JPH09318360A - Elastic surface wave gyroscope - Google Patents

Elastic surface wave gyroscope

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Publication number
JPH09318360A
JPH09318360A JP8137021A JP13702196A JPH09318360A JP H09318360 A JPH09318360 A JP H09318360A JP 8137021 A JP8137021 A JP 8137021A JP 13702196 A JP13702196 A JP 13702196A JP H09318360 A JPH09318360 A JP H09318360A
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JP
Japan
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surface acoustic
acoustic wave
wave
driving
reflector
Prior art date
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Pending
Application number
JP8137021A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Yugawa
和彦 湯川
Yoshichika Fukuda
祥愼 福田
Toshiro Higuchi
俊郎 樋口
Minoru Kurosawa
実 黒澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Priority to US08/864,504 priority patent/US6003370A/en
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Priority to US09/356,099 priority patent/US6237414B1/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a high detection level of a Coriolis force. SOLUTION: IDTs(interdigital transducers) 23 and 24 for generating elastic surface waves and reflectors 25, 25'-27 and 27' are arrayed on the surface of a piezo-electric substrate 21 in one row sandwiching an IDT 22 for detecting a Coriolis force. High frequencies (f0 +Δf) and (f0 -Δf) are applied respectively to the IDTs 23 and 24 from a high frequency oscillator to generate two kinds of elastic surface waves. Both the elastic surface waves are reflected by the reflectors 25 and 25' and the reflectors 26 and 26' to make a standing wave and an interfering wave (f0 ) is generated between the IDTs 23 and 24. Under such a condition, when the piezo-electric substrate 21 makes a rotating motion, an elastic surface wave attributed to the Coriolis force with the phase thereof shifted is generated by 90 deg. by interaction with the interfering wave. This elastic surface wave is reflected by reflectors 27 and 27' to make a standing wave. This standing wave is converted to an electrical signal by a piezo-electric effect and detected by the IDT 22.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電基板の弾性表
面波による表面振動と圧電基板の回転運動との相互作用
により基板表面に発生するコリオリ力を圧電効果により
電圧に変換して検出する弾性表面波ジャイロスコープに
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an elastic device for converting a Coriolis force generated on a substrate surface by an interaction between surface vibration of a piezoelectric substrate due to a surface acoustic wave and a rotational motion of the piezoelectric substrate into a voltage by a piezoelectric effect and detecting the voltage. It relates to a surface wave gyroscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば特開平6−281465号
公報に示されるように、弾性表面波を用いたジャイロス
コープが提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a gyroscope using a surface acoustic wave has been proposed as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-281465.

【0003】上記公報には、圧電基板の一方表面に、コ
リオリ力を検出する1個のインターデジタル型トランス
デューサ(以下、検出用IDT(Inter-Digital Transd
ucer)という。)を挟んで同一周波数の弾性表面波を生
成する一対のIDT(以下、駆動用IDTという。)と
この駆動用IDTの外側に弾性表面波を検出用IDT側
に反射する一対の反射器とを相互に所定の位置関係で形
成してなる構成を有する弾性表面波ジャイロスコープが
示されている。
In the above publication, one interdigital transducer (hereinafter referred to as an IDT for detection (Inter-Digital Transd) for detecting Coriolis force is formed on one surface of a piezoelectric substrate.
ucer). ), A pair of IDTs (hereinafter referred to as driving IDTs) that generate surface acoustic waves of the same frequency, and a pair of reflectors that reflect the surface acoustic waves to the detection IDT side outside the driving IDTs. A surface acoustic wave gyroscope having a configuration in which they are formed in a predetermined positional relationship with each other is shown.

【0004】図19は、上記弾性表面波ジャイロスコー
プの圧電基板表面に形成された検出用IDT、一対の駆
動用IDT及び一対の反射器を示す図である。
FIG. 19 is a view showing a detection IDT, a pair of driving IDTs and a pair of reflectors formed on the surface of the piezoelectric substrate of the surface acoustic wave gyroscope.

【0005】圧電基板100の表面に形成された検出用
IDT101及び駆動用IDT102,103の櫛形電
極D1,D2間の距離d1,d2は、同一ピッチ(弾性
表面波の波長λの1/2)を有している。また、反射器
104,105は、100本の線状電極D3を所定ピッ
チ(略λ/2のピッチ)で配列してなるグレーティング
放射器からなる。
The distances d1 and d2 between the comb-shaped electrodes D1 and D2 of the detection IDT 101 and the driving IDTs 102 and 103 formed on the surface of the piezoelectric substrate 100 have the same pitch (1/2 of the wavelength λ of the surface acoustic wave). Have The reflectors 104 and 105 are grating radiators in which 100 linear electrodes D3 are arranged at a predetermined pitch (pitch of approximately λ / 2).

【0006】圧電基板100は、各駆動用IDT10
2,103によりそれぞれ両側から外方向に進行する弾
性表面波を発生させ、この弾性表面波を反射器104,
105により検出用IDT101側に反射させること
で、反射器104,105間に弾性表面波の定在波が生
じるようになっている。検出用IDT101は、各櫛形
電極D1,D2がこの弾性表面波(定在波)の節の位置
となる所定位置に形成されている。
The piezoelectric substrate 100 includes the driving IDT 10
2, 103 generate surface acoustic waves traveling outward from both sides, and the surface acoustic waves are reflected by the reflectors 104,
By reflecting the light toward the detection IDT 101 side by 105, a standing wave of a surface acoustic wave is generated between the reflectors 104 and 105. The detection IDT 101 is formed at a predetermined position where each of the comb-shaped electrodes D1 and D2 is a node of the surface acoustic wave (standing wave).

【0007】上記弾性表面波ジャイロスコープは、圧電
基板100の表面に弾性表面波の定在波を発生させた状
態で、この圧電基板100が回転運動を行なうと、弾性
表面波による振動方向に対して垂直方向にこの弾性表面
波と90°位相のずれたコリオリ力による弾性表面波
(定在波)が発生するので、検出用IDT101から圧
電効果により変換されたこの弾性表面波の振動に対応す
る電圧が検出されるようになっている。
In the surface acoustic wave gyroscope described above, when the piezoelectric substrate 100 makes a rotational motion in the state where a standing wave of the surface acoustic wave is generated on the surface of the piezoelectric substrate 100, the surface acoustic wave oscillates in the direction of vibration by the surface acoustic wave. In the vertical direction, a surface acoustic wave (standing wave) is generated due to the Coriolis force that is 90 ° out of phase with this surface acoustic wave, so that it corresponds to the vibration of this surface acoustic wave converted by the piezoelectric effect from the detection IDT 101. The voltage is detected.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の弾性表面波
ジャイロスコープは、反射器104,105により駆動
用IDT102,103で発生された同一周波数の弾性
表面波を検出用IDT101側に反射し、駆動用IDT
102,103間に弾性表面波の定在波を生じさせてい
るが、この弾性表面波と圧電基板100の回転運動との
相互作用により発生するコリオリ力は弾性表面波と90
°位相がずれているため、反射器104,105を弾性
表面波とコリオリ力に起因する弾性表面波の双方に対し
て十分な反射特性を有する位置に配置することは困難で
ある。
The conventional surface acoustic wave gyroscope described above drives the surface acoustic waves of the same frequency generated by the driving IDTs 102 and 103 by the reflectors 104 and 105 to the detection IDT 101 side for driving. IDT
A standing wave of a surface acoustic wave is generated between 102 and 103. The Coriolis force generated by the interaction between the surface acoustic wave and the rotational movement of the piezoelectric substrate 100 is 90
Since the phases are out of phase, it is difficult to arrange the reflectors 104 and 105 at positions having sufficient reflection characteristics for both the surface acoustic wave and the surface acoustic wave caused by the Coriolis force.

【0009】駆動用IDT102,103により発生さ
れた弾性表面波に対して好適な反射位置に反射器10
4,105を配置すると、コリオリ力に起因する弾性表
面波は反射器104,105で十分に検出用IDT10
1側に反射されず、場合によっては吸収されたり、入射
波を弱めるように反射されることもあり、検出用IDT
101において十分なコリオリ力(定在波)の検出電圧
を得ることは困難となっている。
The reflector 10 is placed at a suitable reflection position for the surface acoustic waves generated by the driving IDTs 102 and 103.
By disposing 4, 105, surface acoustic waves caused by Coriolis force are sufficiently detected by the reflectors 104, 105.
The IDT for detection may not be reflected to the first side and may be absorbed or reflected to weaken the incident wave in some cases.
In 101, it is difficult to obtain a sufficient Coriolis force (standing wave) detection voltage.

【0010】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、コリオリ力に起因する弾性表面波の定在波を高
いレベルで発生させ、検出感度の高い弾性表面波ジャイ
ロスコープを提供するものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a surface acoustic wave gyroscope having a high detection sensitivity for generating a standing wave of a surface acoustic wave caused by Coriolis force. Is.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、圧電基板の表
面に複数の電極を配列形成してなるコリオリ力の検出部
が設けられ、この検出部に弾性表面波による振動を発生
させ、この振動と圧電基板の回転運動との相互作用によ
り発生したコリオリ力を圧電効果により電圧に変換して
検出する弾性表面波ジャイロスコープであって、上記検
出部は、第1の弾性表面波を発生させるべく第1の高周
波が印加される第1の駆動用電極と、上記第1の弾性表
面波と異なる周波数を有する第2の弾性表面波を発生さ
せるべく第2の高周波が印加される第2の駆動用電極
と、上記第1の弾性表面波の定在波を発生させるべく上
記第1及び第2の駆動用電極の両外側に形成され、上記
第1の弾性表面波を第1の駆動用電極側に反射する一対
の第1の反射器用電極と、上記第2の弾性表面波の定在
波を発生させるべく上記第1及び第2の駆動用電極の両
外側に形成され、上記第2の弾性表面波を第2の駆動用
電極側に反射する一対の第2の反射器用電極と、第1の
弾性表面波と第2の弾性表面波との干渉波と圧電基板の
回転運動との相互作用により発生するコリオリ力に基づ
く第3の弾性表面波を定在波にするべく上記第1及び第
2の駆動用電極の両外側に形成され、上記第3の弾性表
面波を第1及び第2の駆動用電極側に反射する一対の第
3の反射器用電極と、上記第1及び第2の駆動用電極間
に形成され、圧電効果により上記コリオリ力に起因する
歪に応じて発生する電気信号を検出する検出用電極とか
ら構成されているものである(請求項1)。
According to the present invention, a Coriolis force detecting portion, which is formed by arranging a plurality of electrodes on a surface of a piezoelectric substrate, is provided, and the detecting portion is caused to vibrate by a surface acoustic wave. A surface acoustic wave gyroscope for detecting a Coriolis force generated by an interaction between vibration and a rotational movement of a piezoelectric substrate by converting it into a voltage by a piezoelectric effect, wherein the detection unit generates a first surface acoustic wave. Therefore, the first drive electrode to which the first high frequency is applied, and the second high frequency to which the second high frequency is applied to generate the second surface acoustic wave having a frequency different from that of the first surface acoustic wave. The first surface acoustic wave is formed on both outer sides of the driving electrode and the first and second driving electrodes so as to generate a standing wave of the first surface acoustic wave. A pair of first reflector electrodes that reflect to the electrode side And the second surface acoustic wave is formed on both outer sides of the first and second driving electrodes so as to generate a standing wave of the second surface acoustic wave, and the second surface acoustic wave is directed to the second driving electrode side. A pair of second reflector electrodes for reflection, and a third elasticity based on the Coriolis force generated by the interaction between the interference wave of the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave and the rotational movement of the piezoelectric substrate. A pair of first surface acoustic waves are formed on both outer sides of the first and second driving electrodes to make the surface waves a standing wave and reflect the third surface acoustic wave to the first and second driving electrode sides. No. 3 reflector electrode, and a detection electrode formed between the first and second driving electrodes for detecting an electric signal generated according to the strain caused by the Coriolis force due to the piezoelectric effect. (Claim 1).

【0012】上記構成によれば、第1の駆動用電極に、
例えば周波数fH(=f0+Δf)の第1の高周波を印加
すると、逆圧電効果により基板表面に周波数fHで振動
する第1の弾性表面波が発生し、この第1の弾性表面波
は第1の駆動用電極の両外側に伝播する。
According to the above structure, the first driving electrode is
For example, when a first high frequency wave having a frequency f H (= f 0 + Δf) is applied, a first surface acoustic wave vibrating at a frequency f H is generated on the surface of the substrate due to an inverse piezoelectric effect, and this first surface acoustic wave is generated. It propagates to both outer sides of the first driving electrode.

