JPH08152328A - 角速度センサ及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＥＣＵＢｏｘ等の水平に配置される薄型の筐
体への搭載が容易で、更に複数の測定軸にも容易に対応
できる角速度センサ及びその使用方法を提供すること。 【解決手段】 角速度センサは、圧電体からなる振動子
１と、その上下表面（１面及び２面）に配置された電極
３〜８とから構成されている。この角速度センサは、固
定端１０にて支持部材１１に支持されて、例えば電子制
御装置を収納する筐体の基板１２等に平行に配置されて
いる。電極３〜８として、１面側には、駆動電極３，
４、振動モニターを兼ねる自励発振用のフィードバック
電極５，６、検出電極７が設けられ、２面側には、ＧＮ
Ｄ電極８が設けられている。支持部材１１は、略コの字
形の部材であり、その上部の凹部に振動子１の固定端１
０が嵌合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の車
両制御、ナビゲーション、ビデオカメラの手振れ防止等
に用いる角速度センサ及びその使用方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、特開平２−２２３
８１７号公報記載の角速度センサがある。この角速度セ
ンサは、断面が多角形状の振動体の側面に、圧電体が形
成されたものであり、この振動体にたわみ振動モードで
速度を与えて、角速度入力時に発生するコリオリカＦｃ
を、同じたわみ振動モードで検出することによって、角
速度を得ている。

【０００３】また、他の技術として、特開平５−３０
６９３５号公報記載の角速度センサがある。この角速度
センサは、振動体である圧電セラミックス円柱の外周面
に、帯状の電極が設けられ、前記の角速度センサと同
様に、たわみ振動モードで速度を与え、角速度入力時に
発生するコリオリカＦｃを、たわみ振動モードで検出す
ることで、角速度を得ている。

【０００４】更に、他の技術として、特開平５−３２
２５８０号公報記載の角速度センサがある。この角速度
センサは、圧電平板に部分電極を形成し、厚みすべり振
動モードで速度を与え、厚みすべり振動モードで、コリ
オリカＦｃを検出し、角速度を得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記，
の角速度センサでは、振動体長手方向と角速度入力軸方
向とは、同じ方向とする必要があるため、例えば、車両
のヨー成分を検出する場合、車両の垂直方向が角速度セ
ンサの振動体の長手方向となり、通常水平に配置される
電子制御装置の薄型の筐体（ＥＣＵＢｏｘ）への搭載
が、困難であるという問題がある。

【０００６】また、前記の角速度センサの場合、平板
の法線と角速度Ωの入力軸とが平行になる様に、平板を
配置するため、平面配置は可能である。しかし、原理
上、検出信号が高周波化（ＭＨｚ帯）されるため、ＥＣ
Ｕ内の他の回路の電気ノイズの影響が大きくＥＣＵ搭載
が困難であった。

【０００７】更に、近年では、一層精密な制御を行なう
ために、２方向の測定軸の角速度を測定するという要求
があるが、従来の技術では、各々圧電体及び電極等の全
ての構成を備えた２個の角速度センサを別個に使用しな
ければならず、構造が一層複雑になるという問題があ
る。

【０００８】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたものであり、ＥＣＵＢｏｘ等の水平に配置される薄
型の筐体への搭載が容易で、更に複数の測定軸にも容易
に対応できる角速度センサ及びその使用方法を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１の発明は、振動子と、該振動子の中心軸方向
と直交する方向に、該振動子をたわみ振動させる駆動手
段と、前記振動子の前記中心軸方向における伸縮振動を
検出する検出手段と、を備えたことを特徴とする角速度
センサを要旨とする。

【００１０】請求項２の発明は、前記振動子が圧電体よ
りなり、前記駆動手段及び検出手段が該振動子に形成さ
れた電極であることを特徴とする前記請求項１記載の角
速度センサを要旨とする。

【００１１】請求項３の発明は、前記振動子が弾性材料
よりなり、前記駆動手段及び検出手段が該振動子に形成
された圧電体及び電極からなる素子であることを特徴と
する前記請求項１記載の角速度センサを要旨とする。

【００１２】請求項４の発明は、前記検出手段が、前記
伸縮振動に基づいて、前記たわみ振動の振動面と垂直な
入力軸の角速度を検出することを特徴とする前記請求項
１〜３のいずれか記載の角速度センサを要旨とする。

【００１３】請求項５の発明は、前記振動子のたわみ振
動の振動状態を検出する振動モニタ手段を有することを
特徴とする前記請求項１〜４のいずれか記載の角速度セ
ンサを要旨とする。請求項６の発明は、前記駆動手段と
検出手段との間に、前記振動モニタ手段が配置されたこ
とを特徴とする前記請求項５記載の角速度センサを要旨
とする。

【００１４】請求項７の発明は、前記検出手段が、前記
振動子の伸縮振動を、該振動子の振動の状態が異なる複
数の位置から検出し、該複数の位置から検出された信号
を合成することによりノイズを相殺することを特徴とす
る前記請求項１〜６のいずれか記載の角速度センサを要
旨とする。

【００１５】請求項８の発明は、前記振動子が、その一
端側の支持部にて支持され、先端側がたわみ振動するこ
とを特徴とする前記請求項１〜７のいずれか記載の角速
度センサを要旨とする。請求項９の発明は、前記支持部
側に駆動手段が配置され、先端側に検出手段が配置され
たことを特徴とする前記請求項８記載の角速度センサを
要旨とする。

【００１６】請求項１０の発明は、前記振動子の形状が
音叉形状であることを特徴とする前記請求項８又は９記
載の角速度センサを要旨とする。請求項１１の発明は、
前記振動子が、少なくとも２点のたわみ振動の節で、各
々支持部にて支持されたことを特徴とする前記請求項１
〜７のいずれか記載の角速度センサを要旨とする。

【００１７】請求項１２の発明は、前記左右の節の中央
側に、駆動手段を配置し、該左右の節の外側に前記検出
手段を配置したことを特徴とする前記請求項１１のいず
れか記載の角速度センサを要旨とする。

【００１８】請求項１３の発明は、前記振動モニタ手段
からの信号に基づいて、前記駆動手段を駆動する信号を
出力する励振回路と、前記検出手段からの信号に基づい
て、前記振動子の入力軸に加わる角速度を検出する検出
回路と、を備えたことを特徴とする前記請求項５〜１２
のいずれか記載の角速度センサを要旨とする。

【００１９】請求項１４の発明は、前記駆動手段を１対
以上有し、各駆動手段に各々１８０゜位相の異なる交流
電圧を与えることを特徴とする前記請求項１〜１３のい
ずれか記載の角速度センサを要旨とする。

【００２０】請求項１５の発明は、前記振動子が長尺で
あり、この振動子の長手方向に対して垂直な方向に、検
出する角速度の入力軸が設定されたことを特徴とする前
記請求項１〜１４記載の角速度センサを要旨とする。

