JP4070365B2

JP4070365B2 - 振動型ジャイロスコープ

Info

Publication number: JP4070365B2
Application number: JP21705899A
Authority: JP
Inventors: 菊池　　尊行; 庄作郷治; 昭二横井
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2019-07-30
Also published as: JP2001041749A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動型ジャイロスコープに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、自動車の車体回転速度フィードバック式の車両制御方法に用いる回転速度センサーに、振動型ジャイロスコープを使用することが検討されている。こうしたシステムにおいては、操舵輪の方向自身は、ハンドルの回転角度によって検出する。これと同時に、実際に車体が回転している回転速度を振動ジャイロスコープによって検出する。そして、操舵輪の方向と実際の車体の回転速度を比較して差を求め、この差に基づいて車輪トルク、操舵角に補正を加えることによって、安定した車体制御を実現する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうした振動型ジャイロスコープにおいては、回転軸に対して垂直な方向へと向かって延びるように、振動子を配置することが望ましい。こうした振動型ジャイロスコープを提供するために、本出願人は、特願平１０−３０６４３４号明細書において、基部と、基部の周縁から径方向に突出する複数の駆動振動系と、基部の周縁から径方向に突出する複数の検出振動系とを備える平面型振動子を開示した。
【０００４】
しかし、本発明者がこの振動子を製作し、振動子の主面に所定の配線パターンを形成し、更に検波回路を設けて回転角速度の検出を行ってみると、特に矩形波の駆動電圧信号を使用して振動子を駆動したときなどに、次の問題が生ずることがあった。即ち、振動子に二つの検出振動系を設け、各検出振動系からの検出信号をそれぞれ検出し、二つの検出信号の差をとり、検波前の検出信号を得た（図５の下側のグラフに示す）。この検出信号には、矩形波の立ち上がり時の雑音パルス（図５の上側のグラフの参照信号に現れている）に応答してノイズピークが現れている。ノイズの大きさは、ノイズピークの面積に比例する。そして、検波後のノイズ信号のノイズレベルは、例えば３．２ｍＶとなった。出力を２０ｍＶ／（°／ｓｅｃ）に合わせたときに、これは、０．１６°／ｓｅｃの回転角速度に相当する。
【０００５】
本発明の課題は、振動型ジャイロスコープが、所定面内に延びる振動子を備えており、振動子が、この振動子の重心が位置する基部、この基部の周縁部から突出する複数の駆動振動系および前記基部の周縁部から突出する少なくとも一つの検出振動系を備えており、更に振動型ジャイロスコープが、各駆動振動系にそれぞれ形成されている各駆動電極、基部の主面上の配線パターンおよび電力供給パッドを備えている場合に、交流電圧信号の立ち上がり時の雑音に応答して検波前の検出信号に生ずるノイズピークを抑制することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定面内の回転角速度を測定するための振動型ジャイロスコープであって、この振動型ジャイロスコープが所定面内に延びる振動子を備えており、この振動子が、この振動子の重心が位置する基部、この基部の周縁部から突出する複数の駆動振動系および前記基部の周縁部から突出する二つの検出振動系を備えており、各駆動振動系を構成する二つの駆動振動片が同位相で共振し、各検出振動系からの検出信号の差をとって検出信号を得る構成であり、前記振動型ジャイロスコープが、前記各駆動振動系にそれぞれ形成されている各駆動電極、前記基部の少なくとも一方の主面上に、前記各駆動電極