JPH09325030A

JPH09325030A - 圧電振動ジャイロ

Info

Publication number: JPH09325030A
Application number: JP8140469A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ishikawa; 寛石川; Masaki Yanai; 雅紀谷内; Yoshio Sato; 良夫佐藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成であって、その作製も容易である
低コストの音片型の圧電振動ジャイロを提供する。【解決手段】圧電振動子１は、分極軸方向（Ｚ方向）
は等しいが分極の向きが反対となる単結晶材料の分極反
転層を有する。圧電振動子１の厚さ方向（Ｚ方向）の表
裏面に形成した電極に電圧を印加すると、分極反転層内
に相反する向きの分極がなされているため、一方の単結
晶層2a（または2b）が長さ方向（Ｘ方向）に伸び、他方
の単結晶層2b（または2a）が長さ方向（Ｘ方向）に縮む
ことの繰り返しになり、有効に屈曲振動を得る。振動し
ている状態で、Ｘ方向を軸中心として回転すると、Ｙ方
向にコリオリ力が発生する。コリオリ力に伴うＹ方向の
変位を電界の変化を示す電気信号に変換し、その電気信
号を検出して回転角速度を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転角速度検出に
使用される圧電振動ジャイロに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電振動ジャイロは、航空機，自動車等
の移動体の姿勢制御，ナビゲーションシステムにおい
て、回転角速度を検出するために使用される。このよう
な圧電振動ジャイロの構成としては、音片型と音叉型と
が知られている。

【０００３】音片型の圧電振動ジャイロは、例えば特開
平７−306048号公報に示されているように、機械的な振
動が生じるエリンバ（恒弾性金属）と呼ばれる材料から
なる角柱状の振動体の側面に、機械的応力を電気信号に
変換する圧電素子を接着にて張り付けた構成をなす。こ
の種の圧電振動ジャイロでは、図10（ａ）に示すべく、
Ｘ方向に振動している（矢印Ａ）場合、回転軸（Ｚ軸に
平行）を中心にして回転する（矢印Ｂ）と、振動方向
（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に、角速度に比例
した大きさのコリオリ力が発生する（矢印Ｃ）。そし
て、コリオリ力によって振動体の振動方向が変化する
と、その側面に張り付けた２つの圧電素子の屈曲状態が
変わり、これらの２つの圧電素子からの電気信号の差に
基づいて、回転角速度を検出する。

【０００４】一方、音叉型の圧電振動ジャイロは、例え
ば特開平７−294259号公報に示されているように、上述
のエリンバからなる板状の金属体を直交させ、各金属体
の一方の面に圧電素子を接着にて張り付けた構成をな
す。この種の圧電振動ジャイロでも、図10（ｂ）に示す
べく、Ｘ方向に振動している（矢印Ｄ）際に回転軸（Ｚ
軸に平行）を中心に回転する（矢印Ｅ）と、振動方向
（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に、角速度に比例
した大きさのコリオリ力が発生する（矢印Ｆ）。そし
て、このコリオリ力により、金属体に張り付けられた圧
電素子が伸縮し、この伸縮のために圧電素子は歪みを受
け、発生した電気信号に基づいて回転角速度を検出す
る。

【０００５】ところで、屈曲振動を得るための方法とし
て図11に示すような構成が良く知られている。この構成
は、一端が接地された板状の電極30の両面に接着により
圧電素子31, 31を張り付けている。この圧電素子31, 31
に電源32から交流電圧を印加すると、破線にて示すよう
に、一方の圧電素子31が伸びた場合に他方の圧電素子31
が縮むという繰り返しにより、屈曲振動を得ることが可
能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の圧電振動ジャイ
ロの従来例は何れも振動体または金属体に圧電素子を張
り付けるタイプであるので、その製作精度が問題であ
る。圧電素子の張り付け位置，接着剤の量等がわずかに
異なる、または、音叉型の場合は加工により金属体の形
状がわずかに変化することによって、基本のモードで振
動できない、伝達関数特性が変化する、静止時に出力電
圧（ヌル電圧）が検出される等の問題が生じて、圧電振
動ジャイロの検出精度が低下するという問題がある。ま
た、音叉型の圧電振動ジャイロでは、直交した金属体を
一本の腕とした複雑な形状となっている。

