JP3371608B2 - 振動ジャイロ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は振動ジャイロに関し、
特にたとえば、回転角速度を検知することによって移動
体の位置を検出し、適切な誘導を行うナビゲーションシ
ステム、または手ぶれなどの外的振動による回転角速度
を検知し適切な制振を行う手ぶれ防止装置などの除振シ
ステムなどに応用できる振動ジャイロに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来の振動ジャイロの一例を示
す図解図である。この振動ジャイロ１は、いわゆる音片
型の振動子２を含む。振動子２は、恒弾性金属材料から
なる正３角柱状の振動体を含み、振動体の３つの側面の
ほぼ中央には、圧電素子４がそれぞれ形成される。この
振動子２は、２つの略コの字型の支持部材３によって支
持される。支持部材３は、支持基板（図示せず）に固着
される。

【０００３】図１１は従来の振動ジャイロの他の例を示
す図解図である。この振動ジャイロ５は、いわゆる音叉
型の振動子６を含む。振動子６は、たとえば４つの圧電
素子７を含む。振動子６は、支持部材８によって支持さ
れる。支持部材８は、支持基板（図示せず）に固着され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
および図１１に例示する従来の振動ジャイロ１および５
では、構造上高さが高くなり低背化が難しかった。すな
わち、これらの振動ジャイロ１および５では、振動子２
または６を支持基板の上または下に設ける構造であるた
め高さが高くなってしまう。そのため、従来の振動ジャ
イロは、たとえばナビゲーションシステムや除振システ
ムなどに用いる際に装置の小型化ないし薄型化を妨げる
原因となった。

【０００５】また、図１０および図１１に例示する従来
の振動ジャイロ１および５では、その構造上、たとえば
リード線などを使用して発振回路，検出回路などを含む
回路基板と圧電素子７とを電気的に接続しなければなら
なかった。そのため、製造工程が複雑化し、コスト高の
要因となった。

【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、薄
型の振動ジャイロを提供することである。

【０００７】また、この発明の他の目的は、回路基板と
の接続にリード線が不要な振動ジャイロを提供すること
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる振動ジ
ャイロは、厚み方向に分極される第１の圧電体基板と、
厚み方向に分極され、第１の圧電体基板に積層される第
２の圧電体基板と、第１の圧電体基板の主面に形成され
る複数の分割電極と、第２の圧電体基板の主面に形成さ
れる共通電極とを含む振動ジャイロであって、複数の分
割電極の形成された部分を振動子とするための貫通孔
が、第１の圧電体基板および第２の圧電体基板を貫通し
て形成される、振動ジャイロである。

【０００９】この発明にかかる他の振動ジャイロは、厚
み方向に分極される第１の圧電体基板と、厚み方向に分
極され、第１の圧電体基板に積層される第２の圧電体基
板と、第１の圧電体基板の主面に形成される第１の分割
電極と、第１の分割電極と直交する方向に延びるように
配置され、第１の圧電体基板の主面に形成される第２の
分割電極と、第２の圧電体基板の主面に形成される共通
電極とを含む振動ジャイロであって、第１の分割電極の
形成された部分を振動子とするための第１の貫通孔が、
第１の圧電体基板および第２の圧電体基板を貫通して形
成され、第２の分割電極の形成された部分を振動子とす
るための第２の貫通孔が、第１の圧電体基板および第２
の圧電体基板を貫通して形成される、振動ジャイロであ
る。

【００１０】また、共通電極は、第１の圧電体基板の主
面に引き出すことが好ましい。

【００１１】さらに、複数の分割電極および共通電極間
に駆動信号を印加するための駆動手段と、複数の分割電
極間に発生する信号を検出するための検出手段とを含ん
でもよい。

