JPH11257968A - Oscillating arm, oscillator, and oscillatory type gyroscope - Google Patents

Oscillating arm, oscillator, and oscillatory type gyroscope

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JPH11257968A
JPH11257968A JP10059348A JP5934898A JPH11257968A JP H11257968 A JPH11257968 A JP H11257968A JP 10059348 A JP10059348 A JP 10059348A JP 5934898 A JP5934898 A JP 5934898A JP H11257968 A JPH11257968 A JP H11257968A
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JP
Japan
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vibration
value
vibrating
film
vibrator
Prior art date
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Application number
JP10059348A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukihisa Osugi
幸久 大杉
Takayuki Kikuchi
菊池  尊行
Shiyousaku Gouji
庄作 郷治
Takao Soma
隆雄 相馬
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the wide control of a Q value of vibration in an oscillating arm to any value, by providing a film-shaped Q-value regulating part for an oscillating body, and enabling the regulation of the Q-value of a predetermined frequency in the oscillating body. SOLUTION: In an oscillatory type gyroscope, an oscillating piece 12 of its each bending oscillating arm is, for example, provided with film shaped Q-value regulating parts 5A-5D, etc. Each Q-value regulating part is formed by providing a metal plating film 13 such as gold through the use of an electrolytic plating method, etc. on substrate layers 14 and 15, which are a bold film, a chromium film, etc., by a sputtering method, etc. By letting the overall thickness of each Q-value regulating part be preferably various values of 0.5 μm or more, it is possible to change the Q value of bending oscillation in the oscillating piece 12 largely and to perform control. Each Q-value regulating part can be structured so that Q-value regulating parts may be continuously provided for the driving or detecting electrode of the oscillating piece 12. In addition, a part of an electrode part can be increased in thickness sufficiently so as to regulate the Q values to be a Q-value regulating part in constitution.

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、回転系内の回転角
速度を検出するために使用される角速度センサに用いら
れる振動子、振動型ジャイロスコープおよびこれらに使
用できる振動アームに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibrator used for an angular velocity sensor used for detecting a rotational angular velocity in a rotary system, a vibratory gyroscope, and a vibrating arm usable for these.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、回転系内の回転角速度を検出
するための角速度センサとして、圧電体を用いた振動型
ジャイロスコープが、航空機や船舶、宇宙衛星などの位
置の確認用として利用されてきた。最近では、民生用の
分野としてカーナビゲーションや、VTRやスチルカメ
ラの手振れの検出などに使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an angular velocity sensor for detecting a rotational angular velocity in a rotating system, a vibrating gyroscope using a piezoelectric body has been used for confirming the position of an aircraft, a ship, a space satellite, or the like. Was. Recently, it has been used as a consumer field for car navigation, detection of camera shake of a VTR or a still camera, and the like.

【0003】このような圧電振動型ジャイロスコープ
は、振動している物体に角速度が加わると、その振動と
直角方向にコリオリ力が生じることを利用している。そ
して、その原理は力学的モデルで解析される(例えば、
「弾性波素子技術ハンドブック」、オーム社、第491
〜497頁)。そして、圧電型振動ジャイロスコープと
しては、これまでに種々のものが提案されている。例え
ば、スペリー音叉型ジャイロスコープ、ワトソン音叉型
ジャイロスコープ、正三角柱型音片ジャイロスコープ、
円筒型音片ジャイロスコープ等が知られている。
[0003] Such a piezoelectric vibratory gyroscope utilizes the fact that when an angular velocity is applied to a vibrating object, a Coriolis force is generated in a direction perpendicular to the vibration. And the principle is analyzed with a mechanical model (for example,
"Acoustic Wave Technology Handbook", Ohmsha, 491
497). Various types of piezoelectric vibrating gyroscopes have been proposed so far. For example, Sperry tuning fork type gyroscope, Watson tuning fork type gyroscope, equilateral triangular prism type resonating gyroscope,
A cylindrical sound piece gyroscope and the like are known.

【0004】最近、振動子の振動体を水晶等の圧電単結
晶によって形成し、圧電単結晶の表面に駆動電極、検出
電極を設け、駆動電極によって振動体に振動を励振し、
検出電極を通じて振動体の振動を検出することが行われ
ている(特願平7−228845号公報)。
Recently, a vibrator of a vibrator is formed of a piezoelectric single crystal such as quartz, a drive electrode and a detection electrode are provided on the surface of the piezoelectric single crystal, and vibration is excited by the drive electrode.
Detection of vibration of a vibrating body through a detection electrode is performed (Japanese Patent Application No. 7-228845).

【0005】一方、振動型ジャイロスコープの振動状態
におけるエネルギー損失を示す変数として、いわゆるQ
値が知られている。振動型ジャイロスコープの感度を向
上させるためには、振動子のQ値が大きいことが望まれ
る。しかし、振動型ジャイロスコープの応答帯域を上昇
させるためには、検出振動のQ値を小さくすることが望
まれる。なぜなら、振動型ジャイロスコープにおいて
は、自励振回路を使用し、振動子の自己発振によって振
動子の検出振動の周波数が最適となるようにしている。
この際、検出振動のQ値が大きいと、検出振動の周波数
が最適となる周波数の範囲が非常に狭くなり、応答帯域
が狭くなるからである。更に、振動子の駆動回路とのマ
ッチングを良くし、振動型ジャイロスコープの動作を安
定化させるためには、駆動振動のQ値を小さくすること
が望まれる。
On the other hand, as a variable indicating the energy loss in the vibration state of the vibrating gyroscope, so-called Q
The value is known. In order to improve the sensitivity of the vibratory gyroscope, it is desired that the Q value of the vibrator is large. However, in order to increase the response band of the vibratory gyroscope, it is desired to reduce the Q value of the detected vibration. This is because the vibratory gyroscope uses a self-excited oscillation circuit to optimize the frequency of the vibration detected by the vibrator by the self-oscillation of the vibrator.
At this time, if the Q value of the detected vibration is large, the frequency range in which the frequency of the detected vibration is optimal becomes very narrow, and the response band becomes narrow. Furthermore, in order to improve matching between the vibrator and the drive circuit and stabilize the operation of the vibratory gyroscope, it is desirable to reduce the Q value of the drive vibration.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、現実に入手可
能な圧電単結晶の種類には限りがあり、振動子の材質に
よって各振動のQ値が決定されてしまう。特に、実際の
デバイスを設計する上では、振動型ジャイロスコープの
用途、圧電単結晶の結晶軸の方向、振動子の厚さ、圧電
単結晶の感度と温度特性等の種々の制約から、実際に使
用可能な圧電単結晶の種類、寸法、設計が限られてくる
ので、各振動のQ値を所望の値に制御することはできな
かった。
However, the types of piezoelectric single crystals that are actually available are limited, and the Q value of each vibration is determined by the material of the vibrator. In particular, when designing an actual device, there are various restrictions such as the use of the vibrating gyroscope, the direction of the crystal axis of the piezoelectric single crystal, the thickness of the vibrator, the sensitivity and temperature characteristics of the piezoelectric single crystal, and so on. Since the types, dimensions, and designs of usable piezoelectric single crystals are limited, the Q value of each vibration cannot be controlled to a desired value.

