JP2001021359A - Piezoelectric angle of oscillation speed sensor and manufacture of oscillator - Google Patents

Piezoelectric angle of oscillation speed sensor and manufacture of oscillator

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JP2001021359A
JP2001021359A JP11192929A JP19292999A JP2001021359A JP 2001021359 A JP2001021359 A JP 2001021359A JP 11192929 A JP11192929 A JP 11192929A JP 19292999 A JP19292999 A JP 19292999A JP 2001021359 A JP2001021359 A JP 2001021359A
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vibrator
angular velocity
electrodes
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美根生 頼住
Toshiyuki Kawamura
俊行 川村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric angle of oscillation speed sensor whose characteristics are made stable by simplifying a structure and a manufacturing process, reducing manufacturing costs, and increasing working precision, and a method for manufacturing the oscillator. SOLUTION: An oscillator 30 of a piezoelectric angle of oscillation speed sensor is constituted of a piezoelectric body 35 shaped like a square pole, and a first divided electrode 33a and a second divided electrode 33b are formed on a first die face 33, and a third divided electrode 34a and a fourth divided electrode 34b are formed on a second side face 34. This piezoelectric body 35 is supported by the node of oscillation, and an AC voltage is impressed to the electrode for exciting driving (the first divided electrode) 33a, and the both edges related with the axial direction are allowed to resonate and oscillate as free edges, and a voltage difference generated due to the generation of a Coriolis force when an angle of rotation speed is added is detected from two electrodes for detection (the first divided electrode 33a and the second divided electrode 33b).

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、例えばカメラ一体
型ビデオテープレコーダに搭載され、手振れを検出する
圧電振動角速度センサー及びその振動子の製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric vibration angular velocity sensor mounted on, for example, a camera-integrated video tape recorder for detecting camera shake and a method of manufacturing the vibrator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、角速度センサーは、航空機のよう
に慣性座標系の角速度を検出し進行方向を割り出す用途
に用いられてきたが、最近では、自動車のナビゲーショ
ンの補助機能として、また、カメラ一体型ビデオテープ
レコーダの手振れ防止機能にも応用され、その需要は急
速に拡大している。
2. Description of the Related Art Conventionally, an angular velocity sensor has been used for detecting an angular velocity in an inertial coordinate system and determining a traveling direction like an aircraft. However, recently, an angular velocity sensor has been used as an auxiliary function for car navigation and a camera. It is also applied to the camera shake prevention function of a built-in video tape recorder, and its demand is rapidly expanding.

【0003】第1従来例としての圧電振動角速度センサ
ーの振動子1を図32に示す。振動子1は、三角柱状の
ニッケル合金2の各側面に、両面に電極が形成された圧
電体4a、4b、4cが接着されてなる。図には、圧電
体4aしか見えないが、圧電体4bはニッケル合金2の
底面に、圧電体4cは残りのもう一面に取り付けられて
いる。振動子1は、例えばカメラ一体型ビデオテープレ
コーダの筐体内に固定された2つの支持部材3、3に、
側辺2aの2点(符号5で示される)で溶接され、吊り
下げられるようにして支持されている。
FIG. 32 shows a vibrator 1 of a piezoelectric vibration angular velocity sensor as a first conventional example. The vibrator 1 is formed by bonding piezoelectric bodies 4 a, 4 b, and 4 c having electrodes formed on both sides to respective side surfaces of a nickel alloy 2 having a triangular prism shape. Although only the piezoelectric body 4a is visible in the figure, the piezoelectric body 4b is attached to the bottom surface of the nickel alloy 2 and the piezoelectric body 4c is attached to the other surface. The vibrator 1 includes, for example, two support members 3 fixed in a housing of a camera-integrated video tape recorder,
It is welded at two points on the side 2a (indicated by reference numeral 5) and supported so as to be suspended.

【0004】以上のように構成される振動子1は、後述
で詳しく説明するが図33に示される回路に接続され、
y方向に支持点5、5を節として共振振動させる。この
とき、カメラ一体型ビデオテープレコーダの手振れに起
因する回転力24が振動子の中心Cのまわりに生じる
と、共振しているy方向と直角なx方向にコリオリ力が
生じる。コリオリ力は、振動子1の質量をm、y方向の
振動の速度ベクトルをv、回転力24の角速度ベクトル
をωとすると、2m[v×ω]で表される。このコリオ
リ力を検出することにより回転力24を検出して、カメ
ラ一体型ビデオテープレコーダの光学系を含む撮像ユニ
ットを水平及び垂直方向に駆動するアクチュエータを制
御して、画振れの少ない撮像画像を得るようにしてい
る。
The oscillator 1 configured as described above is connected to a circuit shown in FIG.
Resonant vibration is performed in the y direction with the support points 5 and 5 as nodes. At this time, if a rotational force 24 caused by camera shake of the camera-integrated video tape recorder is generated around the center C of the vibrator, a Coriolis force is generated in the x direction perpendicular to the resonating y direction. The Coriolis force is represented by 2 m [v × ω], where m is the mass of the vibrator 1, v is the velocity vector of the vibration in the y direction, and ω is the angular velocity vector of the rotational force 24. By detecting the Coriolis force, the rotational force 24 is detected, and the actuator that drives the imaging unit including the optical system of the camera-integrated video tape recorder in the horizontal and vertical directions is controlled, so that a captured image with little image blur can be obtained. I'm trying to get.

【0005】次に、図33を参照して、振動子1が接続
される回路について説明する。
Next, a circuit to which the vibrator 1 is connected will be described with reference to FIG.

【0006】図33は従来実施されていた図32に示す
三角柱状ニッケル合金振動子を用いた角速度センサーの
処理回路である。この処理回路は、三角柱状振動子2の
下面圧電素子4bの電極面に入力端が接続された増幅器
18と、この増幅器18の出力端に接続された移相器1
9と、三角柱状振動子2の駆動・検出兼用圧電素子4
a,4cとこれらの電極面4a,4cに接続された差動
増幅器20と、この差動増幅器20の出力端に接続され
た同期検波器22と、この同期検波器22の出力端に接
続されたローパスフィルター23とから成り、移相器1
9の出力端は分割抵抗R及び同期検波器22に接続され
ている。
FIG. 33 shows a conventional processing circuit for an angular velocity sensor using a triangular columnar nickel alloy oscillator shown in FIG. This processing circuit includes an amplifier 18 having an input terminal connected to the electrode surface of the lower surface piezoelectric element 4b of the triangular prism vibrator 2, and a phase shifter 1 connected to the output terminal of the amplifier 18.
9 and the piezoelectric element 4 for both driving and detection of the triangular prism vibrator 2
a, 4c, the differential amplifier 20 connected to the electrode surfaces 4a, 4c, the synchronous detector 22 connected to the output terminal of the differential amplifier 20, and the synchronous detector 22 connected to the output terminal of the synchronous detector 22. And a low-pass filter 23, and the phase shifter 1
9 is connected to the dividing resistor R and the synchronous detector 22.

【0007】以上のように構成された圧電振動角速度セ
ンサーの作動原理を説明する。増幅器18への直流電源
の投入によりこの増幅器18を作動状態にし、移相器1
9を通して駆動・検出兼用圧電素子4a,4cに略25
kHzの駆動電圧を印加すると、振動子1は図32に示
す支持点5を節とし、振動子1の両端を自由端としてy
方向に自身の安定した機械的共振周波数で自励振動す
る。移相器19は増幅器18の出力を位相調整している
が、この位相調整で振動子1は自励振動することができ
る。今、振動子1に回転24が加わっていない場合、圧
電素子4a,4cの歪みは全く同じように起こるので両
圧電素子4a,4cからの出力は振幅、位相ともに同一
であり、従って差動増幅器20の出力は0である。
The operation principle of the piezoelectric vibration angular velocity sensor configured as described above will be described. When the DC power supply to the amplifier 18 is turned on, the amplifier 18 is activated and the phase shifter 1
9 through the drive / detection piezoelectric elements 4a and 4c.
When a driving voltage of kHz is applied, the vibrator 1 has the support point 5 shown in FIG. 32 as a node and both ends of the vibrator 1 as free ends.
Self-excited vibration in its direction at its own stable mechanical resonance frequency. Although the phase shifter 19 adjusts the phase of the output of the amplifier 18, the vibrator 1 can self-oscillate by this phase adjustment. Now, when the rotation 24 is not applied to the vibrator 1, the distortion of the piezoelectric elements 4a and 4c occurs in exactly the same manner, so that the outputs from both the piezoelectric elements 4a and 4c are the same in both amplitude and phase, and therefore the differential amplifier The output of 20 is zero.

【0008】振動子2が以上のようにy方向に機械的振
動をしている状態で回転24が加わった場合、回転中心
軸Cとy軸に直角(x方向)にコリオリ力が発生し、励
振によるy方向の力とコリオリ力によるx方向の力の合
成力が振動子2を歪ませる。この歪みはx方向に生じる
ので圧電素子4a,4cの電極面には互いに逆符号の電
圧、すなわち逆位相の電圧が生じる。以下、このコリオ
リ力による生じる信号をコリオリ信号と呼ぶことにす
る。
When the rotation 24 is applied while the vibrator 2 is mechanically vibrating in the y direction as described above, a Coriolis force is generated at right angles (x direction) to the rotation center axis C and the y axis, The combined force of the force in the y direction by the excitation and the force in the x direction by the Coriolis force distorts the vibrator 2. Since this distortion occurs in the x direction, voltages having opposite signs, that is, voltages having opposite phases are generated on the electrode surfaces of the piezoelectric elements 4a and 4c. Hereinafter, a signal generated by this Coriolis force will be referred to as a Coriolis signal.

【0009】前記合成力により圧電素子4a,4cから
はそれぞれの励振信号とコリオリ信号とが重畳された形
の交流信号として検出される。この検出信号はそれぞれ
差動増幅器20に反転入力と非反転入力されて、差動後
の出力には同位相である励振信号が互いに打ち消され、
逆位相のコリオリ信号だけが検出される。検出されたコ
リオリ信号は同期検波器22に入力され、移相器19の
出力で同期検波される。同期検波により得られた信号は
励振信号の高周波成分が混じっているのでローパスフィ
ルター23で高周波成分を除去し、回転角速度ωに比例
した振幅を有する信号が得られる。
Due to the combined force, the piezoelectric elements 4a and 4c detect the respective excitation signals and Coriolis signals as superposed AC signals. The detection signals are respectively inverted and non-inverted input to the differential amplifier 20, and the excitation signals having the same phase are mutually canceled in the output after the differential operation.
Only Coriolis signals of opposite phase are detected. The detected Coriolis signal is input to the synchronous detector 22 and synchronously detected at the output of the phase shifter 19. Since the high frequency component of the excitation signal is mixed in the signal obtained by the synchronous detection, the high frequency component is removed by the low-pass filter 23, and a signal having an amplitude proportional to the rotational angular velocity ω is obtained.

【0010】次に、図34に、第2の従来例としての圧
電振動角速度センサーの振動子6を、図35に振動子6
が接続された回路図を示す。この振動子6は、円柱状の
圧電セラミックス7に、その周面に6個の電極9、1
0、11、12、13、14が、例えばスクリーン印刷
により形成されている。なお、図35では電極9は、回
路の接続関係をわかりやすくするために軸方向に延びて
いるように図示したが、実際は図34に示されるよう
に、円柱状の圧電セラミックス7の周方向に沿って形成
されている。電極11、12、14はつながっており、
電気接続線15を介して接地されている。電極9、1
0、13はそれぞれ電気的に独立しており、それぞれ電
気接続線17、25、16を介して、後述する回路の各
構成要素と接続している。
Next, FIG. 34 shows a vibrator 6 of a piezoelectric vibration angular velocity sensor as a second conventional example, and FIG.
FIG. The vibrator 6 has a cylindrical piezoelectric ceramic 7 and six electrodes 9, 1 on its peripheral surface.
0, 11, 12, 13, and 14 are formed by, for example, screen printing. In FIG. 35, the electrodes 9 are illustrated as extending in the axial direction for easy understanding of the connection of the circuit. However, as shown in FIG. 34, in practice, the electrodes 9 extend in the circumferential direction of the columnar piezoelectric ceramics 7. It is formed along. The electrodes 11, 12, 14 are connected,
It is grounded via an electrical connection line 15. Electrodes 9, 1
Reference numerals 0 and 13 are electrically independent from each other, and are connected to respective components of a circuit to be described later via electrical connection lines 17, 25 and 16, respectively.

【0011】この振動子6は、ゴムでなる2つの支持部
材8、8によって支持されており、この支持点を節とし
て、上記第1従来例と同様に、y方向に共振振動され、
このとき、回転力24が振動子の中心Cのまわりに生じ
ると、共振しているy方向と直角なx方向にコリオリ力
が生じる。そして、このコリオリ力を検出することによ
り回転力24を検出する。
The vibrator 6 is supported by two rubber support members 8 and 8, and the vibrator 6 is resonated and vibrated in the y-direction with the support points as nodes, as in the first conventional example.
At this time, when the rotational force 24 is generated around the center C of the vibrator, a Coriolis force is generated in the x direction perpendicular to the resonating y direction. Then, the rotational force 24 is detected by detecting the Coriolis force.

