JP2001004380A - Angular velocity sensor - Google Patents

Angular velocity sensor

Info

Publication number
JP2001004380A
JP2001004380A JP11174860A JP17486099A JP2001004380A JP 2001004380 A JP2001004380 A JP 2001004380A JP 11174860 A JP11174860 A JP 11174860A JP 17486099 A JP17486099 A JP 17486099A JP 2001004380 A JP2001004380 A JP 2001004380A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrator
angular velocity
velocity sensor
housing
piezoelectric element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11174860A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshinori Takahashi
敏則 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP11174860A priority Critical patent/JP2001004380A/en
Publication of JP2001004380A publication Critical patent/JP2001004380A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an angular velocity sensor which has stable characteristics including a superior noise characteristic and temperature characteristic, can make frequency adjustment by grinding a vibrator without deteriorating the characteristics, and can be reduced in thickness. SOLUTION: An angular velocity sensor 16 is constituted in such a way that a quadrangular prism-like vibrator 8 is housed in an enclosure 5 having a top lid 3 and a bottom lid 4 with the longitudinal direction of the vibrator 8 in parallel with the longitudinal direction of the enclosure 5 and sensing elements 6 for drive and detection are attached to one side face or two facing side faces of the vibrator 8. The sensing element attaching surface of the vibrator 8 crosses the top and bottom faces of the enclosure 5 at right angles.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は角速度センサーに関
する。より詳しくは、四角柱形状の振動子を筐体に収容
した角速度センサー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 sensor. More specifically, the present invention relates to an angular velocity sensor in which a quadrangular prism-shaped vibrator is housed in a housing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の角速度センサーは、棒状の振動子
を所定の共振周波数で振動させ、振動子上に60度ない
し90度の角度で配置した2つの圧電素子の信号を差動
増幅することによって、角速度を検出していた。このよ
うな角速度センサーでは、多角柱振動子の対向しない2
面(あるいは3面以上)に圧電素子を精度よく位置決め
して貼り付けるか、多角柱振動子の対向しない2面(あ
るいは3面以上)または円筒面に電極を精度よく印刷す
る必要があった。このため、製造プロセスが面倒になり
量産性の面で難があった。
2. Description of the Related Art A conventional angular velocity sensor vibrates a rod-shaped vibrator at a predetermined resonance frequency, and differentially amplifies signals of two piezoelectric elements arranged on the vibrator at an angle of 60 to 90 degrees. The angular velocity was detected. In such an angular velocity sensor, the polygonal column vibrator does not face
It is necessary to accurately position and attach the piezoelectric element to the surface (or three or more surfaces), or to print electrodes accurately on two (or three or more) or cylindrical surfaces of the polygonal column vibrator that are not opposed to each other. For this reason, the manufacturing process becomes complicated, and there is a problem in terms of mass productivity.

【0003】このような欠点を改善するため、近年圧電
セラミックを積層して形成した四角柱振動子の1面ある
いは対向する2面に駆動/検出用素子を有する角速度セ
ンサーが開発された。
In order to improve such disadvantages, an angular velocity sensor having a driving / detecting element on one surface or two opposing surfaces of a quadrangular prism vibrator formed by laminating piezoelectric ceramics has recently been developed.

【0004】図5(A)(B)はそれぞれ、従来の角速
度センサーの分解斜視図および縦断面図である。この角
速度センサー1は、4側面を形成する矩形状の側枠2と
上蓋3と底蓋4とにより筐体5を構成し、この筐体5内
に振動子8を収容したものである。振動子8は、四角柱
形状のベース7の上面に一対となる2つの圧電素子6を
長手方向に沿って並列して装着し、全体として断面がほ
ぼ正方形の四角柱形状としたものである。これらの圧電
素子6が自励発振駆動用および角速度検出用の感知素子
を構成する。振動子8の下側には回路基板9が設けられ
る。この回路基板9には、圧電素子6を駆動して振動さ
せたり両電極(圧電素子6)間の差動信号に基づいてコ
リオリ力を検出するための駆動検出回路が形成されてい
る。
FIGS. 5A and 5B are an exploded perspective view and a longitudinal sectional view, respectively, of a conventional angular velocity sensor. In the angular velocity sensor 1, a housing 5 is constituted by a rectangular side frame 2 forming four side surfaces, an upper cover 3 and a bottom cover 4, and a vibrator 8 is accommodated in the housing 5. The vibrator 8 has a pair of two piezoelectric elements 6 mounted in parallel along the longitudinal direction on the upper surface of a base 7 having a square pillar shape, and has a square pillar shape having a substantially square cross section as a whole. These piezoelectric elements 6 constitute sensing elements for driving self-excited oscillation and detecting angular velocity. A circuit board 9 is provided below the vibrator 8. The circuit board 9 is provided with a drive detection circuit for driving the piezoelectric element 6 to vibrate or detecting a Coriolis force based on a differential signal between both electrodes (piezoelectric element 6).