【０００７】一方、上述した屈曲振動を得る構成では、
電極と２つの圧電素子を接着するので、加工を精度良く
行わないと感度の低下を引き起こすことになる。更に、
屈曲振動の繰り返しによって挟んだ電極と圧電素子とが
剥離する場合がある。

【０００８】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、分極反転層を有する圧電素子を用いることによ
り、金属体を使用せず、金属体に圧電素子を張り付ける
ことがなく、電極を挟みこむこともない簡単な構成の圧
電振動ジャイロを提供することを目的とする。

【０００９】本発明の他の目的は、簡単な構造であって
安価であり、その作製も容易である圧電振動ジャイロを
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る圧電振動
ジャイロは、圧電振動子の屈曲振動を利用して回転角速
度を検出する圧電振動ジャイロにおいて、分極軸方向が
等しく分極の向きが反対である単結晶材料の分極反転層
を有する圧電振動子を備えることを特徴とする。

【００１１】請求項２に係る圧電振動ジャイロは、請求
項１において、圧電振動子は直方体状をなし、前記分極
軸方向は直方体の厚さ方向であり、直方体の幅と厚さと
は実質的に等しく、その長さは幅及び厚さに比べて長い
ことを特徴とする。

【００１２】請求項３に係る圧電振動ジャイロは、請求
項２において、圧電振動子の厚さ方向に対向する両面の
一方の面の全域に形成された第１電極と、その他方の面
に幅方向に２分割して形成された第２電極とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１３】請求項４に係る圧電振動ジャイロは、請求
項３において、圧電振動子に屈曲振動を励振させるべく
前記第１電極に電圧を印加する電源と、回転角速度が加
わった場合に前記２分割した第２電極の電流の差を検出
する検出回路とを備えることを特徴とする。

【００１４】請求項５に係る圧電振動ジャイロは、請求
項３において、圧電振動子に屈曲振動を励振させるべく
前記２分割した第２電極に電圧を印加する電源と、回転
角速度が加わった場合に前記２分割した第２電極の電流
の差を検出する検出回路とを備えることを特徴とする。

【００１５】請求項６に係る圧電振動ジャイロは、請求
項２において、圧電振動子の厚さ方向に対向する両面に
幅方向に２分割して形成された電極を備えることを特徴
とする。

【００１６】請求項７に係る圧電振動ジャイロは、請求
項６において、圧電振動子に屈曲振動を励振させるべく
一方の面の前記２分割した電極に電圧を印加する電源
と、回転角速度が加わった場合に前記一方の面の前記２
分割した電極の電流の差を検出する第１検出回路と、回
転角速度が加わった場合に他方の面の前記２分割した電
極の電流の差を検出する第２検出回路と、前記第１検出
回路及び第２検出回路の出力の差を増幅する増幅回路と
を備えることを特徴とする。

【００１７】請求項８に係る圧電振動ジャイロは、請求
項６において、圧電振動子の厚さ方向に対向する両面に
２分割して形成された電極について厚さ方向に相対する
２つの電極を一対とし、前記圧電振動子に屈曲振動を励
振させるべく一方の対の電極に電圧を印加する電源と、
回転角速度が加わった場合に他方の対の電極の電流の差
を検出する検出回路とを備えることを特徴とする。

【００１８】請求項９に係る圧電振動ジャイロは、請求
項６において、圧電振動子の厚さ方向に対向する両面に
２分割して形成された電極について厚さ方向に相対する
２つの電極を一対とし、前記圧電振動子に屈曲振動を励
振させるべく一方の対の電極に電圧を印加する電源と、
回転角速度が加わった場合に該一方の対の電極の電流の
差を検出する検出回路とを備えることを特徴とする。