【0013】また、第2の駆動用電極に、例えば周波数
L(=f0−Δf)の第2の高周波を印加すると、逆圧
電効果により基板表面に周波数fLで振動する第2の弾
性表面波が発生し、この第2の弾性表面波は第2の駆動
用電極の両外側に伝播する。
When a second high frequency wave having a frequency f L (= f 0 −Δf) is applied to the second driving electrode, the second elasticity vibrates at the frequency f L on the substrate surface due to the inverse piezoelectric effect. A surface wave is generated, and this second surface acoustic wave propagates to both outsides of the second driving electrode.

【0014】第1の弾性表面波は、検出用電極、第2の
駆動用電極、第2,第3の反射器用電極で反射されるこ
となく一対の第1の反射器用電極に伝播され、この第1
の反射器用電極で第1の駆動用電極側に反射されて一対
の第1の反射器用電極間に第1の弾性表面波の定在波が
発生する。
The first surface acoustic wave propagates to the pair of first reflector electrodes without being reflected by the detection electrode, the second driving electrode, and the second and third reflector electrodes. First
Is reflected by the reflector electrode toward the first driving electrode to generate a standing wave of the first surface acoustic wave between the pair of first reflector electrodes.

【0015】同様に、第2の弾性表面波は、検出用電
極、第1の駆動用電極、第1,第3の反射器用電極で反
射されることなく一対の第2の反射器用電極に伝播さ
れ、この第2の反射器用電極で第2の駆動用電極側に反
射されて一対の第2の反射器用電極間に第2の弾性表面
波の定在波が発生する。
Similarly, the second surface acoustic wave propagates to the pair of second reflector electrodes without being reflected by the detection electrode, the first driving electrode, and the first and third reflector electrodes. Then, the second reflector electrode is reflected toward the second driving electrode side to generate a second surface acoustic wave standing wave between the pair of second reflector electrodes.

【0016】そして、第1の駆動用電極と第2の駆動用
電極間には第1,第2の弾性表面波の干渉により周波数
0の弾性表面波が発生し、この弾性表面波により基板
表面が振動している状態で圧電基板が回転運動を行なう
と、弾性表面波の波面と直交する面内にこの弾性表面波
と90°位相のずれたコリオリ力に基づく周波数f0
第3の弾性表面波が発生する。
Then, a surface acoustic wave having a frequency f 0 is generated between the first driving electrode and the second driving electrode due to the interference of the first and second surface acoustic waves, and the surface acoustic wave causes the substrate. When the piezoelectric substrate makes a rotational motion while the surface is vibrating, the third surface of the frequency f 0 based on the Coriolis force 90 ° out of phase with the surface acoustic wave is generated in the plane orthogonal to the surface of the surface acoustic wave. Surface acoustic waves are generated.

【0017】第3の弾性表面波は、第1,第2の駆動用
電極で反射されることなく一対の第3の反射器用電極に
伝播され、この第3の反射器用電極で検出用電極側に反
射されて一対の第3の反射器用電極間に第3の弾性表面
波の定在波が発生する。
The third surface acoustic wave is propagated to the pair of third reflector electrodes without being reflected by the first and second driving electrodes, and the third reflector electrode detects the detection electrode side. The third surface acoustic wave standing wave is generated between the pair of third reflector electrodes.

【0018】検出用電極は上記第3の弾性表面波の定在
波に対して所定の関係位置に設けられ、圧電効果により
上記第3の弾性表面波に起因する歪に応じて発生する電
気信号が検出用電極から検出される。
The detection electrode is provided at a predetermined relational position with respect to the standing wave of the third surface acoustic wave, and an electric signal generated by the piezoelectric effect according to the strain caused by the third surface acoustic wave. Is detected from the detection electrode.

【0019】また、本発明は、圧電基板の表面に互いに
直交する方向に複数の電極を配列形成してなる2個のコ
リオリ力の検出部が設けられ、各検出部に弾性表面波に
よる振動を発生させ、この振動と圧電基板の回転運動と
の相互作用により発生したコリオリ力をそれぞれ圧電効
果により電圧に変換して検出する弾性表面波ジャイロス
コープであって、上記各検出部は、第1の弾性表面波を
発生させるべく第1の高周波が印加される第1の駆動用
電極と、上記第1の弾性表面波と異なる周波数を有する
第2の弾性表面波を発生させるべく第2の高周波が印加
される第2の駆動用電極と、上記第1の弾性表面波の定
在波を発生させるべく上記第1及び第2の駆動用電極の
両外側に形成され、上記第1の弾性表面波を第1の駆動
用電極側に反射する一対の第1の反射器用電極と、上記
第2の弾性表面波の定在波を発生させるべく上記第1及
び第2の駆動用電極の両外側に形成され、上記第2の弾
性表面波を第2の駆動用電極側に反射する一対の第2の
反射器用電極と、第1の弾性表面波と第2の弾性表面波
との干渉波と圧電基板の回転運動との相互作用により発
生するコリオリ力に基づく第3の弾性表面波を定在波に
するべく上記第1及び第2の駆動用電極の両外側に形成
され、上記第3の弾性表面波を第1及び第2の駆動用電
極側に反射する一対の第3の反射器用電極と、上記第1
及び第2の駆動用電極間に形成され、圧電効果により上
記コリオリ力に起因する歪に応じて発生する電気信号を
検出する検出用電極とから構成されているものである
(請求項2)。
Further, according to the present invention, two Coriolis force detecting portions, each of which is formed by arranging a plurality of electrodes in a direction orthogonal to each other on the surface of the piezoelectric substrate, are provided, and each detecting portion is oscillated by a surface acoustic wave. A surface acoustic wave gyroscope that generates and converts the Coriolis force generated by the interaction between the vibration and the rotational movement of the piezoelectric substrate into a voltage by a piezoelectric effect, and detects the voltage. A first driving electrode to which a first high frequency is applied to generate a surface acoustic wave, and a second high frequency to generate a second surface acoustic wave having a frequency different from that of the first surface acoustic wave are generated. The first surface acoustic wave is formed on both outer sides of the applied second drive electrode and the first and second drive electrodes so as to generate a standing wave of the first surface acoustic wave. Is reflected to the first driving electrode side A pair of first reflector electrodes is formed on both outer sides of the first and second driving electrodes to generate a standing wave of the second surface acoustic wave. It is generated by the interaction between the pair of second reflector electrodes reflecting to the second driving electrode side, the interference wave of the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave, and the rotational movement of the piezoelectric substrate. The third surface acoustic wave based on the Coriolis force is formed on both outer sides of the first and second driving electrodes so as to make it a standing wave, and the third surface acoustic wave is used for the first and second driving electrodes. A pair of third reflector electrodes reflecting on the electrode side;
And a detection electrode which is formed between the second driving electrode and which detects an electric signal generated according to the strain caused by the Coriolis force due to the piezoelectric effect (claim 2).

【0020】上記構成によれば、圧電基板の表面に形成
された一方の検出部において、この検出部を構成する検
出用電極、第1、第2の駆動用電極及び第3の放射器用
電極の配列方向に第1の弾性表面波(周波数(f1+Δ
f))、第2の弾性表面波(周波数(f1−Δf))の
干渉波(周波数f1)を発生させ、この干渉波と圧電基
板の回転運動との相互作用により生じたコリオリ力に基
づく第3の弾性表面波を第3の反射器用電極で反射して
定在波とし、圧電効果によりこの定在波による基板表面
の歪に応じて発生する電気信号が検出用電極から検出さ
れる。
According to the above structure, in one of the detection portions formed on the surface of the piezoelectric substrate, the detection electrode, the first and second driving electrodes, and the third radiator electrode which form the detection portion are formed. The first surface acoustic wave (frequency (f1 + Δ
f)), an interference wave (frequency f1) of the second surface acoustic wave (frequency (f1−Δf)) is generated, and the first based on the Coriolis force generated by the interaction between this interference wave and the rotational movement of the piezoelectric substrate. The surface acoustic wave No. 3 is reflected by the third reflector electrode to form a standing wave, and an electric signal generated according to the distortion of the substrate surface due to the standing wave is detected by the detection electrode by the piezoelectric effect.

【0021】同様に、他方の検出部においても、この検
出部を構成する検出用電極、第1,第2の駆動用電極及
び第3の放射器用電極の配列方向に第4の弾性表面波
(周波数(f2+Δf))、第5の弾性表面波(周波数
(f2−Δf))の干渉波(周波数f2)を発生させ、
この干渉波と圧電基板の回転運動との相互作用により生
じたコリオリ力に基づく第6の弾性表面波を第3の反射
器用電極で反射して定在波とし、圧電効果によりこの定
在波による基板表面の歪に応じて発生する電気信号が検
出用電極から検出される。
Similarly, in the other detecting section, the fourth surface acoustic wave (in the direction of arrangement of the detecting electrode, the first and second driving electrodes, and the third radiator electrode forming the detecting section) An interference wave (frequency f2) of the frequency (f2 + Δf)) and the fifth surface acoustic wave (frequency (f2-Δf)) is generated,
The sixth surface acoustic wave based on the Coriolis force generated by the interaction between the interference wave and the rotational movement of the piezoelectric substrate is reflected by the third reflector electrode to form a standing wave, and the standing wave is generated by the piezoelectric effect. An electric signal generated according to the distortion of the substrate surface is detected from the detection electrode.

【0022】両検出部の構成電極は互いに直交する方向
に配列されているので、コリオリ力の互いに直交する成
分がそれぞれ各検出部の検出用電極から検出される。
Since the constituent electrodes of both detectors are arranged in directions orthogonal to each other, the mutually orthogonal components of the Coriolis force are detected from the detection electrodes of each detector.

【0023】なお、上記弾性表面波ジャイロスコープに
おいて、上記一対の第3の反射器用電極は、それぞれ上
記第1及び第2の駆動用電極の隣接位置に形成するとよ
い(請求項3)。
In the surface acoustic wave gyroscope, the pair of third reflector electrodes may be formed adjacent to the first and second drive electrodes, respectively (claim 3).

【0024】上記構成によれば、第1,第2の反射器用
電極は第3の反射器用電極の外側に配置され、一対の第
3の反射器用電極間の電極被膜部分を可及的に少なくし
ているので、金属被膜部分での透過損失による第3の弾
性表面波の減衰が低減される。これにより検出用電極に
おける検出レベルを高くすることができる。
According to the above structure, the first and second reflector electrodes are arranged outside the third reflector electrode, and the electrode coating portion between the pair of third reflector electrodes is reduced as much as possible. Therefore, the attenuation of the third surface acoustic wave due to the transmission loss in the metal coating portion is reduced. Thereby, the detection level of the detection electrode can be increased.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る弾性表面波
ジャイロスコープの構成図である。また、図2は、圧電
基板に形成された電極構造を示す図である。
1 is a block diagram of a surface acoustic wave gyroscope according to the present invention. Further, FIG. 2 is a diagram showing an electrode structure formed on the piezoelectric substrate.

【0026】ジャイロスコープ1は、コリオリ力を検出
する検出素子2と弾性表面波の駆動源である高周波発振
器3,4とを備えている。
The gyroscope 1 is provided with a detection element 2 for detecting the Coriolis force and high frequency oscillators 3 and 4 which are drive sources of surface acoustic waves.

【0027】検出素子2は、長方形の圧電基板21を有
するとともに、この一表面に、コリオリ力を検出するト
ランスジューサ22、周波数fH(=f0+Δf〔H
z〕)の弾性表面波を発生させるトランスジューサ2
3、周波数fL(=f0−Δf〔Hz〕)の弾性表面波を
発生させるトランスジューサ24及び各一対の反射器2
5,25′(図1、「A」で示す。)、反射器26,2
6′(図1、「B」で示す。)、反射器27,27′
(図1、「C」で示す。)からなるコリオリ力の検出部
が形成されている。
The detection element 2 has a rectangular piezoelectric substrate 21, and a transducer 22 for detecting the Coriolis force and a frequency f H (= f 0 + Δf [H
z]) surface acoustic wave generating transducer 2
3. Transducer 24 for generating a surface acoustic wave of frequency f L (= f 0 −Δf [Hz]) and each pair of reflectors 2.
5, 25 '(shown by "A" in FIG. 1), reflectors 26, 2
6 '(shown by "B" in FIG. 1) and reflectors 27, 27'.
(Indicated by "C" in FIG. 1), a Coriolis force detecting portion is formed.

