JPH03150914A - 振動子 - Google Patents
振動子Info
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- JPH03150914A JPH03150914A JP1290757A JP29075789A JPH03150914A JP H03150914 A JPH03150914 A JP H03150914A JP 1290757 A JP1290757 A JP 1290757A JP 29075789 A JP29075789 A JP 29075789A JP H03150914 A JPH03150914 A JP H03150914A
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- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
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Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は振動子に関し、特にたとえば振動ジャイロの
ように振動を利用した装置に用いられる、振動子に関す
る。
ように振動を利用した装置に用いられる、振動子に関す
る。
（従来技術）
第５図は従来の振動子の一例を示す横断面図である。こ
の振動子１は、エリンバなどの恒弾性金属材料からなる
正３角柱状の振動体２を含み、振動体２の３つの側面の
中央には、短冊状の圧電素子３ａ、３ｂおよび３ｃが、
それぞれ接着されている。すなわち、圧電素子３ａは、
圧電層４ａの両生面に電極５ａおよび６ａを形成したも
のであり、一方の電極５ａが振動体２の１つの側面に接
着される。同様に、他の圧電素子３ｂおよび３Ｃも、そ
れぞれ、圧電層４ｂおよび４Ｃの両生面に電極５ｂ、６
ｂおよび５ｃ、５ｃを形成したものであり、一方の電極
５ｂおよび５Ｃが振動体２の他の２つの側面にそれぞれ
接着される。
の振動子１は、エリンバなどの恒弾性金属材料からなる
正３角柱状の振動体２を含み、振動体２の３つの側面の
中央には、短冊状の圧電素子３ａ、３ｂおよび３ｃが、
それぞれ接着されている。すなわち、圧電素子３ａは、
圧電層４ａの両生面に電極５ａおよび６ａを形成したも
のであり、一方の電極５ａが振動体２の１つの側面に接
着される。同様に、他の圧電素子３ｂおよび３Ｃも、そ
れぞれ、圧電層４ｂおよび４Ｃの両生面に電極５ｂ、６
ｂおよび５ｃ、５ｃを形成したものであり、一方の電極
５ｂおよび５Ｃが振動体２の他の２つの側面にそれぞれ
接着される。
この振動子ｌを振動ジャイロに用いる際には、たとえば
、１つの圧電素子３ａが帰還用に用いられ、他の２つの
圧電素子３ｂおよび３Ｃが駆動用および検出用に用いら
れ、さらに、振動体２が接地される。
、１つの圧電素子３ａが帰還用に用いられ、他の２つの
圧電素子３ｂおよび３Ｃが駆動用および検出用に用いら
れ、さらに、振動体２が接地される。
第６図はそのような振動ジャイロの一例を示す回路図で
ある。すなわち、この振動ジャイロ７では、振動子１の
帰還用の圧電素子３ａの他方の電極６ａが、振動子１を
駆動するための帰還ループの一部を構成しかつオペアン
プ８ａを有する反転増幅回路８を通して、たとえば２段
のＲＣフィルタからなる位相補正回路９の入力側に接続
される。
ある。すなわち、この振動ジャイロ７では、振動子１の
帰還用の圧電素子３ａの他方の電極６ａが、振動子１を
駆動するための帰還ループの一部を構成しかつオペアン
プ８ａを有する反転増幅回路８を通して、たとえば２段
のＲＣフィルタからなる位相補正回路９の入力側に接続
される。
この位相補正回路９の出力側は、固定抵抗器１０ａおよ
び１０ｂを通して、他の２つの圧電素子３ｂおよび３Ｃ
の電極６ｂおよび６Ｃに、それぞれ接続される。また、
振動子１の振動体２は、金属からなるアース端子１１で
接地される。さらに、２つの圧電素子３ｂおよび３Ｃの
電極６ｂおよび６Ｃは、差動増幅器１２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。
