JP2006125917A - Angular velocity sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、航空機,船舶,自動車などの姿勢制御や位置検出などに利用される回転系内の回転角速度を検出するセンサに適用できる角速度センサに関する。 The present invention relates to an angular velocity sensor applicable to a sensor that detects a rotational angular velocity in a rotating system used for attitude control and position detection of an aircraft, a ship, an automobile, and the like.
角速度センサには様々な種類があるが、組み込むために薄く小型にし、かつ軽量にするという要求を満たすものとして、振動型の角速度センサがある。従来よりある振動型の角速度センサは、四角柱に加工した振動子を振動させて回転に伴って働くコリオリ力を検出するものである。 Although there are various types of angular velocity sensors, there is a vibration-type angular velocity sensor that satisfies the requirement of being thin, small and lightweight for incorporation. Conventional vibration-type angular velocity sensors detect a Coriolis force that works with rotation by vibrating a vibrator processed into a square pole.
このような従来の角速度センサとして、音叉型振動子を用いたものがある(特許文献1,2参照)。また、回転軸に対して交差する面内に延在する複数の支持部と、各支持部の先端に支持された複数の屈曲振動片とを備えた振動子も提案されている(特許文献3参照)。特許文献2の振動子によれば、上記面内の回転の回転速度が検出でき、ジャイロスコープの低背化を可能としている。 As such a conventional angular velocity sensor, there is one using a tuning fork type vibrator (see Patent Documents 1 and 2). There has also been proposed a vibrator including a plurality of support portions extending in a plane intersecting the rotation axis and a plurality of flexural vibration pieces supported at the tips of the support portions (Patent Document 3). reference). According to the vibrator of Patent Document 2, the rotational speed of the in-plane rotation can be detected, and the gyroscope can be reduced in height.
一方、検出すべき運動の自由度に多軸化が求められるようになり、直交する3軸の各成分(角速度)を検出する角速度センサが提案されている。例えば、振動子により3軸化を図ろうとする場合、角速度の検出原理であるコリオリ力を3軸のすべてについて発生させることになるため、素子は、駆動変位速度として少なくとも直交する2方向成分を有する必要がある。これを実現する技術として、1つの慣性体要素を、時間的にも直交した2相駆動により円運動させる方式が提案されている(非特許文献1参照)。 On the other hand, multi-axiality is required for the degree of freedom of motion to be detected, and an angular velocity sensor for detecting each component (angular velocity) of three orthogonal axes has been proposed. For example, when three axes are to be achieved by a vibrator, the Coriolis force, which is an angular velocity detection principle, is generated for all three axes, so the element has at least two orthogonal components as drive displacement speeds. There is a need. As a technique for realizing this, a method has been proposed in which one inertial body element is circularly moved by two-phase driving that is orthogonal in time (see Non-Patent Document 1).
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
以上に説明したように、従来では、複数の振動子を組み合わせることで、3軸の各成分を検出するようにしているため、角速度センサの構成が複雑になるという問題があった。また、上述した1つの慣性体要素を時間的にも直交した2相駆動により円運動させる方式では、圧電振動材料の板(振動子)に均整な円運動を与えることが困難であり、他軸信号との直交性が乱れ、異なる成分の信号の分離が容易ではないという問題があった。 As described above, conventionally, since the three-axis components are detected by combining a plurality of vibrators, the configuration of the angular velocity sensor is complicated. Further, in the above-described method in which one inertial body element is circularly moved by two-phase driving that is also orthogonal in time, it is difficult to give a uniform circular motion to the plate (vibrator) of the piezoelectric vibration material. There is a problem that orthogonality with the signal is disturbed and separation of signals of different components is not easy.
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、容易に形成可能な形状の振動子により、2軸以上の方向の角速度が検出できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to make it possible to detect angular velocities in two or more directions using a vibrator having a shape that can be easily formed. .
本発明に係る角速度センサは、基部と、この基部の一方の端部に所定の間隔をあけて配設された角柱状の第1脚部及び第2脚部と、基部の他方の端部に所定の間隔をあけて配設された角柱状の第3脚部及び第4脚部と、第3脚部と第4脚部との間の基部の他方の端部に配設された角柱状の第5脚部とから構成され、これらの部材が圧電性を示す結晶から一体に形成された振動子と、第1脚部及び第2脚部の側に設けられた第1検出電極と、第3脚部,第4脚部,及び第5脚部の側に設けられた第2検出電極と、振動子に設けられた励振電極とを少なくとも備え、第1〜第5脚部は、同一の平面内に配置され、第1脚部及び第2脚部は、第3,第4,及び第5脚部と反対の方向に延在するようにしたものである。従って、互いに垂直な異なる2軸を中心とした回転による角速度が検出できる。 The angular velocity sensor according to the present invention includes a base, prismatic first leg portions and second leg portions disposed at a predetermined interval at one end portion of the base portion, and the other end portion of the base portion. A prismatic third leg portion and a fourth leg portion disposed at a predetermined interval, and a prismatic shape disposed at the other end of the base between the third leg portion and the fourth leg portion. And a first detection electrode provided on the side of the first leg and the second leg, and a vibrator in which these members are integrally formed from a crystal exhibiting piezoelectricity, At least a second detection electrode provided on the third leg portion, the fourth leg portion, and the fifth leg portion side, and an excitation electrode provided on the vibrator, and the first to fifth leg portions are the same. The first leg and the second leg extend in the opposite direction to the third, fourth, and fifth legs. Therefore, angular velocities due to rotation around two different axes perpendicular to each other can be detected.
上記角速度センサにおいて、第1脚部に設けられた第1励振電極と、第2脚部に設けられて第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のY軸を中心とした振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、第5脚部に設けられて第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極とを備え、振動子は、基部で支持されていればよい。 In the angular velocity sensor, the first excitation electrode provided on the first leg and the Y extending in the direction in which the leg extends in a state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode provided on the second leg. A first detection electrode for detecting a first vibration caused by rotation of the vibrator about the axis, a second excitation electrode provided on each of the third leg and the fourth leg, and a fifth leg The second vibration caused by the rotation of the vibrator about the Z axis in the normal direction of the plane on which the base and the leg are disposed in a state where the bending vibration is driven by the second excitation electrode is detected. And a second detection electrode for the vibrator, and the vibrator may be supported by the base.
上記角速度センサにおいて、第1脚部及び第2脚部の基部とは反対の先端部側に各々設けられた第1励振電極と、第1脚部及び第2脚部の基部の側に各々設けられて第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のY軸を中心とした振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、第5脚部に設けられて第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極とを備え、振動子は、基部で支持されていればよい。 In the angular velocity sensor, the first excitation electrode provided on the tip side opposite to the base of the first leg and the second leg, respectively, and the base of the first leg and the second leg are provided respectively. A first detection electrode for detecting the first vibration caused by the rotation of the vibrator about the Y axis in the direction in which the leg extends in a state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode; A base and legs are disposed in a state in which bending vibration is driven by a second excitation electrode provided on each of the third leg and the fourth leg, and a second excitation electrode provided on the fifth leg. And a second detection electrode for detecting a second vibration caused by the rotation of the vibrator about the Z axis in the normal direction of the plane, and the vibrator may be supported by the base.
上記角速度センサにおいて、第1脚部に設けられた第1励振電極と、第2脚部に設けられて第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のY軸を中心とした振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、第5脚部の基部とは反対の先端部側に設けられ、第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極とを備え、振動子は、第5脚部の先端部で支持されていればよい。 In the angular velocity sensor, the first excitation electrode provided on the first leg and the Y extending in the direction in which the leg extends in a state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode provided on the second leg. A first detection electrode for detecting a first vibration caused by rotation of the vibrator about the axis, a second excitation electrode provided on each of the third leg and the fourth leg, and a fifth leg The vibrator is provided on the tip side opposite to the base, and the vibrator is centered on the Z axis in the normal direction of the plane in which the base and the leg are disposed in a state where the bending vibration is driven by the second excitation electrode. And a second detection electrode for detecting the second vibration caused by the rotation, and the vibrator may be supported by the tip of the fifth leg.