【0028】トランスジューサ22〜24及び反射器2
5,25′〜27,27′は、圧電基板21の長手方向
に一列に配列されている。コリオリ力検出用のトランス
ジューサ22は圧電基板21の略中央に配置され、この
トランスジューサ22を挟むようにしてその左側に周波
数fHの弾性表面波(以下、第1弾性表面波という。)
発生用のトランスジューサ23が配置され、トランスジ
ューサ22の右側に周波数fLの弾性表面波(以下、第
2弾性表面波という。)発生用のトランスジューサ24
が配置されている。更に、トランスジューサ24の外側
に反射器27′,26′,25′が中央側からこの順に
配置され、トランスジューサ23の外側に反射器27,
25,26が同じく中央側からこの順に配置されてい
る。
Transducers 22-24 and reflector 2
5, 25 'to 27, 27' are arranged in a line in the longitudinal direction of the piezoelectric substrate 21. The transducer 22 for detecting the Coriolis force is arranged substantially at the center of the piezoelectric substrate 21, and a surface acoustic wave having a frequency f H is located on the left side of the transducer 22 so as to sandwich the transducer 22 (hereinafter referred to as a first surface acoustic wave).
A transducer 23 for generating is arranged, and a transducer 24 for generating a surface acoustic wave having a frequency f L (hereinafter referred to as a second surface acoustic wave) is arranged on the right side of the transducer 22.
Is arranged. Further, reflectors 27 ', 26' and 25 'are arranged in this order from the center side on the outside of the transducer 24, and reflectors 27', 26 'and 25' are arranged on the outside of the transducer 23.
Similarly, 25 and 26 are arranged in this order from the center side.

【0029】高周波発振器3は、周波数fHの高周波を
発生する発振器であり、高周波発振器4は、周波数fL
の高周波を発生する発振器である。高周波発振器3,4
は圧電基板21と同一素材からなる圧電基板上に構成さ
れた弾性表面波共振器を用いた弾性表面波発振器からな
り、高周波発振器3の出力端子b−b′はトランスジュ
ーサ23に接続され、高周波発振器4の出力端子c−
c′はトランスジューサ24に接続されている。
The high frequency oscillator 3 is an oscillator for generating a high frequency of a frequency f H , and the high frequency oscillator 4 is a frequency f L.
It is an oscillator that generates high frequency. High frequency oscillator 3,4
Is a surface acoustic wave oscillator using a surface acoustic wave resonator formed on a piezoelectric substrate made of the same material as the piezoelectric substrate 21, and the output terminal bb 'of the high frequency oscillator 3 is connected to a transducer 23. 4 output terminal c-
c ′ is connected to the transducer 24.

【0030】高周波発振器3,4は、例えば図3に示す
B−Eピアース発振回路若しくは図4に示すC−Bピア
ース発振回路において、共振素子θを図5に示す弾性表
面波共振器で構成することにより実現することができ
る。図5に示す弾性表面波共振器は、圧電基板21′上
にインタデジタル形トランスジューサ(以下、IDTと
いう。)28の両側に多数の線状電極Dを配列してなる
グレーティング反射器(開放型グレーティング反射器)
29,30を配置したものである。高周波発振器3の弾
性表面波共振器の共振周波数は(f0+Δf)に設定さ
れ、高周波発振器3の弾性表面波共振器の共振周波数は
(f0−Δf)に設定されている。
The high frequency oscillators 3 and 4 are, for example, in the BE pierce oscillator circuit shown in FIG. 3 or the CB pierce oscillator circuit shown in FIG. 4, and the resonance element θ is constituted by the surface acoustic wave resonator shown in FIG. It can be realized by The surface acoustic wave resonator shown in FIG. 5 is a grating reflector (open type grating) in which a large number of linear electrodes D are arranged on both sides of an interdigital transducer (hereinafter referred to as IDT) 28 on a piezoelectric substrate 21 '. Reflector)
29 and 30 are arranged. The resonance frequency of the surface acoustic wave resonator of the high frequency oscillator 3 is set to (f 0 + Δf), and the resonance frequency of the surface acoustic wave resonator of the high frequency oscillator 3 is set to (f 0 −Δf).

【0031】高周波発振路3,4は、水晶発振器その他
のQの高い発振器を用いたものでもよいが、ジャイロス
コープ1の温度特性の安定化を考慮する場合は、圧電基
板21と同一の圧電部材で構成される弾性表面波共振器
を用いた発振器で構成することが好ましい。
The high-frequency oscillation paths 3 and 4 may be those using a crystal oscillator or other oscillator having a high Q. However, if stabilization of the temperature characteristics of the gyroscope 1 is considered, the same piezoelectric member as the piezoelectric substrate 21 is used. It is preferable that the surface acoustic wave resonator is composed of an oscillator.

【0032】例えば電気機械結合係数k2の大きい圧電
基板21の素材としてLiNbO3を使用した場合、そ
の温度特性が70ppm程度あり、反射器25,25′
〜27,27′の共振帯域を、例えば5MHzとした場
合、通常の使用条件である−20℃〜50℃の温度範囲
において、反射器25,25′〜27,27′の共振特
性が所定の共振帯域からはずれることがある。例えば反
射器25,25′は、第1弾性表面波を反射して定在波
を発生させるものであるが、温度変化により反射器2
5,25′の共振特性がドリフトし、十分な反射特性が
得られなくなると、安定したレベルの第1弾性表面波の
定在波を得ることができなくなる。このことは、反射器
26,26′及び反射器27,27′についても同様で
ある。
For example, when LiNbO 3 is used as the material of the piezoelectric substrate 21 having a large electromechanical coupling coefficient k 2 , its temperature characteristic is about 70 ppm and the reflectors 25, 25 '.
When the resonance band of .about.27,27 'is 5 MHz, for example, the resonance characteristics of the reflectors 25,25' to 27,27 'are predetermined in the temperature range of -20.degree. It may go out of the resonance band. For example, the reflectors 25 and 25 'reflect the first surface acoustic wave and generate a standing wave, but the reflector 2
If the resonance characteristics of 5, 25 'drift and sufficient reflection characteristics cannot be obtained, it becomes impossible to obtain a stable level of the standing wave of the first surface acoustic wave. This also applies to the reflectors 26 and 26 'and the reflectors 27 and 27'.

【0033】弾性表面波ジャイロスコープは、圧電基板
を表面振動させた状態で圧電基板が回転運動した場合に
この表面振動と回転運動との相互作用により発生するコ
リオリ力を検出するもので、圧電基板の表面振動の周波
数(すなわち、弾性表面波の周波数)の安定性も重要で
あるが、コリオリ力の検出感度の点では圧電基板の表面
振動の振幅がより重要である。
The surface acoustic wave gyroscope detects the Coriolis force generated by the interaction between the surface vibration and the rotational movement when the piezoelectric substrate rotates while the surface of the piezoelectric substrate is vibrated. The stability of the surface vibration frequency (that is, the frequency of the surface acoustic wave) is also important, but the amplitude of the surface vibration of the piezoelectric substrate is more important in terms of the detection sensitivity of the Coriolis force.

【0034】このため、本実施の形態では、高周波発振
路3,4の発振素子をジャイロスコープ1と同一の圧電
部材からなる弾性表面波共振器で構成し、反射器25,
25′,26,26′の共振特性のドリフトに応じて高
周波発振路3,4の発振特性をドリフトさせることによ
り第1,第2弾性表面波の定在波の安定化を図るように
している。
Therefore, in the present embodiment, the oscillating elements of the high frequency oscillating paths 3 and 4 are constituted by the surface acoustic wave resonator made of the same piezoelectric member as the gyroscope 1, and the reflector 25,
The standing waves of the first and second surface acoustic waves are stabilized by drifting the oscillation characteristics of the high frequency oscillation paths 3 and 4 according to the drift of the resonance characteristics of 25 ', 26, 26'. .

【0035】本実施の形態では、高周波発振器3の弾性
表面波共振器θの共振周波数が温度変化により(f0
Δf)から(f0+Δf+Δft)にドリフトし、発振周
波数が変動した場合、反射器25,25′の共振周波数
(すなわち、反射周波数)も(f0+Δf)から(f0
Δf+Δft)にドリフトするから、圧電基板21の基
板表面に発生させた第1弾性表面波の周波数が変動した
場合にも第1弾性表面波が反射器25,25′で好適に
反射され、第1弾性表面波(定在波)の振幅の温度変化
に対する安定化が図られる。同様に、高周波発振路4の
弾性表面波共振器θの共振周波数が温度変化により(f
0−Δf)から(f0−Δf+Δft)にドリフトし、発
振周波変動した場合、反射器26,26′の共振周波数
も(f0−Δf)から(f0−Δf+Δft)にドリフト
するから、圧電基板21の基板表面に発生させた第2弾
性表面波の周波数が変動した場合にも第2弾性表面波が
反射器26,26′で好適に反射され、第2弾性表面波
(定在波)の振幅の温度変化に対する安定化が図られ
る。
In the present embodiment, the resonance frequency of the surface acoustic wave resonator θ of the high frequency oscillator 3 is (f 0 +
When Δf) drifts to (f 0 + Δf + Δf t ) and the oscillation frequency fluctuates, the resonance frequency (that is, the reflection frequency) of the reflectors 25 and 25 ′ also changes from (f 0 + Δf) to (f 0 +
Since drift Δf + Δf t), the first surface acoustic wave even when the frequency of the first surface acoustic wave generated on the substrate surface of the piezoelectric substrate 21 is varied is preferably reflected by the reflector 25, 25 ', the 1 The surface acoustic wave (standing wave) amplitude is stabilized against temperature changes. Similarly, the resonance frequency of the surface acoustic wave resonator θ of the high-frequency oscillator 4 changes by (f
0 drift -.DELTA.f) from the (f 0 -Δf + Δf t), if you change the oscillation frequency, because drifts resonant frequency from (f 0 -.DELTA.f) to (f 0 -Δf + Δf t) of the reflector 26, 26 ' Even when the frequency of the second surface acoustic wave generated on the substrate surface of the piezoelectric substrate 21 fluctuates, the second surface acoustic wave is preferably reflected by the reflectors 26 and 26 ', and the second surface acoustic wave (standing wave The amplitude of the wave) is stabilized against temperature changes.

【0036】従って、第1,第2弾性表面波の干渉波
は、温度変化に対してその周波数は(f0+Δft)に変
動するが、その振幅変動は低減され、干渉波と圧電基板
21の回転運動との相互作用により発生するコリオリ力
の検出レベルの温度特性を向上させることができる。
Therefore, the frequency of the interference wave of the first and second surface acoustic waves fluctuates to (f 0 + Δf t ) with respect to the temperature change, but the amplitude fluctuation is reduced, and the interference wave and the piezoelectric substrate 21 are reduced. It is possible to improve the temperature characteristic of the detection level of the Coriolis force generated by the interaction with the rotational movement of the.

【0037】なお、高周波発振器3,4は、検出素子2
と別個に構成してもよいが、好ましくは圧電基板21の
基板上に弾性表面波共振器θを形成し、この基板上に構
成するとよい。このようにすると、ジャイロスコープ1
をコンパクトに構成することができる。
The high-frequency oscillators 3 and 4 are composed of the detection element 2
However, it is preferable that the surface acoustic wave resonator θ is formed on the substrate of the piezoelectric substrate 21 and is formed on this substrate. By doing this, gyroscope 1
Can be configured compactly.

【0038】圧電基板21は、例えばチタン酸ジルコン
酸鉛(PbTiO3,PbZrO3)、LiNbO3、L
iTaO3等の圧電効果を有する部材からなる。トラン
スジューサ22〜24は、圧電基板21の表面に互いに
交叉した櫛形の電極D1,D2の薄膜を形成してなるイ
ンターデジタル形トランスジューサ(IDT)で構成さ
れている。
The piezoelectric substrate 21 is, for example, lead zirconate titanate (PbTiO 3 , PbZrO 3 ), LiNbO 3 , L.
It is made of a member having a piezoelectric effect such as iTaO 3 . Each of the transducers 22 to 24 is an interdigital transducer (IDT) formed by forming thin films of comb-shaped electrodes D1 and D2 that intersect each other on the surface of the piezoelectric substrate 21.

【0039】弾性表面波の周波数はトランスジューサ2
3,24の櫛形電極D1,D2のピッチdで決定され
る。圧電基板21の振動源としての弾性表面波の周波数
は適宜の周波数を選定することができ、小型化を考慮す
ると、高周波が好ましい。櫛形電極D1,D2の加工技
術の面から数GHzまでの高周波を利用することも可能
であるが、製造コスト等の別の要因から高周波化には一
定の制約があり、通常、10〜100MHzの周波数が
利用される。
The frequency of the surface acoustic wave depends on the transducer 2.
It is determined by the pitch d of the comb electrodes D1 and D2 of 3,24. An appropriate frequency can be selected as the frequency of the surface acoustic wave as the vibration source of the piezoelectric substrate 21, and a high frequency is preferable in consideration of miniaturization. It is possible to use a high frequency up to several GHz in terms of the processing technology of the comb electrodes D1 and D2, but due to other factors such as the manufacturing cost, there is a certain limitation in increasing the frequency, and usually 10 to 100 MHz is used. Frequency is used.