【００１２】また、第１の圧電体基板と第２の圧電体基
板との間に形成される中間電極を含んでもよい。

【００１３】さらに、中間電極は、第１の圧電体基板ま
たは第２の圧電体基板の主面に引き出すことが好まし
い。

【００１４】

【作用】この発明にかかる振動ジャイロでは、第１の圧
電体基板および第２の圧電体基板がそれぞれ厚み方向に
分極されて積層される。第１の圧電体基板の主面には、
複数の分割電極が形成される。第２の圧電体基板の主面
には、共通電極が形成される。そして、複数の分割電極
の形成された部分を振動子とするための貫通孔が、第１
の圧電体基板および第２の圧電体基板を貫通して形成さ
れる。複数の分割電極は、共通電極と協働して振動子を
振動させるために用いられるとともに、複数の分割電極
は、回転角速度に応じた信号を検出するために用いられ
る。また、第１の圧電体基板および第２の圧電体基板の
残りの部分は、振動子を支持しかつ回路基板を載置する
ための支持基板として作用する。したがって、この振動
ジャイロによれば、第１の圧電体基板および第２の圧電
体基板により、振動子およびその支持基板が同じ厚みで
一体に形成されることとなる。また、複数の分割電極が
第１の圧電体基板の主面に形成されるので、発振回路や
検出回路を含む回路基板を面実装することができ、リー
ド線による結線が不要になる。

【００１５】この発明にかかる他の振動ジャイロは、第
１の圧電体基板および第２の圧電体基板がそれぞれ厚み
方向に分極されて積層される。第１の圧電体基板の主面
には、第１の分割電極および第２の分割電極が形成され
る。これらの第１の分割電極と第２の分割電極とは、直
交する方向に延びるように配置される。第２の圧電体基
板の主面には、共通電極が形成される。そして、第１の
分割電極の形成された部分を振動子とするための第１の
貫通孔が、第１の圧電体基板および第２の圧電体基板を
貫通して形成される。また、第２の分割電極の形成され
た部分を振動子とするための第２の貫通孔が、第１の圧
電体基板および第２の圧電体基板を貫通して形成され
る。

【００１６】したがって、この振動ジャイロは、直交す
る方向に延びる２つの振動子を含み、互いに直交する方
向を軸とする２つの回転角速度を検出することができ
る。第１の分割電極および第２の分割電極は、それぞれ
共通電極と協働して２つの振動子を振動させるために用
いられる。また、第１の分割電極および第２の分割電極
は、それぞれの方向の回転角速度に応じた信号を検出す
るために用いられる。また、第１の圧電体基板および第
２の圧電体基板の振動子以外の部分は、振動子を支持し
かつ回路基板を載置するための支持基板として作用す
る。したがって、この振動ジャイロによれば、第１の圧
電体基板および第２の圧電体基板により、複数の振動子
およびその支持基板が同じ厚みで一体に形成されること
となる。また、複数の分割電極が第１の圧電体基板の主
面に形成されるので、発振回路や検出回路を含む回路基
板を面実装することができ、リード線による結線が不要
になる。

【００１７】また、共通電極を支持基板の一方主面に引
き出した場合には、複数の分割電極と共通電極とが支持
基板の同一面上に配置されることとなる。そのため、発
振回路や検出回路を含む回路基板の面実装が容易にな
り、リード線による結線が不要になる。

【００１８】さらに、駆動手段によって、複数の分割電
極および共通電極間に駆動信号が印加される場合には、
この駆動信号によって、第１の圧電体基板および第２の
圧電体基板が、互いに逆に振動する。そのため、第１の
圧電体基板および第２の圧電体基板は、その主面に直交
する方向に屈曲振動する。この状態で振動ジャイロを回
転すれば、複数の分割電極間にその回転角速度に応じた
信号が発生する。そして、この信号は検出手段で検出さ
れる。

【００１９】また、第１の圧電体基板と第２の圧電体基
板との間に中間電極を形成した場合には、第１の圧電体
基板と第２の圧電体基板とを積層してから分極すること
ができる。さらに、中間電極は、第１の圧電体基板また
は第２の圧電体基板の主面に引き出すことにより、分極
工程が容易になる。

【００２０】

【発明の効果】この発明によれば、振動子およびその支
持基板が同じ厚みで一体に形成されるので、薄型の振動
ジャイロを得ることができる。そのため、たとえばナビ
ゲーションシステムや除振システムなどの装置の小型化
を図ることができる。また、この発明によれば、発振回
路や検出回路を含む回路基板との接続にリード線が不要
となる。したがって、振動ジャイロの製造工程が簡略化
でき、製造コストの削減を図ることができる。

【００２１】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００２２】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す斜視図解図
である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図解
図である。図３は、図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断
面図解図である。この振動ジャイロ１０は、矩形の第１
の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂを含
む。第１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１
２ｂは、図２の矢印Ｐで示すように、互いに逆の厚み方
向に分極される。

