JP2006234411A - Oscillation gyroscope sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動子に与えられた角速度をコリオリ力を利用して検出する振動型ジャイロセンサに関し、さらに詳述すると、上記角速度を駆動信号と検出信号の位相差に基づいて検出する振動型ジャイロセンサに関する。 The present invention relates to a vibration type gyro sensor that detects an angular velocity applied to a vibrator by utilizing a Coriolis force. More specifically, the vibration type gyro sensor detects the angular velocity based on a phase difference between a drive signal and a detection signal. It relates to sensors.
従来、振動子に与えられた角速度をコリオリ力を利用して検出する振動型ジャイロセンサであって、上記角速度を駆動信号と検出信号の位相差に基づいて検出する振動型ジャイロセンサとして、特許文献1〜3に記載されたものがある。 Conventionally, as a vibration type gyro sensor that detects an angular velocity applied to a vibrator by using a Coriolis force and detects the angular velocity based on a phase difference between a drive signal and a detection signal, Patent Literature There are those described in 1-3.
特許文献1のジャイロセンサは、柱状の振動体と、該振動体の第1の側面に取り付けられた駆動用圧電トランスジューサと、前記第1の側面と直交する第2の側面に取り付けられた読み出し用圧電トランスジューサとを備え、前記駆動用圧電トランスジューサにより駆動された前記振動体の振動を前記読み出し用圧電トランスジューサにより電気信号に変換し、該電気信号により角速度を検出するようになした振動ジャイロにおいて、前記駆動用圧電トランスジューサを駆動する駆動信号の位相に対する前記電気信号の位相の変化を検出する位相検出手段を備え、該位相検出手段により検出した位相の変化に基づいて角速度を検出するものである(特許請求の範囲第1項)。 The gyro sensor of Patent Document 1 includes a columnar vibrating body, a driving piezoelectric transducer attached to a first side surface of the vibrating body, and a reading side attached to a second side surface orthogonal to the first side surface. A vibration gyro comprising: a piezoelectric transducer; wherein the vibration of the vibrating body driven by the driving piezoelectric transducer is converted into an electrical signal by the readout piezoelectric transducer, and an angular velocity is detected by the electrical signal; Phase detecting means for detecting a change in the phase of the electric signal with respect to the phase of the driving signal for driving the driving piezoelectric transducer is provided, and the angular velocity is detected based on the change in the phase detected by the phase detecting means (patent) Claim 1).
特許文献2のジャイロセンサは、水平面内振動を駆動振動として用いる圧電性を持つ単結晶を用いて構成された振動子であって、駆動振動を駆動する駆動手段と、駆動手段による駆動振動に伴って発生した駆動振動と異なる振動モードの振動状態を検出する検出手段とを備える振動子と、駆動振動を発生するために使用した電気信号を参照信号とし、駆動振動に伴って発生した駆動振動と異なる振動モードを持つ振動を検出手段によって電気信号として取り出したときの信号を出力信号とするとき、参照信号と出力信号の位相差を検出する位相差検出手段とを備え、位相検出手段により検出した位相差の変化に基づいて角速度を検出するものである(請求項1)。 The gyro sensor disclosed in Patent Document 2 is a vibrator configured using a piezoelectric single crystal that uses a horizontal in-plane vibration as a driving vibration, and includes a driving unit that drives the driving vibration, and a driving vibration by the driving unit. A vibrator having a detection means for detecting a vibration state in a vibration mode different from the drive vibration generated in response to the drive vibration generated along with the drive vibration, using the electrical signal used to generate the drive vibration as a reference signal; A phase difference detecting means for detecting a phase difference between the reference signal and the output signal when a signal having a different vibration mode taken out as an electrical signal by the detecting means is used as an output signal, and detected by the phase detecting means; An angular velocity is detected based on a change in phase difference.