に対応してそれぞれ形成されている配線パターンおよび各配線パターンに接続されている電力供給パッドを備えており、前記各配線パターンおよび前記各電力供給パッドが互いに接続されておらず、前記各配線パターンに対して独立して電力が供給されており、前記基部内において、前記各配線パターンおよび前記各電力供給パッドが、さらに、各検出振動系の各検出電極に対応してそれぞれ形成された配線パターンおよび各配線パターンに接続されている各パッドが、前記重心を中心として略回転対称の位置に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明者は、前記した、交流電圧信号、特に著しくは矩形波信号電圧の立ち上がり時の雑音に応答して、検波前の検出信号に現れるノイズピークを検討しているうちに、このノイズピークが、二つの検出振動系のうち、特に駆動電極からの配線パターンに近い方の検出振動系上の検出電極からの検出信号において特に大きいことを見いだした。この理由は明確ではないが、何らかの空間的な電気−機械的結合が生じているものと思われる。
【０００８】
本発明者は、この知見を出発点とし、各駆動電極に対応して、別個に、各配線パターンおよび各電力供給パッドをそれぞれ設け、各配線パターンおよび各電力供給パッドを互いに接続せず、各配線パターンに対して独立して電力を供給することを想到した。この結果、信号電圧波の立ち上がり時の雑音に応答して検波前の検出信号に生ずるノイズピークが、著しく抑制され、例えば１０分の１程度に減少することを見いだした。
【０００９】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について述べる。
【００１０】
本発明の好適な実施形態においては、基部内において、各配線パターンおよび各電力供給パッドが、振動子の重心を中心として反対側に設けられている。これによって、検出振動系への電気機械的影響を一層低減できる。
【００１１】
更に好ましくは、基部内において、各配線パターンおよび各電力供給パッドが、振動子の重心を中心として略回転対称（略中心対称）の位置に設けられている。これは、一つの配線パターンおよび一つの電力供給パッドを、振動子の重心を中心として所定角度回転させると、他の配線パターンおよび電力供給パッドの位置に位置することを意味している。
【００１２】
この実施形態において特に好ましくは、振動子が二つの駆動振動系、各駆動振動系にそれぞれ対応する二つの配線パターンおよび各駆動振動系に対応する二つの電力供給パッドを備えており、各配線パターンおよび各電力供給パッドが、振動子の重心を中心として略点対称の位置に設けられている。
【００１３】
本発明の特に好適な実施形態においては、各駆動振動系が、それぞれ、基部から延びる細長い支持部と、この支持部から支持部に対して交差する方向に延びる少なくとも一片の駆動振動片とを備えており、駆動振動片がその支持部への付け根を中心として所定面内で屈曲振動し、振動子が所定面内で回転したときに支持部がその基部への付け根を中心として所定面内で屈曲振動する。こうした形態の振動子を使用した場合には、本発明の作用効果が著しく増幅される。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る振動型ジャイロスコープ１を、振動子２の一方の主面２ａ側から見た概略平面図であり、図２は、ジャイロスコープ１を、振動子２の他方の主面２ｂ側から見た概略平面図である。
【００１５】
振動子２は、基部９、一対の駆動振動系３Ａ、３Ｂおよび一対の検出振動系４Ａ、４Ｂを備えている。本例の基部９は、振動子の重心ＧＯ（振動子が振動していないときの重心）を中心として四回対称の略正方形をなしており、各駆動振動系３Ａ、３Ｂ、各検出振動系４Ａ、４Ｂは、それぞれ、基部９の周縁部９ａの各辺から突出している。なお、本例では、基部９の中央部分に支持孔１０が形成されており、支持孔１０の中に重心ＧＯが位置している。
【００１６】
