JP3399150B2 - 角速度センサ - Google Patents
角速度センサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカーナビゲーションや車
姿勢制御用などに用いられる角速度センサに関するもの
である。
姿勢制御用などに用いられる角速度センサに関するもの
である。
【０００２】自動車のドアロックの開閉などを遠隔操作
する送信機に関するものである。
する送信機に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】この種、角速度センサとして振動型のも
のは音叉形状をした圧電体に検知電極と駆動電極を設け
ており、前記駆動電極に電源から信号を供給することに
より前記圧電体を振動させ、この振動時において角速度
が加わるとコリオリ力により前記振動方向とは直交する
方向に圧電体が湾曲し、そのときに発生する電荷を検知
電極を介して導出する様に構成していた。
のは音叉形状をした圧電体に検知電極と駆動電極を設け
ており、前記駆動電極に電源から信号を供給することに
より前記圧電体を振動させ、この振動時において角速度
が加わるとコリオリ力により前記振動方向とは直交する
方向に圧電体が湾曲し、そのときに発生する電荷を検知
電極を介して導出する様に構成していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の角速度セン
サでは、前記駆動電極から前記圧電体に供給される信号
の１部が前記駆動電極に対して容量結合してしまった検
知電極に流入してしまい、その結果、検知精度が低下し
てしまうという問題があった。すなわち、誘電体でもあ
る圧電体には上述の如く検知電極と駆動電極が設けられ
ているので両者間を少々離しても容量結合は避けられ
ず、どうしても前記駆動電極からの信号の一部が前記検
知電極側に誘電的に流入してしまうものであった。
サでは、前記駆動電極から前記圧電体に供給される信号
の１部が前記駆動電極に対して容量結合してしまった検
知電極に流入してしまい、その結果、検知精度が低下し
てしまうという問題があった。すなわち、誘電体でもあ
る圧電体には上述の如く検知電極と駆動電極が設けられ
ているので両者間を少々離しても容量結合は避けられ
ず、どうしても前記駆動電極からの信号の一部が前記検
知電極側に誘電的に流入してしまうものであった。
【０００５】本発明の角速度センサは、検知精度を高め
ることを目的とするものである。
ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、音叉形状をした圧電体と、この圧電体の音
叉アームに設けた検知電極および駆動電極と、前記駆動
電極に接続され、この駆動電極に駆動信号を供給する第
１の電源とを備え、前記音叉形状圧電体の開口部下方の
面には、前記検知電極に、前記第１の電源から駆動電極
に供給される信号とは位相がほぼ１８０度異なる信号を
供給するキャンセル電極を設けたものである。
に本発明は、音叉形状をした圧電体と、この圧電体の音
叉アームに設けた検知電極および駆動電極と、前記駆動
電極に接続され、この駆動電極に駆動信号を供給する第
１の電源とを備え、前記音叉形状圧電体の開口部下方の
面には、前記検知電極に、前記第１の電源から駆動電極
に供給される信号とは位相がほぼ１８０度異なる信号を
供給するキャンセル電極を設けたものである。
【０００７】
【作用】以上の構成とすると、前記第１の電源から前記
駆動電極に供給される信号に対して前記キャンセル電極
から検知電極に供給される信号がほぼ１８０度位相が異
なるので、前記駆動電極から前記検知電極に誘電的に流
入しようとする信号は前記キャンセル電極から前記検知
電極に誘電的に流入しようとする信号によってキャンセ
ルされることとなり、この結果、前記検知電極はこれら
第１の電源による信号の影響を受けず、角速度に基づく
信号を正しく導出することとなり、その検知精度は極め
て高くなるのである。またキャンセル電極を音叉形状ア
ームの開口部下方に設けることにより、音叉アームの検
知電極と駆動電極を大きくすることができる。
駆動電極に供給される信号に対して前記キャンセル電極
から検知電極に供給される信号がほぼ１８０度位相が異
なるので、前記駆動電極から前記検知電極に誘電的に流
入しようとする信号は前記キャンセル電極から前記検知
電極に誘電的に流入しようとする信号によってキャンセ
ルされることとなり、この結果、前記検知電極はこれら
第１の電源による信号の影響を受けず、角速度に基づく
信号を正しく導出することとなり、その検知精度は極め
て高くなるのである。またキャンセル電極を音叉形状ア