【0007】特に、振動子の全体を同じ圧電単結晶板か
ら形成することが通常である。しかし、振動子の駆動振
動系と検出振動系とを独立して設けた場合には、駆動振
動系における駆動振動のQ値と、検出振動系における振
動のQ値とは、それぞれ振動子を構成する圧電単結晶の
材質と、振動子の厚さとによってほぼ決定されるので、
両者を独立して制御することは、事実上、困難である。
In particular, it is common to form the entire vibrator from the same piezoelectric single crystal plate. However, when the drive vibration system of the vibrator and the detection vibration system are provided independently, the Q value of the drive vibration in the drive vibration system and the Q value of the vibration in the detection vibration system constitute the vibrator respectively. Since it is almost determined by the material of the piezoelectric single crystal and the thickness of the vibrator,
It is virtually difficult to control both independently.

【0008】本発明の課題は、圧電性材料からなる振動
体を備えている振動アームおよび振動子において、その
振動アームにおける振動のQ値を幅広く制御できるよう
にすることである。
It is an object of the present invention to provide a vibration arm and a vibrator having a vibrating body made of a piezoelectric material so that the Q value of vibration in the vibrating arm can be controlled widely.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の振動が
励振されるべき振動アームであって、圧電性材料からな
る振動体と、この振動体における所定の振動のQ値を調
整するように振動体に設けられている膜状のQ値調整部
とを備えていることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a vibrating arm for exciting a predetermined vibration, wherein the vibrating body is made of a piezoelectric material, and a Q value of the predetermined vibration in the vibrating body is adjusted. And a film-shaped Q-value adjusting section provided on the vibrating body.

【0010】また、本発明は、前記の振動アームを備え
ていることを特徴とする、振動子に係るものであり、ま
たこの振動子を備えていることを特徴とする、振動型ジ
ャイロスコープに係るものである。
Further, the present invention relates to a vibrator having the above-mentioned vibrating arm, and to a vibratory gyroscope having this vibrator. It is related.

【0011】本発明者は、圧電性材料からなる振動体に
膜状のQ値調整部を設けることによって、その振動のQ
値を調整することを想到し、その実証に成功し、本発明
を完成した。以下、本発明を更に具体的に説明する。
The inventor of the present invention provides a vibrating body made of a piezoelectric material with a film-like Q-value adjusting section, so that the vibration Q
We arrived at adjusting the value, succeeded in the demonstration, and completed the present invention. Hereinafter, the present invention will be described more specifically.

【0012】振動アームを構成する圧電性材料製の振動
体にQ値調整部を設け、このQ値調整部の位置、大き
さ、材質、厚さを変更することによって、振動アームの
振動のQ値を、所望量だけ、増大あるいは減少させるこ
とができる。これは、振動アームの振動に伴う振動体の
変形に応じて、振動体に設けられたQ値調整部が歪み、
Q値調整部が塑性変形し、振動による曲げエネルギーが
熱等のエネルギーに変換されることによって、その振動
のQ値が減少するものと考えられる。この際、Q値調整
部の位置、厚さ、大きさ(平面的寸法)、材質を選択す
ることによって、Q値の変化の程度を制御できる。
A vibrator made of a piezoelectric material constituting a vibrating arm is provided with a Q value adjusting section, and by changing the position, size, material and thickness of the Q value adjusting section, the Q of the vibration of the vibrating arm is improved. The value can be increased or decreased by a desired amount. This is because the Q-value adjusting unit provided on the vibrating body is distorted in accordance with the deformation of the vibrating body accompanying the vibration of the vibrating arm,
It is considered that the Q value adjusting unit is plastically deformed and the bending energy due to the vibration is converted into energy such as heat, so that the Q value of the vibration is reduced. At this time, the degree of change in the Q value can be controlled by selecting the position, thickness, size (planar dimension), and material of the Q value adjusting unit.

【0013】本発明者は、更に検討を進めた結果、Q値
調整部の厚さがもっとも重要な因子の一つであることを
発見した。即ち、Q値調整部の厚さに関しては、Q値調
整部の平面的寸法、材質を固定したときに、0.5μm
以上でQ値が急激に変化することを見いだした。
As a result of further study, the present inventor has found that the thickness of the Q value adjusting section is one of the most important factors. That is, the thickness of the Q-value adjusting section is 0.5 μm when the planar dimensions and the material of the Q-value adjusting section are fixed.
As described above, it has been found that the Q value changes rapidly.

【0014】また、振動型ジャイロスコープの振動子
に、駆動振動系と検出振動系とを別個に設けた場合に
は、駆動振動系中の振動アームと、検出振動系中の振動
アームとの一方に本発明を適用し、Q値調整部を設ける
ことができる。または、駆動振動系中の振動アームと、
検出振動系中の振動アームとの両方に本発明を適用し、
それぞれQ値調整部を設けることによって、駆動振動の
Q値と検出振動のQ値とを別個に制御することができ
る。
In the case where the vibrator of the vibration type gyroscope is provided with a drive vibration system and a detection vibration system separately, one of the vibration arm in the drive vibration system and the vibration arm in the detection vibration system is provided. The present invention can be applied to the apparatus and a Q value adjusting unit can be provided. Or, a vibration arm in a driving vibration system,
Apply the present invention to both the vibration arm in the detection vibration system,
By providing the Q value adjusting units, the Q value of the drive vibration and the Q value of the detected vibration can be controlled separately.

【0015】Q値調整部の厚さの上限は特に制限はない
が、膜はがれの発生を防止するためには、10μm以下
とすることが好ましい。
The upper limit of the thickness of the Q value adjusting section is not particularly limited, but is preferably 10 μm or less in order to prevent the occurrence of film peeling.

【0016】本発明の好適な態様においては、振動アー
ムが、Q値調整部とは別に、所定の振動を駆動または検
出するための膜状の電極部を備えており、この電極部
が、Q値調整部とは接触しないように設けられている。
この場合には、Q値調整部は、通常は膜状の電極部とは
電気的に接続されていないが、しかしワイヤーボンディ
ングによってQ値調整部と電極部とを電気的に接続する
こともできる。
In a preferred aspect of the present invention, the vibrating arm includes a film-shaped electrode portion for driving or detecting a predetermined vibration, separately from the Q value adjusting portion. It is provided so as not to contact the value adjustment unit.
In this case, the Q value adjusting unit is not normally electrically connected to the film-shaped electrode unit, but the Q value adjusting unit and the electrode unit can be electrically connected by wire bonding. .