各駆動振動系３Ａ、３Ｂは、それぞれ、基部９の周縁部９ａから径方向に突出する細長い支持部６Ａ、６Ｂと、支持部６Ａ、６Ｂの長手方向に直交する方向に向かって延びる各一対の駆動振動片５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄとを備えている。８は、各駆動振動片と各支持部との連結部分である。６ａは支持部の付け根であり、６ｂは支持部の先端部分である。
【００１７】
各検出振動系４Ａ、４Ｂは、それぞれ、基部９の周縁部９ａから径方向に突出して延びる細長い検出振動片７Ａ、７Ｂからなっている。
【００１８】
駆動振動片５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄの一方の主面２ａ上には、図１に示すように、駆動電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄが形成されており、各駆動振動片の他方の主面２ｂ上には、図２に示すように、駆動電極１１Ｅ、１１Ｆ、１１Ｇ、１１Ｈが形成されている。駆動振動片５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄの各側面上には、駆動電極１１Ｊ、１１Ｋ、１１Ｌ、１１Ｍ、１１Ｎ、１１Ｐ、１１Ｑ、１１Ｒが形成されている。本例においては、各駆動振動片において、一方の主面上の駆動電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄと、他方の主面上の駆動電極１１Ｅ、１１Ｆ、１１Ｇ、１１Ｈとを電気的に接続し、同電位とする。これと共に、各駆動振動片において、側面上の各駆動電極を同電位とする。そして、主面上の駆動電極と側面上の駆動電極との間に、交流電圧信号を印加することによって、矢印Ａ、Ｂに示すように、各駆動振動片に屈曲振動を励振する。
【００１９】
この際、駆動振動片５Ａと５Ｂとが同位相で共振し、駆動振動片５Ｃと５Ｄとが同位相で共振し、屈曲振動片５Ａ−５Ｄの駆動振動の全体の重心ＧＤが、振動子の重心ＧＯ上か、またはその近傍に位置するようにする。
【００２０】
駆動振動の全体の重心ＧＤが、振動子の重心ＧＯの近傍領域に位置しているとは、具体的には、実質的に重心ＧＯ上に位置していてもよいが、重心ＧＯから直径１ｍｍの円内に存在していることを意味する。
【００２１】
この状態で、振動子１を所定面（Ｘ−Ｙ面）内でωのように回転させると、回転中にコリオリ力が振動子１に作用する結果、各支持部６Ａ、６Ｂは、矢印Ｃ、Ｄのように、その付け根６ａを中心として屈曲振動する。この際、支持部６Ａと６Ｂとの各屈曲振動の位相は、重心ＧＯを中心として周方向に見たときに反対向きになる。これに対応して、各検出振動片７Ａ、７Ｂは、矢印Ｅ、Ｆに示すように、その付け根を中心として屈曲振動する。支持部６Ａと検出振動片７Ａ、支持部６Ｂと検出振動片７Ｂとは、重心ＧＯを中心として周方向に見たときに、任意の時点において互いに逆方向へと屈曲している。
【００２２】
各検出振動片７Ａ、７Ｂの一方の主面２ａ上には、検出電極１４Ａ、１４Ｂが形成されており、各検出振動片の他方の主面２ｂ上には、検出電極１４Ｃ、１４Ｄが形成されており、各検出振動片の側面上には、検出電極１４Ｅ、１４Ｆ、１４Ｇ、１４Ｈが形成されている。
【００２３】
振動子の一方の主面２ａ上には、側面上の駆動電極１１Ｊ、１１Ｋ、１１Ｌ、１１Ｍ用の配線パターン１２Ａが形成されており、その末端が電力供給パッド１３Ａに接続されている。配線パターン１２Ａは、１２ｄ、１２ｃ、駆動電極１１Ｋおよび１１Ｍに接続するための接続部１２ｂ、および駆動電極１１Ｊ、１１Ｌに接続するための接続部１２ａを備えている。これによって、駆動振動片５Ａ、５Ｂの側面上のすべての駆動電極は同電位となる。
【００２４】