【0012】図35は従来実施されていた図34に示す
円柱状圧電振動子7を用いた角速度センサー6の処理回
路である。この処理回路は、円柱状圧電振動子7の駆動
用電極9に出力端が接続された増幅器18と、円柱状圧
電振動子7の検出用電極10,13に接続された差動増
幅器20および加算器21と、差動増幅器20の出力端
に接続された同期検波器22と、この同期検波器22の
出力端に接続されたローパスフィルター23と、加算器
21の出力端と増幅器18の入力端との間に接続された
移相器19とから成り、また電極11,12,14はア
ースされている。なお、図35において、図33に示し
た回路における構成要素と対応するものについては同じ
符号を付するものとする。
FIG. 35 shows a processing circuit of the angular velocity sensor 6 using the columnar piezoelectric vibrator 7 shown in FIG. This processing circuit includes an amplifier 18 having an output terminal connected to the driving electrode 9 of the cylindrical piezoelectric vibrator 7, a differential amplifier 20 connected to the detecting electrodes 10 and 13 of the cylindrical piezoelectric vibrator 7, and an adder. , A synchronous detector 22 connected to the output terminal of the differential amplifier 20, a low-pass filter 23 connected to the output terminal of the synchronous detector 22, an output terminal of the adder 21, and an input terminal of the amplifier 18. And a phase shifter 19 connected between the electrodes and the electrodes 11, 12, and 14 are grounded. In FIG. 35, components corresponding to the components in the circuit shown in FIG. 33 are denoted by the same reference numerals.

【0013】以上のように構成された圧電振動角速度セ
ンサーの作動原理を説明する。増幅器18への直流電源
の投入によりこの増幅器18は作動状態になり、電極1
0,13の出力は加算器21で加算され、移相器19で
位相を調整して増幅器18に加えられる。この増幅出力
が電極9に入力されて振動子7は図34に示す支持点部
材8の位置を節とし、振動子7の両端を自由端としてy
方向に略25kHzでに自励振動する。振動子6に回転
24が加わらない場合、図33の場合と同様に検出用電
極10、13には振幅、位相ともに同一の信号が得られ
て差動増幅器20の出力は0である。
The operation principle of the piezoelectric vibration angular velocity sensor configured as described above will be described. When the DC power is supplied to the amplifier 18, the amplifier 18 is activated, and the electrode 1 is turned on.
The outputs of 0 and 13 are added by an adder 21, the phase of which is adjusted by a phase shifter 19, and added to an amplifier 18. The amplified output is input to the electrode 9, and the vibrator 7 has the position of the support point member 8 shown in FIG. 34 as a node and both ends of the vibrator 7 as free ends.
Self-excited vibration at about 25 kHz in the direction. When the rotation 24 is not applied to the vibrator 6, the same signals are obtained in the detection electrodes 10 and 13 in both amplitude and phase as in the case of FIG. 33, and the output of the differential amplifier 20 is 0.

【0014】振動子6がy方向に励振している状態で回
転24が加わった場合、図33の場合と同様に、コリオ
リ力がx方向に働き振動子7が歪むので検出用電極1
0、13には互いに逆位相のコリオリ信号が発生する。
そして検出用電極10、13からの励振信号とコリオリ
信号が重畳された信号が差動増幅器20と加算器21に
入力される。加算器21では互いに逆位相のコリオリ信
号は打ち消され、同位相の励振信号だけが出力されて移
相器19に加えられる。移相器19は位相を調整し、そ
の出力は増幅器18に加えられて電極9に加えられる。
また一方で差動増幅器20のコリオリ信号出力は同期検
波器22に入力され、加算器21の出力で同期検波され
る。同期検波によって得られた信号はローパスフィルタ
ー23により回転角速度ωに比例した信号を得る。
When the rotation 24 is applied while the vibrator 6 is excited in the y direction, the Coriolis force acts in the x direction and the vibrator 7 is distorted as in the case of FIG.
0 and 13 generate Coriolis signals having phases opposite to each other.
Then, a signal in which the excitation signal and the Coriolis signal from the detection electrodes 10 and 13 are superimposed is input to the differential amplifier 20 and the adder 21. In the adder 21, Coriolis signals having phases opposite to each other are canceled out, and only an excitation signal having the same phase is output and added to the phase shifter 19. Phase shifter 19 adjusts the phase, the output of which is applied to amplifier 18 and applied to electrode 9.
On the other hand, the Coriolis signal output of the differential amplifier 20 is input to the synchronous detector 22, and synchronously detected by the output of the adder 21. From the signal obtained by the synchronous detection, a signal proportional to the rotational angular velocity ω is obtained by the low-pass filter 23.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上記第1従来例の三角
柱状の振動子1は、現在最も検出感度が高く主流となっ
ている。しかし、三角柱のニッケル合金2への圧電体4
a、4b、4cの接着や支持点5、5での溶接など、そ
の構造や製造工程が複雑なため量産効果を上げることが
難しい。これは、更に小型化するに従ってその傾向が顕
著に現れる。
The triangular prism-shaped vibrator 1 of the first conventional example described above has the highest detection sensitivity and is currently the mainstream. However, the piezoelectric body 4
Since the structure and the manufacturing process are complicated, such as bonding of a, 4b, and 4c and welding at the support points 5, 5, it is difficult to improve the mass production effect. This tendency becomes remarkable as the size is further reduced.

【0016】また、第2従来例の円柱状の圧電体7その
ものを振動子としたものは、圧電体の接着に伴う問題は
ない。しかし、円柱形状への加工精度の確保が困難であ
ること、また、電極を一本一本曲面に印刷するために、
やはり量産効果は期待できない構造となっている。更
に、小型化するに従って、円柱加工の精度や曲面への電
極の印刷精度の確保が困難になる。
In the second conventional example in which the columnar piezoelectric body 7 itself is used as the vibrator, there is no problem associated with the bonding of the piezoelectric bodies. However, because it is difficult to ensure the processing accuracy to a cylindrical shape, and because the electrodes are printed one by one on a curved surface,
After all, the structure is not expected to produce mass production effects. Furthermore, as the size is reduced, it becomes more difficult to secure the accuracy of processing a cylinder and the accuracy of printing electrodes on a curved surface.

【0017】以上のように、従来は、構造が複雑で組立
精度の管理が難しく、よって共振周波数の調整も難し
く、角速度検出特性にバラツキが出る等の問題があっ
た。特に、小型化すると更に厳しい精度を要求され、よ
り低コスト化、より小型化することが困難であった。
As described above, conventionally, there have been problems that the structure is complicated, the management of assembly accuracy is difficult, the adjustment of the resonance frequency is also difficult, and the angular velocity detection characteristics vary. In particular, when the size is reduced, stricter accuracy is required, and it has been difficult to reduce the cost and the size.

【0018】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、構造
及び製造工程を簡単にし、製造コストを下げ、加工精度
を高くして特性の安定した圧電振動角速度センサー及び
その振動子の製造方法を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a piezoelectric vibration angular velocity sensor having a simplified structure and a manufacturing process, reduced manufacturing costs, high processing accuracy, and stable characteristics, and a method of manufacturing the same. The task is to

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するに
あたり、本発明では、圧電振動角速度センサーの振動子
は四角柱状の圧電体であり、その側面には、平行に対向
した側面に形成された電極の対が少なくとも2対以上形
成されており、この圧電体は振動の節点で支持され、励
振駆動用電極に交流電圧を印加して、軸方向に関しての
両端を自由端として共振振動させ、回転角速度が加わる
とコリオリ力の発生で生じる電圧差を2つの検出用電極
から検出するようにしている。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, the vibrator of the piezoelectric vibration angular velocity sensor is a quadrangular prism-shaped piezoelectric body, and the side surface thereof is formed on a side opposed in parallel. At least two or more pairs of electrodes are formed, and this piezoelectric body is supported at the node of vibration, and applies an AC voltage to the excitation drive electrode to cause resonance vibration with both ends in the axial direction as free ends, When the rotational angular velocity is applied, a voltage difference caused by the generation of Coriolis force is detected from the two detection electrodes.

【0020】又は、平板状の圧電体の厚さ方向の両面全
面に、メッキ又は印刷により電極を形成し、この厚さ方
向に分極処理し、この平板を多数の四角柱片に切断する
ことにより、電極形成面を有する四角柱形状の圧電体で
なる圧電振動角速度センサーの振動子を得るようにして
いる。
Alternatively, electrodes are formed by plating or printing on the entire surface of both sides in the thickness direction of the plate-shaped piezoelectric body, polarized in this thickness direction, and this plate is cut into a number of square pole pieces. Further, a vibrator of a piezoelectric vibration angular velocity sensor made of a quadrangular prism-shaped piezoelectric material having an electrode forming surface is obtained.

【0021】又は、平板状の圧電体の厚さ方向の両面全
面にそれぞれ、メッキ又は印刷により第1の電極と第2
の電極を形成し、この平板を多数の四角柱片に切断し、
この四角柱片の第1及び第2の電極が形成された両面と
垂直な2つの面それぞれにメッキ又は印刷により第3の
電極と第4の電極を形成した後、分極処理を行い、各側
面に電極が形成された四角柱形状の圧電体でなる圧電振
動角速度センサーの振動子を得るようにしている。
Alternatively, the first electrode and the second electrode are plated or printed on the entire surface of both sides of the plate-shaped piezoelectric body in the thickness direction.
And cut this flat plate into a number of square pole pieces,
After forming a third electrode and a fourth electrode by plating or printing on each of two surfaces perpendicular to both surfaces of the square pillar piece on which the first and second electrodes are formed, a polarization process is performed, and each side surface is formed. A piezoelectric vibrating angular velocity sensor vibrator made of a quadrangular prism-shaped piezoelectric body having electrodes formed thereon is obtained.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】図1は、本発明の第1の実施の形態によ
る、圧電振動角速度センサーの振動子30である。振動
子30は、四角柱形状の圧電体35の上下面に、電極が
メッキにより形成されてなる。図2に、振動子30の拡
大断面図を示すが、第1の側面としての上面33には、
軸方向に沿って延びる溝31により2分割された、第1
分割電極33aと第2分割電極33bがメッキにより形
成されている。第2の側面としての下面34には、溝3
1と対称な位置に軸方向に沿って延びる溝32が形成さ
れ、第3分割電極34aと第4分割電極34bがメッキ
により形成されている。矢印Pは分極の方向を示す。
FIG. 1 shows a vibrator 30 of a piezoelectric vibration angular velocity sensor according to a first embodiment of the present invention. The vibrator 30 is formed by forming electrodes on the upper and lower surfaces of a quadrangular prism-shaped piezoelectric body 35 by plating. FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional view of the vibrator 30. An upper surface 33 as a first side surface includes
The first divided into two by a groove 31 extending along the axial direction.
The divided electrode 33a and the second divided electrode 33b are formed by plating. The lower surface 34 as a second side surface has a groove 3
A groove 32 extending along the axial direction is formed at a position symmetrical to 1, and a third divided electrode 34a and a fourth divided electrode 34b are formed by plating. Arrow P indicates the direction of polarization.

【0024】次に、この振動子30の製造方法につい
て、図3を参照して説明する。図3Aに示すものは、例
えばPZT(PbZrTiO3 )系の圧電セラミックス
でなる厚さ1mmの薄板36である。この上下両面それ
ぞれの全面に、下地にニッケルメッキを、この上に金を
メッキする。そして、この後この上下のメッキ形成面に
直流の高電圧を印加して、板36を厚さ方向に分極させ
る。次に、図3Bに示すように、薄板36をカッティン
グライン37に沿って切断し、幅1mm、長さ12mm
の多数の四角柱片35を切り出し、振動子30を得る。
このとき、カッティングライン39に沿って、上下両面
に、図1及び図2の振動子30の電極分割溝31、32
となる溝を、四角柱片への切出しと同じ砥石を用いた砥
石加工により、切出しと連続して行う。切り出される四
角柱片35の寸法は、この四角柱片35を振動子として
共振させるときの共振周波数の設定に合わせて決められ
る。
Next, a method of manufacturing the vibrator 30 will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a thin plate 36 having a thickness of 1 mm made of, for example, PZT (PbZrTiO 3 ) -based piezoelectric ceramics. The entire surface of each of the upper and lower surfaces is plated with nickel as a base and gold thereon. Thereafter, a high DC voltage is applied to the upper and lower plating surfaces to polarize the plate 36 in the thickness direction. Next, as shown in FIG. 3B, the thin plate 36 is cut along a cutting line 37, and is 1 mm wide and 12 mm long.
Are cut out to obtain the vibrator 30.
At this time, along the cutting line 39, the electrode dividing grooves 31, 32 of the vibrator 30 of FIGS.
The groove to be formed is continuously formed with the cutting by grinding using the same grindstone as the cutting into the square pole piece. The dimensions of the cut square prism piece 35 are determined according to the setting of the resonance frequency when the square prism piece 35 resonates as a vibrator.

