JP2590553Y2 - Piezoelectric vibration gyro - Google Patents

Piezoelectric vibration gyro

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JP2590553Y2
JP2590553Y2 JP1992071227U JP7122792U JP2590553Y2 JP 2590553 Y2 JP2590553 Y2 JP 2590553Y2 JP 1992071227 U JP1992071227 U JP 1992071227U JP 7122792 U JP7122792 U JP 7122792U JP 2590553 Y2 JP2590553 Y2 JP 2590553Y2
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piezoelectric plate
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、自動車のナビゲーショ
ンシステムやカメラ一体型VTRの手ブレ補正などに用
いられるジャイロスコープのうち、圧電振動子の超音波
振動を用いた圧電振動ジャイロに関し、特に、圧電振動
子の振動モードとしてエネルギー閉じ込め振動をモード
を用いた、構造が簡単で支持が容易な小型の圧電振動ジ
ャイロに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric vibratory gyroscope using ultrasonic vibration of a piezoelectric vibrator among gyroscopes used for a camera navigation system or a camera-integrated VTR. The present invention relates to a small-sized piezoelectric vibrating gyroscope that has a simple structure and is easily supported, using a mode of energy trapping vibration as a vibration mode of a piezoelectric vibrator.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧電振動ジャイロは、振動している物体
に回転角速度が加えられると、その振動方向と直角な方
向にコリオリ力を生じるという力学現象を利用したジャ
イロスコープである。
2. Description of the Related Art A piezoelectric vibrating gyroscope is a gyroscope utilizing a dynamic phenomenon that when a rotational angular velocity is applied to a vibrating object, a Coriolis force is generated in a direction perpendicular to the vibration direction.

【0003】一般に、互いに直交する2つの異なる方向
の振動を励振可能に構成した復合振動系において、一方
の振動を励振した状態で、振動子を回転させると、上述
のコリオリ力の作用により、この振動と直角な方向に力
が働き、他方の振動が励振される。
Generally, when a vibrator is rotated in a state where one vibration is excited in a combined vibration system in which vibrations in two different directions orthogonal to each other can be excited, the above-mentioned action of the Coriolis force causes the vibration. A force acts in a direction perpendicular to the vibration, and the other vibration is excited.

【0004】ここで、その振動の大きさは、入力側の振
動子の振動の大きさ及び回転角速度に比例するため、こ
の入力側の振動子の振動の大きさを一定にすることによ
って、その出力電圧の大きさから回転角速度の大きさを
求めることができる。
Here, since the magnitude of the vibration is proportional to the magnitude of the vibration of the input-side vibrator and the rotational angular velocity, the magnitude of the vibration of the input-side vibrator is fixed. The magnitude of the rotational angular velocity can be obtained from the magnitude of the output voltage.

【0005】従来の圧電振動ジャイロは、図7に示すよ
うに、断面形状が正三角形の金属三角柱110のそれぞ
れの側面の略中央部に、それぞれの両面に電極が形成さ
れて厚さ方向に分極された3個の圧電セラミックス薄板
111,112,113を接合して構成されている。
As shown in FIG. 7, a conventional piezoelectric vibrating gyroscope has electrodes formed on substantially both sides of a metal triangular prism 110 having a cross section of an equilateral triangle, and electrodes formed on both sides thereof to be polarized in the thickness direction. The three piezoelectric ceramic thin plates 111, 112, 113 thus formed are joined together.

【0006】ここで、金属三角柱110は、図8に示す
ように、それぞれの辺と、この辺に向かい合う頂点とを
結ぶ方向に、略同じ共振周波数で屈曲振動が可能であ
り、図8において、1枚の圧電セラミックス薄板111
に、この金属三角柱110の共振周波数と略等しい周波
数の電圧を印加すると、この金属三角柱110の圧電セ
ラミックス薄板111の接合されている面が、この面と
垂直な方向に屈曲振動する。
Here, as shown in FIG. 8, the metal triangular prism 110 can bend and vibrate at substantially the same resonance frequency in a direction connecting each side and a vertex facing this side. Sheets of piezoelectric ceramics 111
When a voltage having a frequency substantially equal to the resonance frequency of the metal triangular prism 110 is applied, the surface of the metal triangular prism 110 to which the piezoelectric ceramic thin plate 111 is joined vibrates in a direction perpendicular to the surface.