【００２１】請求項１６の発明は、前記請求項１５記載
の振動子を、該振動子の長手方向と基板面とが平行にな
る様に基板上に配置し、該基板に対して垂直の入力軸の
角速度を検出することを特徴とする角速度センサの使用
方法を要旨とする。

【００２２】請求項１７の発明は、振動子と、該振動子
の中心軸方向と直交する方向に、該振動子をたわみ振動
させる駆動手段と、該駆動手段によって生じた駆動たわ
みに起因する伸縮振動に基づいて、１軸の角速度を検出
する第１検出手段と、前記駆動手段によって生じた駆動
たわみと直交するたわみ振動に基づいて、前記１軸と直
交する他の１軸の角速度を検出する第２検出手段と、を
備えたことを特徴とする角速度センサを要旨とする。

【００２３】請求項１８の発明は、前記１軸が、振動子
のたわみ振動の振動面と垂直であり、他の１軸が、振動
子の中心軸方向であることを特徴とする前記請求項１７
記載の角速度センサを要旨とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】請求項１の発明では、駆動手段に
よって、振動子の中心軸方向と直交する方向に振動子を
たわみ振動させ、検出手段によって、この振動子の中心
軸方向における伸縮振動を検出する。

【００２５】つまり、本発明では、従来の様にたわみ振
動方向の振動状態を検出するのではなく、たわみ振動が
与えられている場合に、更に与えられる外力によって生
ずる中心軸方向の伸縮振動を検出するので、この伸縮振
動に基づいて、振動子に与えられた外力の状態を検出す
ることができる。

【００２６】請求項２の発明では、振動子として圧電体
を採用でき、駆動手段及び検出手段として、振動子に形
成された電極を採用することができる。請求項３の発明
では、振動子として弾性材料よりなるものを採用でき、
駆動手段及び検出手段として、該振動子に形成された圧
電体及び電極からなる素子を採用することができる。

【００２７】請求項４の発明では、たわみ振動が与えら
れている場合に、たわみ振動の振動面と垂直な入力軸に
角速度が与えられると、振動子の中心軸方向にコリオリ
力が働いて伸縮振動が生じる。この伸縮振動は、入力し
た角速度に応じて変化するので、この伸縮振動に基づい
て角速度を検出することができる。

【００２８】従って、振動子の中心軸方向と垂直の方向
の入力軸の角速度を検出することができるので、振動子
を例えば薄型な筐体内にコンパクトに配置して、この筐
体と垂直な軸の角速度を検出することができる。請求項
５の発明では、振動モニタ手段によって、振動子のたわ
み振動の振動状態を検出できるので、この検出した信号
を用いて駆動手段をフィードバック制御する様に、自励
発振回路を構成することができる。

【００２９】請求項６の発明では、駆動手段と検出手段
との間に、振動モニタ手段が配置されているので、例え
ば駆動電極（素子）と検出電極（素子）との容量結合を
防止でき、よって、ノイズを低減することができる。請
求項７の発明では、振動子の伸縮振動を、振動子の振動
の状態が異なる複数の位置（例えば振動子の左右両端
や、振動子の中心軸の両側）から検出し、この複数の位
置から検出された信号を例えば可変抵抗によって合成す
ることにより、ノイズを相殺して、Ｓ／Ｎ比を向上する
ことができる。

【００３０】請求項８の発明では、振動子として、その
一端側の支持部にて支持され、先端側がたわみ振動する
片持ち式のタイプを採用できる。請求項９の発明では、
支持部側に駆動手段が配置され、先端側に検出手段が配
置されているので、高感度でしかも高Ｓ／Ｎ比を実現で
きる。

【００３１】請求項１０の発明では、振動子の形状が音
叉形状であるので、たわみ振動状態が安定化でき、よっ
て、一層精密に角速度Ωを検出できる。請求項１１の発
明では、振動子として、少なくとも２点のたわみ振動の
節で、各々支持部にて支持されたタイプを採用できる。

【００３２】請求項１２の発明では、左右の節の中央側
に駆動手段が配置され、この左右の節の外側に検出手段
が配置されているので、高感度でしかも高Ｓ／Ｎ比を実
現できる。請求項１３の発明では、励振回路によって、
振動モニタ手段からの信号に基づいて、駆動手段を駆動
する信号を出力し、検出回路によって、検出手段からの
信号に基づいて、振動子の入力軸に加わる角速度を検出
することができる。

【００３３】請求項１４の発明では、駆動手段を１対以
上有し、各駆動手段に各々１８０゜位相の異なる交流電
圧を与えるので、効率よく振動子をたわみ振動させるこ
とができる。又、駆動電極（素子）と検出電極（素子）
との容量結合による印加電圧のもれ電圧も相殺されるた
め、（電気）ノイズを低減できる。

【００３４】請求項１５の発明では、長尺の振動子の長
手方向に対して垂直な方向に、検出する角速度の入力軸
が設定されているので、例えば車両のＥＣＵＢｏｘの様
な薄型の筐体の所望の箇所に容易に角速度センサを配置
して、車両のヨーレートを検出することができる。

【００３５】請求項１６の発明では、請求項１５記載の
振動子を、その長手方向と基板とが平行になる様に配置
し、基板に対して垂直の入力軸の角速度を検出するもの
である。つまり、上述した様に、例えば車両にＥＣＵＢ
ｏｘを搭載する場合、通常、ＥＣＵＢｏｘは、平板状で
しかも地面と平行となる様に取り付けられるが、本発明
の角速度センサの振動子は、ＥＣＵＢｏｘ等の基板と平
行に取り付けて車両のヨーレートを検出することができ
る。即ち、従来の様に、振動子を垂直に立てるのでな
く、水平に配置してもヨーレートを検出できるので、装
置を大型化することなく、コンパクトに収容できるとい
う顕著な効果を奏する。

【００３６】請求項１７の発明では、駆動手段によっ
て、振動子の中心軸方向と直交する方向に振動子をたわ
み振動させ、第１検出手段によって、この駆動たわみに
起因する伸縮振動に基づいて、１軸の角速度を検出する
ことができ、同時に、第２検出手段によって、駆動たわ
みと直交するたわみ振動に基づいて、他の１軸の角速度
も検出することができる。

【００３７】つまり、本発明では、構成をそれほど複雑
化することなく、直交する２軸の角速度を検出すること
ができるという顕著な効果を奏する。請求項１８の発明
では、前記１軸として、たわみ振動の振動面と垂直の入
力軸を採用でき、他の１軸として、振動子の中心軸方向
を採用できる。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の実施例の角速度センサを、図
面を参照して説明する。 （実施例１）実施例１の角速度センサを図１に示す。
尚、図１（ａ）は角速度センサの斜視図、図１（ｂ）は
その平面図、図１（ｃ）はその底面図、図１（ｄ）は支
持状態を示す説明図である。