上記角速度センサにおいて、第1脚部及び第2脚部の基部とは反対の先端部側に各々設けられた第1励振電極と、第1脚部及び第2脚部の基部の側に各々設けられて第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のY軸を中心とした振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、第5脚部の基部とは反対の先端部側に設けられ、第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極とを備え、振動子は、第5脚部の先端部で支持されていればよい。 In the angular velocity sensor, the first excitation electrode provided on the tip side opposite to the base of the first leg and the second leg, respectively, and the base of the first leg and the second leg are provided respectively. A first detection electrode for detecting the first vibration caused by the rotation of the vibrator about the Y axis in the direction in which the leg extends in a state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode; A state in which bending vibration is driven by the second excitation electrode provided on the tip side opposite to the base part of the second leg and the fifth leg part provided on the third leg part and the fourth leg part, respectively. And a second detection electrode for detecting a second vibration caused by rotation of the vibrator about the Z axis in the normal direction of the plane on which the base and the leg are disposed. What is necessary is just to be supported by the front-end | tip part of a leg part.
上記角速度センサにおいて、振動子は、第1脚部と第2脚部との間の基部の一方の端部に配設された結晶の機械軸方向に延在する角柱状の第6脚部を備えるようにしてもよい。このように構成された角速度センサにおいて、第1脚部及び第2脚部に各々設けられた共通励振電極と、第3脚部及び第4脚部に各々設けられ、共通励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のY軸を中心とした振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、第5脚部及び第6脚部の基部とは反対の先端部側に各々設けられ、共通励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極とを備え、振動子は、第5脚部の先端部と第6脚部の先端部とで支持されていればよい。 In the angular velocity sensor, the vibrator has a prismatic sixth leg portion extending in the mechanical axis direction of the crystal disposed at one end portion of the base portion between the first leg portion and the second leg portion. You may make it prepare. In the angular velocity sensor configured as described above, the common excitation electrode provided on the first leg and the second leg respectively, and the bending vibration caused by the common excitation electrode provided on the third leg and the fourth leg, respectively. A first detection electrode for detecting a first vibration caused by rotation of the vibrator about the Y axis in a direction in which the leg extends in the driven state; and a fifth leg and a sixth leg. Each of the vibrators is provided on the tip side opposite to the base, and is centered on the Z axis in the normal direction of the plane in which the base and the leg are disposed in a state where the bending vibration is driven by the common excitation electrode. A second detection electrode for detecting the second vibration caused by the rotation, and the vibrator may be supported by the distal end portion of the fifth leg portion and the distal end portion of the sixth leg portion.
また、上記角速度センサは、第1脚部及び第2脚部に各々設けられた第1励振電極と、第3脚部及び第4脚部の基部側に各々設けられ、第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のY軸を中心とした振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、第5脚部及び第6脚部の基部側に各々設けられ、第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極と、第3脚部及び第4脚部の基部とは反対の先端側に各々設けられた第2励振電極と、第5脚部及び第6脚部の基部とは反対の先端側に各々設けられ、第2励振電極による伸縮振動が駆動されている状態でY軸及びZ軸に対して垂直なX軸を中心とした振動子の回転により起こる第3振動を検出するための第3検出電極とを備え、振動子は、第5脚部の先端部と第6脚部の先端部とで支持されていてもよい。 The angular velocity sensor is provided on the first excitation electrode provided on the first leg and the second leg, respectively, on the base side of the third leg and the fourth leg, and is bent by the first excitation electrode. A first detection electrode for detecting a first vibration caused by rotation of the vibrator about the Y axis in a direction in which the leg extends in a state in which the vibration is driven, and a fifth leg and a sixth leg; This is caused by the rotation of the vibrator around the Z axis in the normal direction of the plane on which the base and the leg are disposed in a state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode. A second detection electrode for detecting the second vibration; a second excitation electrode provided on the tip side opposite to the base of the third leg and the fourth leg; and a fifth leg and a sixth leg. The Y-axis is provided in a state in which the expansion and contraction vibration is driven by the second excitation electrode. And a third detection electrode for detecting a third vibration caused by rotation of the vibrator about the X axis perpendicular to the Z axis, and the vibrator includes a tip portion of a fifth leg and a sixth electrode. You may be supported by the front-end | tip part of a leg part.
また、上記角速度センサは、第1脚部及び第2脚部に各々設けられた第1励振電極と、第6脚部に設けられ、第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のY軸を中心とした振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、第5脚部の基部とは反対の先端部側に設けられ、第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極とを備え、振動子は、第5脚部の先端部と基部のY軸及びZ軸と垂直な方向の両端部とで支持されていてもよい。 The angular velocity sensor includes a first excitation electrode provided on each of the first leg and the second leg, and a leg provided in a state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode provided on the sixth leg. A first detection electrode for detecting a first vibration caused by rotation of the vibrator about the Y axis in a direction in which the portion extends, and a second excitation provided on each of the third leg portion and the fourth leg portion Z in the normal direction of the plane on which the base and the leg are disposed in a state where the electrode and the base of the fifth leg are opposite to the base of the fifth leg and the bending vibration is driven by the second excitation electrode A second detection electrode for detecting second vibration caused by rotation of the vibrator about the axis, and the vibrator has a direction perpendicular to the distal end of the fifth leg and the Y and Z axes of the base. It may be supported by both end portions.
また、上記角速度センサは、第1脚部及び第2脚部に各々設けられた第1励振電極と、第6脚部に設けられ、第1励振電極による伸縮振動が駆動されている状態でX軸を中心とした振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、第5脚部の基部とは反対の先端部側に設けられ、第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極とを備え、X軸は、脚部が延在する方向のY軸とZ軸とに垂直な軸であり、振動子は、第5脚部の先端部と基部のX軸の方向の両端部とで支持されていてもよい。 The angular velocity sensor includes a first excitation electrode provided on each of the first leg and the second leg, and a sixth excitation provided on the sixth leg, and in a state where the expansion and contraction vibration is driven by the first excitation electrode. A first detection electrode for detecting a first vibration caused by rotation of the vibrator about the axis, a second excitation electrode provided on each of the third leg and the fourth leg, and a fifth leg The vibrator is provided on the tip side opposite to the base, and the vibrator is centered on the Z axis in the normal direction of the plane in which the base and the leg are disposed in a state where the bending vibration is driven by the second excitation electrode. A second detection electrode for detecting a second vibration caused by the rotation, the X-axis is an axis perpendicular to the Y-axis and the Z-axis in the direction in which the leg portion extends, and the vibrator is the fifth You may be supported by the front-end | tip part of a leg part, and the both ends of the direction of the X-axis of a base.
また、上記角速度センサは、第1脚部及び第2脚部に各々設けられた第1励振電極と、第6脚部に設けられ、第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のY軸を中心とした振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、第5脚部に設けられ、第2励振電極による伸縮振動が駆動されている状態でX軸を中心とした振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極とを備え、X軸は、Y軸と基部及び脚部が配設された平面の法線方向のZ軸とに垂直な軸であり、振動子は、第5脚部の先端部と基部のX軸の方向の両端部とで支持されていてもよい。 The angular velocity sensor includes a first excitation electrode provided on each of the first leg and the second leg, and a leg provided in a state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode provided on the sixth leg. A first detection electrode for detecting a first vibration caused by rotation of the vibrator about the Y axis in a direction in which the portion extends, and a second excitation provided on each of the third leg portion and the fourth leg portion An electrode, and a second detection electrode provided on the fifth leg for detecting second vibration caused by rotation of the vibrator about the X axis in a state where expansion and contraction vibration is driven by the second excitation electrode The X-axis is an axis perpendicular to the Y-axis and the Z-axis in the normal direction of the plane on which the base and legs are disposed, and the vibrator has the X-axis of the tip and base of the fifth leg You may be supported by the both ends of the direction of an axis | shaft.