特許文献3のジャイロセンサは、振動子と、この振動子を所定方向へ振動駆動する駆動手段と、振動子の振動成分を圧電効果により電気信号として出力する検出部と、が設けられた振動型ジャイロスコープにおいて、前記検出部は、振動子が前記駆動手段により駆動され且つ振動子に角速度が与えられていないときに同じ位相の出力が得られ且つ前記角速度が与えられたときのコリオリ力による振動成分の出力が互いに逆の位相で重畳される対を成す検出出力部を有し、前記対を成す検出出力部の位相差を検出する位相差検出手段が設けられ、前記位相差検出手段からの出力に基づいて前記角速度が検出されるものである(請求項1)。 The gyro sensor of Patent Document 3 is a vibration type provided with a vibrator, a driving unit that drives the vibrator to vibrate in a predetermined direction, and a detection unit that outputs a vibration component of the vibrator as an electrical signal by a piezoelectric effect. In the gyroscope, the detection unit is configured to generate an output of the same phase when the vibrator is driven by the driving unit and no angular velocity is given to the vibrator, and vibration due to Coriolis force when the angular velocity is given. A phase difference detection unit configured to detect a phase difference between the pair of detection output units, the phase difference detection unit including a detection output unit that forms a pair in which component outputs are superposed with phases opposite to each other; The angular velocity is detected based on the output (claim 1).
前述した特許文献1のジャイロセンサは、駆動素子および検出素子としていずれも圧電素子を用いるとともに、振動体の第1の側面に駆動用圧電素子を取り付け、第1の側面と直交する第2の側面に読み出し用圧電素子を取り付けるものである。また、特許文献2、3のジャイロセンサは、振動体を圧電材料で形成するとともに、駆動素子および検出素子としていずれも電極を用いるものである。 The gyro sensor of Patent Document 1 described above uses a piezoelectric element as both the driving element and the detection element, and a driving piezoelectric element is attached to the first side surface of the vibrating body, and the second side surface orthogonal to the first side surface. A piezoelectric element for reading is attached to the. In the gyro sensors of Patent Documents 2 and 3, the vibrating body is formed of a piezoelectric material, and electrodes are used as the drive element and the detection element.
したがって、特許文献1のジャイロセンサは、振動体の1つの側面およびそれと直交する側面にそれぞれ圧電素子を取り付けるため、振動子への駆動素子および検出素子の取り付けに高い精度を要し、製造コストが高くなるとともに、駆動素子および検出素子として同じ動作原理により動作するもの(圧電素子)を用いるため、駆動素子および検出素子としてそれぞれ最適な動作原理により動作するものを用いてジャイロセンサの性能、機能等を高めることができないものであった。また、特許文献2、3のジャイロセンサは、駆動素子および検出素子として同じ動作原理により動作するもの(電極)を用いるため、駆動素子および検出素子としてそれぞれ最適な動作原理により動作するものを用いてジャイロセンサの性能、機能等を高めることができないものであった。 Therefore, since the gyro sensor of Patent Document 1 has a piezoelectric element attached to one side surface of the vibrating body and a side surface orthogonal thereto, the driving element and the detection element are attached to the vibrator with high accuracy, and the manufacturing cost is low. As the driving element and the detecting element operate on the same operating principle (piezoelectric element), the driving element and the detecting element that operate on the optimal operating principle are used. It was something that could not be raised. Moreover, since the gyro sensor of patent documents 2 and 3 uses what operates according to the same operation principle (electrode) as a drive element and a detection element, it uses what operates according to the optimal operation principle as a drive element and a detection element, respectively. The performance and function of the gyro sensor could not be improved.
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、振動子に与えられた角速度を駆動信号と検出信号の位相差に基づいて検出する振動型ジャイロセンサであって、振動子への駆動素子および検出素子の取り付けに高い精度を要さず、製造コストを低減することができる振動型ジャイロセンサを提供することを第1の目的とする。また、本発明は、振動子に与えられた角速度を駆動信号と検出信号の位相差に基づいて検出する振動型ジャイロセンサであって、振動子への駆動素子および検出素子の取り付けに高い精度を要さず、製造コストを低減することができるとともに、駆動素子および検出素子としてそれぞれ最適な動作原理により動作するものを用いて性能、機能等を高めることができる振動型ジャイロセンサを提供することを第2の目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and is a vibration type gyro sensor that detects an angular velocity applied to a vibrator based on a phase difference between a drive signal and a detection signal, and includes a drive element for the vibrator. It is a first object of the present invention to provide a vibration type gyro sensor that does not require high accuracy for mounting a detection element and can reduce the manufacturing cost. In addition, the present invention is a vibration type gyro sensor that detects an angular velocity applied to a vibrator based on a phase difference between a drive signal and a detection signal, and has high accuracy in attaching a drive element and a detection element to the vibrator. There is no need to provide a vibration type gyro sensor that can reduce the manufacturing cost and can improve performance, function, etc. using elements that operate according to the optimum operation principle as a drive element and a detection element, respectively. Second purpose.