【００２３】第１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電
体基板１２ｂは、積層され接着される。第１の圧電体基
板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂには、２つの細
長い矩形の貫通孔１６、１６が、互いに平行に第１の圧
電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂを厚み方
向に貫通して形成される。２つの貫通孔１６、１６の間
に挟まれた第１の圧電体基板１２ａの主面には、その幅
方向に間隔を隔てて２つの分割電極１８，１８が形成さ
れる。この実施例の分割電極１８，１８は、それぞれＬ
字形状に形成される。一方、第２の圧電体基板１２ｂの
主面には、２つの分割電極１８，１８と対向するように
して、板状の共通電極２０が形成される。共通電極２０
は、図３に示すようにスルーホール２２を介して、第１
の圧電体基板１２ａの主面に引き出される。さらに、第
１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂ間
には、中間電極２４が形成される。

【００２４】積層された第１の圧電体基板１２ａおよび
第２の圧電体基板１２ｂの、２つの貫通孔１６、１６の
間に挟まれた直方体状の部分がこの実施例の振動子２６
になる。すなわち、この振動子２６は、第１の圧電体基
板１２ａ，第２の圧電体基板１２ｂ，分割電極１８，１
８，共通電極２０，および中間電極２４から形成され
る。また、積層された第１の圧電体基板１２ａおよび第
２の圧電体基板１２ｂの振動子２６になる以外の部分
は、振動子２６の支持基板１４になる。したがって、振
動子２６は、その長手方向の両端部が、この支持基板１
４によって支持される。

【００２５】また、この実施例の振動ジャイロ１０は、
図４に示すように、回路基板３６を含む。回路基板３６
は、支持基板１４の上に載置され、分割電極１８，１８
および引き出された共通電極２０に接続される。この回
路基板３６は、発振回路２８、抵抗３０ａ，３０ｂ，３
２ａ，３２ｂ，３２ｃ、および差動増幅回路３４を含
む。

【００２６】次に、図３を参照しながら、この実施例の
電気的な接続状況を説明する。振動子２６の２つの分割
電極１８，１８には、駆動手段としての発振回路２８の
一方の出力端が、抵抗３０ａおよび３０ｂを介してそれ
ぞれ接続される。

【００２７】さらに、第１の圧電体素子１２ａの主面に
引き出された共通電極２０には、発振回路２８の他方の
出力端が接続される。

【００２８】また、振動子２６の２つの分割電極１８，
１８は、抵抗３２ａおよび３２ｂを介して、検出手段と
しての差動増幅回路３４の非反転入力端および反転入力
端にそれぞれ接続される。さらに、差動増幅回路３４の
出力端および反転入力端間には、抵抗３２ｃが接続され
る。

【００２９】この振動ジャイロ１０では、発振回路２８
から出力されるたとえば正弦波信号などの駆動信号が、
抵抗３０ａおよび３０ｂを介して、振動子２６の２つの
分割電極１８，１８および共通電極２０間に印加され
る。

【００３０】すると、この振動子２６では、第１の圧電
体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂが互いに逆
の厚み方向に分極されているので、第１の圧電体基板１
２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂが互いに逆に伸縮振
動する。この場合、第１の圧電体基板１２ａがその主面
に平行する方向に伸びているときには、第２の圧電体基
板１２ｂはその主面に平行する方向に縮む。逆に、第１
の圧電体基板１２ａがその主面に平行する方向に縮んで
いるときには、第２の圧電体基板１２ｂはその主面に平
行する方向に伸びる。そのため、振動子２６は、支持基
板１４によって支持された長手方向の両端部近傍をノー
ド部分として、その主面に直交する方向に屈曲振動す
る。

【００３１】その状態で、振動ジャイロ１０が振動子２
６の長手方向に延びる中心軸を中心に回転すると、その
回転角速度に応じたコリオリ力が、第１の圧電体基板１
２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂの主面に平行しかつ
振動子２６の中心軸に直交する方向に働く。したがっ
て、振動子２６の屈曲振動の方向が変わる。そのため、
２つの分割電極１８，１８間には、その回転角速度に応
じた信号が発生する。

【００３２】２つの分割電極１８，１８間に発生する信
号は、抵抗３２ａおよび３２ｂを介して、差動増幅回路
３４によって検出される。そして、差動増幅回路３４の
出力信号によって、回転角速度を知ることができる。

【００３３】この振動ジャイロ１０では、第１の圧電体
基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂにより、振動
子２６およびその支持基板１４が同じ厚みで一体に形成
される。また、２つの分割電極１８，１８が第１の圧電
体基板１２ａの主面に形成されるので、発振回路２８や
検出回路３４を含む回路基板３６を面実装することがで
き、従来のようなリード線による結線が不要になる。