【0007】また、この金属三角柱110は、図9に示
すように、互いに隣合った2枚の圧電セラミックス薄板
111,112に、この金属三角柱110の共振周波数
と略等しい同一振幅で同一位相の周波数の電圧を印加す
ると、この金属三角柱110の圧電セラミックス薄板1
11の接合されている面に垂直な方向の屈曲振動と、こ
の金属三角柱110の圧電セラミックス薄板112の接
合されている面に垂直な方向の屈曲振動とが、互いに合
成されて、この金属三角柱110の他の圧電セラミック
ス薄板113の接合されている面が、この面と垂直な方
向に屈曲振動する。
As shown in FIG. 9, the metal triangular prism 110 is provided on two adjacent piezoelectric ceramic thin plates 111 and 112 with the same amplitude and the same phase as the resonance frequency of the metal triangular prism 110. Is applied, the piezoelectric ceramic thin plate 1
11 and the bending vibration of the metal triangular prism 110 in the direction perpendicular to the surface to which the piezoelectric ceramic thin plate 112 is bonded are combined with each other to form the metal triangular prism 110. The surface to which the other piezoelectric ceramic thin plate 113 is bonded vibrates in a direction perpendicular to this surface.

【0008】更に、この金属三角柱110は、図10に
示すように、互いに隣合った2枚の圧電セラミックス薄
板111,112に、この金属三角柱110の共振周波
数と略等しい同一振幅で逆位相の周波数の電圧を印加す
ると、この金属三角柱110の圧電セラミックス薄板1
11の接合されている面に垂直な方向の屈曲振動と、こ
の金属三角柱110の圧電セラミックス薄板112の接
合されている面に垂直な方向の屈曲振動とが、互いに合
成されて、この金属三角柱110の他の圧電セラミック
ス薄板113の接合されている面が、この面と平行な方
向に屈曲振動する。
Further, as shown in FIG. 10, the metal triangular prism 110 is provided on two adjacent piezoelectric ceramic thin plates 111 and 112 with the same amplitude and opposite phase having substantially the same resonance frequency as the metal triangular prism 110. Is applied, the piezoelectric ceramic thin plate 1
11 and the bending vibration of the metal triangular prism 110 in the direction perpendicular to the surface to which the piezoelectric ceramic thin plate 112 is bonded are combined with each other to form the metal triangular prism 110. The surface to which the other piezoelectric ceramic thin plate 113 is bonded vibrates in a direction parallel to this surface.

【0009】一方、図9に示した状態で、金属三角柱1
10の長さ方向の中心を回転軸として、この金属三角柱
110を回転させると、この金属三角柱110は、上述
のコリオリ力の作用により、図11に示すように、この
金属三角柱110の他の圧電セラミックス薄板113の
接合されている面が、この面に垂直な方向と直角な方向
とに屈曲振動する。
On the other hand, in the state shown in FIG.
When the metal triangular prism 110 is rotated around the center in the length direction of the metal 10 as a rotation axis, the metal triangular prism 110 is, as shown in FIG. The surface to which the ceramic thin plate 113 is bonded vibrates in a direction perpendicular to this surface and in a direction perpendicular to the surface.

【0010】ここで、図10に示したように、この金属
三角柱110の圧電セラミックス薄板113が接合され
ている面と平行な方向の屈曲振動は、互いに隣合った2
枚の圧電セラミックス薄板111,112に、この金属
三角柱110の共振周波数と略等しい同一振幅で逆位相
の周波数の電圧を印加することによって得られるので、
この金属三角柱110の圧電セラミックス薄板113が
接合されている面と平行な方向に、この金属三角柱11
0を屈曲振動させた場合には、その逆作用によって、他
の2枚の圧電セラミックス薄板111,112に、同一
振幅で逆位相の電圧が発生し、駆動のために各圧電セラ
ミックス薄板111,112に印加されている一方の電
圧がその分だけ減少し、他方の電圧がその分だけ増加す
る。
Here, as shown in FIG. 10, the bending vibration of the metal triangular prism 110 in the direction parallel to the surface to which the piezoelectric ceramic thin plate 113 is joined is two adjacent vibrations.
The piezoelectric ceramic thin plates 111 and 112 can be obtained by applying a voltage having the same amplitude and an opposite phase frequency substantially equal to the resonance frequency of the metal triangular prism 110 to the piezoelectric ceramic thin plates 111 and 112.
In a direction parallel to the surface of the metal triangular prism 110 to which the piezoelectric ceramic thin plate 113 is bonded, the metal triangular prism 11
In the case where 0 is caused to bend and vibrate, voltages having the same amplitude and opposite phases are generated in the other two piezoelectric ceramic thin plates 111 and 112 by the reverse action, and the piezoelectric ceramic thin plates 111 and 112 are driven for driving. Is decreased by that amount, and the other voltage is increased by that amount.