【0040】第1弾性表面波発生用のトランスジューサ
23(以下、駆動用IDT23という。)は、櫛形の電
極D1,D2の電極間ピッチdが第1弾性表面波の波長
λH(=v0/fH,v0;自由表面における伝播速度)に
設定され、第2弾性表面波発生用のトランスジューサ2
4(以下、駆動用IDT24という。)は、櫛形の電極
D1,D2の電極間ピッチdが第2弾性表面波の波長λ
L(=v0/fL)に設定されている。駆動用IDT2
3,24は、図6に示すように、駆動用IDT23,2
4間に周波数Δfの波数がN個(Nは自然数)生じ得る
関係位置に形成されている。
In the transducer 23 for generating the first surface acoustic wave (hereinafter referred to as the driving IDT 23), the inter-electrode pitch d of the comb-shaped electrodes D1 and D2 is the wavelength λ H (= v 0 / of the first surface acoustic wave). f H , v 0 ; the propagation velocity on the free surface) and the transducer 2 for generating the second surface acoustic wave.
4 (hereinafter referred to as the driving IDT 24), the inter-electrode pitch d of the comb-shaped electrodes D1 and D2 is the wavelength λ of the second surface acoustic wave.
It is set to L (= v 0 / f L ). Driving IDT2
3, 24 are driving IDTs 23, 2 as shown in FIG.
Four wave numbers of frequency Δf are formed between the four positions (N is a natural number).

【0041】コリオリ力検出用のトランスジューサ22
(以下、検出用IDT22という。)は、櫛形の電極D
1,D2の電極間ピッチdが第1弾性表面波と第2弾性
表面波との干渉により生じる周波数f0の弾性表面波
(以下、干渉波という。)の波長λ0(=v0/f0)に
設定されている。また、検出用IDT22は、後述する
ように駆動用IDT23と駆動用IDT24との間に発
生する干渉波の定在波の節の位置に検出用IDT22の
各櫛形電極D1,D2が位置するように配置されてい
る。
Transducer 22 for detecting Coriolis force
(Hereinafter, referred to as detection IDT 22) is a comb-shaped electrode D.
A wavelength λ 0 (= v 0 / f) of a surface acoustic wave (hereinafter referred to as an interference wave) having a frequency f 0 generated by the interference between the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave with the inter-electrode pitch d of 1 and D2. It is set to 0 ). Further, in the detection IDT 22, the comb-shaped electrodes D1 and D2 of the detection IDT 22 are positioned at the nodes of the standing wave of the interference wave generated between the driving IDT 23 and the driving IDT 24 as described later. It is arranged.

【0042】反射器25,25′、反射器26,26′
及び反射器27,27′は、多数本の線状電極D3を所
定ピッチで配列してなる開放型グレーティング反射器か
らなる。
Reflectors 25, 25 'and reflectors 26, 26'
The reflectors 27 and 27 'are open grating reflectors in which a large number of linear electrodes D3 are arranged at a predetermined pitch.

【0043】反射器25,25′は、第1弾性表面波を
駆動用IDT23側に反射し、反射器25,25′間に
第1弾性表面波の定在波を発生させるものである。反射
器25,25′は、中心周波数が第1弾性表面波の周波
数fH(=f0+Δf)となるように、その電極間ピッチ
P1が第1弾性表面波の波長λHの1/2に設定され、
帯域幅が2Δf未満となるように、線状電極D3の本数
(本実施の形態では100本)が設定されている。反射
器25の反射帯域はfH±Δf(f0〜f0+2Δf)で
あるから、駆動用IDT24からの第2弾性表面波(周
波数fL=f0−Δf)は反射器25で反射されることな
く透過し、反射器26に伝播するようになっている。
The reflectors 25 and 25 'reflect the first surface acoustic wave toward the driving IDT 23 and generate a standing wave of the first surface acoustic wave between the reflectors 25 and 25'. The inter-electrode pitch P1 of the reflectors 25 and 25 'is 1/2 of the wavelength λ H of the first surface acoustic wave so that the center frequency is the frequency f H (= f 0 + Δf) of the first surface acoustic wave. Is set to
The number of linear electrodes D3 (100 in the present embodiment) is set so that the bandwidth is less than 2Δf. Since the reflection band of the reflector 25 is f H ± Δf (f 0 to f 0 + 2Δf), the second surface acoustic wave (frequency f L = f 0 −Δf) from the driving IDT 24 is reflected by the reflector 25. Without passing through, the light propagates to the reflector 26.

【0044】反射器25,25′は、第1弾性表面波を
効率よく反射し得るように、駆動用IDT23に対して
所定の関係位置に形成されている。
The reflectors 25 and 25 'are formed in a predetermined relational position with respect to the driving IDT 23 so that the first surface acoustic wave can be efficiently reflected.

【0045】反射器と駆動用IDTとの間隔を、図7に
示すように、反射器の最も駆動用IDT側に位置する線
状電極Drefの中心と駆動用IDTの最も反射器側に位
置する櫛形電極Ddrvの中心間の距離Lとすると、一般
に開放型の反射器の場合、反射器は、この間隔LがL=
(k+1/4)・λ/2(k=1,2,3,…)を満足
する関係位置に形成される。なお、上式は、弾性表面波
の伝播媒質が均一の場合のもので、伝播経路上に異なる
伝播媒質の部分がある場合は、この部分での波長(ある
いは伝播速度)が変化するので、その部分の距離を補正
する必要がある。
As shown in FIG. 7, the distance between the reflector and the driving IDT is set to the center of the linear electrode D ref located closest to the driving IDT side of the reflector and to the most reflector side of the driving IDT. Assuming that the distance L between the centers of the comb-shaped electrodes D drv is equal to, the distance L of the reflector is generally L =
It is formed at a relational position satisfying (k + 1/4) · λ / 2 (k = 1, 2, 3, ...). Note that the above equation is for the case where the surface acoustic wave propagation medium is uniform. If there is a different propagation medium portion on the propagation path, the wavelength (or propagation velocity) at this portion changes, so It is necessary to correct the distance of the part.

【0046】本実施の形態では、例えば駆動用IDT2
3に対する反射器25の位置の場合、駆動用IDT23
と反射器25間に反射器27が形成されているので、反
射器27の区間の距離を補正する必要があり、反射器2
5は、駆動用IDT23に対して以下に説明する間隔
L′の条件式を満足する位置に配置されている。
In the present embodiment, for example, the driving IDT 2
In the case of the position of the reflector 25 with respect to 3, the driving IDT 23
Since the reflector 27 is formed between the reflector 25 and the reflector 25, it is necessary to correct the distance in the section of the reflector 27.
No. 5 is arranged at a position that satisfies the conditional expression of the interval L'described below with respect to the driving IDT 23.

【0047】上記間隔Lの条件式は、金属被膜が形成さ
れていない自由表面における弾性表面波の波長λを基準
に決定されている。図8に示すように、弾性表面波W
は、基板21の表面に反射器等の金属被膜Dが形成され
ている部分では自由表面に比して伝播速度が遅くなり、
見かけ上金属被膜形成部分での波長λ′が自由表面での
波長λより短くなる。
The conditional expression for the distance L is determined based on the wavelength λ of the surface acoustic wave on the free surface on which the metal coating is not formed. As shown in FIG. 8, the surface acoustic wave W
In the portion where the metal coating D such as a reflector is formed on the surface of the substrate 21, the propagation speed becomes slower than that of the free surface,
Apparently, the wavelength λ'at the metal film forming portion becomes shorter than the wavelength λ at the free surface.

【0048】今、波長短縮率をKとすると、自由表面で
q波長分の距離q・λは、金属被膜形成表面ではK・q
・λに短縮される。反射器25と駆動用IDT23間に
反射器27が形成されていないと仮定した場合の間隔L
1の条件式は、上述のように、L1=(k+1/4)・
λH/2、k=1,2,3,…、λH=v0/fHとなる。
この間隔L1の内、r波長分の部分が反射器27で構成
されるとすると、反射器27の部分の距離L2は、K・
r・λ0となり、自由表面の場合に比して(1−K)・
r・λ0だけ短くなることになる。
Now, assuming that the wavelength shortening rate is K, the distance q · λ for q wavelengths on the free surface is K · q on the metal film forming surface.
・ Reduced to λ. Interval L assuming that the reflector 27 is not formed between the reflector 25 and the driving IDT 23
As described above, the conditional expression of 1 is L1 = (k + 1/4) ·
λ H / 2, k = 1, 2, 3, ..., λ H = v 0 / f H.
Assuming that the r wavelength portion of the distance L1 is composed of the reflector 27, the distance L2 of the reflector 27 portion is K ·
r · λ 0 , which is (1-K) ・ compared to the case of a free surface.
It will be shortened by r · λ 0 .

【0049】従って、反射器27が存在するときの駆動
用IDT23と反射器25間の満足すべき間隔L′の条
件式は、L′=L1−(1−K)・r・λ0となる。
今、反射器27の線状電極D3の本数をm、反射器27
の部分での弾性表面波の伝播速度をvmとすると、m=
2r、K=λm/λ0=vm/v0であるから、(1−K)
・r・λ0=(1−vm/v0)・(m/2)・(v0/f
0)=m・(v0−vm)/(2f0)となり、L′は下記
式のようになる。
Therefore, the conditional expression of the satisfying distance L'between the driving IDT 23 and the reflector 25 when the reflector 27 is present is L '= L1- (1-K) .r.λ 0. .
Now, let m be the number of linear electrodes D3 of the reflector 27,
Let v m be the propagation velocity of the surface acoustic wave in the part of
2r, K = λ m / λ 0 = v m / v 0 , so (1-K)
· R · λ 0 = (1 -v m / v 0) · (m / 2) · (v 0 / f
0 ) = m (v 0 −v m ) / (2f 0 ), and L ′ is given by the following equation.

【0050】[0050]

【数1】 [Equation 1]

【0051】例えば圧電材料としてLiNbO3128
°X-Yを用いた場合、自由表面における弾性表面波の
速度v0は3960m/s、金属被膜形成部分での弾性
表面波の速度vmはおよそ3920m/sであるので、
0=60MHz、Δf=5MHz、k=113、m=
100とすると、駆動用IDT23と反射器25の間隔
L′は、3424.05μm(=113.5×3960/130-100
×40/120)となる。
For example, as the piezoelectric material, LiNbO 3 128 is used.
In the case of using XY, the velocity v 0 of the surface acoustic wave on the free surface is 3960 m / s, and the velocity v m of the surface acoustic wave on the metal film forming portion is about 3920 m / s.
f 0 = 60 MHz, Δf = 5 MHz, k = 113, m =
Assuming 100, the distance L ′ between the driving IDT 23 and the reflector 25 is 3424.05 μm (= 113.5 × 3960 / 130-100).
× 40/120).

【0052】なお、反射器25′についても反射器25
と同様に、検出用IDT22、駆動用IDT24及び反
射器27′,26′における波長短縮を考慮した駆動用
IDT23と反射器25′間の間隔L″の条件式を満足
するように、駆動用IDT23に対する所定位置に形成
されている。
The reflector 25 'can also be used as the reflector 25'.
Similarly, the driving IDT 23 is designed to satisfy the conditional expression of the interval L ″ between the driving IDT 23 and the reflector 25 ′ in consideration of the wavelength shortening in the detection IDT 22, the driving IDT 24, and the reflectors 27 ′ and 26 ′. Is formed in a predetermined position with respect to.

【0053】反射器26,26′は、第2弾性表面波を
駆動用IDT24側に反射し、反射器26,26′間に
第2弾性表面波の定在波を発生させるものである。反射
器26,26′は、中心周波数が第2弾性表面波の周波
数fL(=f0−Δf)となるように、その電極間ピッチ
P2が第2弾性表面波の波長λLの1/2に設定され、
帯域幅が2Δf未満となるように、線状電極D3の本数
(本実施の形態では100本)が設定されている。反射
器26′の反射帯域はfL±Δf(f0−2Δf〜f0
であるから、駆動用IDT24からの第1弾性表面波
(周波数fH=f0+Δf)は反射器26′で反射される
ことなく透過し、反射器25′に伝播する。
The reflectors 26 and 26 'reflect the second surface acoustic wave toward the driving IDT 24 and generate a standing wave of the second surface acoustic wave between the reflectors 26 and 26'. The inter-electrode pitch P2 of the reflectors 26 and 26 'is 1 / the wavelength λ L of the second surface acoustic wave so that the center frequency is the frequency f L (= f 0 -Δf) of the second surface acoustic wave. Set to 2,
The number of linear electrodes D3 (100 in the present embodiment) is set so that the bandwidth is less than 2Δf. The reflection band of the reflector 26 'is f L ± Δf (f 0 -2Δf to f 0 ).
Therefore, the first surface acoustic wave (frequency f H = f 0 + Δf) from the driving IDT 24 is transmitted without being reflected by the reflector 26 ′ and propagates to the reflector 25 ′.

