JPH07167662A

JPH07167662A - 検出回路

Info

Publication number: JPH07167662A
Application number: JP6220733A
Authority: JP
Inventors: Akio Nakajima; 章夫中島
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【構成】振動子を励振させるために第１の電極と第１
の電極と直角方向に第２の電極を有し、さらに発生電界
を取り出すために、第２の電極に接続された第３の電極
と、第３の電極と対向面上に第４の電極、第３の電極と
同一平面上に第５の電極、第４の電極と同一平面上に第
６の電極を有する水晶振動子２０と、水晶振動子の第１
の電極を入力に第２の電極を出力に接続する反転増幅器
３２を有する発振回路３０と、水晶振動子の第５の電極
と第６の電極を入力とする差動増幅回路４０と、差動増
幅回路の出力を入力とし発振回路出力を検波信号とする
検波回路５０と、検波回路出力を入力とする出力増幅回
路６０とを備える。【効果】検波回路出力にドリフトが発生せず、測定精
度が著しく高くなるという効果がある。さらに、回路構
成が簡単なため、量産性が良好であるという効果も有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動子を用いた角速度
センサーにおける回転角速度を検出する検出回路に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から機械式の回転ジャイロスコープ
が、飛行機や船舶の慣性航法装置として使われている。
この機械式の回転ジャイロスコープは、安定した性能を
もっているが、その反面、装置が大きくなり、価格も高
く、小型機器へ組み込むことは困難である。

【０００３】また、最近では振動子を振動させて、振動
する振動子上の検出素子から、コリオリの力を検出する
振動型角速度センサーの実用化が進んでいる。

【０００４】この振動型角速度センサーは、ジャイロス
コープを構成する振動子を一定の振動数で振動させる方
式である。この振動した状態で回転力が加わると、コリ
オリの力が、振動子の質量と同じ振動数で振動方向に直
角な力として生じる。

【０００５】この力による振動を検出することによっ
て、角速度を測定するのが振動型角速度センサーの原理
である。

【０００６】上記の原理に基づいた角速度センサーを用
いた検出回路としては、たとえば特開平３−１７２７１
１号公報で開示されている。

【０００７】この公報に記載の振動子は、駆動部分と検
知部分とを直交させて接合した振動ユニットを、連結ブ
ロックで連結して音叉構造とした複合振動子である。

【０００８】従来、振動子としてはエリンバーなどの恒
弾性金属、またはＰＺＴ系の圧電セラミックを用いてい
る。ここで恒弾性金属を用いた振動子の場合は、駆動お
よび検出のため、恒弾性金属の表面に電極を形成し、そ
の電極上に薄い圧電素子を接着し、さらにその圧電素子
上に電極を形成している。

【０００９】また、振動子を発振させる発振回路は、原
理的には増幅器と帰還回路とで構成している。

【００１０】一般に、増幅器の増幅率をα、増幅器の位
相遅れをθ１、帰還回路の伝達率をβ、位相遅れをθ２
とすると、発振回路の発振条件は｜α｜・｜β｜＞１（１） θ１＋θ２＝３６０° （２）である。

【００１１】従来は発振条件の第（２）式を満たすため
に、増幅回路で位相を１８０°遅らせ、さらに複数の抵
抗と容量との組み合わせの移相回路で９０°位相を遅ら
せ、最後に抵抗と圧電素子自身の容量で９０°位相を遅
らせて、１ループを３６０°とする発振回路を用いて検
出回路を構成している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
発振回路は上述したように、移相回路、および抵抗と圧
電素子自身の容量による位相シフトが必要である。この
ため、温度の変化による移相回路の定数変化によって、
帰還回路の伝達率β、位相遅れθ２が変化して発振が不
安定になる。

【００１３】したがって、回転力が加わったとき、コリ
オリの力により振動子に発生する振動自体も不安定にな
り、検波回路出力にドリフトが発生し、角速度センサー
の精度を著しく悪くするという課題がある。

【００１４】さらに、移相回路の複数の抵抗により、帰
還回路の伝達率βが低くなるため、上記発振条件の第
（１）式を満たすために、増幅器の増幅率αを大きくし
たり、複数個の増幅器を必要とする。