【0011】従って、これらの圧電セラミックス薄板1
11,112のそれぞれの端子電圧の差の電圧は、この
金属三角柱110の回転角速度に比例した電圧となる。
Therefore, these piezoelectric ceramic thin plates 1
The voltage of the difference between the terminal voltages of the terminals 11 and 112 is a voltage proportional to the rotational angular velocity of the metal triangular prism 110.

【0012】[0012]

【考案が解決しようとする課題】ところで、図7乃至図
11に示した従来の圧電振動ジャイロにおいては、柱状
片の屈曲振動モードを利用しているため、その振動子の
支持・固定は、その振動の節の位置で行なわれなければ
ならない。
In the conventional piezoelectric vibrating gyroscope shown in FIGS. 7 to 11, since the bending vibration mode of the columnar piece is used, the vibrator is supported and fixed. Must be performed at the node of the vibration.

【0013】また、前記従来の圧電振動ジャイロでは、
その駆動・検出回路と振動子の電極とをリード線で接続
する必要があり、このリード線の接続状態のバラツキに
よる特性の変動を抑えることが難しかった。
Further, in the conventional piezoelectric vibrating gyroscope,
It was necessary to connect the drive / detection circuit and the electrode of the vibrator with a lead wire, and it was difficult to suppress a change in characteristics due to a variation in the connection state of the lead wire.

【0014】更に、従来の圧電振動ジャイロは、駆動・
検出回路の構成された基板の上に、保持部材により支持
された振動子を載せて組み立てられているため、小型、
薄型の圧電振動ジャイロを構成することが困難であっ
た。
Further, the conventional piezoelectric vibrating gyroscope is driven
Since the vibrator supported by the holding member is mounted on the board on which the detection circuit is configured and assembled,
It has been difficult to form a thin piezoelectric vibrating gyroscope.

【0015】本考案は、上述の点に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、駆動・検出回路と振動子の電極
とをリード線を使用せずに接続できる、構造が簡素な小
型で薄型の圧電振動ジャイロを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to connect a drive / detection circuit and an electrode of a vibrator without using a lead wire. And a thin piezoelectric vibrating gyroscope.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本考案によれば、圧電板
の一部分に、互いに対向した対向電極及び該対向電極の
結ぶ方向と直交する方向に存在する少なくとも一つの電
極を備え、前記圧電板の厚み方向に分極し、エネルギー
閉じ込め振動モードを利用してなるエネルギー閉じ込め
振動子と、前記圧電板上の他の部分に設けられた駆動回
路及び検出回路を備え、前記対向電極間に電圧を印加し
て該対向電極を結ぶ方向に前記圧電板を励振させ、その
励振方向と直交する方向の振動を前記対向電極の結ぶ方
向と直交する方向に存在する電極にて検出することを特
徴とする圧電振動ジャイロが得られる。又、本発明によ
れば、圧電板の一部分に、互いに対向した第1の対向電
極及び該第1の対向電極の結ぶ方向と直交する方向に存
在する第2の対向電極を備え、前記圧電板の厚み方向に
分極し、エネルギー閉じ込め振動モードを利用してなる
エネルギー閉じ込め振動子と、前記圧電板上の他の部分
に設けられた駆動回路及び検出回路を備え、前記第1の
対向電極間に電圧を印加して該第1の対向電極を結ぶ方
向に前記圧電板を励振させ、その励振方向と直交する方
向の振動を前記第2の対向電極にて検出することを特徴
とする圧電振動ジャイロが得られる。
According to the present invention, a part of a piezoelectric plate is provided with opposing electrodes facing each other and at least one electrode present in a direction orthogonal to a direction in which the opposing electrodes are connected. An energy trapping vibrator that is polarized in the thickness direction of the piezoelectric plate and utilizes an energy trapping vibration mode, and a drive circuit and a detection circuit provided in another portion on the piezoelectric plate, and applies a voltage between the opposed electrodes. And exciting the piezoelectric plate in a direction connecting the opposing electrodes, and detecting vibration in a direction orthogonal to the exciting direction by an electrode present in a direction orthogonal to the direction connecting the opposing electrodes. A vibrating gyroscope is obtained. Further, according to the present invention, a part of the piezoelectric plate includes a first opposing electrode opposing each other and a second opposing electrode present in a direction orthogonal to a direction in which the first opposing electrode is connected. An energy trapping vibrator that is polarized in the thickness direction of the piezoelectric plate and uses an energy trapping vibration mode, and a drive circuit and a detection circuit provided in another portion on the piezoelectric plate, between the first counter electrode. A piezoelectric vibrating gyroscope, wherein a voltage is applied to excite the piezoelectric plate in a direction connecting the first opposing electrodes, and vibration in a direction orthogonal to the excitation direction is detected by the second opposing electrodes. Is obtained.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本考案の実施例を図によって詳細に説
明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention;