【００１９】請求項10に係る圧電振動ジャイロは、請求
項６において、圧電振動子の厚さ方向に対向する両面に
２分割して形成された電極について厚さ方向に相対する
２つの電極を一対とし、前記圧電振動子に屈曲振動を励
振させるべく一方の対の電極に電圧を印加する電源と、
回転角速度が加わった場合に、該一方の対の電極の電流
の差を検出する第１検出回路と、回転角速度が加わった
場合に他方の対の電極の電流の差を検出する第２検出回
路と、前記第１検出回路及び第２検出回路の出力の差を
増幅する増幅回路とを備えることを特徴とする。

【００２０】図１は本発明の圧電振動ジャイロに使用す
る圧電振動子の斜視図、図２は図１のＹ−Ｚ面の断面図
である。圧電振動子１は、一対の単結晶材料の分極反転
層、即ち、分極軸方向は等しいが分極の向きが反対であ
る２つの第１単結晶層2a，第２単結晶層2bを分極軸方向
に含む構成を有する。分極反転層からなる圧電振動子１
の全体形状は、その幅と厚さとがほぼ同じで、かつ長さ
が幅及び厚さより十分長い直方体状をなす。ここで、長
手方向をＸ軸方向、幅方向をＹ軸方向、厚さ方向をＺ軸
方向とした場合、分極軸方向はＺ軸方向となり、厚さ方
向は結晶軸のＹ−Ｚ面にある。

【００２１】図３は、このような圧電振動子１の表裏面
に電極を形成した圧電振動ジャイロを示す図であり、図
３（ａ）はＸ−Ｚ面の側面図、図３（ｂ）はＸ−Ｙ面の
平面図、Ｙ−Ｚ面の断面図である。圧電振動子１（分極
反転層）の表面（第１単結晶層2a側の面）には、幅方向
（Ｙ方向）の中央で２分割された電極3a，3aが形成さ
れ、圧電振動子１（分極反転層）の裏面（第２単結晶層
2b側の面）には、全域に電極3bが形成されている。そし
て、表側の一方の電極3aと裏側の電極3bとの間には、交
流電源４が接続されている。表側の他方の電極3aは接地
されている。

【００２２】このような構成において、表裏の電極3a，
3b間に電圧を印加すると、第１，第２単結晶層2a，2bに
相反する向きの分極がなされているため、図３（ａ）に
示すように、一方の単結晶層2a（または2b）が横方向
（Ｘ方向）に伸び、他方の単結晶層2b（または2a）が横
方向（Ｘ方向）に縮むことの繰り返しになり、有効に屈
曲振動を得ることができる。この際、圧電振動子１の長
さが幅及び厚さに比べて十分に長いので、横方向（Ｘ方
向）の不要な振動モードを除去できる。このように振動
している状態で、図３（ｂ）に示すように、Ｘ方向を軸
中心として回転すると、図３（ｃ）に示すように、Ｙ方
向にコリオリ力が発生する。そして、コリオリ力に伴う
Ｙ方向の変位を電界の変化を示す電気信号に有効に変換
し、その電気信号（電流）を検出して回転角速度を求め
る。

【００２３】なお、分極反転層を一対だけ設ける構成と
したが、分極反転層が複数対存在していても良い。以上
のように、本発明の圧電振動ジャイロでは、少なくとも
１対の分極反転層を有する圧電振動子１の屈曲振動を利
用して、回転角速度を検出する。このように、分極反転
層を有した圧電振動子１を用いることで、金属体に圧電
素子を張り付けることなく、簡単な作製方法で音片型の
圧電振動ジャイロを構成する。しかも金属体を使用せ
ず、更に電極の挟みこみ等の構成をとる必要がない簡単
な構造の圧電振動ジャイロを実現する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照して具体的に説明する。

【００２５】（第１の実施の形態）図４は、本発明の第
１の実施の形態による圧電振動ジャイロの構成図であ
る。図中１は、単結晶材料で作成された分極反転層を有
する図１，２で示したような直方体状の圧電振動子であ
る。圧電振動子１（分極反転層）は、分極軸方向は等し
いが分極の向きが反対である２つの第１単結晶層2a，第
２単結晶層2bを含む構成をなし、その幅と厚さとはほぼ
同じで、長さは幅及び厚さより十分長い。。

