JP2001235331A - 角速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電振動子の腕部に溝を設けることによっ
て、検出した角速度の精度を向上させることができる角
速度検出装置を提供すること。 【解決手段】 ほぼ同一形状に形成された複数の腕部２
２、２３を有する圧電振動子２０と、圧電振動子２０を
保持するためのベース１２と、ベース１２に取り付けら
れており、圧電振動子２０と電気的に接続されているリ
ード１３とを有する角速度検出装置１０において、圧電
振動子２０は、腕部２２、２３が対向する第１の面２２
ａ、２３ａに形成されてなる第１の電極２５と、第１の
面２２ａ、２３ａと対向する第２の面２２ｂ、２３ｂに
形成されてなる第２の電極２４と、第１の面に対してほ
ぼ垂直な面に形成されてなる溝２７とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、角速度検出装置の
改良、特に、角速度検出装置における圧電振動子の腕部
の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の角速度検出装置（２脚ジャ
イロ又は角速度センサ）の一例を示す模式図であり、図
７を参照して角速度検出装置１について説明する。

【０００３】図７の角速度検出装置１はベース基板１ａ
に圧電振動子２が取り付けられた構造を有しており、圧
電振動子２は基部３、２つの腕部４、５、駆動電極６
Ａ、６Ｂ、グランド電極７Ａ、７Ｂ、検出電極８等を有
している。

【０００４】図８は図７における腕部のＡ−Ａ断面を示
す断面図であり、図８を参照して腕部４、５の電極構造
について説明する。腕部４は振動を検出するためのもの
であって、グランド電極７Ａ及び検出電極８が形成され
ている。検出電極８は腕部４の第３の面４ｃに形成され
ており、図７における基部３の外部電極に接続されてい
る。グランド電極７Ａは、腕部４Ａにおける第１の面４
ａ、第２の面４ｂ及び第４の面４ｄにわたって形成され
ている。

【０００５】図８の腕部５は、駆動電源によって腕部
４、５を振動させるものであって、駆動電極６Ａ、６Ｂ
及びグランド電極７Ｂが形成されている。駆動電極６Ａ
は腕部５における第３の面５ｃの一部に形成されてい
て、駆動電極６Ｂは第４の面５ｄの一部に形成されてい
る。グランド電極７Ｂは第１の面５ａから第３の面５ｃ
及び第４の面５ｄの一部にかけて形成されている。ま
た、グランド電極７Ｂは腕部４のグランド電極７Ａと電
気的に接続されている。

【０００６】次に、図７と図８を参照して従来の角速度
検出装置の動作例について説明する。まず、図７の駆動
電極６Ａ、６Ｂに駆動電圧が供給されると、圧電効果に
より腕部５が矢印α方向に振動する。この振動は腕部５
から基部３を介して腕部４に伝達される。そして、圧電
振動子２が軸ＣＬを中心に矢印θ方向に回転すると、腕
部４、５にコリオリ力が矢印γ方向に生じる。そして、
コリオリ力により検出電極８とグランド電極７Ａの間に
生じる起電力を検出電圧として出力することにより、圧
電振動子２の角速度を検出する。すなわち、検出電圧の
大きさによってコリオリ力の大きさが検出され、コリオ
リ力の大きさにより角速度が検出される。

【０００７】図７に示す角速度検出装置１においては、
腕部５が振動して腕部４がコリオリ力による角速度を検
出する構造を有している。このように一方の腕部４Ｂの
みで駆動した場合、検出側の腕部４にノイズが乗りにく
いという利点を有している。しかし、腕部４は腕部５の
振動を拾って振動するため、腕部４の振動の立ち上がり
時間が腕部５の立ち上がり時間に比べて遅くなってしま
う。また、腕部４と腕部５の電極パターンが異なるた
め、腕部４、５の共振周波数が圧電効果により若干異な
ってしまう。具体的には、電界を印加された腕部５は見
かけ上柔らかくなり、腕部４の共振周波数よりも低くな
ってしまう。従って、腕部４によって検出された角速度
に誤差が生じやすいという問題がある。