【0018】但し、本実施例の記述から明らかに想起し
得る範囲の構成および作用等については、説明の煩雑化
を避ける上から、その図示並びに開示を省略、もしくは
簡略化する。
However, the configuration, operation, and the like of a range that can be clearly recalled from the description of the present embodiment are omitted or simplified in order to avoid a complicated description.

【0019】実施例の説明に先立って、本考案の圧電振
動ジャイロに使用されるエネルギー閉じ込め振動子につ
いて説明する。
Prior to the description of the embodiment, an energy trapping vibrator used in the piezoelectric vibrating gyroscope according to the present invention will be described.

【0020】ここで、エネルギー閉じ込め振動とは、振
動のエネルギーが駆動電極の近傍に集中している振動モ
ードで、圧電板の厚さ方向の縦振動や、滑り振動、圧電
矩形板の幅方向の縦振動や、滑り振動など、多くの振動
モードがあり、一般に、FMラジオやテレビの中間周波
数フィルタに広く用いられている。
Here, the energy confinement vibration is a vibration mode in which the energy of the vibration is concentrated near the drive electrode, and includes longitudinal vibration in the thickness direction of the piezoelectric plate, sliding vibration, and widthwise vibration of the piezoelectric rectangular plate. There are many vibration modes such as longitudinal vibration and sliding vibration, and they are generally widely used for intermediate frequency filters of FM radios and televisions.

【0021】このエネルギー閉じ込め振動は、上述のよ
うに、振動のエネルギーが駆動電極の近傍に集中してい
るため、例えば、図12及び図13に示すような、6m
m×6mmで厚さ0.2mmの電圧板10を用いて、そ
の略中央部の直径1.5mmの領域に、駆動電極11
a,11b、及び12を形成したFMラジオ用10.7
MHzセラミックフィルタにおいて、その駆動電極11
a,11b、及び12を中心として、直径3mmの領域
の両面に空間部分を形成すれば、図14に示すように、
その他の部分を樹脂13で固定しても、その振動子特性
に殆ど影響を与えない。
As described above, since the energy of the energy confinement vibration is concentrated near the driving electrode as described above, for example, as shown in FIG. 12 and FIG.
Using a voltage plate 10 of mx 6 mm and a thickness of 0.2 mm, a drive electrode 11
10.7 for FM radio formed with a, 11b and 12
In a MHz ceramic filter, the drive electrode 11
If spaces are formed on both sides of a region having a diameter of 3 mm around a, 11b, and 12, as shown in FIG.
Even if the other parts are fixed by the resin 13, the characteristics of the vibrator are hardly affected.

【0022】従って、このように、圧電板10の駆動電
極11a,11b、及び12を中心として、所定の領域
の両面に空間部分を形成することにより、駆動電極11
a,11b、及び12のリード端子の形成が自由で、支
持構造による振動子特性への影響の無い圧電振動子ある
いはそれを利用したフィルタが得られる。
Accordingly, by forming a space on both sides of a predetermined area around the driving electrodes 11a, 11b and 12 of the piezoelectric plate 10 as described above, the driving electrodes 11
It is possible to obtain a piezoelectric vibrator or a filter using the piezoelectric vibrator in which the formation of the lead terminals a, 11b and 12 is free and the supporting structure does not affect the vibrator characteristics.

【0023】図1及び図2に、本考案の圧電振動ジャイ
ロに使用される平行電界励振型厚み滑りモードエネルギ
ー閉じ込め振動子の一例を示す。
1 and 2 show an example of a parallel electric field excitation type thickness-slip mode energy trapping oscillator used in the piezoelectric vibrating gyroscope of the present invention.

