JP4281345B2

JP4281345B2 - Vibrating gyroscope

Info

Publication number: JP4281345B2
Application number: JP2002356767A
Authority: JP
Inventors: 菊池　　尊行; 石川　　誠司; 庄作郷治
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2022-12-09
Also published as: JP2004191094A

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】
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、特許文献１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。
【特許文献１】
特開平１１−２８１３７２号公報
【０００４】
また、特許文献２には、振動子の基部に電極パターンを点対称的に配置することを開示した。
【特許文献２】
特開２００１−４１７４９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、振動型ジャイロスコープを小型の電子機器、例えば携帯電話に内蔵することを検討している。しかし、このためには振動子の寸法を著しく小さくする必要があり、振動子の寸法は例えば数ｍｍ程度となる。この大きさになると、従来の振動子では問題にならなかった静電結合が生じ、ノイズの原因になることがわかった。すなわち、特許文献１、２に記載の振動子では、複数の駆動振動アームおよび検出振動アームに対応して、駆動側信号パッド、駆動側接地パッド、検出側信号パッド、検出側接地パッドを基部内に設ける必要がある。この際、パッド間の間隔は、例えば５０μｍ程度しかとることができない。この水準の寸法になると、駆動側信号パッドと検出側パッドとの間での静電結合の寄与が大きくなる。この結果、振動子が静止しているときに２つの検出振動系からの検出値の差をとると、静電結合の寄与によって差が０にならず、ノイズを生ずる。また、環境温度が変化すると、零点温度ドリフトの原因となる。
【０００６】
本発明の課題は、基部、基部から突出する駆動振動系および基部から突出する複数の検出振動系を備えている振動子を用いて回転角速度を測定する振動型ジャイロスコープにおいて、振動子の寸法を小さくしたときに、駆動側パッドと検出側パッドとの間の静電結合に起因する検出信号内のノイズを低減することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、振動子を備えている振動型ジャイロスコープであって、
前記振動子が、基部、この基部から突出する複数の駆動振動系および基部から突出する複数の検出振動片を備えており、
各駆動振動系が、細長い支持部と、支持部から支持部に対して交差する方向に延びる駆動振動片とを備えており、駆動振動片が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し、
振動子を所定面内で回転させたときに、検出振動片が基部への付け根を中心として所定面内で屈曲振動し、
振動型ジャイロスコープが、駆動振動片に形成されている駆動側信号電極および駆動側信号電極との間で交流電圧を印加するための駆動側接地電極、各検出振動片にそれぞれ形成されている検出側信号電極および検出側接地電極、駆動側信号電極に対応して基部に形成されている駆動側信号パッド、駆動側接地電極に対応して基部に形成されている駆動側接地パッド、検出側信号電極に対応して基部に形成されている複数の検出側信号パッド、および検出側接地電極に対応して基部に形成されている複数の検出側接地パッドを備えており、
駆動側信号パッドと駆動側接地パッドとを結ぶ直線に対して、複数の検出側信号パッドが互いに線対称の位置に配置されており、駆動側接地パッドから駆動側信号パッドへと向かって延びる配線と、この配線から直線の両側へと分岐する一対の配線とが設けられており、一対の配線が、駆動側信号パッドと各検出側信号パッドおよび各検出側接地パッドとの間に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明者は、前述の静電結合によるノイズの原因を検討した結果、２つの検出側信号パッドと駆動側信号パッドとの間の静電結合の寄与を、互いに等しくし、あるいは互いに近づけることによって、静電結合の寄与を相殺することを検討した。そして、駆動側信号パッドと駆動側接地パッドとを結ぶ直線に対して、複数の検出側信号パッドを互いに線対称の位置に配置することによって、このような静電結合の相殺が可能であり、静電結合に基づく検出信号内のノイズを低減できることを見いだし、本発明に到達した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明をさらに詳細に説明する。図１〜図４は、本発明の第一の実施形態に係る振動型ジャイロスコープを示すものである。図１は、基部１の拡大図であり、図２は、振動子１４の輪郭を示す平面図であり、図３、図４は、電極パターンを示す平面図である。
【００１０】
最初に、図２を参照しつつ、本実施形態の振動子１４の形状および動作について説明する。振動子１４は、基部１、一対の駆動振動系３０Ａ、３０Ｂおよび一対の検出振動系３１Ａ、３１Ｂを備えている。本例の基部１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いる。各駆動振動系３０Ａ、３０Ｂ、各検出振動系３１Ａ、３１Ｂは、それぞれ、基部１の周縁部１ａの各辺から突出している。
【００１１】
各駆動振動系３０Ａ、３０Ｂは、それぞれ、基部１の周縁部１ａから径方向に突出する細長い支持部１５Ａ、１５Ｂと、支持部１５Ａ、１５Ｂ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１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄとを備えている。本例では、各駆動振動片の先端に幅広の重量部ないしハンマーヘッド１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄが設けられており、各重量部内に貫通孔１２が設けられている。
【００１２】
各検出振動系３１Ａ、３１Ｂは、それぞれ、基部１の周縁部１ａから径方向に突出して延びる細長い検出振動片２０からなっている。各検出振動片２０の先端にはそれぞれ幅広の重量部ないしハンマーヘッド１８Ａ、１８Ｂが設けられており、各重量部内に貫通孔１３が設けられている。
【００１３】
次に振動子１４の動作について述べる。後述の駆動電極を使用し、駆動振動片１６Ａと１６Ｂとを同位相で矢印Ａのように共振させ、駆動振動片１６Ｃと１６Ｄとを同位相で矢印Ａのように共振させる。屈曲振動片１６Ａ−１６Ｄの駆動振動の全体の重心が、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。
【００１４】
この状態で、振動子１４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１４に作用する結果、各支持部１５Ａ、１５Ｂは、矢印Ｂのように、その基部への付け根１５ａを中心として屈曲振動する。この際、支持部１５Ａと１５Ｂ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２０は、矢印Ｃに示すように、その基部１への付け根を中心として屈曲振動する。各検出振動片２０が屈曲振動すると、後述の検出電極に信号電圧が発生するので、この信号電圧から回転角速度を算出する。