【0054】なお、反射器26は、検出用IDT22、
駆動用IDT23及び反射器27,25における波長短
縮を考慮した駆動用IDT24と反射器26間の間隔の
所定の条件式を満足するように、駆動用IDT24に対
する所定位置に形成され、反射器26′は、反射器2
7′における波長短縮を考慮した駆動用IDT24と反
射器26′間の間隔の所定の条件式を満足するように、
駆動用IDT24に対する所定位置に形成されている。
The reflector 26 includes the detection IDT 22,
The reflector 26 'is formed at a predetermined position with respect to the driving IDT 24 so as to satisfy a predetermined conditional expression of the distance between the driving IDT 24 and the reflector 26 in consideration of wavelength shortening in the driving IDT 23 and the reflectors 27 and 25. Is the reflector 2
In order to satisfy the predetermined conditional expression of the distance between the driving IDT 24 and the reflector 26 'in consideration of the wavelength shortening in 7',
It is formed at a predetermined position with respect to the driving IDT 24.

【0055】反射器27,27′は、第3弾性表面波を
検出用IDT22側に反射し、反射器27,27′間に
第2弾性表面波の定在波を発生させるものである。反射
器27,27′は、中心周波数が第3弾性表面波の周波
数f0となるように、その電極間ピッチP3が第3弾性
表面波の波長λ0の1/2に設定され、帯域幅が2Δf
未満となるように、線状電極D3の本数(本実施の形態
では100本)が設定されている。
The reflectors 27, 27 'reflect the third surface acoustic wave to the IDT 22 side for detection and generate a standing wave of the second surface acoustic wave between the reflectors 27, 27'. The inter-electrode pitch P3 of the reflectors 27, 27 'is set to ½ of the wavelength λ 0 of the third surface acoustic wave so that the center frequency becomes the frequency f 0 of the third surface acoustic wave, and the bandwidth of the reflectors 27, 27' is reduced. Is 2Δf
The number of the linear electrodes D3 (100 in the present embodiment) is set so as to be less than 100.

【0056】反射器27,27′の反射帯域はf0±Δ
f(f0−Δf〜f0+Δf)であるから、駆動用IDT
23からの第1弾性表面波(周波数fH=f0+Δf)及
び駆動用IDT24からの第2弾性表面波(周波数fH
=f0−Δf)は反射器27,27′で反射されること
なく透過し、それぞれ反射器25,25′,26,2
6′側に伝播する。
The reflection band of the reflectors 27 and 27 'is f 0 ± Δ
because it is f (f 0 -Δf~f 0 + Δf ), driving IDT
23 from the first surface acoustic wave (frequency f H = f 0 + Δf) and the second surface acoustic wave from the driving IDT 24 (frequency f H
= F 0 −Δf) is transmitted without being reflected by the reflectors 27 and 27 ′, and is reflected by the reflectors 25, 25 ′, 26 and 2 respectively.
Propagate to the 6'side.

【0057】なお、反射器27は、駆動用IDT23に
おける波長短縮を考慮した駆動用IDT22と反射器2
7間の間隔の所定の条件式を満足するように、駆動用I
DT22に対する所定位置に形成され、反射器27′
は、駆動用IDT24における波長短縮を考慮した駆動
用IDT22と反射器27′間の間隔の所定の条件式を
満足するように、駆動用IDT22に対する所定位置に
形成されている。
The reflector 27 includes the driving IDT 22 and the reflector 2 in consideration of the wavelength shortening in the driving IDT 23.
In order to satisfy the predetermined conditional expression of the interval between 7
The reflector 27 'is formed at a predetermined position with respect to the DT 22.
Is formed at a predetermined position with respect to the driving IDT 22 so as to satisfy a predetermined conditional expression of the distance between the driving IDT 22 and the reflector 27 'in consideration of the wavelength shortening in the driving IDT 24.

【0058】上記構成において、駆動用IDT23,2
4にそれぞれ周波数fH,fLの高周波を印加すると、圧
電基板21の逆圧電効果により、基板表面が変位し、第
1弾性表面波と第2弾性表面波が発生する。例えばレイ
リー波の場合、この波は基板表面に垂直な方向と進行方
向とに変位成分を有し、圧電基板21の表面における各
粒子は、図9に示すように、進行方向に対して逆回転す
る楕円軌道を描いて変位している。この楕円軌道の大き
さは、圧電基板21の深さ方向に小さくなっており、レ
イリー波のエネルギーの大部分は、深さ方向の1波長以
内に集中しているので、レイリー波は表面波となって進
行する。
In the above structure, the driving IDTs 23, 2
When high frequencies of frequencies f H and f L are applied to 4, the substrate surface is displaced by the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric substrate 21, and the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave are generated. For example, in the case of a Rayleigh wave, this wave has displacement components in the direction perpendicular to the substrate surface and the traveling direction, and each particle on the surface of the piezoelectric substrate 21 rotates in the opposite direction to the traveling direction as shown in FIG. It is displaced by drawing an elliptical orbit. The size of this elliptical orbit is small in the depth direction of the piezoelectric substrate 21, and most of the energy of the Rayleigh wave is concentrated within one wavelength in the depth direction, so the Rayleigh wave becomes a surface wave. And proceed.

【0059】駆動用IDT23で発生された第1弾性表
面は、駆動用IDT23の両側から圧電基板21の長手
方向に伝播される。
The first elastic surface generated by the driving IDT 23 is propagated in the longitudinal direction of the piezoelectric substrate 21 from both sides of the driving IDT 23.

【0060】図1において、駆動用IDT23から右方
向に伝播される第1弾性表面波は、検出用IDT22、
駆動用IDT24及び反射器27′,26′,25′が
形成された基板表面上を伝播するが、検出用IDT2
2、駆動用IDT24及び反射器27′,26′は第1
弾性表面波の周波数帯域と異なる周波数帯域に反射帯域
を有し、反射器25′は第1弾性表面波の周波数帯域に
反射帯域を有しているので、これらのIDT22,23
及び反射器27′,26′では駆動用IDT23側に反
射されることなく反射器25′側に伝播し、この反射器
25′で駆動用IDT23側に反射される。
In FIG. 1, the first surface acoustic wave propagating rightward from the driving IDT 23 is the detecting IDT 22,
The IDT 2 for detection propagates on the surface of the substrate on which the driving IDT 24 and the reflectors 27 ', 26', 25 'are formed.
2. The driving IDT 24 and the reflectors 27 'and 26' are the first
Since the reflector 25 'has a reflection band in a frequency band different from the frequency band of the surface acoustic wave, and the reflector 25' has a reflection band in the frequency band of the first surface acoustic wave, these IDTs 22 and 23 are provided.
Also, the reflectors 27 'and 26' propagate to the reflector 25 'side without being reflected to the driving IDT 23 side, and are reflected to the driving IDT 23 side by this reflector 25'.

【0061】また、駆動用IDT23から左方向に伝播
される第1弾性表面波は、反射器27,25が形成され
た基板表面上を伝播するが、反射器27は第1弾性表面
波の周波数帯域と異なる周波数帯域に反射帯域を有し、
反射器25は第1弾性表面波の周波数帯域に反射帯域を
有しているので、反射器27では駆動用IDT23側に
反射されることなく反射器25に伝播し、この反射器2
5で駆動用IDT23側に反射される。
The first surface acoustic wave propagating leftward from the driving IDT 23 propagates on the surface of the substrate on which the reflectors 27 and 25 are formed, and the reflector 27 produces the frequency of the first surface acoustic wave. Has a reflection band in a frequency band different from the band,
Since the reflector 25 has a reflection band in the frequency band of the first surface acoustic wave, the reflector 27 propagates to the reflector 25 without being reflected by the driving IDT 23 side, and this reflector 2
5 is reflected to the driving IDT 23 side.

【0062】そして、反射器25,25′間の間隔は第
1弾性表面波の波長λHの整数倍となる所定の間隔に設
定されているので、図10に示すように、駆動用IDT
23からの第1弾性表面波の進行波と反射器25,2
5′で反射された第1弾性表面波の反射波との干渉によ
り反射器25,25′間に周波数fH(=f0+Δf)の
定在波が発生する。
Since the distance between the reflectors 25 and 25 'is set to a predetermined distance which is an integral multiple of the wavelength λ H of the first surface acoustic wave, as shown in FIG.
The traveling wave of the first surface acoustic wave from 23 and the reflectors 25, 2
A standing wave of frequency f H (= f 0 + Δf) is generated between the reflectors 25 and 25 ′ due to the interference with the reflected wave of the first surface acoustic wave reflected at 5 ′.

【0063】また、駆動用IDT24で発生された第2
弾性表面も駆動用IDT24の両側から圧電基板21の
長手方向に伝播される。
The second generated by the driving IDT 24
The elastic surface is also propagated in the longitudinal direction of the piezoelectric substrate 21 from both sides of the driving IDT 24.

【0064】図1において、駆動用IDT24から右方
向に伝播される第2弾性表面波は、反射器27′,2
6′が形成された基板表面上を伝播するが、反射器2
7′は第2弾性表面波の周波数帯域と異なる周波数帯域
に反射帯域を有し、反射器26′は第2弾性表面波の周
波数帯域に反射帯域を有するので、反射器27′では駆
動用IDT24側に反射されることなく反射器26′に
伝播し、この反射器26′で駆動用IDT24側に反射
される。
In FIG. 1, the second surface acoustic wave propagating rightward from the driving IDT 24 is reflected by the reflectors 27 'and 2'.
6'is propagated on the surface of the substrate on which the reflector 2
7'has a reflection band in a frequency band different from the frequency band of the second surface acoustic wave, and the reflector 26 'has a reflection band in the frequency band of the second surface acoustic wave. Therefore, the reflector 27' has a driving IDT 24. It propagates to the reflector 26 'without being reflected to the side, and is reflected to the driving IDT 24 side by this reflector 26'.

【0065】また、駆動用IDT24から左方向に伝播
される第1弾性表面波は、検出用IDT22、駆動用I
DT23、反射器27,25,26が形成された基板表
面上を伝播するが、検出用IDT22、駆動用IDT2
3及び反射器27,25は第2弾性表面波の周波数帯域
と異なる周波数帯域に反射帯域を有し、反射器26は第
2弾性表面波の周波数帯域に反射帯域を有するので、こ
れらのIDT22,23及び反射器27,25では駆動
用IDT24側に反射されることなく反射器26に伝播
し、反射器26で駆動用IDT24側に反射される。
The first surface acoustic wave propagating to the left from the driving IDT 24 is the detection IDT 22 and the driving IT 22.
The DT23 and the reflectors 27, 25, 26 propagate on the surface of the substrate on which the detection IDT22 and the driving IDT2 are transmitted.
3 and the reflectors 27 and 25 have a reflection band in a frequency band different from the frequency band of the second surface acoustic wave, and the reflector 26 has a reflection band in the frequency band of the second surface acoustic wave. 23 and the reflectors 27 and 25 propagate to the reflector 26 without being reflected to the driving IDT 24 side, and are reflected to the driving IDT 24 side by the reflector 26.

【0066】そして、反射器26,26′間の間隔は第
2弾性表面波の波長λLの整数倍となる所定の間隔に設
定されているので、図10に示すように、駆動用IDT
24からの第2弾性表面波の進行波と反射器26,2
6′で反射された第2弾性表面波の反射波との干渉によ
り反射器26,26′間に周波数fL(=f0−Δf)の
定在波が発生する。
Since the distance between the reflectors 26 and 26 'is set to a predetermined distance which is an integral multiple of the wavelength λ L of the second surface acoustic wave, as shown in FIG.
2nd surface acoustic wave traveling wave from 24 and reflectors 26, 2
A standing wave having a frequency f L (= f 0 −Δf) is generated between the reflectors 26 and 26 ′ due to interference with the reflected wave of the second surface acoustic wave reflected at 6 ′.

【0067】更に、反射器25と反射器26′との間で
は周波数fHの定在波と周波数fLの定在波との干渉によ
り周波数f0(=(fL+fH)/2)の干渉波が発生す
る。
Further, the frequency f 0 (= (f L + f H ) / 2) is generated between the reflector 25 and the reflector 26 ′ due to the interference between the standing wave of the frequency f H and the standing wave of the frequency f L. Interference wave is generated.

【0068】上記干渉波により圧電基板21の基板表面
を振動させた状態で、この圧電基板21が回転運動を行
なうと、この干渉波にコリオリ力が作用する。このコリ
オリ力fCは、圧電基板21の粒子密度ρ、楕円運動を
している粒子の振動速度V及び圧電基板21の回転角速
度Ωに関係し、下記のベクトル式で表される。なお、
式において、ゴシック体の記号はベクトルであること
を示す。
When the piezoelectric substrate 21 rotates while the surface of the piezoelectric substrate 21 is vibrated by the interference wave, a Coriolis force acts on the interference wave. The Coriolis force f C is related to the particle density ρ of the piezoelectric substrate 21, the vibration velocity V of the particles performing the elliptic motion, and the rotational angular velocity Ω of the piezoelectric substrate 21, and is expressed by the following vector formula. In addition,
In the formula, the Gothic type symbol indicates that it is a vector.