振動子の他方の主面２ｂ上には、一方の主面２ａ上および他方の主面２ｂ上の駆動電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｅ、１１Ｆ用の配線パターン３８Ｂが形成されており、その末端が電力供給パッド１３Ｆに接続されている。配線パターン３８Ｂは、３８ｃ、３８ｂ、および駆動電極１１Ｅ、１１Ｆに接続するための接続部３８ａを備えている。各駆動電極１１Ｅ、１１Ｆは、更に、主面上の先端接続部４０および側面上の接続部４１を通して、一方の主面２ａ上の駆動電極１１Ａ、１１Ｂにそれぞれ接続されている。電力供給パッド１３Ｆと１３Ｃ（図１）とは接続されている。
【００２５】
従って、電力供給パッド１３Ａと１３Ｃとの間で、所定の交流電圧信号を印加することによって、駆動電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｅ、１１Ｆと、駆動電極１１Ｊ、１１Ｋ、１１Ｌ、１１Ｍとの間に交流電圧信号を印加し、駆動振動片５Ａ、５Ｂを屈曲振動させることができる。
【００２６】
振動子の他方の主面２ｂ上には、側面上の駆動電極１１Ｐ、１１Ｎ、１１Ｒ、１１Ｑ用の配線パターン１２Ｂが形成されており、その末端が電力供給パッド１３Ｅに接続されている。電力供給パッド１３Ｅは、一方の主面２ａ上の電力供給パッド１３Ｄに接続されている。配線パターン１２Ｂは、１２ｄ、１２ｃ、駆動電極１１Ｑおよび１１Ｎに接続するための接続部１２ｂ、および駆動電極１１Ｒ、１１Ｐに接続するための接続部１２ａを備えている。これによって、駆動振動片５Ｃ、５Ｄの側面上のすべての駆動電極は同電位となる。
【００２７】
振動子の一方の主面２ａ上には、一方の主面２ａ上および他方の主面２ｂ上の駆動電極１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｇ、１１Ｈ用の配線パターン３８Ａが形成されており、その末端が電力供給パッド１３Ｂに接続されている。配線パターン３８Ａは、３８ｃ、３８ｂ、および駆動電極１１Ｃ、１１Ｄに接続するための接続部３８ａを備えている。各駆動電極１１Ｃ、１１Ｄは、主面上の先端接続部４０および側面上の接続部４１を通して、他方の主面２ｂ上の駆動電極１１Ｇ、１１Ｈにそれぞれ接続されている。
【００２８】
従って、電力供給パッド１３Ｂと１３Ｄとの間で、所定の交流電圧信号を印加することによって、駆動電極１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｇ、１１Ｈと、駆動電極１１Ｑ、１１Ｒ、１１Ｎ、１１Ｐとの間に交流電圧信号を印加し、駆動振動片５Ｃ、５Ｄを屈曲振動させることができる。
【００２９】
また、検出振動片７Ａの主面上の各検出電極１４Ａ、１４Ｃは、それぞれパッド３５Ｂ、３５Ｈに接続されている。検出振動片７Ａの側面上の各検出電極１４Ｅ、１４Ｆは、それぞれ、パッド３５Ｃ、３５Ｉ、３５Ａ、３５Ｇに接続されている。
【００３０】
検出振動片７Ｂの主面上の各検出電極１４Ｂ、１４Ｄは、それぞれパッド３５Ｅ、３５Ｊに接続されている。検出振動片７Ｂの側面上の各検出電極１４Ｇ、１４Ｈは、それぞれ、パッド３５Ｆ、３５Ｊ、３５Ｄ、３５Ｋに接続されている。
【００３１】
各検出振動片７Ａ、７Ｂが屈曲振動すると、主面上の検出電極１４Ａ、１４Ｃ、１４Ｂ、１４Ｄと、側面上の検出電極１４Ｅ、１４Ｆ、１４Ｇ、１４Ｈとの間で信号電圧が発生する。
【００３２】
本例では、各配線パターンおよび電力供給パッドが、重心ＧＯを中心として互いに略点対称の位置にある。
【００３３】
本発明において特に好ましくは、各駆動振動系が、重心ＧＯを中心として回転対称の位置にある。これは、重心ＧＯを中心として、問題とする複数の駆動振動系が、それぞれ所定面内で同じ所定角度離れている状態を意味する。従って、一つの駆動振動系を所定面内で所定角度回転させる操作を行うと、他の振動系の位置に位置する。例えば、図１、図２においては、振動系３Ａと３Ｂとは、１８０°離れているので、振動系３Ａを１８０°回転させる操作を行うと、振動系３Ｂの位置にくる。
【００３４】
回転対称は、具体的には２回対称、３回対称、４回対称であることが好ましい。
【００３５】
本発明の振動子においては、複数の振動系が所定面内に延びているが、これは厚さにして１ｍｍ以下の範囲内に複数の振動系が形成されている場合を含む。