【0017】本発明の他の好適な態様においては、振動
アームが、Q値調整部とは別に、所定の振動を駆動また
は検出するための膜状の電極部を備えており、電極部と
Q値調整部とが連続的に設けられている。この場合に
は、Q値調整部の電位が電極部の電位と等しくなるの
で、Q値調整部も部分的に電極として機能する場合があ
る。
In another preferred aspect of the present invention, the vibrating arm includes a film-shaped electrode portion for driving or detecting a predetermined vibration, separately from the Q value adjusting portion. The value adjustment unit is provided continuously. In this case, since the potential of the Q value adjustment unit becomes equal to the potential of the electrode unit, the Q value adjustment unit may partially function as an electrode.

【0018】また、本発明の他の態様においては、Q値
調整部が、振動アームに所定の振動を駆動または検出す
るための電極として機能する。この場合においては、特
に好ましくは、電極が、Q値調整部と、Q値調整部より
も薄い薄膜部分とを備えている。この薄膜部分は、振動
アームの振動のQ値を調整する能力はなく、他の対向電
極とともに振動アーム中に必要な電界を生じさせたり、
あるいは振動アーム中に発生した電界による電位を取り
出す役目を担う。Q値調整部は、上記の電極として機能
するとともに、この電極が設けられている振動アームの
Q値を所望の範囲内に制御する役目を担う。なお、電極
の全体の厚さを十分に大きくし、Q値調整部とすること
もできる。
In another aspect of the present invention, the Q value adjusting section functions as an electrode for driving or detecting a predetermined vibration on the vibrating arm. In this case, particularly preferably, the electrode includes a Q value adjusting section and a thin film portion thinner than the Q value adjusting section. This thin film portion does not have the ability to adjust the Q value of the vibration of the vibrating arm, and generates the necessary electric field in the vibrating arm together with other counter electrodes,
Alternatively, it plays a role of extracting a potential due to an electric field generated in the vibrating arm. The Q value adjusting section functions as the above-mentioned electrode and plays a role of controlling the Q value of the vibrating arm provided with this electrode within a desired range. The overall thickness of the electrode can be made sufficiently large to serve as a Q value adjusting section.

【0019】本発明において特に好ましくは、振動体が
細長い形状をしている振動片であり、この振動片を屈曲
振動させる。なぜなら、振動体が伸縮振動する場合に
は、振動体の伸縮振動に伴って、Q値調整部の各部分が
全体的に大きく伸縮する。これに対して、振動片が屈曲
振動する場合には、振動片の一部分、即ち電極部ないし
薄膜部分が設けられている領域(通常は振動片の付け根
の部分)には、比較的に大きな歪みか発生する。しか
し、Q値調整部を、もっとも大きな歪みの発生する領域
から離れた位置に設けると、屈曲振動によるQ値調整部
それ自体の変形は小さく、従って、Q値調整部が振動片
から剥離するおそれはない。
In the present invention, it is particularly preferable that the vibrating body is a vibrating piece having an elongated shape, and the vibrating piece bends and vibrates. This is because, when the vibrating body expands and contracts, each part of the Q-value adjusting unit largely expands and contracts with the expansion and contraction vibration of the vibrating body. On the other hand, when the vibrating bar bends and vibrates, a relatively large strain is applied to a part of the vibrating bar, that is, a region where the electrode portion or the thin film portion is provided (usually a base portion of the vibrating bar). Or occur. However, if the Q-value adjusting unit is provided at a position distant from the region where the largest distortion occurs, the deformation of the Q-value adjusting unit itself due to the bending vibration is small, and therefore, the Q-value adjusting unit may separate from the resonator element. It is not.

【0020】なお、振動体が細長い振動片であるとは、
振動体の幅に対して、振動体の長さが3倍以上であるこ
とを意味している。
Note that the vibrating body is an elongated vibrating reed,
This means that the length of the vibrating body is at least three times the width of the vibrating body.

【0021】膜状のQ値調整部の材質は、金属膜と金属
酸化物膜とが特に好ましい。本発明者は、Q値調整部の
材質として、有機物膜、有機物と金属粉末との混合体と
を検討したが、いずれも振動型ジャイロスコープを製造
した後に、経時変化によるドリフトが発生した。金属膜
と金属酸化物膜との場合には、こうした経時変化による
ドリフトが生じない点では有利であった。
As the material of the film-shaped Q value adjusting section, a metal film and a metal oxide film are particularly preferable. The present inventor examined an organic material film and a mixture of an organic material and a metal powder as a material of the Q value adjusting unit, but in any case, a drift due to a temporal change occurred after manufacturing a vibration type gyroscope. In the case of the metal film and the metal oxide film, there is an advantage in that the drift due to such a change with time does not occur.

【0022】Q値調整部を構成する金属膜としては、金
膜、金とクロムとの多層膜、金とチタンとの多層膜、銀
膜、銀とクロムとの多層膜、銀とチタンとの多層膜、鉛
膜、白金膜が好ましい。金属酸化物としては、TiO2
が好ましい。特に金膜を採用することによって、金の比
重が大きいことから、振動に対する制御性能が高くな
り、かつQ値調整部の特性が経時変化しにくい。ただ
し、金膜と酸化物単結晶、例えば水晶とは密着性が低い
ので、金膜と振動アーム、特に水晶アームとの間には、
下地層、例えば少なくともクロム層またはチタン層を介
在させることが好ましい。
The metal film constituting the Q value adjusting section includes a gold film, a multilayer film of gold and chromium, a multilayer film of gold and titanium, a silver film, a multilayer film of silver and chromium, and a multilayer film of silver and titanium. A multilayer film, a lead film, and a platinum film are preferred. As the metal oxide, TiO2
Is preferred. In particular, by using a gold film, since the specific gravity of gold is large, the control performance with respect to vibration is enhanced, and the characteristics of the Q value adjustment unit are unlikely to change over time. However, since the adhesion between the gold film and the oxide single crystal, for example, quartz, is low, between the gold film and the vibrating arm, especially the crystal arm,
It is preferable to interpose an underlayer, for example, at least a chromium layer or a titanium layer.

【0023】Q値調整部を製造する方法としては、真空
蒸着法、スパッタリング法、電解メッキ法、無電解メッ
キ法等の公知の方法を採用できる。
As a method of manufacturing the Q value adjusting section, a known method such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, an electrolytic plating method, and an electroless plating method can be adopted.