【０００８】そこで、圧電振動子の２つの腕部にそれぞ
れ駆動電極と検出電極が形成された角速度検出装置が提
案されている。図９は角速度検出装置における圧電振動
子の別の一例を示す断面図であり、図９を参照して圧電
振動子２００について説明する。

【０００９】図９の圧電振動子２００の腕部２０１、２
０２にはそれぞれ駆動電極２１０と検出電極２２０が形
成されている。駆動電極２１０は、腕部２０１、２０２
の第１の面２０１ａ、２０２ａ及び第２の面２０１ｂ、
２０２ｂにそれぞれ形成されている。一方、検出電極２
２０は、腕部２０１、２０２の第３の面２０１ｃ、２０
２ｃ及び第４の面２０１ｄ、２０２ｄにそれぞれ２つず
つ形成されている。

【００１０】図９の圧電振動子２００において、駆動電
極２１０に駆動電圧が印加されて腕部２０１、２０２が
矢印α方向に振動する。そして、圧電振動子２００が矢
印θ方向に回転すると、コリオリ力によって腕部２０
１、２０２が矢印γ方向に振動する。コリオリ力の振動
により発生する起電力が検出電極２２０から検出されて
角速度の検出が行われる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図９の圧電振動子２０
０において、腕部２０１、２０２にそれぞれ駆動電極２
１０と検出電極２２０を形成することによって、腕部２
０１、２０２の双方で駆動及び検出を行うこととなる。
これにより、駆動振動及び検出振動が安定して立ち上が
り時間も早くすることができる。

【００１２】しかし、圧電振動子２００において、駆動
電極２１０と検出電極２２０は近接した構造を有してい
る。従って、角速度検出装置の小型化の要請に伴い圧電
振動子２００を小さくした場合、駆動電極２１０と検出
電極２２０の間で電界が漏れてしまうという問題があ
る。具体的には、圧電振動子２００が小さくなると腕部
２０１、２０２に形成された駆動電極２１０及び検出電
極２２０の間隔も小さくなる。そして、駆動電極２１０
から出力される電界が検出電極２２０に影響を及ぼして
しまい、検出電極２２０から検出される検出電圧にノイ
ズが含まれてしまうという問題がある。

【００１３】そこで本発明は上記課題を解消し、圧電振
動子の腕部に溝を設けることによって、検出した角速度
の精度を向上させることができる角速度検出装置を提供
することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ほぼ
同一形状に形成された複数の腕部を有する圧電振動子
と、前記圧電振動子を保持するためのベースと、前記ベ
ースに取り付けられており、前記圧電振動子と電気的に
接続されているリードとを有する角速度検出装置におい
て、前記圧電振動子は、前記複数の腕部が対向する第１
の面に形成されてなる第１の電極と、前記腕部における
前記第１の面と対向する第２の面に形成されてなる第２
の電極と、前記第１の面に対してほぼ垂直な面に形成さ
れてなる溝とを有する角速度検出装置を特徴とする。

【００１５】請求項１の構成によれば、複数の腕部の対
向面である第１の面に第１の電極が形成されていて、腕
部における第１の面に対向した第２の面に第２の電極が
形成されている。そして、この第１の面にほぼ垂直した
面に溝が形成されている。第１の電極が検出電極であっ
て第２の電極が駆動電極である場合、溝を設けることに
よって駆動電極と検出電極の間に生じる電界の漏れを防
止することができる。これにより、駆動電極により生じ
る振動の振幅を増大させることができるとともに、検出
電極との結合係数を大きくすることができる。従って、
感度がよくノイズの少ない角速度検出装置を作製する事
ができる。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記溝には第３の電極が形成されてなる角速度検出
装置を特徴とする。