【００１５】
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２においては、振動系３０Ａと３０Ｂとは、１８０°離れているので、振動系３０Ａを１８０°回転させる操作を行うと、振動系３０Ｂの位置にくる。回転対称は、２回対称、３回対称、４回対称であることが好ましい。
【００１６】
好適な実施形態においては、各振動系が所定面内に延びているが、これは厚さにして１ｍｍ以下の範囲内に各振動系が形成されている場合を含む。
【００１７】
好適な実施形態においては、振動子の変位が所定面内で生ずる。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。
【００１８】
振動子の材質は特に限定するものでないが、水晶、ＬｉＮｂＯ_３、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。
【００１９】
次に、振動子１４上の電極パターンについて、図１、３、４を参照しつつ説明する。図４には、駆動側信号電極、駆動側接地電極、検出側信号電極、検出側接地電極および対応する各パッドを図示している。図３においては、駆動側接地電極、駆動側接地パッドおよびその接続配線をのぞいて図示する。
【００２０】
各駆動振動片１６Ａ、１６Ｂの表面（および図示しない裏面）には、それぞれ駆動側接地電極２２が形成されており、側面には駆動側信号電極１０が形成されている。各駆動振動片１６Ｃ、１６Ｄの表面（および図示しない裏面）には、それぞれ駆動側信号電極１１が形成されており、側面には駆動側接地電極３２が形成されている。駆動側信号電極１０、１１と駆動側接地電極２２、３２との間に交流電圧を印加することによって、各駆動振動片をＸ−Ｙ面内で屈曲振動させることができる。
【００２１】
各検出振動片２０の表面（および図示しない裏面）上には、それぞれ検出側信号電極８が形成されており、側面にはそれぞれ検出側接地電極９が形成されている。そして、各検出振動片がＸ−Ｙ面内で屈曲振動すると、検出側信号電極８と検出側接地電極９との間で交流の信号電圧が発生する。
【００２２】
図１に示すように、基部１の表面上には、駆動側信号パッド２Ａ、駆動側接地パッド３Ａ、２つの検出側信号パッド４Ａ、４Ｂおよび検出側接地パッド５Ａ、５Ｂが形成されている。各駆動側信号電極１１および１０は配線３８を介して、基部１上の駆動側信号パッド２Ａに接続されている。各駆動側接地電極２２および３２は、配線２１を介して基部１上の検出側接地パッド３Ａに接続されている。本例では、駆動側接地パッド３Ａは、一対の配線６Ａ、６Ｂに接続されており、配線６Ａ、６Ｂは、駆動側信号パッド２Ａを包囲し、基部１のエッジ上の配線６Ｃ、６Ｄに接続されている。ここで、配線６Ｃ、６Ｄは基部１の表面上に形成されており、各配線６Ａ、６Ｄは、支持部１５Ｂの側面上の配線７および表面上の接地配線２３Ａ、２３Ｂに連続している。
【００２３】
各検出側信号パッド４Ａ、４Ｂは、それぞれ、各検出側信号電極８に接続されている。各検出側接地パッド５Ａ、５Ｂは、それぞれ、検出振動片の側面上の検出側接地電極９に接続されている。
【００２４】
本例では、駆動側信号パッド２Ａと駆動側接地パッド３Ａとを結ぶ直線Ｘに対して、複数の検出側信号パッド４Ａ、４Ｂが互いに線対称の位置に配置されている。この結果、駆動側信号パッドと各検出側信号パッド４Ａ、４Ｂとの静電結合を近づけ、相殺することができる。
【００２５】
また、本例では、直線Ｘに対して、複数の検出側接地パッド５Ａ、５Ｂが互いに線対称の位置に配置されている。
【００２６】
ここで、直線Ｘは、駆動側信号パッド２Ａと検出側信号パッド３Ａとを通過していればよく、各パッドの重心Ｇ１、Ｇ２を通過している必要はない。従って、駆動側信号パッド２Ａと検出側信号パッド３Ａとを通過する直線Ｘは多数存在する。本発明においては、いずれか一つの直線Ｘに対して、検出側信号パッド４Ａと４Ｂとが線対称の位置に配置されていればよい。また、いずれかの直線Ｘに対して、検出側接地パッド５Ａと５Ｂとが線対称の位置に配置されていればよい。ただし、特に好適な実施形態においては、直線Ｘとして、各パッドの重心Ｇ１、Ｇ２を通過する直線Ｘを採用するものとする。
【００２７】
好適な実施形態においては、複数の検出側信号パッド４Ａ、４Ｂが直線Ｘに対して略線対称の形状を有する。即ち、４Ａと４Ｂとが略合同形状を有する。ただし、４Ａと４Ｂとは合同である必要はない。
【００２８】
好適な実施形態においては、駆動側信号パッド２Ａと検出側信号パッド３Ａとの間に加工用の配線６Ａ、６Ｂが設けられている。この配線６Ａ、６Ｂを加工することによって、ノイズや温度ドリフトを一層低減するような微調整が可能である。
【００２９】
配線、各電極、各パッドは、導電性膜によって構成することができる。こうした導電性膜としては、金膜、金とクロムとの多層膜、金とチタンとの多層膜、銀膜、銀とクロムとの多層膜、銀とチタンとの多層膜、鉛膜、白金膜等の金属膜、ＴｉＯ_２等の金属酸化物膜が好ましい。金膜と酸化物単結晶、例えば水晶とは密着性が低いので、金膜と振動アーム、特に水晶アームとの間には、下地層、例えば少なくともクロム層またはチタン層を介在させることが好ましい。
【００３０】
配線、各電極、各パッドを製造する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、電解メッキ法、無電解メッキ法等の公知の方法を採用できる。
【００３１】
レーザーアブレーションや逆スパッタリングによって、配線６Ａ、６Ｂから材質の一部を除去することによって、各配線を微調整できる。
【００３２】
好適な実施形態においては、駆動側信号パッド２Ａと検出側信号パッド４Ａ、４Ｂとの間に、駆動側接地パッド３Ａと接続された配線６Ａ、６Ｂが設けられている。このように、接地された配線を、駆動側信号パッドと検出側信号パッドとの間に設けることによって、静電結合の影響を一層低減できる。
【００３３】
好適な実施形態においては、駆動振動系が、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いる。そして、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（Ｘ−Ｙ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。このような振動子の例は、図２を参照しつつ前述した。
【００３４】
好適な実施形態においては、支持部１５Ｂの付け根において、基部１の周縁部上に駆動側信号パッド２Ａを包囲するように接地配線６Ｃ、６Ｄが設けられている。また、好適な実施形態においては、支持部１５Ｂの表面上に、駆動側信号パッド２Ａを駆動側信号電極と接続する接続部３８と、接地配線２３Ａ、２３Ｂとが設けられている。これによって、静電結合の影響によるノイズを一層低減できる。
【００３５】
図５〜図８は、本発明の第二の実施形態に係る振動型ジャイロスコープを示すものである。図５は、基部１の拡大図であり、図６、図７は、電極パターンを示す平面図である。図７には、駆動側信号電極、駆動側接地電極、検出側信号電極、検出側接地電極および対応する各パッドを図示している。図６においては、駆動側接地電極、駆動側接地パッドおよびその接続配線をのぞいて図示する。この振動子１４の形態および動作は、図２を参照しつつ説明したとおりである。
【００３６】