び１０ｂを通して、他の２つの圧電素子３ｂおよび３Ｃ
の電極６ｂおよび６Ｃに、それぞれ接続される。また、
振動子１の振動体２は、金属からなるアース端子１１で
接地される。さらに、２つの圧電素子３ｂおよび３Ｃの
電極６ｂおよび６Ｃは、差動増幅器１２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。
この振動ジャイロ７では、圧電素子３ａからの出力が反
転増幅回路８などを通して２つの圧電素子３ｂおよび３
ｃに帰還されるため、振動子１が自励振駆動する。
転増幅回路８などを通して２つの圧電素子３ｂおよび３
ｃに帰還されるため、振動子１が自励振駆動する。
そして、その状態で、振動子１をその軸を中心として回
転すれば、その回転角速度に応じた電圧が、２つの圧電
素子３ｂおよび３Ｃ間に生じる。
転すれば、その回転角速度に応じた電圧が、２つの圧電
素子３ｂおよび３Ｃ間に生じる。
この電圧は、差動増幅器１２で検出されて出力される。
したがって、この振動ジャイロ７では、差動増幅器１２
の出力をもって回転角速度を知ることができる。
の出力をもって回転角速度を知ることができる。
（発明が解決しようとする課Ｂ）
ところが、上述の振動子ｌでは、振動体２に圧電素子３
ａ〜３Ｃが接着されるため、超小型化が困難である。す
なわち、振動体２をあまり小さくすると、圧電素子３３
〜３Ｃを振動体２に正確に接着することができない。
ａ〜３Ｃが接着されるため、超小型化が困難である。す
なわち、振動体２をあまり小さくすると、圧電素子３３
〜３Ｃを振動体２に正確に接着することができない。
また、この振動子１では、振動体２として恒弾性金属材
料を用いるので、コストがかかる。
料を用いるので、コストがかかる。
さらに、この振動子１を駆動するためには、振動体２を
接地しなければならないだけでなく、駆動用の帰還ルー
プに位相補正回路が必要であるので、回路構成が複雑と
なる。
接地しなければならないだけでなく、駆動用の帰還ルー
プに位相補正回路が必要であるので、回路構成が複雑と
なる。
それゆえに、この発明の主たる目的は、安価で超小型化
が可能であり、しかも簡単な回路で駆動することができ
る、振動子を提供することである。
が可能であり、しかも簡単な回路で駆動することができ
る、振動子を提供することである。
（課題を解決するための手段）
この発明は、圧電材料からなる多角柱状の振動体と、振
動体の少なくとも３つの側面に形成されるそれぞれの電
極とを含む、振動子である。
動体の少なくとも３つの側面に形成されるそれぞれの電
極とを含む、振動子である。
（作用）
この振動子では、振動体として圧電材料が用いられ恒弾
性金属材料が用いられない。
性金属材料が用いられない。
さらに、振動体の側面には、圧電素子が接着されず、電
極が形成される。この場合、振動体を小さく形成しても
、たとえば蒸着やスパッタリングなどの方法で振動体の
側面に電極を正確に形成することができる。
極が形成される。この場合、振動体を小さく形成しても
、たとえば蒸着やスパッタリングなどの方法で振動体の
側面に電極を正確に形成することができる。
また、この振動子は、少なくとも１つの電極と他の電極
との間に駆動用の帰還ループを接続すれば、自動振駆動
する。この場合、振動体を接地する必要がない。さらに
、振動体を接地しないため共振点の位相はＯｏまたは１
８０°となり、駆動用の帰還ループには、位相補正回路
が不要となる。
との間に駆動用の帰還ループを接続すれば、自動振駆動
する。この場合、振動体を接地する必要がない。さらに
、振動体を接地しないため共振点の位相はＯｏまたは１
８０°となり、駆動用の帰還ループには、位相補正回路
が不要となる。
（発明の効果）
この発明によれば、安価で超小型化が可能であり、しか
も簡単な回路で駆動することができる、振動子が得られ
る。
も簡単な回路で駆動することができる、振動子が得られ
る。
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。
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。