【0024】このエネルギー閉じ込め振動子は、分極方
向が厚さ方向となるように形成された圧電板100の同
一面上に、互いに対向する部分電極14a,14bが形
成されている。
In this energy trapping vibrator, opposing partial electrodes 14a and 14b are formed on the same surface of a piezoelectric plate 100 formed such that the polarization direction is the thickness direction.

【0025】この圧電板100の部分電極14a,14
bに挾まれている部分には、圧電板100の面に略平行
な方向の電界が印加される。
The partial electrodes 14a, 14 of the piezoelectric plate 100
An electric field in a direction substantially parallel to the surface of the piezoelectric plate 100 is applied to the portion sandwiched by b.

【0026】これにより、使用する圧電板100の圧電
材料の特性に合わせて、これらの部分電極14a,14
b寸法を適切に設計することによって、その電界の方向
に直交する厚さ方向の分極との相互作用により、この圧
電板100の部分電極14a,14bに挾まれている部
分に、平行電界励振型厚み滑りモードエネルギー閉じ込
め振動子を構成することができる。
Accordingly, these partial electrodes 14a, 14a are adapted to the characteristics of the piezoelectric material of the piezoelectric plate 100 to be used.
By appropriately designing the b-dimension, the parallel electric field excitation type is applied to the portion of the piezoelectric plate 100 sandwiched between the partial electrodes 14a and 14b by the interaction with the polarization in the thickness direction orthogonal to the direction of the electric field. A thickness-slip mode energy confinement oscillator can be configured.

【0027】ここで、厚み滑り振動とは、変位及び波の
伝搬方向が、共に圧電板面に平行な振動であり、半波長
で共振している場合の圧電板の厚さ方向の変位分布は、
図9に示すようになる。
Here, the thickness-shear vibration is a vibration in which both the displacement and the wave propagation direction are parallel to the surface of the piezoelectric plate, and the displacement distribution in the thickness direction of the piezoelectric plate when resonating at a half wavelength is obtained. ,
As shown in FIG.

【0028】図4に、本考案の圧電振動ジャイロに使用
されるエネルギー閉じ込め型復合振動子の他の例を示
す。
FIG. 4 shows another example of the energy-trapping combined oscillator used in the piezoelectric vibrating gyroscope of the present invention.

【0029】この復合振動子は、分極方向が厚さ方向と
なるように形成された圧電板110の略中央の一方の面
上に、所定の間隔を隔てて互いに対向する部分電極15
a,15b、及び16a,16bが形成されている。
The combined vibrator has partial electrodes 15 opposed to each other at a predetermined interval on one surface substantially at the center of a piezoelectric plate 110 formed so that the polarization direction is the thickness direction.
a, 15b and 16a, 16b are formed.

【0030】ここで、部分電極16a,16bは、他の
部分電極15a,15bと直交するように形成されてい
る。
Here, the partial electrodes 16a and 16b are formed so as to be orthogonal to the other partial electrodes 15a and 15b.

【0031】この構成によれば、図1に示した振動子と
同様に、部分電極15a,15bにより、変位方向すな
わち振動方向が、これらの部分電極15a,15bの対
向する方向となる、第1の厚み滑りモードエネルギー閉
じ込め振動子が構成されるとともに、この第1の振動子
と同様に、部分電極16a,16bにより、振動方向
が、これらの部分電極16a,16bの対向する方向と
なる、第2の厚み滑りモードエネルギー閉じ込め振動子
が構成されたエネルギー閉じ込め型復合振動子が得られ
る。
According to this configuration, like the vibrator shown in FIG. 1, the displacement direction, that is, the vibration direction is the direction in which the partial electrodes 15a and 15b are opposed by the partial electrodes 15a and 15b. The thickness-slip mode energy trapping vibrator is formed, and similarly to the first vibrator, the partial electrodes 16a and 16b cause the vibrating direction to be the direction in which the partial electrodes 16a and 16b face each other. Thus, an energy-trapping-type combined oscillator having the thickness-slip-mode energy-trapping oscillator of No. 2 is obtained.

【0032】ところで、上述の厚み滑りモードの共振周
波数は、その圧電板の厚さによって決定される。
By the way, the resonance frequency of the above-mentioned thickness slip mode is determined by the thickness of the piezoelectric plate.