【００３４】そのため、この実施例によれば、薄型の振
動ジャイロ１０を得ることができ、たとえばナビゲーシ
ョンシステムや除振システムなどの装置の小型化を図る
ことができる。また、この実施例によれば、リード線が
不要で、かつ薄型の振動ジャイロ１０が得られる。した
がって、振動ジャイロ１０の製造工程が簡略化でき、製
造コストの削減を図ることができる。

【００３５】なお、図５に示すように、中間電極２４を
スルーホール３８を通じて第１の圧電体基板１２ａの主
面に引き出してもよい。その場合には、振動ジャイロ１
０の製造工程において、第１の圧電体基板１２ａと第２
の圧電体基板１２ｂとを積層した後、中間電極２４と分
割電極１８，１８との間に電圧を印加することにより、
それらの間に挟まれた第１の圧電体基板１２ａを任意の
方向に分極させることができる。同様に、中間電極２４
と共通電極２０との間に電圧を印加することにより、そ
れらの間の第２の圧電体基板１２ｂを任意の方向に分極
させることができる。

【００３６】図６はこの発明の他の実施例を示す図解図
である。この振動ジャイロ１０は、矩形の第１の圧電体
基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂを含む。第１
の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂは、
図１の実施例と同様に厚み方向に分極される。

【００３７】第１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電
体基板１２ｂは、積層され接着される。第１の圧電体基
板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂには、２つの細
長い矩形の貫通孔１６、１６が、互いに平行に第１の圧
電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂを厚み方
向に貫通して形成される。図６に示す実施例では、貫通
孔１６，１６の長手方向の一端側が開放されて形成され
る。２つの貫通孔１６、１６の間に挟まれた第１の圧電
体基板１２ａの主面には、その幅方向に間隔を隔てて２
つの分割電極１８，１８が形成される。

【００３８】この実施例の分割電極１８，１８は、図６
に示すように、それぞれＬ字形状に形成される。一方、
第２の圧電体基板１２ｂの主面には、２つの分割電極１
８，１８と対向するようにして、板状の共通電極２０が
形成される。また、第１の圧電体基板１２ａおよび第２
の圧電体基板１２ｂ間には、中間電極２４が形成され
る。なお、共通電極２０および中間電極２４は、図３お
よび図５に示したものと同様にスルーホールを介して、
第１の圧電体基板１２ａの主面に引き出してもよい。

【００３９】積層された第１の圧電体基板１２ａおよび
第２の圧電体基板１２ｂの、２つの貫通孔１６、１６の
間に挟まれた直方体状の部分が、この実施例の振動子２
６になる。すなわち、この振動子２６は、第１の圧電体
基板１２ａ，第２の圧電体基板１２ｂ，分割電極１８，
１８，共通電極２０，および中間電極２４から形成され
る。また、積層された第１の圧電体基板１２ａおよび第
２の圧電体基板１２ｂの振動子２６になる以外の部分
は、振動子２６および回路基板（図示せず）の支持基板
１４になる。図６に示す実施例では、上述のように、貫
通孔１６，１６の長手方向の一端側が開放されて形成さ
れる。したがって、振動子２６は、その長手方向の一端
部が、支持基板１４によって支持される。

【００４０】図６に示す振動ジャイロ１０は、図１に示
す実施例と同様に、発振回路や検出回路を含む回路基板
に接続することができる。そして、この振動ジャイロ１
０には、たとえば正弦波信号などの駆動信号が、振動子
２６の２つの分割電極１８，１８および共通電極２０間
に印加される。すると、この振動子２６では、第１の圧
電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂが互いに
逆に振動する。この場合、第１の圧電体基板１２ａがそ
の主面に平行する方向に伸びているときには、第２の圧
電体基板１２ｂはその主面に平行する方向に縮む。逆
に、第１の圧電体基板１２ａがその主面に平行する方向
に縮んでいるときには、第２の圧電体基板１２ｂはその
主面に平行する方向に伸びる。そのため、振動子２６
は、支持基板１４によって支持された長手方向の一端部
近傍をノード部分として、その主面に直交する方向に屈
曲振動する。