また、上記角速度センサは、第1脚部及び第2脚部に各々設けられた第1励振電極と、第6脚部に設けられ、第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で脚部が延在する方向のY軸を中心とした振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、第3脚部及び第4脚部の基部側に各々設けられた第2励振電極と、第5脚部の基部側に設けられ、第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で基部及び脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極と、第3脚部及び第4脚部の基部とは反対側に各々設けられた第3励振電極と、第5脚部の基部とは反対の先端部側に設けられ、第3励振電極による伸縮振動が駆動されている状態でY軸及びZ軸に垂直なX軸を中心とした振動子の回転により起こる第3振動を検出するための第3検出電極とを備え、振動子は、第5脚部の先端部と基部のX軸の方向の両端部とで支持されていてもよい。なお、上記の角速度センサにおいて、基部のX軸の方向の両端部に各々設けられた固定部を備え、振動子は、第5脚部の先端部と2つの固定部とで支持されるようにしてもよい。なお、異なる励振電極により、異なる周波数の励振信号が印加されるようにすることで、異なる軸を中心とした回転により起こる各々の振動が、より精度よく区別された状態で検出できるようになる。 The angular velocity sensor includes a first excitation electrode provided on each of the first leg and the second leg, and a leg provided in a state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode provided on the sixth leg. The first detection electrode for detecting the first vibration caused by the rotation of the vibrator about the Y axis in the direction in which the portion extends, and the base side of the third leg portion and the fourth leg portion are provided, respectively. Centered on the Z axis in the normal direction of the plane on which the base and the leg are disposed in the state where the second excitation electrode and the base side of the fifth leg are provided and the bending vibration is driven by the second excitation electrode A second detection electrode for detecting a second vibration caused by the rotation of the vibrator, a third excitation electrode provided on the opposite side to the base of the third leg and the fourth leg, and a fifth Provided on the tip side opposite to the base of the leg, the Y-axis in a state where the expansion and contraction vibration is driven by the third excitation electrode And a third detection electrode for detecting third vibration caused by rotation of the vibrator about the X axis perpendicular to the Z axis, and the vibrator has a tip end portion of the fifth leg portion and an X axis of the base portion. It may be supported at both ends in the direction. The angular velocity sensor includes a fixed portion provided at each end of the base portion in the X-axis direction, and the vibrator is supported by the tip portion of the fifth leg portion and the two fixed portions. May be. Note that, by applying excitation signals of different frequencies by different excitation electrodes, each vibration caused by rotation about different axes can be detected in a more accurately distinguished state.
以上説明したように、本発明によれば、第1検出電極は、第1脚部及び第2脚部の側に設け、第2検出電極は、第3脚部,第4脚部,及び第5脚部の側に設けるようにしたので、容易に形成可能な形状の振動子により、2軸以上の方向の角速度が検出できるようになるという優れた効果が得られる。 As described above, according to the present invention, the first detection electrode is provided on the first leg portion and the second leg side, and the second detection electrode includes the third leg portion, the fourth leg portion, and the first leg portion. Since it is provided on the side of the five legs, an excellent effect that an angular velocity in a direction of two or more axes can be detected by a vibrator having a shape that can be easily formed can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態における角速度センサの構成例を示す斜視図(a)及び断面図(b)である。図1に示す角速度センサは、水晶からなり、基部101より一方に延在して配設された2つの脚部102,103と、基部101より他方に延在して配設された3つの脚部104,105,106とを備える振動子100から構成されている。各脚部は、角柱状に形成されている。また、振動子100は、基部101の側部で固定(支持)される。なお、以降では、水晶に限らず、他の圧電結晶から振動子を構成してもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view (a) and a cross-sectional view (b) showing a configuration example of an angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention. The angular velocity sensor shown in FIG. 1 is made of crystal, and has two
振動子100は、水晶の電気軸,機械軸,光軸に対して所定角度(0〜15°)回転し、光軸から所定角度回転した方向を法線とする厚さ0.10mmの水晶板から切り出すことで形成すればよい。図中Xは、電気軸より所定角度回転した軸であり、Yは、機械軸より所定角度回転した軸であり、Zは、光軸より所定角度回転した軸である。振動子100は、例えば、厚さ0.10mm程度に形成され、脚部102,103は、長さ1.65mm,幅0.08mm程度に形成され、基部101は長さ0.4mm,幅0.7mm程度に形成され、脚部104,105は、長さ0.14mm,幅0.10mm程度に形成され、脚部106は、長さ1.45mm,幅0.10mm程度に形成されている。
The
脚部102の延在方向の中心軸と脚部104の延在方向の中心軸は一致し、脚部103の延在方向の中心軸と脚部105の延在方向の中心軸は一致する。また、脚部106は、脚部104と脚部105との間の中央部に配設されている。このように構成された各脚部において、まず、脚部102には、Y軸励振電極121,122,123,124が設けられ、脚部103は、Y軸検出電極131,132,133,134が設けられている。また、脚部104には、Z軸励振電極141,142,143,144が設けられ、脚部105は、Z軸励振電極151,152,153,154が設けられている。加えて、脚部106には、Z軸検出電極161,162,163,164が設けられている。
The central axis in the extending direction of the
脚部102において、Y軸励振電極121とY軸励振電極123は同極とされ、Y軸励振電極122とY軸励振電極124は同極とされている。脚部103において、Y軸検出電極131とY軸検出電極133は同極とされ、Y軸検出電極132とY軸検出電極134は同極とされている。脚部104において、Z軸励振電極141とZ軸励振電極143は同極とされ、Z軸励振電極142とZ軸励振電極144は同極とされている。脚部105において、Z軸励振電極151とZ軸励振電極153は同極とされ、Z軸励振電極152とZ軸励振電極154は同極とされている。また、脚部106において、Z軸検出電極161とZ軸検出電極163は同極とされ、Z軸検出電極162とZ軸検出電極164は同極とされている。
In the
例えば、図2に示すように、Y軸励振電極121,123とY軸励振電極122,124は、発振回路201に接続し、発振回路201により脚部102の屈曲振動が駆動される。また、Y軸検出電極131,133及びY軸検出電極132,134は、差動増幅回路202に接続されている。また、発振回路201の駆動周波数に基づいた基準位相信号が、位相回路203から出力される。
For example, as shown in FIG. 2, the Y-
差動増幅回路202には、測定すべき角速度に基づいて発生した検出信号が各々入力される。入力された検出信号は、差動増幅回路202により増幅されて同期検波回路204に出力される。同期検波回路204は、位相回路303の出力信号を基準位相とし、差動増幅回路202より入力した検出信号を同期検波し、角速度信号として出力する。これらの構成は、Z軸励振電極141,142,143,144、Z軸励振電極151,152,153,154、Z軸検出電極161,162,163,164においても同様である。
Detection signals generated based on the angular velocities to be measured are each input to the
図1に示す角速度センサにおいて、Y軸励振電極121,122,123,124により脚部102に対して励振信号を印加すると、逆圧電効果により、脚部102はX−Y平面で屈曲振動を起こす(励振する)。脚部102の屈曲振動により、脚部103も、X−Y平面で屈曲振動を起こす。このように励振している状態で、Y軸を回転軸とする回転運動のコリオリ力による歪みが図1の角速度センサに加わると、歪み(角速度)の大きさに比例した電荷が、Y軸検出電極131,132,133,134に発生する(圧電効果)。従って、Y軸検出電極131,132,133,134により検出される電気信号を図2に示すような回路により処理して角速度信号として検出すれば、Y軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
In the angular velocity sensor shown in FIG. 1, when an excitation signal is applied to the
同様に、Z軸励振電極141,142,143,144及びZ軸励振電極151,152,153,154により、脚部104及び脚部105に対して励振信号を印加すると、脚部104,脚部105は、X−Y平面で屈曲振動を起こす(励振する)。ここで、脚部104と脚部105とが屈曲振動を起こしても、脚部106は屈曲振動を起こさない。このように励振している状態で、Z軸を回転軸とする回転運動のコリオリ力による歪みが図1の角速度センサに加わると、脚部106がX−Y平面で屈曲振動を起こすようになり、この屈曲振動の歪み(角速度)の大きさに比例した電荷が、Z軸検出電極161,162,163,164に発生する(圧電効果)。
Similarly, when an excitation signal is applied to the
従って、Z軸検出電極161,162,163,164により検出される電気信号を図2に示すような回路により処理して角速度信号として検出すれば、Z軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図1に示す角速度センサによれば、Y軸とZ軸との2軸の方向の角速度が検出できるようになる。
Therefore, if the electric signals detected by the Z-
また、図1に示す角速度センサでは、まず、前述したように、脚部102,103の寸法と脚部104,105の寸法とを異なる状態とした。加えて、Y軸励振電極121,122,123,124による脚部102に印加する励振信号の周波数と、Z軸励振電極141,142,143,144による脚部104に印加する励振信号の周波数とを異なる状態とした。各脚部に印加する励振信号の周波数はFsは、「Fs=kf×脚部の幅÷(脚部の長さ)2、kfは周波数定数」の式により決定すればよい。このように、脚部の寸法を異なる状態とし、異なる軸方向に対応する異なる励振電極により異なる周波数の励振信号が励振対象の脚部に印加されるようにすることで、異なる軸を中心とした回転により起こる各々の振動が、より精度よく区別された状態で検出できるようになる。