【００３９】図１に示す様に、実施例１の角速度センサ
は、圧電体からなる振動子１と、その上下表面（１面及
び２面）に配置された（斜線で示す）電極３〜８とから
構成されている。この角速度センサは、固定端１０にて
支持部材１１に支持されて、例えば電子制御装置を収納
する筐体の基板１２等に平行に配置されている。

【００４０】前記振動子１の圧電体としては、周知のＰ
ＺＴや水晶を使用することができる。ここで、圧電体と
して、ＰＺＴを使用した場合には、分極方向は、図１
（ａ）のｚ方向とし、また、水晶を使用した場合には、
結晶Ｙ軸を振動子の長手方向（ｘ方向）とし、結晶Ｘ軸
方向を電極面とする。

【００４１】前記電極３〜８として、１面側には、駆動
電極３，４、振動モニターと自励発振用とを兼ねるフィ
ードバック電極５，６、検出電極７が設けられ、２面側
には、共通電極８が設けられており、ここが基準電位と
なる。前記支持部材１１は、略コの字形の部材であり、
その上部の凹部に振動子１の固定端１０が嵌合されてい
る。この支持部材１１は、例えばエリンバ，コバール，
４２Ｎｉ−５８Ｆｅ等の金属からなるものであり、振動
子１と支持部材１１とは、剛性の高い例えばエポキシ系
の接着剤で接合されている。

【００４２】次に、前記角速度センサに接続される処理
回路について、図２に基づいて説明する。この処理回路
は、自励発振ユニット１４と検出ユニット１５とからな
り、自励発振ユニット１４は、振幅制御回路１４ａと移
相回路１４ｂと反転回路１４ｃとを備え、検出ユニット
１５は、同期検波回路１５ａを備えている。つまり、フ
ィードバック電極５，６からの信号が、振幅制御回路１
４ａ及び移相回路１４ｂを経て、一方の駆動電極４に入
力する様に構成されるとともに、移相回路１４ｂから分
岐した信号が、反転回路１４ｃを経て、他方の駆動電極
３に入力する様に構成されている。また、移相回路１４
ｂからの信号と検出電極７からの信号とが、同期検波回
路１５ａに入力する様に構成されている。

【００４３】次に、上述した構成の角速度センサ及び処
理回路の動作を説明する。（振動モニターを兼ねる）自
励発振用のフィードバック電極５，６からの信号は、振
幅制御回路１４ａにてその振幅を調節され、移相回路１
４ｂにて位相を９０゜移相させられ、更に、移相回路１
４ｂから直接に或は反転回路１４ｃにて（信号波形が）
反転されて、各々駆動電極４，３に入力される。

【００４４】これによって、駆動電極３，４に、逆相の
交流電圧が印加されることになるので、例えば、振動子
１の一方の駆動電極３側は伸び（あるいは縮み）、他方
の駆動電極４側は縮む（あるいは伸びる）。そして、そ
の交流電圧を、振動子１のたわみ振動の固有振動数と一
致させると、図３（ａ）の点線で示す様な、たわみ振動
が発生する。ここに、ｚ軸まわりに角速度Ωが入力する
と、先の振動に対し直交方向、即ち振動子の長手方向
（ｘ方向）にコリオリカＦｃが発生する。

【００４５】このコリオリカＦｃによる振動体の伸縮応
力σ_Cは、図３（ｂ）に示す様に、振動子１の長さＬに
応じてその先端側ほど小さくなり、これは角速度Ωに比
例している。従って、この伸縮応力σ_Cにより発生する
電荷を検出電極７により検出し、同期検波回路１５ａに
おける同期検波処理等を施すことによって、ｚ軸に入力
した角速度Ωを検出することができる。

【００４６】尚、本実施例では、フィードバック電極
５，６によって、前記たわみ振動に応じて発生する圧縮
または引張応力による電荷を検出し、この検出した電荷
に基づいて駆動電極３，４に与える制御信号を調節する
ことにより、自励発振ユニットをフィードバック制御し
ている。

【００４７】この様に、本実施例では、１面に、駆動
電極３，４、フィードバック電極５，６、検出電極７を
配置するとともに、２面に、共通電極８を配置すること
により、角速度センサを駆動した場合には、振動子１を
その軸方向（ｘ軸方向）と垂直に、具体的には１面及び
２面（及び基板１２）と平行な方向にたわみ振動させ、
ｚ軸に入力した角速度Ωを、ｘ軸の軸方向に発生したコ
リオリ力に基づいて検出している。つまり、本実施例で
は、ｚ軸に入力された角速度Ωをｘ軸の変位によって検
出することができる。

【００４８】よって、ヨーレート等の角速度Ωを測定す
る回転軸に垂直に（即ち地面や車両に対して水平に）、
車両の電子制御装置を収容する薄型の筐体を配置する場
合には、長尺の角速度センサを、従来の様に筐体の基板
１２に対して垂直に配置するのではなく、基板１２等と
平行に（即ち地面等と平行に）に配置することができ
る。つまり、本実施例では、薄型の筐体でも長尺の角速
度センサをコンパクトに収容できるという顕著な効果を
奏する。

【００４９】また、前記各電極３〜７の配置として、
固定端１０側より、例えば、検出電極７，フィードバッ
ク電極５，６，駆動電極３，４の順で配置しても、角速
度Ωの検出は可能であるが、本実施例の様に、駆動電極
３，４を固定端１０側に設け、検出電極７を先端側に設
けた方が、Ｓ／Ｎ比上有利である。

【００５０】この理由を図４に基づいて説明する。図４
（ａ）の点線で示す様に振動子１が振動する場合、図４
（ｂ）に示す様に、振動子１の長さＬに対し、コリオリ
力による応力（感度Ｓ）は上に凸のグラフとなり、一方
駆動時の余剰力からくる応力（ノイズＮ）は下に凸のグ
ラフとなる。従って、Ｓ／Ｎ比（絶対値）は、先端側が
有利となるので、先端側に検出電極７を配置するととも
に、振動の節である固定端１０側に駆動電極３，４を配
置する。

【００５１】尚、図４（ｃ）に示す様に、容量結合も考
えた場合、（感度／駆動電圧）は大きい方がよいから、
その点でも、（感度／駆動電圧）の大きな（振動の節で
ある）固定端１０側に駆動電極３，４を配置した方が、
Ｓ／Ｎ比上有利となる。 更に、本実施例では、駆動電極３，４に逆相の交流電
圧を印加しているので、それぞれの駆動電極３，４と、
検出電極７との容量結合をキャンセルでき、それによっ
て、電気ノイズＮを低減可能という効果もある。