【００１５】また、帰還回路の伝達率βを一定に保って
発振を安定化するために、基準電圧発生回路なども必要
になり、検出回路が複雑化するという課題がある。

【００１６】これらの課題を解決するために、本発明の
目的は、簡単な構成で高安定に発振する発振回路を有
し、測定精度の高い、量産性に適した回転角速度の検出
回路を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における検出回路は、下記記載の構成を採用
する。

【００１８】本発明の検出回路は、振動子を励振させる
ために第１の電極と第１の電極と直角方向に第２の電極
を有し、さらに発生電界を取り出すために、第２の電極
に接続された第３の電極と、第３の電極と対向面上に第
４の電極、第３の電極と同一平面上に第５の電極、第４
の電極と同一平面上に第６の電極を有する水晶振動子
と、水晶振動子の第１の電極を入力に第２の電極を出力
に接続する反転増幅器を有する発振回路と、水晶振動子
の第５の電極と第６の電極を入力とする差動増幅回路
と、差動増幅回路の出力を入力とし発振回路出力を検波
信号とする検波回路と、検波回路出力を入力とする出力
増幅回路とを備えることを特徴とする。

【００１９】本発明の検出回路は、振動子を励振させる
ために第１の電極と第１の電極と直角方向に第２の電極
を有し、さらに発生電界を取り出すために、第２の電極
に接続された第３の電極、第３の電極と対向面上に第４
の電極および第５の電極を有する水晶振動子と、水晶振
動子の第１の電極を入力に第２の電極を出力に接続する
反転増幅器を有する発振回路と、水晶振動子の第４の電
極と第５の電極を入力とする差動増幅回路と、差動増幅
回路の出力を入力とし発振回路出力を検波信号とする検
波回路と、検波回路出力を入力とする出力増幅回路とを
備えることを特徴とする。

【００２０】本発明の検出回路は、振動子を励振させる
ために第１の電極と第１の電極と直角方向に第２の電極
を有し、さらに発生電界を取り出すために、第２の電極
に接続された第３の電極、第３の電極と直交面上に第４
の電極、第４の電極の対向面上に第５の電極を有する水
晶振動子と、水晶振動子の第１の電極を入力に第２の電
極を出力に接続する反転増幅器を有する発振回路と、水
晶振動子の第４の電極と第５の電極を入力とする差動増
幅回路と、差動増幅回路の出力を入力とし発振回路出力
を検波信号とする検波回路と、検波回路出力を入力とす
る出力増幅回路とを備えることを特徴とする。

【００２１】本発明の検出回路は、振動子を励振させる
ために第１の電極と第１の電極と直角方向に第２の電極
を有し、さらに発生電界を取り出すために、第２の電極
に接続された第３の電極と、第３の電極と対向面上に第
４の電極、第３の電極と同一平面上に第５の電極、第４
の電極と同一平面上に第６の電極を有する水晶振動子
と、水晶振動子の第１の電極を出力に第２の電極を入力
に接続する反転増幅器を有する発振回路と、水晶振動子
の第５の電極と第６の電極を入力とする差動増幅回路
と、差動増幅回路の出力を入力とし発振回路出力を検波
信号とする検波回路と、検波回路出力を入力とする出力
増幅回路とを備えることを特徴とする。

【００２２】本発明の検出回路は、振動子を励振させる
ために第１の電極と第１の電極と直角方向に第２の電極
を有し、さらに発生電界を取り出すために、第２の電極
に接続された第３の電極、第３の電極と対向面上に第４
の電極および第５の電極を有する水晶振動子と、水晶振
動子の第１の電極を出力に第２の電極を入力に接続する
反転増幅器を有する発振回路と、水晶振動子の第４の電
極と第５の電極を入力とする差動増幅回路と、差動増幅
回路の出力を入力とし発振回路出力を検波信号とする検
波回路と、検波回路出力を入力とする出力増幅回路とを
備えることを特徴とする。

【００２３】本発明の検出回路は、振動子を励振させる
ために第１の電極と第１の電極と直角方向に第２の電極
を有し、さらに発生電界を取り出すために、第２の電極
に接続された第３の電極、第３の電極と直交面上に第４
の電極、第４の電極の対向面上に第５の電極を有する水
晶振動子と、水晶振動子の第１の電極を出力に第２の電
極を入力に接続する反転増幅器を有する発振回路と、水
晶振動子の第４の電極と第５の電極を入力とする差動増
幅回路と、差動増幅回路の出力を入力とし発振回路出力
を検波信号とする検波回路と、検波回路出力を入力とす
る出力増幅回路とを備えることを特徴とする。