（実施例）
第１Ａ図はこの発明の一実施例を示す斜視図であり、第
１Ｂ図は第１Ａ図の線ＩＢ−ＩＢにおける断面図である
。
１Ｂ図は第１Ａ図の線ＩＢ−ＩＢにおける断面図である
。
この振動子２０は、たとえば水晶、セラミックなどの圧
電材料からなるたとえば正３角柱状の振動体２２を含む
。この振動体２２は、第１Ｂ図に矢印で示すように、１
つの側面に略直交する方向に分極または圧電性を示して
いる。この振動体２２は、たとえば、次の方法で形成さ
れる。
電材料からなるたとえば正３角柱状の振動体２２を含む
。この振動体２２は、第１Ｂ図に矢印で示すように、１
つの側面に略直交する方向に分極または圧電性を示して
いる。この振動体２２は、たとえば、次の方法で形成さ
れる。
まず、振動体２２の高さと略同じ厚みを有する圧電材料
からなる圧電板を準備する。そして、この圧電板の両生
面間に直流電圧を印加して、圧電板をその主面に略直交
する方向に分極する。それから、分極した圧電板の主面
が１つの側面となるように、圧電板を正３角柱状に切断
することによって、振動体２２が形成される。
からなる圧電板を準備する。そして、この圧電板の両生
面間に直流電圧を印加して、圧電板をその主面に略直交
する方向に分極する。それから、分極した圧電板の主面
が１つの側面となるように、圧電板を正３角柱状に切断
することによって、振動体２２が形成される。
この振動体２２の３つの側面の中央には、それぞれ、電
極２４ａ、２４ｂおよび２４Ｃが形成される。これらの
電極２４３〜２４ｃは、それぞれ、たとえば蒸着やスパ
ッタリングなどの方法によってたとえば金、！Ｌ 銅、
ニッケルあるいはアルミニウムなどの電極材料で形成さ
れる。そのため、振動体２２を小さく形成しても、電極
２４８〜２４ｃは振動体２２に正確に形成される。なお
、これらの電極２４ａ〜２４Ｃを形成後に、それらの電
極などで振動体２２を分極処理してもよい。
極２４ａ、２４ｂおよび２４Ｃが形成される。これらの
電極２４３〜２４ｃは、それぞれ、たとえば蒸着やスパ
ッタリングなどの方法によってたとえば金、！Ｌ 銅、
ニッケルあるいはアルミニウムなどの電極材料で形成さ
れる。そのため、振動体２２を小さく形成しても、電極
２４８〜２４ｃは振動体２２に正確に形成される。なお
、これらの電極２４ａ〜２４Ｃを形成後に、それらの電
極などで振動体２２を分極処理してもよい。
この振動子２０では、振動体２２として圧電材料が用い
られ恒弾性金属材料が用いられないので、第５図に示す
従来の振動子と比べて安価になる。
られ恒弾性金属材料が用いられないので、第５図に示す
従来の振動子と比べて安価になる。
しかも、振動体２２を小さく形成しても、電極２４ａ〜
２４ｃを振動体２２に正確に形成することができるので
、超小型化が可能となる。そのため、この振動子２０は
、たとえばカメラの手振れ防止用の振動ジャイロなどの
装置に有効に用いられる。
２４ｃを振動体２２に正確に形成することができるので
、超小型化が可能となる。そのため、この振動子２０は
、たとえばカメラの手振れ防止用の振動ジャイロなどの
装置に有効に用いられる。
次に、第２図を参照して、この振動子２０を用いた振動
ジャイロについて説明する。
ジャイロについて説明する。
この振動ジャイロ３０では、振動子２０において、たと
えば１つの電極２４ａが帰還用に用いられ、他の２つの
電極２４ｂおよび２４ｃが駆動用および検出用に用いら
れる。
えば１つの電極２４ａが帰還用に用いられ、他の２つの
電極２４ｂおよび２４ｃが駆動用および検出用に用いら
れる。
そのため、振動子２０の電極２４ａは、振動子２０を駆
動するための帰還ループの一部を構成しかつオペアンプ
３２ａを有する反転増幅回路３２の入力側に接続される
。この反転増幅回路３２の出力側は、スプリアスを防止
するためのたとえばＲＣフィルタ３４の入力側に接続さ
れる。このＲＣフィルタ３４の出力側は、固定抵抗器３
６ａおよび３６ｂを通して、他の２つの電極２４ｂおよ
び２４ｃにそれぞれ接続される。なお、このＲＣフィル
タ３４は、特に設けられなくてもよい。この場合、反転
増幅回路３２の出力側は、固定抵抗器３６ａおよび３６