ームの開口部下方に設けることにより、音叉アームの検
知電極と駆動電極を大きくすることができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明の一実施例を説明するが、先ず図
４〜図７を用いて、その前程例を説明する。
４〜図７を用いて、その前程例を説明する。
【０００９】（前程例）
図４、図５において、１はステンレスよりなる底板で、
この底板１上には金属角筒状のケース２が装着され、こ
れによりケース２内は密封空間となっている。この密封
空間内には音叉型をした圧電体３が設けられ、この圧電
体３の下端面はピン４により基台５を介して底板１上に
支持されている。前記圧電体３は図１〜図３に示す如く
左右に音叉アーム３ａ，３ｂを有しており、それぞれの
立壁面には各々３つの電極を有している。
この底板１上には金属角筒状のケース２が装着され、こ
れによりケース２内は密封空間となっている。この密封
空間内には音叉型をした圧電体３が設けられ、この圧電
体３の下端面はピン４により基台５を介して底板１上に
支持されている。前記圧電体３は図１〜図３に示す如く
左右に音叉アーム３ａ，３ｂを有しており、それぞれの
立壁面には各々３つの電極を有している。
【００１０】このうち音叉アーム３ａの正面には駆動電
極６を中心として左右に検知電極７，８が設けられ、ま
た、背面には駆動電極９を中心として左右に検知電極１
０，１１が設けられ、さらに左側面には駆動電極１２を
中心に前後に検知電極７，１０が設けられ、さらにまた
右側面には駆動電極１３を中心に前後に検知電極８，１
１が設けられている。
極６を中心として左右に検知電極７，８が設けられ、ま
た、背面には駆動電極９を中心として左右に検知電極１
０，１１が設けられ、さらに左側面には駆動電極１２を
中心に前後に検知電極７，１０が設けられ、さらにまた
右側面には駆動電極１３を中心に前後に検知電極８，１
１が設けられている。
【００１１】そして前記駆動電極１２，１３には図３に
示す如く端子１４を介して８ｋＨｚの正弦波信号が供給
されるようになっている。また前記駆動電極６，９には
端子１５を介して同じく８ｋＨｚの正弦波信号が加えら
れるようになっているが、前記駆動電極１２，１３に供
給されるものとは位相が１８０度異なる。また、対角線
上の検知電極７，１１は端子１６に、検知電極８，１０
は端子１９に接続され、角速度信号はこれらの端子１
６，１９を通して導出されるようになっている。
示す如く端子１４を介して８ｋＨｚの正弦波信号が供給
されるようになっている。また前記駆動電極６，９には
端子１５を介して同じく８ｋＨｚの正弦波信号が加えら
れるようになっているが、前記駆動電極１２，１３に供
給されるものとは位相が１８０度異なる。また、対角線
上の検知電極７，１１は端子１６に、検知電極８，１０
は端子１９に接続され、角速度信号はこれらの端子１
６，１９を通して導出されるようになっている。
【００１２】一方、音叉アーム３ｂ側も同様な電極配置
となっており、音叉アーム３ａ側と同一図番を付してい
るが、この音叉アーム３ｂは駆動振幅のモニタ側となっ
ているので、電極１２，１３，６，９は接続される端子
が音叉アーム３ａとは異なる。すなわち音叉アーム３ｂ
の電極１２，１３はモニタ用の端子１７に接続され、電
極６，９はモニタ用の端子１８に接続される。
となっており、音叉アーム３ａ側と同一図番を付してい
るが、この音叉アーム３ｂは駆動振幅のモニタ側となっ
ているので、電極１２，１３，６，９は接続される端子
が音叉アーム３ａとは異なる。すなわち音叉アーム３ｂ
の電極１２，１３はモニタ用の端子１７に接続され、電
極６，９はモニタ用の端子１８に接続される。
【００１３】また、前記端子１８には電流検出器２０が
接続され、さらにこの電流検出器２０にはＡＧＣ調整器
２１を介して端子１４が接続されている。また、前記端
子１９には電荷検出器２２、同期検波器２３、積分器２
４を介して出力端子２５が接続されている。また、前記
電流検出器２０はＡＧＣ比較器２６を介してＡＧＣ調整
器２１に接続されている。さらにこのＡＧＣ調整器２１
の出力側には抵抗２７、オペアンプ２８のマイナス端子
およびその出力を介して端子１５が接続されている。こ
のオペアンプ２８のマイナス端子と出力端子間には可変
抵抗２９が並列接続されている。
接続され、さらにこの電流検出器２０にはＡＧＣ調整器
２１を介して端子１４が接続されている。また、前記端
子１９には電荷検出器２２、同期検波器２３、積分器２
４を介して出力端子２５が接続されている。また、前記
電流検出器２０はＡＧＣ比較器２６を介してＡＧＣ調整
器２１に接続されている。さらにこのＡＧＣ調整器２１