【００４１】この状態で、振動ジャイロ１０が振動子２
６の長手方向に延びる中心軸を中心に回転すると、その
回転角速度に応じたコリオリ力が、第１の圧電体基板１
２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂの主面に平行しかつ
振動子２６の中心軸に直交する方向に働く。したがっ
て、振動子２６の屈曲振動の方向が変わる。そのため、
２つの分割電極１８，１８間には、その回転角速度に応
じた信号が発生する。そして、２つの分割電極１８，１
８間に発生する信号が、差動増幅回路によって検出さ
れ、回転角速度を知ることができる。

【００４２】図６に示す振動ジャイロ１０によっても、
図１に示した振動ジャイロ１０と同様の効果を得ること
ができる。

【００４３】図７はこの発明のさらに他の実施例を示す
図解図であり、図８はその線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおけ
る断面図解図である。この振動ジャイロ１０は、矩形の
第１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂ
を含む。第１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基
板１２ｂは、積層され接着される。また、第１の圧電体
基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂは、図８の矢
印Ｐで示すように、互いに逆の厚み方向に分極される。
なお、第１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板
１２ｂの分極の方向は、互いに対向する方向であっても
よい。また、積層された第１の圧電体基板１２ａおよび
第２の圧電体基板１２ｂは、図１に示す実施例と同様
に、振動子になる以外の部分が支持基板１４になる。

【００４４】第１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電
体基板１２ｂには、細長い矩形の第１の貫通孔１６ａ
が、第１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１
２ｂを厚み方向に貫通して形成される。第１の貫通孔１
６ａは、図７に示すように、支持基板１４の一辺と平行
に形成される。また、第１の貫通孔１６ａの長手方向の
一端側は、開放されて形成される。さらに、第１の貫通
孔１６ａの外側の第１の圧電体基板１２ａの主面には、
その幅方向に間隔を隔てて第１の分割電極１８ａ，１８
ａが形成される。この実施例の第１の分割電極１８ａ，
１８ａは、一方がＩ字形状に形成され、他方がＬ字形状
に形成される。

【００４５】同様に、第２の貫通孔１６ｂは、図７に示
すように、第１の貫通孔１６ａの延びる方向と直交する
方向に延び、かつ支持基板１４の一辺と平行に形成され
る。また、第２の貫通孔１６ｂの長手方向の一端側は、
開放されて形成される。さらに、第２の貫通孔１６ｂの
外側の第１の圧電体基板１２ａの主面には、その幅方向
に間隔を隔てて第２の分割電極１８ｂ，１８ｂが形成さ
れる。この実施例の第２の分割電極１８ｂ，１８ｂは、
一方がＩ字形状に形成され、他方がＬ字形状に形成され
る。

【００４６】さらに、第２の圧電体基板１２ｂの主面に
は、第１の分割電極１８ａ，１８ａおよび第２の分割電
極１８ｂ，１８ｂと対向するようにして、板状の共通電
極２０が形成される。また、第１の圧電体基板１２ａお
よび第２の圧電体基板１２ｂ間には、中間電極２４が形
成される。なお、共通電極２０および中間電極２４は、
図３および図５に示したものと同様に、スルーホールを
介して第１の圧電体基板１２ａの主面に引き出してもよ
い。

【００４７】そして、積層された第１の圧電体基板１２
ａおよび第２の圧電体基板１２ｂの、第１の貫通孔１６
ａの外側の直方体状の部分が、この実施例の第１の振動
子２６ａになる。すなわち、この第１の振動子２６ａ
は、第１の圧電体基板１２ａ、第２の圧電体基板１２
ｂ、第１の分割電極１８ａ，１８ａ、共通電極２０、お
よび中間電極２４から形成される。また、積層された第
１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂ
の、第２の貫通孔１６ｂの外側の直方体状の部分が、こ
の実施例の第２の振動子２６ｂになる。すなわち、この
第２の振動子２６ｂは、第１の圧電体基板１２ａ、第２
の圧電体基板１２ｂ、第２の分割電極１８ｂ，１８ｂ、
共通電極２０、および中間電極２４から形成される。

【００４８】また、図７に示す実施例では、上述のよう
に、第１の貫通孔１６ａおよび第２の貫通孔１６ｂの長
手方向の一端側が、それぞれ開放されて形成される。し
たがって、第１の振動子２６ａおよび第２の振動子２６
ｂは、それぞれの長手方向の一端部が、支持基板１４に
よって支持される。