【0025】次に、図4を参照して振動子の支持につい
て説明する。切り出された振動子30は、図4Aに示さ
れるように、4個の支持フレーム40の8カ所の支持部
40aと、メッキ形成面(第1〜第4分割電極)とが半
田付けにより接合される。支持フレーム40の材質は、
例えばリン青銅、ステンレス等であり、厚さは100μ
m程度である。そして、図4Bに示されるように、上下
に対向する支持フレーム40間に支持ブロック41を挟
ませて固定させる。支持ブロック41は、非磁性のブロ
ック体で、ある程度の剛性のある材料が用いられてい
る。例えば、セラミックス(CaTiO3 )や樹脂系材
料など。支持ブロック41は、カメラ一体型VTRの筐
体に固定されており、振動子30は宙吊りの状態で、支
持フレーム40の支持部40と固定されており支持され
る。振動子30は図5に示す回路と接続されるが、支持
フレーム40の支持部40を電極として回路と接続され
る。また、支持部40は、この回路により共振させられ
る振動子30の振動の節点(ノード点)となり、振動子
30は軸方向の両端を自由端として共振させられる。
Next, the support of the vibrator will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, the cut-out vibrator 30 has the eight supporting portions 40a of the four supporting frames 40 and the plating surfaces (first to fourth divided electrodes) joined by soldering. You. The material of the support frame 40 is
For example, phosphor bronze, stainless steel, etc., and the thickness is 100 μm.
m. Then, as shown in FIG. 4B, the support block 41 is sandwiched between the vertically opposed support frames 40 and fixed. The support block 41 is a non-magnetic block body and is made of a material having a certain degree of rigidity. For example, ceramics (CaTiO 3 ) and resin-based materials. The support block 41 is fixed to the housing of the camera-integrated VTR, and the vibrator 30 is fixed to and supported by the support portion 40 of the support frame 40 in a suspended state. Although the vibrator 30 is connected to the circuit shown in FIG. 5, the vibrator 30 is connected to the circuit using the support portion 40 of the support frame 40 as an electrode. Further, the support portion 40 serves as a node (node point) of the vibration of the vibrator 30 resonated by this circuit, and the vibrator 30 is resonated with both ends in the axial direction being free ends.

【0026】次に、図5を参照して、振動子30の接続
される回路について説明する。
Next, a circuit to which the vibrator 30 is connected will be described with reference to FIG.

【0027】図5は図1に示す圧電振動子30を用いた
角速度センサーの処理回路である。この処理回路は、圧
電振動子30の駆動・検出兼用電極33aに接続された
移相器19と、この移相器19の出力端に接続された増
幅器18と、駆動・検出兼用電極33aの出力端は減算
器25を介して、検出用電極33bの出力端はそのまま
接続された差動増幅器20と、この差動増幅器20の出
力端に接続された同期検波器22と、この同期検波器2
2の出力端に接続されたローパスフィルター23とから
成り、増幅器18の出力は移相器19を介して駆動・検
出兼用電極33aに加えられ、振動子の電極34aはア
ースされている。
FIG. 5 shows a processing circuit of an angular velocity sensor using the piezoelectric vibrator 30 shown in FIG. The processing circuit includes a phase shifter 19 connected to the drive / detection electrode 33a of the piezoelectric vibrator 30, an amplifier 18 connected to an output terminal of the phase shifter 19, and an output of the drive / detection electrode 33a. The output terminal of the detection electrode 33b is directly connected to the differential amplifier 20, the synchronous detector 22 connected to the output terminal of the differential amplifier 20, and the synchronous detector 2.
The output of the amplifier 18 is applied to the drive / detection electrode 33a via the phase shifter 19, and the vibrator electrode 34a is grounded.

【0028】以上のように構成された圧電振動角速度セ
ンサーの作動原理を説明する。増幅器18への直流電源
の投入によりこの増幅器18は作動状態になり、増幅出
力が移相器19を通して駆動・検出兼用電極33aに入
力され、振動子30を図4Aに示す支持部40aを節と
し、振動子30の両端を自由端としてy方向に自身の略
25kHzの機械的共振周波数で自励振動させる。電極
33aには印加電圧分と励振により生じる電圧分が足さ
れて出力される。従って振動子30に回転24が加わっ
ていない場合は差動増幅器20の出力に電圧差が出ない
ようにするために、減算器25は電極33aへの印加電
圧分を差し引いている。振動子30の右側下面電極34
bは回路構成上は必要ないが電極33bに対して振動バ
ランスを確保するためである。
The operation principle of the piezoelectric vibration angular velocity sensor configured as described above will be described. When the DC power supply to the amplifier 18 is turned on, the amplifier 18 is activated, the amplified output is input to the drive / detection electrode 33a through the phase shifter 19, and the vibrator 30 is connected to the support 40a shown in FIG. Then, the vibrator 30 is self-excited at its mechanical resonance frequency of about 25 kHz in the y direction with both ends of the vibrator 30 as free ends. The applied voltage and the voltage generated by the excitation are added to the electrode 33a and output. Therefore, when the rotation 24 is not applied to the vibrator 30, the subtracter 25 subtracts the voltage applied to the electrode 33a in order to prevent a voltage difference from appearing at the output of the differential amplifier 20. Right lower electrode 34 of vibrator 30
“b” is not necessary for the circuit configuration, but is for ensuring the vibration balance with respect to the electrode 33b.

【0029】振動子30に回転力24が加わると振動子
30はx方向にコリオリ力が働き、励振によるy方向の
力との合成力が振動子30を歪ませ、電極33a,33
bには互いに逆位相のコリオリ信号電圧が生じる。これ
を差動増幅器20に入力して励振信号を打ち消し、コリ
オリ信号を検出する。検出されたコリオリ信号は同期検
波器22で同期検波され、ローパスフィルター23によ
り回転角速度ωに比例した信号を出力する。
When a rotational force 24 is applied to the vibrator 30, Coriolis force acts on the vibrator 30 in the x direction, and the combined force of the vibrator 30 and the force in the y direction due to the excitation distorts the vibrator 30, and the electrodes 33a, 33
In b, Coriolis signal voltages having phases opposite to each other are generated. This is input to the differential amplifier 20 to cancel the excitation signal and detect the Coriolis signal. The detected Coriolis signal is synchronously detected by a synchronous detector 22, and a low-pass filter 23 outputs a signal proportional to the rotational angular velocity ω.

【0030】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。上記第1の実施の形態と同じ部分には同一の
符号を付し、その詳細な説明は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0031】図6は、本第2の実施の形態による、圧電
振動角速度センサーの振動子60である。振動子60
は、四角柱形状の圧電体66の各面に、電極がメッキ又
は印刷により形成されてなる。図7に、振動子60の拡
大断面図を示すが、第1の側面としての上面61には、
軸方向に沿って延びる溝65により2分割された、第1
分割電極61aと第2分割電極61bがメッキにより形
成されている。第2の側面としての下面62には第3の
電極62aがメッキにより形成されている。第3の側面
63には、例えばスクリーン印刷により第4の電極63
aが形成されている。同様に、第4の側面64にも印刷
により第5の電極64aが形成されている。矢印Pは分
極の方向を示す。
FIG. 6 shows a vibrator 60 of the piezoelectric vibration angular velocity sensor according to the second embodiment. Vibrator 60
The electrodes are formed by plating or printing on each surface of the piezoelectric body 66 having a rectangular column shape. FIG. 7 shows an enlarged cross-sectional view of the vibrator 60. An upper surface 61 as a first side surface includes
The first divided into two by a groove 65 extending along the axial direction.
The divided electrode 61a and the second divided electrode 61b are formed by plating. A third electrode 62a is formed by plating on a lower surface 62 as a second side surface. The third electrode 63 is formed on the third side surface 63 by, for example, screen printing.
a is formed. Similarly, a fifth electrode 64a is formed on the fourth side surface 64 by printing. Arrow P indicates the direction of polarization.

【0032】次に、この振動子60の製造方法につい
て、図8を参照して説明する。第1実施例と同様に、先
ず、圧電セラミックスでなる厚さ1mmの薄板36の上
下両面それぞれの全面に、下地にニッケルメッキを、こ
の上に金をメッキする。次に、図8Bに示すように、薄
板36をカッティングライン37に沿って切断し、幅1
mm、長さ12mmの多数の四角柱片66を切り出し、
振動子60を得る。このとき、カッティングライン39
に沿って、上面に、振動子60の電極分割溝65となる
溝を、四角柱片への切出しと同じ砥石を用いた砥石加工
により、切出しと連続して行う。切り出される四角柱片
66の寸法は、この四角柱片66を振動子として共振さ
せるときの共振周波数の設定に合わせて決められる。切
り出された後、四角柱片66の両側面に、図7で示され
るように、印刷により第4の電極63aと第5の電極6
4aを形成して、第1分割電極61aと第4の電極63
aとの間及び第2分割電極61bと第5の電極64aと
の間に直流の高電圧を印加して、矢印Pの方向に分極さ
せる。
Next, a method of manufacturing the vibrator 60 will be described with reference to FIG. As in the case of the first embodiment, first, nickel plating is plated on the base and gold is plated on the nickel plating on the entire upper and lower surfaces of the thin plate 36 made of piezoelectric ceramics and having a thickness of 1 mm. Next, as shown in FIG. 8B, the thin plate 36 is cut along the cutting line 37, and a width 1
mm, cut out a large number of square pole pieces 66 with a length of 12 mm,
The vibrator 60 is obtained. At this time, the cutting line 39
Along the upper surface, a groove serving as the electrode dividing groove 65 of the vibrator 60 is formed continuously with the cutting by grinding using the same grindstone as the cutting into the square pole piece. The dimensions of the cut square pole piece 66 are determined according to the setting of the resonance frequency when the square pole piece 66 resonates as a vibrator. After being cut out, the fourth electrode 63a and the fifth electrode 6 are printed on both side surfaces of the square pole piece 66 by printing as shown in FIG.
4a, the first divided electrode 61a and the fourth electrode 63
a, and a high DC voltage is applied between the second divided electrode 61b and the fifth electrode 64a to polarize in the direction of arrow P.

【0033】次に、図9を参照して振動子の支持につい
て説明する。第1実施の形態と同様、切り出された振動
子60は、図9Aに示されるように、4個の支持フレー
ム40の8カ所の支持部40aと、メッキ形成面(第
1、第2分割電極61a、61bと第3の電極62a)
とが半田付けにより接合される。そして、図9Bに示さ
れるように、上下に対向する支持フレーム40間に支持
ブロック41を挟ませて固定させる。支持ブロック41
は、カメラ一体型VTRの筐体に固定されており、振動
子60は宙吊りの状態で、支持フレーム40の支持部4
0と固定され支持される。振動子60の組立後、振動子
60の縦横方向の振動の共振周波数を調整し、縦方向の
共振周波数を横方向の共振周波数に対して約60Hz高
めにシフトさせて設定した。振動子60は図10に示す
回路と接続されるが、支持フレーム40の支持部40を
電極として回路と接続される。側面に形成された第4の
電極63aと第5の電極64aは、リード線で回路と接
続される。また、支持部40は、この回路により共振さ
せられる振動子60の振動の節点(ノード点)となり、
振動子60は軸方向の両端を自由端として共振させられ
る。
Next, the support of the vibrator will be described with reference to FIG. As in the first embodiment, as shown in FIG. 9A, the cut-out vibrator 60 includes eight support portions 40a of four support frames 40 and plating-formed surfaces (first and second divided electrodes). 61a, 61b and third electrode 62a)
Are joined by soldering. Then, as shown in FIG. 9B, the support block 41 is sandwiched between the vertically opposed support frames 40 and fixed. Support block 41
Is fixed to the housing of the camera-integrated VTR, and the vibrator 60 is suspended in the air.
Fixed to 0 and supported. After assembling the vibrator 60, the resonance frequency of the vibration in the vertical and horizontal directions of the vibrator 60 was adjusted, and the vertical resonance frequency was shifted to about 60 Hz higher than the horizontal resonance frequency. Although the vibrator 60 is connected to the circuit shown in FIG. 10, the vibrator 60 is connected to the circuit using the support portion 40 of the support frame 40 as an electrode. The fourth electrode 63a and the fifth electrode 64a formed on the side surface are connected to a circuit by a lead wire. Further, the support portion 40 becomes a node (node point) of the vibration of the vibrator 60 resonated by this circuit,
The vibrator 60 is resonated with both ends in the axial direction being free ends.

【0034】次に、図10を参照して、振動子60の接
続される回路について説明する。
Next, a circuit to which the vibrator 60 is connected will be described with reference to FIG.

【0035】図10は図6に示す圧電振動子60を用い
た角速度センサーの処理回路である。なお、図10にお
いて、図5に示した回路における構成要素と対応するも
のについては同じ符号を付するものとする。
FIG. 10 shows a processing circuit of an angular velocity sensor using the piezoelectric vibrator 60 shown in FIG. In FIG. 10, components corresponding to the components in the circuit shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.