【００２４】

【作用】本発明の検出回路において、２つの第１の電極
と、この電極と直角方向に２つの第２の電極とを有する
水晶振動子の第１の電極を反転増幅器の入力に、第２の
電極を反転増幅器の出力に接続して、帰還回路に水晶振
動子を挿入する発振回路を構成する。

【００２５】周波数３２ＫＨｚ近傍で発振する水晶振動
子による帰還回路は、増幅率｜β｜が０．２〜０．９程
度になり、位相遅れθ２はほぼ１８０°になる。また、
これより高い周波数でも、周波数を選択すれば同じよう
な条件が得られる。

【００２６】一方、反転増幅器の増幅率は一般に２０〜
３０ｄｂ以上あり、３０ＫＨｚ程度の周波数では、一般
の反転増幅器の位相回転はほとんど１８０゜に近いか
ら、第（１）式および第（２）式の発振条件を満たす。

【００２７】したがって、本発明の検出回路は、発振回
路において移相回路を必要としないため、温度変化によ
り発振が不安定になることがない。

【００２８】回転力が加わって、コリオリの力が発生す
ると、これにともなって発生する振動も安定化され、検
波出力のドリフト発生を防止することが可能となり、回
転角速度の検出精度が著しく向上する。

【００２９】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例における
検出回路の構成を説明する。

【００３０】はじめに、本発明の第１の実施例における
検出回路を、図面を基にして説明する。図１は本発明の
第１の実施例における振動子の電極配置構造を示す断面
図である。図２と図３とは本発明の第１の実施例におけ
る振動子の電極配置構造を示す平面図であり、図２は水
晶振動子の前面部を示し、図３は水晶振動子の後面部を
示す。図４は本発明の実施例における検出回路を示す回
路図である。以下図１から図４を用いて説明する。

【００３１】図１から図４に示す水晶振動子は、Ｘ軸
（電気軸）に関して、ＸＹ面を０゜〜１０゜回転してＹ
軸（機械軸）をＹ´軸としたＸＹ´面で水晶を切断し、
Ｙ´軸方向の伸縮を振動の中立面の両側に起こさせる電
極配置をした、いわゆるＸカット水晶振動子である。こ
こにＹ´軸に直行するＺ軸（光軸）をＺ´軸とする。

【００３２】図２に示すように、水晶振動子は枝部１
３、１４と基部１５とからなり、基部１５の末端は固定
部１６になって、外部への端子が形成されている。枝部
１３、１４と、基部１５に電極を図２、図３に示すよう
に形成し、図１に示すように、各々の電極を水晶振動子
の内部で接続する。図２、図３に示すに示す水晶振動子
は、一つの水晶基板から写真製版技術とエッチング技
術、あるいはワイヤーソー加工技術によって、一体に形
成される。

【００３３】図１に示すように、音叉の枝部１３のＹ´
Ｚ´面に平行な一方の面に電極１を設け、この電極１の
対向面に電極２を設け、さらにＸＹ´面に平行な面に電
極３を設け、この電極３の対向面に電極４を設ける。

【００３４】さらに、枝部１４のＸＹ´面に平行な一方
の面に電極５と電極６とを設け、電極５と電極６の対向
面に電極７と電極８とを設ける。

【００３５】そして、電極１と電極２を水晶振動子内で
接続して端子１０を設け、電極３と電極４を水晶振動子
内で接続して端子９を設ける。この電極１、２、３、４
が水晶振動子を励振させるための電極である。

【００３６】さらに、電極５と電極７と電極２とを水晶
振動子の内部で接続する。後に述べるように、これらの
電極２、５、７を接続する端子１０は、図４に示す発振
回路３０の出力に接続する。したがって、電極５と電極
７とは、発振回路の出力電圧と同じ電位を示す。

【００３７】またさらに、電極６より端子１２を設け、
電極８より端子１１を設ける。この電極６、８が、発生
電界を取り出すための電極である。前述のように、電極
５と電極７とが発振回路３０の出力と同電位になるた
め、端子１１、端子１２には発振回路３０の出力に発生
電界が重畳された出力が得られる。これらの電極１〜８
は、クロム（Ｃｒ）と金（Ａｕ）などの金属膜を薄膜形
成手段である真空蒸着法により形成している。

