JPH11271065A - Angular velocity sensor - Google Patents

Angular velocity sensor

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JPH11271065A
JPH11271065A JP10347287A JP34728798A JPH11271065A JP H11271065 A JPH11271065 A JP H11271065A JP 10347287 A JP10347287 A JP 10347287A JP 34728798 A JP34728798 A JP 34728798A JP H11271065 A JPH11271065 A JP H11271065A
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JP
Japan
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angular velocity
beams
pair
axis direction
vibrator
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Application number
JP10347287A
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Japanese (ja)
Inventor
Takehiro Watarai
武宏 度會
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Priority to DE19902339A priority patent/DE19902339A1/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently convert the Coriolis force into a sensitivity to enable the S/N improvement in an angular velocity sensor having an oscillator having four beams. SOLUTION: An oscillator 1 has a comb type tuning fork having four parallel beams 2-5 whose ends at one side are commonly supported by a coupling 6, the inner pair of beams 3, 4 are driving beams, and outer pair of beams 2, 5 are detecting beams. The oscillator 1 is supported by a torsion beam 8 which is located on the center line of the oscillator 1, say, z-axis and has a narrower width in the y-axis direction than the remove of the inner pair of beams 3, 4. Upon the input of an angular velocity around the z-axis, the adjacent beams 2-5 oscillate mutually reverse in the x-axis direction and the sizes of the oscillator 1 and torsion beam 8 are selected so that the ratio of the amplitude XU of the inner pair of beams 3, 4 to that XS of the outer pair of beams 2, 5 is 10 or less.

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、4本の梁部を有す
る櫛形音叉形状をなし駆動と検出を別個の梁部にて行う
振動子を備えた角速度センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angular velocity sensor provided with a vibrator having a comb-shaped tuning fork shape having four beams and performing driving and detection with separate beams.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の角速度センサのとして特
開平8−278141号公報に記載のものが提案されて
いる。これは4本の平行な梁部(振動腕)とこの梁部の
片端部を共通に支持する支持部を持つ櫛形状の複合音叉
(いわゆる4脚振動子)において、外側の2本の梁部を
駆動用梁部(駆動側音叉)、内側の2本の梁部を検出用
梁部(検出側音叉)として駆動・検出に対応させる構成
としたものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this kind of angular velocity sensor, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-278141 has been proposed. This is the outer two beam portions of a comb-shaped composite tuning fork (a so-called four-legged vibrator) having four parallel beam portions (oscillating arms) and a support portion that supports one end of the beam portions in common. Are used as drive beams (drive-side tuning forks), and the two inner beams are used as detection beam portions (detection-side tuning forks) for driving / detection.

【0003】そして、駆動用梁部を梁部の配列方向に励
振させ、所定軸回りに角速度が入力されたときに、駆動
用梁部の励振方向と直交する方向への検出用梁部の振動
を検知して角速度を検出するようになっている。この4
脚振動子は梁部を駆動用と検出用とに分離している為、
2脚振動子(音叉)と比較し高S/Nが得られるとされ
ている。
The driving beam is excited in the direction in which the beams are arranged, and when an angular velocity is input about a predetermined axis, the vibration of the detecting beam in a direction orthogonal to the excitation direction of the driving beam is received. And the angular velocity is detected. This 4
Because the leg vibrator separates the beam for driving and for detecting,
It is said that a higher S / N can be obtained as compared with a two-leg vibrator (tuning fork).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記4脚振動
子タイプの角速度センサにおいては、上記のように、駆
動用梁部と検出用梁部とを分離している為、駆動用梁部
からの振動等の不要振動が検出用梁部に伝達されにく
く、角速度入力時以外、すなわちコリオリ力が入力され
ないときには、検出用梁部は振動しにくい。従って、不
要振動によるノイズNを小さくすることができる。
Here, in the above-described angular velocity sensor of the four-legged vibrator type, since the driving beam and the detecting beam are separated as described above, the driving beam is used. Unnecessary vibrations such as vibrations from the beam are not easily transmitted to the detection beam portion, and the detection beam portion is unlikely to vibrate except when an angular velocity is input, that is, when no Coriolis force is input. Therefore, noise N due to unnecessary vibration can be reduced.

【0005】ところが、逆に振動しにくいが故に、コリ
オリ力入力時(角速度入力時)の検出用梁部の振幅が小
さくなり、感度(感度の利得)Sが小さくなるため、所
望の高S/Nを得られないという不具合が起こる可能性
がある。ちなみに、本発明者が上記従来技術に基づい
て、4脚振動子を試作検討したところ、十分なS/Nを
得ることはできず、むしろ、2脚振動子タイプと比較し
て1桁小さい程であった。
On the other hand, since vibration is unlikely to occur, the amplitude of the detecting beam portion at the time of Coriolis force input (at the time of angular velocity input) becomes small, and sensitivity (gain of sensitivity) S becomes small. There is a possibility that a problem that N cannot be obtained may occur. By the way, when the inventor made a trial study of a four-legged vibrator based on the above-mentioned conventional technology, it was not possible to obtain a sufficient S / N, and rather, it was one digit smaller than the two-legged vibrator type. Met.

【0006】従って、感度Sを向上するためにコリオリ
力入力時の検出用梁部の振幅を大きくすることが必要と
なってくるが、上記従来公報においては、コリオリ力入
力時の検出用梁部の振幅を大きくするような振動子構造
及び振動子の支持方法等については、言及されていな
い。本発明は上記点に鑑みて、4本の梁部を有する櫛形
音叉形状の振動子を備える角速度センサにおいて、効率
よくコリオリ力を感度に変換し、更なるS/N向上を可
能とすることを目的とする。
Accordingly, in order to improve the sensitivity S, it is necessary to increase the amplitude of the detection beam at the time of inputting the Coriolis force. No mention is made of a vibrator structure, a vibrator supporting method, or the like that increases the amplitude of the vibrator. In view of the above, the present invention provides an angular velocity sensor having a comb-shaped tuning fork-shaped vibrator having four beams, which enables efficient conversion of Coriolis force into sensitivity and further improvement in S / N. Aim.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、まず、4脚
振動子タイプの角速度センサにおいて、角速度入力時に
角速度を検出する為の振動モード(検出共振モード)が
2つ存在することに着目した。すなわち、4脚振動子に
おいては、4本の梁部の内側の1対及び外側の1対のう
ちどちらか一方の1対を駆動用梁部、他方の1対を検出
用梁部とする。駆動用梁部を所定方向に互いに逆相に駆
動振動(駆動共振モード)させると、角速度入力時、駆
動用梁部はコリオリ力によって、駆動振動方向とは直交
する方向に逆相に振動する。
The inventor of the present invention first notices that there are two vibration modes (detection resonance modes) for detecting an angular velocity when an angular velocity is input in a quadruple vibrator type angular velocity sensor. did. That is, in the four-legged vibrator, one of the inner pair and the outer pair of the four beam portions is a driving beam portion, and the other pair is a detection beam portion. When the driving beams are driven and vibrated in a predetermined direction in opposite phases to each other (driving resonance mode), when the angular velocity is input, the driving beams vibrate in a direction opposite to the driving vibration direction by Coriolis force.

【0008】そのため、梁部を連結する連結部がたわん
で、検出用梁部に振動が連成される。このように、駆動
用梁部に入力されたコリオリ力による振動が検出用梁部
に伝達され、4本の梁部はそれぞれ駆動振動方向とは直
交する方向に同期して振動する。この振動が検出共振モ
ードである。ここにおいて、1つの検出共振モードは、
平行に配列された4本の梁部において隣接する各梁部が
互いに逆方向に振動するモード(後述の図6(a)参
照、以下、第1の検出共振モードという)であり、もう
1つの検出共振モードは、平行に配列された4本の梁部
において中心から片側の2本を1組、他側の2本を1組
とした場合に、組内では同方向に振動し、組同士では互
いに逆方向に振動するモード(後述の図6(b)参照、
以下、第2の検出共振モードという)である。
Therefore, the connecting portion connecting the beam portions is bent, and vibration is coupled to the detecting beam portion. As described above, the vibration due to the Coriolis force input to the driving beam is transmitted to the detecting beam, and the four beams vibrate in synchronization with each other in a direction orthogonal to the driving vibration direction. This vibration is the detection resonance mode. Here, one detection resonance mode is
This is a mode in which adjacent beam portions of the four beam portions arranged in parallel vibrate in directions opposite to each other (see FIG. 6A described below, hereinafter referred to as a first detection resonance mode). The detection resonance mode is such that when four beams arranged in parallel form one set of two beams on one side and one set of two beams on the other side from the center, they vibrate in the same direction within the group, and In the modes that vibrate in opposite directions (see FIG. 6B described later,
Hereinafter, referred to as a second detection resonance mode).

【0009】これら各検出共振モードにおいては、振動
子形状、例えば梁部の幅や長さ等を適宜設定することで
所望の検出共振モードを実現できる。そして、各検出共
振モードについて、4本の梁部の内側の1対及び外側の
1対のうちどちらか一方の1対を駆動用梁部、他方の1
対を検出用梁部として、S/N向上可能な振動子構造を
検討した。
In each of these detection resonance modes, a desired detection resonance mode can be realized by appropriately setting the shape of the vibrator, for example, the width and length of the beam. Then, for each of the detection resonance modes, one of the inner pair and the outer pair of the four beam portions is set to one of the driving beam portion and the other to the other.
A transducer structure capable of improving S / N was studied using the pair as a detection beam.

【0010】駆動用梁部と検出用梁部と振動のエネルギ
ーが分散されるため、検出用梁部の振幅が不十分となる
のではないかと考え、各検出共振モードにおける内側の
一対の梁部の振幅XUと外側の一対の梁部の振幅XSと
の比XU/XSもしくはXS/XUに着目して検討を進
めた結果、この比が上記感度の利得Sと相関性があるこ
とを見出した。
It is considered that the vibration energy of the driving beam portion and the detection beam portion is dispersed, so that the amplitude of the detection beam portion becomes insufficient. As a result of focusing on the ratio XU / XS or XS / XU between the amplitude XU of the pair and the amplitude XS of the pair of outer beams, it was found that this ratio is correlated with the gain S of the sensitivity. .