【0005】振動子8は、その基本振動の節の位置で、
金属材料等からなる導電性および弾性を有する支持棒1
1により筐体5の側枠2に固定保持される。この支持棒
11は、振動子8の上面の各圧電素子6に対しそれぞれ
2ヵ所で接合され、圧電素子6に駆動電圧を供給した
り、出力信号を取り出すためのリード線の役割を兼ねて
いる。
The vibrator 8 is located at a node of the fundamental vibration,
A conductive and elastic support rod 1 made of a metal material or the like
1 fixedly held on the side frame 2 of the housing 5. The support rod 11 is joined to each of the piezoelectric elements 6 on the upper surface of the vibrator 8 at two places, and also serves as a lead wire for supplying a drive voltage to the piezoelectric element 6 and extracting an output signal. .

【0006】振動子8のベース7は、エリンバーなどの
恒弾性金属やセラミックまたはガラスなどで形成され
る。このベース7の材質が絶縁材の場合には、少なくと
も圧電素子6が形成される面とその反対側の面の2面が
メッキなどによって電極が形成され電気的に接続され
る。振動子8は回路基板9と電気的に接続され、この回
路基板9は筐体側面に設けた電極端子10を介して外部
に接続される。
The base 7 of the vibrator 8 is formed of a constant elastic metal such as Elinvar, ceramic or glass. When the material of the base 7 is an insulating material, at least two surfaces, that is, the surface on which the piezoelectric element 6 is formed and the opposite surface are formed by plating or the like, and are electrically connected. The vibrator 8 is electrically connected to a circuit board 9, and the circuit board 9 is connected to the outside via an electrode terminal 10 provided on a side surface of the housing.

【0007】筐体5の上蓋3および底蓋4は側枠2とと
もに、電磁気からのシールドのために金属材料で構成さ
れ、必要に応じて回路基板9のグラウンドを介して接地
される。なお、これらの材質は金属材料に限らず加工性
等を考慮して樹脂で形成してもよい。
The top cover 3 and the bottom cover 4 of the housing 5 are made of a metal material for shielding from electromagnetic waves, together with the side frame 2, and are grounded via the ground of the circuit board 9 as required. Note that these materials are not limited to metal materials, and may be formed of resin in consideration of workability and the like.

【0008】図6(A)(B)はそれぞれ、従来の角速
度センサーの別の構造を示す分解斜視図および縦断面図
である。
FIGS. 6A and 6B are an exploded perspective view and a longitudinal sectional view showing another structure of a conventional angular velocity sensor.

【0009】この角速度センサーは、振動子のベース7
の上面の圧電素子6を角速度検出用として専用に用い、
下面側に駆動専用の圧電素子14を装着して振動子13
を構成したものである。その他の構成は図5の従来構成
と同様である。
This angular velocity sensor is composed of a vibrator base 7
The piezoelectric element 6 on the upper surface is exclusively used for detecting the angular velocity,
A piezoelectric element 14 dedicated to driving is mounted on the lower surface side to
It is what constituted. Other configurations are the same as the conventional configuration of FIG.

【0010】上記構成の図5および図6の従来の角速度
センサーは、四角柱振動子の上面(図5)あるいは対向
する上下面(図6)のみに電極を設けた非常にシンプル
な構造であるため、曲面に電極を印刷するといった難し
い工程は必要としない。
The conventional angular velocity sensor having the above-described structure shown in FIGS. 5 and 6 has a very simple structure in which electrodes are provided only on the upper surface (FIG. 5) or opposed upper and lower surfaces (FIG. 6). Therefore, a difficult process such as printing an electrode on a curved surface is not required.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の角速度センサーにおいては、振動子の圧電素子は、
前述の構成で示したように筐体の上面および底面に対し
平行に配置されていたため、ノイズや温度特性の点で問
題があった。これは、特に角速度センサーの小型化を図
るために筐体の高さ寸法を小さくした場合、振動子上面
の圧電素子が上蓋に近接して電磁的な影響や浮遊容量の
影響が大きくなるためである。また、振動子下面側にも
圧電素子を設けた場合には、この圧電素子と回路基板と
の間の距離が近接し、この場合にも電磁的な影響や浮遊
容量の影響が大きくなる。
However, in the above conventional angular velocity sensor, the piezoelectric element of the vibrator is
As shown in the above-described configuration, since the case is arranged parallel to the top and bottom surfaces of the case, there are problems in terms of noise and temperature characteristics. This is because the piezoelectric element on the top of the vibrator is close to the top lid, and the effect of electromagnetic and stray capacitance increases, especially when the height of the housing is reduced to reduce the size of the angular velocity sensor. is there. Further, when a piezoelectric element is also provided on the lower surface side of the vibrator, the distance between the piezoelectric element and the circuit board is short, and also in this case, the influence of electromagnetic and stray capacitance becomes large.