【0024】また、Q値調整部を振動体に形成した後
に、Q値調整部に対してレーザー光を照射することによ
って、あるいは逆スパッタリングによって、Q値調整部
からその材質の一部を除去できる。この際には、その加
工するべき振動アームの振動のQ値を測定しながら、Q
値調整部を構成する材質の一部を除去することによっ
て、振動のQ値を所望値に制御することができる。
Further, after forming the Q value adjusting portion on the vibrating body, a part of the material can be removed from the Q value adjusting portion by irradiating the Q value adjusting portion with a laser beam or by reverse sputtering. . In this case, while measuring the Q value of the vibration of the vibrating arm to be processed,
By removing a part of the material constituting the value adjusting section, the Q value of the vibration can be controlled to a desired value.

【0025】本発明の特に好適な態様においては、振動
子が駆動振動系と検出振動系とを備えており、駆動振動
系に駆動振動を励振したときに、振動子が回転していな
いときには、検出振動系が実質的に振動しない。これに
よって、回転時には、駆動振動系内において、駆動振動
に対応してコリオリ力が作用し、この結果、振動子に検
出振動が励振される。この検出振動のうち、検出振動系
内に現れる検出振動のみを検出できる。
In a particularly preferred embodiment of the present invention, the vibrator has a drive vibration system and a detection vibration system, and when the drive vibration is excited in the drive vibration system, the vibrator is not rotating. The detection vibration system does not substantially vibrate. Thus, during rotation, a Coriolis force acts in the drive vibration system in response to the drive vibration, and as a result, the detected vibration is excited in the vibrator. Among the detected vibrations, only the detected vibration appearing in the detection vibration system can be detected.

【0026】このとき、検出振動系が実質的に振動しな
いとは、例えば駆動振動を励起したときの検出振動系の
振動の振幅が、駆動振動の最大振幅の1/1000以下
である場合を含む。
At this time, that the detection vibration system does not substantially vibrate includes, for example, a case where the amplitude of the vibration of the detection vibration system when exciting the drive vibration is 1/1000 or less of the maximum amplitude of the drive vibration. .

【0027】本発明の特に好適な態様においては、振動
子が所定面に対して平行に延びている。これは厚さにし
て1mm以下の範囲内に、振動子が形成されている場合
を含む。この際、好ましくは、振動子の駆動振動と検出
振動とが、それぞれ所定面に対して平行に生ずる。
In a particularly preferred embodiment of the present invention, the vibrator extends parallel to a predetermined plane. This includes the case where the vibrator is formed within a range of 1 mm or less in thickness. At this time, preferably, the driving vibration and the detection vibration of the vibrator are respectively generated in parallel to the predetermined plane.

【0028】振動子の駆動振動と検出振動とが、それぞ
れ所定面に対して平行に生ずる場合には、振動子の全体
を、同一の圧電単結晶によって形成することができる。
この場合には、まず圧電単結晶の薄板を作製し、この薄
板をエッチング、研削により加工することによって、振
動子を作製できる。振動子の各部分は、別の部材によっ
てそれぞれ形成することもできるが、一体で構成するこ
とが特に好ましい。
When the driving vibration and the detection vibration of the vibrator are generated in parallel to a predetermined plane, the entire vibrator can be formed of the same piezoelectric single crystal.
In this case, a vibrator can be manufactured by first preparing a thin plate of a piezoelectric single crystal, and processing the thin plate by etching and grinding. Each part of the vibrator can be formed by another member, but it is particularly preferable to form the vibrator integrally.

【0029】平板形状の材料、例えば水晶等の圧電単結
晶の平板状の材料から、エッチングプロセスによって振
動子を形成する場合には、振動子の各振動アームに、特
定形状の突起、例えば細長い突起が生成することがあ
る。このような突起は、厳密には設計時に予定された振
動子の対称性を低下させる原因となる。しかし、この突
起は存在していても良く、突起の高さは小さい方が好ま
しいが、突起の高さが振動子の構成片の幅の1/5以下
であれば一般に問題なく使用できる。他の製造上の原因
による突起以外の非対称部分が振動子に存在する場合に
も同様である。
When a vibrator is formed from a flat plate-shaped material, for example, a flat plate material of a piezoelectric single crystal such as quartz crystal by an etching process, a protrusion of a specific shape, for example, an elongated protrusion is provided on each vibrating arm of the vibrator. May be generated. Such protrusions cause the symmetry of the vibrator strictly designed at the time of design to be reduced. However, the protrusion may be present, and it is preferable that the height of the protrusion is small. However, if the height of the protrusion is equal to or less than 1/5 of the width of the component piece of the vibrator, it can be generally used without any problem. The same applies to a case where an asymmetric portion other than the protrusion due to another manufacturing cause exists in the vibrator.

【0030】なお、このように突起などが振動子に存在
する場合には、この突起の一部をレーザー加工等によっ
て削除することによって、または振動子の突起以外の部
分をレーザー加工等によって削除することによって、駆
動時に駆動振動系の重心が、振動子の重心の近傍領域内
に位置するように、エッチング加工後に調整できる。
When a projection or the like is present on the vibrator as described above, a part of the projection is deleted by laser processing or the like, or a part other than the projection of the vibrator is deleted by laser processing or the like. Thereby, it is possible to adjust the center of gravity of the driving vibration system after the etching so that the center of gravity of the driving vibration system is located in a region near the center of gravity of the vibrator during driving.

【0031】また、振動子を構成する圧電性材料として
は、LiNbO3 単結晶、LiTaO3 単結晶、ニオブ
酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶、ホウ酸
リチウム単結晶、ランガサイト単結晶等からなる圧電単
結晶の他、PZT等の圧電セラミックスを使用できる。
The piezoelectric material constituting the vibrator includes LiNbO 3 single crystal, LiTaO 3 single crystal, lithium niobate-lithium lithium tantalate solid solution single crystal, lithium borate single crystal, and langasite single crystal. In addition to a piezoelectric single crystal, a piezoelectric ceramic such as PZT can be used.

【0032】圧電単結晶の中では、LiNbO3 単結
晶、LiTaO3 単結晶、ニオブ酸リチウム−タンタル
酸リチウム固溶体単結晶が、電気機械結合係数が特に大
きい。また、LiNbO3 単結晶とLiTaO3 単結晶
とを比較すると、LiTaO3 単結晶の方がLiNbO
3 単結晶よりも電気機械的結合係数が一層大きく、かつ
温度安定性も一層良好である。
Among the piezoelectric single crystals, LiNbO 3 single crystal, LiTaO 3 single crystal and lithium niobate-lithium tantalate solid solution single crystal have particularly large electromechanical coupling coefficients. Also, comparing the LiNbO 3 single crystal with the LiTaO 3 single crystal, the LiTaO 3 single crystal is
It has a larger electromechanical coupling coefficient and better temperature stability than the three single crystals.