【００３６】
本発明の振動子の変位は、所定面内で生ずる。このため、振動子の全体を、同一の圧電単結晶によって形成することができる。この場合には、まず圧電単結晶の薄板を作製し、この薄板をエッチング、研削により加工することによって、振動子を作製できる。振動子の各部分は、別の部材によってそれぞれ形成することもできるが、一体で構成することが特に好ましい。
【００３７】
振動子の材質は特に限定するものでないが、水晶、ＬｉＮｂＯ₃ 、ＬｉＴａＯ₃ 、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体（Ｌｉ（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ₃ ）単結晶、ホウ酸リチウム単結晶、ランガサイト単結晶等からなる圧電単結晶を使用することが好ましい。
【００３８】
圧電単結晶を使用すると、検出感度を良好にすることができるとともに、検出ノイズを小さくできる。しかも、圧電単結晶を使用すると、温度変化に対して特に鈍感な振動子を作製でき、このような振動子は、温度安定性を必要とする車載用として好適である。
【００３９】
なぜなら、本発明におけるように振動子の全体を所定面内で振動するようにし、かつ振動子を圧電単結晶によって形成することで、単結晶の最も温度特性の良い結晶面のみを振動子において利用できるようになった。
【００４０】
即ち、振動子の全体が所定平面内で振動するように設計されていることから、圧電単結晶のうち振動周波数の温度変化がほとんどない結晶面のみを利用して、振動子を製造することができる。これによって、きわめて温度安定性の高い振動型ジャイロスコープを提供できる。
【００４１】
本発明の振動子を圧電性材料によって形成した場合には、この振動子に駆動電極および検出電極を設ける。圧電性材料としては、圧電単結晶の他に、ＰＺＴ等の圧電セラミックスがある。
【００４２】
図３は、本発明の一実施形態に係る振動型ジャイロスコープ３１を示す概略平面図である。
【００４３】
振動子３２は、基部３３、合計３つの駆動振動系３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、および合計３つの検出振動系４Ａ、４Ｂ、４Ｃを備えている。本例の基部３３は、振動子の重心ＧＯを中心として三回対称の形状を有しており、中央部３３ｄと、突出部３３ａ、３３ｂおよび３３ｃからなる。振動系３Ａ、４Ａは突出部３３ａから突出しており、振動系３Ｂ、４Ｂは突出部３３ｂから突出しており、振動系３Ｃ、４Ｃは突出部３３ｃから突出している。
【００４４】
各駆動振動系３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、それぞれ、基部３３の周縁部から径方向に突出する細長い支持部６Ａ、６Ｂ、６Ｃと、支持部６Ａ、６Ｂ、６Ｃの長手方向に直交する方向に向かって延びる各一対の駆動振動片５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆとを備えている。８は、各駆動振動片と各支持部との連結部分である。
【００４５】
各検出振動系４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、それぞれ、基部３３の周縁部から突出する細長い検出振動片７Ａ、７Ｂ、７Ｃからなっている。
【００４６】
各駆動振動片を、矢印Ａ、Ｂのように所定面内で振動させ、この状態で、振動子３２を所定面（Ｘ−Ｙ面）内でωのように回転させると、回転中にコリオリ力が振動子３２に作用する結果、各支持部６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、矢印Ｃ、Ｄのように、その付け根６ａを中心として屈曲振動する。これに対応して、各検出振動片７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、矢印Ｅ、Ｆに示すように、その付け根を中心として屈曲振動する。