【0033】従って、この図4に示す振動子では、第1
の厚み滑りモードエネルギー閉じ込め振動子と、第2の
厚み滑りモードエネルギー閉じ込め振動子とが、共に同
一の圧電板110上に構成されるので、この第1の厚み
滑りモードエネルギー閉じ込め振動子の共振周波数と、
第2の厚み滑りモードエネルギー閉じ込め振動子の共振
周波数とがそれぞれ等しくなる。
Therefore, in the vibrator shown in FIG.
Since the thickness-slip mode energy trapping oscillator and the second thickness-slip mode energy trapping oscillator are both formed on the same piezoelectric plate 110, the resonance frequency of the first thickness-slip mode energy trapping oscillator When,
The resonance frequencies of the second thickness-slip mode energy trapping vibrators become equal to each other.

【0034】図4において、一方の部分電極15a,1
5b間に、厚み滑りモードの共振周波数に略等しい周波
数の交流電圧を印加すると、この部分電極15a,15
bの近傍のみに厚み滑り振動が励振される。
In FIG. 4, one of the partial electrodes 15a, 15
5b, when an AC voltage having a frequency substantially equal to the resonance frequency of the thickness slip mode is applied, the partial electrodes 15a, 15
Thickness slip vibration is excited only in the vicinity of b.

【0035】この時の変位の方向は、図5に示すよう
に、励振している部分電極15a,15bの対向してい
る方向と一致したx軸方向となる。
As shown in FIG. 5, the direction of the displacement at this time is the x-axis direction which coincides with the direction in which the exciting partial electrodes 15a and 15b are opposed to each other.

【0036】また、この状態では、部分電極16a,1
6bの間には、殆ど出力電圧が発生しない。
In this state, the partial electrodes 16a, 1
During 6b, almost no output voltage is generated.

【0037】ここで、この復合振動子を圧電板110の
面と垂直なz軸方向を回転軸として回転させると、その
振動方向と直角な方向にコリオリ力が発生し、図5に示
すように、振動している振動方向とは直角なy軸方向の
振動が発生する。
Here, when this combined vibrator is rotated about the z-axis direction perpendicular to the surface of the piezoelectric plate 110 as a rotation axis, Coriolis force is generated in a direction perpendicular to the vibration direction, as shown in FIG. , Vibration in the y-axis direction perpendicular to the vibrating vibration direction is generated.

【0038】このコリオリ力による振動方向は、部分電
極16a,16bによる振動方向と同じになるので、こ
の部分電極16a,16b間に、圧電板110の回転角
速度に比例した電圧が発生する。
Since the direction of vibration by the Coriolis force is the same as the direction of vibration by the partial electrodes 16a and 16b, a voltage proportional to the rotational angular velocity of the piezoelectric plate 110 is generated between the partial electrodes 16a and 16b.

【0039】図6に、前述のエネルギー閉じ込め型復合
振動子を形成した本考案による圧電振動ジャイロの一実
施例を示す。
FIG. 6 shows an embodiment of the piezoelectric vibrating gyroscope according to the present invention in which the above-described energy trap type decoupling vibrator is formed.

【0040】この実施例では、分極方向が厚さ方向とな
るように形成された圧電板120の一部に、図4に示し
たように、所定の間隔を隔てて互いに対向する部分電極
15a,15b、及び、16a,16bが、互いに直交
するように形成されることによってエネルギー閉じ込め
型復合振動子17が形成されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, partial electrodes 15a, 15a facing each other at a predetermined interval are provided on a part of the piezoelectric plate 120 formed so that the polarization direction is the thickness direction. The energy trapping type resonating vibrator 17 is formed by forming 15b and 16a, 16b so as to be orthogonal to each other.

【0041】また、この実施例では、この復合振動子1
7が形成された圧電板120の同一面上に、この圧電振
動ジャイロの駆動・検出回路20が形成されている。
Further, in this embodiment, the combined oscillator 1
The drive / detection circuit 20 for the piezoelectric vibrating gyroscope is formed on the same surface of the piezoelectric plate 120 on which the piezoelectric vibrating gyroscope 7 is formed.

【0042】この圧電振動ジャイロの復合振動子17を
形成する部分電極15a,15b、及び、16a,16
bと駆動・検出回路20との接続は、圧電板120上に
形成された薄膜あるいは厚膜からなる膜状導体18,1
9で行なわれている。
The partial electrodes 15a, 15b and 16a, 16 forming the combined vibrator 17 of the piezoelectric vibrating gyroscope
b and the drive / detection circuit 20 are connected to the film conductors 18, 1 formed of a thin film or a thick film formed on the piezoelectric plate 120.
9 is performed.