【0033】圧電単結晶を使用すると、検出感度を良好
にすることができるとともに、検出ノイズを小さくでき
る。しかも、圧電単結晶を使用すると、温度変化に対し
て特に鈍感な振動子を作製でき、このような振動子は、
温度安定性を必要とする車載用として好適である。この
点について更に説明する。
When a piezoelectric single crystal is used, detection sensitivity can be improved and detection noise can be reduced. In addition, when a piezoelectric single crystal is used, a vibrator that is particularly insensitive to temperature changes can be manufactured.
It is suitable for use in vehicles that require temperature stability. This will be further described.

【0034】音叉型の振動子を使用した角速度センサと
しては、例えば特開平8−128833号公報に記載さ
れた圧電振動型ジャイロスコープがある。しかし、こう
した振動子においては、振動子が2つの方向に向かって
振動する。このため、振動子を特に圧電単結晶によって
形成した場合には、圧電単結晶の2方向の特性を合わせ
る必要がある。しかし、現実には圧電単結晶には異方性
がある。
As an angular velocity sensor using a tuning-fork type vibrator, there is, for example, a piezoelectric vibratory gyroscope described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-128833. However, in such a vibrator, the vibrator vibrates in two directions. Therefore, when the vibrator is formed of a piezoelectric single crystal, it is necessary to match the characteristics of the piezoelectric single crystal in two directions. However, in practice, piezoelectric single crystals have anisotropy.

【0035】一般に圧電振動型ジャイロスコープでは、
測定感度を良好にするために、駆動の振動モードの固有
共振周波数と検出の振動モードの固有共振周波数との間
に、一定の振動周波数差を保つことが要求されている。
しかし、圧電単結晶は異方性を持っており、結晶面が変
化すると、振動周波数の温度変化の度合いが異なる。例
えば、ある特定の結晶面に沿って切断した場合には、振
動周波数の温度変化がほとんどないが、別の結晶面に沿
って切断した場合には、振動周波数が温度変化に敏感に
反応する。従って、振動子が2つの方向に向かって振動
すると、2つの振動面のうち少なくとも一方の面は、振
動周波数の温度変化が大きい結晶面になる。
Generally, in a piezoelectric vibratory gyroscope,
In order to improve the measurement sensitivity, it is required to maintain a constant vibration frequency difference between the natural resonance frequency of the driving vibration mode and the natural resonance frequency of the detection vibration mode.
However, the piezoelectric single crystal has anisotropy, and when the crystal plane changes, the degree of temperature change of the vibration frequency changes. For example, when cutting along a certain crystal plane, there is almost no change in temperature of the vibration frequency, but when cutting along another crystal plane, the vibration frequency responds sensitively to temperature change. Therefore, when the vibrator vibrates in two directions, at least one of the two vibrating surfaces becomes a crystal surface having a large temperature change in vibration frequency.

【0036】これに対して、振動子の全体を所定面内で
振動するようにし、かつ振動子を圧電単結晶によって形
成する場合には、単結晶の最も温度特性の良い結晶面の
みを振動子において利用できる。
On the other hand, when the whole vibrator is made to vibrate in a predetermined plane and the vibrator is formed of a piezoelectric single crystal, only the crystal plane having the best temperature characteristic of the single crystal is vibrated. Available in

【0037】図1は、本発明の一実施形態に係る振動子
1を、概略的に示す平面図である。振動子1は、基部6
と、2つの駆動振動系2A、2Bと、2つの検出振動系
21A、21Bとを備えている。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a vibrator 1 according to one embodiment of the present invention. The vibrator 1 has a base 6
And two drive vibration systems 2A and 2B and two detection vibration systems 21A and 21B.

【0038】基部6は、振動子の重心GOを中心とし
て、4回対称の正方形をしている。基部6の周縁部6a
の各辺から、四方に向かって放射状に、駆動振動系2
A、2Bと検出振動系21A、21Bとが突出してお
り、各振動系は互いに分離されている。駆動振動系2A
と2Bとは、振動子の重心GOを中心として2回対称で
あり、検出振動系21Aと21Bとは、重心GOを中心
として2回対称である。
The base 6 is a four-fold symmetrical square centered on the center of gravity GO of the vibrator. Peripheral portion 6a of base 6
From each side radially toward the four directions,
A, 2B and the detection vibration systems 21A, 21B protrude, and the vibration systems are separated from each other. Drive vibration system 2A
And 2B are two-fold symmetric about the center of gravity GO of the transducer, and the detection vibration systems 21A and 21B are two-fold symmetric about the center of gravity GO.

【0039】各駆動振動系2A、2Bは、基部6の周縁
部6aから突出する支持部11A、11Bと、支持部1
1A、11Bの先端11b側から支持部に直交する方向
に延びる屈曲振動アーム3A、3B、3C、3Dを備え
ている。各検出振動系21A、21Bは、それぞれ、1
本の細長く延びる検出振動アーム9A、9Bからなる。
11aは、支持部の基部6に対する接続部分である。
Each of the driving vibration systems 2A and 2B includes supporting portions 11A and 11B protruding from the peripheral edge 6a of the base 6, and supporting portions 1A and 11B.
There are provided bending vibration arms 3A, 3B, 3C, 3D extending from the tip 11b side of 1A, 11B in the direction orthogonal to the support. Each of the detection vibration systems 21A and 21B has 1
It consists of elongated detection vibration arms 9A and 9B.
11a is a connection portion of the support portion to the base 6.

【0040】各屈曲振動アーム3A、3B、3C、3
D、9A、9Bには、それぞれ、駆動または検出用の各
電極部、およびQ値調整部が設けられている。これらの
形態は、図2(a)および図2(b)に拡大して示す。
Each bending vibration arm 3A, 3B, 3C, 3
D, 9A, and 9B are provided with drive or detection electrode units and a Q value adjustment unit, respectively. These forms are shown enlarged in FIGS. 2A and 2B.

【0041】各屈曲振動アームは、細長い角棒状の振動
片12を備えている。振動片12の表面12aには、膜
状の電極部4A(10A)が設けられており、電極部よ
りも先端側に、本発明に従って膜状のQ値調整部5A、
5B、5C、5D(または5E、5F)が設けられてい
る。振動片12の裏面12b、側面12c、12dに
は、それぞれ電極部4A(10A)に対向する位置にお
いて、膜状の電極部4B、4C、4D(10B、10
C、10D)が設けられている。膜状の電極部の厚さ
は、通常は0.1−0.5μmである。
Each bending vibration arm is provided with an elongated rectangular bar-shaped vibrating piece 12. A film-like electrode portion 4A (10A) is provided on the surface 12a of the resonator element 12, and a film-like Q value adjusting portion 5A according to the present invention is provided on the tip side of the electrode portion.
5B, 5C, and 5D (or 5E and 5F) are provided. On the back surface 12b and the side surfaces 12c and 12d of the resonator element 12, the film-like electrode portions 4B, 4C, 4D (10B,
C, 10D) are provided. The thickness of the film-shaped electrode portion is usually 0.1 to 0.5 μm.