【0011】そして、各検出共振モードに応じて、第1
の検出共振モードにおいては比XU/XSを10以下と
し、第2の検出共振モードにおいては、第1の検出共振
モードとは逆の比である比XS/XUを10以下とすれ
ば、従来の4脚振動子タイプよりも1桁高い、実用的な
レベルのS/Nを実現できることがわかった。請求項1
ないし請求項14の発明は、上記知見に基づいてなされ
たものである。
[0011] Then, according to each detection resonance mode, the first
If the ratio XU / XS is set to 10 or less in the second detection resonance mode, and the ratio XS / XU, which is the reverse ratio to the first detection resonance mode, is set to 10 or less in the second detection resonance mode, It has been found that a practical level of S / N that is one digit higher than that of the four-leg transducer type can be realized. Claim 1
The invention of claim 14 is based on the above findings.

【0012】すなわち、請求項1記載の発明によれば、
xyz直交座標系において、z軸の両側に2本ずつy軸
方向に平行に配列された4本の梁部(2〜5)と、y軸
方向に延びるとともに4本の梁部(2〜5)の片端部を
連結支持する連結部(6)とを有する櫛形音叉状に形成
された振動子(1)を備え、4本の梁部において内側の
1対(3、4)及び外側の1対(2、5)のうちどちら
か一方の1対を駆動用梁部(3、4)、他方の1対を検
出用梁部(2、5)とし、駆動用梁部には駆動用梁部を
y軸方向へ互いに逆相に励振して駆動振動させるための
駆動手段(20、60、61)が設けられ、検出用梁部
にはz軸回りの角速度入力時に発生する検出用梁部のx
軸方向への互いに逆相な振動を検知振動として検知して
角速度を検出するための角速度検出手段(25〜27、
63、64)が設けられている角速度センサ、つまり4
脚振動子タイプの角速度センサにおいて、角速度入力時
には、梁部(2〜5)において隣接する梁部同士がx軸
方向において互いに逆方向へ振動し、且つこのx軸方向
への振動において内側の一対の梁部の振幅XUと外側の
一対の梁部の振幅XSとの比XU/XSが、10以下と
なるように振動子の寸法が設定されていることを特徴と
する。
That is, according to the first aspect of the present invention,
In the xyz rectangular coordinate system, four beam portions (2 to 5) arranged in parallel in the y-axis direction, two on each side of the z-axis, and four beam portions (2 to 5) extending in the y-axis direction. ), A vibrator (1) formed in a comb-shaped tuning fork shape having a connecting portion (6) for connecting and supporting one end portion of (1). One of the pairs (2, 5) is a driving beam (3, 4), the other pair is a detecting beam (2, 5), and the driving beam is a driving beam. Driving means (20, 60, 61) for exciting the parts in the opposite phase in the y-axis direction to drive and vibrate are provided, and the detection beam part is generated when an angular velocity about the z-axis is input. X
Angular velocity detection means (25 to 27, for detecting angular velocity by detecting vibrations having opposite phases in the axial direction as detection vibrations);
63, 64), ie, 4
In an angular velocity sensor of a leg vibrator type, when an angular velocity is input, adjacent beam portions in the beam portions (2 to 5) vibrate in opposite directions in the x-axis direction, and a pair of inner beams vibrate in the x-axis direction. The dimension of the vibrator is set so that the ratio XU / XS between the amplitude XU of the beam portion and the amplitude XS of the pair of outer beam portions is 10 or less.

【0013】本発明では、角速度を検出する為の検出共
振モードは、上記第1の検出共振モードを用い、そのモ
ードにおいて内側の一対の梁部(3、4)の振幅XUと
外側の一対の梁部(2、5)の振幅XSの比XU/XS
が10以下となるように該振動子の寸法を設定している
ため、機械インピーダンスを小さくでき、駆動用梁部
(3、4)に入力されたコリオリ力による振動を効率よ
く検出用梁部(2、5)に伝達し、感度を向上させS/
Nを向上できる。
In the present invention, the detection resonance mode for detecting the angular velocity uses the first detection resonance mode, in which the amplitude XU of the pair of inner beams (3, 4) and the pair of outer resonance beams are used. Ratio XU / XS of amplitude XS of beam part (2, 5)
Is set to be 10 or less, the mechanical impedance can be reduced, and the vibration due to the Coriolis force input to the driving beams (3, 4) can be efficiently detected. 2, 5) to improve sensitivity and S /
N can be improved.

【0014】また、請求項2記載の発明によれば、4脚
振動子タイプの角速度センサにおいて、角速度入力時に
は、4本の梁部のうちz軸の片側の2本(2、3)と他
側の2本(4、5)とがx軸方向において互いに逆方向
へ振動し、且つこのx軸方向への振動において内側の一
対の梁部の振幅XUと外側の一対の梁部の振幅XSとの
比XS/XUが、10以下となるように振動子の寸法が
設定されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the four-legged vibrator type angular velocity sensor, when the angular velocity is input, two beams (2, 3) on one side of the z-axis out of the four beams are used. The two (4, 5) sides vibrate in opposite directions in the x-axis direction, and the amplitude XU of the pair of inner beams and the amplitude XS of the pair of outer beams in the vibration in the x-axis direction. The dimension of the vibrator is set so that the ratio XS / XU with respect to is not more than 10.

【0015】本発明では、角速度を検出する為の検出共
振モードは、上記第2の検出共振モードを用い、そのモ
ードにおいて内側の一対の梁部の振幅XUと外側の一対
の梁部の振幅XSとの比XS/XUが10以下となるよ
うに振動子の寸法が設定されているため、上記請求項1
記載の発明と同等の効果が得られる。また、振動子の支
持方法についても検討を進めた結果、幅が内側の1対の
梁部の配列間隔よりも狭いトーションビームを振動子の
中心線上に配置し、このトーションビームを介して振動
子を支持するようにすれば、S/Nが向上できることが
わかった。請求項3及び請求項4記載の発明は、上記支
持方法に関する知見に基づいてなされたものである。
In the present invention, the detection resonance mode for detecting the angular velocity uses the second detection resonance mode, and in that mode, the amplitude XU of the pair of inner beams and the amplitude XS of the pair of outer beams are used in the mode. The dimensions of the vibrator are set so that the ratio XS / XU of the vibrator is 10 or less.
An effect equivalent to that of the described invention can be obtained. In addition, as a result of studying the method of supporting the vibrator, a torsion beam having a width smaller than the arrangement interval of the pair of inner beams was arranged on the center line of the vibrator, and the vibrator was supported via the torsion beam. It was found that the S / N could be improved by doing so. The inventions described in claims 3 and 4 are based on knowledge of the above-mentioned supporting method.

【0016】すなわち、請求項3記載の発明は、4脚振
動子タイプの角速度センサにおいて、振動子(1)は、
z軸上に位置してz軸方向に延びるように連結部(6)
と接続されるとともにy軸方向の幅が内側の1対の梁部
(3、4)の配列間隔よりも狭いトーションビーム
(8、50、51)により支持されており、角速度入力
時には、上記第1の検出共振モードで振動し、且つ、そ
のモードにおいて上記比XU/XSが10以下となるよ
うに振動子及びトーションビームの寸法が設定されてい
ることを特徴とする。
That is, according to a third aspect of the present invention, in the four-legged vibrator type angular velocity sensor, the vibrator (1) comprises:
a connecting portion (6) located on the z-axis and extending in the z-axis direction;
And is supported by torsion beams (8, 50, 51) whose width in the y-axis direction is smaller than the arrangement interval of the pair of inner beam portions (3, 4). And the dimensions of the vibrator and the torsion beam are set such that the ratio XU / XS is 10 or less in that mode.

【0017】本発明では、このように細いトーションビ
ーム(8、50、51)によって、連結部(6)にて振
動子(1)を支持するため、角速度入力時に連結部
(6)がx軸方向へたわむ際に、このトーションビーム
を軸として連結部がたわむから、このたわみは阻害され
ない。従って、トーションビームが無い場合より更に機
械インピーダンスを小さくでき、駆動振動から連成され
る検出用梁部の検知振動の振幅を大きくすることがで
き、上記請求項1記載の発明の効果に加えて、より効果
的にS/Nを向上できる。
In the present invention, since the vibrator (1) is supported by the connecting portion (6) by the thin torsion beams (8, 50, 51), the connecting portion (6) is moved in the x-axis direction when an angular velocity is input. When bending, the connecting portion bends around the torsion beam, so that the bending is not hindered. Therefore, the mechanical impedance can be further reduced as compared with the case where there is no torsion beam, and the amplitude of the detection vibration of the detection beam portion coupled from the driving vibration can be increased. In addition to the effect of the invention according to claim 1, S / N can be more effectively improved.

【0018】また、請求項4記載の発明は、4脚振動子
タイプの角速度センサにおいて、振動子(1)は、z軸
上に位置してz軸方向に延びるように連結部(6)と接
続されるとともにy軸方向の幅が内側の1対の梁部
(3、4)の配列間隔よりも狭いトーションビーム
(8、50、51)により支持されており、角速度入力
時には、上記第2の検出共振モードで振動し、且つ、そ
のモードにおいて上記比XS/XUが10以下となるよ
うに振動子の寸法が設定されていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the quadruple vibrator type angular velocity sensor, the vibrator (1) is connected to the connecting portion (6) so as to be located on the z-axis and extend in the z-axis direction. They are connected and supported by torsion beams (8, 50, 51) whose width in the y-axis direction is narrower than the arrangement interval of the pair of inner beams (3, 4). It is characterized in that the vibrator vibrates in the detection resonance mode and the dimension of the vibrator is set so that the ratio XS / XU is 10 or less in that mode.