Further, in the angular velocity sensor shown in FIG. 1, first, as described above, the dimensions of the
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図3は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図(a)及び断面図(b)である。図3に示す角速度センサは、図1に示す角速度センサと同一の振動子100から構成され、基部101の側部で固定(支持)されている。このように構成された各脚部において、図3に示す角速度センサでは、まず、脚部102には、Y軸励振電極321,322,323,324及びY軸検出電極325,326,327,328が設けられ、脚部103は、Y軸励振電極331,332,333,334及びY軸検出電極335,336,337,338が設けられている。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a perspective view (a) and a sectional view (b) showing another configuration example of the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention. The angular velocity sensor shown in FIG. 3 includes the
Y軸励振電極321,322,323,324は、脚部102の先端側に配設され、Y軸検出電極325,326,327,328は、脚部102の基部101側に配設されている。同様に、Y軸励振電極331,332,333,334は、脚部103の先端側に配設され、Y軸検出電極335,336,337,338は、脚部103の基部101側に配設されている。
The Y-
また、図3に示す角速度センサは、図1に示す角速度センサと同様に、脚部104には、Z軸励振電極141,142,143,144が設けられ、脚部105は、Z軸励振電極151,152,153,154が設けられ、脚部106には、Z軸検出電極161,162,163,164が設けられている。
3, the
Y軸励振電極321,Y軸励振電極323,Y軸励振電極332,Y軸励振電極334は同極とされ、Y軸励振電極322,Y軸励振電極324,Y軸励振電極331,Y軸励振電極333は同極とされている。一方、Y軸検出電極325,Y軸検出電極327,Y軸検出電極336,Y軸検出電極337は同極とされ、Y軸検出電極326,Y軸検出電極328,Y軸検出電極335,Y軸検出電極338は同極とされている。
The Y-
また、図1に示す角速度センサと同様に、脚部104において、Z軸励振電極141とZ軸励振電極143は同極とされ、Z軸励振電極142とZ軸励振電極144は同極とされている。脚部105において、Z軸励振電極151とZ軸励振電極153は同極とされ、Z軸励振電極152とZ軸励振電極154は同極とされている。また、脚部106において、Z軸検出電極161とZ軸検出電極163は同極とされ、Z軸検出電極162とZ軸検出電極164は同極とされている。上述した各励振電極と検出電極とにより、図1に示す角速度センサと同様に、図2に示すように回路が構成されていればよい。
Similarly to the angular velocity sensor shown in FIG. 1, in the
図3に示す角速度センサにおいて、Y軸励振電極321,322,323,324により脚部102に対して励振信号を印加し、Y軸励振電極331,332,333,334により脚部103に対して励振信号を印加し、脚部102及び脚部103が励振(屈曲振動)された状態とする。この状態で、Y軸検出電極325,326,327,328及びY軸検出電極335,336,337,338により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Y軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
In the angular velocity sensor shown in FIG. 3, an excitation signal is applied to the
また、Z軸励振電極141,142,143,144及びZ軸励振電極151,152,153,154により、脚部104及び脚部105に対して励振信号を印加し、脚部104,脚部105が励振(屈曲振動)された状態とする。このように励振している状態で、Z軸検出電極161,162,163,164により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Z軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。Z軸を回転軸とする角速度については、図1に示す角速度センサと同様である。以上に説明したように、図3に示す角速度センサによれば、Y軸とZ軸との2軸の方向の角速度が検出できるようになる。
Further, an excitation signal is applied to the
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図4は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図(a)及び断面図(b)である。図4に示す角速度センサは、図1に示す角速度センサと同一の振動子100から構成されている。ただし、図4に示す角速度センサは、脚部106の先端部で固定されている。このように構成された各脚部において、図4に示す角速度センサでは、まず、図1に示す角速度センサと同様に、脚部102には、Y軸励振電極121,122,123,124が設けられ、脚部103は、Y軸検出電極131,132,133,134が設けられている。また、脚部104には、Z軸励振電極141,142,143,144が設けられ、脚部105は、Z軸励振電極151,152,153,154が設けられている。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a perspective view (a) and a cross-sectional view (b) showing another configuration example of the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention. The angular velocity sensor shown in FIG. 4 includes the
加えて、図4に示す角速度センサでは、脚部106の先端部側の半分の領域に、Z軸検出電極461,462,463,464が設けられている。従って、脚部106の基部101側の半分の領域には、電極が配設されていない。なお、脚部102において、Y軸励振電極121とY軸励振電極123は同極とされ、Y軸励振電極122とY軸励振電極124は同極とされている。脚部103において、Y軸検出電極131とY軸検出電極133は同極とされ、Y軸検出電極132とY軸検出電極134は同極とされている。脚部104において、Z軸励振電極141とZ軸励振電極143は同極とされ、Z軸励振電極142とZ軸励振電極144は同極とされている。
In addition, in the angular velocity sensor shown in FIG. 4, Z-
また、脚部105において、Z軸励振電極151とZ軸励振電極153は同極とされ、Z軸励振電極152とZ軸励振電極154は同極とされている。また、脚部106においては、Z軸検出電極461とZ軸検出電極463は同極とされ、Z軸検出電極462とZ軸検出電極464は同極とされている。上述した各励振電極と検出電極とにより、図1に示す角速度センサと同様に、図2に示すように回路が構成されていればよい。
In the
図4に示す角速度センサにおいて、Y軸励振電極121,122,123,124により脚部102に対して励振信号を印加し、脚部102が励振された状態とする。このように励振している状態で、Y軸検出電極131,132,133,134により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Y軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
In the angular velocity sensor shown in FIG. 4, an excitation signal is applied to the
同様に、Z軸励振電極141,142,143,144及びZ軸励振電極151,152,153,154により、脚部104及び脚部105に対して励振信号を印加し、脚部104,脚部105が、励振された状態とする。このように励振している状態で、Z軸検出電極461,462,463,464により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Z軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図4に示す角速度センサによれば、Y軸とZ軸との2軸の方向の角速度が検出できるようになる。
Similarly, an excitation signal is applied to the
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図5は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図(a)及び断面図(b)である。図5に示す角速度センサは、図1に示す角速度センサと同一の振動子100から構成されている。ただし、図5に示す角速度センサは、脚部106の先端部で固定されている。これは、図4に示す角速度センサと同様である。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a perspective view (a) and a sectional view (b) showing another configuration example of the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention. The angular velocity sensor shown in FIG. 5 includes the
このように構成された各脚部において、図5に示す角速度センサでは、まず、図3に示す角速度センサと同様に、脚部102には、Y軸励振電極321,322,323,324及びY軸検出電極325,326,327,328が設けられ、脚部103は、Y軸励振電極331,332,333,334及びY軸検出電極335,336,337,338が設けられている。Y軸励振電極321,322,323,324は、脚部102の先端側に配設され、Y軸検出電極325,326,327,328は、脚部102の基部101側に配設されている。同様に、Y軸励振電極331,332,333,334は、脚部103の先端側に配設され、Y軸検出電極335,336,337,338は、脚部103の基部101側に配設されている。
In each leg portion configured as described above, the angular velocity sensor shown in FIG. 5 first has Y-
加えて、図5に示す角速度センサでは、脚部106の先端部側の半分の領域に、Z軸検出電極461,462,463,464が設けられている。従って、脚部106の基部101側の半分の領域には、電極が配設されていない。この構成は、図4に示す角速度センサと同様である。
In addition, in the angular velocity sensor shown in FIG. 5, Z-
図5に示す角速度センサにおいて、Y軸励振電極321,322,323,324により脚部102に対して励振信号を印加し、Y軸励振電極331,332,333,334により脚部103に対して励振信号を印加し、脚部102及び脚部103を励振させる。この状態で、Y軸検出電極325,326,327,328及びY軸検出電極335,336,337,338により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Y軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
In the angular velocity sensor shown in FIG. 5, an excitation signal is applied to the
また、Z軸励振電極141,142,143,144及びZ軸励振電極151,152,153,154により、脚部104及び脚部105に対して励振信号を印加し、脚部104,脚部105が、励振された状態とする。このように励振している状態で、Z軸検出電極461,462,463,464により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Z軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図5に示す角速度センサによれば、Y軸とZ軸との2軸の方向の角速度が検出できるようになる。
Further, an excitation signal is applied to the
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図6は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図(a)及び断面図(b)である。図6に示す角速度センサは、水晶からなり、基部601より一方に延在して配設された3つの脚部602,603,604と、基部601より他方に延在して配設された3つの脚部605,606,607とを備える振動子600から構成されている。振動子600は、脚部604の先端部と脚部607の先端部で固定(支持)される。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a perspective view (a) and a sectional view (b) showing another configuration example of the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention. The angular velocity sensor shown in FIG. 6 is made of quartz, and has three