本例においては、各駆動振動片１６Ａ〜１６Ｄの電極パターン、各検出振動片１８Ａ、１８Ｂ上の電極パターンは、図１〜図４に示した例とほぼ同様である。本例では、図５に示すように、基部１の表面上には、駆動側信号パッド２Ｂ、駆動側接地パッド３Ｂ、２つの検出側信号パッド４Ｃ、４Ｄおよび検出側接地パッド５Ｃ、５Ｄが形成されている。各駆動側信号電極１１および１０は、それぞれ配線３８を介して、基部１上の駆動側信号パッド２Ｂに接続されている。各駆動側接地電極２２および３２は、それぞれ配線２１を介して基部１上の検出側接地パッド３Ｂに接続されている。本例では、駆動側接地パッド３Ｂは、一対の配線６Ａ、６Ｂに接続されており、配線６Ａ、６Ｂは、駆動側信号パッド２Ｂを包囲し、基部１のエッジ上の配線６Ｃ、６Ｄに接続されている。ここで、配線６Ｃ、６Ｄは基部１の表面上に形成されており、各配線６Ｃ、６Ｄは、支持部１５Ｂの側面上の配線７および表面上の接地配線２３Ａ、２３Ｂに連続している。
【００３７】
各検出側信号パッド４Ｃ、４Ｄは、それぞれ、各検出側信号電極８に接続されている。各検出側接地パッド５Ｃ、５Ｄは、それぞれ、検出振動片の側面上の検出側接地電極９に接続されている。
【００３８】
本例では、駆動側信号パッド２Ｂと駆動側接地パッド３Ｂとを結ぶ直線Ｘに対して、複数の検出側信号パッド４Ｃ、４Ｄが互いに線対称の位置に配置されている。この結果、駆動側信号パッド２Ｂと各検出側信号パッド４Ｃ、４Ｄとの静電結合を近づけ、相殺することができる。
【００３９】
また、本例では、直線Ｘに対して、複数の検出側信号パッド５Ｃ、５Ｄが互いに線対称の位置に配置されている。
【００４０】
さらに、本例では、各検出側接地パッド５Ｃ、５Ｄの基部上で占める面積比率が、図１〜図４の例に比べて大きくなっている。また、各パッド５Ｃ、５Ｄが、各信号パッド２Ｂと４Ｃ、４Ｄとの間に介在している。これによって、静電容量結合の寄与を一層低減できる。
【００４１】
図９〜図１１は、本発明の第三の実施形態に係る振動型ジャイロスコープを示すものである。図９は、基部１の拡大図であり、図１０、図１１は、電極パターンを示す平面図である。図１１には、駆動側信号電極、駆動側接地電極、検出側信号電極、検出側接地電極および対応する各パッドを図示している。図１０においては、駆動側接地電極、駆動側接地パッドおよびその接続配線をのぞいて図示する。この振動子１４の形態および動作は、図２を参照しつつ説明したとおりである。
【００４２】
本例においては、各駆動振動片１６Ａ〜１６Ｄの電極パターン、各検出振動片１８Ａ、１８Ｂ上の電極パターンは、図１〜図４に示した例とほぼ同様である。本例では、図９に示すように、基部１の表面上には、駆動側信号パッド２Ｂ、駆動側接地パッド３Ｂ、２つの検出側信号パッド４Ｅ、４Ｆおよび検出側接地パッド５Ｃ、５Ｄが形成されている。各駆動側信号電極１１および１０は、それぞれ配線３８を介して、基部１上の駆動側信号パッド２Ｂに接続されている。各駆動側接地電極２２および３２は、それぞれ配線２１を介して基部１上の検出側接地パッド３Ｂに接続されている。本例では、駆動側接地パッド３Ｂは、一対の配線６Ａ、６Ｂに接続されており、配線６Ａ、６Ｂは、駆動側信号パッド２Ｂを包囲し、基部１のエッジ上の配線６Ｃ、６Ｄに接続されている。ここで、配線６Ｃ、６Ｄは基部１の表面上に形成されており、各配線６Ｃ、６Ｄは、支持部１５Ｂの側面上の配線７および表面上の接地配線２３Ａ、２３Ｂに連続している。
【００４３】
各検出側信号パッド４Ｅ、４Ｆは、それぞれ、各検出側信号電極８に接続されている。各検出側接地パッド５Ｃ、５Ｄは、それぞれ、検出振動片の側面上の検出側接地電極９に接続されている。
【００４４】
本例では、駆動側信号パッド２Ｂと駆動側接地パッド３Ｂとを結ぶ直線Ｘに対して、複数の検出側信号パッド４Ｅ、４Ｆが互いに線対称の位置に配置されている。この結果、駆動側信号パッドと各検出側信号パッド４Ｅ、４Ｆとの静電結合を近づけ、相殺することができる。
【００４５】
また、本例では、直線Ｘに対して、複数の検出側接地パッド５Ｃ、５Ｄが互いに線対称の位置に配置されている。
【００４６】
さらに、本例では、各検出側接地パッド５Ｃ、５Ｄの基部上で占める面積比率が、図１〜図４の例に比べて大きくなっている。また、各パッド５Ｃ、５Ｄが、各信号パッド２Ｂと４Ｅ、４Ｆとの間に介在している。これによって、静電容量結合の寄与を一層低減できる。
【００４７】
また、図１０、図１１に示すように、本例では重量部１７Ａ〜１７Ｄに貫通孔を設けておらず、重量部および駆動振動片、検出振動片の側面を用いて電気的接続を図っている。
【００４８】
【実施例】
図１〜図４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。
【００４９】
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。
【００５０】
得られた振動子の基部１の各辺の長さは０．４ｍｍとした。また、各支持部１５Ａ、１５Ｂの長さ、検出振動片２０の長さは０．８ｍｍとした。各支持部、各屈曲振動片の幅は０．０５、０．０７ｍｍとした。
【００５１】
この振動子に対して、０．５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１４を所定面内で回転させた。駆動振動の固有共振周波数は４５ｋＨｚであり、検出振動モードの固有共振周波数は４６ｋＨｚである。回転角速度の検出感度を測定した結果、０．０５ｍＶ／°／ｓｅｃの信号が得られた。
【００５２】
また、振動子１４を静止させた状態で、前記駆動振動を励振し、検出振動系３１Ａ側からの出力と検出振動系３１Ｂ側からの出力とを測定した。各配線６Ａ、６Ｂ（図１参照）を適宜レーザーアブレーションで除去することによって、両方の出力をともに２３ｍＶに調節することができた。従って、検出振動系３１Ａ側からの出力と検出振動系３１Ｂ側からの出力との差をとると、回転角速度の測定値は０°／ｓｅｃとなる。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、基部、基部から突出する駆動振動系および基部から突出する複数の検出振動系を備えている振動子を用いて回転角速度を測定する振動型ジャイロスコープにおいて、駆動側パッドと検出側パッドとの間の静電結合に起因するノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施形態に係る振動型ジャイロスコープの基部１におけるパッドのパターンを示す平面図である。
【図２】振動子１４の形態および動作を示す平面図である。
【図３】第一の実施形態に係る振動型ジャイロスコープの表面の電極パターンを示す平面図である（駆動側接地電極パターンを除く）。
【図４】第一の実施形態に係る振動型ジャイロスコープの表面の電極パターンを示す平面図である。
【図５】第二の実施形態に係る振動型ジャイロスコープの基部１におけるパッドのパターンを示す平面図である。
【図６】第二の実施形態に係る振動型ジャイロスコープの表面の電極パターンを示す平面図である（駆動側接地電極パターンを除く）。
【図７】第二の実施形態に係る振動型ジャイロスコープの表面の電極パターンを示す平面図である。
【図８】支持部の付け根付近の拡大斜視図である。
【図９】第三の実施形態に係る振動型ジャイロスコープの基部１におけるパッドのパターンを示す平面図である。
【図１０】第三の実施形態に係る振動型ジャイロスコープの表面の電極パターンを示す平面図である（駆動側接地電極パターンを除く）。
【図１１】第三の実施形態に係る振動型ジャイロスコープの表面の電極パターンを示す平面図である。