【００５２】尚、その他の変形例としては、図示しない
が、駆動電極３，４と検出電極７との間に別の電極を設
け、それを共通電極とし、先述の共通電極８と同電位と
することで、前記容量結合を低減することもできる。ま
た、前記実施例では、駆動電極３，４に逆相の交流電圧
を印加して、たわみ振動を発生させたが、それとは別に
図示しないが、片側のみの入力による駆動も可能であ
る。その場合、例えば、図１において、３を駆動電極と
した場合、４をフィードバック電極（モニター用電
極）、５，６を容量結合を防止する為の共通電極、７は
同じく検出電極の構成とすることで、角速度センサを構
成できる。この場合は、容量結合を防止する電極５，６
を、１面に配置するので、電気ノイズＮを低減できると
いう利点がある。 （実施例２）次に、前記実施例１の他の変形例である実
施例２の角速度センサについて説明する。尚、以下の各
実施例では、実施例１と同様な部分の説明は省略又は簡
略化し、異なる点のみを詳細に説明する。

【００５３】図５（ａ）に示す様に、本実施例の角速度
センサのＰＺＴからなる振動子２１は三角柱状であり、
１面〜３面からなる側面を有している。このうち、図５
（ｂ）〜（ｄ）に示す様に、１面には、図の左側の固定
端側に、一方の駆動電極２３とフィードバック電極２５
とが軸方向に平行に配置され、その先端側に、検出電極
２７が配置されている。また、２面には、図の左側の固
定端側に、他の駆動電極２４とフィードバック電極２６
とが軸方向に平行に配置され、その先端側に、他の検出
電極２７’が配置されている。更に、３面には、共通電
極２８が配置されている。尚、両駆動電極２３，２４
は、上辺側に配置されている。

【００５４】この様な構成によっても、前記実施例１と
同様な効果を奏するとともに、形状の自由度が増すとい
う利点がある。 （実施例３）次に、実施例３について説明する。

【００５５】本実施例の角速度センサは、前記実施例１
とほぼ同様な角速度センサが、音叉形状に配置されもの
であり、図６に示す様に、圧電体からなる略コ字状の振
動子３１と、その振動子３１の上下表面に形成された
（斜線で示す）電極３３〜３８とからなる。この振動子
３１は、支持部材４１にて支持されて基板４２と平行に
配置されている。

【００５６】前記圧電体として、ＰＺＴを使用した場合
には、分極方向はｚ方向とし、水晶を使用した場合に
は、結晶Ｙ軸を振動子の長手方向（ｘ方向）とし、結晶
Ｘ軸方向を電極面とする。前記電極３３〜３８として、
１面には、駆動電極３３，３４と、振動モニターを兼ね
る自励発振用のフィードバック電極３５，３５’３６，
３６’と、検出電極３７，３７’とが設けられ、２面に
は、共通電極３８が設けられている。

【００５７】前記支持部材４１は、基台４１ａと、基台
４１ａの側面から突出しその先端にて振動子３１の基部
３１ａに接合される（細径の）首部４１ｂとから構成さ
れている。尚、支持部材４１の材質及接着剤は、前記実
施例１と同様である。次に、前記角速度センサに接続さ
れる処理回路について、図７に基づいて説明する。

【００５８】この処理回路は、自励発振ユニット４４と
検出ユニット４５とからなり、自励発振ユニット４４
は、振幅制御回路４４ａと移相回路４４ｂと反転回路４
４ｃとを備え、検出ユニット４５は、反転回路４５ａと
可変抵抗４５ｂと同期検波回路４５ｃとを備えている。
つまり、フィードバック電極３５，３５’，３６，３
６’からの信号が、振幅制御回路４４ａ及び移相回路４
４ｂを経て、一方の駆動電極３３に入力する様に構成さ
れるとともに、移相回路４４ｂから分岐した信号が、反
転回路４４ｃを経て、他方の駆動電極３４に入力する様
に構成されている。また、移相回路４４ｂからの信号が
同期検波回路４５ｃに入力するとともに、一方の検出電
極３７からの信号と他方の検出電極３７’から反転回路
４５ａを介した信号とが、可変抵抗４５ｂを介して同期
検波回路４５ｃに入力する様に構成されている。

【００５９】次に、上述した構成の角速度センサ及び処
理回路の動作を簡単に説明する。本実施例の角速度セン
サを駆動する場合には、図８（ａ）の点線で示すたわみ
振動が発生し、この時ｚ軸に角速度Ωが入力すると、コ
リオリカＦｃによって、振動子３１の両側に各々図８
（ｂ）に示す様な伸縮応力σ_Cが発生する。よって、こ
の伸縮応力σ_Cによって生ずる電荷を検出することによ
り、角速度Ωを測定することができる。

【００６０】この様に、本実施例では、前記実施例１
と同様な効果を奏するとともに、振動子３１が音叉状に
形成されているので、たわみ振動状態が安定化でき、よ
って、一層精密に角速度Ωを検出できるという利点があ
る。 また、以下に示す様な、ノイズキャンセル機能を備え
ている（先に記述したが、分極方向は全て同じとするた
めに、感度は互いに逆位相、電気ノイズは同位相になる
ため）。

【００６１】つまり、前記図７に示す様に、両検出電極
３７，３７’の出力のうち片方を、反転回路４５ａによ
って反転させ、全抵抗Ｒの可変抵抗４５ｂを用いて合成
し、抵抗値Ｒ１，Ｒ−Ｒ１の比を調整することによりノ
イズをキャンセルすることが可能となる。（尚、両検出
電極３７，３７’を互いに逆方向に分極すれば、反転回
路４５ａは不要となる。） 尚、本ノイズキャンセル機能は後述の実施例４において
も、また前記実施例１においても、図９に示す様に、検
出電極を軸を中心にして左右に分割し、その左右の検出
電極の出力を、前記実施例３と同様に、可変抵抗を用い
て合成することによりノイズをキャンセルすることが可
能となる。 （実施例４）次に、実施例４について説明する。

【００６２】図１０に示す様に、本実施例の角速度セン
サは、圧電体からなる振動子５１と、その上下表面（１
面及び２面）に配置された（斜線で示す）電極５３〜５
８とから構成されている。そして、この角速度センサ
は、一対の支持部材６１，６１’に支持されて、基板６
２等に平行に配置されている。

【００６３】前記振動子５１の圧電体としては、周知の
ＰＺＴや水晶を使用することができ、分極方向や結晶の
軸方向等は、前記実施例１と同様である。前記電極５３
〜５８として、１面側には、駆動電極５３，５４と、振
動モニターを兼ねる自励発振用のフィードバック電極５
５，５６、５５’，５６’と、検出電極５７，５７’と
が設けられ、２面側には、共通電極５８が設けられてい
る。

【００６４】前記支持部材６１，６１’は、振動子５１
の下側にて振動子５１と垂直に配置された棒状の部材で
あり、振動子５１の振動の節にて例えばＳｉゴムの様な
柔らかい接着剤にて接合されている。尚、支持部材６１
の材質は前記実施例１と同様か、もしくは、ゴム等の柔
らかい材質であってもよい。また、前記支持部材６１，
６１’は、振動子５１の側面側にて接合してもよいし、
環状の形状のものであってもよい。

