JP3198194B2 - ジャイロ装置及びその駆動方法 - Google Patents
ジャイロ装置及びその駆動方法Info
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- JP3198194B2 JP3198194B2 JP07944593A JP7944593A JP3198194B2 JP 3198194 B2 JP3198194 B2 JP 3198194B2 JP 07944593 A JP07944593 A JP 07944593A JP 7944593 A JP7944593 A JP 7944593A JP 3198194 B2 JP3198194 B2 JP 3198194B2
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- piezoelectric element
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジャイロ装置及びその
駆動方法に関し、特に、振動子と検出用電極間の静電容
量の変化により入力角速度を検出すると共に、振動子を
圧電素子で振動させるための新規な改良に関する。
駆動方法に関し、特に、振動子と検出用電極間の静電容
量の変化により入力角速度を検出すると共に、振動子を
圧電素子で振動させるための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種のジャイロ
装置としては、ここでは図示を省略しているが、例え
ば、実開平１−６１６１１号公報に開示された機械式の
構成を挙げることができる。
装置としては、ここでは図示を省略しているが、例え
ば、実開平１−６１６１１号公報に開示された機械式の
構成を挙げることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のジャイロ装置
は、以上のように構成されていたため、次のような課題
が存在していた。すなわち、従来のジャイロ装置の場
合、モータにより回転する回転体に対して角速度が印加
された場合の回転体の変位をトルカーコイルにより電気
的に検出する構成であるため、構成が極めて複雑とな
り、コストダウンを達成し安価な製品として量産するこ
とは不可能であった。
は、以上のように構成されていたため、次のような課題
が存在していた。すなわち、従来のジャイロ装置の場
合、モータにより回転する回転体に対して角速度が印加
された場合の回転体の変位をトルカーコイルにより電気
的に検出する構成であるため、構成が極めて複雑とな
り、コストダウンを達成し安価な製品として量産するこ
とは不可能であった。
【０００４】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、角速度入力時の振動子の変
位をキャパシタンスの差として検出し、超小型の構成と
すると共に、振動子を圧電素子で駆動するようにしたジ
ャイロ装置及びその駆動方法を提供することを目的とす
る。
めになされたもので、特に、角速度入力時の振動子の変
位をキャパシタンスの差として検出し、超小型の構成と
すると共に、振動子を圧電素子で駆動するようにしたジ
ャイロ装置及びその駆動方法を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるジャイロ装
置は、支持部材に振動自在な状態で支持された振動子
と、前記支持部材を支持し前記振動子の各側面に隣接し
て配設された一対の検出用電極を有する絶縁基板と、前
記絶縁基板の下面に接合された圧電素子とを備え、前記
圧電素子により前記振動子を第１方向（Ｘ）に振動さ
せ、前記第１方向（Ｘ）と直交する第２方向（Ｙ）の入
力角速度を前記振動子と各検出用電極間の静電容量変化
にて検出する構成である。
置は、支持部材に振動自在な状態で支持された振動子
と、前記支持部材を支持し前記振動子の各側面に隣接し
て配設された一対の検出用電極を有する絶縁基板と、前
記絶縁基板の下面に接合された圧電素子とを備え、前記
圧電素子により前記振動子を第１方向（Ｘ）に振動さ
せ、前記第１方向（Ｘ）と直交する第２方向（Ｙ）の入
力角速度を前記振動子と各検出用電極間の静電容量変化
にて検出する構成である。
【０００６】本発明によるジャイロ装置の駆動方法は、
振動子と検出用電極間の静電容量の変化により入力角速
度を検出すると共に、前記振動子を振動自在に支持する
絶縁基板の下面に設けた圧電素子により前記振動子をそ
の厚さ方向である第１方向（Ｘ）に振動させる方法であ
る。
振動子と検出用電極間の静電容量の変化により入力角速
度を検出すると共に、前記振動子を振動自在に支持する
絶縁基板の下面に設けた圧電素子により前記振動子をそ
の厚さ方向である第１方向（Ｘ）に振動させる方法であ
る。
【０００７】
【作用】本発明によるジャイロ装置においては、振動子
が圧電素子で振動され、断面四角形の振動子と一対の検
出電極が、１枚の表面が１１０面の面方位を有するシリ
コンを異方性エッチングして得られているため、振動子
の各壁面と各検出電極の各検出壁面とが完全な平行状態
となり、静電容量を検出するためのコンデンサを構成す
るエアギャップの間隔を高精度に構成することができ、
高精度の静電容量の検出を行うことができる。従って、
前述の構成において、振動子が第１方向（Ｘ）に振動中