【００１７】請求項２の構成によれば、溝に第３の電極
が形成されており、第２の電極と第３の電極が腕部を振
動させ、第１の電極と第３の電極が角速度を検出するこ
ととなる。このように、溝に第３の電極を形成すること
によって、第１の電極から第２の電極への電界の漏れが
防止されて、角速度検出装置の感度を向上させることが
できる。

【００１８】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
のいずれかの構成において、前記第３の電極は、前記第
１の面に対してほぼ垂直な第３の面の少なくとも一部に
まで形成されてなる角速度検出装置を特徴とする。

【００１９】請求項３の構成によれば、第３の電極は溝
から第３の面の少なくとも一部にかて形成されている。
従って、第３の電極により第１の電極及び第２の電極に
対するシールド効果が得られるようになり、角速度の検
出を感度良く行うことができる。

【００２０】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
のいずれかの構成において、前記第１の電極は複数形成
されていて、前記複数の第１電極のうち少なくとも一部
は、前記第１の面とほぼ直交する面にわたって形成され
てなる角速度検出装置を特徴とする。

【００２１】請求項４の構成によれば、第１の電極は、
複数の電極パターンからなっており、それぞれ第１の面
からこれに垂直な面にわたって形成されている。このよ
うに第１の電極を複数に分けることによって、第１の電
極を検出電極とした場合、検出した信号の不要成分をキ
ャンセルすることができ、ノイズの低減を図ることがで
きる。

【００２２】請求項５の発明は、請求項１から請求項４
のいずれかの構成において、前記第２の電極は、前記第
２の面とほぼ直交する面にわたって形成されてなる角速
度検出装置を特徴とする。

【００２３】請求項６の発明は、請求項１から請求項５
のいずれかの構成において、前記腕部における幅と厚さ
は、ほぼ等しくなるように形成されてなる角速度検出装
置を特徴とする。

【００２４】請求項６の構成によれば、腕部の幅と厚さ
は、ほぼ等しくなるように形成されているので、腕部の
幅方向の振動と厚さ方向の振動における共振周波数がほ
ぼ一致することになる。これにより、駆動側と検出側の
周波数が結合し、感度の良い角速度検出装置を提供する
ことができる。

【００２５】請求項７の発明は、請求項１から請求項６
のいずれかの構成において、前記溝は、略矩形状に形成
されてなる角速度検出装置を特徴とする。

【００２６】請求項７の構成によれば、溝は略矩形状に
形成されているため、たとえば異方性エッチング等の製
造方法により容易に製造することができる。

【００２７】請求項８の発明は、請求項１から請求項６
のいずれかの構成において、前記溝は、略Ｖ字状に形成
されてなる角速度検出装置を特徴とする。

【００２８】請求項８の構成によれば、溝は略Ｖ字状に
形成されているため、たとえばダイシングソーのような
機械加工によって容易に製造することができる。

【００２９】請求項９の発明は、請求項１から請求項６
のいずれかの構成において、前記溝は、貫通孔を形成し
てなる角速度検出装置を特徴とする。

【００３０】請求項９の構成によれば、貫通孔を形成す
ることによって、同電位での腕部の変化量が大きくなる
ため、第２の電極側の変形量も大きくなるとともに第２
の電極の結合度合いも高まり、ノイズの弁別が良くな
る。

【００３１】請求項１０の発明は、請求項１から請求項
８のいずれかの構成において、前記溝は、前記腕部の根
本付近に少なくとも形成されてなる角速度検出装置を特
徴とする。

【００３２】請求項１０の構成によれば、溝は腕部と基
部の根本付近、すなわち腕部の接合部付近に形成されて
いる。ここで、腕部の根本付近は駆動振動の歪み及び検
出振動の歪みが最大となる。このため、溝が腕部と基部
の根本付近に形成されることによって、第１の電極と第
２の電極の間に生じる電界の漏れを防止することができ
る。これにより、第１の電極と第２の電極の結合係数を
大きくして感度の向上とノイズの低減を図ることができ
る。