【0012】すなわち、角速度センサーの部品厚さをで
きる限り薄くしようとすると、圧電素子が筐体の上蓋や
底蓋にぎりぎりまで近接することになる。筐体上蓋は電
磁シールドのため金属製である場合が多いが、その場
合、圧電素子と蓋との間に無視できない程度の浮遊容量
が発生してこれがノイズの原因となったり、またドリフ
トの原因となる。さらにこの浮遊容量は温度とともに変
化するので温度特性を悪化させる原因にもなる。また、
振動子は数kHz〜数十kHzの周波数で振動している
ので、すぐ近傍に蓋があると反響してノイズの原因とな
る。
In other words, if the thickness of the component of the angular velocity sensor is to be reduced as much as possible, the piezoelectric element will be very close to the upper and lower lids of the housing. The top cover of the housing is often made of metal for electromagnetic shielding, but in this case, a stray capacitance that cannot be ignored is generated between the piezoelectric element and the lid, causing noise or drift. Becomes Further, since the stray capacitance changes with temperature, it also causes deterioration of temperature characteristics. Also,
Since the vibrator vibrates at a frequency of several kHz to several tens of kHz, if there is a lid in the immediate vicinity, it reverberates and causes noise.

【0013】また、振動子は、筐体内に組込まれた状態
で、駆動方向の共振周波数と検出方向の共振周波数が所
定の周波数差になるように周波数調整される。この調整
は、振動子を切削工具やレーザートリミング装置などを
用いて切削して行われる。この切削を行うには十分な開
口部が必要なため、筐体の上蓋および底蓋を外した状態
で、通常は上蓋や底蓋および回路基板等を筐体に組み付
ける前に、筐体の上面および底面が開放された状態でこ
の開口部を通して周波数調整のための切削が行われる。
Further, the vibrator is frequency-adjusted such that the resonance frequency in the driving direction and the resonance frequency in the detection direction have a predetermined frequency difference in a state of being incorporated in the housing. This adjustment is performed by cutting the vibrator using a cutting tool or a laser trimming device. Since a sufficient opening is required to perform this cutting, the top and bottom lids of the housing are usually removed before the top and bottom lids, circuit boards, etc. are assembled to the housing with the top and bottom covers removed. In addition, cutting for frequency adjustment is performed through this opening with the bottom surface opened.

【0014】この場合、従来の振動子では開口面側に圧
電素子が設けられているため、この開口面側に配置され
た圧電素子を研削して周波数調整が行われていた。この
ような調整方法においては、圧電素子の研削調整により
圧電素子を薄くすると、圧電素子の有効面積が減少する
ことになり、蓋側からの影響が大きくなって安定した特
性が得られず、振動子のQ(機械的品質係数)や駆動効
率を劣化させ圧電振動ジャイロの効率を低下させてい
た。
In this case, since the piezoelectric element is provided on the opening side in the conventional vibrator, the frequency adjustment is performed by grinding the piezoelectric element disposed on the opening side. In such an adjustment method, when the piezoelectric element is thinned by grinding adjustment of the piezoelectric element, the effective area of the piezoelectric element is reduced, the influence from the lid side is increased, and stable characteristics cannot be obtained. This deteriorates the Q (mechanical quality factor) and driving efficiency of the element, thereby reducing the efficiency of the piezoelectric vibrating gyroscope.