【0042】本実施形態では、各電極部は、アルミニウ
ム、金とクロムの多層膜、金とチタンの多層膜からな
る。各Q値調整部は、二層の下地層15、14と、この
上に設けられている金属メッキ膜13とを備えている。
この下地層の材質としては、金とクロムの多層膜、金と
チタンの多層膜が好ましく、金属メッキ膜の材質として
は、前述した理由から、金が特に好ましい。
In this embodiment, each electrode section is made of a multilayer film of aluminum, gold and chromium, and a multilayer film of gold and titanium. Each Q value adjusting unit includes two underlayers 15 and 14 and a metal plating film 13 provided thereon.
The material of the underlayer is preferably a multilayer film of gold and chromium, or a multilayer film of gold and titanium, and the material of the metal plating film is particularly preferably gold for the above-mentioned reason.

【0043】この実施形態においては、Q値調整部は電
極部から離れたところにあるので、電極としての機能は
ほとんどない。
In this embodiment, since the Q value adjusting section is located away from the electrode section, it has almost no function as an electrode.

【0044】この屈曲振動片の駆動、検出方法は、特願
平7−228845号公報に記載されている。即ち、駆
動電極部4A、4Bと駆動電極部4C、4Dとの間に交
流電圧を印加することによって、各屈曲振動アーム3
A、3B、3C、3Dを、それぞれ矢印Aのように振動
させることができる。この際、駆動振動系2Aおよび2
Bの振動全体の重心GDが、振動子の重心GOの近傍領
域内に位置するようにする。ここで、近傍領域とは、G
Oから1mm以内の領域内のことを言う。この状態で振
動子に対してΩのような回転成分を与えると、検出振動
用の各屈曲振動片が、矢印Bのように振動する。
The method of driving and detecting the bending vibration piece is described in Japanese Patent Application No. Hei 7-228845. That is, by applying an AC voltage between the drive electrode units 4A and 4B and the drive electrode units 4C and 4D, each bending vibration arm 3
A, 3B, 3C, and 3D can be vibrated as indicated by arrow A, respectively. At this time, the driving vibration systems 2A and 2A
The center of gravity GD of the entire vibration of B is set in a region near the center of gravity GO of the vibrator. Here, the neighborhood area is G
It means within 1 mm from O. When a rotational component such as Ω is given to the vibrator in this state, each bending vibrating piece for detection vibration vibrates as shown by arrow B.

【0045】図3(a)は、他の例の駆動用屈曲振動ア
ーム3E(検出用の屈曲振動アーム9C)を示す平面図
であり、図3(b)はその正面図である。各駆動電極部
4A、4B、4C、4Dまたは各検出電極部10A、1
0B、10C、10Dの各形態は、図2に示したものと
同じである。本実施形態においては、振動アームの先端
側にある膜状のQ値調整部5Gが、電極4A(または1
0A)に対して連続的に設けられており、かつ電気的に
接続されており、この結果、一体の膜16を構成してい
る。Q値調整部5Gは、図2に示すQ値調整部と同じ積
層構造を有している。Q値調整部5Gは、基本的には屈
曲振動片3E(または9C)の駆動振動または検出振動
の各Q値を調整するものであるが、Q値調整部のうち電
極部4A(10A)に近い領域は、結果的に電極として
作用する。
FIG. 3A is a plan view showing another example of a driving bending vibration arm 3E (detection bending vibration arm 9C), and FIG. 3B is a front view thereof. Each drive electrode unit 4A, 4B, 4C, 4D or each detection electrode unit 10A,
Each form of 0B, 10C, and 10D is the same as that shown in FIG. In the present embodiment, the film-shaped Q value adjusting section 5G on the tip side of the vibrating arm includes the electrode 4A (or 1
0A) are continuously provided and electrically connected to each other, thereby forming an integral film 16. The Q value adjusting section 5G has the same laminated structure as the Q value adjusting section shown in FIG. The Q value adjusting section 5G basically adjusts each Q value of the driving vibration or the detected vibration of the bending vibration piece 3E (or 9C), and the Q value adjusting section 5G is connected to the electrode section 4A (10A) of the Q value adjusting section. The closer area will eventually act as an electrode.

【0046】図2(a)、図2(b)、図3(a)、図
3(b)の各実施形態においては、Q値調整部を電極部
と別個に設けたが、電極部の一部の厚さを、屈曲振動片
のQ値を調整するのに十分なほど大きくすることによっ
て、膜状のQ値調整部とし、電極部の残りの部分を薄膜
部分とすることかできる。この場合には、薄膜部分およ
びQ値調整部の双方が、いずれも対向電極として機能す
る。
In each of the embodiments shown in FIGS. 2A, 2B, 3A, and 3B, the Q value adjusting section is provided separately from the electrode section. By making a part of the thickness large enough to adjust the Q value of the bending vibration piece, it is possible to form a film-shaped Q value adjusting portion and make the remaining portion of the electrode portion a thin film portion. In this case, both the thin film portion and the Q value adjusting section function as counter electrodes.

【0047】図4(a)−(c)および図5(a)−
(c)は、図2または図3に示す各振動片を製造するの
に好適なプロセスを説明するための正面図である。図4
(a)に示すように、振動片の材料12Aの表面12
a、12bに、それぞれ下地層14、15を設ける。次
いで、図4(b)に示すように、材料12Aの表面12
aの下地層14上の所定箇所に、金属メッキ層13を設
ける。次いで、図4(c)に示すように、振動子の外側
輪郭パターンのレジスト膜20を、材料12Aの表面側
および裏面側にそれぞれ形成する。次いで、レジスト膜
20によって被覆されていない余分な下地層14と15
とを、エッチングによって除去し、図5(a)の形態と
する。21は材料12Aの露出面である。
FIGS. 4 (a)-(c) and 5 (a)-
(C) is a front view for explaining a process suitable for manufacturing each vibrating element shown in FIG. 2 or 3. FIG.
As shown in (a), the surface 12 of the resonator element material 12A
Underlayers 14 and 15 are provided on a and 12b, respectively. Next, as shown in FIG.
The metal plating layer 13 is provided at a predetermined position on the underlayer 14 of FIG. Next, as shown in FIG. 4C, a resist film 20 having an outer contour pattern of the vibrator is formed on the front side and the back side of the material 12A, respectively. Next, extra underlayers 14 and 15 not covered with the resist film 20 are formed.
Are removed by etching to obtain the configuration shown in FIG. 21 is an exposed surface of the material 12A.