【0019】それによって、本発明では、請求項2記載
の発明の効果に加えて、上述したトーションビームの効
果を備える角速度センサを提供することができる。ま
た、請求項5記載の発明は、内側の一対の梁部(3、
4)の間隔WUと外側の一対の梁部(2、5)の間隔W
Sとの比WS/WUを2.5以下としたことを特徴とし
ている。即ち、WUとWSとを近づけることにより、内
側の一対の梁部(3、4)と外側の一対の梁部(2、
5)の回転振動能率(慣性モーメント)を合わせる、も
しくは近づけることにより、振動子の機械インピーダン
スを小さくし、コリオリ力によるレスポンスを向上させ
る。
According to the present invention, it is possible to provide an angular velocity sensor having the effect of the torsion beam described above in addition to the effect of the second aspect of the present invention. Further, the invention according to claim 5 is characterized in that the pair of inner beams (3,
The distance WU between 4) and the distance W between the pair of outer beams (2, 5).
The ratio WS / WU to S is set to 2.5 or less. That is, by bringing WU and WS closer to each other, a pair of inner beams (3, 4) and a pair of outer beams (2,
By matching or approaching the rotational vibration efficiency (moment of inertia) of 5), the mechanical impedance of the vibrator is reduced, and the response by Coriolis force is improved.

【0020】それによって、内側の一対もしくは外側の
一対の梁部にコリオリ力が入力されたときに発生する回
転捩れ振動により、外側の一対もしくは内側の一対の梁
部の回転捩れ振動を発生しやすくし、効率よくコリオリ
力による振動エネルギーを伝達し高感度を得ることがで
きる。また、請求項6記載の発明は、内側の一対の梁部
(3、4)の間隔WUと内側の一対の梁部(3、4)の
幅HUとの比WU/HUが2.5以上100以下とした
ことを特徴としている。即ち、検出側となる外側の一対
もしくは内側の一対の梁部を振動させるための回転捩れ
力(軸トルク)を大きくするために、駆動側となる内側
の一対もしくは外側の一対の梁部のコリオリ力が作用す
る力点を、一対の梁部の間の略中心軸から離すことによ
り、コリオリ入力時の検出側である外側の一対もしくは
内側の一対の梁部の振幅を大きくする、即ち高感度を得
ることができる。なお、比WU/HUが100以上であ
ると音叉としての機能が低下し、十分な駆動振幅が得ら
れない。
Accordingly, the rotational torsional vibration generated when the Coriolis force is input to the inner pair or the outer pair of beams easily causes the rotational torsional vibration of the outer pair or the inner pair of beams. In addition, vibration energy due to Coriolis force can be efficiently transmitted, and high sensitivity can be obtained. The ratio WU / HU of the distance WU between the pair of inner beams (3, 4) and the width HU of the pair of inner beams (3, 4) is 2.5 or more. It is characterized by being 100 or less. That is, in order to increase the rotational torsional force (axial torque) for vibrating the pair of outer or inner beams on the detection side, the Coriolis of the pair of inner or outer beams on the drive side is used. By separating the point of force where the force acts from the approximate center axis between the pair of beams, the amplitude of the pair of outer or inner beams on the detection side during Coriolis input is increased, that is, high sensitivity is achieved. Obtainable. If the ratio WU / HU is 100 or more, the function as a tuning fork is reduced, and a sufficient drive amplitude cannot be obtained.

【0021】また、請求項7記載の発明は、トーション
ビーム(50、51)が振動子(1)とともに圧電体よ
り一体に形成されたことを特徴とするものであり、安価
にS/Nを向上した角速度センサを提供することができ
る。また、請求項8記載の発明は、トーションビーム
(8)が振動子(1)とは別体に形成され、振動子
(1)と接合されたことを特徴とするものであり、トー
ションビーム(8)を耐久性の高い材料で製造できるこ
と等のため、信頼性が高、S/Nを向上した角速度セ
ンサを提供することができる。
Further, the invention according to claim 7 is characterized in that the torsion beam (50, 51) is formed integrally with the vibrator (1) from the piezoelectric body, thereby improving the S / N at low cost. It is possible to provide an improved angular velocity sensor. The invention according to claim 8 is characterized in that the torsion beam (8) is formed separately from the vibrator (1) and is joined to the vibrator (1). the order of such can be manufactured with high durability material, rather high reliability, it is possible to provide an angular velocity sensor having improved S / N.

【0022】また、請求項9記載の発明は、トーション
ビーム(8、50)が連結部(6)からz軸方向におい
て前記4本の梁部(2〜5)の反対方向に延びるように
形成されていることを特徴とするものであり、上記請求
項7及び請求項8記載のトーションビーム構成の一手段
を提供するものである。また、請求項10記載の発明
は、トーションビーム(51)は、連結部(6)からz
軸方向において4本の梁部(2〜5)の同一方向に延び
るように形成されていることを特徴とするものであり、
振動子(1)の重心を保持することが容易に可能であ
り、外部振動に対して強く、スペース効率に優れたもの
にできる。
According to a ninth aspect of the present invention, the torsion beams (8, 50) are formed so as to extend from the connecting portion (6) in a direction opposite to the four beams (2 to 5) in the z-axis direction. According to another aspect of the present invention, there is provided a torsion beam configuration according to the seventh and eighth aspects. Also, in the invention according to claim 10, the torsion beam (51) is connected to the connecting portion (6) by z
Characterized in that they are formed so as to extend in the same direction of the four beam portions (2 to 5) in the axial direction,
It is possible to easily maintain the center of gravity of the vibrator (1), to be strong against external vibrations, and to be excellent in space efficiency.

【0023】また、請求項11記載の発明は、トーショ
ンビーム(50、51)が連結部(6)より梁部(2〜
5)と同一、反対両方向に形成されたことを特徴とする
ものであり、外部の衝撃に強いものにできる。また、請
求項12記載の発明は、y軸方向への振動モードの共振
周波数が、内側の一対の梁部(3、4)と外側の一対の
梁部(2、5)とで異なるようにしたことを特徴とする
ものであり、両一対の共振周波数を互いに異ならせるこ
とにより、内側1対もしくは外側1対の梁部の屈曲振動
が、外側1対もしくは内側1対の梁部へ伝達しても、外
側1対もしくは内側1対の梁部は屈曲振動しないか、も
しくはほとんど屈曲振動しないようになるため、駆動振
動の影響が十分小さくなり、ノイズNが低減でき、S/
Nを向上できる。
Further, according to the present invention, the torsion beam (50, 51) is connected to the connecting portion (6) by the beam portion (2 to 2).
It is characterized in that it is formed in the same and opposite directions as 5), and can be made resistant to external impact. In the invention according to claim 12, the resonance frequency of the vibration mode in the y-axis direction is different between the pair of inner beams (3, 4) and the pair of outer beams (2, 5). By making the two pairs of resonance frequencies different from each other, the bending vibration of the inner pair or the outer pair of beam portions is transmitted to the outer pair or the inner pair of beam portions. However, the outer pair or the inner pair of beam portions do not bend or vibrate almost completely, so that the influence of the driving vibration is sufficiently reduced, the noise N can be reduced, and the S / S
N can be improved.

【0024】また、請求項13記載の発明は、前記駆動
用梁部(3、4)の駆動振動の共振周波数fdと前記検
出用梁部(2、5)の検知振動の共振周波数fsの比f
d/fsが、0.8≦fd/fs≦0.99又は1.0
1≦fd/fs≦1.2、の関係にあることを特徴とす
るものであり、比fd/fsを上記の範囲とすることに
より駆動共振モードと検出共振モードの連成を抑制し、
S/Nを向上できる。
According to a thirteenth aspect of the present invention, a ratio of a resonance frequency fd of driving vibration of the driving beam portions (3, 4) to a resonance frequency fs of detection vibration of the detecting beam portions (2, 5) is provided. f
d / fs is 0.8 ≦ fd / fs ≦ 0.99 or 1.0
1 ≦ fd / fs ≦ 1.2, wherein the ratio fd / fs is within the above range to suppress the coupling between the drive resonance mode and the detection resonance mode,
S / N can be improved.

【0025】また、請求項14記載の発明は、駆動用梁
部(3、4)には、駆動振動をモニタするためのモニタ
手段(21)が設けられ、駆動振動においてモニタ手段
(21)からのモニタ信号に基づいて駆動用梁部を自励
振動させるようにしたことを特徴とするもので、温度変
化等に対して安定した駆動振動が得られる。なお、上記
各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体
的手段との対応関係を示すものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the driving beams (3, 4) are provided with a monitoring means (21) for monitoring the driving vibration, and the driving means is provided with the monitoring means (21) for monitoring the driving vibration. The self-excited vibration of the driving beam portion is performed based on the monitor signal of (1), and a stable driving vibration can be obtained with respect to a temperature change or the like. In addition, the code | symbol in the parenthesis of each said means shows the correspondence with the concrete means of embodiment mentioned later.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。なお、以下各実施形態で述べる各図
において、後述の各電極は外観を示すものであり、便宜
上斜線のハッチングで示してあるが断面を示すものでは
ない。 (第1実施形態)本実施形態の基本構成を図1に示す。
図1は本実施形態の角速度センサの斜視図である。1は
振動子であり、略平行に配列された4本の四角柱状の梁
部2、3、4、5を有し、内側一対の梁部3、4が駆動
用梁部、外側一対の梁部2、5が検出用梁部として構成
されている。各梁部2〜5は、片端部を共通の連結部6
にて固定支持されており、振動子1は櫛形音叉形状を成
している。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. In each of the drawings described in the embodiments below, each electrode described below shows an external appearance, and for convenience, is hatched with diagonal lines, but does not show a cross section. (First Embodiment) The basic configuration of this embodiment is shown in FIG.
FIG. 1 is a perspective view of the angular velocity sensor according to the present embodiment. Reference numeral 1 denotes a vibrator having four quadrangular prism-shaped beams 2, 3, 4, and 5 arranged substantially in parallel, a pair of inner beams 3, 4 being a driving beam, and a pair of outer beams. The parts 2 and 5 are configured as detection beam parts. Each of the beam portions 2 to 5 has one end portion connected to a common connecting portion 6.
The vibrator 1 has a comb-shaped tuning fork shape.