【0015】本発明は上記従来技術を考慮したものであ
って、安定した特性でノイズや温度特性に優れ、特性を
劣化させることなく振動子の研削による周波数調整がで
き、且つ薄型化を可能とする角速度センサーの提供を目
的とする。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned prior art, and has a stable characteristic and excellent noise and temperature characteristics. The frequency can be adjusted by grinding the vibrator without deteriorating the characteristics, and the thickness can be reduced. The purpose is to provide an angular velocity sensor.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、上蓋と底蓋とを有する筐体内に振動子
を収容し、該振動子は四角柱形状であって、その長手方
向が筐体長手方向に沿って配設され、該振動子の1側面
または対向する2側面に駆動/検知用の感知素子が装着
された角速度センサーにおいて、前記振動子の感知素子
装着面が、前記筐体の上面および底面に直交して配設さ
れたことを特徴とする角速度センサーを提供する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a vibrator is housed in a housing having an upper lid and a bottom lid, and the vibrator has a quadrangular prism shape, and has a longitudinal direction. Is disposed along the longitudinal direction of the housing, and a sensing element for driving / detecting is mounted on one side or two opposite sides of the vibrator, wherein the sensing element mounting surface of the vibrator is Provided is an angular velocity sensor characterized by being disposed orthogonally to a top surface and a bottom surface of a housing.

【0017】この構成によれば、振動子の感知素子装着
面が筐体の上面と直交方向に向くため、筐体側枠内面と
の間の距離が十分に広がり、感知素子の上表面側に十分
な空間が確保される。このため、不必要な浮遊容量は発
生せず、感知素子に対する筐体側からの影響が小さくな
ってノイズや温度特性が向上する。これにより、特性や
品質を劣化させることなく筐体の上蓋および底蓋を振動
子に可能な限り近づけて角速度センサーの薄型化を図る
ことができる。
According to this configuration, since the sensing element mounting surface of the vibrator is oriented in a direction orthogonal to the upper surface of the housing, the distance between the inner surface of the housing side frame and the inner surface of the housing is sufficiently widened, and the upper surface of the sensing element is sufficiently provided. Space is secured. For this reason, unnecessary stray capacitance is not generated, and the influence of the housing on the sensing element is reduced, so that noise and temperature characteristics are improved. This makes it possible to reduce the thickness of the angular velocity sensor by bringing the top cover and the bottom cover of the housing as close to the vibrator as possible without deteriorating the characteristics and quality.

【0018】また、感知素子が装着されていない面が筐
体の上面側に配置されるため、筐体開口面からの周波数
調整は、四角柱形状の感知素子のない面を研削して行わ
れることになり、振動子の特性劣化は生じない。
Further, since the surface on which the sensing element is not mounted is arranged on the upper surface side of the housing, the frequency adjustment from the opening surface of the housing is performed by grinding the surface without the sensing element in the shape of a quadrangular prism. That is, the characteristics of the vibrator do not deteriorate.

【0019】本発明では、前記感知素子として、圧電素
子、電歪素子または磁歪素子を用いることができる。
In the present invention, a piezoelectric element, an electrostrictive element or a magnetostrictive element can be used as the sensing element.

【0020】好ましい構成例では、前記振動子は、その
長手方向に沿った2ヵ所の振動の節の位置で導電性を有
する弾性材料により前記筐体側に支持されたことを特徴
としている。
In a preferred configuration example, the vibrator is supported on the housing side by a conductive elastic material at two vibration nodes along the longitudinal direction of the vibrator.

【0021】この構成によれば、金属等の導電性および
弾性を有する支持部材で、振動子の節を支持するため、
基本振動に影響することなく、効率よく振動子を駆動し
且つ検知信号を得ることができるとともに、支持部材を
電極リード線として用いることができるため構造を簡素
化することができる。
According to this configuration, the supporting member having conductivity and elasticity such as metal supports the node of the vibrator.
The vibrator can be efficiently driven and the detection signal can be obtained without affecting the basic vibration, and the structure can be simplified because the support member can be used as the electrode lead wire.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図1(A)(B)はそれぞ
れ、本発明に係る角速度センサーの分解斜視図および縦
断面図である。この角速度センサー16は、前述の図5
の角速度センサーの振動子の圧電素子の装着面を変えた
ものであり、振動子8の側面(筐体上下面と直交する
面)に圧電素子6を設けたものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B are an exploded perspective view and a longitudinal sectional view, respectively, of an angular velocity sensor according to the present invention. This angular velocity sensor 16 is the same as that shown in FIG.
In this embodiment, the mounting surface of the piezoelectric element of the vibrator of the angular velocity sensor is changed, and the piezoelectric element 6 is provided on the side surface of the vibrator 8 (the surface orthogonal to the upper and lower surfaces of the housing).