【0036】図10の処理回路は、圧電振動子60の駆
動・検出兼用電極61a,61bに接続された加算器2
1と、この加算器21の出力端に接続された増幅器18
と、この増幅器18の出力端に接続された移相器19
と、駆動・検出兼用電極61a,61bに接続された差
動増幅器20と、この差動増幅器20の出力端に接続さ
れた同期検波器22と、この同期検波器22の出力端に
接続されたローパスフィルター23とから成り、加算器
21の出力は同期検波器22に入力され、振動子60の
両側面電極63a,64aはアースされている。なお、
下面電極62aは振動子60の振動バランスを確保する
ためのものである。
The processing circuit shown in FIG. 10 includes an adder 2 connected to the drive / detection electrodes 61a and 61b of the piezoelectric vibrator 60.
1 and the amplifier 18 connected to the output terminal of the adder 21.
And a phase shifter 19 connected to the output terminal of the amplifier 18.
, A differential amplifier 20 connected to the drive / detection electrodes 61a and 61b, a synchronous detector 22 connected to an output terminal of the differential amplifier 20, and an output terminal of the synchronous detector 22. The output of the adder 21 is input to the synchronous detector 22, and both side electrodes 63a and 64a of the vibrator 60 are grounded. In addition,
The lower electrode 62a is for ensuring the vibration balance of the vibrator 60.

【0037】以上のように構成された圧電振動角速度セ
ンサーの作動原理を説明する。図5の場合と同様に、増
幅器18への直流電源の投入によりこの増幅器18は作
動状態に入り、増幅出力が移相器19を通して駆動・検
出兼用電極61a,61bに入力され、振動子60をy
方向に自身の略25kHzの機械的共振周波数で自励振
動させる。振動子60に回転24が加わらないうちは差
動増幅器20の出力は0である。回転24が加わった場
合、コリオリ力による電極61a,61bからの信号が
差動増幅器20で検出され、一方、加算器21では互い
に逆位相のコリオリ信号は打ち消されて同位相の励振信
号だけが出力される。差動増幅器20の出力は同期検波
器22により加算器21の出力で同期検波され、ローパ
スフィルター23により回転角速度ωに比例した信号が
得られる。
The operation principle of the piezoelectric vibration angular velocity sensor configured as described above will be described. As in the case of FIG. 5, when the DC power supply to the amplifier 18 is turned on, the amplifier 18 enters an operating state. The amplified output is input to the drive / detection electrodes 61a and 61b through the phase shifter 19, and the vibrator 60 is activated. y
Self-excited vibration at its own mechanical resonance frequency of about 25 kHz. The output of the differential amplifier 20 is 0 before the rotation 24 is applied to the vibrator 60. When the rotation 24 is applied, signals from the electrodes 61a and 61b due to the Coriolis force are detected by the differential amplifier 20, while the adder 21 cancels out Coriolis signals of opposite phases and outputs only an excitation signal of the same phase. Is done. The output of the differential amplifier 20 is synchronously detected by the output of the adder 21 by the synchronous detector 22, and a signal proportional to the rotational angular velocity ω is obtained by the low-pass filter 23.

【0038】次に、本発明の第3の実施の形態について
説明する。上記実施の形態と同じ部分には同一の符号を
付し、その詳細な説明は省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0039】図11は、本第3の実施の形態による、圧
電振動角速度センサーの振動子70である。振動子70
は、四角柱形状の圧電体75の各面に、電極がメッキ又
は印刷により形成されてなる。図12に、振動子70の
拡大断面図を示すが、第1の側面としての上面71に
は、第1の電極71aがメッキにより形成されている。
第2の側面としての下面72には第2の電極72aがメ
ッキにより形成されている。第3の側面73には、例え
ばスクリーン印刷により第3の電極73aが形成されて
いる。同様に、第4の側面74にも印刷により第4の電
極74aが形成されている。矢印Pは分極の方向を示
す。
FIG. 11 shows a vibrator 70 of a piezoelectric vibration angular velocity sensor according to the third embodiment. Vibrator 70
The electrode is formed by plating or printing on each surface of the piezoelectric body 75 having a rectangular column shape. FIG. 12 shows an enlarged cross-sectional view of the vibrator 70. A first electrode 71a is formed by plating on an upper surface 71 as a first side surface.
A second electrode 72a is formed by plating on a lower surface 72 as a second side surface. The third electrode 73a is formed on the third side surface 73 by, for example, screen printing. Similarly, a fourth electrode 74a is formed on the fourth side surface 74 by printing. Arrow P indicates the direction of polarization.

【0040】次に、この振動子70の製造方法につい
て、図13を参照して説明する。上記実施の形態と同様
に、先ず、圧電セラミックスでなる厚さ1mmの薄板3
6の上下両面それぞれの全面に、下地にニッケルメッキ
を、この上に金をメッキする。次に、薄板36をカッテ
ィングライン37に沿って切断し、幅1mm、長さ12
mmの多数の四角柱片75を切り出し、振動子70を得
る。切り出される四角柱片75の寸法は、この四角柱片
75を振動子として共振させるときの共振周波数の設定
に合わせて決められる。切り出された後、四角柱片75
の両側面に、図12で示されるように、印刷により第3
の電極73aと第4の電極74aを形成して、第1の電
極71aと第3の電極73aとの間及び第2の電極72
aと第3の電極73aとの間に直流の高電圧を印加し
て、矢印Pの方向に分極させる。
Next, a method of manufacturing the vibrator 70 will be described with reference to FIG. As in the above embodiment, first, a thin plate 3 made of piezoelectric ceramics and having a thickness of 1 mm.
6 is nickel-plated on the underlayer and gold is plated thereon. Next, the thin plate 36 is cut along the cutting line 37, and is 1 mm wide and 12 mm long.
A large number of square pole pieces 75 of mm are cut out to obtain the vibrator 70. The dimensions of the cut square prism piece 75 are determined in accordance with the setting of the resonance frequency when the square prism piece 75 resonates as a vibrator. After being cut out, square pole piece 75
As shown in FIG. 12, the third side of the
And the fourth electrode 74a are formed between the first electrode 71a and the third electrode 73a and the second electrode 72a.
A high voltage of direct current is applied between a and the third electrode 73a to polarize in the direction of arrow P.

【0041】次に、図14を参照して振動子の支持につ
いて説明する。上記実施の形態と同様、切り出された振
動子60は、図14Aに示されるように、4個の支持フ
レーム40の8カ所の支持部40aと、メッキ形成面
(第1、第2の電極71a、71b)とが半田付けによ
り接合される。そして、図14Bに示されるように、上
下に対向する支持フレーム40間に支持ブロック41を
挟ませて固定させる。支持ブロック41は、カメラ一体
型VTRの筐体に固定されており、振動子70は宙吊り
の状態で、支持フレーム40の支持部40と固定され支
持される。振動子70の組立後、振動子70の縦横方向
の振動の共振周波数を調整し、縦方向の共振周波数を横
方向の共振周波数に対して約60Hz高めにシフトさせ
て設定した。振動子70は図15に示す回路と接続され
るが、支持フレーム40の支持部40を電極として回路
と接続される。側面に形成された第3の電極73aと第
4の電極74aは、リード線で回路と接続される。ま
た、支持部40は、この回路により共振させられる振動
子70の振動の節点(ノード点)となり、振動子70は
軸方向の両端を自由端として共振させられる。
Next, the support of the vibrator will be described with reference to FIG. As in the above embodiment, as shown in FIG. 14A, the cut-out vibrator 60 is provided with eight support portions 40a of four support frames 40 and plating-formed surfaces (first and second electrodes 71a). , 71b) are joined by soldering. Then, as shown in FIG. 14B, the support block 41 is sandwiched between the vertically opposed support frames 40 and fixed. The support block 41 is fixed to the housing of the camera-integrated VTR, and the vibrator 70 is fixed to and supported by the support portion 40 of the support frame 40 in a suspended state. After assembling the vibrator 70, the resonance frequency of the vibration in the vertical and horizontal directions of the vibrator 70 was adjusted, and the vertical resonance frequency was set to be shifted by about 60 Hz higher than the resonance frequency in the horizontal direction. Although the vibrator 70 is connected to the circuit shown in FIG. 15, the vibrator 70 is connected to the circuit using the support portion 40 of the support frame 40 as an electrode. The third electrode 73a and the fourth electrode 74a formed on the side surface are connected to a circuit by a lead wire. Further, the support portion 40 serves as a node (node point) of the vibration of the vibrator 70 resonated by this circuit, and the vibrator 70 is resonated with both ends in the axial direction being free ends.

【0042】次に、図15を参照して、振動子70の接
続される回路について説明する。
Next, a circuit to which the vibrator 70 is connected will be described with reference to FIG.

【0043】図15は図11に示す圧電振動子70を用
いた角速度センサーの処理回路である。この回路は、駆
動・検出兼用電極71a,72aが圧電振動子70の上
下全面に設けたこと、側面電極74aはアースしないこ
とを除けば図10と同じであるので、回路構成の説明を
省略する。なお、図15において、図10に示した回路
における構成要素と対応するものについては同じ符号を
付するものとする。
FIG. 15 shows a processing circuit of an angular velocity sensor using the piezoelectric vibrator 70 shown in FIG. This circuit is the same as that of FIG. 10 except that the drive / detection electrodes 71a and 72a are provided on the entire upper and lower surfaces of the piezoelectric vibrator 70, and the side electrode 74a is not grounded. . In FIG. 15, components corresponding to those in the circuit shown in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals.

【0044】図15の作動原理は、振動子70をx方向
に自励振動させ、コリオリ力によるy方向の振動で生じ
る電極71a,72aの電圧差を検出するが、その信号
処理は図10の場合と同様である。側面電極74aは回
路構成上は必要ないが、側面電極4に対して振動バラン
スを確保するためである。
The operation principle shown in FIG. 15 is that the vibrator 70 is self-excited in the x direction and the voltage difference between the electrodes 71a and 72a caused by the vibration in the y direction due to the Coriolis force is detected. Same as in the case. The side electrode 74a is not necessary in the circuit configuration, but is for ensuring the vibration balance with respect to the side electrode 4.

【0045】次に、本発明の第4の実施の形態について
説明する。上記実施の形態と同じ部分には同一の符号を
付し、その詳細な説明は省略する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0046】図16は、本第4の実施の形態による、圧
電振動角速度センサーの振動子80である。振動子80
は、四角柱形状の圧電体87の各面に、電極がメッキ又
は印刷により形成されてなる。図17に、振動子80の
拡大断面図を示すが、第1の側面としての上面81に
は、軸方向に沿って延びる溝85により2分割された、
第1分割電極81aと第2分割電極81bがメッキによ
り形成されている。第2の側面としての下面82には、
溝85と対称な位置に形成された軸方向に沿って延びる
溝86により2分割された、第3分割電極82aと第4
分割電極82bがメッキにより形成されている。第3の
側面83には、例えばスクリーン印刷により第5の電極
83aが形成されている。同様に、第4の側面84にも
印刷により第6の電極84aが形成されている。矢印P
は分極の方向を示す。
FIG. 16 shows a vibrator 80 of the piezoelectric vibration angular velocity sensor according to the fourth embodiment. Vibrator 80
The electrode is formed by plating or printing on each surface of the piezoelectric body 87 having a rectangular column shape. FIG. 17 shows an enlarged cross-sectional view of the vibrator 80. An upper surface 81 as a first side surface is divided into two by a groove 85 extending along the axial direction.
The first divided electrode 81a and the second divided electrode 81b are formed by plating. On the lower surface 82 as the second side surface,
The third divided electrode 82a and the fourth divided electrode 82a are divided into two by a groove 86 formed in a position symmetrical to the groove 85 and extending along the axial direction.
The split electrode 82b is formed by plating. The fifth electrode 83a is formed on the third side surface 83 by, for example, screen printing. Similarly, a sixth electrode 84a is formed on the fourth side surface 84 by printing. Arrow P
Indicates the direction of polarization.

【0047】次に、この振動子80の製造方法について
説明するが、図3に示される第1の実施の形態と同様な
方法で、薄板36から四角柱片87を切り出し、振動子
80を得る。切り出された後、四角柱片87の両側面
に、図17で示されるように、印刷により第5の電極8
3aと第6の電極84aを形成して、第1分割電極81
aと第5の電極83aとの間、第2分割電極81bと第
6の電極84aとの間、第3分割電極82aと第5の電
極83aとの間、第4分割電極82bと第6の電極84
aとの間に直流の高電圧を印加して、矢印Pの方向に分
極させる。
Next, a method of manufacturing the vibrator 80 will be described. The vibrator 80 is obtained by cutting out a square pole piece 87 from the thin plate 36 in the same manner as in the first embodiment shown in FIG. . After being cut out, the fifth electrode 8 is printed on both sides of the square pole piece 87 by printing as shown in FIG.
3a and the sixth electrode 84a are formed, and the first divided electrode 81 is formed.
a and the fifth electrode 83a, between the second divided electrode 81b and the sixth electrode 84a, between the third divided electrode 82a and the fifth electrode 83a, between the fourth divided electrode 82b and the sixth electrode 83a. Electrode 84
A high voltage of direct current is applied between the light emitting device a and the light emitting device a to polarize in the direction of arrow P.