本発明は、前記目的を達成するため、下記第1〜第4発明の振動型ジャイロセンサを提供する。
(第1発明)
振動子と、前記振動子に振動を与える駆動素子と、前記振動子の振動を検出する検出素子とを具備し、前記駆動素子の駆動信号の位相と前記検出素子の検出信号の位相との位相差に基づいて前記振動子に与えられた角速度を求める振動型ジャイロセンサであって、同一の素子を前記駆動素子および前記検出素子として共用したことを特徴とする振動型ジャイロセンサ。
(第2発明)
振動子と、前記振動子に振動を与える駆動素子と、前記振動子の振動を検出する検出素子とを具備し、前記駆動素子の駆動信号の位相と前記検出素子の検出信号の位相との位相差に基づいて前記振動子に与えられた角速度を求める振動型ジャイロセンサであって、前記駆動素子および前記検出素子として互いに異なる動作原理により動作するものを用いるとともに、前記駆動素子および前記検出素子をいずれも同一方向を向いた平面に沿って設置したことを特徴とする振動型ジャイロセンサ。
(第3発明)
振動子と、前記振動子に振動を与える駆動素子と、前記振動子の振動を検出する検出素子とを具備し、前記駆動素子の駆動信号の位相と前記検出素子の検出信号の位相との位相差に基づいて前記振動子に与えられた角速度を求める振動型ジャイロセンサであって、前記駆動素子および前記検出素子として互いに異なる動作原理により動作するものを用いるとともに、前記駆動素子および前記検出素子をそれぞれ互いに反対方向を向いた平面に沿って設置したことを特徴とする振動型ジャイロセンサ。
(第4発明)
振動子と、前記振動子に振動を与える駆動素子と、前記振動子の振動を検出する検出素子とを具備し、前記駆動素子の駆動信号の位相と前記検出素子の検出信号の位相との位相差に基づいて前記振動子に与えられた角速度を求める振動型ジャイロセンサであって、前記駆動素子および前記検出素子として互いに異なる動作原理により動作するものを用いるとともに、前記駆動素子および前記検出素子を実質的に同じ場所に設置したことを特徴とする振動型ジャイロセンサ。
In order to achieve the above object, the present invention provides vibration gyro sensors of the following first to fourth inventions.
(First invention)
A vibrator, a drive element that applies vibration to the vibrator, and a detection element that detects the vibration of the vibrator; the phase of the drive signal of the drive element and the phase of the detection signal of the detection element A vibration type gyro sensor for obtaining an angular velocity applied to the vibrator based on a phase difference, wherein the same element is shared as the drive element and the detection element.
(Second invention)
A vibrator, a drive element that applies vibration to the vibrator, and a detection element that detects the vibration of the vibrator; the phase of the drive signal of the drive element and the phase of the detection signal of the detection element A vibration type gyro sensor for obtaining an angular velocity applied to the vibrator based on a phase difference, wherein the drive element and the detection element operate according to different operating principles, and the drive element and the detection element are All of them are installed along a plane facing the same direction.
(Third invention)
A vibrator, a drive element that applies vibration to the vibrator, and a detection element that detects the vibration of the vibrator; the phase of the drive signal of the drive element and the phase of the detection signal of the detection element A vibration type gyro sensor for obtaining an angular velocity applied to the vibrator based on a phase difference, wherein the drive element and the detection element operate according to different operating principles, and the drive element and the detection element are A vibration type gyro sensor characterized by being installed along planes facing in opposite directions.
(Fourth invention)
A vibrator, a drive element that applies vibration to the vibrator, and a detection element that detects the vibration of the vibrator; the phase of the drive signal of the drive element and the phase of the detection signal of the detection element A vibration type gyro sensor for obtaining an angular velocity applied to the vibrator based on a phase difference, wherein the drive element and the detection element operate according to different operating principles, and the drive element and the detection element are A vibration-type gyro sensor characterized by being installed at substantially the same place.