【0023】この振動子8の配置以外の構成については
基本的に図5の例と同様である。すなわち、この角速度
センサー16は、4側面を形成する矩形状の側枠2と上
蓋3と底蓋4とにより筐体5を構成し、この筐体5内に
振動子8を収容したものである。振動子8は、四角柱形
状のベース7の一方の側面(筐体5の上面および底面に
直交する面)に一対となる2つの圧電素子6を長手方向
に沿って並列して装着し、全体として断面がほぼ正方形
の四角柱形状としたものである。これらの圧電素子6が
自励発振駆動用および角速度検出用の感知素子を構成す
る。振動子8の下側には回路基板9が設けられる。この
回路基板9には、圧電素子6を駆動して振動させたり両
電極(圧電素子6)間の差動信号に基づいてコリオリ力
を検出するための駆動検出回路が形成されている。
The configuration other than the arrangement of the vibrator 8 is basically the same as the example of FIG. That is, the angular velocity sensor 16 is configured such that the housing 5 is configured by the rectangular side frame 2 forming four side surfaces, the upper cover 3 and the bottom cover 4, and the vibrator 8 is accommodated in the housing 5. . The vibrator 8 has a pair of two piezoelectric elements 6 mounted on one side surface (a surface orthogonal to the upper surface and the bottom surface of the housing 5) in parallel along the longitudinal direction on one side surface of the base 7 having a rectangular column shape. The cross section is in the shape of a quadrangular prism having a substantially square cross section. These piezoelectric elements 6 constitute sensing elements for driving self-excited oscillation and detecting angular velocity. A circuit board 9 is provided below the vibrator 8. The circuit board 9 is provided with a drive detection circuit for driving the piezoelectric element 6 to vibrate or detecting a Coriolis force based on a differential signal between both electrodes (piezoelectric element 6).

【0024】本実施形態では、振動子8の圧電素子装着
面およびその反対側の面と筐体内壁面との間に十分な空
間15が形成される。また、筐体5の上面および底面に
は振動子8の圧電素子が装着されていない面が向けられ
て配設される。このような構成とすることにより、部品
(角速度センサー)の小型化(実装面積と部品高さを最
小にする構成)を図るために、振動子を回路基板と筐体
の蓋に接触しない程度に近接して挟んで配置した場合
に、圧電素子の電極近傍には十分な空間15が確保され
ているため不必要な浮遊容量は発生せず、ノイズの影響
が抑制され安定した温度特性が維持される。また、後述
のように周波数調整のための切削による特性劣化が防止
される。
In the present embodiment, a sufficient space 15 is formed between the piezoelectric element mounting surface of the vibrator 8 and the surface on the opposite side thereof and the inner wall surface of the housing. Further, the surface of the vibrator 8 on which the piezoelectric element is not mounted is directed to the upper and lower surfaces of the housing 5. With this configuration, in order to reduce the size of the component (angular velocity sensor) (the configuration that minimizes the mounting area and component height), the vibrator should be in contact with the circuit board and the lid of the housing. When the piezoelectric elements are arranged close to each other, a sufficient space 15 is secured near the electrodes of the piezoelectric element, so that unnecessary stray capacitance is not generated, the influence of noise is suppressed, and stable temperature characteristics are maintained. You. Further, as will be described later, characteristic deterioration due to cutting for frequency adjustment is prevented.

【0025】振動子8は、その基本振動の節の位置とな
る長手方向の2ヵ所で、各位置で上下左右の合計4本の
金属材料等からなる導電性および弾性を有する支持棒1
1により筐体5の側枠2に固定保持される。この支持棒
11は、図1(B)に示すように、先端が屈曲して振動
子8の両側面の上下に接合される。図の振動子の右側面
では、支持棒11は、各圧電素子6に対し接合され、こ
の圧電素子6に駆動電圧を供給したり、出力信号を取り
出す。このように支持棒11は振動子に対する信号受け
渡しのためのリード線の役割を兼ねている。
The vibrator 8 is provided with conductive and elastic support rods 1 made of a total of four metal materials and the like at the top and bottom and left and right at two positions in the longitudinal direction which are the positions of the nodes of the fundamental vibration.
1 fixedly held on the side frame 2 of the housing 5. As shown in FIG. 1 (B), the support rod 11 is bent at its tip and joined to the upper and lower sides of both sides of the vibrator 8. On the right side of the vibrator in the figure, the support bar 11 is joined to each piezoelectric element 6 to supply a drive voltage to this piezoelectric element 6 and to take out an output signal. As described above, the support rod 11 also serves as a lead wire for transferring signals to and from the vibrator.