ｂを通して、２つの電極２４ｂおよび２４Ｃにそれぞれ
接続される。
動するための帰還ループの一部を構成しかつオペアンプ
３２ａを有する反転増幅回路３２の入力側に接続される
。この反転増幅回路３２の出力側は、スプリアスを防止
するためのたとえばＲＣフィルタ３４の入力側に接続さ
れる。このＲＣフィルタ３４の出力側は、固定抵抗器３
６ａおよび３６ｂを通して、他の２つの電極２４ｂおよ
び２４ｃにそれぞれ接続される。なお、このＲＣフィル
タ３４は、特に設けられなくてもよい。この場合、反転
増幅回路３２の出力側は、固定抵抗器３６ａおよび３６
ｂを通して、２つの電極２４ｂおよび２４Ｃにそれぞれ
接続される。
さらに、これらの２つの電極２４ｂおよび２４Ｃは、差
動増幅器３８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。
動増幅器３８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。
この振動ジャイロ３０では、振動子２ｏの電極２４ａか
らの出力が、反転増幅回路３２などを通して、振動子２
０の２つの電極２４ｂおよび２４Ｃに帰還される。その
ため、振動子２ｏは、自動振駆動する。
らの出力が、反転増幅回路３２などを通して、振動子２
０の２つの電極２４ｂおよび２４Ｃに帰還される。その
ため、振動子２ｏは、自動振駆動する。
そして、その状態で振動子２０をその軸を中心として回
転すれば、その回転角速度に応じた電圧が、振動子２０
の２つの電極２４ｂおよび２４Ｃ間に生じる。この電圧
は、差動増幅器３８で検出されて出力される。したがっ
て、この振動ジャイロ３０では、差動増幅器３８の出力
をもって回転角速度を知ることができる。
転すれば、その回転角速度に応じた電圧が、振動子２０
の２つの電極２４ｂおよび２４Ｃ間に生じる。この電圧
は、差動増幅器３８で検出されて出力される。したがっ
て、この振動ジャイロ３０では、差動増幅器３８の出力
をもって回転角速度を知ることができる。
上述のように、この振動子２０では、第５図に示す従来
の振動子と比べて、それを駆動するための帰還ループに
位相補正回路が不要となり、簡単な回路で駆動すること
できる。
の振動子と比べて、それを駆動するための帰還ループに
位相補正回路が不要となり、簡単な回路で駆動すること
できる。
第３図は上述の振動子２０を用いた振動ジャイロの他の
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
この振動ジャイロ３０では、特に、振動子２゜を駆動す
るための帰還ループとして、反転増幅回路に代えて反転
増幅器４０が用いられている。すなわち、この反転増幅
器４０は、その入力端が振動子２０の電極２４ａに接続
され、その出力端が固定抵抗器３６ａおよび３６ｂ−ｔ
−通して他の２つの電極２４ｂおよび２４ｃにそれぞれ
接続される。
るための帰還ループとして、反転増幅回路に代えて反転
増幅器４０が用いられている。すなわち、この反転増幅
器４０は、その入力端が振動子２０の電極２４ａに接続
され、その出力端が固定抵抗器３６ａおよび３６ｂ−ｔ
−通して他の２つの電極２４ｂおよび２４ｃにそれぞれ
接続される。
さらに、この反転増幅器４０の入力端と出力端とは、固
定抵抗器４２を介して接続される。
定抵抗器４２を介して接続される。
この振動ジャイロ３０でも、第２図に示す振動ジャイロ
と同様に駆動しかつ回転角速度を知ることができる。
と同様に駆動しかつ回転角速度を知ることができる。
なお、上述の実施例では、振動子２０の振動体２２が正
３角柱状に形成されているが、この発明では、振動体は
、たとえば第４図に示すように６角柱状や他の多角柱状
に形成されてもよい。また、振動体が４つ以上の側面を
有するときには、３つに限らず４つ以上の側面にそれぞ
れ電極を形成してもよい。
３角柱状に形成されているが、この発明では、振動体は
、たとえば第４図に示すように６角柱状や他の多角柱状
に形成されてもよい。また、振動体が４つ以上の側面を
有するときには、３つに限らず４つ以上の側面にそれぞ
れ電極を形成してもよい。
第１Ａ図はこの発明の一実施例を示す斜視図であり、第