【0027】ここで、図1に示す様に、連結部6の長手
方向すなわち梁部2〜5の配列方向をy軸、梁部2〜5
の長手方向をz軸、梁部2〜5及び連結部6の厚み方向
をx軸としてxyz直交座標系が構成される。ここで、
z軸は内側一対の梁部3、4の間の中央部に位置する。
以下、このxyz直交座標系に基づいて説明する。な
お、以下x軸方向というのはx軸と平行な方向をいうも
のとし、y軸、z軸についても同様である。
Here, as shown in FIG. 1, the longitudinal direction of the connecting portion 6, that is, the arrangement direction of the beam portions 2 to 5, is set to the y axis, and the beam portions 2 to 5 are set.
The xyz orthogonal coordinate system is configured with the longitudinal direction of the z axis as the z-axis and the thickness directions of the beams 2 to 5 and the connecting portion 6 as the x-axis. here,
The z-axis is located at the center between the pair of inner beams 3 and 4.
Hereinafter, description will be made based on this xyz rectangular coordinate system. Hereinafter, the x-axis direction refers to a direction parallel to the x-axis, and the same applies to the y-axis and the z-axis.

【0028】なお、連結部6はz軸方向の寸法が、内側
一対の梁部3、4の間の方が外側一対の梁部2、5間よ
りも大きくなっている。換言すれば、z軸方向において
内側一対の梁部3、4の長さは、外側一対の梁部2、5
の長さよりも短くなっている。これら梁部2〜5及び連
結部6は、例えばPZTのような圧電体をダイシング等
の機械加工することによって一体成形されている。そし
て振動子1は、図1に示す白抜き矢印に示す様に、x軸
方向に分極処理されている。
The dimension of the connecting portion 6 in the z-axis direction is larger between the pair of inner beams 3 and 4 than between the pair of outer beams 2 and 5. In other words, the length of the pair of inner beams 3, 4 in the z-axis direction is equal to the length of the pair of outer beams 2, 5,
Is shorter than the length. The beams 2 to 5 and the connecting portion 6 are integrally formed by machining a piezoelectric body such as PZT by dicing or the like. The vibrator 1 is polarized in the x-axis direction, as indicated by a white arrow shown in FIG.

【0029】7は支持部であり、中央部が細くくびれた
略エの字型形状を成し、このくびれた部分はトーション
ビーム8として構成され、トーションビーム8の一端側
に位置する部分は連結部6と固定される連結部側接続部
7a、トーションビーム8の他端側に位置する部分は後
述のスペーサ7cと固定される基板側接続部7bとして
構成されている。両接続部7a、7bのy軸方向の長さ
は、共に連結部6と略同等としている。なお、両接続部
7a、7bはなくてもよく、直接トーションビーム8の
両端にて連結部6及びスペーサ7cと接続してもよい。
Reference numeral 7 denotes a support portion, which has a substantially D-shape with a narrow central portion. The narrow portion is formed as a torsion beam 8, and a portion located on one end side of the torsion beam 8 is a connecting portion 6. The connection portion-side connection portion 7a fixed to the torsion beam 8 and the portion located on the other end side of the torsion beam 8 are configured as a substrate-side connection portion 7b fixed to a spacer 7c described later. Both the lengths of the connecting portions 7a and 7b in the y-axis direction are substantially equal to those of the connecting portion 6. The connecting portions 7a and 7b may not be provided, and may be directly connected to the connecting portion 6 and the spacer 7c at both ends of the torsion beam 8.

【0030】トーションビーム8は、連結部6の略中央
部位(すなわち内側の1対の梁部3、4の支持部位の間
の略中央部位)から、z軸方向において梁部2〜5とは
反対側に延びるように位置する。また、そのy軸方向の
幅は内側の1対の梁部3、4の配列間隔よりも狭いもの
としている。支持部7は、例えば42アロイ等の金属か
ら形成されており、図1に示す様に、一方側で連結部6
と接着等により固定され、他方側で上記スペーサ7cを
介して基板(ベース)10と溶接等により接合固定され
ている。
The torsion beam 8 is opposite to the beams 2 to 5 in the z-axis direction from a substantially central portion of the connecting portion 6 (that is, a substantially central portion between the supporting portions of the pair of inner beams 3 and 4). It is located to extend to the side. The width in the y-axis direction is smaller than the arrangement interval of the pair of inner beams 3 and 4. The support portion 7 is formed of a metal such as 42 alloy, for example, and as shown in FIG.
And the other side is bonded and fixed to the substrate (base) 10 via the spacer 7c by welding or the like.

【0031】従って、振動子1は支持部7及びスペーサ
7cを介し、基板10に対して浮遊した状態で支持され
る。また、トーションビーム8の中心軸はz軸とほぼ一
致し、換言すればトーションビーム8は、実質的に振動
子1の中心線上に位置する。さらに、振動子1及び支持
部7の寸法関係は、後述するように、内側一対の梁部
3、4の振幅XUと外側一対の梁部2、5の振幅XSと
の比XU/XSを10以下とすること、y軸方向への
振動モードの共振周波数を内側一対の梁部3、4(f
d)と外側一対の梁部2、5(fd0 )とで異なるよう
にすること、駆動用梁部(本例では内側一対の梁部)
3、4の駆動振動の共振周波数fdと検出用梁部(本例
では外側一対の梁部)2、5の検知振動の検知共振周波
数fsの比fd/fsが所定範囲になるようにするこ
と、等の制約条件を満足するように設定されている。
Therefore, the vibrator 1 is supported in a floating state with respect to the substrate 10 via the support portion 7 and the spacer 7c. The central axis of the torsion beam 8 substantially coincides with the z-axis, in other words, the torsion beam 8 is located substantially on the center line of the vibrator 1. Further, as described later, the dimensional relationship between the vibrator 1 and the support portion 7 is such that the ratio XU / XS between the amplitude XU of the pair of inner beams 3 and 4 and the amplitude XS of the pair of outer beams 2 and 5 is 10. The resonance frequency of the vibration mode in the y-axis direction is set to
d) and the pair of outer beams 2, 5 (fd 0 ) are different from each other, and a driving beam (in this example, a pair of inner beams).
The ratio fd / fs of the resonance frequency fd of the driving vibrations 3 and 4 and the detection resonance frequency fs of the detection vibrations of the detection beam portions (a pair of outer beams in this example) 2 and 5 is set to be within a predetermined range. , And so on.

【0032】ここで、図2の説明図を参照して、上記振
動子1及び支持部7の各部の具体的寸法の一例を挙げ
る。図2は振動子1及び支持部7をx軸方向からみたも
のである。まず、z軸方向において、内側一対の梁部
3、4の長さL1は9mmであり、外側一対の梁部2、
5の長さL2は11mmであり、連結部6も含めた振動
子1全体の最大寸法L3は14mmである。また、支持
部7の連結部側接続部7a、及びトーションビーム8の
z軸方向寸法L4及びL5は、それぞれ共に1mmであ
る。
Here, examples of specific dimensions of each part of the vibrator 1 and the support part 7 will be described with reference to the explanatory view of FIG. FIG. 2 shows the vibrator 1 and the support 7 viewed from the x-axis direction. First, in the z-axis direction, the length L1 of the pair of inner beams 3, 4 is 9 mm, and the pair of outer beams 2,
The length L2 of 5 is 11 mm, and the maximum dimension L3 of the entire vibrator 1 including the connecting portion 6 is 14 mm. Also, the z-axis direction dimensions L4 and L5 of the connection portion side connection portion 7a of the support portion 7 and the torsion beam 8 are each 1 mm.

【0033】一方、y軸方向において、各梁部2〜5の
寸法(梁部の幅)W1は、いずれも1.2mmである。
隣接する各梁部2〜5の間隔(スリット幅)について
は、梁部2と梁部3との間隔W2、及び、梁部4と梁部
5との間隔W3が、それぞれ0.4mmであり、梁部3
と梁部4との間隔W4が4.0mmである。従って、振
動子1全体では9.6mmとなる。また、トーションビ
ーム8のy軸方向寸法W5は2.0mmとしている。さ
らに、内側一対の梁部3、4の中心軸間隔WUと外側一
対の梁部2、5の中心軸間隔WSの比WS/WUは約
1.6となるようにしてある。
On the other hand, in the y-axis direction, the dimension (beam width) W1 of each of the beams 2 to 5 is 1.2 mm.
Regarding the interval (slit width) between the adjacent beams 2 to 5, the interval W2 between the beams 2 and 3 and the interval W3 between the beams 4 and 5 are each 0.4 mm. , Beam 3
The distance W4 between the beam and the beam 4 is 4.0 mm. Therefore, the total length of the vibrator 1 is 9.6 mm. The dimension W5 in the y-axis direction of the torsion beam 8 is 2.0 mm. Further, the ratio WS / WU of the center axis interval WU of the pair of inner beams 3 and 4 to the center axis interval WS of the pair of outer beams 2 and 5 is set to about 1.6.

【0034】このように、トーションビーム8のy軸方
向寸法W5は梁部3と梁部4との間隔W4よりも小さ
い。つまり、上述のように、トーションビーム8のy軸
方向の幅は内側の1対の梁部3、4の配列間隔よりも狭
いものとしている。また、振動子1及び支持部7のx軸
方向寸法(厚み)tは1.55mmとしている。次に、
振動子1上に形成された電極構成について説明する。こ
こで、振動子1においてx軸と直交する面のうち基板1
と対向する面をX2面とし、このX2面とは反対側の面
をX1面とする。また振動子1においてy軸と直交する
外側一対の梁部2、5の外周面のうち梁部2側の面をY
2面とし、梁部5側の面をY1面とする。
As described above, the dimension W5 of the torsion beam 8 in the y-axis direction is smaller than the distance W4 between the beam portions 3 and 4. That is, as described above, the width of the torsion beam 8 in the y-axis direction is smaller than the arrangement interval of the pair of inner beams 3 and 4. Further, the dimension (thickness) t of the vibrator 1 and the support portion 7 in the x-axis direction is 1.55 mm. next,
An electrode configuration formed on the vibrator 1 will be described. Here, the substrate 1 of the surface of the vibrator 1
The surface opposite to the X2 surface is defined as an X2 surface, and the surface opposite to the X2 surface is defined as an X1 surface. Also, in the vibrator 1, of the outer peripheral surfaces of the pair of outer beams 2 and 5 orthogonal to the y axis, the surface on the beam 2 side is set to Y.
The surface on the beam portion 5 side is defined as a Y1 surface.