【0048】次に、図18を参照して振動子の支持につ
いて説明するが、上記実施の形態と同様であるため、重
複する記載は省略し簡単に説明する。切り出された振動
子80は、4個の支持フレーム40の8カ所の支持部4
0aと半田付けにより接合される。そして、上下に対向
する支持フレーム40間に支持ブロック41を挟ませて
固定させ、振動子80は宙吊りの状態で支持される。そ
の他、回路との接続や共振の節点、共振周波数の調整に
ついても上記実施の形態と同様なことが言える。
Next, the support of the vibrator will be described with reference to FIG. The cut-out vibrator 80 is provided with eight support portions 4 of four support frames 40.
0a by soldering. Then, the support block 41 is sandwiched and fixed between the vertically opposed support frames 40, and the vibrator 80 is supported in a suspended state. In addition, the same can be said for the connection with the circuit, the adjustment of the resonance node, and the adjustment of the resonance frequency as in the above embodiment.

【0049】次に、図19を参照して、振動子80の接
続される回路について説明する。
Next, a circuit to which the vibrator 80 is connected will be described with reference to FIG.

【0050】図19は図16に示す圧電振動子80を用
いた角速度センサーの処理回路である。なお、図19に
おいて、図10に示した回路における構成要素と対応す
るものについては同じ符号を付するものとする。
FIG. 19 shows a processing circuit of an angular velocity sensor using the piezoelectric vibrator 80 shown in FIG. In FIG. 19, components corresponding to the components in the circuit shown in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals.

【0051】図19の処理回路は、圧電振動子80の駆
動用電極81a,81bに接続された加算器21と、こ
の加算器21の出力端に接続された増幅器18と、この
増幅器18の出力端に接続された移相器19と、圧電振
動子80の検出用電極82a,82bに接続された差動
増幅器20と、この差動増幅器20の出力端に接続され
た同期検波器22と、この同期検波器22の出力端に接
続されたローパスフィルター23とから成り、加算器2
1の出力は同期検波器22に入力され、振動子80の両
側面電極83a,84aはアースされている。なお、図
19において、図10に示した回路における構成要素と
対応するものについては同じ符号を付するものとする。
19 includes an adder 21 connected to the driving electrodes 81a and 81b of the piezoelectric vibrator 80, an amplifier 18 connected to an output terminal of the adder 21, and an output of the amplifier 18. A phase shifter 19 connected to one end, a differential amplifier 20 connected to the detection electrodes 82a and 82b of the piezoelectric vibrator 80, a synchronous detector 22 connected to an output end of the differential amplifier 20, A low-pass filter 23 connected to the output terminal of the synchronous detector 22;
The output 1 is input to the synchronous detector 22, and both side electrodes 83a and 84a of the vibrator 80 are grounded. In FIG. 19, components corresponding to the components in the circuit shown in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals.

【0052】以上のように構成された圧電振動角速度セ
ンサーの作動原理は、駆動用電極81a,81bに25
kHzの駆動電圧を印加してy方向に自励振動させ、コ
リオリ力によるx方向の振動で生じる検出用電極82
a,82bのコリオリ信号を差動増幅器20で検出し、
加算器21の出力である励振信号で同期検波器22によ
り同期検波してローパスフィルター23により回転角速
度ωに比例した信号が得られる。
The operating principle of the piezoelectric vibration angular velocity sensor configured as described above is based on the fact that the driving electrodes 81a and 81b have 25
A drive voltage of kHz is applied to cause self-excited vibration in the y direction, and a detection electrode 82 generated by vibration in the x direction due to Coriolis force
a, 82b are detected by the differential amplifier 20;
Synchronous detection is performed by the synchronous detector 22 using the excitation signal output from the adder 21, and a signal proportional to the rotational angular velocity ω is obtained by the low-pass filter 23.

【0053】図20は、本第5の実施の形態による、圧
電振動角速度センサーの振動子90である。振動子90
は、四角柱形状の圧電体96の各面に、電極がメッキ又
は印刷により形成されてなる。図21に、振動子90の
拡大断面図を示すが、第1の側面としての上面91に
は、軸方向に沿って延びる溝95により2分割された、
第1分割電極91aと第2分割電極91bがメッキによ
り形成されている。第2の側面としての下面92には第
3の電極92aがメッキにより形成されている。第3の
側面93には、例えばスクリーン印刷により第4の電極
93aが形成されている。同様に、第4の側面94にも
印刷により第5の電極94aが形成されている。矢印P
は分極の方向を示す。
FIG. 20 shows a vibrator 90 of the piezoelectric vibration angular velocity sensor according to the fifth embodiment. Vibrator 90
The electrodes are formed by plating or printing on each surface of a quadrangular prism-shaped piezoelectric body 96. FIG. 21 shows an enlarged cross-sectional view of the vibrator 90. An upper surface 91 as a first side surface is divided into two by a groove 95 extending along the axial direction.
The first divided electrode 91a and the second divided electrode 91b are formed by plating. A third electrode 92a is formed on the lower surface 92 serving as the second side surface by plating. A fourth electrode 93a is formed on the third side surface 93 by, for example, screen printing. Similarly, a fifth electrode 94a is formed on the fourth side surface 94 by printing. Arrow P
Indicates the direction of polarization.

【0054】次に、この振動子90の製造方法について
説明するが、図8に示される第2の実施の形態と同様な
方法で、上下面にメッキされ、厚さ方向に分極処理され
た薄板36から四角柱片96を切り出し、振動子90を
得る。切り出された後、四角柱片96の両側面に、図2
1で示されるように、印刷により第4の電極93aと第
5の電極94aを形成する。
Next, a method of manufacturing the vibrator 90 will be described. A thin plate which is plated on the upper and lower surfaces and polarized in the thickness direction by the same method as that of the second embodiment shown in FIG. A square pole piece 96 is cut out from 36 to obtain a vibrator 90. After being cut out, both sides of the square pole piece 96 are
As shown by 1, a fourth electrode 93a and a fifth electrode 94a are formed by printing.

【0055】次に、図22に振動子90の支持を示す
が、上記実施の形態と同様であるため簡単に説明する
と、切り出された振動子90は、4個の支持フレーム4
0の8カ所の支持部40aと半田付けにより接合され
る。そして、上下に対向する支持フレーム40間に支持
ブロック41を挟ませて固定させ、振動子90は宙吊り
の状態で支持される。その他、回路との接続や共振の節
点、共振周波数の調整についても上記実施の形態と同様
なことが言える。
Next, FIG. 22 shows the support of the vibrator 90. Since the vibrator 90 is similar to that of the above-described embodiment, the vibrator 90 cut out will be briefly described.
It is joined to the eight support portions 40a by soldering. Then, the support block 41 is sandwiched and fixed between the vertically opposed support frames 40, and the vibrator 90 is supported in a suspended state. In addition, the same can be said for the connection with the circuit, the adjustment of the resonance node, and the adjustment of the resonance frequency as in the above embodiment.

【0056】図23は図20に示す圧電振動子90を用
いた角速度センサーの処理回路であり、回路構成、作用
は図10と同じで、対応する構成要素には同じ符号を付
してある。
FIG. 23 shows a processing circuit of an angular velocity sensor using the piezoelectric vibrator 90 shown in FIG. 20. The circuit configuration and operation are the same as those in FIG. 10, and corresponding components are denoted by the same reference numerals.

【0057】次に、本発明の第6の実施の形態について
説明する。上記実施の形態と同じ部分には同一の符号を
付し、その詳細な説明は省略する。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0058】図24は、本第6の実施の形態による、圧
電振動角速度センサーの振動子100である。振動子1
00は、四角柱形状の圧電体107の各面に、電極がメ
ッキ又は印刷により形成されてなる。図25に、振動子
100の拡大断面図を示すが、第1の側面としての上面
101には、軸方向に沿って延びる溝105により2分
割された、第1分割電極101aと第2分割電極101
bがメッキにより形成されている。第2の側面としての
下面102には、溝105と対称な位置に形成された軸
方向に沿って延びる溝106により2分割された、第3
分割電極102aと第4分割電極102bがメッキによ
り形成されている。第3の側面103には、例えばスク
リーン印刷により第5の電極103aが形成されてい
る。同様に、第4の側面104にも印刷により第6の電
極104aが形成されている。矢印Pは分極の方向を示
す。
FIG. 24 shows a vibrator 100 of the piezoelectric vibration angular velocity sensor according to the sixth embodiment. Vibrator 1
Reference numeral 00 denotes an electrode formed by plating or printing on each surface of the quadrangular prism-shaped piezoelectric body 107. FIG. 25 shows an enlarged cross-sectional view of the vibrator 100. The first divided electrode 101a and the second divided electrode 101 are divided into two parts by a groove 105 extending along the axial direction on an upper surface 101 as a first side surface. 101
b is formed by plating. The lower surface 102 as a second side surface is divided into two parts by a groove 106 formed in a position symmetrical to the groove 105 and extending along the axial direction.
The divided electrode 102a and the fourth divided electrode 102b are formed by plating. The fifth electrode 103a is formed on the third side surface 103 by, for example, screen printing. Similarly, a sixth electrode 104a is formed on the fourth side surface 104 by printing. Arrow P indicates the direction of polarization.

【0059】次に、この振動子100の製造方法につい
て説明するが、図3に示される第1の実施の形態と同様
な方法で、上下面にメッキされ、厚さ方向に分極処理さ
れた薄板36から四角柱片107を切り出し、振動子1
00を得る。切り出された後、四角柱片107の両側面
に、図25で示されるように、印刷により第5の電極1
03aと第6の電極104aを形成する。
Next, a method of manufacturing the vibrator 100 will be described. In the same manner as in the first embodiment shown in FIG. 3, a thin plate plated on the upper and lower surfaces and polarized in the thickness direction is used. 36, a rectangular prism piece 107 is cut out, and the vibrator 1
00 is obtained. After being cut out, the fifth electrode 1 is printed on both side surfaces of the square pole piece 107 by printing as shown in FIG.
03a and a sixth electrode 104a are formed.

【0060】次に、図26に振動子100の支持を示す
が、上記実施の形態と同様であるため簡単に説明する
と、切り出された振動子100は、4個の支持フレーム
40の8カ所の支持部40aと半田付けにより接合され
る。そして、上下に対向する支持フレーム40間に支持
ブロック41を挟ませて固定させ、振動子100は宙吊
りの状態で支持される。その他、回路との接続や共振の
節点、共振周波数の調整についても上記実施の形態と同
様なことが言える。
Next, FIG. 26 shows the support of the vibrator 100. Since the vibrator 100 is the same as that of the above-described embodiment, the vibrator 100 will be described briefly. The support part 40a is joined by soldering. Then, the support block 41 is sandwiched and fixed between the vertically opposed support frames 40, and the vibrator 100 is supported in a suspended state. In addition, the same can be said for the connection with the circuit, the adjustment of the resonance node, and the adjustment of the resonance frequency as in the above embodiment.

【0061】次に、図27を参照して、振動子100の
接続される回路について説明する。
Next, a circuit to which the vibrator 100 is connected will be described with reference to FIG.

【0062】図24に示す圧電振動子を用いた角速度セ
ンサーの回路を示す図27は加算器21の入力端と差動
増幅器20の入力端とを接続していることを除けば、図
19と同じである。すなわち図27において、左側の上
下電極2aと3aを接続し、右側の上下電極2bと3b
を接続している。
FIG. 27 shows a circuit of an angular velocity sensor using a piezoelectric vibrator shown in FIG. 24. FIG. 27 differs from FIG. 19 except that the input terminal of the adder 21 and the input terminal of the differential amplifier 20 are connected. Is the same. That is, in FIG. 27, the upper and lower electrodes 2a and 3a on the left are connected, and the upper and lower electrodes 2b and 3b on the right are connected.
Are connected.

【0063】以上のように構成された圧電振動角速度セ
ンサーの作動原理は、駆動用電極101a,101bに
25kHzの駆動電圧を印加してy方向に自励振動さ
せ、コリオリ力によるx方向の振動で生じる検出用電極
102a,102bのコリオリ信号を差動増幅器20で
検出し、加算器21の出力である励振信号で同期検波器
22により同期検波してローパスフィルター23により
回転角速度ωに比例した信号が得られる。
The principle of operation of the piezoelectric vibration angular velocity sensor configured as described above is as follows. A driving voltage of 25 kHz is applied to the driving electrodes 101a and 101b to cause self-excited vibration in the y direction, and vibration in the x direction due to Coriolis force. The resulting Coriolis signals of the detection electrodes 102a and 102b are detected by the differential amplifier 20, and synchronously detected by the synchronous detector 22 with the excitation signal output from the adder 21, and a signal proportional to the rotational angular velocity ω is output by the low-pass filter 23. can get.