１Ｂ図は第１Ａ図の線ＩＢ−ＩＢにおける断面図である
。 第２図は第１Ａ図および第１Ｂ図に示す振動子を用いた
振動ジャイロの一例を示す回路図である。 第３図は第１Ａ図および第１Ｂ図に示す振動子を用いた
振動ジャイロの他の例を示す回路図である。 第４図はこの発明の他の実施例を示す横断面図である。 第５図は従来の振動子の一例を示す横断面図である。 第６図は第５図に示す振動子を用いた振動ジャイロの一
例を示す回路図である。 図において、２０は振動子、２２は振動体、２４ａ、２
４ｂおよび２４ｃは電極を示す。
１Ｂ図は第１Ａ図の線ＩＢ−ＩＢにおける断面図である
。 第２図は第１Ａ図および第１Ｂ図に示す振動子を用いた
振動ジャイロの一例を示す回路図である。 第３図は第１Ａ図および第１Ｂ図に示す振動子を用いた
振動ジャイロの他の例を示す回路図である。 第４図はこの発明の他の実施例を示す横断面図である。 第５図は従来の振動子の一例を示す横断面図である。 第６図は第５図に示す振動子を用いた振動ジャイロの一
例を示す回路図である。 図において、２０は振動子、２２は振動体、２４ａ、２
４ｂおよび２４ｃは電極を示す。
Claims (1)
- 圧電材料からなる多角柱状の振動体、および前記振動
体の少なくとも３つの側面に形成されるそれぞれの電極
を含む、振動子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1290757A JP2608536B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 振動子 |
| US07/606,286 US5117148A (en) | 1989-11-07 | 1990-10-31 | Vibrator |
| DE69016743T DE69016743T2 (de) | 1989-11-07 | 1990-11-05 | Vibrator. |
| EP90121146A EP0427177B1 (en) | 1989-11-07 | 1990-11-05 | Vibrator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1290757A JP2608536B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03150914A true JPH03150914A (ja) | 1991-06-27 |
| JP2608536B2 JP2608536B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=17760141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1290757A Expired - Lifetime JP2608536B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2608536B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH05133755A (ja) * | 1991-11-13 | 1993-05-28 | Akai Electric Co Ltd | 診断機能付振動ジヤイロ |
| JPH0573518U (ja) * | 1992-03-11 | 1993-10-08 | 株式会社トーキン | 圧電振動ジャイロ |
| JPH0618268A (ja) * | 1992-07-06 | 1994-01-25 | Akai Electric Co Ltd | 振動ジャイロ用振動子 |
| JPH07301534A (ja) * | 1994-04-29 | 1995-11-14 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電振動ジャイロ |
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1989
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