【0035】本実施形態では、これらX1、X2、Y
1、Y2面上に後述の各電極が構成されており、その電
極構成は図3の展開図に示される。図3において(a)
はX1面、(b)はX2面、(c)はY1面、(d)は
Y2面の電極構成を示す。以下、図3を参照して説明す
る。20は駆動電極(駆動手段)であり、X1面におい
て梁部3の外周側から連結部6を通って梁部4の外周側
に渡って連続して形成されている。21はモニタ電極
(モニタ手段)であり、X1面において梁部3の内周側
から連結部6を通って梁部4の内周側に渡って連続して
形成されている。
In this embodiment, X1, X2, Y
Each electrode described later is formed on the Y1, Y2 plane, and the electrode configuration is shown in a developed view of FIG. In FIG. 3, (a)
Represents an X1 plane, (b) represents an X2 plane, (c) represents an Y1 plane, and (d) represents an electrode configuration on a Y2 plane. Hereinafter, description will be made with reference to FIG. Reference numeral 20 denotes a drive electrode (drive means), which is formed continuously from the outer peripheral side of the beam portion 3 to the outer peripheral side of the beam portion 4 through the connecting portion 6 on the X1 plane. Reference numeral 21 denotes a monitor electrode (monitor means) which is formed continuously from the inner peripheral side of the beam portion 3 through the connecting portion 6 to the inner peripheral side of the beam portion 4 on the X1 plane.

【0036】22、23及び24は角速度検出用の角速
度検出電極(角速度検出手段)である。角速度検出電極
22は、Y1面において梁部5の略全域に渡って形成さ
れている。一方角速度検出電極23はX1面において梁
部2の略全域に渡り、角速度検出電極24はX2面にお
いて梁部2の略全域に渡って形成されている。そして、
全ての角速度検出電極22〜24は、図3に示す様に、
各面上に形成された引出し電極25、26及び27によ
って接続され導通している。角速度検出電極22と23
とは、引出し電極25(Y1面上)及び引出し電極26
(X1面上)を介して接続され、角速度検出電極23と
24とは、引出し電極27(Y2面上)を介して接続さ
れている。
Reference numerals 22, 23 and 24 are angular velocity detecting electrodes (angular velocity detecting means) for detecting angular velocity. The angular velocity detection electrode 22 is formed over substantially the entire area of the beam 5 on the Y1 plane. On the other hand, the angular velocity detecting electrode 23 is formed over substantially the entire area of the beam 2 on the X1 plane, and the angular velocity detecting electrode 24 is formed substantially over the entire area of the beam 2 on the X2 plane. And
All the angular velocity detecting electrodes 22 to 24 are, as shown in FIG.
It is connected and conductive by the extraction electrodes 25, 26 and 27 formed on each surface. Angular velocity detecting electrodes 22 and 23
Are the extraction electrode 25 (on the Y1 plane) and the extraction electrode 26
(On the X1 plane), and the angular velocity detection electrodes 23 and 24 are connected via the extraction electrode 27 (on the Y2 plane).

【0037】28、29、30及び31は、上記駆動、
モニタ、及び角速度検出電極20〜24の基準電位とな
る共通電極である。共通電極28はX1面において梁部
5の略全域、共通電極29はX2面において梁部5の略
全域に渡り形成されている。また、共通電極30はX2
面において梁部3の略全域から連結部6を通って梁部4
の略全域に渡って連続して形成されており、共通電極3
1はY2面において梁部2の略全域に渡り形成されてい
る。
28, 29, 30 and 31 are the above-mentioned driving,
This is a common electrode serving as a reference potential for the monitor and the angular velocity detection electrodes 20 to 24. The common electrode 28 is formed over substantially the entire area of the beam 5 on the X1 plane, and the common electrode 29 is formed over substantially the entire area of the beam 5 on the X2 plane. Further, the common electrode 30 is X2
From the substantially entire area of the beam portion 3 through the connecting portion 6 to the beam portion 4
Are formed continuously over substantially the entire area of the common electrode 3.
1 is formed over substantially the entire area of the beam portion 2 on the Y2 plane.

【0038】そして、全ての各共通電極28〜31は、
図3に示す様に、各面上に形成された引出し電極32、
33、34及び35によって接続され導通している。共
通電極28と29とは、引出し電極32(Y1面)を介
して接続され、共通電極29及び30と共通電極31と
は、引出し電極33、34(共にX2面)及び引出し電
極35(Y2面)を介して接続されている。
All the common electrodes 28 to 31 are
As shown in FIG. 3, the extraction electrodes 32 formed on each surface,
It is connected and conductive by 33, 34 and 35. The common electrodes 28 and 29 are connected via an extraction electrode 32 (Y1 plane), and the common electrodes 29 and 30 and the common electrode 31 are connected to extraction electrodes 33 and 34 (both X2 plane) and an extraction electrode 35 (Y2 plane). ) Is connected through.

【0039】また、X1面において、連結部6には、後
述のワイヤボンディング用のパット電極36及び37が
形成されている。パット電極36は、角速度検出電極2
2〜24と導通する引出し電極26の途中部に、パット
電極37は、共通電極28から延びる引出し電極38の
終端部に位置し、それぞれ引出し電極26、38よりも
幅広に形成されている。従って、パット電極36は角速
度検出電極22〜24と導通し、パット電極37は共通
電極28〜31と導通する形となる。
On the X1 plane, pad electrodes 36 and 37 for wire bonding, which will be described later, are formed on the connecting portion 6. The pad electrode 36 is an angular velocity detecting electrode 2
The pad electrode 37 is located at the end of the extraction electrode 38 extending from the common electrode 28, and is formed wider than the extraction electrodes 26 and 38, respectively, in the middle of the extraction electrode 26 that conducts with the electrodes 2 to 24. Accordingly, the pad electrode 36 is electrically connected to the angular velocity detection electrodes 22 to 24, and the pad electrode 37 is electrically connected to the common electrodes 28 to 31.

【0040】なお、振動子1におけるy軸方向と直交す
る面のうち梁部2と梁部3との対向面、梁部3と梁部4
との対向面、梁部4と梁部5との対向面には電極は形成
されていない。また、駆動電極20とモニタ電極21、
角速度検出電極22と共通電極28、29、及び角速度
検出電極23、24と共通電極31は、それぞれ隙間を
開けて形成され、導通していない。
The surface of the vibrator 1 that is orthogonal to the y-axis direction is the surface facing the beam 2 and the beam 3, and the beam 3 and the beam 4
No electrode is formed on the opposite surface between the beam portion 4 and the beam portion 5. Further, the drive electrode 20 and the monitor electrode 21,
The angular velocity detecting electrode 22 and the common electrodes 28 and 29 and the angular velocity detecting electrodes 23 and 24 and the common electrode 31 are formed with a gap therebetween, and are not conductive.

【0041】また、図1に示す様に、基板10には、後
述の制御回路(制御手段)A10と接続されるターミナ
ル(リード端子)T1〜T4が設けられている。そし
て、ターミナルT1はワイヤW1を介して駆動電極20
と接続され、ターミナルT2はワイヤW2を介してパッ
ト電極37と接続され、ターミナルT3はワイヤW3を
介してモニタ電極21と接続され、ターミナルT4はワ
イヤW4を介してパット電極36と接続されている。上
記各ワイヤの結線は、例えばワイヤボンディングにて行
われる。
Further, as shown in FIG. 1, the substrate 10 is provided with terminals (lead terminals) T1 to T4 connected to a control circuit (control means) A10 described later. The terminal T1 is connected to the drive electrode 20 via the wire W1.
The terminal T2 is connected to the pad electrode 37 via the wire W2, the terminal T3 is connected to the monitor electrode 21 via the wire W3, and the terminal T4 is connected to the pad electrode 36 via the wire W4. . The connection of the respective wires is performed by, for example, wire bonding.

【0042】次に、本実施形態の角速度センサに備えら
れた上記制御回路A10について、図4に示すブロック
図を参照して述べる。制御回路A10は大きくは、駆動
用梁部3、4を自励発振(自励振動)によって駆動振動
させる駆動系A11と、検出用梁部2、5の検知振動を
検知して角速度検出を行う検出系A12とに分かれる。
振動子1はパット電極37より回路に接続され基準電位
に設置されている。
Next, the control circuit A10 provided in the angular velocity sensor of the present embodiment will be described with reference to the block diagram shown in FIG. The control circuit A10 mainly detects a drive system A11 that drives and vibrates the drive beams 3 and 4 by self-excited oscillation (self-excited vibration), and detects an angular velocity by detecting a detection vibration of the detection beams 2 and 5. It is divided into a detection system A12.
The vibrator 1 is connected to a circuit through a pad electrode 37 and is set at a reference potential.

【0043】駆動系A11は、モニタ電極21からの出
力(電流)を電圧に変換するチャージアンプ100と、
チャージアンプ100以降に設けられたAGC(オート
ゲインコントロール)回路101とから構成される。A
GC回路101は、チャージアンプ100からのフィー
ドバック信号が一定電圧となるように維持しつつ、この
一定電圧を駆動電極20に印加する。
The drive system A11 includes a charge amplifier 100 for converting an output (current) from the monitor electrode 21 into a voltage,
It comprises an AGC (auto gain control) circuit 101 provided after the charge amplifier 100. A
The GC circuit 101 applies the constant voltage to the drive electrode 20 while maintaining the feedback signal from the charge amplifier 100 to be a constant voltage.

【0044】検出系A12は、パット電極36を介して
角速度検出電極22〜24からの出力(電流)を電圧に
変換する電流−電圧変換回路102と、電流−電圧変換
回路102以降に設けられた同期検波回路103と、同
期検波回路103以降に設けられたLPF(ローパスフ
ィルタ)104と、チャージアンプ100からのフィー
ドバック信号を90°移相する移相回路105とから構
成されている。
The detection system A12 is provided after the current-voltage conversion circuit 102 for converting the output (current) from the angular velocity detection electrodes 22 to 24 into a voltage via the pad electrode 36, and the current-voltage conversion circuit 102 and thereafter. It comprises a synchronous detection circuit 103, an LPF (low-pass filter) 104 provided after the synchronous detection circuit 103, and a phase shift circuit 105 for shifting the feedback signal from the charge amplifier 100 by 90 °.