【0064】次に、本発明の第7の実施の形態について
説明する。上記実施の形態と同じ部分には同一の符号を
付し、その詳細な説明は省略する。
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0065】図28は、本第7の実施の形態による、圧
電振動角速度センサーの振動子110である。振動子1
10は、四角柱形状の圧電体115の各面に電極がメッ
キ又は印刷により形成されてなる。図29に、振動子1
10の拡大断面図を示すが、第1の側面としての上面1
11には、第1の電極111bがメッキにより形成され
ている。第2の側面としての下面112には第2の電極
112aがメッキにより形成されている。第3の側面1
13には、例えばスクリーン印刷により第3の電極11
3aが形成されている。同様に、第4の側面114にも
印刷により第4の電極114aが形成されている。矢印
Pは分極の方向を示す。
FIG. 28 shows a vibrator 110 of the piezoelectric vibration angular velocity sensor according to the seventh embodiment. Vibrator 1
Reference numeral 10 denotes a structure in which electrodes are formed on each surface of a quadrangular prism-shaped piezoelectric body 115 by plating or printing. FIG. 29 shows the vibrator 1
FIG. 10 shows an enlarged sectional view of an upper surface 1 as a first side surface.
11, a first electrode 111b is formed by plating. A second electrode 112a is formed by plating on a lower surface 112 as a second side surface. Third side 1
13, the third electrode 11 by screen printing, for example.
3a are formed. Similarly, a fourth electrode 114a is also formed on the fourth side surface 114 by printing. Arrow P indicates the direction of polarization.

【0066】次に、この振動子110の製造方法につい
て説明するが、図13に示される第3の実施の形態と同
様な方法で、上下面にメッキされ、厚さ方向に分極処理
された薄板36から四角柱片115を切り出し、振動子
110を得る。切り出された後、四角柱片115の両側
面に、図29で示されるように、印刷により第3の電極
113aと第4の電極114aを形成する。
Next, a method of manufacturing the vibrator 110 will be described. In the same manner as in the third embodiment shown in FIG. 13, a thin plate plated on the upper and lower surfaces and polarized in the thickness direction is used. A square pole piece 115 is cut out from 36 to obtain a vibrator 110. After being cut out, the third electrode 113a and the fourth electrode 114a are formed on both sides of the square pole piece 115 by printing as shown in FIG.

【0067】次に、図30に振動子110の支持を示す
が、上記実施の形態と同様であるため簡単に説明する
と、切り出された振動子110は、4個の支持フレーム
40の8カ所の支持部40aと半田付けにより接合され
る。そして、上下に対向する支持フレーム40間に支持
ブロック41を挟ませて固定させ、振動子110は宙吊
りの状態で支持される。その他、回路との接続や共振の
節点、共振周波数の調整についても上記実施の形態と同
様なことが言える。
Next, FIG. 30 shows the support of the vibrator 110. Since the vibrator 110 is similar to that of the above embodiment, the vibrator 110 thus cut out will be briefly described. The support part 40a is joined by soldering. Then, the support block 41 is sandwiched and fixed between the vertically opposed support frames 40, and the vibrator 110 is supported in a suspended state in the air. In addition, the same can be said for the connection with the circuit, the adjustment of the resonance node, and the adjustment of the resonance frequency as in the above embodiment.

【0068】次に、図31を参照して、振動子110の
接続される回路について説明する。
Next, a circuit to which the vibrator 110 is connected will be described with reference to FIG.

【0069】図31は図28に示す圧電振動子110を
用いた角速度センサーの処理回路であり、振動子110
の駆動・検出兼用の側面電極113a,114aに差動
増幅器20が接続されており、下面電極112aはアー
スされており、上面電極111aは振動バランスを確保
するためのものである。それ以外の回路構成は図6と同
様である。作動原理は、電極113a,114aに駆動
電圧が印加されると振動子110はy方向に振動し、回
転24によりx方向にコリオリ力が働くので電極113
a,114bで信号を検出する。この信号処理も図10
の場合と同様である。
FIG. 31 shows a processing circuit of an angular velocity sensor using the piezoelectric vibrator 110 shown in FIG.
The differential amplifier 20 is connected to the side electrodes 113a and 114a for both driving and detection, the lower electrode 112a is grounded, and the upper electrode 111a is for ensuring a vibration balance. The rest of the circuit configuration is the same as in FIG. The principle of operation is that when a driving voltage is applied to the electrodes 113a and 114a, the vibrator 110 vibrates in the y direction and the Coriolis force acts in the x direction due to the rotation 24.
Signals are detected at a and 114b. This signal processing is also shown in FIG.
Is the same as

【0070】以上述べたように、上記各実施の形態によ
る振動子は、接着や溶接等の作業精度の管理が難しい工
程を必要としない工程により製造される簡単な構造であ
り、製造コストを下げることができる。且つ高精度の組
立(製造)が容易になり、小型化による組立精度低下の
問題点を克服できる。すなわち、一体的な圧電体を単純
な四角柱構造とし、しかも平板から砥石加工で切り出す
という簡単な加工で得られ、電極の形成も平面にされる
ので容易に精度良くでき、検出特性に優れた高精度の振
動子の製造ができる。また、平板状の圧電体の上下面に
ひとまとまりに電極をメッキで形成した後、四角柱状の
振動子への切出し加工と同時に溝を設けて電極を分割し
ているので、独立した電極の形成が容易にできる。ま
た、圧電セラミックスで振動子を構成するので、振動子
の構成材料にNiを含む高価な磁性体を使用する第1従
来例に比べ、製品価格の削減、モータなどからの磁界に
よる検出感度の狂いがないという効果も奏する。また、
分極処理は、振動子を切り出す前に、平板両面にメッキ
により電極を形成させた後、厚さ方向に行う方が一回で
行え、切り出した後それぞれの振動子に側面電極を印刷
した後、それぞれについて分極処理をするよりも手間が
かからず簡単に行える。また、分極の方向の違いによ
り、圧電体の伸縮の方向にわずかな違いが生じるが、振
動子としての作動上では本質的な差はない。
As described above, the vibrator according to each of the above-described embodiments has a simple structure manufactured by a process that does not require a process in which work accuracy such as bonding and welding is difficult to control, thereby reducing manufacturing costs. be able to. In addition, high-precision assembling (manufacturing) is facilitated, and the problem of reduced assembling accuracy due to downsizing can be overcome. In other words, the integrated piezoelectric body has a simple quadrangular prism structure, and can be obtained by a simple process of cutting out a flat plate with a grindstone, and since the electrodes are formed flat, it can be easily and accurately formed, and has excellent detection characteristics. High-precision vibrators can be manufactured. Also, after forming the electrodes on the upper and lower surfaces of the plate-shaped piezoelectric body in a lump by plating, the grooves are provided and the electrodes are divided at the same time as the cutting process to the quadrangular prism-shaped vibrator, so the independent electrodes are formed. Can be easily done. Also, since the vibrator is made of piezoelectric ceramics, the cost of the product is reduced and the sensitivity of detection due to the magnetic field from the motor is lower than in the first conventional example in which an expensive magnetic material containing Ni is used as the material of the vibrator. There is also the effect that there is no. Also,
Polarization treatment, before cutting out the vibrator, after forming electrodes by plating on both sides of the flat plate, it is better to perform in the thickness direction once, after printing out the side electrodes on each vibrator after cutting out, It is simpler and easier than performing polarization processing for each. Further, a slight difference occurs in the direction of expansion and contraction of the piezoelectric body due to the difference in polarization direction, but there is no essential difference in operation as a vibrator.

【0071】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、
本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能であ
る。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is, of course, not limited to these embodiments.
Various modifications are possible based on the technical idea of the present invention.

【0072】以上の各実施の形態では、振動子を自励振
動させ共振させたが、他励振動でもよい。この場合、完
全に共振周波数で振動させることは難しく、共振周波数
に近い値での振動となる。
In each of the above embodiments, the vibrator is self-excited and resonated, but may be separately excited. In this case, it is difficult to vibrate completely at the resonance frequency, and the vibration has a value close to the resonance frequency.

【0073】また、以上の各実施の形態では、回転角速
度は振動子の中心Cのまわりに生ずるとして説明した
が、2つの検出用電極から等距離にある中心Cを通る直
線上の点のまわりに回転角速度が発生すれば検出でき
る。
Further, in each of the above embodiments, the description has been made assuming that the rotational angular velocity occurs around the center C of the vibrator. However, the angular velocity around the point on the straight line passing through the center C which is equidistant from the two detection electrodes is described. Can be detected if a rotational angular velocity is generated.

【0074】また、以上の各実施の形態では、平板状の
圧電体の上下面にはメッキにより電極を形成し、振動子
を切り出した後のその側面には印刷により電極を形成し
たが、両者ともメッキあるいは印刷により形成してもよ
い。また、上下面には印刷で、側面にはメッキで形成し
てもよい。
In each of the above embodiments, the electrodes are formed by plating on the upper and lower surfaces of the plate-shaped piezoelectric body, and the electrodes are formed by printing on the side surfaces after the vibrator is cut out. Both may be formed by plating or printing. The upper and lower surfaces may be formed by printing, and the side surfaces may be formed by plating.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項1に
よる圧電振動角速度センサーによれば、その振動子の構
造を単純化し、製造コストを下げ、加工精度も高くする
ことができ、特性の安定化を確保しつつ振動子の小型化
を図ることができる。
As described above, according to the piezoelectric vibration angular velocity sensor according to the first aspect of the present invention, the structure of the vibrator can be simplified, the manufacturing cost can be reduced, and the processing accuracy can be increased. The size of the vibrator can be reduced while ensuring the stability of the vibrator.

【0076】また、本発明の請求項9又は請求項13の
圧電振動角速度センサーの振動子の製造方法によれば、
振動子を簡単な工程で製造でき、製造コストを低くで
き、また加工精度も高くすることができるので、特性の
バラツキのない振動子を製造でき、小型化も可能とな
る。
According to a ninth or thirteenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a vibrator for a piezoelectric vibration angular velocity sensor.
The vibrator can be manufactured in a simple process, the manufacturing cost can be reduced, and the processing accuracy can be increased. Therefore, a vibrator having no variation in characteristics can be manufactured and the size can be reduced.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態による振動子の斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view of a vibrator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の振動子の拡大横断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vibrator of FIG.

【図3】同振動子の製造方法を示す図で、Aは加工ライ
ンを示した平板状圧電素子の斜視図で、BはAに示す平
板状圧電素子の部分拡大斜視図である。
3A and 3B are diagrams showing a method of manufacturing the same vibrator, wherein A is a perspective view of a flat piezoelectric element showing a processing line, and B is a partially enlarged perspective view of the flat piezoelectric element shown in A.

【図4】同振動子の製造方法を示す図で、Aは同振動子
と支持フレームとの結合状況を示す斜視図で、Bは更に
フレーム固定ブロックを取り付けた斜視図である。
4A and 4B are views showing a method of manufacturing the same vibrator, in which A is a perspective view showing a state of connection between the vibrator and a support frame, and B is a perspective view in which a frame fixing block is further attached.

【図5】同振動子を用いた角速度センサーの処理回路で
ある。
FIG. 5 is a processing circuit of an angular velocity sensor using the same vibrator.

【図6】本発明の第2の実施の形態による振動子の斜視
図である。
FIG. 6 is a perspective view of a vibrator according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図6の振動子の拡大横断面図である。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the vibrator of FIG.

【図8】同振動子の製造方法を示す図で、Aは加工ライ
ンを示した平板状圧電素子の斜視図で、BはAに示す平
板状圧電素子の部分拡大斜視図である。
8A and 8B are views showing a method of manufacturing the same vibrator, in which A is a perspective view of a flat piezoelectric element showing a processing line, and B is a partially enlarged perspective view of the flat piezoelectric element shown in A.

【図9】同振動子の製造方法を示す図で、Aは同振動子
と支持フレームとの結合状況を示す斜視図で、Bは更に
フレーム固定ブロックを取り付けた斜視図である。
9A and 9B are diagrams showing a method of manufacturing the same vibrator, wherein A is a perspective view showing a state of connection between the vibrator and a support frame, and B is a perspective view further attaching a frame fixing block.

【図10】同振動子を用いた角速度センサーの処理回路
である。
FIG. 10 is a processing circuit of an angular velocity sensor using the same vibrator.

【図11】本発明の第3の実施の形態による振動子の斜
視図である。
FIG. 11 is a perspective view of a vibrator according to a third embodiment of the present invention.

【図12】図11の振動子の拡大横断面図である。FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the vibrator of FIG.

【図13】同振動子の製造方法を示す図で、Aは加工ラ
インを示した平板状圧電素子の斜視図で、BはAに示す
平板状圧電素子の部分拡大斜視図である。
13A and 13B are diagrams showing a method of manufacturing the same vibrator, in which A is a perspective view of a flat piezoelectric element showing a processing line, and B is a partially enlarged perspective view of the flat piezoelectric element shown in A.