【００４９】図７に示す振動ジャイロ１０は、第１の振
動子２６ａおよび第２の振動子２６ｂのそれぞれについ
て、図１に示す実施例と同様に回路基板に接続すること
ができる。そして、第１の振動子２６ａおよび第２の振
動子２６ｂのそれぞれについて、たとえば正弦波信号な
どの駆動信号が印加される。すなわち、第１の振動子２
６ａの第１の分割電極１８ａ，１８ａおよび共通電極２
０間に駆動信号を印加すると、第１の振動子２６ａの第
１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂが
互いに逆に振動する。そして、第１の振動子２６ａは、
支持基板１４によって支持された長手方向の一端部近傍
をノード部分として、その主面に直交する方向に屈曲振
動する。

【００５０】同様に、第２の振動子２６ｂの第２の分割
電極１８ｂ，１８ｂおよび共通電極２０間に駆動信号を
印加すると、第２の振動子２６ｂの第１の圧電体基板１
２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂが互いに逆に振動す
る。そして、第２の振動子２６ｂは、支持基板１４によ
って支持された長手方向の一端部近傍をノード部分とし
て、その主面に直交する方向に屈曲振動する。

【００５１】第１の振動子２６ａおよび第２の振動子２
６ｂが、それぞれ屈曲振動している状態で、振動ジャイ
ロ１０が第１の振動子２６ａの長手方向に延びる中心軸
を中心に回転すると、その回転角速度に応じたコリオリ
力が、第１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板
１２ｂの主面に平行しかつ第１の振動子２６ａの中心軸
に直交する方向に働く。したがって、第１の振動子２６
ａの屈曲振動の方向が変わる。そのため、第１の分割電
極１８ａ，１８ａ間には、その回転角速度に応じた信号
が発生する。そして、第１の分割電極１８ａ，１８ａ間
に発生する信号が、差動増幅回路によって検出され、第
１の振動子２６ａの長手方向に延びる中心軸を中心とす
る回転角速度を知ることができる。

【００５２】同時に、振動ジャイロ１０が第２の振動子
２６ｂの長手方向に延びる中心軸を中心に回転すると、
その回転角速度に応じたコリオリ力が、第１の圧電体基
板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂの主面に平行し
かつ第２の振動子２６ｂの中心軸に直交する方向に働
く。したがって、第２の振動子２６ｂの屈曲振動の方向
が変わる。そのため、第２の分割電極１８ｂ，１８ｂ間
には、その回転角速度に応じた信号が発生する。そし
て、第２の分割電極１８ｂ，１８ｂ間に発生する信号
が、差動増幅回路によって検出され、第２の振動子２６
ｂの長手方向に延びる中心軸を中心とする回転角速度を
知ることができる。

【００５３】図７に示す振動ジャイロ１０では、互いに
直交する方向を軸とする２方向の回転角速度を検出する
ことができる。また、この振動ジャイロ１０でも、図１
に示した振動ジャイロ１０と同様の効果を得ることがで
きる。

【００５４】図９はこの発明のさらに別の実施例を示す
図解図である。この振動ジャイロ１０は、矩形の第１の
圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂを含
む。第１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１
２ｂは、図１の実施例と同様に厚み方向に分極される。

【００５５】第１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電
体基板１２ｂは、積層され接着される。第１の圧電体基
板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂには、たとえば
５つの細長い矩形の貫通孔１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１
６ｄおよび１６ｅが、互いに平行に、第１の圧電体基板
１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂを厚み方向に貫通
して形成される。

【００５６】貫通孔１６ａおよび１６ｂの間に挟まれた
第１の圧電体基板１２ａの主面には、その幅方向に間隔
を隔てて第１の分割電極１８ａ，１８ａが形成される。
貫通孔１６ｂおよび１６ｃの間に挟まれた第１の圧電体
基板１２ａの主面には、その幅方向に間隔を隔てて第２
の分割電極１８ｂ，１８ｂが形成される。貫通孔１６ｃ
および１６ｄの間に挟まれた第１の圧電体基板１２ａの
主面には、その幅方向に間隔を隔てて第３の分割電極１
８ｃ，１８ｃが形成される。貫通孔１６ｄおよび１６ｅ
の間に挟まれた第１の圧電体基板１２ａの主面には、そ
の幅方向に間隔を隔てて第４の分割電極１８ｄ，１８ｄ
が形成される。