【００３３】請求項１１の発明は、請求項１から請求項
１０のいずれかの構成において、前記材料は水晶の回転
Ｚ板からなる角速度検出装置を特徴とする。

【００３４】請求項１１の構成によれば、圧電振動子は
水晶からなっているので、温度特性が向上するととも
に、エッチング等の行程を容易に行うことができる。

【００３５】請求項１２の発明は、ほぼ同一形状に形成
された複数の腕部を有する圧電振動子と、前記圧電振動
子を保持するためのベースと、前記ベースに取り付けら
れており、前記圧電振動子と電気的に接続されているリ
ードとを有する角速度検出装置において、前記圧電振動
子は、前記腕部が対向する第１の面に形成されてなる第
１の電極と、前記第１の面に対してほぼ垂直な面に形成
されてなる第２の電極と、前記第１の面に対してほぼ垂
直な面であって、前記第１の電極と前記第２の電極の間
に形成されてなる溝とを有する角速度検出装置を特徴と
する。

【００３６】請求項１２の構成によれば、複数の腕部の
対向面である第１の面には第１の電極が形成されてい
て、第１の面にほぼ垂直な面には第２の電極が形成され
ている。そして、第１の面にほぼ垂直な面であって、第
１の電極と第２の電極の間には溝が形成されている。第
１の電極が検出電極であって第２の電極が駆動電極であ
る場合、溝を設けることによって駆動電極と検出電極の
間に生じる電界の漏れを防止することができる。これに
より、駆動電極により生じる振動の振幅を増大させるこ
とができるとともに、検出電極との結合係数を大きくす
ることができる。従って、感度がよくノイズの少ない角
速度検出装置を作製する事ができる。

【００３７】請求項１３の発明は、請求項１から請求項
１１のいずれかの構成において、前記第２の電極は、角
速度を検出するための検出電極である角速度検出装置を
特徴とする。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。

【００３９】図１は本発明の角速度検出装置の好ましい
実施の形態を示す概略斜視図であり、図１を参照して角
速度検出装置１０について説明する。図１の角速度検出
装置１０は、筐体１１、ベース１２、リード１３、圧電
振動子２０等を有している。圧電振動子２０は筐体１１
内に配置されており、ベース１２により保持されてい
る。また圧電振動子２０は、筐体１１とベース１２によ
り真空封止されている。圧電振動子２０にはリード１３
が電気的に接続されていて、リード１３は後述する駆動
電極２４に駆動電圧を供給するとともに、検出電極２５
により検出された検出電圧を外部に出力するものであ
る。

【００４０】図２は本発明の角速度検出装置における圧
電振動子の好ましい実施の形態を示す平面図であり、図
２を参照して圧電振動子２０について説明する。なお、
図２（Ａ）は、圧電振動子２０における第３の面２０ｃ
の平面図であり、図２（Ｂ）は圧電振動子２０における
第４の面２０ｄの平面図である。

【００４１】図２の圧電振動子２０は、基部２１、２つ
の腕部２２、２３、第２の電極である駆動電極２４、第
１の電極である検出電極２５、第３の電極であるグラン
ド電極２６、溝２７等から構成されている。この圧電振
動子２０は、たとえば水晶の回転Ｚ板からなっていて、
分極方向は矢印Ｘ方向になるように形成されている。圧
電振動子２０の材料として水晶を用いることによって、
圧電振動子２０の温度特性を向上させるとともに、エッ
チングや機械加工等の形状加工を容易に行うことができ
る。

【００４２】基部２１には同一の形状を有する２つの腕
部２２、２３が形成されており、図３の腕部２２、２３
の幅Ｗと厚さＤはほぼ同一になるように形成されている
（Ｗ＝Ｄ）。すなわち、腕部２２、２３の断面形状はほ
ぼ正方形状になっている。これにより、矢印Ｘ方向に振
動する際の共振周波数（駆動振動）とＹ方向に振動する
際の共振周波数（検出振動）をほぼ同一にすることがで
きる。このため、駆動側と検出側の周波数が結合して、
感度の向上を図ることができる。