【符号の説明】
１基部２Ａ、２Ｂ駆動側信号パッド３Ａ、３Ｂ駆動側接地パッド４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ検出側信号パッド５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ検出側接地パッド６Ａ、６Ｂ駆動側信号パッドと検出側信号パッドとの間の配線６Ｃ、６Ｄ支持部の付け根付近の配線７支持部の側面上の配線１２、１３貫通孔１５Ａ、１５Ｂ支持部１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ駆動振動片２０検出振動片２３Ａ、２３Ｂ支持部の表面上の接地配線３０Ａ、３０Ｂ駆動振動系３１Ａ、３１Ｂ検出振動系３８支持部の表面上の接続部Ｇ１駆動側信号パッドの重心Ｇ２駆動側接地パッドの重心Ｘ駆動側信号パッドと前記駆動側接地パッドとを結ぶ直線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibratory gyroscope.
[0002]
[Prior art]
Recently, it has been studied to use a vibration gyroscope as a rotation speed sensor used in a vehicle control method of a vehicle body rotation speed feedback type. In such a system, the direction of the steering wheel itself is detected by the rotation angle of the steering wheel. At the same time, the rotational speed at which the vehicle body is actually rotating is detected by the vibration gyroscope. Then, the direction of the steering wheel is compared with the actual rotational speed of the vehicle body to obtain a difference, and based on this difference, correction is made to the wheel torque and the steering angle, thereby realizing stable vehicle body control.
[0003]
In such a vibratory gyroscope, it is desirable to arrange the vibrator so as to extend in a direction perpendicular to the rotation axis. In order to provide such a vibration-type gyroscope, the present applicant has disclosed in Patent Document 1 a base, a plurality of drive vibration systems protruding in the radial direction from the periphery of the base, and a plurality of protruding in the radial direction from the periphery of the base. A planar vibrator comprising the above-described detection vibration system is disclosed.
[Patent Document 1]
JP-A-11-281372 [0004]
Patent Document 2 discloses that the electrode pattern is arranged point-symmetrically at the base of the vibrator.
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-41749
[Problems to be solved by the invention]
The present inventor is considering incorporating the vibratory gyroscope into a small electronic device such as a mobile phone. However, for this purpose, it is necessary to significantly reduce the size of the vibrator, and the size of the vibrator is, for example, about several mm. When this size was reached, it was found that electrostatic coupling, which was not a problem with conventional vibrators, occurred and caused noise. That is, in the vibrators described in Patent Documents 1 and 2, the drive side signal pad, the drive side ground pad, the detection side signal pad, and the detection side ground pad are arranged in the base corresponding to the plurality of drive vibration arms and detection vibration arms. It is necessary to provide in. At this time, the spacing between the pads can be set to about 50 μm, for example. If it becomes the dimension of this level, the contribution of the electrostatic coupling between a drive side signal pad and a detection side pad will become large. As a result, if the difference between the detection values from the two detection vibration systems is taken while the vibrator is stationary, the difference is not zero due to the contribution of electrostatic coupling, and noise is generated. Further, when the environmental temperature changes, it causes a zero point temperature drift.
