JPH0755478A - 圧電振動ジャイロ - Google Patents
圧電振動ジャイロInfo
- Publication number
- JPH0755478A JPH0755478A JP5228085A JP22808593A JPH0755478A JP H0755478 A JPH0755478 A JP H0755478A JP 5228085 A JP5228085 A JP 5228085A JP 22808593 A JP22808593 A JP 22808593A JP H0755478 A JPH0755478 A JP H0755478A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- piezoelectric
- vibrating gyro
- detection
- piezoelectric ceramic
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 量産性の高い圧電振動ジャイロを提供する。
【構成】 四角柱の圧電セラミックの対向する二側面に
対向する二組の駆動電極と二組の検出電極を配置し、駆
動電極によって屈曲振動を生じさせる。角速度によるコ
リオリ力を検出電極で検出して出力する。 【効果】 二面にしか電極を形成しないので側面の加工
が可能となり、共振周波数の合わせ込み等が容易とな
る。
対向する二組の駆動電極と二組の検出電極を配置し、駆
動電極によって屈曲振動を生じさせる。角速度によるコ
リオリ力を検出電極で検出して出力する。 【効果】 二面にしか電極を形成しないので側面の加工
が可能となり、共振周波数の合わせ込み等が容易とな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、角速度を検出する圧電
振動ジャイロに係るもので、製造が容易で特性の良好な
圧電振動ジャイロに関するものである。
振動ジャイロに係るもので、製造が容易で特性の良好な
圧電振動ジャイロに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ナビゲーションや手振れ防止用として用
いられ、回転角（角速度）を検出する圧電振動ジャイロ
が注目され、各種の構造が提案され、実用化されてい
る。これは、回転による圧電セラミックの変位を電圧と
して検出し、角速度に応じた信号を出力するものであ
る。圧電セラミックに電極を形成するものと、エリンバ
等の恒弾性体に圧電セラミック板を貼り付けた構造のも
のとがある。
いられ、回転角（角速度）を検出する圧電振動ジャイロ
が注目され、各種の構造が提案され、実用化されてい
る。これは、回転による圧電セラミックの変位を電圧と
して検出し、角速度に応じた信号を出力するものであ
る。圧電セラミックに電極を形成するものと、エリンバ
等の恒弾性体に圧電セラミック板を貼り付けた構造のも
のとがある。
【０００３】恒弾性材に圧電セラミック板を貼る構造の
ものとしては、三角柱と四角柱のものが提案されている
が、金属表面に圧電セラミック板を貼り付けるものであ
り、接着剤を介して貼り付けられるので検出効率が必ず
しも十分でない。また、圧電セラミック体を振動子自体
として用いるものには、円柱のものが提案されている
が、分極を十分に行うことが難しくなり、表面の電極形
成が困難となる等の問題がある。
ものとしては、三角柱と四角柱のものが提案されている
が、金属表面に圧電セラミック板を貼り付けるものであ
り、接着剤を介して貼り付けられるので検出効率が必ず
しも十分でない。また、圧電セラミック体を振動子自体
として用いるものには、円柱のものが提案されている
が、分極を十分に行うことが難しくなり、表面の電極形
成が困難となる等の問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の圧電振動ジャイロの欠点を改良し、検出効率が
高く、しかも量産性が高く製造が容易な圧電振動ジャイ
ロを提供するものである。
な従来の圧電振動ジャイロの欠点を改良し、検出効率が
高く、しかも量産性が高く製造が容易な圧電振動ジャイ
ロを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、四角柱の圧電
セラミック体を用い、その対向する二側面のみに形成す
る電極のみで駆動、検出が可能な圧電振動ジャイロを得
ることによって、上記の課題を解決するものである。
セラミック体を用い、その対向する二側面のみに形成す
る電極のみで駆動、検出が可能な圧電振動ジャイロを得
ることによって、上記の課題を解決するものである。
【０００６】すなわち、回転による圧電体の変位を電圧
出力として得る圧電振動ジャイロにおいて、回転を検出