【００４３】基部２１から腕部２２、２３の長手方向
（矢印Ｚ方向）に向かって、駆動電極２４、検出電極２
５、グランド電極２６、溝２７が形成されている。ま
た、腕部２２、２３に形成されている電極パターンは、
ＹＺ平面に対してほぼ対称になるように形成されてい
る。基部２１には貫通穴３１、リード線を取り出すため
の電極パッド３２、３３、３４、３５が形成されてい
る。電極パッド３２、３３は、駆動電極２４とそれぞれ
電気的に接続されているとともに、発振回路４０と接続
されている。一方、電極パッド３４、３５は検出電極２
５とそれぞれ電気的に接続されているとともに、検出回
路４１と接続されている。

【００４４】図３は図２の圧電振動子２０におけるＡ−
Ａ断面を示す断面図であり、図２と図３を参照して駆動
電極２４について説明する。図２の駆動電極２４は第２
の面２２ｂ、２３ｂから第３の面２２ｃ、２３ｃ及び第
４の面２２ｄ、２３ｄの一部にかけて形成されている。
駆動電極２４は、ＹＺ平面に対してほぼ対称になるよう
に腕部２２、２３に形成されている。駆動電極２４はグ
ランド電極２６との間に電界を発生させることにより、
圧電効果を利用して腕部２２、２３を矢印Ｘ方向に振動
させるものである。

【００４５】次に、図２と図３を参照して検出電極２５
について説明する。検出電極２５は、コリオリ力により
腕部２２、２３が矢印Ｙ方向に振動したとき、圧電効果
によりに生じる起電力を検出電圧として出力するもので
ある。図３の検出電極２５はたとえば第４電極２５ａ、
第５電極２５ｂからなっていて、第４電極２５ａは腕部
２２、２３が対向する面、すなわちの第１の面２２ａ、
２３ａから第３の面２２ｃ、２３ｃにかけてそれぞれ形
成されている。一方、第５電極２５ｂは腕部２２、２３
が対向する面、すなわち第１の面２２ａ、２３ａから第
４の面２２ｄ、２３ｄにかけてそれぞれ形成されてい
る。

【００４６】このように、検出電極２５を第４電極２５
ａ、第５電極２５ｂの２つの電極パターンで構成するこ
とによって、検出電極２５での検出信号に含まれる不要
成分をキャンセルすることができ、ノイズの低減を図る
ことができる。

【００４７】次に、図２と図３を参照してグランド電極
２６及び溝２７についてそれぞれ説明する。図３の溝２
７は、腕部２２、２３において第１の面２２ａ、２３ａ
に対してほぼ垂直な面である第３の面２２ｃ、２３ｃ及
び第４の面２２ｄ、２３ｄにぞれぞれ形成されている。
この溝２７は図２に示すように腕部２２、２３の根本付
近から矢印Ｚ方向に向かって形成されている。ここで、
腕部２２、２３の根本付近は駆動振動の歪み及び検出振
動の歪みが最大となる。このため、溝２７が腕部２２、
２３の根本付近に形成されることによって、駆動電極２
４と検出電極２５の間に生じる電界の漏れを効率よく防
止することができる。

【００４８】また、溝２７の内側から第３の面２２ｃ、
２３ｃ及び第４の面２２ｄ、２３ｄの一部にかけてグラ
ンド電極２６が形成されている。グランド電極２６は、
駆動電極２４との間で電界を発生させるものであって、
これにより腕部２２、２３が音叉振動するようになる。
また、グランド電極２６は、検出電極２５との間におい
てもコリオリ力により電界を発生させて、検出電圧を出
力させるものである。