【００２６】なお、分極反転層（第１，第２単結晶層2
a，2b）を構成する単結晶材料は、ＬｉＮｂＯ₃の 140
±15°Ｙ板またはＬｉＴａＯ₃の 130±15°Ｙ板を使用
する。このような材料を使用する理由は、大きな屈曲振
動を得るために横方向（Ｘ方向）の大きな変位が必要に
なるが、そのための横方向機械結合係数ｋ23（所定電圧
を印加した場合にどの程度伸びるかを示す指標）がそれ
ぞれ 140°,130°付近で最大となるからである。

【００２７】圧電振動子１の表面（第１単結晶層2a側の
面）にはその全域に電極3aが形成されており、圧電振動
子１の裏面（第２単結晶層2b側の面）には幅方向（Ｙ方
向）の中央で２分割された電極3b，3bが形成されてい
る。電極3aは一端が接地された交流電源４の他端と接続
されている。また、各電極3b，3bはオペアンプ5a，5bの
それぞれ一方の入力端子に接続されている。オペアンプ
5a，5bのそれぞれ他方の入力端子は接地されている。更
に、オペアンプ5a，5bの出力端子は、差動増幅部６に接
続されている。圧電振動子１の分極反転層の屈曲状態が
変わると、オペアンプ5a，5bから異なる信号が差動増幅
部６に入力され、これらの信号の差を増幅した信号が差
動増幅部６から出力されるようになっている。

【００２８】図４に示す第１の実施の形態の構成は、電
極3aに駆動電圧を印加し、厚さ方向（Ｚ方向）に変位を
持つ屈曲振動を励振させるものである。屈曲振動を励振
させた状態において、図に垂直な軸を回転軸として回転
角速度が加わると、幅方向（Ｙ方向）に角速度に応じた
コリオリ力が働くため、図中矢印方向の電界の変化を得
ることができる。従って、図４のように２分割したそれ
ぞれの電極をオペアンプ5a，5bで仮想接地した回路構成
をとれば、各オペアンプ5a，5bの出力信号の差を差動増
幅部６にて検出することができる。そして、その差信号
から回転角速度を検出する。

【００２９】以下、他の実施の形態について説明する。
以下に述べる実施の形態は、上述した第１の実施の形態
と、駆動電圧の印加の方法、及び／またはコリオリ力に
よる検出信号を得るための電極構成が異なっている。な
お、以下の他の実施の形態において、圧電振動子１の形
状及び構成は、上述の第１の実施の形態と同じであるの
でその説明は省略する。

【００３０】（第２の実施の形態）図５は、本発明の第
２の実施の形態による圧電振動ジャイロの構成図であ
る。圧電振動子１の表面（第１単結晶層2a側の面）の全
域には電極3aが形成されており、圧電振動子１の裏面
（第２単結晶層2b側の面）には幅方向（Ｙ方向）の中央
で２分割された電極3b，3bが形成されている。電極3aは
接地されている。各電極3b，3bはオペアンプ5a，5bのそ
れぞれ一方の入力端子に接続されている。また、オペア
ンプ5a，5bのそれぞれ他方の入力端子は、一端が接地さ
れた交流電源４の他端と接続されている。更に、オペア
ンプ5a，5bの出力端子は、差動増幅部６に接続されてい
る。

【００３１】第２の実施の形態ではこのように、厚さ方
向の表裏面において、一方の面の電極は全面べた電極3a
であり、他方の電極3b，3bは幅方向のほぼ中央で２分割
した構造を有し、べた電極3aは接地し、２分割した電極
3b，3bに駆動電圧を印加し、厚さ方向（Ｚ方向）に変位
を持つ屈曲振動を励振させるものである。回転角速度が
加わった場合は、第１の実施の形態と同様に、２分割し
た電極3b，3b間の電流差を検出して、回転角速度を求め
る。