【0045】そして、電流−電圧変換回路102からの
出力は、同期検波回路103にて、上記移相回路105
で移相されたフィードバック信号に基づき同期検波され
た後、LPF104にて、平滑化されて直流電圧に変換
されて角速度信号として出力されるようになっている。
次に、本実施形態の作動について説明する。まず、X1
面、X2面に形成された駆動電極20と共通電極30と
の間に交流電圧を印加することにより、駆動用梁部(内
側一対の梁部)3、4において電荷の偏在が発生する。
そのため、駆動用梁部3、4が、図5に示す様に、y軸
方向において互いに振動子の中心線に対して対称な(つ
まり互いに逆相の)屈曲振動をするモード(駆動共振モ
ード)にて共振する。
The output from the current-voltage conversion circuit 102 is output to the synchronous detection circuit 103 by the phase shift circuit 105.
After the synchronous detection based on the feedback signal shifted in step (1), the signal is smoothed by the LPF 104, converted into a DC voltage, and output as an angular velocity signal.
Next, the operation of the present embodiment will be described. First, X1
By applying an AC voltage between the drive electrode 20 and the common electrode 30 formed on the X2 plane and the X2 plane, uneven distribution of electric charges occurs in the driving beams (a pair of inner beams) 3 and 4.
Therefore, as shown in FIG. 5, the driving beam portions 3 and 4 perform bending vibrations symmetrical with respect to the center line of the vibrator in the y-axis direction (that is, in opposite phases to each other) (drive resonance mode). Resonates at.

【0046】この駆動共振モードにおける振幅に比例し
た電流をモニタ電極21からの出力としてチャージアン
プ100で電圧に変換し、AGC回路101によりこの
電圧、すなわちモニタ信号が常に一定となるようにモニ
タしながら、一定電圧の信号(駆動信号)を駆動電極2
0に印加する。以上の閉じた系にて自励発振が行われ、
駆動用梁部3、4において駆動振動が行われる。
The current proportional to the amplitude in the drive resonance mode is converted into a voltage by the charge amplifier 100 as an output from the monitor electrode 21 and monitored by the AGC circuit 101 so that this voltage, that is, the monitor signal is always constant. , A constant voltage signal (drive signal)
Apply to 0. Self-excited oscillation is performed in the above closed system,
Driving vibration is performed in the driving beams 3 and 4.

【0047】この駆動共振モードにおいてz軸回りの角
速度入力が0ならば、検出用梁部(外側一対の梁部)
2、5は、ほとんどy軸方向に振動しないため、角速度
検出電極22〜24からの出力即ちノイズNは極めて小
さい。例えば、駆動用梁部3、4の振幅に比べて検出用
梁部2、5の振幅は約1/200程度である。これは、
上記駆動共振モード(駆動振動)の共振周波数と、検出
用梁部2、5がy軸方向に屈曲振動するモードの共振周
波数とを異ならせるように、駆動用梁部3、4の長さL
1と検出用梁部2、5の長さL2とを異ならせる等、寸
法及び形状を設定しているためである。
In this drive resonance mode, if the angular velocity input about the z-axis is 0, the detection beam portion (a pair of outer beam portions)
Since Nos. 2 and 5 hardly vibrate in the y-axis direction, the output from the angular velocity detecting electrodes 22 to 24, that is, the noise N is extremely small. For example, the amplitude of the detection beams 2 and 5 is about 1/200 compared to the amplitude of the driving beams 3 and 4. this is,
The length L of the driving beams 3 and 4 is set so that the resonance frequency of the driving resonance mode (driving vibration) differs from the resonance frequency of the mode in which the detecting beams 2 and 5 bend and vibrate in the y-axis direction.
This is because the dimensions and the shape are set such that the length L2 is different from the length L2 of the detection beam portions 2 and 5.

【0048】従って、駆動共振モードにおいては、実質
的には駆動用梁部3、4の駆動振動だけが行われている
状態となる。そして、駆動振動中に、振動子1にz軸回
りの角速度が入力された場合、振動している駆動用梁部
3、4にはコリオリ力が発生する。すると、駆動用梁部
3、4は、駆動振動方向(駆動共振モードの方向)と直
交するx軸方向において、各駆動用梁部3、4が互いに
逆方向に力を受ける。この力によって、連結部6のうち
梁部3の支持部位近傍と梁部4の支持部位近傍とにおい
ても、x軸方向(図5において紙面垂直方向)に互いに
逆方向の力が発生する。
Therefore, in the drive resonance mode, substantially only the drive vibration of the drive beams 3, 4 is performed. When an angular velocity about the z-axis is input to the vibrator 1 during driving vibration, Coriolis force is generated in the vibrating driving beams 3 and 4. Then, in the x-axis direction orthogonal to the driving vibration direction (the direction of the driving resonance mode), the driving beams 3, 4 receive forces in directions opposite to each other. Due to this force, forces in directions opposite to each other in the x-axis direction (perpendicular to the plane of FIG. 5) are generated also in the vicinity of the support portion of the beam portion 3 and the vicinity of the support portion of the beam portion 4 of the connecting portion 6.

【0049】従って、連結部6が捩じられてx軸方向に
たわむため、その反作用で検出用梁部2、5も連成して
x軸方向に互いに逆方向に振動し、振動子1全体のx軸
方向への振動モード(検出共振モード)は、図6(a)
に示す様に、上述の第1の検出共振モードとなる。つま
り、隣接する梁部2〜5同士がx軸方向において互いに
逆方向へ振動する。
Accordingly, since the connecting portion 6 is twisted and flexed in the x-axis direction, the reaction beams 2 and 5 are also coupled and vibrate in opposite directions in the x-axis direction due to the reaction. The vibration mode (detection resonance mode) in the x-axis direction of FIG.
As shown in (1), the above-mentioned first detection resonance mode is set. That is, the adjacent beam portions 2 to 5 vibrate in opposite directions in the x-axis direction.

【0050】ここで、検出用梁部2、5のx軸方向への
互いに逆相の振動を検知振動として、その角速度に比例
した振幅を角速度検出電極22〜24からの出力(電
流)として電流−電圧変換回路102にて電圧に変換す
る。この電圧を、移相回路105からのフィードバック
信号(モニタ信号)を基準に同期検波回路103にて検
波処理を行い、LPF104を通して平滑化された信号
を最終出力とする。この最終出力は角速度に比例したD
C出力(角速度信号)を発生する。
Here, the detection beams 2 and 5 have the opposite-phase vibrations in the x-axis direction as the detection vibrations, and the amplitudes proportional to the angular velocities are output (currents) from the angular velocity detection electrodes 22 to 24 as the currents. -The voltage is converted into a voltage by the voltage conversion circuit 102. This voltage is subjected to detection processing in the synchronous detection circuit 103 based on a feedback signal (monitor signal) from the phase shift circuit 105, and a signal smoothed through the LPF 104 is made the final output. This final output is D proportional to the angular velocity.
Generates C output (angular velocity signal).

【0051】なお、梁部2側における角速度検出電極2
3、24と共通電極31との位置関係は、梁部5側にお
ける角速度検出電極22と共通電極28、29との位置
関係の逆の位置関係としている。そのため、梁部2と梁
部5とが互いに逆方向に対称に(逆相に)振動するよう
な上記検知振動においては、角速度検出電極22と角速
度検出電極23及び24とから検出される電流は同位相
となる。
The angular velocity detecting electrode 2 on the beam 2 side
The positional relationship between 3 and 24 and the common electrode 31 is the reverse of the positional relationship between the angular velocity detection electrode 22 and the common electrodes 28 and 29 on the beam 5 side. Therefore, in the above-described detection vibration in which the beam 2 and the beam 5 vibrate symmetrically (in opposite phases) in directions opposite to each other, the current detected from the angular velocity detection electrode 22 and the angular velocity detection electrodes 23 and 24 is It has the same phase.

【0052】ところで、本実施形態によれば、第1の検
出共振モードを用いているため、上述した寸法の一例の
如く、駆動用梁部3、4の振幅XUと検出用梁部2、5
の振幅XSとの振幅比XU/XSを10以下とするよう
に、シミュレーション等により振動子1及び支持部7の
寸法を設定している。なお、本発明者の検討によれば、
内側一対の梁部3、4の中心軸間隔WUと外側一対の梁
部2、5の中心軸間隔WSの間隔比WS/WUを所定の
範囲(本実施形態では約1.6)とすれば、他の寸法に
関係なく、振幅比XU/XSを10以下とすることがで
きることを確認している。
By the way, according to this embodiment, since the first detection resonance mode is used, the amplitude XU of the driving beams 3, 4 and the detection beams 2, 5,
The dimensions of the vibrator 1 and the support portion 7 are set by simulation or the like so that the amplitude ratio XU / XS with respect to the amplitude XS is set to 10 or less. According to the study of the present inventors,
If the interval ratio WS / WU between the central axis interval WU of the pair of inner beams 3 and 4 and the central axis interval WS of the pair of outer beams 2 and 5 is within a predetermined range (about 1.6 in the present embodiment). It is confirmed that the amplitude ratio XU / XS can be set to 10 or less regardless of other dimensions.

【0053】ここで、上記振幅比XU/XSと上記間隔
比WS/WUとの関係について、上記した従来技術(特
開平8−278141号公報)の4脚音叉振動子にも言
及しつつ述べる。本実施形態においては、上記検出共振
モードにおいて、上記振幅比XU/XSが10以下とな
るように振動子1とトーションビーム8の寸法が形成さ
れているのが特徴であり、S/N比を向上させるポイン
トである。
Here, the relationship between the amplitude ratio XU / XS and the interval ratio WS / WU will be described with reference to the above-mentioned four-leg tuning fork vibrator of the prior art (JP-A-8-278141). The present embodiment is characterized in that in the detection resonance mode, the dimensions of the vibrator 1 and the torsion beam 8 are formed so that the amplitude ratio XU / XS becomes 10 or less, and the S / N ratio is improved. It is a point to be done.

