００６０】以上のように、圧電体の分極を破壊して
（分極の程度を変化させて、或いは分極量をトリミング
して）、その分極量を変化させることで、従来のように
振動子の構成部分を切削することなく、振動子の共振周
波数を所定の周波数に調整することができる。よって、
残留ノイズや温度特性に影響する振動子や圧電素子の表
面状態を変化させることなく、振動子の共振周波数を所
定の周波数に調整することができるので、信頼性が高い
角速度センサを提供することができ、また、振動数の調
整も容易とされている。

【００６１】すなわち、例えば、従来のように振動子を
切削して振動子の共振周波数を所定の周波数に調整する
とすれば、基体素子３や第１及び第２の基体素子２ａ，
２ｂが切削されることになるが、この場合、精度等の信
頼性上の問題が発生し、切削のための設備が大がかりに
なりコストアップに繋がる。しかし、本発明を適用する
ことにより、それらの問題は発生しない。

【００６２】また、圧電体のキュリー温度は、その組成
により大きく異なるが、通常１００〜３００℃程度であ
るため、加熱により分極を破壊する手段としては、通常
の半田ごてや出力の小さい半導体レーザ等でも可能であ
る。また、逆電界を加える場合でも、３ｋV/mm程度で十
分である。よって、加熱により又は逆電界を加えること
により非分極化する場合には大がかりな装置は必要とし
ない。

【００６３】また、周波数調整量は、温度、電圧、時間
でコントロールすることができるので、周波数の調整が
失敗した場合でも、再度圧電体に順電界を加えることに
より再生可能である。

【００６４】なお、上述の実施の形態の説明では、圧電
体の一部分について分極量を調整しているがこれに限定
されるものではない。例えば、圧電体の全体にわたり一
様として分極量を変化させることにより、振動子の共振
周波数を所定の周波数に調整することもできる。

【００６５】また、上述の実施の形態の説明では、基体
素子とは別個として設けられた圧電素子の圧電体につい
て分極量を調整しているがこれに限定されるものではな
い。例えば、圧電体自体が基体部をなす、すなわち、圧
電性部材に電極が印刷されて構成される振動子について
も共振周波数を所定の振動数に調整することができる。
この場合、基体部としても機能する圧電体の分極量を調
整する。

【００６６】また、上述の実施の形態の説明では、分極
を破壊するというような表現からもわかるように分極量
を少なくする方向に調整しているが、これに限定される
ものではない。すなわち、順電界を印加して分極量を増
加させる方向に調整することもできる。

【００６７】

【発明の効果】本発明に係る角速度センサは、圧電体に
同相電圧を印加して振動子を励振させるとともに、回転
運動により生じるコリオリ力による当該振動子の振動方
向の変化を圧電体により検出することで角速度を検出す
るものであって、圧電体の分極量が、振動子の振動周波
数調整工程において調整されていることにより、基体素
子や圧電体を切削加工することなく共振周波数が調整さ
れた振動子を振動させることができる。

【００６８】また、本発明に係る振動周波数調整方法
は、圧電体に同相電圧を印加して振動子を励振させると
ともに、回転運動により生じるコリオリ力による当該振
動子の振動方向の変化を圧電体により検出することで角
速度を検出する角速度センサにおける振動子の振動周波
数の調整を、圧電体の分極量を調整することにより行う
ことで、基体素子や圧電体を切削加工することなく振動
子の共振周波数を所定の周波数に調整することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した角速度センサーの構成を示す
正面図である。