【００４７】
駆動振動片５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆの一方の主面上には、駆動電極１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆが形成されている。本例においては、図１、図２に示したような、駆動振動片の側面上の駆動電極および他方の主面上の駆動電極、およびこれらに関係する配線パターンについては図示せず、もっぱら一方の主面上の駆動電極１１Ａ−１１Ｆへの配線について述べる。
【００４８】
振動子３２の一方の主面上には、駆動電極１１Ａ、１１Ｂ用の配線パターン３８Ｃ、駆動電極１１Ｃ、１１Ｄ用の配線パターン３８Ｄ、駆動電極１１Ｅ、１１Ｆ用の配線パターン３８Ｅが形成されている。各配線パターンの末端が、それぞれ電力供給パッド１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃに接続されている。配線パターン３８Ｃ、３８Ｄ、３８Ｅは、それぞれ、電力供給パッドへの接続部３８ｃ、３８ｂおよび駆動電極への接続部３８ａを備えている。
【００４９】
本例では、各駆動振動系が、振動子の重心ＧＯを中心として三回の回転対称の位置にある。また、各駆動振動系に対応する各配線パターンおよび各電力供給パッドが、重心ＧＯを中心として三回の回転対称の位置にある。
【００５０】
図１、図２に示す形態の振動型ジャイロスコープを作製した。具体的には、厚さ０．３ｍｍの水晶のＺ板のウエハーに、スパッタ法によって、所定位置に、厚さ２００オングストロームのクロム膜と、厚さ５０００オングストロームの金膜とを形成した。ウエハーの両面にレジストをコーティングした。
【００５１】
このウエハーを、ヨウ素とヨウ化カリウムとの水溶液に浸漬し、余分な金膜をエッチングによって除去し、更に硝酸セリウムアンモニウムと過塩素酸との水溶液にウエハーを浸漬し、余分なクロム膜をエッチングして除去した。温度８０℃の重フッ化アンモニウムに２０時間ウエハーを浸漬し、ウエハーをエッチングし、振動子の外形を形成した。メタルマスクを使用して、厚さ２０００オングストロームのアルミニウム膜を電極膜として形成した。
【００５２】
得られた振動子の基部２の各辺の長さは６．０ｍｍとした。また、各支持部６Ａ、６Ｂの長さ、検出振動片７Ａ、７Ｂの長さは、６．０ｍｍとした。各支持部、各屈曲振動片の幅は１．０ｍｍとした。各検出電極の寸法は、幅０．６ｍｍ×長さ２．８ｍｍであり、検出振動片の付け根から１．２−４．０ｍｍの位置に形成されていた。各駆動電極の寸法は、幅０．６ｍｍ×長さ２．８ｍｍであった。
【００５３】
振動子２の中央部に、０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍの正方形の支持孔１０を形成し、支持孔１０に直径０．６ｍｍの金属ピンを通し、金属ピンに対して振動子をシリコーン樹脂接着剤によって接着した。
【００５４】
この振動子に対して、４ボルトの矩形波による自励振発振駆動を行い、駆動振動を生じさせ、振動子２を所定面内で回転させた。駆動振動の固有共振周波数は２２．２ｋＨｚであり、検出振動モードの固有共振周波数は２３．０ｋＨｚである。回転角速度の検出感度を測定した結果、２０ｍＶ／°／ｓｅｃの信号が得られた。
【００５５】
このとき、参照信号の波形と、得られた検出信号（検波前）の波形とを、それぞれ図４に示す。検出信号のノイズピークの面積は、０．３ｍＶとなった。これは、０．０１５°／ｓｅｃの差となる。