【図14】同振動子の製造方法を示す図で、Aは同振動
子と支持フレームとの結合状況を示す斜視図で、Bは更
にフレーム固定ブロックを取り付けた斜視図である。
14A and 14B are views showing a method of manufacturing the same vibrator, in which A is a perspective view showing a state of connection between the vibrator and a support frame, and B is a perspective view in which a frame fixing block is further attached.

【図15】同振動子を用いた角速度センサーの処理回路
である。
FIG. 15 is a processing circuit of an angular velocity sensor using the same vibrator.

【図16】本発明の第4の実施の形態による振動子の斜
視図である。
FIG. 16 is a perspective view of a vibrator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図17】図16の振動子の拡大横断面図である。17 is an enlarged cross-sectional view of the vibrator of FIG.

【図18】同振動子の製造方法を示す図で、Aは同振動
子と支持フレームとの結合状況を示す斜視図で、Bは更
にフレーム固定ブロックを取り付けた斜視図である。
18A and 18B are views showing a method of manufacturing the same vibrator, in which A is a perspective view showing a state of connection between the vibrator and a support frame, and B is a perspective view in which a frame fixing block is further attached.

【図19】同振動子を用いた角速度センサーの処理回路
である。
FIG. 19 is a processing circuit of an angular velocity sensor using the same vibrator.

【図20】本発明の第5の実施の形態による振動子の斜
視図である。
FIG. 20 is a perspective view of a vibrator according to a fifth embodiment of the present invention.

【図21】図20の振動子の拡大横断面図である。21 is an enlarged cross-sectional view of the vibrator of FIG.

【図22】同振動子の製造方法を示す図で、Aは同振動
子と支持フレームとの結合状況を示す斜視図で、Bは更
にフレーム固定ブロックを取り付けた斜視図である。
22A and 22B are diagrams illustrating a method of manufacturing the vibrator, in which A is a perspective view illustrating a state of connection between the vibrator and a support frame, and B is a perspective view in which a frame fixing block is further attached.

【図23】同振動子を用いた角速度センサーの処理回路
である。
FIG. 23 is a processing circuit of an angular velocity sensor using the same vibrator.

【図24】本発明の第6の実施の形態による振動子の斜
視図である。
FIG. 24 is a perspective view of a vibrator according to a sixth embodiment of the present invention.

【図25】図24の振動子の拡大横断面図である。FIG. 25 is an enlarged cross-sectional view of the vibrator of FIG. 24.

【図26】同振動子の製造方法を示す図で、Aは同振動
子と支持フレームとの結合状況を示す斜視図で、Bは更
にフレーム固定ブロックを取り付けた斜視図である。
26A and 26B are diagrams illustrating a method of manufacturing the same vibrator, in which A is a perspective view showing a coupling state between the vibrator and a support frame, and B is a perspective view in which a frame fixing block is further attached.

【図27】同振動子を用いた角速度センサーの処理回路
である。
FIG. 27 is a processing circuit of an angular velocity sensor using the same vibrator.

【図28】本発明の第7の実施の形態による振動子の斜
視図である。
FIG. 28 is a perspective view of a vibrator according to a seventh embodiment of the present invention.

【図29】図28の振動子の拡大横断面図である。FIG. 29 is an enlarged cross-sectional view of the vibrator of FIG. 28.

【図30】同振動子の製造方法を示す図で、Aは同振動
子と支持フレームとの結合状況を示す斜視図で、Bは更
にフレーム固定ブロックを取り付けた斜視図である。
30A and 30B are diagrams showing a method of manufacturing the vibrator, wherein A is a perspective view showing a state of connection between the vibrator and a support frame, and B is a perspective view in which a frame fixing block is further attached.

【図31】同振動子を用いた角速度センサーの処理回路
である。
FIG. 31 is a processing circuit of an angular velocity sensor using the same vibrator.

【図32】第1従来例による三角柱状振動子の斜視図で
ある。
FIG. 32 is a perspective view of a triangular prism vibrator according to a first conventional example.

【図33】同振動子を用いた角速度センサーの処理回路
である。
FIG. 33 is a processing circuit of an angular velocity sensor using the same vibrator.

【図34】第2従来例による円柱状振動子の斜視図であ
る。
FIG. 34 is a perspective view of a columnar vibrator according to a second conventional example.

【図35】同振動子を用いた角速度センサーの処理回路
である。
FIG. 35 is a processing circuit of an angular velocity sensor using the same vibrator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

18……増幅器、19……移相器、20……差動増幅
器、21……加算器、22……同期検波器、23……ロ
ーパスフィルター、24……回転、25……減算器、3
0……振動子、33a……第1分割電極、33b……第
2分割電極、34a……第3分割電極、34b……第4
分割電極、40……支持フレーム、41……支持ブロッ
ク、60……振動子、61a……第1分割電極、61b
……第2分割電極、62a……第3の電極、63a……
第4の電極、64a……第5の電極、70……振動子、
71a……第1の電極、72a……第2の電極、73a
……第3の電極、74a……第4の電極、80……振動
子、81a……第1分割電極、81b……第2分割電
極、82a……第3分割電極、82b……第4分割電
極、83a……第5の電極、84a……第6の電極、9
0……振動子、91a……第1分割電極、91b……第
2分割電極、92a……第3の電極、93a……第4の
電極、94a……第5の電極、100……振動子、10
1a……第1分割電極、101b……第2分割電極、1
02a……第3分割電極、102b……第4分割電極、
103a……第5の電極、104a……第6の電極、1
10……振動子、111a……第1の電極、112a…
…第2の電極、113a……第3の電極、114a……
第4の電極、P……分極、ω……角速度ベクトル
18 amplifier 19 phase shifter 20 differential amplifier 21 adder 22 synchronous detector 23 low-pass filter 24 rotation 25 subtracter 3
0: vibrator, 33a: first divided electrode, 33b: second divided electrode, 34a: third divided electrode, 34b: fourth
Divided electrode, 40: Support frame, 41: Support block, 60: Vibrator, 61a: First divided electrode, 61b
... Second divided electrode 62a Third electrode 63a
Fourth electrode, 64a Fifth electrode, 70 Vibrator,
71a ... first electrode, 72a ... second electrode, 73a
... Third electrode 74a Fourth electrode 80 Vibrator 81a First divided electrode 81b Second divided electrode 82a Third divided electrode 82b Fourth Split electrode, 83a... Fifth electrode, 84a... Sixth electrode, 9
0: vibrator, 91a: first divided electrode, 91b: second divided electrode, 92a: third electrode, 93a: fourth electrode, 94a: fifth electrode, 100: vibration Child, 10
1a: first divided electrode, 101b: second divided electrode, 1
02a... Third divided electrode, 102b... Fourth divided electrode,
103a ... fifth electrode, 104a ... sixth electrode, 1
10 vibrator, 111a first electrode, 112a
... 2nd electrode, 113a ... 3rd electrode, 114a ...
Fourth electrode, P... Polarization, ω... Angular velocity vector