の出力側には抵抗２７、オペアンプ２８のマイナス端子
およびその出力を介して端子１５が接続されている。こ
のオペアンプ２８のマイナス端子と出力端子間には可変
抵抗２９が並列接続されている。
【００１４】上記構成において、前記端子１４から前記
駆動電極１２，１３に正弦波の８ｋＨｚの駆動信号が印
加され、そのとき同時に前記端子１５からは前記オペア
ンプ２８で反転された１８０度位相が異なる駆動信号が
印加される。その状態を図２においては前記駆動電極１
２，１３はＤ＋、前記駆動電極６，９はＤ−（マイナ
ス）として表している。前記音叉アーム３ａは駆動信号
が印加されると、この音叉アーム３ａ自体が８ｋＨｚの
自励共振点をもつものであるので、図２において左右に
振動することになる。すなわち、図２の如く前記音叉ア
ーム３ａの各駆動電極１２，１３，６，９にＤ＋，Ｄ−
が印加されると、図６の如くＤ＋側からＤ−側への矢印
のような電気力線が形成され、これに呼応して前記音叉
アーム３ａは前記駆動電極１３側が縮み（図中、「ち」
と表現）、前記駆動電極１２側が伸び（図中、「の」と
表現）、つまり外方に向けて湾曲することになる。図６
と図７はそれぞれ駆動用電極、検出用電極のみをわかり
やすく示したものであり、実際は両方の電極が音叉アー
ム３ａ，３ｂ上に配置されている。
駆動電極１２，１３に正弦波の８ｋＨｚの駆動信号が印
加され、そのとき同時に前記端子１５からは前記オペア
ンプ２８で反転された１８０度位相が異なる駆動信号が
印加される。その状態を図２においては前記駆動電極１
２，１３はＤ＋、前記駆動電極６，９はＤ−（マイナ
ス）として表している。前記音叉アーム３ａは駆動信号
が印加されると、この音叉アーム３ａ自体が８ｋＨｚの
自励共振点をもつものであるので、図２において左右に
振動することになる。すなわち、図２の如く前記音叉ア
ーム３ａの各駆動電極１２，１３，６，９にＤ＋，Ｄ−
が印加されると、図６の如くＤ＋側からＤ−側への矢印
のような電気力線が形成され、これに呼応して前記音叉
アーム３ａは前記駆動電極１３側が縮み（図中、「ち」
と表現）、前記駆動電極１２側が伸び（図中、「の」と
表現）、つまり外方に向けて湾曲することになる。図６
と図７はそれぞれ駆動用電極、検出用電極のみをわかり
やすく示したものであり、実際は両方の電極が音叉アー
ム３ａ，３ｂ上に配置されている。
【００１５】この点をさらに詳述すると、音叉は軸方向
（図１の上下方向）の歪または応力と幅方向（図１の左
右方向）の電束密度または電界が極性を伴って相互変換
されるように形成されているので、図６の如く前記音叉
アーム３ａにおいては前記駆動電極１３から前記駆動電
極６，９に向けて電気力線が発生されると、この部分に
おいて軸方向の縮み現象（電界→歪変換）が起き、また
前記駆動電極１２から前記駆動電極６，９に向けて上記
と反対側の電気力線が発生されると、この部分において
軸方向の伸び現象（電界→歪変換）が起き、この結果と
して前記音叉アーム３ａは外方に向けて湾曲することに
なるのである。
（図１の上下方向）の歪または応力と幅方向（図１の左
右方向）の電束密度または電界が極性を伴って相互変換
されるように形成されているので、図６の如く前記音叉
アーム３ａにおいては前記駆動電極１３から前記駆動電
極６，９に向けて電気力線が発生されると、この部分に
おいて軸方向の縮み現象（電界→歪変換）が起き、また
前記駆動電極１２から前記駆動電極６，９に向けて上記
と反対側の電気力線が発生されると、この部分において
軸方向の伸び現象（電界→歪変換）が起き、この結果と
して前記音叉アーム３ａは外方に向けて湾曲することに
なるのである。
【００１６】これに伴う音叉共振現象による前記音叉ア
ーム３ｂでの軸方向の伸び、縮み部分において前記音叉
アーム３ａとは逆に幅方向の変位電流現象（歪→電束密
度変換）が起き、前記電極６，９，１２，１３から電流
信号がピックアップされ、前記端子１７を基準に端子１
８、電流検出器２０、ＡＧＣ調整器２１の自励発振ルー
プを介して正帰還がかかり、共振現象が誘起増幅され
る。
ーム３ｂでの軸方向の伸び、縮み部分において前記音叉
アーム３ａとは逆に幅方向の変位電流現象（歪→電束密
度変換）が起き、前記電極６，９，１２，１３から電流
信号がピックアップされ、前記端子１７を基準に端子１
８、電流検出器２０、ＡＧＣ調整器２１の自励発振ルー
プを介して正帰還がかかり、共振現象が誘起増幅され
る。
【００１７】前記ＡＧＣ比較器２６は前記電流検出器２
０の出力を一定に保つべく前記ＡＧＣ調整器２１に負帰
還をかけている。この様にして音叉アーム３ａ，３ｂは
一定の振幅で規則正しく振動をすることになる。
０の出力を一定に保つべく前記ＡＧＣ調整器２１に負帰