振動子600は、水晶の電気軸,機械軸,光軸に対して所定角度(0〜15°)回転し、光軸から所定角度回転した方向を法線とする厚さ0.10mmの水晶板から切り出すことで形成すればよい。図中Xは、電気軸より所定角度回転した軸であり、Yは、機械軸より所定角度回転した軸であり、Zは、光軸より所定角度回転した軸である。振動子600は、例えば、厚さ0.10mm程度に形成され、脚部602,603,605,606は、長さ1.45mm,幅0.10mm程度に形成され、基部601は長さ0.4mm,幅0.7mm程度に形成され、脚部604,607は、長さ1.5mm,幅0.10mm程度に形成されている。従って、脚部604の先端から脚部607の先端までの長さは、3.4mmとなる。
The
脚部602の延在方向の中心軸と脚部605の延在方向の中心軸は一致し、脚部603の延在方向の中心軸と脚部606の延在方向の中心軸は一致し、脚部604の延在方向の中心軸と脚部607の延在方向の中心軸は一致する。また、脚部604は、脚部602と脚部603との間の中央部に配設され、脚部607は、脚部605と脚部606との間の中央部に配設されている。従って、振動子600は、脚部604及び脚部607を通る中心軸に関して線対称であり、脚部604及び脚部607を通る中心軸に垂直な基部601の中央部を通る線に関して線対称である。
The central axis in the extending direction of the
このように構成された各脚部において、図6に示す角速度センサでは、まず、脚部602には、励振電極621,622,623,624が設けられ、脚部603にも、励振電極631,632,633,634が設けられている。一方、脚部604には、先端部側の半分の領域にZ軸検出電極641,642,643,644が設けられている。また、脚部605には、Y軸検出電極651,652,653,654が設けられ、脚部606にも、Y軸検出電極661,662,663,664が設けられている。一方、脚部607には、先端部側の半分の領域にZ軸検出電極671,672,673,674が設けられている。
In each leg portion configured as described above, in the angular velocity sensor shown in FIG. 6, first, the
脚部602,603において、励振電極621,励振電極623,励振電極632,励振電極634は同極とされ、励振電極622,励振電極624,励振電極631,励振電極633は同極とされている。一方、脚部604において、Z軸検出電極641,643が同極とされ、Z軸検出電極642,644が同極とされている。また、脚部605,606において、Y軸検出電極651,653及びY軸検出電極662,664は同極とされ、Y軸検出電極652,654及びY軸検出電極661,663は同極とされている。一方、脚部607において、Z軸検出電極671,673が同極とされ、Z軸検出電極672,674が同極とされている。
In the
図6に示す角速度センサでは、励振電極621,622,623,624により脚部602に対して励振信号を印加し、励振電極631,632,633,634により脚部603に対して励振信号を印加し、脚部602及び脚部603を励振させる。この状態で、Y軸検出電極651,652,653,654及びY軸検出電極661,662,663,664により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Y軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
In the angular velocity sensor shown in FIG. 6, an excitation signal is applied to the
また、上述したことにより脚部602及び脚部603が励振している状態で、Z軸検出電極641,642,643,644及びZ軸検出電極671,672,673,674により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Z軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図6に示す角速度センサによれば、Y軸とZ軸との2軸の方向の角速度が検出できるようになる。
In addition, the electrical signals detected by the Z-
より詳細に説明すると、図6に示す角速度センサは、前述したように、脚部602,603,605,606の各寸法を同一の状態とされ、振動子600は、基部601の中央部を中心とした対称な構造とされている。このように構成された図6に示す角速度センサでは、励振電極621,622,623,624と励振電極631,632,633,634とにより、脚部602と脚部603とに同一の励振信号を印加し、まず、各脚部や基部601が配置された同一の平面内において、脚部602と脚部603が各々異なる方向に振動するように励振させる。
More specifically, in the angular velocity sensor shown in FIG. 6, the dimensions of the
このような励振により、脚部605,606も同様に屈曲振動(対象モード)が駆動されるので、Y軸を中心とした振動子600の回転により起こる振動が、Y軸検出電極651,652,653,654及びY軸検出電極661,662,663,664により検出可能となる。また、上記の同一の励振信号による脚部602と脚部603の励振により、基部601の中央部を重心としたZ軸周りに、振動子600のほぼ全体が振動するような屈曲振動(非対称モード)が駆動される。この駆動状態で、Z軸を中心とした振動子600の回転により起こる振動が、Z軸検出電極641,642,643,644及びZ軸検出電極671,672,673,674により検出可能となる。
By such excitation, the
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図7は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図(a)及び断面図(b)である。図7に示す角速度センサは、図6に示す角速度センサと同一の振動子600から構成され、脚部604の先端部と脚部607の先端部で固定されている。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a perspective view (a) and a sectional view (b) showing another configuration example of the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention. The angular velocity sensor shown in FIG. 7 includes the
このように構成された各脚部において、図7に示す角速度センサでは、まず、脚部602には、励振電極621,622,623,624が設けられ、脚部603にも、励振電極631,632,633,634が設けられている。これらは、Y軸及びZ軸に関する励振電極となる。一方、脚部604には、基部601側の半分の領域にZ軸検出電極741,742,743,744が設けられ、先端部側の半分の領域にX軸検出電極745,746,747,748が設けられている。
In each leg portion configured as described above, in the angular velocity sensor shown in FIG. 7, first, the
また、脚部605には、基部601側の半分の領域にY軸検出電極751,752,753,754が設けられ、先端部側の半分の領域にX軸励振電極755,756が設けられている。同様に、脚部606には、基部601側の半分の領域にY軸検出電極761,762,763,674が設けられ、先端部側の半分の領域にX軸励振電極765,766が設けられている。一方、脚部607には、基部601側の半分の領域にZ軸検出電極771,772,773,774が設けられ、先端部側の半分の領域にX軸検出電極775,776,777,778が設けられている。
The
図7に示す角速度センサでは、励振電極621,622,623,624により脚部602に対して励振信号を印加し、励振電極631,632,633,634により脚部603に対して励振信号を印加し、脚部602及び脚部603が励振された状態とする。この状態で、Y軸検出電極751,752,753,754及びY軸検出電極761,762,763,774により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Y軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
In the angular velocity sensor shown in FIG. 7, an excitation signal is applied to the
また、上述したことにより脚部602及び脚部603が励振している状態で、Z軸検出電極741,742,743,744及びZ軸検出電極771,772,773,774により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Z軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
In addition, the electrical signals detected by the Z-
加えて、図7に示す角速度センサでは、X軸励振電極755,756により脚部605に対して励振信号を印加し、X軸励振電極765,766により脚部606に対して励振信号を印加し、脚部605及び脚部606が励振(伸縮振動)された状態とする。この状態で、X軸検出電極745,746,747,748及びX軸検出電極775,776,777,778により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、X軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。以上に説明したように、図7に示す角速度センサによれば、X軸,Y軸,及びZ軸の3軸の方向の角速度が検出できるようになる。
In addition, in the angular velocity sensor shown in FIG. 7, an excitation signal is applied to the
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図8は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図(a)及び断面図(b)である。図8に示す角速度センサは、水晶からなり、基部801より一方に延在して配設された3つの脚部802,803,804と、基部801より他方に延在して配設された3つの脚部805,806,807と、基部801に設けられた2つの固定部808,809とを備える振動子800から構成されている。振動子800は、固定部808,809と脚部807の先端部で固定(支持)される。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a perspective view (a) and a sectional view (b) showing another configuration example of the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention. The angular velocity sensor shown in FIG. 8 is made of quartz and has three
振動子800は、水晶の電気軸,機械軸,光軸に対して所定角度(0〜15°)回転し、光軸から所定角度回転した方向を法線とする厚さ0.10mmの水晶板から切り出すことで形成すればよい。図中Xは、電気軸より所定角度回転した軸であり、Yは、機械軸より所定角度回転した軸であり、Zは、光軸より所定角度回転した軸である。振動子800は、例えば、厚さ0.10mm程度に形成され、脚部802,803は、長さ1.45mm,幅0.08mm程度に形成され、脚部804は、長さ1.5mm,幅0.08mm程度に形成され、基部801は長さ0.4mm,幅0.7mm程度に形成され、脚部805.806は、長さ1.45mm,幅0.10mm程度に形成され、脚部807は、長さ1.5mm,幅0.10mm程度に形成されている。従って、脚部804の先端から脚部807の先端までの長さは、3.4mm程度となる。
The
脚部802の延在方向の中心軸と脚部805の延在方向の中心軸は一致し、脚部803の延在方向の中心軸と脚部806の延在方向の中心軸は一致し、脚部804の延在方向の中心軸と脚部807の延在方向の中心軸は一致する。また、脚部804は、脚部802と脚部803との間の中央部に配設され、脚部807は、脚部805と脚部806との間の中央部に配設されている。従って、振動子800は、脚部804及び脚部807を通る中心軸に関して線対称であり、脚部804及び脚部807を通る中心軸に垂直な基部801の中央部を通る線に関して線対称である。
The central axis in the extending direction of the
このように構成された各脚部において、図8に示す角速度センサでは、まず、脚部802には、Y軸励振電極821,822,823,824が設けられ、脚部803にも、Y軸励振電極831,832,833,834が設けられている。一方、脚部804には、Y軸検出電極841,842,843,844が設けられている。また、脚部805には、Z軸励振電極851,852,853,854が設けられ、脚部806にも、Z軸励振電極861,862,863,864が設けられている。一方、脚部807には、先端部側の半分の領域にZ軸検出電極871,872,873,874が設けられている。
In each leg portion configured as described above, in the angular velocity sensor shown in FIG. 8, first, the
図8に示す角速度センサでは、Y軸励振電極821,822,823,824により脚部802に対して励振信号を印加し、Y軸励振電極831,832,833,834により脚部803に対して励振信号を印加し、脚部802及び脚部803が励振された状態とする。この状態で、Y軸検出電極841,842,843,844により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Y軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
In the angular velocity sensor shown in FIG. 8, an excitation signal is applied to the