【００４９】溝２７はたとえばほぼ矩形状もしくはほぼ
Ｖ字状に形成されている。このとき、溝２７をほぼ矩形
状に形成する際には異方性エッチング等により容易に形
成することができる。一方、溝２７をほぼＶ字状に形成
する際にはダイシングソー等による機械加工で容易に形
成することができる。この溝２７は駆動電極２４から出
力された電界が検出電極２５へ漏れるのを防止するもの
である。これにより、駆動電極２４により生じる振動の
振幅を増大させ駆動振動を効率よく発生させることがで
きるとともに、検出電極２５との結合係数を大きくする
ことができる。従って、検出電極２５から検出される検
出電圧に含まれるノイズが低減させるものである。

【００５０】また、この溝２７内にグランド電極２６を
形成することによって、駆動電極２４から出力される電
界は、グランド電極２６との間でのみ電界を形成するよ
うになり、検出電極２５へ漏れる電界が低減される。こ
れにより、検出電極２５により検出される検出電圧に含
まれるノイズが低減されることとなる。

【００５１】さらに、図３の腕部２２、２３のそれぞれ
において、駆動電極２４、検出電極２５、グランド電極
２６及び溝２７は、ＸＺ平面及びＹＺ平面に対してほぼ
対称になるように形成されている。すなわち、腕部２
２、２３は、ほぼ上下左右対称になるように形成されて
いる。これにより、矢印Ｘ方向の駆動振動と矢印Ｙ方向
の検出振動の不要成分を少なくすることができ、ノイズ
の低減を図ることができる。

【００５２】次に、図１乃至図３を参照して角速度検出
装置１０の動作例について詳しく説明する。まず、図３
の駆動電極２４の振動対の共振周波数に近い周波数を供
給すると、圧電効果により腕部２２、２３が音叉振動を
開始する。このとき、腕部２２、２３の振動周波数（共
振周波数）は図２の腕部２２、２３の長さＬ及び幅Ｗに
よって決定する。

【００５３】そして、図１の圧電振動子２０が軸ＣＬを
中心に矢印θ方向に回転すると、矢印Ｙ方向にコリオリ
力が働く。具体的には、たとえば圧電振動子２０の音叉
が開く運動をしている際には、矢印θ１方向の回転が加
えられると、腕部２２は矢印Ｙ１方向にゆがみ、腕部２
３は矢印Ｙ２方向にゆがむ。その後、音叉が閉じる運動
をしている際には、腕部２２、２３はそれぞれ矢印Ｙ２
方向及び矢印Ｙ１方向に戻ろうとする。これにより、腕
部２２、２３は矢印Ｙ方向に振動し始める。この振動に
より発生する検出信号が検出電極２５から図２の電極パ
ッド３４、３５を介して差動アンプにノイズ成分を除去
され増幅される。その後、増幅された検出信号は検出回
路４１により角速度に換算される。

【００５４】このとき、腕部２２、２３にはそれぞれ溝
２７が形成されているため、駆動電極２４から検出電極
２５への電界の漏れが低減され、検出電圧に含まれるノ
イズ成分を低減させることができる。また、図４は溝を
形成しない場合と溝を形成した場合の回転速度ωと感度
の関係を示すグラフ図であるが、図４において、回転速
度ωが速くなるほど、溝２７を設けた角度検出装置１０
の感度が従来例に比べて高くなっていることがわかる。

【００５５】さらに、図５は溝２７の深さと感度及びノ
イズとの関係を示すグラフ図であるが、図５において、
溝２７の深さが深くなるほど感度が上がっているのがわ
かる。一方、溝２７の深さがふかくなるほどノイズが低
減されていることがわかる。従って、溝２７の深さは深
ければ深いほどよく、また第３の面２２ｃ、２３ｃの溝
２７と第４の面２２ｄ、２３ｄの溝２７が貫通していて
もよい。溝２７が深くなるということは、同電位での腕
部２２、２３の変化量が大きくなるということであり、
それに伴って、検出側の変形量も大きくなり、かつ検出
電極２５の結合度合いも高まるため、ノイズとの弁別が
良くなる。