還をかけている。この様にして音叉アーム３ａ，３ｂは
一定の振幅で規則正しく振動をすることになる。
【００１８】この様に前記音叉アーム３ａ，３ｂが規則
正しく振動している状況において、角速度が加わると、
コリオリ力により音叉アーム３ａ，３ｂはその音叉振動
方向とは直交する方向で互いに逆方向に振動する。そし
て、その角速度信号は図７に示す前記音叉アーム３ａ，
３ｂの検知電極８，１０，７，１１から導出され、前記
端子１６を基準に端子１９、電荷検出器２２、同期検波
器２３、積分器２４を介して出力端子２５から出力され
る。
正しく振動している状況において、角速度が加わると、
コリオリ力により音叉アーム３ａ，３ｂはその音叉振動
方向とは直交する方向で互いに逆方向に振動する。そし
て、その角速度信号は図７に示す前記音叉アーム３ａ，
３ｂの検知電極８，１０，７，１１から導出され、前記
端子１６を基準に端子１９、電荷検出器２２、同期検波
器２３、積分器２４を介して出力端子２５から出力され
る。
【００１９】この角速度信号の誘起について詳しく説明
すると、この図７に示す如く前記音叉アーム３ａが下
方、前記音叉アーム３ｂが上方に振動した状態では前記
音叉アーム３ａの図７における上辺側が伸び、下辺側が
縮み、また逆に前記音叉アーム３ｂの上辺側が縮み、下
辺側が伸びている。このとき、前記検知電極１０から１
１、８から７への変位電流現象（歪→電束密度変換）が
起きる。したがって、矢印の起点の電極８，１０を端子
１９に、矢印の終点の電極７，１１を端子１６に接続し
て回路を構成し、前記端子１６を基準に前記端子１９か
ら電流に変換された角速度信号を電荷検出器２２によっ
て積分し、電荷信号として取り出すのである。
すると、この図７に示す如く前記音叉アーム３ａが下
方、前記音叉アーム３ｂが上方に振動した状態では前記
音叉アーム３ａの図７における上辺側が伸び、下辺側が
縮み、また逆に前記音叉アーム３ｂの上辺側が縮み、下
辺側が伸びている。このとき、前記検知電極１０から１
１、８から７への変位電流現象（歪→電束密度変換）が
起きる。したがって、矢印の起点の電極８，１０を端子
１９に、矢印の終点の電極７，１１を端子１６に接続し
て回路を構成し、前記端子１６を基準に前記端子１９か
ら電流に変換された角速度信号を電荷検出器２２によっ
て積分し、電荷信号として取り出すのである。
【００２０】さて、本前程例においては、上述の如く前
記音叉アーム３ａ，３ｂの検知電極７，１１を基準に前
記検知電極８，１０から角速度信号を取り出すのである
が、この音叉アーム３ａには前記駆動電極６，９，１
２，１３から駆動信号が印加されており、電極間の容量
結合によりこの駆動信号の一部が前記検知電極８，１０
に侵入し、仮に前記駆動電極が逆極性に構成されていな
ければ、この結果として角速度信号の精度が低下してし
まう恐れがある。ただし、前記音叉アーム３ｂの駆動電
極６，９は端子１７，１８を介してアース電位としてい
るので、前記検知電極７，１１への容量結合は生じな
い。このことは音叉アームが圧電体であるような本前程
例では、圧電体は誘電体でもあるので容量結合が大き
く、この精度低下は特に顕著となる。
記音叉アーム３ａ，３ｂの検知電極７，１１を基準に前
記検知電極８，１０から角速度信号を取り出すのである
が、この音叉アーム３ａには前記駆動電極６，９，１
２，１３から駆動信号が印加されており、電極間の容量
結合によりこの駆動信号の一部が前記検知電極８，１０
に侵入し、仮に前記駆動電極が逆極性に構成されていな
ければ、この結果として角速度信号の精度が低下してし
まう恐れがある。ただし、前記音叉アーム３ｂの駆動電
極６，９は端子１７，１８を介してアース電位としてい
るので、前記検知電極７，１１への容量結合は生じな
い。このことは音叉アームが圧電体であるような本前程
例では、圧電体は誘電体でもあるので容量結合が大き
く、この精度低下は特に顕著となる。
【００２１】しかしながら、本前程例においては前記検
知電極８，１０と誘電体（圧電材料）を介して両側に近
接された前記駆動電極６，９と１２，１３には位相が１
８０度異なる互いに逆極性の駆動信号が印加され、その
結果、互いに打ち消し現象（キャンセル現象）が起き、
これにより検知信号の精度低下は起きなくなるのであ
る。尚、駆動信号の逆相印加はオペアンプ２８を用いる
が、上記キャンセル現象をより精度の高いものとするた
めに可変抵抗２９により調整が行われる。
知電極８，１０と誘電体（圧電材料）を介して両側に近
接された前記駆動電極６，９と１２，１３には位相が１
８０度異なる互いに逆極性の駆動信号が印加され、その
結果、互いに打ち消し現象（キャンセル現象）が起き、