【００３８】上記の端子９、１０を図４の検出回路の発
振回路３０に接続する。図４に示すように、水晶振動子
２０の端子９を発振回路３０のＣＭＯＳトランジスタ
（相補型電界効果トランジスタ）で構成された反転増幅
器３２であるインバータの入力に接続し、端子１０を反
転増幅器３２の出力に接続する。さらに端子１１、１２
を差動増幅回路４０の入力に接続する。

【００３９】ここに、発振回路３０の抵抗３１は帰還抵
抗Ｒｆであり、コンデンサ３３、コンデンサ３４はそれ
ぞれ入力容量Ｃｉｎ、出力容量Ｃｏｕｔであり、水晶振
動子２０と共に帰還回路を形成する。

【００４０】本発明においては前記の発振条件の第
（１）式、第（２）式を満たしている。このため、電圧
を印加すると、図１の実線で示す方向に電界が印加さ
れ、発振回路は発振を開始してすぐに定常状態になり、
図２のＸ軸方向に、一定の共振周波数で自励振動する。

【００４１】この水晶振動子に角速度ωの回転力がＹ´
軸まわりに加わると、それに対応したコリオリの力Ｆｃ
が両方の音叉の枝部１３、１４に、互いに平行でかつ反
対方向に発生する。

【００４２】ここで、振動している枝の振動の速度ｖをｖ＝ａ・ｓｉｎω。ｔ（３）ａ：振動音叉の振幅 ω。：振動の周期とすれば、一つの音叉に働くコリオリの力Ｆｃは下記の
ようになる。Ｆｃ＝２ｍωｖ＝２ｍω・ａ・ｓｉｎω。ｔ（４）ｍ：音叉の振動部の質量

【００４３】角速度ωによる発生電界は、図１における
破線で示す矢印のようになり、端子１１、１２の検出出
力として、図４に示す差動増幅回路４０の入力に、発振
回路３０の出力に重畳して印加される。

【００４４】差動増幅回路４０の出力は、発振回路３０
の出力が差し引かれて、純粋に角速度ωによる発生電界
に依存するもののみとなる。ここで、差動増幅回路４０
の出力電圧の位相と発振回路３０の出力電圧の位相とを
同じにするために、発振回路３０の後に移相回路７０を
必要とする。

【００４５】差動増幅回路４０の入力に検出出力に重畳
して印加される発振回路３０の出力電圧は充分大きいた
め、差動増幅回路４０は安定に動作し、出力に発生する
ドリフトは非常に小さくなる。差動増幅回路４０の出力
は、さらに、検波回路５０の入力に印加され、発振回路
３０の出力によって検波される。

【００４６】検波回路５０の出力は、平滑回路を含む出
力増幅回路６０の入力に接続され、そして出力増幅回路
６０の出力は回転角速度に比例した直流電圧となる。こ
の直流電圧値の大きさから回転角速度を知ることがで
き、角速度検出装置（ジャイロスコープ）を実現するこ
とができる。

【００４７】つぎに、本発明の第２の実施例における検
出回路を図面を基に説明する。図５は本発明の第２の実
施例における振動子の電極配置構造を示す断面図であ
る。図６と図７と図８は本発明の第２の実施例における
振動子の電極構造構造を示す平面図であり、図６は水晶
振動子の前面図、図７は側面部、図８は後面部を示す。
以下図４、および図５から図８を用いて説明する。

【００４８】第１の実施例と同じく、図６に示すように
水晶振動子は、枝部１３、１４と、基部１５と、固定部
１６とからなる。枝部１３、１４と、基部１５とに電極
を図６、図７、図８に示すように形成し、図５に示すよ
うに、それぞれの電極を水晶振動子内部で接続する。

【００４９】図５に示すように、音叉の枝部１３のＹ´
Ｚ´面に平行な一方の面に電極１を設け、この電極１の
対向面に電極２を設け、さらにＸＹ´面に平行な面に電
極３を設け、この電極３の対向面に電極４を設ける。

【００５０】さらに、枝部１４のＹ´Ｚ´面に平行な一
方の面に電極５と電極６とを設け、この電極５、６の対
向面に電極７を設ける。

【００５１】そして、電極１と電極２を水晶振動子内で
接続して端子９を設け、電極３と電極４を水晶振動子内
で接続して端子１０を設ける。この電極１、２、３、４
が水晶振動子を励振させるための電極である。