【００６５】次に、前記角速度センサに接続される処理
回路について、図１１に基づいて説明する。この処理回
路は、自励発振ユニット６４と検出ユニット６５とから
なり、自励発振ユニット６４は、振幅制御回路６４ａと
移相回路６４ｂと反転回路６４ｃとを備え、検出ユニッ
ト６５は、反転回路６５ａと可変抵抗６５ｂと同期検波
回路６５ｃとを備えている。つまり、フィードバック電
極５５，５５’，５６，５６’からの信号が、振幅制御
回路６４ａ及び移相回路６４ｂを経て、一方の駆動電極
５４に入力する様に構成されるとともに、移相回路６４
ｂから分岐した信号が、反転回路６４ｃを経て、他方の
駆動電極５３に入力する様に構成されている。また、移
相回路６４ｂからの信号が同期検波回路６５ｃに入力す
るとともに、一方の検出電極５７’からの信号と他方の
検出電極５７から反転回路６５ａを介した信号とが、可
変抵抗６５ｂを介して同期検波回路６５ｃに入力する様
に構成されている。

【００６６】次に、上述した構成の角速度センサ及び処
理回路の動作を簡単に説明する。本実施例の角速度セン
サを駆動する場合には、図１２（ａ）の点線で示す様
に、左右に振動の節を有するたわみ振動が発生し、この
時ｚ軸に角速度Ωが入力すると、コリオリカＦｃによっ
て、振動子５１に図１２（ｂ）に示す様な伸縮応力σ_C
が発生する。よって、この伸縮応力σ_Cによって生ずる
電荷を検出することにより、角速度Ωを測定することが
できる。

【００６７】この様に、本実施例では、前記実施例１と
同様な効果を奏するとともに、駆動電極５３，５４が１
面の中央部に配置されているので、高感度であり、しか
も高Ｓ／Ｎ比が得られるという利点がある。この理由
を、図１３に基づいて説明する。

【００６８】図１３（ａ）の点線で示す様に振動子５１
が振動する場合、図１３（ｂ）に示す様に、振動子５１
の長さＬに対し、コリオリ力による応力（感度Ｓ）は上
にサインカーブのグラフとなり、一方駆動時の余剰力か
らくる応力（ノイズＮ）は上に凸のグラフとなる。従っ
て、Ｓ／Ｎ比（絶対値）は、左右の振動の軸の間のエリ
アIより、エリアII，IIIの方が大きく、Ｓ／Ｎ比上有利
となるので、エリアII，IIIに検出電極５７，５７’を
配置するとともに、エリアIに駆動電極５３，５４を配
置する。

【００６９】また、図１３（ｃ）に示す様に、容量結合
も考えた場合、（感度／駆動電圧）は大きい方がよいか
ら、その点でも、（感度／駆動電圧）の大きなエリアI
に駆動電極５３，５４を配置した方が、Ｓ／Ｎ比上有利
となる。尚、本実施例においては、駆動電極を、振動子
の両端側に配置しても角速度の検出は可能である。 （実施例５）次に、実施例５について説明する。

【００７０】図１４に示す様に、本実施例の角速度セン
サは、例えばステンレス，４２Ｎｉ−５８Ｆｅ（以下Ｓ
ＵＳ，４２Ｎｉと記す），エリンバの様な弾性材料から
なる振動子７１の表面に、ＰＺＴの様な圧電体素子７３
〜７８を接合したものである。この角速度センサでは、
前記実施例４と同様に、振動の節は左右に２箇所（Ａ
点，Ｂ点）存在し、振動の節を挟む様に、各素子７３〜
７８が配置されている。尚、図中の＋の記号は、分極状
態を示す（以下同様）。

【００７１】前記素子７３〜７８として、１面には、駆
動素子７３と、その左右に配置された分極の方向が同一
の検出素子７５，７７とが設けられ、２面には、振動モ
ニターを兼ねる自励発振用のフィードバック素子７４
と、その左右に配置された分極の方向が同一の検出素子
７６，７８とが設けられている。

【００７２】そして、この角速度センサでは、フィード
バック素子７４からの信号は、振幅制御回路８０ａを経
て移相回路８０ｂに入力され、移相回路８０ｂからの信
号は、駆動素子７３及び同期検波回路８１ｃに入力され
る。また、両検出素子７７，７８からの信号と、両検出
素子７５，７６から反転回路８１ａにて反転された信号
とは、可変抵抗８１ｂにて合成され、その合成出力が同
期検波回路８１ｃに入力される。よって、この同期検波
回路８１ｃにより、ｚ軸に入力された角速度Ωが検出さ
れる。

【００７３】つまり、駆動素子７３に交流電圧を印加す
ると、駆動素子７３は振動子長手方向（ｘ方向）に伸び
縮みし、振動子７１は、ｙ方向へたわみ振動する。ここ
に、ｚ軸回りに角速度Ωが入力すると、ｘ方向にコリオ
リカＦｃが発生するので、これによる振動子７１の伸縮
振動を検出し、同期検波回路８１ｃから角速度信号を得
ることができるのである。

【００７４】この様に、本実施例では、前記実施例４と
同様な効果を奏するとともに、振動子７１としてエリン
バ等の恒弾性合金を採用した場合、共振周波数の温度特
性を良好とすることができるという利点がある。 （実施例６）次に、実施例６について説明する。

【００７５】図１５に示す様に、本実施例の角速度セン
サは、例えばＳＵＳ，４２Ｎｉ又はエリンバの様な弾性
材料からなる振動子９１の表面に、ＰＺＴの様な圧電体
素子９３〜９６を接合したものであり、図の左側が固定
端９７とされている。前記素子９３〜９６として、１面
には、駆動素子９３及び一方の検出素子９５が設けら
れ、２面には、振動モニターを兼ねる自励発振用のフィ
ードバック素子９４及び他方の検出素子９６が設けられ
ている。

【００７６】そして、この角速度センサでは、フィード
バック素子９４からの信号は、振幅制御回路９８ａを経
て移相回路９８ｂに入力され、移相回路９８ｂからの信
号は、駆動素子９３及び同期検波回路９９ｂに入力され
る。また、両検出素子９５，９６からの信号は、可変抵
抗９９ａにて合成され、その合成出力が同期検波回路９
９ｂに入力される。よって、この同期検波回路９９ｂに
より、ｚ軸に入力された角速度Ωが検出される。

【００７７】この様に、本実施例では、前記実施例１と
同様な効果を奏するとともに、振動子９１としてエリン
バ等の恒弾性合金を採用した場合、共振周波数の温度特
性を良好とすることができるという利点がある。 （実施例７）次に、実施例７について説明する。

【００７８】図１６に示す様に、本実施例の角速度セン
サは、前記実施例６の様な角速度センサを音叉状に形成
したものである。この角速度センサは、例えばＳＵＳ，
４２Ｎｉ又はエリンバの様な弾性材料からなる振動子１
０１の表面に、ＰＺＴの様な圧電体素子１０３〜１０６
を接合したものであり、図の左側が固定端１０７とされ
ている。