【００５６】図６は本発明の角度検出装置における圧電
振動子の別の実施の形態を示す断面図であり、図６を参
照して圧電振動子７０、１２０、２２０について説明す
る。なお、図３の圧電振動子２０と同一の構成を有する
部位には同一の符号を付してその説明を省略する。ま
た、図６において、腕部２３のみ言及することとし、腕
部２２は腕部２３とＹＺ平面で対称になるように電極パ
ターンが形成されているものとする。

【００５７】図６（Ａ）の圧電振動子７０において、検
出電極７５は、腕部２３の第３の面２３ｃ及び第４の面
２３ｄにのみ形成されていて、第１の面２３ａには形成
されていない。このように、腕部２３の平面部に当たる
第３の面２３ｃ及び第４の面２３ｄにのみ検出電極７５
が形成されるだけで、腕部２３の内側に当たる第１の面
２３ａに電極パターンを形成する必要がなくなる。この
ため、フォトリソグラフィー行程が簡便になり、効率よ
く角速度検出装置１０を製造することができる。

【００５８】図６（Ｂ）の圧電振動子１２０において、
駆動電極１２４は第２の面２３ｂの全面にのみ形成され
ていて、第３の面２３ｃ及び第４の面２３ｄには形成さ
れていない。同様に、検出電極１２５は第１の面２３ａ
の全面にのみ形成されていて、第３の面２３ｃ及び第４
の面２３ｄには形成されていない。これは、検出電位を
差出力しないものであって、検出電極２５を分割せず製
造工程の制約を少なくするというものである。このた
め、フォトリソグラフィー行程が簡便になり、効率よく
角速度検出装置１０を製造することができる。このよう
な圧電振動子１２０であっても溝２７を設けることによ
り、検出電圧のノイズを低減することができる。

【００５９】図６（Ｃ）の圧電振動子２２０において、
駆動電極２２４は第２の面２３ｂの一部にのみ形成され
ていて、第３の面２３ｃ及び第４の面２３ｄには形成さ
れていない。同様に、検出電極２２５は第１の面２３ａ
の一部にのみ形成されていて、第３の面２３ｃ及び第４
の面２３ｄには形成されていない。ここで、検出電極２
２５が複数の電極からなっていないため、フォトリソグ
ラフィー行程が簡便になり、効率よく角速度検出装置１
０を製造することができる。このような圧電振動子１２
０であっても溝２７を設けることにより、検出電圧のノ
イズを低減することができる。

【００６０】上記実施の形態において、腕部２２、２３
の第３の面２２ｃ、２３ｃ及び第４の面２２ｄ、２３ｄ
にそれぞれ溝２７を形成することによって、検出電極２
５により検出される検出電圧のノイズが低減され、検出
精度の向上を図ることができる。また、２つの腕部２
２、２３の双方で駆動し検出するため、駆動の立ち上が
り時間を短縮することができるとともに、２つの腕部２
２、２３の共振周波数をほぼ同一にすることができる。

【００６１】さらに、腕部２２、２３の幅Ｗと厚さＤを
それぞれほぼ同一の大きさにして、腕部２２、２３の断
面形状をほぼ正方形とすることにより、腕部２２、２３
の駆動電圧による共振周波数と、コリオリ力による共振
周波数をほぼ同一にすることができる。これにより、出
力される検出電圧を最大にして効率よく角速度を検出す
ることができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧電振動子の腕部に溝を設けることによって、第１の電
極と第２の電極の間で生じる電界の漏れを低減して、検
出した角速度の精度を向上させることができる角速度検
出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の角度検出装置の好ましい実施の形態を
示す概略斜視図。