【0048】次いで、材料12Aをエッチングし、レジ
スト膜20によって被覆されていない領域を除去し、次
いでレジスト膜20を除去し、図5(b)の振動片12
を得る。下地層14、15の露出部分を除去し、図5
(c)に示すように、Q値調整部5A−5Gを形成す
る。次いで、電極部4A−4D、10A−10Dを形成
する。各電極部とQ値調整部との位置関係に応じて、図
2まはた図3の屈曲振動アームが得られる。
Next, the material 12A is etched to remove the area not covered by the resist film 20, and then the resist film 20 is removed, and the vibrating reed 12 shown in FIG.
Get. The exposed portions of the underlayers 14 and 15 are removed, and FIG.
As shown in (c), the Q value adjusting units 5A to 5G are formed. Next, electrode portions 4A-4D and 10A-10D are formed. The bending vibration arm shown in FIG. 2 or FIG. 3 is obtained according to the positional relationship between each electrode unit and the Q value adjusting unit.

【0049】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。図4、図5を参照しつつ説明した前記の方法に基づ
いて、図2に示す屈曲振動片3Aを製造した。ただし、
図4(a)において、材料12Aとして厚さ0.3mm
の水晶のZ板を使用し、下地層15は、スパッタリング
法によって設けた厚さ200オングストロームのクロム
膜とし、下地層14は、スパッタリング法によって設け
た厚さ5000オングストロームの金膜とした。次い
で、厚さ5μmのレジスト膜をコーティングし、このレ
ジスト膜をフォトリソグラフィー法によってパターニン
グし、電解メッキ法によって金メッキ膜13を形成した
(図4(b))。
Hereinafter, more specific experimental results will be described. The bending vibration piece 3A shown in FIG. 2 was manufactured based on the method described with reference to FIGS. However,
In FIG. 4A, the thickness of the material 12A is 0.3 mm.
The underlayer 15 was a chromium film having a thickness of 200 angstroms provided by a sputtering method, and the underlayer 14 was a gold film having a thickness of 5000 angstroms provided by a sputtering method. Next, a resist film having a thickness of 5 μm was coated, the resist film was patterned by photolithography, and a gold plating film 13 was formed by electrolytic plating (FIG. 4B).

【0050】次いで、Z板12Aの表面と裏面とに、レ
ジスト膜20をコーティングし、フォトリソグラフィー
法によって振動子の外形パターンを形成した(図4
(c))。このZ板を、ヨウ素とヨウ化カリウムとの水
溶液に対して浸漬し、余分な金膜14を除去した。この
Z板を、更に、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素
酸との水溶液に浸漬し、余分なクロム膜15をエッチン
グして除去した(図5(a))。Z板12Aを、80℃
の重フッ化アンモニウムに20時間浸漬し、Z板をエッ
チングした(図5(b))。次いで金膜14およびクロ
ム膜15を除去した(図5(c))。メタルマスクを用
い、厚さ2000オングストロームのアルミニウム膜を
電極部4Aとして形成した。
Next, a resist film 20 was coated on the front and back surfaces of the Z plate 12A, and an outer shape pattern of the vibrator was formed by photolithography (FIG. 4).
(C)). The Z plate was immersed in an aqueous solution of iodine and potassium iodide to remove the excess gold film 14. The Z plate was further immersed in an aqueous solution of ceric ammonium nitrate and perchloric acid, and the extra chromium film 15 was removed by etching (FIG. 5A). 80 ° C.
For 20 hours, and the Z plate was etched (FIG. 5B). Next, the gold film 14 and the chromium film 15 were removed (FIG. 5C). Using a metal mask, an aluminum film having a thickness of 2000 angstroms was formed as the electrode portion 4A.

【0051】エポキシ樹脂系接着剤を使用して屈曲振動
アーム3Aを支持部材に対して固定し、ワイヤーボンデ
ィングによって駆動電極を制御回路に接続した。
The bending vibration arm 3A was fixed to the support member using an epoxy resin adhesive, and the drive electrode was connected to the control circuit by wire bonding.

【0052】上記において、屈曲振動片12の幅は1m
mとし、長さは6mmとし、駆動電極部の幅は1mmと
し、駆動電極部の長さは6mmとし、Q値調整部の幅は
1mmとし、Q値調整部の長さは1mmとし、駆動電極
部とQ値調整部との間隔は0.5mmとした。Q値調整
部5Aの全体の厚さを、表1に示すように変更し、その
際の屈曲振動片3Aの屈曲振動のQ値を測定した。
In the above description, the width of the bending vibration piece 12 is 1 m
m, the length is 6 mm, the width of the drive electrode section is 1 mm, the length of the drive electrode section is 6 mm, the width of the Q value adjustment section is 1 mm, and the length of the Q value adjustment section is 1 mm. The distance between the electrode section and the Q value adjusting section was 0.5 mm. The overall thickness of the Q value adjusting section 5A was changed as shown in Table 1, and the Q value of the bending vibration of the bending vibration piece 3A at that time was measured.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】この結果からも分かるように、厚さが0.
5μm以上の膜状のQ値調整部を設けることによって、
屈曲振動片における屈曲振動のQ値を大きく変化させ、
制御できるようになった。一方、従来の電極部は屈曲振
動のQ値を変動させるほどの影響はなく、Q値を調整す
る手段としては使用できない。
As can be seen from this result, the thickness is set to 0.
By providing a film-shaped Q value adjustment unit of 5 μm or more,
The Q value of the bending vibration in the bending vibration piece is greatly changed,
You can now control it. On the other hand, the conventional electrode section does not have such an influence as to change the Q value of the bending vibration, and cannot be used as a means for adjusting the Q value.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、圧
電性材料からなる振動体を備えている振動アームおよび
振動子において、その振動アームにおける振動のQ値を
幅広く制御できる。
As described above, according to the present invention, in a vibrating arm and a vibrator having a vibrating body made of a piezoelectric material, the Q value of vibration in the vibrating arm can be controlled widely.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る振動子1を概略的に
示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a vibrator 1 according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は、振動子1の駆動用の各屈曲振動アー
ム3A、3B、3C、3Dまたは検出用の屈曲振動アー
ム9A、9Bを示す平面図であり、図2(b)は、図2
(a)の屈曲振動アームの正面図である。
2A is a plan view showing each of the bending vibration arms 3A, 3B, 3C, and 3D for driving the vibrator 1 or the bending vibration arms 9A and 9B for detection, and FIG. , FIG. 2
It is a front view of the bending vibration arm of (a).