【００７９】前記素子１０３〜１０６として、１面に
は、駆動素子１０３及び一方の検出素子１０５が設けら
れ、２面には、振動モニターを兼ねる自励発振用のフィ
ードバック素子１０４及び他方の検出素子１０６が設け
られている。そして、この角速度センサでは、フィード
バック素子１０４からの信号は、振幅制御回路１０８ａ
を経て移相回路１０８ｂに入力され、移相回路１０８ｂ
からの信号は、駆動素子１０３及び同期検波回路１０９
ｂに入力される。また、検出素子１０５からの信号は、
反転回路１０９ｃで反転され、検出素子１０６からの信
号と可変抵抗１０９ａにて合成され、その合成出力が同
期検波回路１０９ｂに入力される。よって、この同期検
波回路１０９ｂにより、ｚ軸に入力された角速度Ωが検
出される。

【００８０】この様に、本実施例では、前記実施例６と
同様な効果を奏するとともに、振動子１０１を音叉状と
したので、たわみ振動状態が安定化でき、一層精密に角
速度Ωを検出できるという利点がある。尚、前記実施例
５〜７において、検出素子が、駆動素子と同一面に配置
されているが、他の面に配置されてもよい。 （実施例８）次に、実施例８について説明する。

【００８１】本実施例は、ｚ軸とｘ軸との２軸の角速度
を検出することができる角速度センサであり、図１７に
示す様に、振動子１１１を例えばＰＺＴや水晶などの圧
電体で構成し、その表面に電極１１３〜１１９’を設け
たものである。尚、この角速度センサでは、前記実施例
４と同様に、振動の節は左右に２箇所存在している。

【００８２】前記電極１１３〜１１９’として、１面に
は、中央から外側に向けて、駆動電極１１３，１１４
と、振動モニターを兼ねる自励発振用のフィードバック
電極１１５，１１５’，１１６，１１６’と、検出電極
１１７，１１７’とが設けられ、２〜４面には、各々共
通電極１１８，１１９，１１９’，１２０，１２０’が
設けられている。

【００８３】図１８に示す様に、ｙ軸方向に図の点線で
示すたわみ振動を発生させ速度を与える。このとき、ｚ
軸に角速度Ωが入力された場合、発生するコリオリカＦ
_CLによって伸縮応力σ_CL（伸縮振動）が生じ、また、ｘ
軸に角速度Ω´が入力された場合、発生するコリオリカ
Ｆ_CBによってたわみ応力σ_CB（たわみ振動）が生じる。
よって、この両応力σ_CL，σ_CBにより各々発生する信号
を分離、出力させることにより２軸の角速度Ω，Ω´が
検出可能となる。

【００８４】この点について、更に説明する。駆動電極
１１３，１１４に交流電圧を印加し、ｙ軸方向にたわみ
振動を与える。そして、ｚ軸方向に角速度Ωが入力され
た場合、先に記述した様に、伸縮応力σ_CL（伸縮振動）
が発生する。この時の検出電極１１７’と共通電極１１
９，１１９’間の出力と、検出電極１１７と共通電極１
１９，１１９’間の出力は、分極を同方向にした場合、
角速度Ωに対して出力は逆位相に出るため、減算回路１
２６により減算し、同期検波回路１２４を通すことによ
り、ｚ軸に入力された角速度Ωが検出される。尚、同時
にｘ軸に角速度が入力されても、前記出力を減算回路１
２６を通しているため、そのキャンセルされた成分は出
力されない。次に、ｘ軸方向に角速度Ω’が入力された
場合、先に記述した様に、たわみ応力σ_CB（たわみ振
動）が発生する。この時の検出電極１１７’と共通電極
１１９，１１９’間の出力と、検出電極１１７と共通電
極１２０，１２０’間の出力は、角速度Ω’に対して同
位相に出るため、加算回路１２７により加算し、同期検
波回路１２５を通すことにより、ｘ軸に入力された角速
度Ω’が検出される。尚、同時にｚ軸に角速度が入力さ
れても、前記出力を加算回路１２７を通しているため、
その成分はキャンセルされ出力されない。

【００８５】従って、上述した構成により、ｚ軸の角速
度Ω、ｘ軸の角速度Ω’は独立に検出できることにな
る。この様に、本実施例では、前記実施例４と同様な効
果を奏するとともに、側面の共通電極１１９，１１
９’，１２０，１２０’の付加等の簡易な構成で、２軸
の角速度が検出できるという顕著な効果がある。 （実施例９）次に、実施例９について説明する。

【００８６】本実施例は、ｚ軸とｘ軸との２軸の角速度
を検出することができる角速度センサであり、図１９に
示す様に、振動子１３１を例えばＰＺＴや水晶などの圧
電体で構成し、その表面に電極１３３〜１４０を設けた
ものである。尚、この角速度センサは、前記実施例１と
同様に、図の左側が固定端１３２とされ、先端側がたわ
み振動する。

【００８７】前記電極１３３〜１４０として、１面に
は、駆動電極１３３，１３４と、振動モニターを兼ねる
自励発振用のフィードバック電極１３５，１３６と、検
出電極１３７，１３８とが設けられ、２面には、共通電
極１４０、３面には、検出電極１３８’と共通電極１３
９とが設けられ、４面には、共通電極１４０’が設けら
れている。

【００８８】本実施例も、実施例８と同様に、検出電極
１３７と共通電極１４０’間の出力と、検出電極１３
８’と共通電極１４０間の出力を、加算回路１４７，減
算回路１４６により加算もしくは減算し、同期検波回路
１４４，１４５を通すことにより、Ｘ軸もしくはＺ軸に
入力された角速度Ω，Ω’を独立に検出できる。

【００８９】この様に、本実施例では、前記実施例１と
同様な効果を奏するとともに、側面の共通電極１４０，
１４０’の付加等の簡易な構成で、２軸の角速度が検出
できるという顕著な効果がある。 （実施例１０）次に、実施例１０について説明する。

【００９０】本実施例は、ｚ軸とｘ軸との２軸の角速度
を検出することができる音叉状の角速度センサであり、
図２０に示す様に、振動子１５１を例えばＰＺＴや水晶
などの圧電体で構成し、その表面に電極１５３〜１６３
を設けたものである。尚、この角速度センサは、前記実
施例３と同様に、図の左側が固定端１５２とされ、両先
端側がたわみ振動する。

【００９１】前記電極１５３〜１６３として、１面に
は、駆動電極１５３，１５４と、振動モニターを兼ねる
自励発振用のフィードバック電極１５６〜１５９と、検
出電極１６０，１６１とが設けられている。又、２面に
は、共通電極１６３，３面には、共通電極１６２，検出
電極１６１’、４面には、共通電極１６３’が設けられ
ている。

【００９２】本実施例も、実施例８と同様に、検出電極
１６０と共通電極１６３’間の出力と、検出電極１６
１’と共通電極１６３間の出力を、加算回路１７０’，
減算回路１７０により加算もしくは減算し、同期検波回
路１６８，１６９を通すことにより、Ｘ軸もしくはＺ軸
に入力された角速度Ω，Ω’を独立に検出できる。