【0026】振動子8のベース7は、エリンバーなどの
恒弾性金属やセラミックまたはガラスなどで形成され
る。このベース7の材質が絶縁材の場合には、少なくと
も圧電素子6が接着される面とその反対側の面の2面が
メッキなどによって電極が形成され電気的に接続され
る。振動子8は回路基板9と電気的に接続され、この回
路基板9は筐体側面に設けた電極端子10を介して外部
に接続される。
The base 7 of the vibrator 8 is made of a constant elastic metal such as Elinvar, ceramic or glass. When the material of the base 7 is an insulating material, at least two surfaces, that is, the surface to which the piezoelectric element 6 is bonded and the opposite surface are formed by plating or the like, and are electrically connected. The vibrator 8 is electrically connected to a circuit board 9, and the circuit board 9 is connected to the outside via an electrode terminal 10 provided on a side surface of the housing.

【0027】筐体5の上蓋3および底蓋4は側枠2とと
もに、電磁気からのシールドのために金属材料で構成さ
れ、必要に応じて回路基板9のグラウンドを介して接地
される。なお、これらの材質は金属材料に限らず加工性
等を考慮して樹脂で形成してもよい。
The top cover 3 and the bottom cover 4 of the housing 5 are made of a metal material together with the side frame 2 for shielding from electromagnetic waves, and are grounded via the ground of the circuit board 9 as required. Note that these materials are not limited to metal materials, and may be formed of resin in consideration of workability and the like.

【0028】図2は、本発明に係る角速度センサーの周
波数調整の説明図である。図示したように、筐体の側枠
3に振動子8を取付けた後、回路基板や上蓋および底蓋
を取付ける前に、筐体上下の開口面から図示しない切削
工具(砥石やサンドブラスト等)あるいはレーザートリ
ミング装置等を用いて振動子8の上向きの側面を切削し
てモニタリングしながら周波数調整を行う。この場合、
振動子8の切削面となる図の上下の面は前述のように圧
電素子が装着されていない面である。したがって、振動
子8のQや駆動効率が劣化するおそれがなくなる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of frequency adjustment of the angular velocity sensor according to the present invention. As shown, after attaching the vibrator 8 to the side frame 3 of the housing, before mounting the circuit board, the top cover, and the bottom cover, a cutting tool (grinding stone, sand blast, or the like) (not shown) or The frequency adjustment is performed while monitoring and monitoring the upward side surface of the vibrator 8 using a laser trimming device or the like. in this case,
The upper and lower surfaces in the figure, which are the cut surfaces of the vibrator 8, are surfaces on which the piezoelectric elements are not mounted as described above. Therefore, there is no possibility that the Q and the driving efficiency of the vibrator 8 are deteriorated.

【0029】図3は、本発明の別の実施の形態の縦断面
図である。この実施形態は、特に部品の薄型化を図った
ものである。この実施形態に係る角速度センサー17
は、回路基板9を前述の振動子8の下側に設ける構成に
代えて、振動子8の側方に配設したものである。これに
より筐体5の高さを低くすることができる。この場合、
筐体5の形状は回路基板9を振動子8に並列させるため
平面的に大きな形状となるが、本実施形態では、高さ方
向のスペース削減を優先させたものである。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of another embodiment of the present invention. This embodiment is intended to reduce the thickness of parts. Angular velocity sensor 17 according to this embodiment
Is arranged on the side of the vibrator 8 instead of the configuration in which the circuit board 9 is provided below the vibrator 8. Thereby, the height of the housing 5 can be reduced. in this case,
Although the shape of the housing 5 is large in a plan view because the circuit board 9 is arranged in parallel with the vibrator 8, in this embodiment, priority is given to space reduction in the height direction.

【0030】図4(A)(B)はそれぞれ、本発明の角
速度センサーの別の構造を示す分解斜視図および縦断面
図である。この実施形態に係る角速度センサー18は、
前述の図6の角速度センサー12に対し本発明を適用し
たものであり、振動子13のベース7の一方の側面の圧
電素子6を角速度検出用として専用に用い、その反対側
の側面に駆動専用の圧電素子14を装着して振動子13
を構成したものである。その他の構成は図6の従来構成
と同様であり、その作用効果は前述の図1の実施形態と
同様である。
FIGS. 4A and 4B are an exploded perspective view and a longitudinal sectional view, respectively, showing another structure of the angular velocity sensor of the present invention. The angular velocity sensor 18 according to this embodiment includes:
The present invention is applied to the angular velocity sensor 12 of FIG. 6 described above. The piezoelectric element 6 on one side of the base 7 of the vibrator 13 is exclusively used for detecting angular velocity, and the piezoelectric element 6 is exclusively used for driving on the opposite side. Of the vibrator 13
It is what constituted. Other configurations are the same as those of the conventional configuration of FIG. 6, and the operational effects are the same as those of the above-described embodiment of FIG.