これにより検知信号の精度低下は起きなくなるのであ
る。尚、駆動信号の逆相印加はオペアンプ２８を用いる
が、上記キャンセル現象をより精度の高いものとするた
めに可変抵抗２９により調整が行われる。
【００２２】可変抵抗２９による調整を行なわずにプラ
ス側の駆動電極又はマイナス側の駆動電極の検知電極に
対する位置をキャンセル現象を最適化する様に設計した
り、さらにこれらの電極をレーザ等でトリミングするこ
とにより、調整することも出来る。
ス側の駆動電極又はマイナス側の駆動電極の検知電極に
対する位置をキャンセル現象を最適化する様に設計した
り、さらにこれらの電極をレーザ等でトリミングするこ
とにより、調整することも出来る。
【００２３】（実施例１）
図８〜図１０は本発明の一実施例を示す。この実施例に
おいては音叉の開口部下方の側面にそれ専用のキャンセ
ル電極３０を設け、このキャンセル電極３０に図１０に
示す如くオペアンプ２８の出力である反転された駆動信
号をキャンセル信号として印加するものである。
おいては音叉の開口部下方の側面にそれ専用のキャンセ
ル電極３０を設け、このキャンセル電極３０に図１０に
示す如くオペアンプ２８の出力である反転された駆動信
号をキャンセル信号として印加するものである。
【００２４】つまり、図１０に示す如くこの実施例にお
ける音叉アーム３ｂは上記前程例とは異なり、その駆動
電極６，９に駆動信号が供給され、上記前程例と同じく
駆動信号が駆動電極１２，１３に供給される音叉アーム
３ａと共に自励共振駆動力を発生させる。また、音叉ア
ーム３ａの駆動電極６，９、音叉アーム３ｂの駆動電極
１２，１３はアース電位としているので、上記前程例の
ような自らのキャンセル現象を生じさせることが出来な
い。
ける音叉アーム３ｂは上記前程例とは異なり、その駆動
電極６，９に駆動信号が供給され、上記前程例と同じく
駆動信号が駆動電極１２，１３に供給される音叉アーム
３ａと共に自励共振駆動力を発生させる。また、音叉ア
ーム３ａの駆動電極６，９、音叉アーム３ｂの駆動電極
１２，１３はアース電位としているので、上記前程例の
ような自らのキャンセル現象を生じさせることが出来な
い。
【００２５】そこで本実施例ではキャンセル電極３０を
別途設け、ここから供給する駆動信号に対して１８０度
位相が反転されたキャンセル信号により駆動信号の侵入
による検知信号の精度低下を防止しているのである。
別途設け、ここから供給する駆動信号に対して１８０度
位相が反転されたキャンセル信号により駆動信号の侵入
による検知信号の精度低下を防止しているのである。
【００２６】なお、この実施例においてキャンセル電極
３０を開口部３１の下方の側面に設けたこと、および、
その幅を開口部３１の幅よりも小さくしたのは振動する
音叉アーム３ａ，３ｂの電極を少しでも大きくするため
と、このキャンセル電極３０による電界で音叉アーム３
ａ，３ｂに不用意な振動を誘起させないためである。つ
まりここは振動の支点だからである。
３０を開口部３１の下方の側面に設けたこと、および、
その幅を開口部３１の幅よりも小さくしたのは振動する
音叉アーム３ａ，３ｂの電極を少しでも大きくするため
と、このキャンセル電極３０による電界で音叉アーム３
ａ，３ｂに不用意な振動を誘起させないためである。つ
まりここは振動の支点だからである。
【００２７】（実施例２）
図１１は本発明の他の実施例を示し、キャンセル電極３
０を圧電体３の最下辺の近傍に水平方向に設けると共に
左右の検知電極７の下辺部分を接続してキャンセル電極
３０と水平に対向させたものである。
０を圧電体３の最下辺の近傍に水平方向に設けると共に
左右の検知電極７の下辺部分を接続してキャンセル電極
３０と水平に対向させたものである。
【００２８】この様にすれば、キャンセル電極３０から
検知電極７に向かう電界は圧電体３の音叉アーム３ａ，
３ｂよりも下方でしかも軸方向に向かうことになる。こ
れは圧電体として水晶を利用した場合に最適であり、こ
の電界は機械軸方向を向くので機械駆動力を発生しな
い。したがって、音叉駆動の外乱とならない。
検知電極７に向かう電界は圧電体３の音叉アーム３ａ，
３ｂよりも下方でしかも軸方向に向かうことになる。こ
れは圧電体として水晶を利用した場合に最適であり、こ
の電界は機械軸方向を向くので機械駆動力を発生しな
い。したがって、音叉駆動の外乱とならない。
【００２９】なお、キャンセル電極３０の上辺はそのま
まで両側辺を下方に向かって広げるように傾斜させるこ
とにより駆動電極６、検知電極８に向かう両サイドの電
界ベクトルの方向を軸方向に向けるようにしてもよく、
また逆に上辺はそのままで下方に向かって両側辺を狭め
る様にして駆動電極６、検知電極８に向かう両サイドの