する素子は圧電セラミック体であり、四角柱の圧電セラ
ミック体の対向する二つの側面にそれぞれ縁に沿って伸
びる各二つの駆動電極を具え、その二つの駆動電極に挟
まれた当該側面の両端面側にそれぞれ対向する側面の電
極と対向して配置された検出電極を具えたことに特徴を
有するものである。
出力として得る圧電振動ジャイロにおいて、回転を検出
する素子は圧電セラミック体であり、四角柱の圧電セラ
ミック体の対向する二つの側面にそれぞれ縁に沿って伸
びる各二つの駆動電極を具え、その二つの駆動電極に挟
まれた当該側面の両端面側にそれぞれ対向する側面の電
極と対向して配置された検出電極を具えたことに特徴を
有するものである。
【０００７】
【作用】電極の形成される二つの側面間で分極された圧
電セラミック体の駆動電極に駆動電圧を印加すると、分
極の方向に対して直角の方向に屈曲振動が生じる。この
状態で、回転運動（角速度）が加わると、圧電セラミッ
ク体の分極方向にコリオリ力を生じ、これを対向する側
面に配置された検出電極によって検出するものである。
電セラミック体の駆動電極に駆動電圧を印加すると、分
極の方向に対して直角の方向に屈曲振動が生じる。この
状態で、回転運動（角速度）が加わると、圧電セラミッ
ク体の分極方向にコリオリ力を生じ、これを対向する側
面に配置された検出電極によって検出するものである。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
【０００９】図１は、本発明の実施例を示す斜視図であ
り、電極を形成した圧電セラミック体を示したものであ
る。圧電セラミック体10は電極を形成した上下の面方向
（図１の破線で示した矢印の方向）に分極が施されてい
る。圧電セラミック体は四角柱に形成され、二つの対向
する側面すなわち図の上下の面に電極が形成されてい
る。
り、電極を形成した圧電セラミック体を示したものであ
る。圧電セラミック体10は電極を形成した上下の面方向
（図１の破線で示した矢印の方向）に分極が施されてい
る。圧電セラミック体は四角柱に形成され、二つの対向
する側面すなわち図の上下の面に電極が形成されてい
る。
【００１０】圧電セラミック体10の上面には、縁の部分
に沿って軸方向に伸びる二つの駆動電極11ａ、11ｂが配
置される。同様に下面にも、縁の部分に沿って軸方向に
伸びる二つの駆動電極12ａ、12ｂが形成される。この駆
動電極間に駆動電圧を印加して、分極方向に対して直角
な方向（図の実線の矢印方向）に屈曲振動を生じさせる
ものである。
に沿って軸方向に伸びる二つの駆動電極11ａ、11ｂが配
置される。同様に下面にも、縁の部分に沿って軸方向に
伸びる二つの駆動電極12ａ、12ｂが形成される。この駆
動電極間に駆動電圧を印加して、分極方向に対して直角
な方向（図の実線の矢印方向）に屈曲振動を生じさせる
ものである。
【００１１】上下の面には駆動電極に挟まれた部分の両
端面側に各側面に二個ずつの検出電極を形成する。すな
わち、上面では、駆動電極11ａと11ｂに挟まれ、側面の
両端部に検出電極13ａ、13ｂを配置し、下面には同様に
検出電極14ａ、14ｂを配置する。検出電極13ａと14ａ、
13ｂと14ｂが対向して位置するように配置される。
端面側に各側面に二個ずつの検出電極を形成する。すな
わち、上面では、駆動電極11ａと11ｂに挟まれ、側面の
両端部に検出電極13ａ、13ｂを配置し、下面には同様に
検出電極14ａ、14ｂを配置する。検出電極13ａと14ａ、
13ｂと14ｂが対向して位置するように配置される。
【００１２】図２は、本発明による圧電振動ジャイロの
駆動回路と検出回路の説明図である。発振回路15の出力
によって所定の周波数（圧電セラミック体の共振周波
数）の駆動電圧を駆動電極に印加する。この際、駆動電
極11ａと駆動電極12ｂが同相になり、駆動電極11ｂと駆
動電極12ａが同相となるように結線してある。これを圧
電セラミック体の屈曲一次の共振周波数で駆動すると、
駆動電極11ａ、12ａ側と駆動電極11ｂ、12ｂ側とでは逆
位相となるため、伸びと縮みが逆相で生じる。これによ
って、分極方向に対して直角な方向に屈曲振動が生じ
る。
駆動回路と検出回路の説明図である。発振回路15の出力
によって所定の周波数（圧電セラミック体の共振周波
数）の駆動電圧を駆動電極に印加する。この際、駆動電
極11ａと駆動電極12ｂが同相になり、駆動電極11ｂと駆
動電極12ａが同相となるように結線してある。これを圧
電セラミック体の屈曲一次の共振周波数で駆動すると、
駆動電極11ａ、12ａ側と駆動電極11ｂ、12ｂ側とでは逆
位相となるため、伸びと縮みが逆相で生じる。これによ
って、分極方向に対して直角な方向に屈曲振動が生じ
る。
【００１３】上記の状態で、角速度が加わる（回転が生