[0006]
An object of the present invention is to provide a vibratory gyroscope that measures a rotational angular velocity using a vibrator having a base, a drive vibration system protruding from the base, and a plurality of detection vibration systems protruding from the base. It is to reduce noise in the detection signal caused by electrostatic coupling between the driving side pad and the detection side pad when the size is reduced.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a vibratory gyroscope provided with a vibrator,
The vibrator includes a base, a plurality of drive vibration systems protruding from the base, and a plurality of detection vibration pieces protruding from the base.
Each drive vibration system includes an elongate support portion and a drive vibration piece extending in a direction intersecting the support portion from the support portion, and the drive vibration piece bends within a predetermined plane around the root to the support portion. When the vibrator vibrates and rotates in a predetermined plane, the support portion bends and vibrates in the predetermined plane around the base to the base,
When the vibrator is rotated in a predetermined plane, the detection vibrating piece bends and vibrates in the predetermined plane around the base to the base,
The vibration-type gyroscope has a drive-side signal electrode formed on the drive vibration piece , a drive-side ground electrode for applying an AC voltage between the drive-side signal electrodes, and a detection formed on each detection vibration piece . Side signal electrode, detection side ground electrode, drive side signal pad formed on the base corresponding to the drive side signal electrode, drive side ground pad formed on the base corresponding to the drive side ground electrode, detection side signal A plurality of detection side signal pads formed on the base corresponding to the electrodes, and a plurality of detection side ground pads formed on the base corresponding to the detection side ground electrodes,
A plurality of detection-side signal pads are arranged symmetrically with respect to a straight line connecting the drive-side signal pad and the drive-side ground pad, and the wiring extends from the drive-side ground pad toward the drive-side signal pad. And a pair of wirings that branch from the wiring to both sides of the straight line, and the pair of wirings are provided between the driving side signal pad, each detection side signal pad, and each detection side ground pad. It is characterized by being.
[0008]
As a result of examining the cause of the noise due to the electrostatic coupling, the present inventor has made the contributions of the electrostatic coupling between the two detection-side signal pads and the driving-side signal pad equal to or close to each other. We studied to offset the contribution of electrostatic coupling. And, by disposing a plurality of detection side signal pads in a line-symmetrical position with respect to a straight line connecting the driving side signal pad and the driving side ground pad, it is possible to cancel such electrostatic coupling, It has been found that noise in a detection signal based on electrostatic coupling can be reduced, and the present invention has been achieved.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. 1 to 4 show a vibrating gyroscope according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an enlarged view of the base 1, FIG. 2 is a plan view showing an outline of the vibrator 14, and FIGS. 3 and 4 are plan views showing electrode patterns.
[0010]
Initially, the shape and operation | movement of the vibrator | oscillator 14 of this embodiment are demonstrated, referring FIG. The vibrator 14 includes a base 1, a pair of drive vibration systems 30A and 30B, and a pair of detection vibration systems 31A and 31B. The base 1 of this example has a substantially square shape that is four-fold symmetric about the center of gravity GO of the vibrator (the center of gravity when the vibrator is not vibrating). The drive vibration systems 30A and 30B and the detection vibration systems 31A and 31B protrude from the sides of the peripheral edge 1a of the base 1, respectively.
[0011]
Each of the drive vibration systems 30A and 30B includes a pair of elongated support portions 15A and 15B protruding in the radial direction from the peripheral edge portion 1a of the base 1, and a pair of each extending in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the support portions 15A and 15B. Drive vibration pieces 16A, 16B, 16C, and 16D are provided. In this example, a wide weight part or hammer head 17A, 17B, 17C, 17D is provided at the tip of each drive vibration piece, and a through hole 12 is provided in each weight part.
[0012]
Each detection vibration system 31 A, 31 B includes an elongated detection vibration piece 20 that extends in a radial direction from the peripheral edge 1 a of the base 1. A wide weight part or hammer head 18A, 18B is provided at the tip of each detection vibrating piece 20, and a through hole 13 is provided in each weight part.
[0013]
Next, the operation of the vibrator 14 will be described. Using drive electrodes, which will be described later, the drive vibration pieces 16A and 16B are resonated in the same phase as indicated by arrow A, and the drive vibration pieces 16C and 16D are resonated in the same phase as indicated by arrow A. The entire center of gravity of the drive vibration of the bending vibration pieces 16A-16D is positioned on or near the center of gravity GO of the vibrator.
[0014]
In this state, when the vibrator 14 is rotated like ω in a predetermined plane (XY plane), the Coriolis force acts on the vibrator 14 during the rotation, so that each of the support portions 15A and 15B has an arrow B As described above, bending vibrations occur around the base 15a to the base. At this time, the phases of the bending vibrations of the support portions 15A and 15B are opposite to each other when viewed in the circumferential direction around the center of gravity GO. Corresponding to this, as shown by the arrow C, each detection vibrating piece 20 bends and vibrates around the root to the base 1. When each detection vibrating piece 20 is bent and vibrated, a signal voltage is generated at a detection electrode described later, and the rotational angular velocity is calculated from this signal voltage.
[0015]
Preferably, each drive vibration system is in a rotationally symmetric position about the center of gravity GO. This means that a plurality of drive vibration systems in question are separated from each other by the same predetermined angle within a predetermined plane with the center of gravity GO as the center. Accordingly, when an operation of rotating one drive vibration system by a predetermined angle within a predetermined plane is performed, the drive vibration system is positioned at another vibration system. For example, in FIG. 2, the vibration systems 30A and 30B are separated from each other by 180 °, so that when the vibration system 30A is rotated by 180 °, the vibration systems 30A and 30B come to the position of the vibration system 30B. The rotational symmetry is preferably 2-fold symmetry, 3-fold symmetry, and 4-fold symmetry.
[0016]
In a preferred embodiment, each vibration system extends in a predetermined plane, but this includes a case where each vibration system is formed within a thickness of 1 mm or less.