電界成分を大幅に減少させるようにしても良い。
まで両側辺を下方に向かって広げるように傾斜させるこ
とにより駆動電極６、検知電極８に向かう両サイドの電
界ベクトルの方向を軸方向に向けるようにしてもよく、
また逆に上辺はそのままで下方に向かって両側辺を狭め
る様にして駆動電極６、検知電極８に向かう両サイドの
電界成分を大幅に減少させるようにしても良い。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明は、音叉形状をした
圧電体と、この圧電体の音叉アームに設けた検知電極お
よび駆動電極と、前記駆動電極に接続され、この駆動電
極に駆動信号を供給する第１の電源とを備え、前記音叉
形状圧電体の開口部下方の面には、前記検知電極に、前
記第１の電源から駆動電極に供給される信号とは位相が
ほぼ１８０度異なる信号を供給するキャンセル電極を設
けたものである。
圧電体と、この圧電体の音叉アームに設けた検知電極お
よび駆動電極と、前記駆動電極に接続され、この駆動電
極に駆動信号を供給する第１の電源とを備え、前記音叉
形状圧電体の開口部下方の面には、前記検知電極に、前
記第１の電源から駆動電極に供給される信号とは位相が
ほぼ１８０度異なる信号を供給するキャンセル電極を設
けたものである。
【００３１】以上の構成とすると、前記第１の電源から
前記駆動電極に供給される信号に対して前記キャンセル
電極から検知電極に供給される信号がほぼ１８０度位相
が異なるので、前記駆動電極から前記検知電極に誘電的
に流入しようとする信号は前記キャンセル電極から前記
検知電極に誘電的に流入しようとする信号によってキャ
ンセルされることとなり、この結果、前記検知電極はこ
れら第１の電源による信号の影響を受けず、角速度に基
づく信号を正しく導出することとなり、その検知精度は
極めて高くなるのである。またキャンセル電極を音叉形
状アームの開口部下方に設けることにより、音叉アーム
の検知電極と駆動電極を大きくすることができる。
前記駆動電極に供給される信号に対して前記キャンセル
電極から検知電極に供給される信号がほぼ１８０度位相
が異なるので、前記駆動電極から前記検知電極に誘電的
に流入しようとする信号は前記キャンセル電極から前記
検知電極に誘電的に流入しようとする信号によってキャ
ンセルされることとなり、この結果、前記検知電極はこ
れら第１の電源による信号の影響を受けず、角速度に基
づく信号を正しく導出することとなり、その検知精度は
極めて高くなるのである。またキャンセル電極を音叉形
状アームの開口部下方に設けることにより、音叉アーム
の検知電極と駆動電極を大きくすることができる。
【図１】本発明の前程例の角速度センサの正面図
【図２】同角速度センサの上面図
【図３】同角速度センサの電気回路図
【図４】同角速度センサの全体を示す正面断面図
【図５】同角速度センサの全体を示す側面断面図
【図６】同角速度センサの動作原理を示す図
【図７】同角速度センサの動作原理を示す図
【図８】本発明の一実施例の角速度センサの正面図
【図９】同角速度センサの上面図
【図１０】同角速度センサの電気回路図
【図１１】本発明の他の実施例の角速度センサの正面図
３ 圧電体
３ａ 音叉アーム
３ｂ 音叉アーム
６ 駆動電極（キャンセル電極）
７ 検知電極
８ 検知電極
３０ キャンセル電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−152328（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−120415（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−99677（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−174570（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−178666（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−77712（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−140016（ＪＰ，Ａ)
米国特許4068461（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01C 19/56
G01P 9/04
Claims (4)
- 【請求項１】 音叉形状をした圧電体と、この圧電体の
音叉アームに設けた検知電極および駆動電極と、前記駆
動電極に接続され、この駆動電極に駆動信号を供給する