第1〜第4発明において、振動子の材質に限定はなく、例えば圧電材料、恒弾性材料、磁性材料等から適宜選択することができる。また、振動子の形状にも限定はなく、例えばビーム型、音さ型、プレート型、リング型、ボール型、線型、リードリレー型等から適宜選択することができる。 In the first to fourth inventions, the material of the vibrator is not limited, and can be appropriately selected from, for example, a piezoelectric material, a constant elastic material, a magnetic material, and the like. Further, the shape of the vibrator is not limited, and can be appropriately selected from, for example, a beam type, a sound type, a plate type, a ring type, a ball type, a linear type, and a reed relay type.
第1発明において、駆動素子および検出素子として共用する素子(以下「駆動・検出素子」ということもある)としては、例えば、圧電効果、静電力、電磁誘導作用(トランス、コイルなど)、電流磁気効果(磁気抵抗効果素子、ホール素子、磁気トランジスタなど)等を利用するものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 In the first invention, the element shared as the drive element and the detection element (hereinafter sometimes referred to as “drive / detection element”) includes, for example, the piezoelectric effect, electrostatic force, electromagnetic induction action (transformer, coil, etc.), current magnetism, and the like. Examples of using an effect (such as a magnetoresistive effect element, a Hall element, and a magnetic transistor) can be given, but the invention is not limited thereto.
第2発明〜第4発明において、駆動素子として使用する素子としては、例えば、圧電効果、静電力、電磁誘導作用(同前)、電流磁気効果(同前)等を利用するものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、第2発明〜第4発明において、検出素子として使用する素子としては、例えば、圧電効果、静電力、電磁誘導作用(同前)、電流磁気効果(同前)等を利用するものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。第2発明〜第4発明において、上述した圧電効果、静電力、電磁誘導作用、電流磁気効果等を利用する素子は、それぞれ互いに異なる動作原理により動作する素子である。 In the second to fourth inventions, examples of the element used as the driving element include those utilizing the piezoelectric effect, electrostatic force, electromagnetic induction action (same as above), galvanomagnetic effect (same as above) and the like. However, it is not limited to these. In the second to fourth inventions, examples of the element used as the detection element include those utilizing the piezoelectric effect, electrostatic force, electromagnetic induction action (same as above), galvanomagnetic effect (same as above), and the like. However, it is not limited to these. In the second to fourth inventions, the above-described elements utilizing the piezoelectric effect, electrostatic force, electromagnetic induction effect, galvanomagnetic effect, etc. are elements that operate according to different operating principles.
第4発明において、駆動素子および検出素子を実質的に同じ場所に設置する態様としては、例えば、駆動素子と検出素子とを隣接させる態様、駆動素子と検出素子とを積層する態様、同一の素子のある領域に駆動素子を形成し、他の領域に検出素子を形成する態様などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 In the fourth aspect of the invention, for example, the drive element and the detection element are installed at substantially the same place. For example, the drive element and the detection element are adjacent to each other, the drive element and the detection element are stacked, and the same element. An embodiment in which a drive element is formed in a certain region and a detection element is formed in another region can be exemplified, but the invention is not limited thereto.
第1〜第4発明において、駆動素子の駆動信号の位相と検出素子の検出信号の位相との位相差に基づいて振動子に与えられた角速度を検出する手段に限定はなく、例えば、前述した特許文献1〜3に記載されたような公知の手段を用いることができる。 In the first to fourth inventions, the means for detecting the angular velocity applied to the vibrator based on the phase difference between the phase of the drive signal of the drive element and the phase of the detection signal of the detection element is not limited. For example, as described above Known means as described in Patent Documents 1 to 3 can be used.