また、Z軸励振電極851,852,853,854により脚部805に対して励振信号を印加し、Z軸励振電極861,862,863,864により脚部806に対して励振信号を印加し、脚部805及び脚部806が励振された状態とする。この状態で、Z軸検出電極871,872,873,874により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Z軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図8に示す角速度センサによれば、Y軸とZ軸との2軸の方向の角速度が検出できるようになる。
Further, an excitation signal is applied to the
また、図8に示す角速度センサにおいても、前述した振動子100の場合と同様に、脚部802,803と脚部805,806との寸法を異なる状態とした。従って、図8に示す角速度センサにおいても、異なる軸方向に対応する異なる励振電極により異なる周波数の励振信号が励振対象の脚部に印加されるようにすることで、異なる軸を中心とした回転により起こる各々の振動が、より精度よく区別された状態で検出できるようになる。
Also in the angular velocity sensor shown in FIG. 8, the dimensions of the
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図9は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図(a)及び断面図(b)である。図9に示す角速度センサは、図8に示す角速度センサと同一の振動子800から構成され、固定部808,809と脚部807の先端部で固定される。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a perspective view (a) and a sectional view (b) showing another configuration example of the angular velocity sensor in the embodiment of the present invention. The angular velocity sensor shown in FIG. 9 includes the
このように構成された各脚部において、図9に示す角速度センサでは、まず、脚部802には、X軸励振電極921,922が設けられ、脚部803にも、X軸励振電極931,932が設けられている。一方、脚部804には、X軸検出電極941,942,943,944が設けられている。また、脚部805には、Z軸励振電極851,852,853,854が設けられ、脚部806にも、Z軸励振電極861,862,863,864が設けられている。一方、脚部807には、先端部側の半分の領域にZ軸検出電極871,872,873,874が設けられている。
In each leg portion configured in this manner, in the angular velocity sensor shown in FIG. 9, first, the
図9に示す角速度センサでは、X軸励振電極921,922により脚部802に対して励振信号を印加し、X軸励振電極931,932により脚部803に対して励振信号を印加し、脚部802及び脚部803が励振(伸縮振動)された状態とする。この状態で、X軸検出電極941,942,943,944により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、X軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
In the angular velocity sensor shown in FIG. 9, an excitation signal is applied to the
また、Z軸励振電極851,852,853,854により脚部805に対して励振信号を印加し、Z軸励振電極861,862,863,864により脚部806に対して励振信号を印加し、脚部805及び脚部806が励振(屈曲振動)された状態とする。この状態で、Z軸検出電極871,872,873,874により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Z軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図9に示す角速度センサによれば、X軸とZ軸との2軸の方向の角速度が検出できるようになる。
Further, an excitation signal is applied to the
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図10は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図(a)及び断面図(b)である。図10に示す角速度センサは、図8に示す角速度センサと同一の振動子800から構成され、固定部808,809と脚部807の先端部で固定される。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a perspective view (a) and a sectional view (b) showing another configuration example of the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention. The angular velocity sensor shown in FIG. 10 includes the
このように構成された各脚部において、図10に示す角速度センサでは、まず、脚部802には、Y軸励振電極821,822,823,824が設けられ、脚部803にも、Y軸励振電極831,832,833,834が設けられている。一方、脚部804には、Y軸検出電極841,842,843,844が設けられている。また、脚部805には、X軸励振電極951,952が設けられ、脚部806にも、X軸励振電極961,962が設けられている。一方、脚部807には、先端部側の半分の領域にX軸検出電極971,972,973,974が設けられている。
In each leg portion configured in this manner, in the angular velocity sensor shown in FIG. 10, first, the
図10に示す角速度センサでは、Y軸励振電極821,822,823,824により脚部802に対して励振信号を印加し、Y軸励振電極831,832,833,834により脚部803に対して励振信号を印加し、脚部802及び脚部803が励振(屈曲振動)された状態とする。この状態で、Y軸検出電極841,842,843,844により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Y軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
In the angular velocity sensor shown in FIG. 10, an excitation signal is applied to the
また、X軸励振電極951,952により脚部805に対して励振信号を印加し、X軸励振電極961,962により脚部806に対して励振信号を印加し、脚部805及び脚部806が励振(伸縮振動)された状態とする。この状態で、X軸検出電極971,972,973,974により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、X軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図10に示す角速度センサによれば、X軸とY軸との2軸の方向の角速度が検出できるようになる。
Further, an excitation signal is applied to the
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図11は、本発明の実施の形態における角速度センサの他の構成例を示す斜視図(a)及び断面図(b)である。図11に示す角速度センサは、図8に示す角速度センサと同一の振動子800から構成され、固定部808,809と脚部807の先端部で固定される。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a perspective view (a) and a sectional view (b) showing another configuration example of the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention. The angular velocity sensor shown in FIG. 11 includes the
このように構成された各脚部において、図11に示す角速度センサでは、まず、脚部802には、Y軸励振電極821,822,823,824が設けられ、脚部803にも、Y軸励振電極831,832,833,834が設けられている。一方、脚部804には、Y軸検出電極841,842,843,844が設けられている。また、脚部805には、基部801側の半分の領域にZ軸励振電極851’,852’,853’,854’が設けられ、先端部側の半分の領域にX軸励振電極951’,952’が設けられている。脚部806にも、基部801側の半分の領域にZ軸励振電極861’,862’,863’,864’が設けられ、先端部側の半分の領域にX軸励振電極961’,962’が設けられている。一方、脚部807には、基部801側の半分の領域にZ軸検出電極871’,872’,873’,874’が設けられ、先端部側の半分の領域にX軸検出電極971’,972’,973’,974’が設けられている。
In each leg portion configured as described above, in the angular velocity sensor shown in FIG. 11, first, the
図11に示す角速度センサでは、Y軸励振電極821,822,823,824により脚部802に対して励振信号を印加し、Y軸励振電極831,832,833,834により脚部803に対して励振信号を印加し、脚部802及び脚部803が励振された状態とする。この状態で、Y軸検出電極841,842,843,844により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Y軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
In the angular velocity sensor shown in FIG. 11, an excitation signal is applied to the
また、X軸励振電極951’,952’により脚部805の先端部領域に対して励振信号を印加し、X軸励振電極961’,962’により脚部806の先端部領域に対して励振信号を印加し、脚部805及び脚部806の先端部側が励振された状態とする。この状態で、X軸検出電極971’,972’,973’,974’により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、X軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。
Further, an excitation signal is applied to the tip region of the
また、Z軸励振電極851’,852’,853’,854’により脚部805の基部801側に対して励振信号を印加し、Z軸励振電極861’,862’,863’,864’により脚部806の基部801側に対して励振信号を印加し、脚部805及び脚部806の基部801側が励振された状態とする。この状態で、Z軸検出電極871’,872’,873’,874’により検出される電気信号を角速度信号として検出すれば、Z軸を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。以上に説明したように、図11に示す角速度センサによれば、X軸,Y軸,及びZ軸の3軸の方向の角速度が検出できるようになる。
Further, an excitation signal is applied to the base 801 side of the
100…振動子、101…基部、102,103,104,105…脚部、121,122,123,124…Y軸励振電極、131,132,133,134…Y軸検出電極、141,142,143,144…Z軸励振電極、151,152,163,154…Z軸励振電極、161,162,163,164…Z軸検出電極。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記第1脚部及び前記第2脚部の側に設けられた第1検出電極と、
前記第3脚部,前記第4脚部,及び前記第5脚部の側に設けられた第2検出電極と、
前記振動子に設けられた励振電極とを少なくとも備え、
前記第1〜第5脚部は、同一の平面内に配置され、
前記第1脚部及び第2脚部は、前記第3,第4,及び第5脚部と反対の方向に延在する
ことを特徴とする角速度センサ。 A base, a prismatic first leg and a second leg arranged at a predetermined interval at one end of the base, and the other end of the base at a predetermined interval. A prismatic third leg and a fourth leg provided, and a prismatic fifth leg disposed at the other end of the base between the third leg and the fourth leg. And a vibrator formed integrally from a crystal in which these members exhibit piezoelectricity,
A first detection electrode provided on a side of the first leg and the second leg;
A second detection electrode provided on the third leg, the fourth leg, and the fifth leg side;
At least an excitation electrode provided on the vibrator,