【００５２】またさらに、電極３と電極４と電極７とを
水晶振動子内部で接続する。後述するように、これらの
電極３、４、７を接続する端子１０は、図４に示す発振
回路３０の出力に接続する。したがって、電極７は発振
回路３０の出力電圧と同じ電位を示す。

【００５３】またさらに、電極６より端子１１を設け、
電極５より端子１２を設ける。この電極５、６が発生電
界を取り出すための電極である。前述のように、電極７
が発振回路３０の出力と同電位になるため、端子１１、
端子１２には発振回路３０の出力に発生電界が重畳され
た出力が得られる。

【００５４】上記の端子９を、図４の検出回路に示す発
振回路３０の反転増幅器３２の入力に、端子１０を反転
増幅器３２の出力に接続する。さらに、端子１１、１２
を差動増幅回路４０の入力に接続する。これ以降は第１
の実施例と同じ回路構成であり説明は省略する。

【００５５】つぎに、本発明の第３の実施例における検
出回路を図面を基に説明する。図９は本発明の第３の実
施例における振動子の電極配置構造を示す断面図であ
る。図１０と図１１は本発明の第３の実施例における振
動子の電極構造を示す平面図であり、図１０は水晶振動
子の前面図、図１１は後面部を示す。以下図４、および
図１０と図１１を用いて説明する。

【００５６】第１の実施例と同じく、図１０に示すよう
に水晶振動子は枝部１３、１４と基部１５、固定部１６
とからなる。枝部１３、１４と、基部１５に電極を図１
０、図１１に示すように形成し、図９に示すように、そ
れぞれの電極を水晶振動子内部で接続する。

【００５７】図９に示すように、音叉の枝部１３のＹ´
Ｚ´面に平行な一方の面に電極１を設け、この電極１の
対向面に電極２を設け、さらにＸＹ´面に平行な面に電
極３を設け、この電極３の対向面に電極４を設ける。

【００５８】さらに、枝部１４のＸＹ´面に平行な一方
の面に電極５を設け、この電極５の対向面に電極６を設
け、Ｙ´Ｚ´面に平行な面に電極７を設ける。

【００５９】そして、電極１と電極２を水晶振動子内で
接続して端子９を設け、電極３と電極４を水晶振動子内
で接続して端子１０を設ける。この電極１、２、３、４
が水晶振動子を励振させるための電極である。

【００６０】また、電極３と電極４と電極７とを水晶振
動子内部で接続する。後に述べるように、これらの電極
３、４、７を接続する端子１０は、図４に示す発振回路
３０の出力に接続する。したがって、電極７は発振回路
３０の出力電圧と同じ電位を示す。

【００６１】またさらに、電極６より端子１１を設け、
電極５より端子１２を設ける。この電極５、６が発生電
界を取り出すための電極である。前述のように、電極７
が発振回路３０の出力と同電位になるため、端子１１、
端子１２には発振回路３０の出力に発生電界が重畳され
た出力が得られる。

【００６２】上記の端子９を、図４の検出回路に示す発
振回路３０の反転増幅器３２の入力に、端子１０を反転
増幅器３２の出力に接続する。さらに、端子１１、１２
を差動増幅回路４０の入力に接続する。これ以降は第１
の実施例と同じ回路構成であり説明は省略する。

【００６３】つぎに、本発明の第４の実施例における検
出回路の構造を、図面を基に説明する。図１２は本発明
の第４の実施例における振動子の電極構造と発振回路と
の接続状態を示す断面図である。

【００６４】振動子の電極構造は、図１から図３を用い
て説明した第１の実施例と同じであるが、端子９、１０
と発振回路との接続構成を変えることにより、発振回路
の発振入力電圧を検出出力に重畳する。本発明の第４の
実施例では、図４に示す水晶振動子２０の端子９を発振
回路３０の反転増幅器３２の出力に接続し、端子１０を
反転増幅器３２の入力に接続する。

【００６５】発振回路３０の発振入力電圧は、振動子特
性であるＱ値の大きな水晶振動子電流が入力容量３３に
流れて発生する電圧波形なので、発振出力電圧波形より
大きさは小さいが、きれいな正弦波形となる。