【００３２】（第３の実施の形態）図６は、本発明の第
３の実施の形態による圧電振動ジャイロの構成図であ
る。圧電振動子１の表面（第１単結晶層2a側の面）、圧
電振動子１の裏面（第２単結晶層2b側の面）には、それ
ぞれ幅方向（Ｙ方向）の中央で２分割された電極3a，3
a、3b，3bが形成されている。各電極3a，3aはオペアン
プ5a，5bのそれぞれ一方の入力端子に接続されている。
また、オペアンプ5a，5bのそれぞれ他方の入力端子は、
一端が接地された交流電源４の他端と接続されている。
更に、オペアンプ5a，5bの出力端子は、第１差動回路7a
に接続されている。各電極3b，3bはオペアンプ5c，5dの
それぞれ一方の入力端子に接続されている。また、オペ
アンプ5c，5dのそれぞれ他方の入力端子は接地されてい
る。更に、オペアンプ5c，5dの出力端子は、第２差動回
路7bに接続されている。また、第１，第２差動回路7a，
7bには差動増幅部６が接続されている。

【００３３】第３の実施の形態ではこのように、厚さ方
向の表裏面において、両面の電極とも幅方向のほぼ中央
で２分割した構造の電極3a，3a、3b，3bであり、一方の
面の組みの電極3a，3aに駆動電圧を印加し、厚さ方向
（Ｚ方向）に変位を持つ屈曲振動を励振させるものであ
る。回転角速度が加わると第１，第２の実施の形態と同
様なコリオリ力が働くことになる。それぞれの面の電極
3a，3a、3b，3b間の電流差をオペアンプ5a，5b、5c，5d
を介して第１，第２差動回路7a，7bにて検出し、更に２
つの検出信号の差を差動増幅回路６にて検出して増幅す
るので、より良好な検出信号を得ることができる。な
お、第１，第２差動回路7a，7bの検出信号のノイズが少
ない場合には両検出信号の和を求めるようにしてもよ
い。

【００３４】（第４の実施の形態）図７は、本発明の第
４の実施の形態による圧電振動ジャイロの構成図であ
る。第４の実施の形態では、第３の実施の形態と同様
に、圧電振動子１の表面及び裏面に、幅方向（Ｙ方向）
の中央で２分割された電極3a，3a及び3b，3bが形成され
ている。表面側の一方の電極3a及び裏面側の一方の電極
3bは、一端が接地された交流電源４の他端と接続されて
いる。また、表面側の他方の電極3a及び裏面側の他方の
電極3bは、それぞれ、オペアンプ5a及びオペアンプ5bの
一方の入力端子に接続されている。また、オペアンプ5
a，5bのそれぞれ他方の入力端子は接地されている。更
に、オペアンプ5a，5bの出力端子は、差動増幅部６に接
続されている。

【００３５】第４の実施の形態ではこのように、厚さ方
向の表裏面において、両面の電極とも幅方向のほぼ中央
で２分割した構造の電極3a，3a、3b，3bであり、厚さ方
向において相対する各々の電極3a，3b、3a，3bをそれぞ
れ一対とし、一方の対の電極3a，3bに駆動電圧を印加
し、幅方向（Ｙ方向）に変位を持つ屈曲振動を励振させ
るものである。回転角速度が加わると厚さ方向（Ｚ方
向）にコリオリ力が働くため、図中矢印方向の電界変化
を得ることができる。従って、他方の対の電極3a，3b間
の電流差を差動増幅部６にて検出して、回転角速度を求
める。

【００３６】（第５の実施の形態）図８は、本発明の第
５の実施の形態による圧電振動ジャイロの構成図であ
る。第５の実施の形態では、第３の実施の形態と同様
に、圧電振動子１の表面及び裏面に、幅方向（Ｙ方向）
の中央で２分割された電極3a，3a及び3b，3bが形成され
ている。表面側の一方の電極3a及び裏面側の一方の電極
3bは、オペアンプ5a及びオペアンプ5bの一方の入力端子
に接続されている。また、オペアンプ5a，5bのそれぞれ
他方の入力端子は、一端が接地された交流電源４の他端
と接続されている。更に、オペアンプ5a，5bの出力端子
は、差動増幅部６に接続されている。なお、表面側の他
方の電極3a及び裏面側の他方の電極3bは、何れも接地さ
れている。