【0069】[0069]

【数1】 [Equation 1]

【0070】今、xy平面が圧電基板21の表面にあ
り、z軸を圧電基板21の表面の法線方向、x軸を干渉
波Wの進行方向とするxyzの直交座標系を設定すると
(図13参照)、xz面内で楕円運動をしている粒子の
振動速度Vは、x軸方向の成分Vxとz軸方向の成分Vz
とに分離することができる。
Now, when the xy plane is on the surface of the piezoelectric substrate 21, an orthogonal coordinate system of xyz is set in which the z axis is the normal direction of the surface of the piezoelectric substrate 21 and the x axis is the traveling direction of the interference wave W (see FIG. 13), and the vibration velocity V of the particle that makes an elliptic motion in the xz plane is the component V x in the x- axis direction and the component V z in the z-axis direction.
And can be separated into

【0071】圧電基板21がz軸の回りに回転角速度Ω
zで回転運動を行なった場合、振動速度成分Vzの方向と
回転軸(z軸)方向とが平行であるから、粒子の振動速
度成分Vxに対してのみ、図11に示すように、x軸と
直交するxy平面に平行なコリオリ力fCy(=−2ρ・
x・Ωz)が作用する。このコリオリ力fCyは、干渉波
Wに基づく粒子の楕円運動と圧電基板21の回転運動と
の相互作用により干渉波Wに対して90°位相がずれて
発生し、図12に示すように、干渉波Wの伝播に伴いこ
れに同期して伝播する弾性表面波となる。
The piezoelectric substrate 21 rotates about the z-axis at an angular velocity Ω.
When the rotational motion is performed at z , the direction of the vibration velocity component V z and the direction of the rotation axis (z axis) are parallel to each other, so that only the vibration velocity component V x of the particle, as shown in FIG. Coriolis force f Cy (= -2ρ ·) parallel to the xy plane orthogonal to the x-axis
V x · Ω z ) acts. This Coriolis force f Cy is generated with a 90 ° phase shift with respect to the interference wave W due to the interaction between the elliptical motion of the particle based on the interference wave W and the rotational motion of the piezoelectric substrate 21, and as shown in FIG. As the interference wave W propagates, it becomes a surface acoustic wave that propagates in synchronization with this.

【0072】しかし、反射器27,27′間は上記コリ
オリ力fCyに基づく弾性表面波(干渉波Wと同一周波数
0で位相が90°ずれた弾性表面波(以下、第3弾性
表面波という。)の波長λ0の整数倍となる所定の間隔
に設定されているので、図13に示すように、反射器2
7,27′間にコリオリ力fCyに基づく第3弾性表面波
Cの定在波が生じる。
However, a surface acoustic wave based on the Coriolis force f Cy is generated between the reflectors 27 and 27 ′ (a surface acoustic wave having the same frequency f 0 as the interference wave W and a phase shifted by 90 ° (hereinafter referred to as the third surface acoustic wave). Is set to a predetermined interval that is an integral multiple of the wavelength λ 0 of the reflector 2 as shown in FIG.
A standing wave of the third surface acoustic wave C based on the Coriolis force f Cy is generated between 7, 27 '.

【0073】なお、圧電基板21がy軸の回りに回転角
速度Ωyで回転運動を行なった場合とx軸の回りに回転
角速度Ωxで回転運動を行なった場合のコリオリ力f
Cは、以下のようになる。
It should be noted that the Coriolis force f when the piezoelectric substrate 21 rotates about the y-axis at the rotational angular velocity Ω y and when it rotates about the x-axis at the rotational angular velocity Ω x
C becomes as follows.

【0074】すなわち、圧電基板21がy軸の回りに回
転角速度Ωyで回転運動を行なった場合は、回転軸(y
軸)方向が両振動速度成分Vx,Vzと直交しているの
で、両振動速度成分Vx,Vzに対してそれぞれコリオリ
力fCz(=2ρ・Vx・Ωy)とfCx(=−2ρ・Vz
Ωy)とが作用し、圧電基板21がx軸の回りに回転角
速度Ωxで回転運動を行なった場合は、回転軸(x軸)
方向が振動速度成分Vxの方向と平行であるから、粒子
の振動速度成分Vzに対してのみコリオリ力fCy(=2
ρ・Vx・Ωz)が作用する。
That is, when the piezoelectric substrate 21 rotates about the y-axis at the rotation angular velocity Ω y , the rotation axis (y
Axial) direction both vibration velocity components V x, so is orthogonal to the V z, both vibration velocity components V x, respectively Coriolis force f Cz against V z and (= 2ρ · V x · Ω y) f Cx (= -2ρ ・ V z
Ω y ) and the piezoelectric substrate 21 rotates about the x axis at a rotational angular velocity Ω x , the rotation axis (x axis)
Since the direction is parallel to the direction of the vibration velocity component V x, the Coriolis force f Cy (= 2) is applied only to the vibration velocity component V z of the particle.
ρ · V x · Ω z ) acts.

【0075】従って、x軸、y軸及びz軸の各軸方向の
単位ベクトルをix,iy,izで表記し、上記式で示
すベクトル式を各方向の成分で表すと、下記式のよう
になる。なお、式において、ゴシック体の記号はベク
トルであることを示す。
[0075] Thus, x-axis, a unit vector in each axis direction of the y-axis and z-axis is denoted by i x, i y, i z, to represent the vector expression shown by the formula in each direction component, the following formula become that way. In the formula, the Gothic type symbol indicates that it is a vector.

【0076】[0076]

【数2】 [Equation 2]

【0077】上記式より、コリオリ力fCは、x軸、
y軸及びz軸の各軸方向の成分の合成力となるが、コリ
オリ力fCの各成分は、圧電基板21の分極方向、検出
用電極23及び弾性表面波Wの相互の関係を所定の関係
に設定することで分離、検出することができる。
From the above equation, the Coriolis force f C is calculated as follows:
Although it is a combined force of the y-axis and z-axis components in each axial direction, each component of the Coriolis force f C has a predetermined relationship with the polarization direction of the piezoelectric substrate 21, the detection electrode 23, and the surface acoustic wave W. It can be separated and detected by setting the relationship.

【0078】従って、本実施の形態では、説明の便宜
上、圧電基板21がz軸の回りに回転角速度Ωzで回転
運動を行なった場合を例に以下の説明を行なう。
Therefore, in the present embodiment, for convenience of description, the following description will be made by taking the case where the piezoelectric substrate 21 makes a rotational motion around the z axis at the rotational angular velocity Ω z as an example.

【0079】図13は、干渉波Wとコリオリ力fCyによ
り生じたy軸方向に変位する第3弾性表面波Cとの関係
を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the interference wave W and the third surface acoustic wave C displaced in the y-axis direction generated by the Coriolis force f Cy .

【0080】z軸方向に変位する干渉波Wに対してコリ
オリ力fCyにより生じたy軸方向に変位する第3弾性表
面波Cは位相が90°ずれており、反射器27,27′
間で定在波となっている。検出用IDT22は、櫛形電
極D1,D2が、干渉波Wの節となる位置(すなわち、
第3弾性表面波Cの腹となる位置)に形成されているの
で、第3弾性表面波Cに起因するy軸方向の歪により櫛
形電極D1と櫛形電極D2とが互いに逆方向に変位し
(図13の矢印方向参照)、圧電基板21の圧電効果に
より櫛形電極D1と櫛形電極D2間にその変位量に応じ
た電圧EDETが発生し、この電圧EDETがコリオリ力fCy
として検出される。
The phase of the third surface acoustic wave C displaced in the y-axis direction generated by the Coriolis force f Cy with respect to the interference wave W displaced in the z-axis direction is shifted by 90 °, and the reflectors 27, 27 '.
It is a standing wave between. In the detection IDT 22, the comb-shaped electrodes D1 and D2 serve as nodes of the interference wave W (that is,
Since it is formed at a position which is the antinode of the third surface acoustic wave C, the comb-shaped electrode D1 and the comb-shaped electrode D2 are displaced in opposite directions due to the distortion in the y-axis direction caused by the third surface acoustic wave C (( (Refer to the arrow direction in FIG. 13), the piezoelectric effect of the piezoelectric substrate 21 generates a voltage E DET between the comb electrodes D1 and D2 according to the amount of displacement, and this voltage E DET is the Coriolis force f Cy.
Is detected as

【0081】上記のように、圧電基板21の表面に、コ
リオリ力fCyの検出周波数f0より高い周波数fH(=f
0+Δf)の第1弾性表面波と検出周波数f0より低い周
波数fL(=f0−Δf)の第2弾性表面波の定在波を発
生させ、両弾性表面波の干渉により検出周波数f0の干
渉波Wを発生させるとともに、この干渉波Wと圧電基板
21の回転運動との相互作用により発生するコリオリ力
Cyに対して専用の反射器27,27′を設けてコリオ
リ力fCyに起因する第3弾性表面波Cの定在波を生じさ
せるようにしたので、第1,第2弾性表面波及び干渉波
の影響を受けることなく圧電効果により電圧変換された
コリオリ力fCyを可及的に高いレベルで検出でき、これ
により検出感度を向上させることができる。
As described above, the frequency f H (= f) higher than the detection frequency f 0 of the Coriolis force f Cy is detected on the surface of the piezoelectric substrate 21.
0 + Δf) of the first surface acoustic wave and a second surface acoustic wave of frequency f L (= f 0 −Δf) lower than the detection frequency f 0 are generated, and the detection frequency f is generated by the interference of both surface acoustic waves. 0 with make interference wave W of a Coriolis force f Cy a dedicated reflector 27, 27 'to the Coriolis force f Cy generated by the interaction of the rotational movement of the interference wave W and the piezoelectric substrate 21 Since the standing wave of the third surface acoustic wave C caused by is generated, the Coriolis force f Cy which is voltage-converted by the piezoelectric effect without being affected by the first and second surface acoustic waves and the interference wave is generated. The detection can be performed at a level as high as possible, and thus the detection sensitivity can be improved.

【0082】なお、上記実施の形態では、図1に示すよ
うに、検出用IDT22の右側では第1弾性表面波に対
する反射器25′を最も外側に配置し、検出用IDT2
2の左側では第2弾性表面波に対する反射器26を最も
外側に配置していたが、駆動用IDT23と駆動用ID
T24との間に第1弾性表面波と第2弾性表面波との干
渉波である第3弾性表面波が生じ得るものであれば、反
射器25,25′、反射器26,26′及び反射器2
7,27′の配置は図1に示す関係位置に限定されるも
のではない。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, the reflector 25 'for the first surface acoustic wave is arranged on the outermost side on the right side of the detection IDT 22 to detect the detection IDT 2.
Although the reflector 26 for the second surface acoustic wave is arranged on the outermost side on the left side of 2, the driving IDT 23 and the driving ID are
If a third surface acoustic wave which is an interference wave of the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave can be generated between T24 and the reflectors 25, 25 ', the reflectors 26, 26' and the reflectors Bowl 2
The arrangement of 7, 27 'is not limited to the related positions shown in FIG.

【0083】例えば図14に示すように、図1において
反射器25′と反射器26′との配置を入れ換えた関係
位置にしてもよく、図15に示すように、図1におい
て、射器25と反射器26との配置を入れ換えた関係位
置にしてもよい。また、例えば図16に示すように、図
14において反射器25′と反射器27′との配置を入
れ換えた関係位置にしてもよいが、コリオリ力fCyに起
因する第3弾性表面波の反射器25,25′における透
過損失を考慮すると、反射器27,27′は、最も内側
に配置するのが好ましい。
For example, as shown in FIG. 14, the positions of the reflector 25 'and the reflector 26' in FIG. 1 may be replaced with each other, so that the relational position may be changed. As shown in FIG. And the reflector 26 may be replaced with each other. Further, as shown in FIG. 16, for example, the positions of the reflectors 25 'and 27' in FIG. 14 may be interchanged, but the reflection of the third surface acoustic wave caused by the Coriolis force f Cy may be performed. Considering the transmission loss in the reflectors 25, 25 ', the reflectors 27, 27' are preferably arranged at the innermost side.

【0084】図17は、本発明に係る弾性表面波ジャイ
ロスコープの第2の実施の形態を示す構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram showing a second embodiment of a surface acoustic wave gyroscope according to the present invention.

【0085】第2の実施の形態は、検出用IDT22の
形成位置の精度を軽減するようにしたもので、図1にお
いて、検出用IDT22の出力端子a,a′に検出回路
31を接続したものである。
In the second embodiment, the accuracy of the formation position of the detection IDT 22 is reduced. In FIG. 1, the detection circuit 31 is connected to the output terminals a and a'of the detection IDT 22. Is.