じる）と、圧電セラミック体の上下面方向にコリオリ力
が生じる。このコリオリ力は検出電極13、14の方向に生
じるので、検出電極13、14にそれに応じた出力電圧が生
じる。これを、検出回路16で検出し、増幅して角速度を
検出する。なお、検出電極の出力を発振回路15にフィー
ドバックをかけておく。
じる）と、圧電セラミック体の上下面方向にコリオリ力
が生じる。このコリオリ力は検出電極13、14の方向に生
じるので、検出電極13、14にそれに応じた出力電圧が生
じる。これを、検出回路16で検出し、増幅して角速度を
検出する。なお、検出電極の出力を発振回路15にフィー
ドバックをかけておく。
【００１４】なお、駆動電極と検出電極の配置は上記の
例に限られるものではなく、屈曲振動を生じさせるよう
な駆動電極の配置、コリオリ力を検出できるような検出
電極の配置を任意に選択することがてきる。図４は本発
明の他の実施例の平面図を示したもので、駆動電極41が
中央部に形成され、検出電極43が底面側に大きく形成ら
れた例を示したものである。
例に限られるものではなく、屈曲振動を生じさせるよう
な駆動電極の配置、コリオリ力を検出できるような検出
電極の配置を任意に選択することがてきる。図４は本発
明の他の実施例の平面図を示したもので、駆動電極41が
中央部に形成され、検出電極43が底面側に大きく形成ら
れた例を示したものである。
【００１５】本発明による圧電振動ジャイロにおいて
は、圧電セラミック体の側面の研磨が可能であるので、
高い精度の加工が可能となり、それによって直交する方
向の共振周波数をほぼ完全に一致させることができる。
これによって、従来の圧電セラミック板を貼り付けたも
のと異なり、コリオリ力を検出する面でのノイズを非常
に小さくすることができ、Ｓ／Ｎ比が向上する。
は、圧電セラミック体の側面の研磨が可能であるので、
高い精度の加工が可能となり、それによって直交する方
向の共振周波数をほぼ完全に一致させることができる。
これによって、従来の圧電セラミック板を貼り付けたも
のと異なり、コリオリ力を検出する面でのノイズを非常
に小さくすることができ、Ｓ／Ｎ比が向上する。
【００１６】図３は、本発明の他の実施例を示す説明図
で、圧電セラミックの分極方向を部分的に異ならせたも
のである。駆動電極一方の部分の分極方向を検出電極の
部分の分極方向と異ならせたもので、この場合には下面
の電極は共通電極として接地し、上面の二つの駆動電極
で駆動し、中央の検出電極で検出することができる。こ
れによって、四個の電極で駆動、検出を行うことがで
き、配線の簡略化等も可能となる。
で、圧電セラミックの分極方向を部分的に異ならせたも
のである。駆動電極一方の部分の分極方向を検出電極の
部分の分極方向と異ならせたもので、この場合には下面
の電極は共通電極として接地し、上面の二つの駆動電極
で駆動し、中央の検出電極で検出することができる。こ
れによって、四個の電極で駆動、検出を行うことがで
き、配線の簡略化等も可能となる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、分極方向の二表面にそ
れぞれ二つの駆動電極と一つの検出電極を形成するの
で、側面への電極形成が不要となり、量産性が大幅に向
上に向上する。また、圧電セラミック板のウェハの状態
で分極、電極形成処理工程を行うことができる。
れぞれ二つの駆動電極と一つの検出電極を形成するの
で、側面への電極形成が不要となり、量産性が大幅に向
上に向上する。また、圧電セラミック板のウェハの状態
で分極、電極形成処理工程を行うことができる。
【００１８】また、共振周波数の合わせ込みも容易とな
り、検出精度の良好な圧電振動ジャイロが得られる。そ
の上、接着を必要としないので、検出効率、信頼性等の
面でも有利となる。
り、検出精度の良好な圧電振動ジャイロが得られる。そ
の上、接着を必要としないので、検出効率、信頼性等の
面でも有利となる。
【００１９】更に、屈曲振動の変位量の大きい両端部に
検出電極を設けているので、コリオリ力の検出効率を高
めることができる。
検出電極を設けているので、コリオリ力の検出効率を高
めることができる。
【図１】 本発明の実施例の斜視図
【図２】 本発明による圧電振動ジャイロの駆動回路の
一例の説明図
一例の説明図
【図３】 本発明による圧電振動ジャイロの駆動回路の
他の例の説明図
他の例の説明図
【図４】 本発明の他の実施例を示す平面図
11、12、41：駆動電極 13、14、43：検出電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１０月１５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】なお、駆動電極と検出電極の配置は上記の