【００３７】第５の実施の形態ではこのように、厚さ方
向の表裏面において、両面の電極とも幅方向のほぼ中央
で２分割した構造の電極3a，3a、3b，3bであり、厚さ方
向において相対する各々の電極3a，3b、3a，3bをそれぞ
れ一対とし、一方の対の電極3a，3bには駆動電圧を印加
し、他方の対の電極3a，3bは接地して、幅方向（Ｙ方
向）に変位を持つ屈曲振動を励振させるものである。回
転角速度が加わった場合、第４の実施の形態と同様なコ
リオリ力が働くことになる。従って、一方の対の電極3
a，3b間の電流差を差動増幅部６にて検出して、回転角
速度を求める。

【００３８】（第６の実施の形態）図９は、本発明の第
６の実施の形態による圧電振動ジャイロの構成図であ
る。第６の実施の形態では、第３の実施の形態と同様
に、圧電振動子１の表面及び裏面に、幅方向（Ｙ方向）
の中央で２分割された電極3a，3a及び3b，3bが形成され
ている。表面側の一方の電極3a及び裏面側の一方の電極
3bは、それぞれ、オペアンプ5a及びオペアンプ5bの一方
の入力端子に接続されている。また、オペアンプ5a，5b
のそれぞれ他方の入力端子は、一端が接地された交流電
源４の他端と接続されている。更に、オペアンプ5a，5b
の出力端子は、第１差動回路7aに接続されている。表面
側の他方の電極3a及び裏面側の他方の電極3bは、それぞ
れ、オペアンプ5c及びオペアンプ5dの一方の入力端子に
接続されている。また、オペアンプ5c，5dのそれぞれ他
方の入力端子は接地されている。更に、オペアンプ5c，
5dの出力端子は、第２差動回路7bに接続されている。ま
た、第１，第２差動回路7a，7bには差動増幅部６が接続
されている。

【００３９】第６の実施の形態ではこのように、厚さ方
向の表裏面において、両面の電極とも幅方向のほぼ中央
で２分割した構造の電極3a，3a、3b，3bであり、厚さ方
向において相対する各々の電極3a，3b、3a，3bをそれぞ
れ一対とし、一方の対の電極3a，3bに駆動電圧を印加
し、幅方向（Ｙ方向）に変位を持つ屈曲振動を励振させ
るものである。回転角速度が加わると、第４，第５の実
施の形態と同様なコリオリ力が働くことになる。それぞ
れの面の電極3a，3b、3a，3b間の電流差をオペアンプ5
a，5b、5c，5dを介して第１，第２差動回路7a，7bにて
検出し、更に２つの検出信号の差を差動増幅部６にて検
出して増幅するので、より良好な検出信号を得ることが
できる。

【００４０】なお、上述した圧電振動ジャイロの回路構
成において、検出信号のノイズ成分を除去するための差
動増幅部６における増幅方法については特に限定されな
い。また、電流を電圧に変換する回路構成をとる、また
は、オペアンプを用いず低コスト化のためにディスクリ
ート化した回路構成をとるようにしても、何ら問題がな
いことは言うまでもない。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明の圧電振動ジャイ
ロでは、分極軸方向は等しいがその分極の向きが反対で
ある少なくとも一対の分極反転層を有する圧電振動子を
使用するので、簡単な構造を有し、しかも作製工程が簡
単になるので安価である圧電振動ジャイロを提供するこ
とが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧電振動ジャイロに使用する圧電振動
子の斜視図である。

【図２】本発明の圧電振動ジャイロに使用する圧電振動
子の断面図である。

【図３】本発明の圧電振動ジャイロを示す図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態による圧電振動ジャ
イロの構成図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態による圧電振動ジャ
イロの構成図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態による圧電振動ジャ
イロの構成図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態による圧電振動ジャ
イロの構成図である。