第1発明の振動型ジャイロセンサは、同一の素子を駆動素子および検出素子として共用するので、振動子への駆動素子および検出素子の取り付けに高い精度を要さず、製造コストを低減することができる。第2〜第4発明の振動型ジャイロセンサは、駆動素子および検出素子を同一方向を向いた平面に沿って設置したり、互いに反対方向を向いた平面に沿って設置したり、実質的に同じ場所に設置したりするので、振動子への駆動素子および検出素子の取り付けに高い精度を要さず、製造コストを低減することができ、また、駆動素子および検出素子として互いに異なる動作原理により動作するものを用いるので、両素子としてそれぞれ最適なものを用いて性能、機能等を高めることができる。 Since the vibration gyro sensor of the first invention shares the same element as a drive element and a detection element, high accuracy is not required for attaching the drive element and the detection element to the vibrator, and the manufacturing cost can be reduced. it can. In the vibration type gyro sensor of the second to fourth inventions, the drive element and the detection element are installed along a plane facing the same direction, or installed along planes facing opposite directions, or substantially the same. Because it is installed in a place, high accuracy is not required for mounting the drive element and detection element to the vibrator, and the manufacturing cost can be reduced. Also, the drive element and detection element operate according to different operating principles. Therefore, the performance, function, etc. can be enhanced by using the optimum elements for both elements.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。下記実施形態の振動型ジャイロセンサは、いずれも、振動子に与えられた角速度をコリオリ力を利用して検出するものである。
(第1実施形態)
図1は第1発明に係る振動型ジャイロセンサの一例を示す概略図である。本例の振動型ジャイロセンサは、圧電材料からなる四角柱状のビーム型振動子10の一つの側面に、駆動・検出素子として電極12を取り付けたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following examples. In any of the vibration gyro sensors according to the following embodiments, the angular velocity applied to the vibrator is detected using Coriolis force.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a vibration type gyro sensor according to the first invention. In the vibration type gyro sensor of this example, an
本例の振動型ジャイロセンサは、電極12によって振動子10に振動を与えるとともに、振動子10の振動を電極12によって検出し、電極12による駆動信号の位相と検出信号の位相との位相差に基づいて振動子10に与えられた角速度を求める。
(第2実施形態)
図2は第1発明に係る振動型ジャイロセンサの一例を示す概略図である。本例の振動型ジャイロセンサは、弾性細線26の先端に磁石あるいは磁性体からなるボール型振動子28を取り付けるとともに、振動子28の近傍に駆動・検出素子としてコイル30を配置したものである。
The vibration type gyro sensor of this example applies vibration to the
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a vibration type gyro sensor according to the first invention. In the vibration type gyro sensor of this example, a ball-
本例の振動型ジャイロセンサは、コイル30によって振動子28に振動を与えるとともに、振動子28の振動をコイル30によって検出し、コイル30による駆動信号の位相と検出信号の位相との位相差に基づいて振動子28に与えられた角速度を求める。
(第3実施形態)
図3は第1発明に係る振動型ジャイロセンサの一例を示す概略図である。本例の振動型ジャイロセンサは、一対の弾性細線32、32の先端部間に磁性体からなる線型振動子34を取り付けるとともに、振動子34の近傍に駆動・検出素子として磁石のN極36およびS極38を配置したものである。
The vibration type gyro sensor of this example applies vibration to the
(Third embodiment)
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a vibration type gyro sensor according to the first invention. In the vibration type gyro sensor of this example, a