[0017]
In a preferred embodiment, the displacement of the vibrator occurs in a predetermined plane. For this reason, the whole vibrator can be formed of the same piezoelectric single crystal. In this case, first, a piezoelectric single crystal thin plate is prepared, and the thin plate is processed by etching and grinding, whereby a vibrator can be manufactured. Each part of the vibrator can be formed by a separate member, but it is particularly preferable that the parts are integrally formed.
[0018]
The material of the vibrator is not particularly limited. Crystal, LiNbO ₃ , LiTaO ₃ , lithium niobate-lithium tantalate solid solution (Li (Nb, Ta) O ₃ ) single crystal, lithium borate single crystal, langasite single It is preferable to use a piezoelectric single crystal made of a crystal or the like.
[0019]
Next, the electrode pattern on the vibrator 14 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 illustrates the drive side signal electrode, the drive side ground electrode, the detection side signal electrode, the detection side ground electrode, and the corresponding pads. In FIG. 3, the drive-side ground electrode, the drive-side ground pad, and the connection wiring thereof are illustrated.
[0020]
A driving-side ground electrode 22 is formed on the front surface (and a back surface (not shown)) of each driving vibration piece 16A, 16B, and a driving-side signal electrode 10 is formed on the side surface. The drive-side signal electrode 11 is formed on the front surface (and the back surface (not shown)) of each drive vibration piece 16C, 16D, and the drive-side ground electrode 32 is formed on the side surface. By applying an AC voltage between the drive-side signal electrodes 10 and 11 and the drive-side ground electrodes 22 and 32, each drive vibrating piece can be flexibly vibrated in the XY plane.
[0021]
The detection-side signal electrode 8 is formed on the front surface (and the back surface (not shown)) of each detection vibration piece 20, and the detection-side ground electrode 9 is formed on each side surface. When each detection vibrating piece flexurally vibrates in the XY plane, an AC signal voltage is generated between the detection-side signal electrode 8 and the detection-side ground electrode 9.
[0022]
As shown in FIG. 1, on the surface of the base 1, a driving side signal pad 2A, a driving side ground pad 3A, two detection side signal pads 4A and 4B, and detection side ground pads 5A and 5B are formed. Each drive side signal electrode 11 and 10 is connected to a drive side signal pad 2A on the base 1 through a wiring 38. Each drive-side ground electrode 22 and 32 is connected to the detection-side ground pad 3 A on the base 1 via the wiring 21. In this example, the driving side ground pad 3A is connected to a pair of wirings 6A and 6B. The wirings 6A and 6B surround the driving side signal pad 2A and are connected to the wirings 6C and 6D on the edge of the base 1. Has been. Here, the wirings 6C and 6D are formed on the surface of the base 1, and the wirings 6A and 6D are continuous with the wiring 7 on the side surface of the support portion 15B and the ground wirings 23A and 23B on the surface.
[0023]
Each detection-side signal pad 4A, 4B is connected to each detection-side signal electrode 8. Each of the detection-side ground pads 5A and 5B is connected to the detection-side ground electrode 9 on the side surface of the detection vibrating piece.
[0024]
In this example, a plurality of detection-side signal pads 4A and 4B are arranged in line-symmetric positions with respect to a straight line X connecting the driving-side signal pad 2A and the driving-side ground pad 3A. As a result, the electrostatic coupling between the drive side signal pad and each of the detection side signal pads 4A and 4B can be brought close to each other and canceled.
[0025]
Further, in this example, the plurality of detection-side ground pads 5A and 5B are arranged symmetrically with respect to the straight line X.
[0026]
Here, the straight line X only needs to pass through the drive side signal pad 2A and the detection side signal pad 3A, and does not need to pass through the center of gravity G1 and G2 of each pad. Accordingly, there are many straight lines X passing through the driving side signal pad 2A and the detection side signal pad 3A. In the present invention, it is only necessary that the detection-side signal pads 4A and 4B are arranged in line-symmetric positions with respect to any one straight line X. Further, it is only necessary that the detection-side ground pads 5A and 5B are arranged in line-symmetric positions with respect to any straight line X. However, in a particularly preferred embodiment, the straight line X that passes through the center of gravity G1 and G2 of each pad is adopted as the straight line X.
[0027]
In a preferred embodiment, the plurality of detection-side signal pads 4A, 4B have a substantially line-symmetric shape with respect to the straight line X. That is, 4A and 4B have a substantially congruent shape. However, 4A and 4B need not be congruent.
[0028]
In a preferred embodiment, processing wirings 6A and 6B are provided between the drive side signal pad 2A and the detection side signal pad 3A. By processing these wirings 6A and 6B, fine adjustments can be made to further reduce noise and temperature drift.
[0029]
The wiring, each electrode, and each pad can be composed of a conductive film. Examples of such a conductive film include a gold film, a multilayer film of gold and chromium, a multilayer film of gold and titanium, a silver film, a multilayer film of silver and chromium, a multilayer film of silver and titanium, a lead film, and a platinum film. A metal oxide film such as TiO ₂ is preferable. Since the adhesion between the gold film and the oxide single crystal such as quartz is low, it is preferable to interpose an underlayer such as at least a chromium layer or a titanium layer between the gold film and the vibrating arm, particularly the quartz arm.
[0030]
As a method for manufacturing the wiring, each electrode, and each pad, a known method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an electrolytic plating method, an electroless plating method, or the like can be adopted.
[0031]
Each wiring can be finely adjusted by removing a part of the material from the wiring 6A, 6B by laser ablation or reverse sputtering.
[0032]
In a preferred embodiment, wirings 6A and 6B connected to the driving side ground pad 3A are provided between the driving side signal pad 2A and the detection side signal pads 4A and 4B. Thus, by providing the grounded wiring between the driving side signal pad and the detection side signal pad, the influence of electrostatic coupling can be further reduced.
[0033]
In a preferred embodiment, the drive vibration system includes an elongate support portion extending from the base portion, and at least one drive vibration piece extending in a direction intersecting the support portion from the support portion. The drive vibrating piece bends and vibrates in a predetermined plane (XY plane) with the root to the support portion as the center, and when the vibrator rotates in the predetermined plane, the support portion centers on the base to the base portion. Bending vibration within a predetermined plane. An example of such a vibrator has been described above with reference to FIG.