例に限られるものではなく、屈曲振動を生じさせるよう
な駆動電極の配置、コリオリ力を検出できるような検出
電極の配置を任意に選択することができる。図４は、本
発明の他の実施例の平面図を示したもので、駆動電極41
が中央部に形成され、検出電極43が底面側に大きく形成
された例を示したものである。
例に限られるものではなく、屈曲振動を生じさせるよう
な駆動電極の配置、コリオリ力を検出できるような検出
電極の配置を任意に選択することができる。図４は、本
発明の他の実施例の平面図を示したもので、駆動電極41
が中央部に形成され、検出電極43が底面側に大きく形成
された例を示したものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 高浩 埼玉県比企郡玉川村大字玉川字日野原828 番地 東光株式会社玉川工場内 (72)発明者 高野 勝好 埼玉県比企郡玉川村大字玉川字日野原828 番地 東光株式会社玉川工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 回転による圧電体の変位を電圧出力とし
て得る圧電振動ジャイロにおいて、回転を検出する素子
は圧電セラミック体であり、四角柱の圧電セラミック体
の対向する二つの側面にそれぞれ縁に沿って伸びる各二
つの駆動電極を具え、その二つの駆動電極に挟まれた当
該側面の両端面側にそれぞれ対向する側面の電極と対向
して配置された検出電極を具えたことを特徴とする圧電
振動ジャイロ。 - 【請求項２】 駆動電極と検出電極を具える二つの側面
間で分極された請求項１記載の圧電振動ジャイロ。 - 【請求項３】 駆動電極の少なくとも一つと検出電極の
位置とで分極方向を異ならせた請求項１記載の圧電振動
ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5228085A JPH0755478A (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 圧電振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5228085A JPH0755478A (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 圧電振動ジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755478A true JPH0755478A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16870962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5228085A Pending JPH0755478A (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 圧電振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0755478A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1061337A2 (en) * | 1995-03-29 | 2000-12-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration gyroscope and image blur prevention apparatus using the same |
-
1993
- 1993-08-20 JP JP5228085A patent/JPH0755478A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1061337A2 (en) * | 1995-03-29 | 2000-12-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration gyroscope and image blur prevention apparatus using the same |
| EP1061337A3 (en) * | 1995-03-29 | 2001-02-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration gyroscope and image blur prevention apparatus using the same |
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