The first to fifth legs are arranged in the same plane,
The angular velocity sensor, wherein the first leg and the second leg extend in a direction opposite to the third, fourth, and fifth legs.
前記第1脚部に設けられた第1励振電極と、
前記第2脚部に設けられて前記第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のY軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、
前記第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、
前記第5脚部に設けられて前記第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記基部で支持される
ことを特徴とする角速度センサ。 The angular velocity sensor according to claim 1.
A first excitation electrode provided on the first leg,
The first vibration caused by the rotation of the vibrator about the Y axis in the direction in which the leg extends in a state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode provided on the second leg. A first detection electrode for detection;
A second excitation electrode provided on each of the third leg and the fourth leg;
By rotation of the vibrator about the Z axis in the normal direction of the plane on which the leg portion is disposed in a state in which bending vibration is driven by the second excitation electrode provided on the fifth leg portion A second detection electrode for detecting the second vibration that occurs,
The angular velocity sensor, wherein the vibrator is supported by the base.
前記第1脚部及び前記第2脚部の前記基部とは反対の先端部側に各々設けられた第1励振電極と、
前記第1脚部及び第2脚部の前記基部の側に各々設けられて前記第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のY軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、
前記第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、
前記第5脚部に設けられて前記第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記基部で支持される
ことを特徴とする角速度センサ。 The angular velocity sensor according to claim 1.
A first excitation electrode provided on each of the first leg and the second leg on the tip side opposite to the base;
Centered on the Y axis in the direction in which the leg extends in a state where the first leg and the second leg are respectively provided on the base side and the bending vibration is driven by the first excitation electrode. A first detection electrode for detecting a first vibration caused by rotation of the vibrator;
A second excitation electrode provided on each of the third leg and the fourth leg;
The vibrator centered on the Z axis in the normal direction of the plane on which the base and the leg are disposed in a state in which bending vibration is driven by the second excitation electrode provided on the fifth leg A second detection electrode for detecting a second vibration caused by the rotation of
The angular velocity sensor, wherein the vibrator is supported by the base.
前記第1脚部に設けられた第1励振電極と、
前記第2脚部に設けられて前記第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のY軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、
前記第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、
前記第5脚部の前記基部とは反対の先端部側に設けられ、前記第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記第5脚部の先端部で支持される
ことを特徴とする角速度センサ。 The angular velocity sensor according to claim 1.
A first excitation electrode provided on the first leg,
The first vibration caused by the rotation of the vibrator about the Y axis in the direction in which the leg extends in a state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode provided on the second leg. A first detection electrode for detection;
A second excitation electrode provided on each of the third leg and the fourth leg;
A normal direction of a plane in which the base and the leg are disposed in a state in which bending vibration is driven by the second excitation electrode, provided on the tip side opposite to the base of the fifth leg A second detection electrode for detecting second vibration caused by rotation of the vibrator about the Z axis of
The angular velocity sensor, wherein the vibrator is supported by a tip portion of the fifth leg portion.
前記第1脚部及び前記第2脚部の前記基部とは反対の先端部側に各々設けられた第1励振電極と、
前記第1脚部及び第2脚部の前記基部の側に各々設けられて前記第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のY軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、
前記第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、
前記第5脚部の前記基部とは反対の先端部側に設けられ、前記第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記第5脚部の先端部で支持される
ことを特徴とする角速度センサ。 The angular velocity sensor according to claim 1.
A first excitation electrode provided on each of the first leg and the second leg on the tip side opposite to the base;
Centered on the Y axis in the direction in which the leg extends in a state where the first leg and the second leg are respectively provided on the base side and the bending vibration is driven by the first excitation electrode. A first detection electrode for detecting a first vibration caused by rotation of the vibrator;
A second excitation electrode provided on each of the third leg and the fourth leg;
A normal direction of a plane in which the base and the leg are disposed in a state in which bending vibration is driven by the second excitation electrode, provided on the tip side opposite to the base of the fifth leg A second detection electrode for detecting second vibration caused by rotation of the vibrator about the Z axis of
The angular velocity sensor, wherein the vibrator is supported by a tip portion of the fifth leg portion.
前記振動子は、前記第1脚部と前記第2脚部との間の前記基部の一方の端部に配設された角柱状の第6脚部を備える
ことを特徴とする角速度センサ。 The angular velocity sensor according to claim 1.
The vibrator includes an angular columnar sixth leg disposed at one end of the base between the first leg and the second leg. The angular velocity sensor.
前記第1脚部及び第2脚部に各々設けられた共通励振電極と、
前記第3脚部及び第4脚部に各々設けられ、前記共通励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のY軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、
前記第5脚部及び第6脚部の前記基部とは反対の先端部側に各々設けられ、前記共通励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記第5脚部の先端部と前記第6脚部の先端部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。 The angular velocity sensor according to claim 6.
A common excitation electrode provided on each of the first leg and the second leg;
Rotating the vibrator around the Y-axis in the direction in which the leg extends in a state where bending vibration is driven by the common excitation electrode, provided on the third leg and the fourth leg, respectively. A first detection electrode for detecting the first vibration that occurs;
The base and the leg are disposed in a state where the fifth leg and the sixth leg are respectively provided on the tip side opposite to the base, and bending vibration is driven by the common excitation electrode. A second detection electrode for detecting a second vibration caused by the rotation of the vibrator about the Z axis in the normal direction of the plane,
The vibrator is supported by a tip portion of the fifth leg portion and a tip portion of the sixth leg portion.