[0034]
In a preferred embodiment, ground wires 6C and 6D are provided on the periphery of the base portion 1 so as to surround the drive side signal pad 2A at the base of the support portion 15B. In a preferred embodiment, a connecting portion 38 for connecting the driving side signal pad 2A to the driving side signal electrode and ground wirings 23A and 23B are provided on the surface of the support portion 15B. Thereby, noise due to the influence of electrostatic coupling can be further reduced.
[0035]
5 to 8 show a vibrating gyroscope according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is an enlarged view of the base 1, and FIGS. 6 and 7 are plan views showing electrode patterns. FIG. 7 illustrates a drive side signal electrode, a drive side ground electrode, a detection side signal electrode, a detection side ground electrode, and corresponding pads. In FIG. 6, the drive side ground electrode, the drive side ground pad, and the connection wiring thereof are illustrated. The form and operation of the vibrator 14 are as described with reference to FIG.
[0036]
In this example, the electrode patterns of the drive vibration pieces 16A to 16D and the electrode patterns on the detection vibration pieces 18A and 18B are substantially the same as the examples shown in FIGS. In this example, as shown in FIG. 5, a driving side signal pad 2B, a driving side ground pad 3B, two detection side signal pads 4C and 4D, and detection side ground pads 5C and 5D are formed on the surface of the base 1. Has been. Each drive-side signal electrode 11 and 10 is connected to a drive-side signal pad 2B on the base 1 via a wiring 38, respectively. Each drive-side ground electrode 22 and 32 is connected to the detection-side ground pad 3 B on the base 1 via a wiring 21. In this example, the driving side ground pad 3B is connected to a pair of wirings 6A and 6B, and the wirings 6A and 6B surround the driving side signal pad 2B and are connected to the wirings 6C and 6D on the edge of the base 1. Has been. Here, the wirings 6C and 6D are formed on the surface of the base 1, and each of the wirings 6C and 6D is continuous with the wiring 7 on the side surface of the support portion 15B and the ground wirings 23A and 23B on the surface.
[0037]
Each detection side signal pad 4C, 4D is connected to each detection side signal electrode 8 respectively. Each detection-side ground pad 5C, 5D is connected to the detection-side ground electrode 9 on the side surface of the detection vibrating piece.
[0038]
In this example, a plurality of detection-side signal pads 4C and 4D are arranged in line-symmetric positions with respect to a straight line X connecting the driving-side signal pad 2B and the driving-side ground pad 3B. As a result, the electrostatic coupling between the drive side signal pad 2B and each of the detection side signal pads 4C, 4D can be brought close to and canceled.
[0039]
In this example, the plurality of detection-side signal pads 5C and 5D are arranged in line symmetry with respect to the straight line X.
[0040]
Furthermore, in this example, the area ratio which occupies on the base part of each detection side grounding pad 5C and 5D is large compared with the example of FIGS. Each pad 5C, 5D is interposed between each signal pad 2B and 4C, 4D. This can further reduce the contribution of capacitive coupling.
[0041]
9 to 11 show a vibrating gyroscope according to a third embodiment of the present invention. FIG. 9 is an enlarged view of the base 1, and FIGS. 10 and 11 are plan views showing electrode patterns. FIG. 11 illustrates a drive side signal electrode, a drive side ground electrode, a detection side signal electrode, a detection side ground electrode, and corresponding pads. In FIG. 10, the drive side ground electrode, the drive side ground pad, and the connection wiring thereof are illustrated. The form and operation of the vibrator 14 are as described with reference to FIG.
[0042]
In this example, the electrode patterns of the drive vibration pieces 16A to 16D and the electrode patterns on the detection vibration pieces 18A and 18B are substantially the same as the examples shown in FIGS. In this example, as shown in FIG. 9, on the surface of the base portion 1, a driving side signal pad 2B, a driving side ground pad 3B, two detection side signal pads 4E and 4F, and detection side ground pads 5C and 5D are formed. Has been. Each drive-side signal electrode 11 and 10 is connected to a drive-side signal pad 2B on the base 1 via a wiring 38, respectively. Each drive-side ground electrode 22 and 32 is connected to the detection-side ground pad 3 B on the base 1 via a wiring 21. In this example, the driving side ground pad 3B is connected to a pair of wirings 6A and 6B, and the wirings 6A and 6B surround the driving side signal pad 2B and are connected to the wirings 6C and 6D on the edge of the base 1. Has been. Here, the wirings 6C and 6D are formed on the surface of the base 1, and each of the wirings 6C and 6D is continuous with the wiring 7 on the side surface of the support portion 15B and the ground wirings 23A and 23B on the surface.
[0043]
Each detection-side signal pad 4E, 4F is connected to each detection-side signal electrode 8, respectively. Each detection-side ground pad 5C, 5D is connected to the detection-side ground electrode 9 on the side surface of the detection vibrating piece.
[0044]
In this example, a plurality of detection-side signal pads 4E and 4F are arranged in line-symmetric positions with respect to a straight line X connecting the drive-side signal pad 2B and the drive-side ground pad 3B. As a result, the electrostatic coupling between the driving side signal pad and each of the detection side signal pads 4E and 4F can be brought close to each other and canceled.
[0045]
Further, in this example, the plurality of detection-side ground pads 5C and 5D are arranged in line-symmetric positions with respect to the straight line X.
[0046]
Furthermore, in this example, the area ratio which occupies on the base part of each detection side grounding pad 5C and 5D is large compared with the example of FIGS. Each pad 5C, 5D is interposed between each signal pad 2B and 4E, 4F. This can further reduce the contribution of capacitive coupling.
[0047]
As shown in FIGS. 10 and 11, in this example, the weight parts 17 A to 17 D are not provided with through holes, and electrical connection is made using the weight part, the side of the drive vibration piece, and the detection vibration piece. Yes.
[0048]
【Example】
A vibrating gyroscope having the form shown in FIGS. 1 to 4 was produced. Specifically, a chrome film having a thickness of 200 angstroms and a gold film having a thickness of 5000 angstroms were formed at predetermined positions on a quartz Z-plate wafer having a thickness of 0.3 mm by sputtering. Resist was coated on both sides of the wafer.