【0086】第1弾性表面波と第2弾性表面波との干渉
波とコリオリ力に基づく第3弾性表面波とは周波数が同
一で位相が90°だけ異なるため、検出用IDT22が
上述した第3弾性表面波の定在波に対する所定位置に正
確に形成されていなければ、検出用IDT22の検出信
号に干渉波を圧電変換してなる信号の成分が含まれるこ
とになる。検出回路31は、検出用IDT22からの検
出信号から干渉波に基づく信号成分を除去し、コリオリ
力に基づく信号成分のみを抽出するものである。
Since the interference wave of the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave and the third surface acoustic wave based on the Coriolis force have the same frequency and a phase difference of 90 °, the detection IDT 22 has the above-described third surface acoustic wave. If the surface acoustic wave is not accurately formed at a predetermined position with respect to the standing wave, the detection signal of the detection IDT 22 includes a component of a signal obtained by piezoelectrically converting the interference wave. The detection circuit 31 removes the signal component based on the interference wave from the detection signal from the detection IDT 22 and extracts only the signal component based on the Coriolis force.

【0087】検出回路31は、周波数f0の高周波を発
生する高周波発振器32、位相シフタ33及び差動アン
プ34から構成されている。高周波発振器32は、高周
波発振器3,4と同様に共振周波数f0の弾性表面波共
振器θを用いた発振器で構成されている。
The detection circuit 31 is composed of a high frequency oscillator 32 for generating a high frequency of frequency f 0 , a phase shifter 33 and a differential amplifier 34. The high frequency oscillator 32 is configured by an oscillator using a surface acoustic wave resonator θ having a resonance frequency f 0 , like the high frequency oscillators 3 and 4.

【0088】位相シフタ33は、高周波発振器32から
出力される高周波の検出用IDT22と駆動用IDT2
3,24との距離差に基づく位相のずれを補正するもの
である。位相シフタ33は、例えば進相形のオールパス
アクティブフィルタからなり、可変抵抗R1により高周
波発振器31からの高周波の位相を任意の位相に調整す
ることができる。
The phase shifter 33 has a high frequency detecting IDT 22 and a driving IDT 2 output from the high frequency oscillator 32.
It is intended to correct the phase shift based on the difference in distance from 3, 24. The phase shifter 33 includes, for example, a phase-advancing all-pass active filter, and can adjust the phase of the high frequency from the high frequency oscillator 31 to an arbitrary phase by the variable resistor R1.

【0089】差動アンプ34はオペレーションアンプ3
4aを用いたもので、このオペレーションアンプ34a
の−入力端子に入力抵抗R1,R3を介して位相調整さ
れた高周波が入力され、+入力端子に抵抗R4を介して
検出用IDT22の検出信号が入力されている。なお、
抵抗R3,R5は、それぞれ入力レベル、ゲインを調整
するため可変抵抗で構成されている。
The differential amplifier 34 is the operation amplifier 3
4a is used, and this operation amplifier 34a
The phase-adjusted high frequency is input to the-input terminal of the input via the input resistors R1 and R3, and the detection signal of the detection IDT 22 is input to the + input terminal via the resistor R4. In addition,
The resistors R3 and R5 are variable resistors for adjusting the input level and the gain, respectively.

【0090】差動アンプ34は、検出用IDT22で検
出されたコリオリ力(圧電効果により周波数f0の高周
波に変換された信号)のレベルEDETと高周波発振器3
1から位相シフタ33を介して入力された周波数f0
基準高周波のレベルErとのレベル差ΔE(=EDET−E
r)を増幅して出力する。
The differential amplifier 34 has a level E DET of the Coriolis force (a signal converted to a high frequency of frequency f 0 by the piezoelectric effect) detected by the detection IDT 22 and the high frequency oscillator 3.
The level difference ΔE (= E DET −E from the level E r of the reference high frequency of the frequency f 0 input from 1 through the phase shifter 33.
r ) is amplified and output.

【0091】検出回路31は、予め圧電基板21が回転
運動をしていない状態での駆動条件で差動アンプ34か
らの出力が「0」となるように、高周波発振器31の周
波数及び位相シフタ33の位相量が調整されている。
The detection circuit 31 uses the frequency and phase shifter 33 of the high frequency oscillator 31 so that the output from the differential amplifier 34 becomes "0" under the driving condition in which the piezoelectric substrate 21 is not rotating in advance. The phase amount of has been adjusted.

【0092】上記構成おいて、圧電基板21が回転運動
を行なうと、検出用IDT22からコリオリ力を圧電変
換してなる周波数f0の高周波が検出され、差動アンプ
34からこの高周波の検出レベルEDETと高周波発振器
31から入力された周波数f0の基準高周波のレベルEr
とのレベル差ΔEが増幅されて出力される。
In the above structure, when the piezoelectric substrate 21 makes a rotational movement, the detection IDT 22 detects a high frequency of frequency f 0 obtained by piezoelectrically converting the Coriolis force, and the differential amplifier 34 detects this high frequency detection level E. Reference high frequency level E r of frequency f 0 input from DET and high frequency oscillator 31
And the level difference ΔE between and is amplified and output.

【0093】しかし、検出回路31は、コリオリ力が発
生しない状態、すなわち、検出用IDT22から干渉波
に基づく信号成分のみが検出される状態で差動アンプ3
4からの出力が「0」となる(干渉波に基づく信号成分
をキャンセルする)ように予め調整されているので、検
出用IDT22の検出信号に干渉波に基づく信号成分が
含まれていても、検出回路31からはコリオリ力に対応
する信号成分のみが出力されることになり、干渉波の影
響を受けることはない。
However, the detection circuit 31 detects the difference amplifier 3 in a state where no Coriolis force is generated, that is, only the signal component based on the interference wave is detected from the detection IDT 22.
Since it is adjusted in advance so that the output from 4 becomes “0” (the signal component based on the interference wave is canceled), even if the detection signal of the detection IDT 22 includes the signal component based on the interference wave, Only the signal component corresponding to the Coriolis force is output from the detection circuit 31 and is not affected by the interference wave.

【0094】従って、この検出方法を採用することによ
り検出用IDT22の位置精度が十分でない場合にも正
確にコリオリ力を検出することができる。
Therefore, by adopting this detection method, the Coriolis force can be accurately detected even when the position accuracy of the detection IDT 22 is not sufficient.

【0095】図18は、本発明に係る弾性表面波ジャイ
ロスコープの第3の実施の形態の構成図である。
FIG. 18 is a block diagram of the third embodiment of the surface acoustic wave gyroscope according to the present invention.

【0096】第3の実施の形態は、図1において、圧電
基板21の表面の検出用IDT22、駆動用IDT2
3、駆動用IDT24、反射器25,25′、反射器2
6,26′及び反射器27,27′の配列方向に対して
直交する方向(y方向)に、検出用IDT22、駆動用
IDT23、駆動用IDT24、反射器25,25′、
反射器26,26′及び反射器27,27′と同一構造
からなる検出用IDT35、駆動用IDT36、駆動用
IDT37、反射器38,38′、反射器39,39′
及び反射器40,40′を配置するとともに、高周波発
振器3と高周波発振器4の各出力端子b-b′,c-c′
をそれぞれ駆動用IDT36と駆動用IDT37に接続
したものである。
In the third embodiment, in FIG. 1, the detection IDT 22 on the surface of the piezoelectric substrate 21 and the driving IDT 2 are shown.
3, driving IDT 24, reflectors 25, 25 ', reflector 2
6, 26 'and reflectors 27, 27' in the direction (y direction) orthogonal to the array direction, the detection IDT 22, the driving IDT 23, the driving IDT 24, the reflectors 25, 25 ',
A detection IDT 35, a driving IDT 36, a driving IDT 37, reflectors 38, 38 ', and reflectors 39, 39' having the same structure as the reflectors 26, 26 'and the reflectors 27, 27'.
And the reflectors 40, 40 'are arranged, and the output terminals bb', cc 'of the high-frequency oscillator 3 and the high-frequency oscillator 4 are arranged.
Are connected to the driving IDT 36 and the driving IDT 37, respectively.

【0097】第1の実施の形態では、x方向に伝播する
弾性表面波を利用しているので、コリオリ力fCのy方
向成分しか検出できないが、第2の実施の形態では、y
方向に伝播する弾性表面波も利用しているので、検出用
IDT35の出力端子d-d′からコリオリ力fCのx方
向成分についても検出できるようになっている。互いに
直交させて配置された第1の実施の形態に係るジャイロ
スコープ1を2個用いても同様の効果が得られるが、第
3の実施の形態によれば、同一の圧電基板21上に2個
分のジャイロスコープ1を構成しているので、ジャイロ
スコープの小型化、コンパクト化が可能になる。
In the first embodiment, since the surface acoustic wave propagating in the x direction is used, only the y direction component of the Coriolis force f C can be detected, but in the second embodiment, y
Since the surface acoustic wave propagating in the direction is also used, the x-direction component of the Coriolis force f C can be detected from the output terminal d-d ′ of the detection IDT 35. The same effect can be obtained by using two gyroscopes 1 according to the first embodiment that are arranged so as to be orthogonal to each other, but according to the third embodiment, two gyroscopes 1 are provided on the same piezoelectric substrate 21. Since each gyroscope 1 is configured, the gyroscope can be downsized and made compact.

【0098】[0098]

【発明の効果】以上説明したように、本発明よれば、圧
電基板の表面に複数の電極を配列形成してなるコリオリ
力の検出部が設けられ、この検出部に弾性表面波による
振動を発生させ、この振動と圧電基板の回転運動との相
互作用により発生したコリオリ力を圧電効果により電圧
に変換して検出する弾性表面波ジャイロスコープであっ
て、上記検出部を、コリオリ力に起因する第3の弾性表
面波を検出する検出用電極を挟んで配列された第1の弾
性表面波を発生させる第1の駆動用電極、第1の弾性表
面波と異なる周波数を有する第2の弾性表面波を発生さ
せる第2の駆動用電極及び第1,第2の駆動用電極の両
外側に第1〜第3の弾性表面波をそれぞれ反射する対構
造の第1〜第3の反射器用電極とから構成し、第1,第
2の駆動用電極間に第1,第2の弾性表面波(定在波)
の干渉波を発生させ、この干渉波と圧電基板の回転運動
との相互作用により生じるコリオリ力(第3の弾性表面
波の定在波)に共振させて電圧変換された電気信号を検
出用電極で検出するようにしたので、コリオリ力に基づ
く第3の弾性表面波の定在波を高いレベルで発生させる
ことができ、コリオリ力の検出感度が向上する。
As described above, according to the present invention, the Coriolis force detecting portion, which is formed by arranging a plurality of electrodes on the surface of the piezoelectric substrate, is provided, and the detecting portion oscillates due to the surface acoustic wave. A surface acoustic wave gyroscope that detects the Coriolis force generated by the interaction between this vibration and the rotational movement of the piezoelectric substrate by converting it into a voltage by the piezoelectric effect. No. 3, a first driving electrode for generating a first surface acoustic wave, which is arranged with a detection electrode for detecting the surface acoustic wave, and a second surface acoustic wave having a frequency different from that of the first surface acoustic wave. From the second drive electrode and the first to third reflector electrodes having a paired structure that respectively reflect the first to third surface acoustic waves on both outer sides of the first and second drive electrodes. Between the first and second drive electrodes First and second surface acoustic wave (standing wave)
Generating an interference wave and resonating with the Coriolis force (standing wave of the third surface acoustic wave) generated by the interaction between the interference wave and the rotational movement of the piezoelectric substrate, the voltage-converted electric signal is detected. Since the detection is performed in step S1, the standing wave of the third surface acoustic wave based on the Coriolis force can be generated at a high level, and the detection sensitivity of the Coriolis force is improved.

【0099】また、本発明は、圧電基板の表面に互いに
直交する二方向に、検出用電極、周波数の異なる2種類
の弾性表面波を発生させる2個の駆動用電極、対構造の
3個の反射器用電極からなる2個の検出部を形成し、各
方向について2個の駆動用電極間に弾性表面波(定在
波)の干渉波を発生させ、この干渉波と圧電基板の回転
運動との相互作用により生じるコリオリ力(第3の弾性
表面波の定在波)をそれぞれ検出用電極で検出するよう
にしたので、直交する2つの方向のコリオリ力を検出し
得るジャイロスコープをコンパクトに構成することがで
きる。
Further, according to the present invention, the detection electrode, the two drive electrodes for generating two kinds of surface acoustic waves having different frequencies are provided in two directions orthogonal to each other on the surface of the piezoelectric substrate, and the three electrodes of the pair structure are provided. Two detectors composed of reflector electrodes are formed, and an interference wave of a surface acoustic wave (standing wave) is generated between two driving electrodes in each direction, and this interference wave and the rotational movement of the piezoelectric substrate Since the Coriolis force (standing wave of the third surface acoustic wave) generated by the interaction of the two is detected by the detection electrodes, the gyroscope that can detect the Coriolis force in two orthogonal directions is compactly configured. can do.