に入力角速度が印加された場合、振動子が第２方向
（Ｙ）に振動を生じ、この時の各検出電極から検出され
る静電容量の差を検出することによって入力角速度を得
ることができる。
が圧電素子で振動され、断面四角形の振動子と一対の検
出電極が、１枚の表面が１１０面の面方位を有するシリ
コンを異方性エッチングして得られているため、振動子
の各壁面と各検出電極の各検出壁面とが完全な平行状態
となり、静電容量を検出するためのコンデンサを構成す
るエアギャップの間隔を高精度に構成することができ、
高精度の静電容量の検出を行うことができる。従って、
前述の構成において、振動子が第１方向（Ｘ）に振動中
に入力角速度が印加された場合、振動子が第２方向
（Ｙ）に振動を生じ、この時の各検出電極から検出され
る静電容量の差を検出することによって入力角速度を得
ることができる。
【０００８】
【実施例】以下、図面と共に本発明によるジャイロ装置
の好適な実施例について詳細に説明する。図１は本発明
によるジャイロ装置を示すもので、図１は概略斜視図で
ある。
の好適な実施例について詳細に説明する。図１は本発明
によるジャイロ装置を示すもので、図１は概略斜視図で
ある。
【０００９】図１において符号１で示されるものは断面
四角形をなし棒状に構成された振動子であり、この振動
子１は絶縁性の支持部材２にその一端１ａが固定された
片持式に構成されている。
四角形をなし棒状に構成された振動子であり、この振動
子１は絶縁性の支持部材２にその一端１ａが固定された
片持式に構成されている。
【００１０】前記振動子１の両側には、前記振動子１を
挟持するように一対の第１検出電極３及び第２検出電極
４が設けられており、この第１検出電極３の第１検出壁
面３ａは振動子１の第１壁面１ｂに対して平行な状態で
所定の第１間隔Ｄ1を保持して配設されている。また、
前記第２検出電極４の第２検出壁面４ａは振動子１の第
２壁面１ｃに対して平行な状態で所定の第２間隔Ｄ2を
保持して配設されている。
挟持するように一対の第１検出電極３及び第２検出電極
４が設けられており、この第１検出電極３の第１検出壁
面３ａは振動子１の第１壁面１ｂに対して平行な状態で
所定の第１間隔Ｄ1を保持して配設されている。また、
前記第２検出電極４の第２検出壁面４ａは振動子１の第
２壁面１ｃに対して平行な状態で所定の第２間隔Ｄ2を
保持して配設されている。
【００１１】前記振動子１及び各検出電極３，４は、表
面の面方位が１１０面を有する単結晶のシリコンウェハ
ー（図示せず）を用い、パターニングの後、異方性エッ
チングを施すと、振動子１の各壁面１ｂ，１ｃは１１１
面が露出し、同時に各検出壁面３ａ，４ａも１１１面と
なる。前記振動子１の各壁面１ｂ，１ｃと各検出電極
３，４の各検出壁面３ａ，４ａは互いに平行な状態とな
り、第１コンデンサ２０及び第２コンデンサ２１を構成
している。なお、前述の各壁面１ｂ，１ｃ，３ａ，４ａ
は垂直状に構成されている。
面の面方位が１１０面を有する単結晶のシリコンウェハ
ー（図示せず）を用い、パターニングの後、異方性エッ
チングを施すと、振動子１の各壁面１ｂ，１ｃは１１１
面が露出し、同時に各検出壁面３ａ，４ａも１１１面と
なる。前記振動子１の各壁面１ｂ，１ｃと各検出電極
３，４の各検出壁面３ａ，４ａは互いに平行な状態とな
り、第１コンデンサ２０及び第２コンデンサ２１を構成
している。なお、前述の各壁面１ｂ，１ｃ，３ａ，４ａ
は垂直状に構成されている。
【００１２】前記各検出電極３，４は、ガラス等で構成
された絶縁基板３０の表面３０ａ上に前記振動子１に隣
接して添着して設けられており、この絶縁基板３０の下
面には圧電素子３１が設けられている。
された絶縁基板３０の表面３０ａ上に前記振動子１に隣
接して添着して設けられており、この絶縁基板３０の下
面には圧電素子３１が設けられている。
【００１３】従って、前述の構成において、入力角速度
の検出を行う場合について説明する。まず、振動子１を
圧電素子３１で振動させ、振動子１をその厚さ方向であ
る第１方向Ｘに振動した状態下で、この第１方向Ｘとは
直交する水平方向の第２方向Ｙに沿う入力角速度が入力
すると、第３方向Ｚの周知のコリオリの力による振動子
１の変位が発生し、各検出電極３，４と振動子１との静
電容量の変化として入力角速度を検出することができ
る。
の検出を行う場合について説明する。まず、振動子１を
圧電素子３１で振動させ、振動子１をその厚さ方向であ
る第１方向Ｘに振動した状態下で、この第１方向Ｘとは
直交する水平方向の第２方向Ｙに沿う入力角速度が入力
すると、第３方向Ｚの周知のコリオリの力による振動子
１の変位が発生し、各検出電極３，４と振動子１との静
電容量の変化として入力角速度を検出することができ
る。
【００１４】
【発明の効果】本発明によるジャイロ装置及びその駆動
方法は、以上のように構成されているため、次のような
効果を得ることができる。すなわち、圧電素子で駆動さ
れる振動子と検出用電極間の静電容量の変化によって入
力角速度の検出を行うため、全体構成が超小型になり、
簡単で安価なジャイロ装置を得ることができる。
方法は、以上のように構成されているため、次のような
効果を得ることができる。すなわち、圧電素子で駆動さ
れる振動子と検出用電極間の静電容量の変化によって入
力角速度の検出を行うため、全体構成が超小型になり、
簡単で安価なジャイロ装置を得ることができる。