【００６６】さらにこの発振入力電圧に角速度ωによる
発生電界による検出出力が重畳して差動増幅回路に印加
されると、発振入力電圧は差動によりほどんど完全に打
ち消されて、ドリフトはよりいっそう小さくなり、差動
増幅回路の出力は検出出力のみとなり安定度が増加し、
測定精度が向上する。

【００６７】つぎに本発明の第５の実施例における検出
回路を説明する。第５の実施例の振動子の電極配置構造
は、図５から図８を用いて説明した第２の実施例と同じ
であるが、端子９、１０と発振回路との接続構成を変え
ることにより、発振回路の発振入力電圧を検出出力に重
畳する。本発明の第５の実施例では、図４に示す水晶振
動子２０の端子９を発振回路３０の反転増幅器３２の出
力に接続し、端子１０を発振回路３０の反転増幅器３２
の入力に接続する。

【００６８】つぎに本発明の第６の実施例における検出
回路を説明する。第６の実施例の振動子の電極配置構造
は、図９から図１１を用いて説明した第３の実施例と同
じであるが、端子９、１０と発振回路との接続構成を変
えることによって、発振回路の発振入力電圧を検出出力
に重畳する。本発明の第６の実施例では、図４に示す水
晶振動子２０の端子９を発振回路３０の反転増幅器３２
の出力に接続し、端子１０を発振回路３０の反転増幅器
３２の入力に接続する。

【００６９】この第５の実施例と第６の実施例とにおい
ても、前述した第４の実施例とおなじく、ドリフトはよ
りいっそう小さくなり、差動増幅回路の出力は検出出力
のみとなり安定度が増加し、測定精度が向上するという
効果をもつ。

【００７０】以上説明した実施例では反転増幅器３２と
してＣＭＯＳトランジスタで構成されたインバータの例
を示したが、他の回路をすべてＣＭＯＳトランジスタで
構成することも可能である。

【００７１】さらに以上説明した実施例では、３２ＫＨ
ｚ近傍の発振周波数の水晶振動子の例を示したが、周波
数を選択すれば、同じような構成の発振回路で発振が可
能である。

【００７２】またさらに、振動子の基板の材料が水晶の
例を示したが、タンタル酸リチウム単結晶、ニオブ酸リ
チウム単結晶、ほう酸リチウム単結晶など圧電性を示す
材料でもよい。さらに、シリコン基板にＺｎ０等の圧電
性材料を用いて高周波スパッタリング法で圧電膜を形成
して振動子とすることも可能である。

【００７３】さらにそのうえ振動子として音叉型振動子
を例にしてこれまでの実施例は説明したが、本発明は屈
曲振動を行う音片にも適用することができる。

【００７４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よる検出回路は、帰還回路に伝達率の低下や位相遅れの
変動がない高安定に発振する発振回路を有する。またさ
らに、発振出力に検出出力を重畳して差動増幅回路を安
定に動作させている。

【００７５】このため、検波回路出力にドリフトが発生
せず、測定精度が著しく高くなるという効果がある。さ
らに、回路構成が簡単なため、量産性が良好であるとい
う効果も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における検出回路を構成
する水晶振動子の電極配置構造を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施例における検出回路を構成
する水晶振動子の電極配置構造を示し、前面部を示す平
面図である。