【００５６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、振動型ジャイロスコープが、所定面内に延びる振動子を備えており、振動子が、この振動子の重心が位置する基部、この基部の周縁部から突出する複数の駆動振動系および基部の周縁部から突出する少なくとも一つの検出振動系を備えており、更に振動型ジャイロスコープが、各駆動振動系の少なくとも一方の主面上にそれぞれ形成されている各駆動電極、基部の主面上の配線パターンおよび電力供給パッドを備えている場合に、信号電圧波の立ち上がり時の雑音に応答して検波前の検出信号に生ずるノイズピークを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る振動型ジャイロスコープ１を、振動子２の一方の主面２ａ側から見た概略平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る振動型ジャイロスコープ１を、振動子２の他方の主面２ｂ側から見た概略平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る振動型ジャイロスコープ３１を、振動子の主面側から見た概略平面図である。
【図４】図１、図２の振動型ジャイロスコープにおいて、検波前の検出信号の波形を示すグラフである。
【図５】振動型ジャイロスコープにおいて、検波前の検出信号の波形の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１、３１振動型ジャイロスコープ２、３２振動子２ａ、３３ａ一方の主面２ｂ他方の主面３Ａ、３Ｂ、３Ｃ駆動振動系４Ａ、４Ｂ、４Ｃ検出振動系５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ駆動振動片６Ａ、６Ｂ、６Ｃ支持部７Ａ、７Ｂ、７Ｃ検出振動片９、３３基部１１Ａ−１１Ｒ駆動電極１２Ａ、１２Ｂ、３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄ、３８Ｅ配線パターン１３Ａ−１３Ｆ電力供給パッド１４Ａ−１４Ｈ検出電極

Claims

所定面内の回転角速度を測定するための振動型ジャイロスコープであって、
この振動型ジャイロスコープが所定面内に延びる振動子を備えており、この振動子が、この振動子の重心が位置する基部、この基部の周縁部から突出する複数の駆動振動系および前記基部の周縁部から突出する二つの検出振動系を備えており、各駆動振動系を構成する二つの駆動振動片が同位相で共振し、各検出振動系からの検出信号の差をとって検出信号を得る構成であり、前記振動型ジャイロスコープが、前記各駆動振動系にそれぞれ形成されている各駆動電極、前記基部の少なくとも一方の主面上に、前記各駆動電極に対応してそれぞれ形成されている配線パターンおよび各配線パターンに接続されている電力供給パッドを備えており、前記各配線パターンおよび前記各電力供給パッドが互いに接続されておらず、前記各配線パターンに対して独立して電力が供給されており、前記基部内において、前記各配線パターンおよび前記各電力供給パッドが、さらに、各検出振動系の各検出電極に対応してそれぞれ形成された配線パターンおよび各配線パターンに接続されている各パッドが、前記重心を中心として略回転対称の位置に設けられていることを特徴とする、振動型ジャイロスコープ。
前記振動子が二つの前記駆動振動系、各駆動振動系にそれぞれ対応する二つの配線パターンおよび各駆動振動系に対応する二つの電力供給パッドを備えており、各配線パターンおよび各電力供給パッドが前記重心を中心として略点対称の位置に設けられていることを特徴とする、請求項１記載の振動型ジャイロスコープ。
前記各駆動振動系が、それぞれ、前記基部から延びる細長い支持部と、この支持部から支持部に対して交差する方向に延びる少なくとも一片の駆動振動片とを備えており、前記駆動振動片がその支持部への付け根を中心として前記所定面内で屈曲振動し、前記振動子が前記所定面内で回転したときに前記支持部がその基部への付け根を中心として前記所定面内で屈曲振動することを特徴とする、請求項１または２に記載の振動型ジャイロスコープ。
前記検出振動系が前記基部から突出する少なくとも一片の検出振動片を備えており、前記振動子が前記所定面内で回転したときに、前記支持部の前記所定面内の屈曲振動に共振して、前記検出振動片がその基部への付け根を中心として屈曲振動することを特徴とする、請求項３記載の振動型ジャイロスコープ。