本例の振動型ジャイロセンサは、N極36およびS極38による交番電流によって振動子34に図中矢印方向の振動を与えるとともに、振動子34の振動をN極36およびS極38によって検出し、N極36およびS極38による駆動信号の位相と検出信号の位相との位相差に基づいて振動子34に与えられた角速度を求める。
(角速度検出手段)
第1実施形態〜第3実施形態の振動型ジャイロセンサにおいて、振動子に与えられた角速度を検出する手段としては、例えば、図4に示す回路を用いる手段が挙げられる。図4において、14は基準信号源、16、16はバッファ、18はコンデンサ、20は振動子、22はアース、24は増幅および位相検出器を示す。本例の回路では、基準信号源14からの基準信号がバッファ16、16で2つに分けられ、一方が振動子20に送られ、他方がライン21を通って増幅および位相検出器24に送られる。また、駆動・検出素子の検出信号は、ライン23を通って増幅および位相検出器24に送られる。そして、増幅および位相検出器24において、ライン21を通って増幅および位相検出器24に送られた基準信号(駆動・検出素子の駆動信号)の位相と、ライン23を通って増幅および位相検出器24に送られた駆動・検出素子の検出信号の位相との位相差に基づいて、振動子に与えられた角速度が検出される。
(第4実施形態)
図5は第2発明に係る振動型ジャイロセンサの一例を示す概略図である。本例の振動型ジャイロセンサは、圧電材料からなる四角柱状のビーム型振動子40の一つの側面に、駆動素子として電極42、検出素子として圧電素子44を取り付けたものである。
The vibration type gyro sensor of this example gives vibration to the
(Angular velocity detection means)
In the vibration type gyro sensor of the first to third embodiments, as means for detecting the angular velocity applied to the vibrator, for example, means using a circuit shown in FIG. In FIG. 4, 14 is a reference signal source, 16 and 16 are buffers, 18 is a capacitor, 20 is a vibrator, 22 is ground, and 24 is an amplification and phase detector. In the circuit of this example, the reference signal from the
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a schematic view showing an example of a vibration type gyro sensor according to the second invention. In the vibration type gyro sensor of this example, an
本例の振動型ジャイロセンサは、電極42によって振動子40に振動を与えるとともに、振動子40の振動を圧電素子44によって検出し、電極42による駆動信号の位相と圧電素子44による検出信号の位相との位相差に基づいて振動子40に与えられた角速度を求める。
(第5実施形態)
図6は第2発明に係る振動型ジャイロセンサの一例を示す概略図である。本例の振動型ジャイロセンサは、弾性細線46の先端に磁石あるいは磁性体からなるボール型振動子48を取り付けるとともに、振動子48の近傍に駆動素子としてコイル50、検出素子として電極52を配置したものである。本例の振動型ジャイロセンサでは、コイル50および電極52はいずれも同一方向を向いた平面に沿って配置されている。
The vibration type gyro sensor of this example applies vibration to the
(Fifth embodiment)
FIG. 6 is a schematic view showing an example of a vibration type gyro sensor according to the second invention. In the vibration type gyro sensor of this example, a ball-
本例の振動型ジャイロセンサは、コイル50によって振動子48に振動を与えるとともに、振動子48の振動を電極52によって検出し、コイル50による駆動信号の位相と電極52による検出信号の位相との位相差に基づいて振動子48に与えられた角速度を求める。
(第6実施形態)
図7は第2発明に係る振動型ジャイロセンサの一例を示す概略図である。本例の振動型ジャイロセンサは、一対のばね54、54の先端部間に磁石からなるボール型振動子56を取り付けるとともに、振動子56の近傍に駆動素子としてコイル58、検出素子としてMRセンサ(磁気抵抗素子)60を配置したものである。本例の振動型ジャイロセンサでは、コイル58およびMRセンサ60はいずれも同一方向を向いた平面に沿って配置されている。
The vibration type gyro sensor of this example applies vibration to the
(Sixth embodiment)
FIG. 7 is a schematic view showing an example of a vibration type gyro sensor according to the second invention. In the vibration type gyro sensor of this example, a ball-
また、本例の振動型ジャイロセンサでは、コイル58およびMRセンサ60はエラストマーからなるモールド体62内に封入されており、ばね54、54および振動子56は上記モールド体62の内部に形成された空間部63内に配置されている。
Further, in the vibration type gyro sensor of this example, the