[0049]
This wafer is immersed in an aqueous solution of iodine and potassium iodide, and the excess gold film is removed by etching. Further, the wafer is immersed in an aqueous solution of cerium ammonium nitrate and perchloric acid, and the excess chromium film is etched. Removed. The wafer was immersed in ammonium bifluoride at a temperature of 80 ° C. for 20 hours, and the wafer was etched to form the outer shape of the vibrator. An aluminum film having a thickness of 2000 angstroms was formed as an electrode film using a metal mask.
[0050]
The length of each side of the base 1 of the obtained vibrator was 0.4 mm. The lengths of the support portions 15A and 15B and the length of the detection vibrating piece 20 were 0.8 mm. The width of each support part and each bending vibration piece was 0.05 and 0.07 mm.
[0051]
This vibrator was driven by self-excited oscillation by a rectangular wave of 0.5 volts to generate drive vibration, and the vibrator 14 was rotated within a predetermined plane. The natural resonance frequency of the drive vibration is 45 kHz, and the natural resonance frequency of the detection vibration mode is 46 kHz. As a result of measuring the detection sensitivity of the rotational angular velocity, a signal of 0.05 mV / ° / sec was obtained.
[0052]
Further, with the vibrator 14 being stationary, the drive vibration was excited, and the output from the detection vibration system 31A side and the output from the detection vibration system 31B side were measured. By removing the wirings 6A and 6B (see FIG. 1) as appropriate by laser ablation, both outputs could be adjusted to 23 mV. Therefore, if the difference between the output from the detection vibration system 31A side and the output from the detection vibration system 31B side is taken, the measured value of the rotational angular velocity is 0 ° / sec.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a vibratory gyroscope that measures a rotational angular velocity using a vibrator having a base, a drive vibration system protruding from the base, and a plurality of detection vibration systems protruding from the base. The noise caused by the electrostatic coupling between the driving side pad and the detection side pad can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a pad pattern in a base 1 of a vibration type gyroscope according to a first embodiment.
FIG. 2 is a plan view showing the form and operation of a vibrator 14;
FIG. 3 is a plan view showing an electrode pattern on the surface of the vibrating gyroscope according to the first embodiment (excluding a drive-side ground electrode pattern).
FIG. 4 is a plan view showing an electrode pattern on the surface of the vibrating gyroscope according to the first embodiment.
FIG. 5 is a plan view showing a pad pattern in a base portion 1 of a vibrating gyroscope according to a second embodiment.
FIG. 6 is a plan view showing an electrode pattern on the surface of a vibrating gyroscope according to a second embodiment (excluding a drive-side ground electrode pattern).
FIG. 7 is a plan view showing an electrode pattern on the surface of a vibrating gyroscope according to a second embodiment.
FIG. 8 is an enlarged perspective view of the vicinity of the base of the support portion.
FIG. 9 is a plan view showing a pad pattern in a base portion 1 of a vibrating gyroscope according to a third embodiment.
FIG. 10 is a plan view showing an electrode pattern on the surface of a vibrating gyroscope according to a third embodiment (excluding a drive-side ground electrode pattern).
FIG. 11 is a plan view showing an electrode pattern on the surface of a vibrating gyroscope according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Base 2A, 2B Drive side signal pad 3A, 3B Drive side ground pad 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F Detection side signal pad 5A, 5B, 5C, 5D Detection side ground pad 6A, 6B Drive side signal pad and Wiring between detection side signal pads 6C, 6D Wiring near the base of the supporting portion 7 Wiring on the side surface of the supporting portion 12, 13 Through hole 15A, 15B Supporting portions 16A, 16B, 16C, 16D Drive vibrating piece 20 Detected vibration Pieces 23A, 23B Ground wiring on the surface of the support part 30A, 30B Drive vibration system 31A, 31B Detection vibration system 38 Connection part on the surface of the support part G1 Center of gravity of the drive side signal pad G2 Center of gravity of the drive side ground pad X Drive side A straight line connecting the signal pad and the drive side ground pad

Claims

A vibratory gyroscope equipped with a vibrator,
The vibrator includes a base, a plurality of drive vibration systems protruding from the base, and a plurality of detection vibration pieces protruding from the base.
Each of the drive vibration systems includes an elongate support portion and a drive vibration piece extending in a direction intersecting the support portion from the support portion, and the drive vibration piece is predetermined with a root to the support portion as a center. Bending vibration in a plane, and when the vibrator rotates in a predetermined plane, the support portion bends and vibrates in the predetermined plane around the base to the base,
When the vibrator is rotated in the predetermined plane, the detection vibrating piece bends and vibrates in the predetermined plane around the root to the base,
The vibration-type gyroscope is formed on a drive-side signal electrode formed on the drive vibration piece , a drive-side ground electrode for applying an AC voltage between the drive-side signal electrode, and the detection vibration piece , respectively. Detection-side signal electrode and detection-side ground electrode, drive-side signal pad formed on the base corresponding to the drive-side signal electrode, and drive formed on the base corresponding to the drive-side ground electrode Side ground pads, a plurality of detection side signal pads formed on the base corresponding to the detection side signal electrodes, and a plurality of detection side ground pads formed on the base corresponding to the detection side ground electrodes With
A plurality of the detection-side signal pads are arranged symmetrically with respect to a straight line connecting the drive-side signal pad and the drive-side ground pad, and from the drive-side ground pad to the drive-side signal pad And a pair of wirings branching from the wiring to both sides of the straight line, and the pair of wirings includes the driving side signal pad, each detection side signal pad, and each detection. A vibrating gyroscope characterized by being provided between the side ground pads .

2. The vibration type according to claim 1, wherein a plurality of the detection-side ground pads are arranged in line-symmetric positions with respect to a straight line connecting the drive-side signal pad and the drive-side ground pad. Gyroscope.

The vibrating gyroscope according to claim 1, wherein the plurality of detection-side signal pads have a substantially line-symmetric shape with respect to the straight line.

4. The vibrating gyroscope according to claim 2, wherein the plurality of detection-side ground pads have a substantially line-symmetric shape with respect to the straight line.

The connection part which connects the said drive side signal pad and the said drive side signal electrode, and the grounding wiring are provided on the said support part, The ground wiring of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. vibratory gyroscope as claimed in.