【0054】上記従来技術の実施例に記載されている振
動子は検出共振モードにおいて振幅比XU/XSが1
0.7以上と大きい。このような形状の場合、駆動用梁
部(駆動用振動子)にコリオリ力が入力された時、梁の
配列方向に直交する方向への振幅は非常に小さく、それ
に伴い検出用梁部(検出用振動子)の振幅も小さくな
る。これは外側一対の梁部を駆動用、内側一対の梁部を
検出用とした場合もしくはその逆の場合でも同じであ
る。
The oscillator described in the above-mentioned prior art embodiment has an amplitude ratio XU / XS of 1 in the detection resonance mode.
It is as large as 0.7 or more. In the case of such a shape, when Coriolis force is input to the driving beam (driving vibrator), the amplitude in the direction orthogonal to the beam arrangement direction is very small. The amplitude of the vibrator is also reduced. This is the same even when the pair of outer beams is used for driving and the pair of inner beams is used for detection, or vice versa.

【0055】これでは従来の2脚の音叉に対してコリオ
リ力入力時の振幅は1/10以下しか得られず、即ち感
度は1/10以下しか得られない。また、駆動用と検出
用の梁部(振動子)を 分離した効果についても、2脚
音叉に対しノイズ低減効果は1/5であり、感度の低下
分と合わせると、従来技術記載の構造ではS/N向上は
十分ではない。また、例えば感度Sが低下するため。外
部Gに対しても感度Sの低下分だけ弱くなり、例えば車
載を考えた場合はセンサの適用は困難となる。
In this case, the amplitude at the time of Coriolis force input can be obtained only 1/10 or less, that is, the sensitivity can be obtained only 1/10 or less with respect to the conventional two-leg tuning fork. In addition, the effect of separating the driving beam and the detecting beam (vibrator) is also 1/5 that of a two-leg tuning fork. S / N improvement is not enough. Further, for example, the sensitivity S decreases. It becomes weaker to the external G by the decrease in the sensitivity S, and it becomes difficult to apply the sensor when, for example, the vehicle is considered.

【0056】感度という問題に対し、振動子の構造につ
いて研究した結果、高感度化を達成するためには検出共
振モードにおける内側一対の梁部の検出方向の振幅XU
と外側一対の梁部の振幅XSの比である上記振幅比XU
/XSが重要であることを解明した。そして、振幅比X
U/XSを小さくしていくと、検出用梁部(検出用振動
子)にも振動エネルギーが分配され、コリオリ力入力時
に検出用梁部の検出方向の振幅が大きくなる、即ち感度
が大きくなり、従来の問題点を解決し、センサのS/N
を向上することができる。
As a result of studying the structure of the vibrator for the problem of sensitivity, in order to achieve higher sensitivity, the amplitude XU of the pair of inner beams in the detection direction in the detection resonance mode was determined.
And the amplitude ratio XU, which is the ratio of the amplitude XS of the pair of outer beams
/ XS is important. And the amplitude ratio X
As U / XS is reduced, vibration energy is also distributed to the detection beam (detection vibrator), and the amplitude of the detection beam in the detection direction increases when Coriolis force is input, that is, the sensitivity increases. , To solve the conventional problems and to improve the S / N of the sensor
Can be improved.

【0057】4脚音叉の機械インピーダンスを低減し、
コリオリ力に対するレスポンスを向上させ感度を向上さ
せるという観点から検討した結果、振幅比XU/XSを
小さくしていくことにより、駆動用音叉(駆動用梁部)
と検出用音叉(検出用梁部)にコリオリ力による振動エ
ネルギーが分散され感度を大きくでき、また、振幅比X
U/XSを小さくしていくと、振動子全体のエネルギー
が大きくなる即ち振動子の機械インピーダンスを低減で
きることがわかった。以上より、振幅比XU/XSを小
さくすることにより、振動子の機械インピーダンスを低
減でき、高感度な振動子が得られることが分かり、高感
度なセンサを得るには振幅比XU/XSを10以下にす
る必要がある。
The mechanical impedance of the four-leg tuning fork is reduced,
As a result of studying from the viewpoint of improving the response to Coriolis force and improving the sensitivity, by reducing the amplitude ratio XU / XS, the driving tuning fork (driving beam portion) was obtained.
The vibration energy due to the Coriolis force is dispersed in the tuning fork (beam for detection) and the detection, and the sensitivity can be increased.
It has been found that as U / XS is reduced, the energy of the entire vibrator increases, that is, the mechanical impedance of the vibrator can be reduced. From the above, it can be seen that by reducing the amplitude ratio XU / XS, the mechanical impedance of the vibrator can be reduced and a high-sensitivity vibrator can be obtained. To obtain a high-sensitivity sensor, the amplitude ratio XU / XS must be 10 It must be:

【0058】次に、具体的に振幅比XU/XSを小さく
する方法として、上記間隔比WS/WUを小さくするこ
とが効果的であることがわかった。振幅比XU/XSを
小さくする(即ち、内側一対の梁部3、4と外側一対の
梁部2、5のx軸方向の振幅を同じにする)には、これ
ら2つの一対の梁部2〜5の回転振動のしやすさを合わ
せる、即ち両者の慣性モーメントを合わせるという考え
に着目し、それぞれの回転の腕の長さを合わせる即ち上
記間隔比WS/WUを小さくすることを検討した。その
結果、高感度な振動子を実現するには、間隔比WS/W
Uを2.5以下にすることが望ましいことを見いだし
た。
Next, it was found that it is effective to reduce the above-mentioned interval ratio WS / WU as a specific method of reducing the amplitude ratio XU / XS. In order to reduce the amplitude ratio XU / XS (that is, to make the amplitude of the pair of inner beams 3, 4 and the pair of outer beams 2, 5 the same in the x-axis direction), these two pairs of beam portions 2 are used. Focusing on the idea of adjusting the easiness of the rotational vibration of 55, that is, adjusting the inertia moment of both, and studying the adjustment of the length of each rotating arm, that is, the reduction of the interval ratio WS / WU. As a result, in order to realize a highly sensitive oscillator, the interval ratio WS / W
It has been found that it is desirable to make U 2.5 or less.

【0059】また、駆動用梁部(内側一対の梁部)3、
4にコリオリ力が入力された時に検出用梁部(外側一対
の梁部)2、5に発生する捩れ回転力即ちトルクを大き
くするため、内側一対の梁部3、4の間隔WUを大きく
することが望ましく、該間隔WUは、図2に示す各梁部
2〜5の幅W1のうちの内側一対の梁部3、4の幅HU
に対し、2.5以上にすることが望ましい。
Further, a driving beam (a pair of inner beams) 3,
In order to increase the torsional rotation force, that is, the torque generated in the detection beam portions (a pair of outer beam portions) 2 and 5 when the Coriolis force is input to 4, an interval WU between the pair of inner beam portions 3 and 4 is increased. Preferably, the interval WU is the width HU of a pair of inner beams 3, 4 of the width W1 of each beam 2-5 shown in FIG.
However, it is desirable to set it to 2.5 or more.

【0060】上記従来技術記載の実施例においては間隔
比WS/WUが2.82であり、トーションビームを有
していないため、慣性モーメントが大きく、振幅比XU
/XSは10.7程度であり、高感度を得ることができ
ない。これに対し、本実施形態では、上記間隔比WS/
WUを1.6とし且つトーションビーム8を有している
ため、振幅比XU/XSは1.6と小さくなり、従来技
術よりも1桁以上大きな感度を得ることができる、即
ち、本実施形態は、振動エネルギーが効率良く検出梁部
に伝達されて利得が得られる構造である。
In the embodiment described in the above prior art, the interval ratio WS / WU is 2.82, and since there is no torsion beam, the moment of inertia is large and the amplitude ratio XU
/ XS is about 10.7, and high sensitivity cannot be obtained. In contrast, in the present embodiment, the interval ratio WS /
Since the WU is set to 1.6 and the torsion beam 8 is provided, the amplitude ratio XU / XS is reduced to 1.6, and a sensitivity that is one order of magnitude higher than that of the related art can be obtained. In this structure, the vibration energy is efficiently transmitted to the detection beam portion to obtain a gain.

【0061】また、本実施形態においては、トーション
ビーム8により振動子1が支持されていることによる効
果は、上記の感度向上効果のみならず、上記検出共振モ
ードを安定して実現させることができるという効果も有
する。トーションビーム以外、例えば振動子の下部をリ
ジッドに固定したり、上記従来技術の実施例の一部にお
いて振動子の板厚方向に円柱型の支持用の穴を設けるこ
とが記載されている。
In the present embodiment, the effect of supporting the vibrator 1 by the torsion beam 8 is not only the effect of improving the sensitivity described above, but also enables the detection resonance mode to be stably realized. It also has an effect. Other than the torsion beam, for example, it is described that a lower portion of the vibrator is fixed to a rigid body, and a part of the above-described prior art example is provided with a cylindrical support hole in a thickness direction of the vibrator.

【0062】しかし、後者の場合、円柱状のピンをこの
穴に接合し、振動子を側面から支持した場合、上記従来
技術に記載されている検出共振モードは発生するが、本
発明にて提案している検出共振モードは発生しないか、
安定して得ることができない。更に追記するならば、上
記従来技術において、振動子の支持方法は明記されてお
らず、振動子の支持方法は、振動子の構造と同レベルな
ほど重要な要素であり、相互が一体となって構成される
べきものである。そして、本実施形態では、振動子の支
持方法と振動子の構造とが一体となった構成を提供する
ものである。
However, in the latter case, when a cylindrical pin is joined to this hole and the vibrator is supported from the side, the detection resonance mode described in the above prior art occurs, but it is proposed in the present invention. Detection resonance mode does not occur,
I cannot get stable. If it is further added, in the above-mentioned conventional technology, the method of supporting the vibrator is not specified, and the method of supporting the vibrator is an important element at the same level as the structure of the vibrator. Should be composed. The present embodiment provides a structure in which the method of supporting the vibrator and the structure of the vibrator are integrated.