【００５７】この実施例の第１〜第４の分割電極１８ａ
〜１８ｄは、それぞれＬ字形状に形成される。そして、
一方の第１の分割電極１８ａ，一方の第２の分割電極１
８ｂ，一方の第３の分割電極１８ｃおよび一方の第４の
分割電極１８ｄは、それぞれの一端部において、互いに
接続される。また、他方の第１の分割電極１８ａ，他方
の第２の分割電極１８ｂ，他方の第３の分割電極１８ｃ
および他方の第４の分割電極１８ｄは、それぞれの一端
部において、互いに接続される。

【００５８】さらに、第２の圧電体基板１２ｂの主面に
は、第１〜第４の分割電極１８ａ〜１８ｄと対向するよ
うにして、板状の共通電極２０が形成される。また、第
１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１２ｂ間
には、中間電極２４が形成される。なお、共通電極２０
および中間電極２４は、図３および図５に示したものと
同様に、スルーホールを介して第１の圧電体基板１２ａ
の主面に引き出してもよい。

【００５９】積層された第１の圧電体基板１２ａおよび
第２の圧電体基板１２ｂの、貫通孔１６ａ、１６ｂの間
に挟まれた直方体状の部分は、第１の振動子２６ａにな
る。また、貫通孔１６ｂ、１６ｃの間に挟まれた直方体
状の部分は、第２の振動子２６ｂになる。さらに、貫通
孔１６ｃ、１６ｄの間に挟まれた直方体状の部分は、第
３の振動子２６ｃになる。また、貫通孔１６ｄ、１６ｅ
の間に挟まれた直方体状の部分は、第４の振動子２６ｄ
になる。

【００６０】すなわち、第１の振動子２６ａは、第１の
圧電体基板１２ａ、第２の圧電体基板１２ｂ、第１の分
割電極１８ａ，１８ａ、共通電極２０、および中間電極
２４から形成される。また、第２の振動子２６ｂは、第
１の圧電体基板１２ａ、第２の圧電体基板１２ｂ、第２
の分割電極１８ｂ，１８ｂ、共通電極２０、および中間
電極２４から形成される。さらに、第３の振動子２６ｃ
は、第１の圧電体基板１２ａ、第２の圧電体基板１２
ｂ、第３の分割電極１８ｃ，１８ｃ、共通電極２０、お
よび中間電極２４から形成される。また、第４の振動子
２６ｄは、第１の圧電体基板１２ａ、第２の圧電体基板
１２ｂ、第４の分割電極１８ｄ，１８ｄ、共通電極２
０、および中間電極２４から形成される。そして、図９
に示す振動ジャイロ１０の各分割電極は、上述のように
接続されているので、第１〜第４の振動子２６ａ〜２６
ｄは、互いに並列に接続されることとなる。

【００６１】また、積層された第１の圧電体基板１２ａ
および第２の圧電体基板１２ｂの第１〜第４の振動子２
６ａ〜２６ｄになる以外の部分は、図１に示す実施例と
同様に支持基板１４になる。図９に示す実施例では、第
１〜第４の振動子２６ａ〜２６ｄは、それぞれの長手方
向の両端部が支持基板１４によって支持される。

【００６２】図９に示す振動ジャイロ１０は、図１に示
す実施例と同様に回路基板に接続することができる。そ
して、この振動ジャイロ１０には、たとえば正弦波信号
などの駆動信号が、分割電極１８ａ〜１８ｄおよび共通
電極２０間に印加される。すると、第１〜第４の振動子
２６ａ〜２６ｄにおいて、第１の圧電体基板１２ａおよ
び第２の圧電体基板１２ｂが互いに逆に振動する。この
場合、第１の圧電体基板１２ａがその主面に平行する方
向に伸びているときには、第２の圧電体基板１２ｂはそ
の主面に平行する方向に縮む。逆に、第１の圧電体基板
１２ａがその主面に平行する方向に縮んでいるときに
は、第２の圧電体基板１２ｂはその主面に平行する方向
に伸びる。そのため、第１〜第４の振動子２６ａ〜２６
ｄは、支持基板１４によって支持された長手方向の両端
部近傍をノード部分として、その主面に直交する方向に
屈曲振動する。