前記第1脚部及び第2脚部に各々設けられた第1励振電極と、
前記第3脚部及び第4脚部の前記基部側に各々設けられ、前記第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のY軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、
前記第5脚部及び第6脚部の前記基部側に各々設けられ、前記第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極と、
前記第3脚部及び第4脚部の前記基部とは反対の先端側に各々設けられた第2励振電極と、
前記第5脚部及び第6脚部の前記基部とは反対の先端側に各々設けられ、前記第2励振電極による伸縮振動が駆動されている状態で前記Y軸及び前記Z軸に対して垂直なX軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第3振動を検出するための第3検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記第5脚部の先端部と前記第6脚部の先端部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。 The angular velocity sensor according to claim 6.
A first excitation electrode provided on each of the first leg and the second leg;
The third leg and the fourth leg are provided on the base side, respectively, and the Y axis in the direction in which the leg extends in the state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode is used. A first detection electrode for detecting a first vibration caused by rotation of the vibrator;
A normal direction of a plane in which the base and the leg are disposed in a state in which bending vibration is driven by the first excitation electrode, provided on the base side of the fifth leg and the sixth leg, respectively. A second detection electrode for detecting a second vibration caused by rotation of the vibrator about the Z axis of
A second excitation electrode provided on a tip side opposite to the base of the third leg and the fourth leg,
The fifth leg portion and the sixth leg portion are provided on the tip side opposite to the base portion, and are perpendicular to the Y-axis and the Z-axis in a state in which expansion and contraction vibration is driven by the second excitation electrode. A third detection electrode for detecting a third vibration caused by the rotation of the vibrator about the X axis,
The vibrator is supported by a tip portion of the fifth leg portion and a tip portion of the sixth leg portion.
前記第1脚部及び第2脚部に各々設けられた第1励振電極と、
前記第6脚部に設けられ、前記第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のY軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、
前記第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、
前記第5脚部の前記基部とは反対の先端部側に設けられ、前記第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記第5脚部の先端部と前記基部の前記Y軸及び前記Z軸と垂直な方向の両端部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。 The angular velocity sensor according to claim 6.
A first excitation electrode provided on each of the first leg and the second leg;
A first vibration generated by rotation of the vibrator about the Y axis in a direction in which the leg extends in a state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode provided on the sixth leg; A first detection electrode for detection;
A second excitation electrode provided on each of the third leg and the fourth leg;
A normal direction of a plane in which the base and the leg are disposed in a state in which bending vibration is driven by the second excitation electrode, provided on the tip side opposite to the base of the fifth leg A second detection electrode for detecting second vibration caused by rotation of the vibrator about the Z axis of
The angular velocity sensor, wherein the vibrator is supported by a distal end portion of the fifth leg portion and both end portions of the base portion in a direction perpendicular to the Y axis and the Z axis.
前記第1脚部及び第2脚部に各々設けられた第1励振電極と、
前記第6脚部に設けられ、前記第1励振電極による伸縮振動が駆動されている状態でX軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、
前記第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、
前記第5脚部の前記基部とは反対の先端部側に設けられ、前記第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極と
を備え、
前記X軸は、前記脚部が延在する方向のY軸と前記Z軸とに垂直な軸であり、
前記振動子は、前記第5脚部の先端部と前記基部の前記X軸の方向の両端部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。 The angular velocity sensor according to claim 6.
A first excitation electrode provided on each of the first leg and the second leg;
A first detection electrode provided on the sixth leg for detecting first vibration caused by rotation of the vibrator about the X axis in a state in which expansion and contraction vibration is driven by the first excitation electrode; ,
A second excitation electrode provided on each of the third leg and the fourth leg;
A normal direction of a plane in which the base and the leg are disposed in a state in which bending vibration is driven by the second excitation electrode, provided on the tip side opposite to the base of the fifth leg A second detection electrode for detecting second vibration caused by rotation of the vibrator about the Z axis of
The X-axis is an axis perpendicular to the Y-axis and the Z-axis in the direction in which the leg portion extends,
The vibrator is supported by a distal end portion of the fifth leg portion and both end portions of the base portion in the X-axis direction.
前記第1脚部及び第2脚部に各々設けられた第1励振電極と、
前記第6脚部に設けられ、前記第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のY軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、
前記第3脚部及び第4脚部に各々設けられた第2励振電極と、
前記第5脚部に設けられ、前記第2励振電極による伸縮振動が駆動されている状態でX軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極と
を備え、
前記X軸は、前記Y軸と前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のZ軸とに垂直な軸であり、
前記振動子は、前記第5脚部の先端部と前記基部の前記X軸の方向の両端部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。 The angular velocity sensor according to claim 6.
A first excitation electrode provided on each of the first leg and the second leg;
A first vibration generated by rotation of the vibrator about the Y axis in a direction in which the leg extends in a state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode provided on the sixth leg; A first detection electrode for detection;
A second excitation electrode provided on each of the third leg and the fourth leg;
A second detection electrode provided on the fifth leg for detecting a second vibration caused by the rotation of the vibrator about the X axis in a state where the stretching vibration by the second excitation electrode is driven; With
The X-axis is an axis perpendicular to the Y-axis and the Z-axis in the normal direction of the plane on which the base and the leg are disposed,
The vibrator is supported by a distal end portion of the fifth leg portion and both end portions of the base portion in the X-axis direction.
前記第1脚部及び第2脚部に各々設けられた第1励振電極と、
前記第6脚部に設けられ、前記第1励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記脚部が延在する方向のY軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第1振動を検出するための第1検出電極と、
前記第3脚部及び第4脚部の前記基部側に各々設けられた第2励振電極と、
前記第5脚部の前記基部側に設けられ、前記第2励振電極による屈曲振動が駆動されている状態で前記基部及び前記脚部が配設された平面の法線方向のZ軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第2振動を検出するための第2検出電極と、
前記第3脚部及び第4脚部の前記基部とは反対側に各々設けられた第3励振電極と、
前記第5脚部の前記基部とは反対の先端部側に設けられ、前記第3励振電極による伸縮振動が駆動されている状態で前記Y軸及び前記Z軸に垂直なX軸を中心とした前記振動子の回転により起こる第3振動を検出するための第3検出電極と
を備え、
前記振動子は、前記第5脚部の先端部と前記基部の前記X軸の方向の両端部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。 The angular velocity sensor according to claim 6.
A first excitation electrode provided on each of the first leg and the second leg;
A first vibration generated by rotation of the vibrator about the Y axis in a direction in which the leg extends in a state where the bending vibration is driven by the first excitation electrode provided on the sixth leg; A first detection electrode for detection;
A second excitation electrode provided on the base side of each of the third leg and the fourth leg;
Centered on the Z-axis in the normal direction of the plane on which the base and the leg are disposed in a state in which bending vibration is driven by the second excitation electrode, provided on the base side of the fifth leg. A second detection electrode for detecting a second vibration caused by the rotation of the vibrator,
A third excitation electrode provided on each side of the third leg and the fourth leg opposite to the base;
The fifth leg portion is provided on the tip side opposite to the base portion, and is centered on the X-axis perpendicular to the Y-axis and the Z-axis in a state in which expansion and contraction vibration is driven by the third excitation electrode. A third detection electrode for detecting a third vibration caused by the rotation of the vibrator,
The vibrator is supported by a distal end portion of the fifth leg portion and both end portions of the base portion in the X-axis direction.
前記基部の前記X軸の方向の両端部に各々設けられた固定部を備え、
前記振動子は、前記第5脚部の先端部と2つの前記固定部とで支持される
ことを特徴とする角速度センサ。 The angular velocity sensor according to any one of claims 9 to 12,
A fixing portion provided at each end of the base in the X-axis direction;
The vibrator is supported by a tip end portion of the fifth leg portion and two fixing portions.
異なる前記励振電極により、異なる周波数の励振信号が印加される
ことを特徴とする角速度センサ。
The angular velocity sensor according to any one of claims 1 to 13,
An angular velocity sensor, wherein excitation signals having different frequencies are applied by the different excitation electrodes.
Priority Applications (1)
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JP2004311984A JP2006125917A (en) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | Angular velocity sensor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008058061A (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Epson Toyocom Corp | Angular velocity sensor and electronic device |
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- 2004-10-27 JP JP2004311984A patent/JP2006125917A/en active Pending
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