【0031】なお、上記各実施形態においては、振動子
を構成する自励発振駆動用および角速度検出用の素子と
して圧電素子を用いたが、これに代えて、電歪素子ある
いは磁歪素子を用いることもできる。
In each of the above embodiments, the piezoelectric element is used as the element for driving the self-excited oscillation and the element for detecting the angular velocity constituting the vibrator, but an electrostrictive element or a magnetostrictive element may be used instead. Can also.

【0032】本発明に係る角速度センサーは、ビデオカ
メラ等の撮像装置に組込んで手ぶれを検出してその補正
機構を構成したり、カーナビゲーションシステムに組込
んでカーブ等の走行を検出してGPS電波が届かない場
所での位置を演算したり、あるいはバーチャルリアリテ
ィ装置に組込んでロボット等の動きを制御するために用
いることができる。
The angular velocity sensor according to the present invention is incorporated in an image pickup apparatus such as a video camera to detect a camera shake to constitute a correction mechanism thereof, or is incorporated in a car navigation system to detect travel of a curve or the like to provide a GPS. It can be used to calculate the position in a place where radio waves do not reach, or to incorporate it into a virtual reality device to control the movement of a robot or the like.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、振動
子の感知素子(圧電素子等)の装着面が筐体の上面と直
交方向に向くため、筐体側枠の内面との間の距離が十分
に広がり、感知素子の上表面側に十分な空間が確保され
る。このため、不必要な浮遊容量は発生せず、感知素子
に対する筐体側からの影響が小さくなってノイズや温度
特性が向上する。これにより、特性や品質を劣化させる
ことなく筐体の上蓋および底蓋を振動子に可能な限り近
づけて角速度センサーの薄型化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, the mounting surface of the vibrator for the sensing element (piezoelectric element or the like) is oriented in a direction orthogonal to the upper surface of the housing. Are sufficiently spread, and a sufficient space is secured on the upper surface side of the sensing element. For this reason, unnecessary stray capacitance is not generated, and the influence of the housing on the sensing element is reduced, so that noise and temperature characteristics are improved. This makes it possible to reduce the thickness of the angular velocity sensor by bringing the top cover and the bottom cover of the housing as close to the vibrator as possible without deteriorating the characteristics and quality.

【0034】また、感知素子が装着されていない面が筐
体の上面側に配置されるため、筐体開口面からの周波数
調整は、四角柱形状の感知素子のない面を研削して行わ
れることになり、感知素子を研削することによる振動子
の特性劣化は生じない。
Further, since the surface on which the sensing element is not mounted is arranged on the upper surface side of the housing, the frequency adjustment from the opening surface of the housing is performed by grinding the surface having no square-shaped sensing element. That is, the characteristics of the vibrator are not deteriorated by grinding the sensing element.

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

【図1】 本発明の実施の形態の構成説明図。FIG. 1 is a configuration explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明に係る角速度センサーの周波数調整方
法の説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a frequency adjusting method of the angular velocity sensor according to the present invention.

【図3】 本発明の別の実施の形態の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention.

【図4】 本発明のさらに別の実施の形態の構成説明
図。
FIG. 4 is a configuration explanatory view of still another embodiment of the present invention.

【図5】 従来の角速度センサーの構成説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of a configuration of a conventional angular velocity sensor.