【図3】(a)は、本発明の他の実施形態に係る駆動用
の各屈曲振動アーム3Eまたは検出用の屈曲振動アーム
9Cを示す平面図であり、図3(b)は、図3(a)の
屈曲振動アームの正面図である。
FIG. 3A is a plan view showing each bending vibration arm 3E for driving or a bending vibration arm 9C for detection according to another embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a plan view showing FIG. It is a front view of the bending vibration arm of (a).

【図4】(a)−(c)は、各屈曲振動片を製造する好
適なプロセスの各工程を示す。
FIGS. 4A to 4C show respective steps of a suitable process for producing each bending vibration piece.

【図5】(a)−(c)は、各屈曲振動片を製造する好
適なプロセスの各工程を示す。
FIGS. 5A to 5C show respective steps of a preferred process for producing each bending vibration piece.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 振動子 2A、2B 駆動振動系 3A、
3B、3C、3D、3E 駆動用の屈曲振動アーム
4A、4B、4C、4D 駆動電極部 5A、5
B、5C、5D、5E、5F 膜状のQ値調整部(電極
部とは離れているもの) 5G 膜状のQ値調整部
(電極部と連続しているもの) 6 基部 9
A、9B 検出用の屈曲振動アーム 10A、10
B、10C、10D 検出電極部 12 振動片
12A 振動片の材料 21A、21B 検出
振動系 GD 駆動振動の全体の中心 GO 振動子1の重心
1 vibrator 2A, 2B drive vibration system 3A,
3B, 3C, 3D, 3E Bending vibration arm for driving
4A, 4B, 4C, 4D Drive electrode unit 5A, 5
B, 5C, 5D, 5E, 5F Film-shaped Q-value adjusting section (separated from electrode section) 5G Film-shaped Q-value adjusting section (continuous with electrode section) 6 Base 9
A, 9B Flexural vibration arm for detection 10A, 10
B, 10C, 10D detection electrode unit 12 vibrating reed
12A Material of vibrating piece 21A, 21B Detecting vibration system GD Center of overall driving vibration GO Center of gravity of vibrator 1

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相馬 隆雄 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Takao Soma 2-56, Suda-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Japan Insulator Co., Ltd.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の振動が励振されるべき振動アームで
あって、 圧電性材料からなる振動体と、この振動体における前記
所定の振動のQ値を調整するように前記振動体に設けら
れている膜状のQ値調整部とを備えていることを特徴と
する、振動アーム。
1. A vibrating arm for exciting a predetermined vibration, comprising: a vibrating body made of a piezoelectric material; and a vibrating body provided on the vibrating body to adjust a Q value of the predetermined vibration in the vibrating body. A vibrating arm, comprising:
【請求項2】前記Q値調整部の厚さが0.5μm以上で
あることを特徴とする、請求項1記載の振動アーム。
2. The vibrating arm according to claim 1, wherein the thickness of the Q value adjusting section is 0.5 μm or more.
【請求項3】前記振動アームが、前記Q値調整部とは別
に、前記所定の振動を駆動または検出するための膜状の
電極部を備えており、この電極部が前記Q値調整部とは
接触しないように設けられていることを特徴とする、請
求項1または2記載の振動アーム。
3. The vibrating arm includes a film-shaped electrode unit for driving or detecting the predetermined vibration, separately from the Q-value adjusting unit. The vibrating arm according to claim 1 or 2, wherein the vibrating arm is provided so as not to contact.
【請求項4】前記振動アームが、前記Q値調整部とは別
に、前記所定の振動を駆動または検出するための膜状の
電極部を備えており、前記電極部と前記Q値調整部とが
連続的に設けられていることを特徴とする、請求項1ま
たは2記載の振動アーム。
4. The vibrating arm includes a film-shaped electrode unit for driving or detecting the predetermined vibration, separately from the Q-value adjusting unit, wherein the electrode unit, the Q-value adjusting unit, 3. The vibrating arm according to claim 1, wherein the arm is provided continuously.
【請求項5】前記Q値調整部が、前記所定の振動を駆動
または検出するための電極として機能することを特徴と
する、請求項1または2記載の振動アーム。
5. The vibrating arm according to claim 1, wherein the Q value adjusting section functions as an electrode for driving or detecting the predetermined vibration.
【請求項6】前記電極が、前記Q値調整部と、前記Q値
調整部よりも薄い薄膜部分とを備えていることを特徴と
する、請求項5記載の振動アーム。
6. The vibrating arm according to claim 5, wherein said electrode includes said Q value adjusting section and a thin film portion thinner than said Q value adjusting section.
【請求項7】前記Q値調整部が金膜を備えていることを
特徴とする、請求項1−6のいずれか一つの請求項に記
載の振動アーム。
7. The vibrating arm according to claim 1, wherein said Q value adjusting section includes a gold film.
【請求項8】前記振動体が細長い形状をしている振動片
であり、かつ前記所定の振動が、前記振動片を屈曲させ
る振動であることを特徴とする、請求項1−7のいずれ
か一つの請求項に記載の振動アーム。
8. The vibrating element according to claim 1, wherein the vibrating body is a vibrating piece having an elongated shape, and the predetermined vibration is a vibration that bends the vibrating piece. A vibrating arm according to one claim.
【請求項9】請求項1−8のいずれか一つの請求項に記
載の振動アームを備えていることを特徴とする、振動
子。
9. A vibrator comprising the vibrating arm according to any one of claims 1 to 8.
【請求項10】請求項9記載の振動子を備えていること
を特徴とする、振動型ジャイロスコープ。
10. A vibratory gyroscope comprising the vibrator according to claim 9.
【請求項11】前記振動子が、駆動振動系と検出振動系
とを備えており、前記駆動振動系と前記検出振動系とが
それぞれ少なくとも一つの前記振動アームを備えてお
り、前記駆動振動系の前記振動アームを振動させ、かつ
前記振動子が回転していないときに前記検出振動系の前
記振動アームが実質的に振動しないことを特徴とする、
請求項10記載の振動型ジャイロスコープ。
11. The vibrator includes a drive vibration system and a detection vibration system, and the drive vibration system and the detection vibration system each include at least one vibration arm. Vibrating the vibrating arm, and the vibrating arm of the detection vibration system does not substantially vibrate when the vibrator is not rotating,
The vibratory gyroscope according to claim 10.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009085715A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Tdk Corp Vibration gyro-sensor
JP2011522573A (en) * 2008-05-08 2011-08-04 ソナベーション, インコーポレイテッド Method and system for a multimode mechanical resonator
JP2021069076A (en) * 2019-10-28 2021-04-30 国立大学法人東北大学 Trimming method of Q value in oscillator

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