【0043】これにより、本実施例による圧電振動ジャ
イロは、駆動・検出回路20を構成しているIC、チッ
プ抵抗、チップコンデンサ等の表面実装部品と、復合振
動子17を形成する部分電極15a,15b、及び、1
6a,16bとが、それぞれ直結された構造となる。
As a result, the piezoelectric vibrating gyroscope according to the present embodiment includes surface drive components such as an IC, a chip resistor, and a chip capacitor constituting the drive / detection circuit 20, and the partial electrodes 15a, 15b and 1
6a and 16b are directly connected to each other.

【0044】この図6に示した圧電振動ジャイロは、そ
の復合振動子17の部分が、前述の図14に示したよう
なエネルギー閉じ込め振動モードの振動子で構成されて
いるので、その圧電板120の振動部分を除いた部分
に、支持部材や他の部品(本実施例では駆動・検出回路
20)を取付けても、その振動子特性(ジャイロ特性)
に殆ど影響を与えない。
In the piezoelectric vibrating gyroscope shown in FIG. 6, since the combined vibrator 17 is constituted by the vibrator in the energy trapping vibration mode as shown in FIG. Even if a support member and other components (the drive / detection circuit 20 in this embodiment) are attached to the portion excluding the vibrating portion, the vibrator characteristics (gyro characteristics)
Has little effect on

【0045】また、本実施例では、圧電板120上に形
成された薄膜あるいは厚膜からなる膜状導体18,19
で、復合振動子17を形成する部分電極15a,15
b、及び、16a,16bと駆動・検出回路20とを接
続しているので、従来のリード線を半田付けする接続方
法のように、そのジャイロ特性に悪影響を与えることが
無い。
In this embodiment, the film conductors 18 and 19 made of a thin film or a thick film formed on the piezoelectric plate 120 are used.
Thus, the partial electrodes 15a, 15 forming the combined vibrator 17
Since the b and 16a, 16b are connected to the drive / detection circuit 20, the gyro characteristics are not adversely affected unlike the conventional connection method of soldering lead wires.

【0046】更に、本実施例では、圧電振動ジャイロの
駆動・検出回路20が、復合振動子17が形成された圧
電板120の同一面上に形成されているので、従来のよ
うに圧電振動ジャイロから独立した専用の基板上に駆動
・検出回路を形成する場合に比べて、その構造が簡素な
小型で薄型の圧電振動ジャイロを得ることができる。
Further, in this embodiment, the drive / detection circuit 20 for the piezoelectric vibrating gyroscope is formed on the same surface of the piezoelectric plate 120 on which the combined vibrator 17 is formed. As compared with the case where the drive / detection circuit is formed on a dedicated substrate independent of the above, a small and thin piezoelectric vibrating gyroscope having a simple structure can be obtained.

【0047】[0047]

【考案の効果】本考案によれば、上述したように、リー
ド線を使用せずに入出力用の端子を接続でき、且つ、そ
のジャイロ特性に影響を与えずに圧電振動ジャイロを強
固に支持・固定できるので、構造が簡単で、耐振動、耐
衝撃特性の優れた小型で薄型の圧電振動ジャイロが得ら
れる。
According to the present invention, as described above, the input / output terminals can be connected without using lead wires, and the piezoelectric vibrating gyro is firmly supported without affecting its gyro characteristics.・ Since it can be fixed, a small and thin piezoelectric vibrating gyroscope with a simple structure and excellent vibration and shock resistance can be obtained.

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

【図1】本考案の圧電振動ジャイロに使用される平行電
界励振型厚み滑りモードエネルギー閉じ込め振動子の概
略平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of a parallel electric field excitation type thickness-slip mode energy trapping vibrator used in the piezoelectric vibrating gyroscope of the present invention.

【図2】図1に示したエネルギー閉じ込め振動子の概略
断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the energy trapping oscillator shown in FIG.

【図3】図1に示したエネルギー閉じ込め振動子の変位
分布図である。
FIG. 3 is a displacement distribution diagram of the energy trapping oscillator shown in FIG. 1;

【図4】本考案の圧電振動ジャイロに使用される他の平
行電界励振厚み滑りモードエネルギー閉じ込め振動子の
概略斜視図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view of another parallel electric field excited thickness slip mode energy trapping vibrator used in the piezoelectric vibrating gyroscope of the present invention.