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 共振振動している振動子に回転角速度が
加わると発生するコリオリ力を検出することにより前記
角速度を検出する圧電振動角速度センサーにおいて、 前記振動子は、分極処理が施され、四角柱状の圧電体で
あり、その側面には、平行に対向した側面に形成された
電極の対が、少なくとも2対以上形成されており、 前記圧電体は振動の節点で支持され、前記電極のうちの
励振駆動用電極に交流電圧を印加して、軸方向に関して
の両端を自由端として共振振動させ、前記回転角速度が
加わると前記コリオリ力の発生で生じる電圧差を前記電
極のうちの2つの検出用電極から検出するようにしたこ
とを特徴とする圧電振動角速度センサー。
1. A piezoelectric vibration angular velocity sensor for detecting the angular velocity by detecting a Coriolis force generated when a rotational angular velocity is applied to a vibrator that is resonantly vibrating. A columnar piezoelectric body, at least two pairs of electrodes formed on the side face parallel to each other are formed on the side face, and the piezoelectric body is supported at a node of vibration; An AC voltage is applied to the excitation drive electrode of the first and second electrodes to cause resonance oscillation with both ends in the axial direction as free ends, and a voltage difference caused by the generation of the Coriolis force when the rotational angular velocity is applied is detected between two of the electrodes. A piezoelectric vibration angular velocity sensor characterized in that it is detected from an electrode for use.
【請求項2】 前記四角柱の第1の側面には、軸方向に
沿って2分割された、第1分割電極と第2分割電極とが
形成されており、これと対称に、前記第1の側面と対向
する第2の側面にも軸方向に沿って2分割された、第3
分割電極と第4分割電極が形成され、前記第3及び前記
第4分割電極から前記第1及び前記第2分割電極の方向
に分極され、前記第1分割電極を前記励振駆動用兼前記
検出用電極、前記第2分割電極を前記検出用電極とし
て、前記コリオリ力の発生で生じる電圧差を前記第1分
割電極と前記第2分割電極とから検出するようにしたこ
とを特徴とする請求項1に記載の圧電振動角速度センサ
ー。
2. A first divided electrode and a second divided electrode, which are divided into two along the axial direction, are formed on a first side surface of the quadrangular prism. The second side face opposite to the side face is also divided into two along the axial direction.
A split electrode and a fourth split electrode are formed, and are polarized from the third and fourth split electrodes in the directions of the first and second split electrodes, and the first split electrode is used for the excitation drive and the detection. The voltage difference generated by the generation of the Coriolis force is detected from the first divided electrode and the second divided electrode by using the electrode and the second divided electrode as the detection electrodes. The piezoelectric vibration angular velocity sensor according to 1.
【請求項3】 前記四角柱の第1の側面には、軸方向に
沿って2分割された第1分割電極と第2分割電極とが形
成されており、前記第1の側面と対向する第2の側面に
は第3の電極が形成され、前記第1及び第2の側面と垂
直な第3の側面及びこの第3の側面と対向する第4の側
面には、それぞれ第4、第5の電極が形成されており、
前記第1分割電極と前記第2分割電極とからそれぞれ前
記第4の電極と前記第5の電極の方向に分極され、前記
第1分割電極と前記第2分割電極を前記励振駆動用兼前
記検出用電極として、前記コリオリ力の発生で生じる電
圧差を前記第1分割電極と前記第2分割電極とから検出
するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の圧電
振動角速度センサー。
3. A first divided electrode and a second divided electrode that are divided into two along an axial direction on a first side surface of the quadrangular prism, and a first divided electrode facing the first side surface is formed. A third electrode is formed on the second side surface, and a third side surface perpendicular to the first and second side surfaces and a fourth side surface facing the third side surface are formed with fourth and fifth electrodes, respectively. Electrodes are formed,
The first divided electrode and the second divided electrode are polarized in the directions of the fourth electrode and the fifth electrode, respectively, so that the first divided electrode and the second divided electrode are used for the excitation drive and the detection. 2. The piezoelectric vibration angular velocity sensor according to claim 1, wherein a voltage difference caused by the generation of the Coriolis force is detected from the first divided electrode and the second divided electrode as an electrode for use. 3.
【請求項4】 前記四角柱の第1の側面には第1の電極
が形成され、前記第1の側面と対向する第2の側面には
第2の電極が形成され、前記第1及び第2の側面と垂直
な第3の側面及びこの第3の側面と対向する第4の側面
には、それぞれ第3、第4の電極が形成されており、前
記第1の電極と前記第2の電極とからそれぞれ前記第3
の電極又は前記第4の電極の方向に分極され、前記第1
の電極と前記第2の電極を前記励振駆動用兼前記検出用
電極として、前記コリオリ力の発生で生じる電圧差を前
記第1の電極と前記第2の電極とから検出するようにし
たことを特徴とする請求項1に記載の圧電振動角速度セ
ンサー。
4. A first electrode is formed on a first side surface of the quadrangular prism, and a second electrode is formed on a second side surface opposite to the first side surface. Third and fourth electrodes are formed on a third side surface perpendicular to the second side surface and a fourth side surface opposite to the third side surface, respectively, and the first electrode and the second electrode are formed. The third from the electrode
Of the first electrode or the fourth electrode,
And the second electrode are used as the excitation drive and detection electrode, and a voltage difference generated by the generation of the Coriolis force is detected from the first electrode and the second electrode. The piezoelectric vibration angular velocity sensor according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記四角柱の第1の側面には、軸方向に
沿って2分割された、第1分割電極と第2分割電極とが
形成されており、これと対称に、前記第1の側面と対向
する第2の側面にも、軸方向に沿って2分割された第3
分割電極と第4分割電極とが形成されており、前記第1
及び第2の側面と垂直で前記第1分割電極及び前記第3
分割電極側の第3の側面には第5の電極が形成され、こ
の第3の側面と対向する第4の側面には、第6の電極が
形成されており、前記第1分割電極から前記第5の電極
の方向と、前記第2分割電極から前記第6の電極の方向
と、前記第3分割電極から前記第5の電極の方向と、前
記第4分割電極から前記第6の電極の方向に分極され、
前記第1分割電極と前記第2分割電極を前記励振駆動用
電極として、前記第3分割電極と前記第4分割電極を前
記検出用電極として、前記コリオリ力の発生で生じる電
圧差を前記第3分割電極と前記第4分割電極とから検出
するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の圧電
振動角速度センサー。
5. A first divided electrode and a second divided electrode which are divided into two along an axial direction on a first side surface of the quadrangular prism, and symmetrically with the first divided electrode and the second divided electrode. The third side divided along the axial direction is also provided on the second side opposite to the side of the third side.
A divided electrode and a fourth divided electrode are formed, and
And the first divided electrode and the third
A fifth electrode is formed on a third side surface on the side of the divided electrode, and a sixth electrode is formed on a fourth side surface opposite to the third side surface. The direction of the fifth electrode, the direction of the sixth electrode from the second divided electrode, the direction of the fifth electrode from the third divided electrode, and the direction of the sixth electrode from the fourth divided electrode. Polarized in the direction
The first divided electrode and the second divided electrode are used as the excitation driving electrodes, and the third divided electrode and the fourth divided electrode are used as the detection electrodes. The piezoelectric vibration angular velocity sensor according to claim 1, wherein the detection is performed from the divided electrode and the fourth divided electrode.
【請求項6】 前記四角柱の第1の側面には、軸方向に
沿って2分割された、第1分割電極と第2分割電極とが
形成されており、前記第1の側面と対向する第2の側面
には第3の電極が形成され、前記第1及び第2の側面と
垂直な第3の側面及びこの第3の側面と対向する第4の
側面には、それぞれ第4、第5の電極が形成されてお
り、前記第1及び前記第2分割電極から前記第3の電極
の方向に分極され、前記第1分割電極と前記第2分割電
極を前記自励振駆動用兼前記検出用電極として、前記コ
リオリ力の発生で生じる電圧差を前記第1分割電極と前
記第2分割電極とから検出するようにしたことを特徴と
する請求項1に記載の圧電振動角速度センサー。
6. A first divided electrode and a second divided electrode which are divided into two in the axial direction on a first side surface of the quadrangular prism, and are opposed to the first side surface. A third electrode is formed on the second side surface, and a third side surface perpendicular to the first and second side surfaces and a fourth side surface facing the third side surface are provided with fourth and fourth electrodes, respectively. 5 electrodes are formed and polarized in the direction from the first and second divided electrodes to the third electrode, and the first divided electrode and the second divided electrode are used for the self-excited drive and detection. 2. The piezoelectric vibration angular velocity sensor according to claim 1, wherein a voltage difference caused by the generation of the Coriolis force is detected from the first divided electrode and the second divided electrode as an electrode for use. 3.
【請求項7】 前記四角柱の第1の側面には、軸方向に
沿って2分割された、第1分割電極と第2分割電極とが
形成されており、これと対称に、前記第1の側面と対向
する第2の側面にも、軸方向に沿って2分割された、第
3分割電極と第4分割電極とが形成され、前記第1及び
第2の側面と垂直で前記第1分割電極及び前記第3分割
電極側の第3の側面には第5の電極が形成され、この第
3の側面と対向する第4の側面には、第6の電極が形成
されており、前記第1及び前記第2分割電極から前記第
3及び前記第4分割電極の方向に分極され、前記第1分
割電極と前記第2分割電極を前記励振駆動用兼検出用電
極として、前記第3分割電極と前記第4分割電極を前記
検出用電極として、前記コリオリ力の発生で生じる電圧
差を前記第3分割電極と前記第4分割電極とから検出す
るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の圧電振
動角速度センサー。
7. A first divided electrode and a second divided electrode, which are divided into two along the axial direction, are formed on a first side surface of the quadrangular prism, and symmetrically with the first divided electrode and the second divided electrode. A third divided electrode and a fourth divided electrode, which are divided into two along the axial direction, are also formed on a second side surface facing the side surface of the first side surface, and the first and second side surfaces are perpendicular to the first and second side surfaces. A fifth electrode is formed on the third side of the divided electrode and the third side of the divided electrode, and a sixth electrode is formed on a fourth side opposite to the third side. The third divided electrode is polarized in a direction from the first and second divided electrodes to the third and fourth divided electrodes, and the first divided electrode and the second divided electrode are used as the excitation drive and detection electrodes. The electrode and the fourth divided electrode are used as the detection electrodes, and the voltage difference caused by the generation of the Coriolis force is determined by the third divided electrode. The piezoelectric vibration angular velocity sensor according to claim 1, wherein the detection is performed from a pole and the fourth divided electrode.
【請求項8】 前記四角柱の第1の側面には第1の電極
が形成され、前記第1の側面と対向する第2の側面には
第2の電極が形成され、前記第1及び第2の側面と垂直
な第3の側面及びこの第3の側面と対向する第4の側面
には、それぞれ第3、第4の電極が形成されており、前
記第1の電極から前記第2の電極の方向に分極され、前
記第3の電極と前記第4の電極を前記励振駆動用兼前記
検出用電極として、前記コリオリ力の発生で生じる電圧
差を前記第3の電極と前記第4の電極とから検出するよ
うにしたことを特徴とする請求項1に記載の圧電振動角
速度センサー。
8. A first electrode is formed on a first side surface of the quadrangular prism, and a second electrode is formed on a second side surface opposite to the first side surface. A third and a fourth electrode are formed on a third side surface perpendicular to the second side surface and a fourth side surface opposite to the third side surface, respectively. The third electrode and the fourth electrode are polarized in the direction of the electrodes, and the third electrode and the fourth electrode are used as the excitation drive and detection electrodes, and the voltage difference generated by the generation of the Coriolis force is applied to the third electrode and the fourth electrode. The piezoelectric vibration angular velocity sensor according to claim 1, wherein the detection is performed from an electrode.
【請求項9】 共振振動している振動子に回転角速度が
加わると発生するコリオリ力を検出することにより前記
角速度を検出する圧電振動角速度センサーの振動子の製
造方法において、 平板状の圧電体の厚さ方向の両面全面に、メッキ又は印
刷により電極を形成し、前記厚さ方向に分極処理し、こ
の平板を多数の四角柱片に切断することにより、電極形
成面を有する四角柱形状の圧電体でなる振動子を得るよ
うにしたことを特徴とする圧電振動角速度センサーの振
動子の製造方法。
9. A method of manufacturing a vibrator for a piezoelectric vibration angular velocity sensor for detecting the angular velocity by detecting a Coriolis force generated when a rotational angular velocity is applied to a vibrator that is vibrating resonantly, An electrode is formed by plating or printing on the entire surface in both directions in the thickness direction, polarized in the thickness direction, and this flat plate is cut into a number of square pillar pieces, thereby forming a square pillar-shaped piezoelectric having an electrode formation surface. A method for manufacturing a vibrator for a piezoelectric vibration angular velocity sensor, wherein a vibrator made of a body is obtained.
【請求項10】 前記四角柱片の前記電極が形成された
両面又はどちらか一方の面に軸方向に延びる溝を形成し
前記電極を2分割したことを特徴とする請求項9に記載
の圧電振動角速度センサーの振動子の製造方法。
10. The piezoelectric device according to claim 9, wherein a groove extending in the axial direction is formed on both surfaces or one of the surfaces of the square pole piece on which the electrodes are formed, and the electrodes are divided into two parts. A method for manufacturing a vibrator for a vibration angular velocity sensor.
【請求項11】 前記四角柱片への切断と前記溝の形成
を、同一の砥石を用いて連続的に行うようにしたことを
特徴とする請求項10に記載の圧電振動角速度センサー
の振動子の製造方法。
11. The vibrator for a piezoelectric vibration angular velocity sensor according to claim 10, wherein the cutting into the quadrangular prism pieces and the formation of the grooves are continuously performed using the same grindstone. Manufacturing method.
【請求項12】 前記平板から切断された四角柱片の前
記電極が形成された両面と垂直な2つの面にもメッキ又
は印刷により電極を形成したことを特徴とする請求項9
乃至請求項11の何れかに記載の圧電振動角速度センサ
ーの振動子の製造方法。
12. An electrode is formed by plating or printing on two surfaces of a rectangular prism piece cut from the flat plate and perpendicular to both surfaces on which the electrodes are formed.
A method for manufacturing a vibrator for a piezoelectric vibration angular velocity sensor according to claim 11.
【請求項13】 共振振動している振動子に回転角速度
が加わると発生するコリオリ力を検出することにより前
記角速度を検出する圧電振動角速度センサーの振動子の
製造方法において、 平板状の圧電体の厚さ方向の両面全面にそれぞれ、メッ
キ又は印刷により第1の電極と第2の電極を形成し、こ
の平板を多数の四角柱片に切断し、この四角柱片の前記
第1及び第2の電極が形成された両面と垂直な2つの面
それぞれにメッキ又は印刷により第3の電極と第4の電
極を形成した後、分極処理を行い、各側面に電極が形成
された四角柱形状の圧電体でなる振動子を得るようにし
たことを特徴とする圧電振動角速度センサーの振動子の
製造方法。
13. A method of manufacturing a vibrator of a piezoelectric vibration angular velocity sensor for detecting the angular velocity by detecting a Coriolis force generated when a rotational angular velocity is applied to a vibrator that is vibrating resonantly. A first electrode and a second electrode are formed by plating or printing, respectively, on both surfaces in the thickness direction, and the flat plate is cut into a number of square pole pieces, and the first and second electrodes of the square pole pieces are cut. After forming a third electrode and a fourth electrode by plating or printing on each of two surfaces perpendicular to both surfaces on which the electrodes are formed, a polarization process is performed, and a quadrangular prism-shaped piezoelectric member having electrodes formed on each side surface. A method for manufacturing a vibrator for a piezoelectric vibration angular velocity sensor, wherein a vibrator made of a body is obtained.
【請求項14】 前記分極の方向は、前記第1及び前記
第2の電極から、前記第3の電極又は前記第4の電極へ
の方向であることを特徴とする請求項13に記載の圧電
振動角速度センサーの振動子の製造方法。
14. The piezoelectric device according to claim 13, wherein the direction of the polarization is a direction from the first and second electrodes to the third electrode or the fourth electrode. A method for manufacturing a vibrator for a vibration angular velocity sensor.
【請求項15】 前記四角柱片の前記第1の電極が形成
された面に、軸方向に延びる溝を形成し前記第1の電極
を、前記第3の電極側の第1分割電極と、前記第4の電
極側の第2分割電極とに2分割して、前記第1分割電極
から前記第3の電極の方向に分極させ、前記第2分割電
極から前記第4の電極の方向に分極させたことを特徴と
する請求項13に記載の圧電振動角速度センサーの振動
子の製造方法。
15. A groove extending in the axial direction is formed on a surface of the quadrangular prism piece on which the first electrode is formed, and the first electrode is formed as a first split electrode on the third electrode side. The second divided electrode on the fourth electrode side is divided into two, polarized in the direction from the first divided electrode to the third electrode, and polarized in the direction from the second divided electrode to the fourth electrode. The method for manufacturing a vibrator for a piezoelectric vibration angular velocity sensor according to claim 13, wherein:
【請求項16】 前記四角柱片の前記第1の電極が形成
された面に軸方向に延びる溝を形成し、前記第1の電極
を、前記第3の電極側の第1分割電極と、前記第4の電
極側の第2分割電極とに2分割し、これと対称に、前記
第2の電極が形成された面にも軸方向に延びる溝を形成
し、前記第2の電極を、前記第3の電極側の第3分割電
極と、前記第4の電極側の第4分割電極とに2分割し、
前記第1分割電極から前記第3の電極の方向に分極さ
せ、前記第2分割電極から前記第4の電極の方向に分極
させ、前記第3分割電極から前記第3の電極の方向に分
極させ、前記第4分割電極から前記第4の電極の方向に
分極させたことを特徴とする請求項13に記載の圧電振
動角速度センサーの振動子の製造方法。
16. A groove extending in the axial direction is formed on a surface of the quadrangular prism piece on which the first electrode is formed, and the first electrode is provided with a first split electrode on the third electrode side, The second divided electrode on the fourth electrode side is divided into two, and symmetrically with the second divided electrode, a groove extending in the axial direction is also formed on the surface on which the second electrode is formed, and the second electrode is Dividing the electrode into a third divided electrode on the third electrode side and a fourth divided electrode on the fourth electrode side;
Polarized in the direction from the first divided electrode to the third electrode, polarized in the direction from the second divided electrode to the fourth electrode, and polarized in the direction from the third divided electrode to the third electrode. 14. The method of manufacturing a vibrator for a piezoelectric vibration angular velocity sensor according to claim 13, wherein the polarization is performed in a direction from the fourth divided electrode to the fourth electrode.
【請求項17】 前記四角柱片への切断と前記溝の形成
を、同一の砥石を用いて連続的に行うようにしたことを
特徴とする請求項15又は請求項16に記載の圧電振動
角速度センサーの振動子の製造方法。
17. The piezoelectric vibration angular velocity according to claim 15, wherein the cutting into the quadrangular prism pieces and the formation of the grooves are continuously performed using the same grindstone. Manufacturing method of the transducer of the sensor.
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