【図８】本発明の第５の実施の形態による圧電振動ジャ
イロの構成図である。

【図９】本発明の第６の実施の形態による圧電振動ジャ
イロの構成図である。

【図１０】音片型及び音叉型の圧電振動ジャイロにおけ
る振動，回転及びコリオリ力の関係を示す図である。

【図１１】屈曲振動を得るための従来の構成例を示す図
である。

【符号の説明】

１圧電振動子 2a 第１単結晶層 2b 第２単結晶層 3a，3b 電極４交流電源 5a，5b，5c，5d オペアンプ６差動増幅部 7a 第１差動回路 7b 第２差動回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電振動子の屈曲振動を利用して回転角
速度を検出する圧電振動ジャイロにおいて、分極軸方向
が等しく分極の向きが反対である単結晶材料の分極反転
層を有する圧電振動子を備えることを特徴とする圧電振
動ジャイロ。
【請求項２】圧電振動子は直方体状をなし、前記分極
軸方向は直方体の厚さ方向であり、直方体の幅と厚さと
は実質的に等しく、その長さは幅及び厚さに比べて長い
ことを特徴とする請求項１記載の圧電振動ジャイロ。
【請求項３】圧電振動子の厚さ方向に対向する両面の
一方の面の全域に形成された第１電極と、その他方の面
に幅方向に２分割して形成された第２電極とを備えるこ
とを特徴とする請求項２記載の圧電振動ジャイロ。
【請求項４】圧電振動子に屈曲振動を励振させるべく
前記第１電極に電圧を印加する電源と、回転角速度が加
わった場合に前記２分割した第２電極の電流の差を検出
する検出回路とを備えることを特徴とする請求項３記載
の圧電振動ジャイロ。
【請求項５】圧電振動子に屈曲振動を励振させるべく
前記２分割した第２電極に電圧を印加する電源と、回転
角速度が加わった場合に前記２分割した第２電極の電流
の差を検出する検出回路とを備えることを特徴とする請
求項３記載の圧電振動ジャイロ。
【請求項６】圧電振動子の厚さ方向に対向する両面に
幅方向に２分割して形成された電極を備えることを特徴
とする請求項２記載の圧電振動ジャイロ。
【請求項７】圧電振動子に屈曲振動を励振させるべく
一方の面の前記２分割した電極に電圧を印加する電源
と、回転角速度が加わった場合に前記一方の面の前記２
分割した電極の電流の差を検出する第１検出回路と、回
転角速度が加わった場合に他方の面の前記２分割した電
極の電流の差を検出する第２検出回路と、前記第１検出
回路及び第２検出回路の出力の差を増幅する増幅回路と
を備えることを特徴とする請求項６記載の圧電振動ジャ
イロ。
【請求項８】圧電振動子の厚さ方向に対向する両面に
２分割して形成された電極について厚さ方向に相対する
２つの電極を一対とし、前記圧電振動子に屈曲振動を励
振させるべく一方の対の電極に電圧を印加する電源と、
回転角速度が加わった場合に他方の対の電極の電流の差
を検出する検出回路とを備えることを特徴とする請求項
６記載の圧電振動ジャイロ。
【請求項９】圧電振動子の厚さ方向に対向する両面に
２分割して形成された電極について厚さ方向に相対する
２つの電極を一対とし、前記圧電振動子に屈曲振動を励
振させるべく一方の対の電極に電圧を印加する電源と、
回転角速度が加わった場合に該一方の対の電極の電流の
差を検出する検出回路とを備えることを特徴とする請求
項６記載の圧電振動ジャイロ。
【請求項１０】圧電振動子の厚さ方向に対向する両面
に２分割して形成された電極について厚さ方向に相対す
る２つの電極を一対とし、前記圧電振動子に屈曲振動を
励振させるべく一方の対の電極に電圧を印加する電源
と、回転角速度が加わった場合に、該一方の対の電極の
電流の差を検出する第１検出回路と、回転角速度が加わ
った場合に他方の対の電極の電流の差を検出する第２検
出回路と、前記第１検出回路及び第２検出回路の出力の
差を増幅する増幅回路とを備えることを特徴とする請求
項６記載の圧電振動ジャイロ。