本例の振動型ジャイロセンサは、コイル58によって振動子56に図中矢印方向の振動を与えるとともに、振動子56の振動をMRセンサ60によって検出し、コイル58による駆動信号の位相とMRセンサ60による検出信号の位相との位相差に基づいて振動子56に与えられた角速度を求める。
(第7実施形態)
図8(a)は第2発明に係る振動型ジャイロセンサの一例を示す概略図である。本例の振動型ジャイロセンサは、線状支持体64の先端部に磁石あるいは磁性体からなるリードリレー型振動子66を取り付けるとともに、振動子66の近傍に駆動素子としてコイル68、検出素子としてMRセンサ70を配置したものである。本例の振動型ジャイロセンサでは、コイル68およびMRセンサ70はいずれも同一方向を向いた平面に沿って配置されている。また、本例の振動型ジャイロセンサでは、振動子66の先端が振動時に対向電極67に接触しないように、振動子66の先端に対向電極67が通過する通過口69を設けてある。
The vibration-type gyro sensor of this example applies vibration in the direction of the arrow in the figure to the
(Seventh embodiment)
FIG. 8A is a schematic view showing an example of a vibration type gyro sensor according to the second invention. In the vibration type gyro sensor of this example, a reed
また、本例の振動型ジャイロセンサでは、線状支持体64の基端側およびコイル68はエラストマーからなるモールド体74内に封入されており、線状支持体64の先端側、振動子66およびMRセンサ70は上記モールド体74の内部に形成された空間部76内に配置されている。さらに、本例の振動型ジャイロセンサでは、上記空間部76内は真空とされており、これにより振動子の振動の安定性を向上させている。
Further, in the vibration type gyro sensor of this example, the proximal end side of the
本例の振動型ジャイロセンサは、コイル68によって振動子66に線状支持体64との連結箇所を支点として図中矢印方向の振動を与えるとともに、振動子66の振動をMRセンサ70によって検出し、コイル68による駆動信号の位相とMRセンサ70による検出信号の位相との位相差に基づいて振動子66に与えられた角速度を求める。
(第8実施形態)
図9は第2発明に係る振動型ジャイロセンサの一例を示す概略図である。本例の振動型ジャイロセンサは、線状支持体110の先端部に磁性体(例えばNi、Fe、Coなど)からなる音さ型振動子112を取り付けるとともに、振動子112の近傍に駆動素子としてコイル114、検出素子としてMRセンサ116を配置したものである。本例の振動型ジャイロセンサでは、コイル114およびMRセンサ116はいずれも同一方向を向いた平面に沿って配置されている。
The vibration type gyro sensor of this example gives vibration in the direction of the arrow in the drawing with the
(Eighth embodiment)
FIG. 9 is a schematic view showing an example of a vibration type gyro sensor according to the second invention. In the vibration type gyro sensor of this example, a
また、本例の振動型ジャイロセンサでは、線状支持体110の基端側およびコイル114はエラストマーからなるモールド体118内に封入されており、線状支持体110の先端側、振動子112およびMRセンサ116は上記モールド体118内に封入されたガラス管120の内部に配置されている。
Further, in the vibration type gyro sensor of the present example, the proximal end side of the
本例の振動型ジャイロセンサは、コイル114によって振動子112に図中矢印方向の振動を振動子112の先端が開閉するように与えるとともに、振動子112の振動をMRセンサ116によって検出し、コイル114による駆動信号の位相とMRセンサ116による検出信号の位相との位相差に基づいて振動子112に与えられた角速度を求める。
(第9実施形態)
図10は第2発明に係る振動型ジャイロセンサの一例を示す概略図である。本例の振動型ジャイロセンサは、線状支持体130の先端部に、非磁性体からなる音さ132と、この音さ132の一方の棒状部先端に固定された小磁石134とからなる音さ型振動子136を取り付けるとともに、振動子136の近傍に駆動素子として静電印加機構138、検出素子としてMRセンサ140を配置したものである。静電印加機構138は、直流電源142、対向電極144、144およびアース146を具備する。本例の振動型ジャイロセンサでは、静電印加機構138およびMRセンサ140はいずれも同一方向を向いた平面に沿って配置されている。
The vibration type gyro sensor of this example applies vibrations in the direction of the arrow in the figure to the
(Ninth embodiment)
FIG. 10 is a schematic view showing an example of a vibration type gyro sensor according to the second invention. The vibration-type gyro sensor of this example has a
また、本例の振動型ジャイロセンサでは、線状支持体130の基端側および対向電極144、144はエラストマーからなるモールド体148内に封入されており、線状支持体130の先端側、振動子136およびMRセンサ140は上記モールド体148の内部に形成された空間部150内に配置されている。