【００６３】この状態で振動ジャイロ１０が第１〜第４
の振動子２６ａ〜２６ｄの長手方向に延びる中心軸を中
心に回転すると、その回転角速度に応じたコリオリ力
が、第１の圧電体基板１２ａおよび第２の圧電体基板１
２ｂの主面に平行しかつ第１〜第４の振動子２６ａ〜２
６ｄの中心軸に直交する方向に働く。したがって、振動
子２６の屈曲振動の方向が変わる。そのため、一方の第
１〜第４の分割電極１８ａ〜１８ｄと、他方の第１〜第
４の分割電極１８ａ〜１８ｄとの間には、その回転角速
度に応じた信号が発生する。そして、この信号が、差動
増幅回路によって検出され、回転角速度を知ることがで
きる。

【００６４】図９に示す振動ジャイロ１０によっても、
図１に示した振動ジャイロ１０と同様の効果を得ること
ができる。また、図９に示す振動ジャイロ１０では、複
数の振動子が並列に接続され、その出力信号から回転角
速度を検出するので、感度がよくなる。

【００６５】なお、図９に示す振動ジャイロ１０におい
て、振動子を４つ形成することに限らず、複数本形成し
てもよい。また、図９に示す実施例においては、振動子
の両端を支持することに限らず、一方端を支持するよう
にしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す斜視図解図である。

【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図解図であ
る。

【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図解図で
ある。

【図４】図１に示す実施例に回路基板を搭載した状態を
示す平面図解図である。

【図５】図１に示す実施例の変形例を示す断面図解図で
ある。

【図６】この発明の他の実施例を示す図解図である。

【図７】この発明のさらに他の実施例を示す図解図であ
る。

【図８】図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面図解
図である。

【図９】この発明の別の実施例を示す平面図である。

【図１０】従来の振動ジャイロの一例を示す図解図であ
る。

【図１１】従来の振動ジャイロの他の例を示す図解図で
ある。

【符号の説明】

１０ 振動ジャイロ １２ａ 第１の圧電体基板 １２ｂ 第２の圧電体基板 １４ 支持基板 １６ 貫通孔 １８ 分割電極 ２０ 共通電極 ２２ スルーホール ２４ 中間電極 ２６ 振動子 ２８ 発振回路 ３０ａ，３０ｂ 抵抗 ３２ａ，３２ｂ 抵抗 ３４ 差動増幅回路 ３６ 回路基板 ３８ スルーホール ４０ 振動ジャイロ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−94362（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−333038（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−332988（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−190783（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 19/56 G01P 9/04

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚み方向に分極される第１の圧電体基
   板、 厚み方向に分極され、前記第１の圧電体基板に積層され
   る第２の圧電体基板、 前記第１の圧電体基板の主面に形成される複数の分割電
   極、および前記第２の圧電体基板の主面に形成される共
   通電極を含む振動ジャイロであって、 前記複数の分割電極の形成された部分を振動子とするた
   めの貫通孔が、前記第１の圧電体基板および前記第２の
   圧電体基板を貫通して形成される、振動ジャイロ。
2. 【請求項２】 厚み方向に分極される第１の圧電体基
   板、 厚み方向に分極され、前記第１の圧電体基板に積層され
   る第２の圧電体基板、 前記第１の圧電体基板の主面に形成される第１の分割電
   極、 前記第１の分割電極と直交する方向に延びるように配置
   され、前記第１の圧電体基板の主面に形成される第２の
   分割電極、および前記第２の圧電体基板の主面に形成さ
   れる共通電極を含む振動ジャイロであって、 前記第１の分割電極の形成された部分を振動子とするた
   めの第１の貫通孔が、前記第１の圧電体基板および前記
   第２の圧電体基板を貫通して形成され、 前記第２の分割電極の形成された部分を振動子とするた
   めの第２の貫通孔が、前記第１の圧電体基板および前記
   第２の圧電体基板を貫通して形成される、振動ジャイ
   ロ。
3. 【請求項３】 前記共通電極は、前記第１の圧電体基板
   の主面に引き出される、請求項１または請求項２に記載
   の振動ジャイロ。
4. 【請求項４】 前記複数の分割電極および前記共通電極
   間に駆動信号を印加するための駆動手段、および前記複
   数の分割電極間に発生する信号を検出するための検出手
   段を含む、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の
   振動ジャイロ。
5. 【請求項５】 前記第１の圧電体基板と前記第２の圧電
   体基板との間に形成される中間電極を含む、請求項１な
   いし請求項４のいずれかに記載の振動ジャイロ。
6. 【請求項６】 前記中間電極は、前記第１の圧電体基板
   または前記第２の圧電体基板の主面に引き出される、請
   求項５に記載の振動ジャイロ。