【0100】また、コリオリ力に起因する弾性表面波を
反射する反射器用電極をそれぞれ駆動用電極の隣接位置
に配置し、この反射器用電極の間の金属被膜部分の面積
を可及的に少なくしたので、金属被膜部分での透過損失
によるコリオリ力に起因する弾性表面波の減衰を低減す
ることができ、検出用電極の検出レベルを高くすること
ができる。
Further, the reflector electrodes for reflecting the surface acoustic waves caused by the Coriolis force are arranged adjacent to the drive electrodes, respectively, and the area of the metal coating portion between the reflector electrodes is reduced as much as possible. Therefore, it is possible to reduce the attenuation of the surface acoustic wave due to the Coriolis force due to the transmission loss in the metal coating portion, and it is possible to increase the detection level of the detection electrode.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る弾性表面波ジャイロスコープの構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a surface acoustic wave gyroscope according to the present invention.

【図2】圧電基板に形成された電極構造を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing an electrode structure formed on a piezoelectric substrate.

【図3】弾性表面波共振器を用いた高周波発振器の基本
回路構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a basic circuit configuration of a high-frequency oscillator using a surface acoustic wave resonator.

【図4】弾性表面波共振器を用いた高周波発振器の基本
回路構成の他の例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing another example of a basic circuit configuration of a high-frequency oscillator using a surface acoustic wave resonator.

【図5】弾性表面波共振器の構造を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing the structure of a surface acoustic wave resonator.

【図6】弾性表面波に対する一対の駆動用IDTの相互
の関係位置を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a mutual relationship position of a pair of driving IDTs with respect to a surface acoustic wave.

【図7】駆動用IDTと反射器との間隔の定義を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing a definition of a distance between a driving IDT and a reflector.

【図8】金属被膜表面における弾性表面波の波長の短縮
を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the shortening of the wavelength of a surface acoustic wave on the surface of a metal coating.

【図9】レイリー波における基板表面の粒子の変位を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing displacement of particles on a substrate surface in Rayleigh waves.

【図10】各反射器間に発生する定在波の周波数を示す
図である。
FIG. 10 is a diagram showing frequencies of standing waves generated between the reflectors.

【図11】弾性表面波による粒子の楕円運動に対するコ
リオリ力の発生方向を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a generation direction of a Coriolis force with respect to an elliptic motion of particles due to surface acoustic waves.

【図12】弾性表面波及びコリオリ力に基づく弾性表面
波の伝播を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing propagation of surface acoustic waves based on surface acoustic waves and Coriolis force.

【図13】干渉波とコリオリ力fCyにより生じたy軸方
向に変位する第3弾性表面波との関係を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between an interference wave and a third surface acoustic wave which is generated by a Coriolis force f Cy and which is displaced in the y-axis direction.

【図14】圧電基板に形成された反射器の配置位置の第
2の実施の形態を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a second embodiment of arrangement positions of reflectors formed on a piezoelectric substrate.

【図15】圧電基板に形成された反射器の配置位置の第
3の実施の形態の構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram of a third embodiment of arrangement positions of reflectors formed on a piezoelectric substrate.

【図16】圧電基板に形成された反射器の配置位置の第
4の実施の形態の構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram of a fourth embodiment of arrangement positions of reflectors formed on a piezoelectric substrate.

【図17】本発明に係る弾性表面波ジャイロスコープの
第2の実施の形態の構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram of a second embodiment of a surface acoustic wave gyroscope according to the present invention.

【図18】本発明に係る弾性表面波ジャイロスコープの
第3の実施の形態の構成図である。
FIG. 18 is a configuration diagram of a third embodiment of a surface acoustic wave gyroscope according to the present invention.

【図19】従来の弾性表面波ジャイロスコープの圧電基
板に形成された検出用IDT、駆動用IDT及び反射器
を示す図である。
FIG. 19 is a view showing a detection IDT, a driving IDT and a reflector formed on a piezoelectric substrate of a conventional surface acoustic wave gyroscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ジャイロスコープ 2 検出素子 3,4 高周波発振器 21 圧電基板 22,35 検出用IDT(検出用電極) 23,36 駆動用IDT(第1の駆動用電極) 24,37 駆動用IDT(第2の駆動用電極) 25,25′,38,38′ 反射器(第1の反射器用
電極) 26,26′,39,39′ 反射器(第2の反射器用
電極) 27,27′,40,40′ 反射器(第3の反射器用
電極) 28 IDT 29,30 反射器 31 検出回路 32 高周波発振器 33 位相シフタ 34 差動アンプ 34a オペレーションアンプ
1 Gyroscope 2 Detection element 3,4 High frequency oscillator 21 Piezoelectric substrate 22,35 Detection IDT (detection electrode) 23,36 Drive IDT (first drive electrode) 24,37 Drive IDT (second drive) Electrode 25), 25 ', 38, 38' reflector (first reflector electrode) 26, 26 ', 39, 39' reflector (second reflector electrode) 27, 27 ', 40, 40' Reflector (third reflector electrode) 28 IDT 29, 30 Reflector 31 Detection circuit 32 High frequency oscillator 33 Phase shifter 34 Differential amplifier 34a Operation amplifier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 祥愼 神奈川県川崎市高津区新作3−8−3 (72)発明者 樋口 俊郎 神奈川県横浜市都筑区荏田東三丁目4番26 号 (72)発明者 黒澤 実 神奈川県横浜市緑区すすき野1−6−11 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shoshin Fukuda 3-8-3, new work in Takatsu-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Toshiro Higuchi, 3-26-3, Edahigashi, Tsuzuki-ku, Yokohama City, Kanagawa Prefecture (72) ) Inventor Minoru Kurosawa 1-6-11 Susukino, Midori Ward, Yokohama City, Kanagawa Prefecture

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電基板の表面に複数の電極を配列形成
してなるコリオリ力の検出部が設けられ、この検出部に
弾性表面波による振動を発生させ、この振動と圧電基板
の回転運動との相互作用により発生したコリオリ力を圧
電効果により電圧に変換して検出する弾性表面波ジャイ
ロスコープであって、上記検出部は、第1の弾性表面波
を発生させるべく第1の高周波が印加される第1の駆動
用電極と、上記第1の弾性表面波と異なる周波数を有す
る第2の弾性表面波を発生させるべく第2の高周波が印
加される第2の駆動用電極と、上記第1の弾性表面波の
定在波を発生させるべく上記第1及び第2の駆動用電極
の両外側に形成され、上記第1の弾性表面波を第1の駆
動用電極側に反射する一対の第1の反射器用電極と、上
記第2の弾性表面波の定在波を発生させるべく上記第1
及び第2の駆動用電極の両外側に形成され、上記第2の
弾性表面波を第2の駆動用電極側に反射する一対の第2
の反射器用電極と、第1の弾性表面波と第2の弾性表面
波との干渉波と圧電基板の回転運動との相互作用により
発生するコリオリ力に基づく第3の弾性表面波を定在波
にするべく上記第1及び第2の駆動用電極の両外側に形
成され、上記第3の弾性表面波を第1及び第2の駆動用
電極側に反射する一対の第3の反射器用電極と、上記第
1及び第2の駆動用電極間に形成され、圧電効果により
上記コリオリ力に起因する歪に応じて発生する電気信号
を検出する検出用電極とから構成されていることを特徴
とする弾性表面波ジャイロスコープ。
1. A piezoelectric substrate is provided with a Coriolis force detecting portion formed by arraying a plurality of electrodes on the surface thereof, and the detecting portion is caused to vibrate by a surface acoustic wave. Is a surface acoustic wave gyroscope that detects the Coriolis force generated by the interaction of the above by converting it into a voltage by a piezoelectric effect, and a first high frequency is applied to the detection unit to generate a first surface acoustic wave. A first drive electrode, a second drive electrode to which a second high frequency is applied to generate a second surface acoustic wave having a frequency different from that of the first surface acoustic wave, and the first drive electrode A pair of first surface acoustic waves that are formed on both outer sides of the first and second driving electrodes to generate a standing wave of the surface acoustic wave and that reflect the first surface acoustic wave to the first driving electrode side. No. 1 reflector electrode and the second surface acoustic wave To generate the standing wave of
And a pair of second surface acoustic waves that are formed on both outer sides of the second drive electrode and that reflect the second surface acoustic wave to the second drive electrode side.
The third surface acoustic wave based on the Coriolis force generated by the interaction between the interfering wave of the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave and the rotational movement of the piezoelectric substrate and the standing wave A pair of third reflector electrodes that are formed on both outer sides of the first and second driving electrodes to reflect the third surface acoustic wave to the first and second driving electrode sides. And a detection electrode that is formed between the first and second driving electrodes and that detects an electrical signal generated according to the strain caused by the Coriolis force due to a piezoelectric effect. Surface acoustic wave gyroscope.
【請求項2】 圧電基板の表面に互いに直交する方向に
複数の電極を配列形成してなる2個のコリオリ力の検出
部が設けられ、各検出部に弾性表面波による振動を発生
させ、この振動と圧電基板の回転運動との相互作用によ
り発生したコリオリ力をそれぞれ圧電効果により電圧に
変換して検出する弾性表面波ジャイロスコープであっ
て、上記各検出部は、第1の弾性表面波を発生させるべ
く第1の高周波が印加される第1の駆動用電極と、上記
第1の弾性表面波と異なる周波数を有する第2の弾性表
面波を発生させるべく第2の高周波が印加される第2の
駆動用電極と、上記第1の弾性表面波の定在波を発生さ
せるべく上記第1及び第2の駆動用電極の両外側に形成
され、上記第1の弾性表面波を第1の駆動用電極側に反
射する一対の第1の反射器用電極と、上記第2の弾性表
面波の定在波を発生させるべく上記第1及び第2の駆動
用電極の両外側に形成され、上記第2の弾性表面波を第
2の駆動用電極側に反射する一対の第2の反射器用電極
と、第1の弾性表面波と第2の弾性表面波との干渉波と
圧電基板の回転運動との相互作用により発生するコリオ
リ力に基づく第3の弾性表面波を定在波にするべく上記
第1及び第2の駆動用電極の両外側に形成され、上記第
3の弾性表面波を第1及び第2の駆動用電極側に反射す
る一対の第3の反射器用電極と、上記第1及び第2の駆
動用電極間に形成され、圧電効果により上記コリオリ力
に起因する歪に応じて発生する電気信号を検出する検出
用電極とから構成されていることを特徴とする弾性表面
波ジャイロスコープ。
2. A piezoelectric substrate is provided with two Coriolis force detection units each having a plurality of electrodes arranged in a direction orthogonal to each other on the surface of the piezoelectric substrate, and each detection unit generates a vibration due to a surface acoustic wave. A surface acoustic wave gyroscope that detects a Coriolis force generated by an interaction between vibration and a rotary motion of a piezoelectric substrate by converting it into a voltage by a piezoelectric effect, wherein each of the detection units detects a first surface acoustic wave. A first drive electrode to which a first high frequency is applied to generate, and a second high frequency to apply a second surface acoustic wave having a frequency different from that of the first surface acoustic wave. Two driving electrodes and the first and second driving electrodes are formed on both outer sides of the first and second driving electrodes to generate a standing wave of the first surface acoustic wave. A pair of first antireflections that are reflected to the drive electrode side It is formed on both outer sides of the emitter electrode and the first and second driving electrodes to generate a standing wave of the second surface acoustic wave, and the second surface acoustic wave is used for the second driving. A pair of second reflector electrodes that reflect to the electrode side, and a first electrode based on the Coriolis force generated by the interaction between the interference wave of the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave and the rotational movement of the piezoelectric substrate. The third surface acoustic wave is formed on both outer sides of the first and second driving electrodes so as to make the third surface acoustic wave a standing wave, and reflects the third surface acoustic wave to the first and second driving electrode sides. From a pair of third reflector electrodes and a detection electrode that is formed between the first and second driving electrodes and that detects an electric signal generated according to the strain caused by the Coriolis force due to the piezoelectric effect. A surface acoustic wave gyroscope characterized by being configured.
【請求項3】 請求項1又は2記載の弾性表面波ジャイ
ロスコープにおいて、上記一対の第3の反射器用電極
は、それぞれ上記第1及び第2の駆動用電極の隣接位置
に形成されていることを特徴とする弾性表面波ジャイロ
スコープ。
3. The surface acoustic wave gyroscope according to claim 1, wherein the pair of third reflector electrodes are formed adjacent to the first and second driving electrodes, respectively. Surface acoustic wave gyroscope featuring.
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