第１の電源とを備え、前記音叉形状圧電体の開口部下方
の面には、前記検知電極に、前記駆動信号に対して１８
０度位相が反転されたキャンセル信号を供給するキャン
セル電極を設けた角速度センサ。 - 【請求項２】 キャンセル電極は音叉形状圧電体の開口
部の幅よりも小さくした請求項１に記載の角速度セン
サ。 - 【請求項３】 キャンセル電極は音叉形状圧電体の下方
において水平方向に配置した請求項１に記載の角速度セ
ンサ。 - 【請求項４】 水平方向に配置されたキャンセル電極の
両側辺を傾斜させた請求項３に記載の角速度センサ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10549895A JP3399150B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 角速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10549895A JP3399150B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 角速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304075A JPH08304075A (ja) | 1996-11-22 |
| JP3399150B2 true JP3399150B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=14409274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10549895A Expired - Fee Related JP3399150B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 角速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3399150B2 (ja) |
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| JP2001208546A (ja) * | 1999-11-16 | 2001-08-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ |
| JP4449128B2 (ja) * | 1999-12-14 | 2010-04-14 | パナソニック株式会社 | 角速度センサ |
| CA2389316C (en) | 2000-08-30 | 2005-10-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor |
| JP2002267450A (ja) * | 2001-03-09 | 2002-09-18 | Denso Corp | 角速度センサ |
| JP2006284437A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Nec Tokin Corp | 音叉形圧電振動ジャイロ |
| JP2008157748A (ja) | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Fujitsu Media Device Kk | 角速度センサ |
| JP5982896B2 (ja) * | 2012-03-13 | 2016-08-31 | セイコーエプソン株式会社 | センサー素子、センサーデバイスおよび電子機器 |
| US20170059393A1 (en) | 2015-08-26 | 2017-03-02 | Seiko Epson Corporation | Physical Quantity Detection Device, Manufacturing Method For Physical Quantity Detection Device, Electronic Apparatus, And Moving Object |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP10549895A patent/JP3399150B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08304075A (ja) | 1996-11-22 |
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