【図３】本発明の第１の実施例における検出回路を構成
する水晶振動子の電極配置構造を示し、後面部を示す平
面図である。

【図４】本発明の実施例における検出回路を示す回路図
である。

【図５】本発明の第２の実施例における検出回路を構成
する水晶振動子の電極配置構造を示す断面図である。

【図６】本発明の第２の実施例における検出回路を構成
する水晶振動子の電極配置構造を示し、前面部を示す平
面図である。

【図７】本発明の第２の実施例における検出回路を構成
する水晶振動子の電極配置構造を示し、側面部を示す平
面図である。

【図８】本発明の第２の実施例における検出回路を構成
する水晶振動子の電極配置構造を示し、後面部を示す平
面図である。

【図９】本発明の第３の実施例における検出回路を構成
する水晶振動子の電極配置構造を示す断面図である。

【図１０】本発明の第３の実施例における検出回路を構
成する水晶振動子の電極配置構造を示し、前面部を示す
平面図である。

【図１１】本発明の第３の実施例における検出回路を構
成する水晶振動子の電極配置構造を示し、後面部を示す
平面図である。

【図１２】本発明の第４の実施例における検出回路を構
成する水晶振動子の電極配置構造を示す断面図である。

【符号の説明】

２０水晶振動子３０発振回路４０差動増幅回路５０検波回路６０出力増幅回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動子を励振させるために第１の電極と
第１の電極と直角方向に第２の電極を有し、さらに発生
電界を取り出すために、第２の電極に接続された第３の
電極と、第３の電極と対向面上に第４の電極、第３の電
極と同一平面上に第５の電極、第４の電極と同一平面上
に第６の電極を有する水晶振動子と、水晶振動子の第１
の電極を入力に第２の電極を出力に接続する反転増幅器
を有する発振回路と、水晶振動子の第５の電極と第６の
電極を入力とする差動増幅回路と、差動増幅回路の出力
を入力とし発振回路出力を検波信号とする検波回路と、
検波回路出力を入力とする出力増幅回路とを備えること
を特徴とする検出回路。
【請求項２】振動子を励振させるために第１の電極と
第１の電極と直角方向に第２の電極を有し、さらに発生
電界を取り出すために、第２の電極に接続された第３の
電極、第３の電極と対向面上に第４の電極および第５の
電極を有する水晶振動子と、水晶振動子の第１の電極を
入力に第２の電極を出力に接続する反転増幅器を有する
発振回路と、水晶振動子の第４の電極と第５の電極を入
力とする差動増幅回路と、差動増幅回路の出力を入力と
し発振回路出力を検波信号とする検波回路と、検波回路
出力を入力とする出力増幅回路とを備えることを特徴と
する検出回路。
【請求項３】振動子を励振させるために第１の電極と
第１の電極と直角方向に第２の電極を有し、さらに発生
電界を取り出すために、第２の電極に接続された第３の
電極、第３の電極と直交面上に第４の電極、第４の電極
の対向面上に第５の電極を有する水晶振動子と、水晶振
動子の第１の電極を入力に第２の電極を出力に接続する
反転増幅器を有する発振回路と、水晶振動子の第４の電
極と第５の電極を入力とする差動増幅回路と、差動増幅
回路の出力を入力とし発振回路出力を検波信号とする検
波回路と、検波回路出力を入力とする出力増幅回路とを
備えることを特徴とする検出回路。
【請求項４】振動子を励振させるために第１の電極と
第１の電極と直角方向に第２の電極を有し、さらに発生
電界を取り出すために、第２の電極に接続された第３の
電極と、第３の電極と対向面上に第４の電極、第３の電
極と同一平面上に第５の電極、第４の電極と同一平面上
に第６の電極を有する水晶振動子と、水晶振動子の第１
の電極を出力に第２の電極を入力に接続する反転増幅器
を有する発振回路と、水晶振動子の第５の電極と第６の
電極を入力とする差動増幅回路と、差動増幅回路の出力
を入力とし発振回路出力を検波信号とする検波回路と、
検波回路出力を入力とする出力増幅回路とを備えること
を特徴とする検出回路。
【請求項５】振動子を励振させるために第１の電極と
第１の電極と直角方向に第２の電極を有し、さらに発生
電界を取り出すために、第２の電極に接続された第３の
電極、第３の電極と対向面上に第４の電極および第５の
電極を有する水晶振動子と、水晶振動子の第１の電極を
出力に第２の電極を入力に接続する反転増幅器を有する
発振回路と、水晶振動子の第４の電極と第５の電極を入
力とする差動増幅回路と、差動増幅回路の出力を入力と
し発振回路出力を検波信号とする検波回路と、検波回路
出力を入力とする出力増幅回路とを備えることを特徴と
する検出回路。
【請求項６】振動子を励振させるために第１の電極と
第１の電極と直角方向に第２の電極を有し、さらに発生
電界を取り出すために、第２の電極に接続された第３の
電極、第３の電極と直交面上に第４の電極、第４の電極
の対向面上に第５の電極を有する水晶振動子と、水晶振
動子の第１の電極を出力に第２の電極を入力に接続する
反転増幅器を有する発振回路と、水晶振動子の第４の電
極と第５の電極を入力とする差動増幅回路と、差動増幅
回路の出力を入力とし発振回路出力を検波信号とする検
波回路と、検波回路出力を入力とする出力増幅回路とを
備えることを特徴とする検出回路。