【図6】 従来の別の角速度センサーの構成説明図。FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of another conventional angular velocity sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:角速度センサー、2:側枠、3:上蓋、4:底蓋、
5:筐体、6:圧電素子、7:ベース、8:振動子、
9:回路基板、10:電極端子、11:支持棒、12:
角速度センサー、13:振動子、14:圧電素子、1
5:空間、16,17,18:角速度センサー。
1: angular velocity sensor, 2: side frame, 3: top cover, 4: bottom cover,
5: housing, 6: piezoelectric element, 7: base, 8: vibrator,
9: circuit board, 10: electrode terminal, 11: support rod, 12:
Angular velocity sensor, 13: vibrator, 14: piezoelectric element, 1
5: space, 16, 17, 18: angular velocity sensor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】上蓋と底蓋とを有する筐体内に振動子を収
容し、 該振動子は四角柱形状であって、その長手方向が筐体長
手方向に沿って配設され、 該振動子の1側面または対向する2側面に駆動/検知用
の感知素子が装着された角速度センサーにおいて、 前記振動子の感知素子装着面が、前記筐体の上面および
底面に直交して配設されたことを特徴とする角速度セン
サー。
1. A vibrator is accommodated in a housing having an upper lid and a bottom lid, the vibrator has a quadrangular prism shape, and its longitudinal direction is arranged along the longitudinal direction of the housing. Wherein the sensing element mounting surface of the vibrator is arranged orthogonal to the top and bottom surfaces of the housing. An angular velocity sensor characterized by the following.
【請求項2】前記感知素子は、圧電素子、電歪素子また
は磁歪素子からなることを特徴とする請求項1に記載の
角速度センサー。
2. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein said sensing element comprises a piezoelectric element, an electrostrictive element or a magnetostrictive element.
【請求項3】前記振動子は、その長手方向に沿った2ヵ
所の振動の節の位置で導電性を有する弾性材料により前
記筐体側に支持されたことを特徴とする請求項1に記載
の角速度センサー。
3. The vibrator according to claim 1, wherein the vibrator is supported on the housing side by a conductive elastic material at two vibration nodes along a longitudinal direction of the vibrator. Angular velocity sensor.
JP11174860A 1999-06-22 1999-06-22 Angular velocity sensor Pending JP2001004380A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11174860A JP2001004380A (en) 1999-06-22 1999-06-22 Angular velocity sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11174860A JP2001004380A (en) 1999-06-22 1999-06-22 Angular velocity sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001004380A true JP2001004380A (en) 2001-01-12

Family

ID=15985930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11174860A Pending JP2001004380A (en) 1999-06-22 1999-06-22 Angular velocity sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001004380A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003294450A (en) * 2002-01-30 2003-10-15 Ngk Insulators Ltd Supporting device for vibration element and supporting structure for vibration element
JP2007047167A (en) * 2005-08-08 2007-02-22 Litton Syst Inc Nodal position correction method of vibrating beam
JP2009103715A (en) * 2002-01-30 2009-05-14 Seiko Epson Corp System and structure for supporting vibrator
JP2018048897A (en) * 2016-09-21 2018-03-29 株式会社東芝 Sensor and sensor package

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003294450A (en) * 2002-01-30 2003-10-15 Ngk Insulators Ltd Supporting device for vibration element and supporting structure for vibration element
JP2009103715A (en) * 2002-01-30 2009-05-14 Seiko Epson Corp System and structure for supporting vibrator
JP2007047167A (en) * 2005-08-08 2007-02-22 Litton Syst Inc Nodal position correction method of vibrating beam
JP2018048897A (en) * 2016-09-21 2018-03-29 株式会社東芝 Sensor and sensor package
US10473685B2 (en) 2016-09-21 2019-11-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Sensor and sensor package

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4702942B2 (en) Vibrating gyro element and vibrating gyro
EP2012087B1 (en) Vibration gyro
US20080210007A1 (en) Angular velocity sensor
JP3285140B2 (en) Adjustment method of vibration gyro
JP2006201053A (en) Piezoelectric vibrating gyroscope element, support structure of same, and gyro sensor
US7975546B2 (en) Angular velocity sensor and angular velocity sensing device
JP2006201118A (en) Piezoelectric vibrating gyroscope element and gyro sensor
JP4144495B2 (en) Angular velocity sensor
JP2005098983A (en) Oscillator, electronic device, and frequency adjusting method for oscillator
KR100527351B1 (en) Vibrating gyroscope and angular velocity sensor
JP2001004380A (en) Angular velocity sensor
JP2007232710A (en) Oscillator for oscillating gyroscope
JP2007163248A (en) Piezoelectric vibration gyro
JPH09269227A (en) Vibration gyroscope
JP2003028648A (en) Vibration gyroscope and electronic device using the same
JP2001082964A (en) Resonant element
JP2005345404A (en) Vibrator for piezoelectric vibration gyroscope, and its manufacturing method
JPH1038579A (en) Piezoelectric gyroscope
JP2009128020A (en) Piezoelectric vibration gyroscope using tuning fork type piezoelectric single crystal vibrator
JPH08334332A (en) Vibration gyro
JP3028999B2 (en) Vibrating gyro
JP2008145325A (en) Vibration gyro
JP2009192403A (en) Angular velocity and acceleration detector
JP3473241B2 (en) Vibrating gyroscope and method for manufacturing vibrating gyroscope
JPH10122867A (en) Microgyro