【図１】本発明によるジャイロ装置を示す斜視図であ
る。
る。
１ 振動子 １ｂ，１ｃ 側面 ２ 支持部材 ３，４ 検出用電極 ３０ 絶縁基板 ３１ 圧電素子 Ｘ 第１方向 Ｙ 第２方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−285412（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−154915（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−73414（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−114123（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−160099（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−82514（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−51818（ＪＰ，Ｕ) 西独国特許出願公開4228795（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 19/56 G01P 9/04
Claims (2)
- 【請求項１】 支持部材(2)に振動自在な状態で支持さ
れた振動子(1)と、前記支持部材(2)を支持し前記振動子
(1)の各側面(1b,1c)に隣接して配設された一対の検出用
電極(3,4)を有する絶縁基板(30)と、前記絶縁基板(30)
の下面に接合された圧電素子(31)とを備え、前記圧電素
子(31)により前記振動子(1)を第１方向（Ｘ）に振動さ
せ、前記第１方向（Ｘ）と直交する第２方向（Ｙ）の入
力角速度を前記振動子(1)と各検出用電極(3,4)間の静電
容量変化にて検出する構成としたことを特徴とするジャ
イロ装置。 - 【請求項２】 振動子(1)と検出用電極(3,4)間の静電容
量の変化により入力角速度を検出すると共に、前記振動
子(1)を振動自在に支持する絶縁基板(30)の下面に設け
た圧電素子(31)により前記振動子(1)をその厚さ方向で
ある第１方向（Ｘ）に振動させることを特徴とするジャ
イロ装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07944593A JP3198194B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | ジャイロ装置及びその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07944593A JP3198194B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | ジャイロ装置及びその駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06288774A JPH06288774A (ja) | 1994-10-18 |
| JP3198194B2 true JP3198194B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=13690085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07944593A Expired - Fee Related JP3198194B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | ジャイロ装置及びその駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3198194B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010124024A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Casio Computer Co Ltd | アンテナ装置、受信装置および電波時計 |
-
1993
- 1993-04-06 JP JP07944593A patent/JP3198194B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010124024A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Casio Computer Co Ltd | アンテナ装置、受信装置および電波時計 |
| JP4645727B2 (ja) * | 2008-11-17 | 2011-03-09 | カシオ計算機株式会社 | アンテナ装置、受信装置および電波時計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06288774A (ja) | 1994-10-18 |
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Legal Events
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