【図２】本発明の角度検出装置における圧電振動子の好
ましい実施の形態を示す平面図。

【図３】図２の圧電振動子においけるＡ−Ａ断面を示す
断面図。

【図４】本発明の角度検出装置を用いた場合の角速度と
感度の関係の一例を示すグラフ図。

【図５】本発明の角度検出装置を用いた場合の溝の深さ
とノイズ及び感度の関係の一例を示すグラフ図。

【図６】本発明の角度検出装置の別の実施の形態を示す
断面図。

【図７】従来の角速度検出装置の一例を示す模式図。

【図８】図７の角度検出装置における腕部の一例を示す
断面図。

【図９】従来の角速度検出装置の別の一例を示す断面
図。

【符号の説明】

１０・・・角速度検出装置 １１・・・筐体 １２・・・ベース １３・・・リード ２０、７０、１２０、２２０・・・圧電振動子 ２１・・・基部 ２２、２３・・・腕部 ２２ａ、２３ａ・・・第１の面 ２２ｂ、２３ｂ・・・第２の面 ２２ｃ、２３ｃ・・・第３の面 ２２ｄ、２３ｄ・・・第４の面 ２４、１２４、２２４・・・駆動電極 ２５、１２５、２２５・・・検出電極 ２６・・・グランド電極 ２７・・・溝 Ｄ・・・腕部の厚さ Ｗ・・・腕部の幅

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ同一形状に形成された複数の腕部を
   有する圧電振動子と、前記圧電振動子を保持するための
   ベースと、前記ベースに取り付けられており、前記圧電
   振動子と電気的に接続されているリードとを有する角速
   度検出装置において、 前記圧電振動子は、 前記複数の腕部が対向する第１の面に形成されてなる第
   １の電極と、 前記腕部における前記第１の面と対向する第２の面に形
   成されてなる第２の電極と、 前記第１の面に対してほぼ垂直な面に形成されてなる溝
   とを有することを特徴とする角速度検出装置。
2. 【請求項２】 前記溝には第３の電極が形成されてなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の角速度検出装置。
3. 【請求項３】 前記第３の電極は、前記第１の面に対し
   てほぼ垂直な第３の面の少なくとも一部にまで形成され
   てなることを特徴とする請求項２に記載の角速度検出装
   置。
4. 【請求項４】 前記第１の電極は複数形成されていて、
   前記複数の第１の電極のうち少なくとも一部は、前記第
   １の面とほぼ直交する面にわたって形成されてなること
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の
   角速度検出装置。
5. 【請求項５】 前記第２の電極は、前記第２の面とほぼ
   直交する面にわたって形成されてなることを特徴とする
   請求項１から請求項３のいずれかに記載の角速度検出装
   置。
6. 【請求項６】 前記腕部における幅と厚さは、ほぼ等し
   くなるように形成されてなることを特徴とする請求項１
   から請求項５のいずれかに記載の角速度検出装置。
7. 【請求項７】 前記溝は、略矩形状に形成されてなるこ
   とを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載
   の角速度検出装置。
8. 【請求項８】 前記溝は、略Ｖ字状に形成されてなるこ
   とを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載
   の角速度検出装置。
9. 【請求項９】 前記溝は、貫通孔を形成してなることを
   特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の角
   速度検出装置。
10. 【請求項１０】 前記溝は、前記腕部の根本付近に少な
    くとも形成されてなる請求項１から請求項９のいずれか
    に記載の角速度検出装置。
11. 【請求項１１】 前記材料は水晶の回転Ｚ板からなる請
    求項１から請求項１０のいずれかに記載の角速度検出装
    置。
12. 【請求項１２】 ほぼ同一形状に形成された複数の腕部
    を有する圧電振動子と、前記圧電振動子を保持するため
    のベースと、前記ベースに取り付けられており、前記圧
    電振動子と電気的に接続されているリードとを有する角
    速度検出装置において、 前記圧電振動子は、 前記腕部が対向する第１の面に形成されてなる第１の電
    極と、 前記第１の面に対してほぼ垂直な面に形成されてなる第
    ２の電極と、 前記第１の面に対してほぼ垂直な面であって、前記第１
    の電極と前記第２の電極の間に形成されてなる溝とを有
    することを特徴とする角速度検出装置。
13. 【請求項１３】 前記第２の電極は、角速度を検出する
    ための検出電極であることを特徴とする請求項１から請
    求項１２のいずれかに記載の角速度検出装置。