【図２】角速度センサーの構成を示す斜視図である。

【図３】角速度センサーの構成を示す側面図である。

【図４】レーザを照射することにより、第１及び第２の
圧電体の所定部分を非分極化して、振動子の共振周波数
を所定の周波数に調整するときを示す正面図である。

【図５】レーザを照射することにより、第１の圧電体の
所定部分の分極を破壊して、振動子の共振周波数を所定
の周波数に調整するときを示す正面図である。

【図６】レーザを照射することにより、第２の圧電体の
所定部分の分極を破壊して、振動子の共振周波数を所定
の周波数に調整するときを示す正面図である。

【図７】逆電界を印加することにより、第１及び第２の
圧電体の所定部分を非分極化して、振動子の共振周波数
を所定の周波数に調整するときを示す正面図である。

【図８】逆電界を印加することにより、第１の圧電体の
所定部分を非分極化して、振動子の共振周波数を所定の
周波数に調整するときを示す正面図である。

【図９】逆電界を印加することにより、第２の圧電体の
所定部分を非分極化して、振動子の共振周波数を所定の
周波数に調整するときを示す正面図である。

【図１０】従来の角速度センサであって、振動子の基体
が四角柱形状とされたものの構成を示す正面図である。

【図１１】基体が四角柱形状とされている角速度センサ
の構成を示す斜視図である。

【図１２】従来の角速度センサであって、振動子の基体
が三角柱形状とされたものの構成を示す正面図である。

【図１３】基体が三角柱形状とされている角速度センサ
の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 振動子、２ａａ 第１の圧電体、２ｂａ 第２の圧
電体、３ 基体素子

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分極された圧電体により振動される略柱
   形状の振動子を備え、 上記圧電体に同相電圧を印加して上記振動子を励振させ
   るとともに、回転運動により生じるコリオリ力による当
   該振動子の振動方向の変化を上記圧電体により検出する
   ことで角速度を検出するものであって、 上記圧電体は、上記振動子の振動周波数調整工程におい
   て分極量が調整されていることを特徴とする角速度セン
   サ。
2. 【請求項２】 上記圧電体は、一部分について上記分極
   量が調整されていることを特徴とする請求項１記載の角
   速度センサ。
3. 【請求項３】 上記圧電体は、全体にわたり一様に分極
   量が調整されていることを特徴とする請求項１記載の角
   速度センサ。
4. 【請求項４】 上記振動子は、略柱形状の基体部と、こ
   の基体部の側面に設けられ、電極部により、上記圧電体
   に対して上記同相電圧を印加するとともに、上記基体部
   の振動方向の変化を上記圧電体を介して検出する圧電素
   子とを備えていることを特徴とする請求項１記載の角速
   度センサ。
5. 【請求項５】 上記基体部の側面に複数の上記圧電素子
   を備えており、 少なくとも一の上記圧電素子の圧電体が上記所定の分極
   量に調整されていることを特徴とする請求項４記載の角
   速度センサ。
6. 【請求項６】 圧電体に同相電圧を印加して振動子を励
   振させるとともに、回転運動により生じるコリオリ力に
   よる当該振動子の振動方向の変化を上記圧電体により検
   出することで角速度を検出する角速度センサにおける上
   記振動子の振動周波数の調整を、上記圧電体の分極量を
   調整することにより行うことを特徴とする振動周波数調
   整方法。
7. 【請求項７】 上記圧電体に熱を加えて分極量を調整す
   ることを特徴とする請求項６記載の振動周波数調整方
   法。
8. 【請求項８】 上記圧電体に逆電界を加えて分極量を調
   整することを特徴とする請求項６記載の振動周波数調整
   方法。
9. 【請求項９】 上記圧電体の一部分について分極量を調
   整することを特徴とする請求項６記載の振動周波数調整
   方法。
10. 【請求項１０】 上記圧電体の全体にわたり一様に分極
    量を調整することを特徴とする請求項６記載の振動周波
    数調整方法。
11. 【請求項１１】 上記振動子は、略柱形状の基体部と、
    この基体部の側面に設けられ、電極部により、上記圧電
    体に対して上記同相電圧を印加するとともに、上記基体
    部の振動方向の変化を上記圧電体を介して検出する圧電
    素子を複数備え、 少なくとも一の上記圧電素子の圧電体の分極量を調整す
    ることを特徴とする請求項６記載の振動周波数調整方
    法。