【００９３】この様に、本実施例では、前記実施例３と
同様な効果を奏するとともに、側面の共通電極１６３の
付加等の簡易な構成で、２軸の角速度が検出できるとい
う顕著な効果がある。 （実施例１１）次に、実施例１１について説明する。

【００９４】本実施例は、ｚ軸とｘ軸との２軸の角速度
を検出することができる角速度センサであり、図２１に
示す様に、例えばＳＵＳ，４２Ｎｉ又はエリンバの様な
弾性材料からなる振動子１７１の表面に、ＰＺＴの様な
圧電体からなる素子１７３〜１７９を接合したものであ
る。この角速度センサでは、前記実施例４と同様に、振
動の節は左右に２箇所（Ａ点，Ｂ点）存在し、振動の節
を挟む様に、各素子１７３〜１７９が配置されている。

【００９５】前記素子１７３〜１７９として、１面及び
３面には、検出素子１７５〜１７９が設けられ、２面に
は、振動モニターを兼ねる自励発振用のフィードバック
素子１７４が設けられ、４面には、駆動素子１７３が設
けられている。そして、この角速度センサでは、フィー
ドバック素子１７４からの信号は、振幅制御回路１８２
を経て移相回路１８３に入力され、移相回路１８３から
の信号は、駆動素子１７３及び両同期検波回路１８８，
１８９に入力される。また、検出素子１７６，１７９か
らの信号は、実施例８と同様な理由にて、一方の加算回
路１８０に入力されて加算されるとともに、検出素子１
７５，１７８の信号は、他方の加算回路１８１に入力さ
れて加算され、一方は反転回路１９０を通り、可変抵抗
１８６にて合成されて、一方の同期検波回路１８８に入
力される。更に、検出素子１７６，１７９からの信号
は、一方の減算回路１８４に入力されて減算されるとと
もに、検出素子１７５，１７８の信号は、他方の減算回
路１８５に入力されて減算され、可変抵抗１８７にて合
成されて、他方の同期検波回路１８９に入力される。よ
って、一方の同期検波回路１８８により、ｚ軸に入力さ
れた角速度Ωが検出されるとともに、他方の同期検波回
路１８９により、ｘ軸に入力された角速度Ω’が検出さ
れる。

【００９６】この様に、本実施例では、前記実施例８と
同様な効果を奏するとともに、振動子７１としてエリン
バ等の恒弾性合金を採用した場合、共振周波数の温度特
性を良好とすることができるという利点がある。 （実施例１２）次に、実施例１２について説明する。

【００９７】本実施例は、ｚ軸とｘ軸との２軸の角速度
を検出することができる角速度センサであり、図２２に
示す様に、例えばＳＵＳ，４２Ｎｉ又はエリンバの様な
弾性材料からなる振動子１９１の表面に、ＰＺＴの様な
圧電体からなる素子１９３〜１９６を接合したものであ
る。尚、この角速度センサは、前記実施例１と同様に、
図の左側が固定端１９２とされ、先端側がたわみ振動す
る。

【００９８】前記素子１９３〜１９６として、１面に
は、振動モニターを兼ねる自励発振用のフィードバック
素子１９４が設けられ、２面及び４面には、検出素子１
９５，１９６が設けられ、３面には、駆動素子１９３が
設けられている。そして、この角速度センサでは、フィ
ードバック素子１９４からの信号は、振幅制御回路２０
１を経て移相回路２０２に入力された後に、駆動素子１
９３及び両同期検波回路２０５，２０６に入力される。
また、両検出素子１９５，１９６からの信号は、実施例
８と同様な理由にて、加算回路２０３にて加算されて一
方の同期検波回路２０５に入力されるととももに、両検
出素子１９５，１９６からの信号は、減算回路２０４に
て減算されて他方の同期検波回路２０６に入力される。
よって、一方の同期検波回路２０５により、ｚ軸に入力
された角速度Ωが検出されるとともに、他方の同期検波
回路２０６により、ｘ軸に入力された角速度Ω’が検出
される。

【００９９】この様に、本実施例では、前記実施例９と
同様な効果を奏するとともに、振動子１９１としてエリ
ンバ等の恒弾性合金を採用した場合、共振周波数の温度
特性を良好とすることができるという利点がある。 （実施例１３）次に、実施例１３について説明する。

【０１００】本実施例は、ｚ軸とｘ軸との２軸の角速度
を検出することができる音叉状の角速度センサであり、
図２３に示す様に、例えばＳＵＳ，４２Ｎｉ又はエリン
バの様な弾性材料からなる振動子２１１の表面に、ＰＺ
Ｔの様な圧電体からなる素子２１３〜２１８を接合した
ものである。尚、この角速度センサは、前記実施例３と
同様に、図の左側が固定端２１２とされ、両先端側がた
わみ振動する。

【０１０１】前記素子２１３〜２１８として、１面及び
３面には、検出素子２１５〜２１８が設けられ、２面に
は、振動モニターを兼ねる自励発振用のフィードバック
素子２１４が設けられ、４面には、駆動素子２１３が設
けられている。そして、この角速度センサでは、フィー
ドバック素子２１４からの信号は、振幅制御回路２２２
を経て移相回路２２３に入力された後に、駆動素子２１
３及び両同期検波回路２２８，２２９に入力される。ま
た、検出素子２１５，２１８からの信号は、実施例８と
同様な理由にて、一方の加算回路２２０に入力されて加
算されるとともに、検出素子２１６，２１７の信号は、
他方の加算回路２２１に入力されて加算され、可変抵抗
２２６にて合成されて、一方の同期検波回路２２８に入
力される。更に、検出素子２１５，２１６からの信号
は、一方の減算回路２２４に入力されて減算されるとと
もに、検出素子２１７，２１８の信号は、他方の減算回
路２２５に入力されて減算され、可変抵抗２２７にて合
成されて、他方の同期検波回路２２９に入力される。よ
って、一方の同期検波回路２２８により、ｚ軸に入力さ
れた角速度Ωが検出されるとともに、他方の同期検波回
路２２９により、ｘ軸に入力された角速度Ω’が検出さ
れる。

【０１０２】この様に、本実施例では、前記実施例１０
と同様な効果を奏するとともに、振動子２１１としてエ
リンバ等の恒弾性合金を採用した場合、共振周波数の温
度特性を良好とすることができるという利点がある。
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様
で実施しうることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の角速度センサを示し、（ａ）はそ
の斜視図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその底面図、
（ｄ）はその支持状態を示す説明図である。