Further, in the vibration type gyro sensor of this example, the base end side of the
本例の振動型ジャイロセンサは、静電印加機構138によって振動子136に図中矢印方向の振動を振動子136の先端が開閉するように与えるとともに、振動子136の振動をMRセンサ140によって検出し、静電印加機構138による駆動信号の位相とMRセンサ140による検出信号の位相との位相差に基づいて振動子136に与えられた角速度を求める。
(第10実施形態)
図11は第3発明に係る振動型ジャイロセンサの一例を示す概略図である。本例の振動型ジャイロセンサは、圧電材料からなる四角柱状のビーム型振動子76の一つの側面に駆動素子として電極78を取り付けるとともに、上記電極78を取り付けた側面と反対側の側面に検出素子として圧電素子80を取り付けたものである。
In the vibration type gyro sensor of this example, the electrostatic
(10th Embodiment)
FIG. 11 is a schematic view showing an example of a vibration type gyro sensor according to the third invention. In the vibration type gyro sensor of this example, an
本例の振動型ジャイロセンサは、振動子76に与えられた角速度をコリオリ力を利用して検出するもので、具体的には、電極78によって振動子76に振動を与えるとともに、振動子76の振動を圧電素子80によって検出し、電極78による駆動信号の位相と圧電素子80による検出信号の位相との位相差に基づいて振動子76に与えられた角速度を求める。
(第11実施形態)
図12は第4発明に係る振動型ジャイロセンサの一例を示す概略図である。本例の振動型ジャイロセンサは、圧電材料からなる四角柱状のビーム型振動子82の一つの側面に駆動素子として電極84を取り付けるとともに、同じ側面に上記電極84と隣接させて検出素子として圧電素子86を取り付けたものである。
The vibration-type gyro sensor of this example detects an angular velocity applied to the
(Eleventh embodiment)
FIG. 12 is a schematic view showing an example of a vibration type gyro sensor according to the fourth invention. In the vibration type gyro sensor of this example, an
本例の振動型ジャイロセンサは、電極84によって振動子82に振動を与えるとともに、振動子82の振動を圧電素子86によって検出し、電極84による駆動信号の位相と圧電素子86による検出信号の位相との位相差に基づいて振動子82に与えられた角速度を求める。
(第12実施形態)
図13は第4発明に係る振動型ジャイロセンサの一例を示す概略図である。本例の振動型ジャイロセンサは、圧電材料からなる四角柱状のビーム型振動子88の一つの側面に駆動素子として電極90を取り付けるとともに、上記電極90上に検出素子として圧電素子92を積層したものである。
The vibration type gyro sensor of this example applies vibration to the
(Twelfth embodiment)
FIG. 13 is a schematic view showing an example of a vibration type gyro sensor according to the fourth invention. The vibration type gyro sensor of this example has an
本例の振動型ジャイロセンサは、電極90によって振動子88に振動を与えるとともに、振動子88の振動を圧電素子92によって検出し、電極90による駆動信号の位相と圧電素子92による検出信号の位相との位相差に基づいて振動子88に与えられた角速度を求める。
(第13実施形態)
図14は第4発明に係る振動型ジャイロセンサの一例を示す概略図である。本例の振動型ジャイロセンサは、圧電材料からなる四角柱状のビーム型振動子94の一つの側面に素子96を取り付け、この素子96のある領域に駆動素子として電極98を形成し、他の領域に検出素子として圧電素子100を形成したものである。
The vibration type gyro sensor of this example applies vibration to the
(13th Embodiment)
FIG. 14 is a schematic view showing an example of a vibration type gyro sensor according to the fourth invention. In the vibration type gyro sensor of this example, an
本例の振動型ジャイロセンサは、電極98によって振動子94に振動を与えるとともに、振動子94の振動を圧電素子100によって検出し、電極98による駆動信号の位相と圧電素子100による検出信号の位相との位相差に基づいて振動子94に与えられた角速度を求める。
The vibration type gyro sensor of this example applies vibration to the
10 振動子
12 電極
28 振動子
30 コイル
34 振動子
36 N極
38 S極
40 振動子
42 電極
44 圧電素子
48 振動子
50 コイル
52 電極
56 振動子
58 コイル
60 MRセンサ
66 振動子
68 コイル
70 MRセンサ
76 振動子
78 電極
80 圧電素子
82 振動子
84 電極
86 圧電素子
88 振動子
90 電極
92 圧電素子
94 振動子
96 素子
98 電極
100 圧電素子
112 振動子
114 コイル
116 MRセンサ
136 振動子
138 静電印加機構
140 MRセンサ
10
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