【図5】図4に示したエネルギー閉じ込め振動子の変位
分布図である。
FIG. 5 is a displacement distribution diagram of the energy trapping oscillator shown in FIG. 4;

【図6】本考案による圧電振動ジャイロの一実施例の概
略斜視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view of one embodiment of a piezoelectric vibrating gyroscope according to the present invention.

【図7】従来の圧電振動ジャイロの概略斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view of a conventional piezoelectric vibrating gyroscope.

【図8】従来の圧電振動ジャイロの動作原理の説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation principle of a conventional piezoelectric vibrating gyroscope.

【図9】従来の圧電振動ジャイロの動作原理の他の説明
図である。
FIG. 9 is another explanatory view of the operation principle of the conventional piezoelectric vibrating gyroscope.

【図10】従来の圧電振動ジャイロの動作原理の更に他
の説明図である。
FIG. 10 is still another explanatory view of the operation principle of the conventional piezoelectric vibrating gyroscope.

【図11】従来の圧電振動ジャイロの動作原理の更に他
の説明図である。
FIG. 11 is still another explanatory view of the operation principle of the conventional piezoelectric vibrating gyroscope.

【図12】従来のエネルギー閉じ込め振動子の概略平面
図である。
FIG. 12 is a schematic plan view of a conventional energy trapping vibrator.

【図13】図12に示したエネルギー閉じ込め振動子の
概略断面図である。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the energy trapping oscillator shown in FIG.

【図14】図12に示したエネルギー閉じ込め振動子の
支持構造の概略断面図である。
FIG. 14 is a schematic sectional view of a support structure of the energy trapping oscillator shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

15a,15b,16a,16b 部分電極 17 復合振動子 18,19 膜状導体 20 駆動・検出回路 120 圧電板 15a, 15b, 16a, 16b Partial electrode 17 Recombination oscillator 18, 19 Film conductor 20 Drive / detection circuit 120 Piezoelectric plate

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 圧電板の一部分に、互いに対向した対向
電極及び該対向電極の結ぶ方向と直交する方向に存在す
る少なくとも一つの電極を備え、前記圧電板の厚み方向
に分極し、エネルギー閉じ込め振動モードを利用してな
るエネルギー閉じ込め振動子と、前記圧電板上の他の部
分に設けられた駆動回路及び検出回路を備え、前記対向
電極間に電圧を印加して該対向電極を結ぶ方向に前記圧
電板を励振させ、その励振方向と直交する方向の振動を
前記対向電極の結ぶ方向と直交する方向に存在する電極
にて検出することを特徴とする圧電振動ジャイロ。
1. A part of a piezoelectric plate includes opposing electrodes facing each other and at least one electrode present in a direction orthogonal to a direction in which the opposing electrodes are connected to each other. An energy trapping vibrator using a mode, a driving circuit and a detection circuit provided in another portion on the piezoelectric plate, and a voltage is applied between the counter electrodes to connect the counter electrodes in a direction connecting the counter electrodes. A piezoelectric vibrating gyroscope wherein a piezoelectric plate is excited, and vibrations in a direction orthogonal to the exciting direction are detected by electrodes existing in a direction orthogonal to a direction connecting the opposed electrodes.
【請求項2】 圧電板の一部分に、互いに対向した第1
の対向電極及び該第1の対向電極の結ぶ方向と直交する
方向に存在する第2の対向電極を備え、前記圧電板の厚
み方向に分極し、エネルギー閉じ込め振動モードを利用
してなるエネルギー閉じ込め振動子と、前記圧電板上の
他の部分に設けられた駆動回路及び検出回路を備え、前
記第1の対向電極間に電圧を印加して該第1の対向電極
を結ぶ方向に前記圧電板を励振させ、その励振方向と直
交する方向の振動を前記第2の対向電極にて検出するこ
とを特徴とする圧電振動ジャイロ。
2. A first piezoelectric element, comprising:
Energy confining vibration formed by utilizing an energy confining vibration mode, polarized in the thickness direction of the piezoelectric plate, and provided with a second counter electrode existing in a direction orthogonal to the direction in which the first and second counter electrodes are connected to each other. And a drive circuit and a detection circuit provided in another portion on the piezoelectric plate, and a voltage is applied between the first counter electrodes, and the piezoelectric plate is moved in a direction connecting the first counter electrodes. A piezoelectric vibratory gyroscope, wherein the piezoelectric vibratory gyroscope is excited and a vibration in a direction orthogonal to the exciting direction is detected by the second counter electrode.
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