【図２】 実施例１の角速度センサの処理回路を示すブ
ロック図である。

【図３】 実施例１の角速度センサの動作原理を示す説
明図である。

【図４】 実施例１の角速度センサの効果の理由を示す
説明図である。

【図５】 実施例２の角速度センサを示し、（ａ）はそ
の斜視図、（ｂ）はその１面の説明図、（ｃ）はその２
面の説明図、（ｄ）はその３面の説明図である。

【図６】 実施例３の角速度センサを示し、（ａ）はそ
の斜視図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその底面図、
（ｄ）はその支持状態を示す説明図である。

【図７】 実施例３の角速度センサの処理回路を示すブ
ロック図である。

【図８】 実施例３の角速度センサの動作原理を示す説
明図である。

【図９】 その他の変形例を示す説明図である。

【図１０】 実施例４の角速度センサを示し、（ａ）は
その斜視図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその底面
図、（ｄ）はその支持状態を示す説明図である。

【図１１】 実施例４の角速度センサの処理回路を示す
ブロック図である。

【図１２】 実施例４の角速度センサの動作原理を示す
説明図である。

【図１３】 実施例４の角速度センサの効果の理由を示
す説明図である。

【図１４】 実施例５の角速度センサの説明図である。

【図１５】 実施例６の角速度センサの説明図である。

【図１６】 実施例７の角速度センサの説明図である。

【図１７】 実施例８の角速度センサの説明図である。

【図１８】 実施例８の角速度センサの動作原理を示す
説明図である。

【図１９】 実施例９の角速度センサの説明図である。

【図２０】 実施例１０の角速度センサの説明図であ
る。

【図２１】 実施例１１の角速度センサの説明図であ
る。

【図２２】 実施例１２の角速度センサの説明図であ
る。

【図２３】 実施例１３の角速度センサの説明図であ
る。

【符号の説明】

１，２１，３１，５１，７１，９１，１０１，１１１，
１３１，１５１，１７１，１９１，２１１…振動子、 ３，４，２３，２６，３３，３４，５３，５４，１１
３，１１４，１３３，１３４，１５３，１５４…駆動電
極、 ５，６，２４，２５，３５，３５’，３６，３６’，５
５，５５’，５６，５６’，１１５，１１５’，１１
６，１１６’，１３５，１３６，１５６，１５７，１５
８，１５９…フィードバック電極、 ７，２７，２７’３７，３７’５７，５７’，１１７，
１１７’，１３７，１３８，１３８’，１６０，１６
１，１６１’…検出電極、 ７３，９３，１０３，１７３，１９３，２１３…駆動素
子、 ７４，９４，１０４，１７４，１９４，２１４…フィー
ドバック素子 ７５，７６，７７，７８，９５，９６，１０５，１０
６，１７５，１７６，１７８，１７９，１９５，１９
６，２１５，２１６，２１７，２１８…検出素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 和彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動子と、 該振動子の中心軸方向と直交する方向に、該振動子をた
   わみ振動させる駆動手段と、 前記振動子の前記中心軸方向における伸縮振動を検出す
   る検出手段と、 を備えたことを特徴とする角速度センサ。
2. 【請求項２】 前記振動子が圧電体よりなり、前記駆動
   手段及び検出手段が該振動子に形成された電極であるこ
   とを特徴とする前記請求項１記載の角速度センサ。
3. 【請求項３】 前記振動子が弾性材料よりなり、前記駆
   動手段及び検出手段が該振動子に形成された圧電体及び
   電極からなる素子であることを特徴とする前記請求項１
   記載の角速度センサ。
4. 【請求項４】 前記検出手段が、前記伸縮振動に基づい
   て、前記たわみ振動の振動面と垂直な入力軸の角速度を
   検出することを特徴とする前記請求項１〜３のいずれか
   記載の角速度センサ。
5. 【請求項５】 前記振動子のたわみ振動の振動状態を検
   出する振動モニタ手段を有することを特徴とする前記請
   求項１〜４のいずれか記載の角速度センサ。
6. 【請求項６】 前記駆動手段と検出手段との間に、前記
   振動モニタ手段が配置されたことを特徴とする前記請求
   項５記載の角速度センサ。
7. 【請求項７】 前記検出手段が、前記振動子の伸縮振動
   を、該振動子の振動の状態が異なる複数の位置から検出
   し、該複数の位置から検出された信号を合成することに
   よりノイズを相殺することを特徴とする前記請求項１〜
   ６のいずれか記載の角速度センサ。
8. 【請求項８】 前記振動子が、その一端側の支持部にて
   支持され、先端側がたわみ振動することを特徴とする前
   記請求項１〜７のいずれか記載の角速度センサ。
9. 【請求項９】 前記支持部側に駆動手段が配置され、先
   端側に検出手段が配置されたことを特徴とする前記請求
   項８記載の角速度センサ。
10. 【請求項１０】 前記振動子の形状が音叉形状であるこ
    とを特徴とする前記請求項８又は９記載の角速度セン
    サ。
11. 【請求項１１】 前記振動子が、少なくとも２点のたわ
    み振動の節で、各々支持部にて支持されたことを特徴と
    する前記請求項１〜７のいずれか記載の角速度センサ。
12. 【請求項１２】 前記左右の節の中央側に、駆動手段を
    配置し、該左右の節の外側に前記検出手段を配置したこ
    とを特徴とする前記請求項１１のいずれか記載の角速度
    センサ。
13. 【請求項１３】 前記振動モニタ手段からの信号に基づ
    いて、前記駆動手段を駆動する信号を出力する励振回路
    と、前記検出手段からの信号に基づいて、前記振動子の
    入力軸に加わる角速度を検出する検出回路と、を備えた
    ことを特徴とする前記請求項５〜１２のいずれか記載の
    角速度センサ。
14. 【請求項１４】 前記駆動手段を１対以上有し、各駆動
    手段に各々１８０゜位相の異なる交流電圧を与えること
    を特徴とする前記請求項１〜１３のいずれか記載の角速
    度センサ。
15. 【請求項１５】 前記振動子が長尺であり、この振動子
    の長手方向に対して垂直な方向に、検出する角速度の入
    力軸が設定されたことを特徴とする前記請求項１〜１４
    記載の角速度センサ。
16. 【請求項１６】 前記請求項１５記載の振動子を、該振
    動子の長手方向と基板面とが平行になる様に基板上に配
    置し、該基板に対して垂直の入力軸の角速度を検出する
    ことを特徴とする角速度センサの使用方法。
17. 【請求項１７】 振動子と、 該振動子の中心軸方向と直交する方向に、該振動子をた
    わみ振動させる駆動手段と、 該駆動手段によって生じた駆動たわみに起因する伸縮振
    動に基づいて、１軸の角速度を検出する第１検出手段
    と、 前記駆動手段によって生じた駆動たわみと直交するたわ
    み振動に基づいて、前記１軸と直交する他の１軸の角速
    度を検出する第２検出手段と、 を備えたことを特徴とする角速度センサ。
18. 【請求項１８】 前記１軸が、振動子のたわみ振動の振
    動面と垂直であり、他の１軸が、振動子の中心軸方向で
    あることを特徴とする前記請求項１７記載の角速度セン
    サ。