【0063】また、本実施形態においては、実質的に振
動子1の中心線上に位置するトーションビーム8により
振動子1が支持されていることも特徴である。このトー
ションビーム8は、連結部6の略中央部位から、z軸方
向において梁部2〜5とは反対側に延びるように位置
し、そのy軸方向の幅は、検出用梁部(外側1対の梁
部)2、5の配列間隔よりも狭いものとしている。
The present embodiment is also characterized in that the vibrator 1 is supported by the torsion beam 8 located substantially on the center line of the vibrator 1. The torsion beam 8 is positioned so as to extend from a substantially central portion of the connecting portion 6 in the z-axis direction on the opposite side to the beam portions 2 to 5, and has a width in the y-axis direction that is equal to the width of the detection beam portion (one outside pair). (The beam portion) is smaller than the arrangement interval of the beams 2 and 5.

【0064】そのため、上述したように角速度入力時に
連結部6がx軸方向へたわむ際に、トーションビーム8
を軸として連結部6がたわむから、このたわみは阻害さ
れない。従って、検出用梁部2、5の検知振動の振幅を
大きくすることができる。更に、本実施形態では、駆動
用梁部2、5と検出用梁部3、4の幅W1を同じとし、
且つ駆動用梁部2、5の長さL1と検出用梁部3、4の
長さL2とを異なるものとしている。そのため、駆動共
振モードにおいて互いの屈曲モードの共振周波数が異な
り、駆動用梁部3、4の駆動振動(例えばfd=643
9Hz)が伝達されたとしても検出用梁部2、5の屈曲
振動(例えばfd0 =4429Hz)は減衰しS/Nを
向上させることができる。
Therefore, as described above, when the connecting portion 6 bends in the x-axis direction when the angular velocity is input, the torsion beam 8
The bending is not hindered because the connecting portion 6 bends around the axis. Therefore, the amplitude of the detection vibration of the detection beam portions 2 and 5 can be increased. Further, in the present embodiment, the widths W1 of the drive beams 2, 5 and the detection beams 3, 4 are set to be the same,
In addition, the length L1 of the driving beams 2 and 5 is different from the length L2 of the detecting beams 3 and 4. Therefore, the resonance frequencies of the bending modes are different from each other in the driving resonance mode, and the driving vibration of the driving beams 3 and 4 (for example, fd = 643)
Even if 9 Hz is transmitted, the bending vibration (for example, fd 0 = 4429 Hz) of the detection beams 2 and 5 is attenuated, and the S / N can be improved.

【0065】また、本実施形態では、駆動振動の共振周
波数(駆動共振周波数)fdと検知振動の共振周波数
(検知共振周波数)fsの比fd/fsを、例えば1.
04となるように振動子1及びトーションビーム8の寸
法を設定している為、駆動共振モードと検出共振モード
の連成を抑制しS/Nを向上させることができる。な
お、本発明者の検討によれば、上記両モードの連成を抑
制するには、比fd/fsが、0.8≦fd/fs≦
0.99又は1.01≦fd/fs≦1.2、の関係に
あることが好ましい。
In the present embodiment, the ratio fd / fs of the resonance frequency of the drive vibration (drive resonance frequency) fd to the resonance frequency of the detection vibration (detection resonance frequency) fs is, for example, 1.
Since the dimensions of the vibrator 1 and the torsion beam 8 are set to be 04, the coupling between the drive resonance mode and the detection resonance mode can be suppressed, and the S / N can be improved. According to the study of the inventor, in order to suppress the coupling between the two modes, the ratio fd / fs is set to 0.8 ≦ fd / fs ≦
It is preferable that the relationship of 0.99 or 1.01 ≦ fd / fs ≦ 1.2 is satisfied.

【0066】また、本実施形態において、トーションビ
ーム8を梁部2〜5と反対方向に配置する構成とするこ
とにより振動子1とトーションビーム8を別体で形成し
接合しやすくなるため、構造的に最も弱いトーションビ
ームを金属で形成することができ、耐衝撃性を向上する
ことが出来る。なお、本実施形態において、他の圧電材
料、例えばZカット水晶をエッチングしたり、ニオブ酸
リチウムやランガサイトをダイシングしたりすることよ
り、振動子1を形成してもよい。また、半導体を用いた
振動子についても適用できるものである。
Further, in the present embodiment, by arranging the torsion beam 8 in the direction opposite to the beam portions 2 to 5, the vibrator 1 and the torsion beam 8 can be formed separately and easily joined to each other. The weakest torsion beam can be formed of metal, and the impact resistance can be improved. In this embodiment, the vibrator 1 may be formed by etching another piezoelectric material, for example, Z-cut quartz, or dicing lithium niobate or langasite. Further, the present invention can be applied to a vibrator using a semiconductor.

【0067】また、本実施形態において、振動子1をト
ーションビーム8を介して支持しなくても、振動子1の
底部すなわち連結部6をクランプして支持するものとし
ても、従来より高いS/Nが得られる。また、20をモ
ニタ電極とし、21を駆動電極としてもよい。その場合
には制御回路A10との結線を適宜変えることは勿論で
ある。
In the present embodiment, even if the vibrator 1 is not supported via the torsion beam 8 and the bottom of the vibrator 1, that is, the connecting portion 6 is supported by clamping, the S / N is higher than the conventional one. Is obtained. Further, 20 may be used as a monitor electrode and 21 may be used as a drive electrode. In that case, it is needless to say that the connection to the control circuit A10 is appropriately changed.

【0068】なお、振動子1の厚さの限定は記述してい
ないが、体格上の制約や駆動周波数、そして製造上から
考えた常識から梁部の幅(W1)は0.01〜5mmを
前提に考えており、fsとfdとの関係から、厚さは、
その半分から2倍即ち0.005〜10mmを前提に考
えている。 (第2実施形態)上記第1実施形態では、検出共振モー
ドとして、第1の検出共振モード、すなわち隣接する梁
部2〜5同士がx軸方向において互いに逆方向へ振動す
るモードを用いたが、本実施形態は、検出共振モード
を、図6(b)に示す第2の検出共振モードとした点が
上記第1実施形態と異なる。
Although the thickness of the vibrator 1 is not limited, the width (W1) of the beam is 0.01 to 5 mm based on physical limitations, driving frequency, and common sense from the viewpoint of manufacturing. Based on the premise, from the relationship between fs and fd, the thickness is
It is assumed that half to twice, that is, 0.005 to 10 mm. (Second Embodiment) In the first embodiment, as the detection resonance mode, the first detection resonance mode, that is, the mode in which the adjacent beams 2 to 5 vibrate in opposite directions in the x-axis direction is used. The present embodiment is different from the first embodiment in that the detection resonance mode is the second detection resonance mode shown in FIG.

【0069】本実施形態の第2の検出共振モードでは、
内側一対の梁部(駆動用梁部)3、4が互いに逆相振動
し、外側一対の梁部(検出用梁部)2、5が互いに逆相
振動しつつ、4本の梁部のうちz軸の片側の2本の梁部
2、3と他側の2本の梁部4、5とがx軸方向において
互いに逆方向へ振動する。この第2の検出共振モードを
実現するには、上記振動子1において、上記第1実施形
態よりも、各梁部2〜5の幅W1(図2参照)を小さく
すればよい。また、本実施形態においては、振動子1等
の寸法は、内側の一対の梁部3、4の振幅XUと外側の
一対の梁部2、5の振幅XSとの比XS/XUが10以
下とすること、及び上記第1実施形態にて述べた制約条
件、を満足するように設定されている。
In the second detection resonance mode of the present embodiment,
The inner pair of beams (driving beams) 3 and 4 vibrate in opposite phases to each other, and the outer pair of beams (detection beams) 2 and 5 vibrate in opposite phases to each other. The two beam portions 2, 3 on one side of the z-axis and the two beam portions 4, 5 on the other side vibrate in opposite directions in the x-axis direction. In order to realize the second detection resonance mode, the width W1 (see FIG. 2) of each of the beam portions 2 to 5 in the vibrator 1 may be smaller than that in the first embodiment. In this embodiment, the dimension of the vibrator 1 and the like is such that the ratio XS / XU between the amplitude XU of the pair of inner beams 3 and 4 and the amplitude XS of the pair of outer beams 2 and 5 is 10 or less. And the constraints described in the first embodiment are set.

【0070】この第2の検出共振モードは、第1の検出
共振モードに対し、同じ大きさの振動子でも低い共振周
波数を有するため、振動子の低周波数化が可能である。
そのため、低周波振動が要求される検出回路(制御回路
の検出系A12)構成やセンサの応答性等に応じて使用
することが出来る。 (第3実施形態)本実施形態は、上記第1及び第2実施
形態と比べて、主として、上記支持部7の代わりに、振
動子と一体成形された2本のトーションビームで振動子
1が支持されてた構造であることが異なる。本実施形態
の基本構成を図7に示す。図7は本実施形態の角速度セ
ンサの斜視図である。なお、以下、主として上記第1及
び第2実施形態と異なる点について述べ、同一部分には
図中同符号を付して説明を省略する。
In the second detection resonance mode, since the vibrator having the same size has a lower resonance frequency than the first detection resonance mode, the frequency of the vibrator can be reduced.
Therefore, it can be used in accordance with the configuration of the detection circuit (detection system A12 of the control circuit) requiring low-frequency vibration, the response of the sensor, and the like. (Third Embodiment) In the present embodiment, as compared with the first and second embodiments, the vibrator 1 is supported mainly by two torsion beams integrally formed with the vibrator instead of the support portion 7. It is different in the structure that was done. FIG. 7 shows the basic configuration of the present embodiment. FIG. 7 is a perspective view of the angular velocity sensor of the present embodiment. Hereinafter, points different from the first and second embodiments will be mainly described, and the same portions will be denoted by the same reference numerals in the drawings and description thereof will be omitted.

【0071】本実施形態の振動子1も上記第1実施形態
と同様の構成であり、略平行に配列された4本の四角柱
状の梁部2、3、4、5を有し、内側一対の梁部3、4
が駆動用梁部、外側一対の梁部2、5が検出用梁部とし
て構成されている。各梁部2〜5は、片端部を共通の連
結部6にて固定支持されており、振動子1は櫛形音叉形
状を成している。ここで、振動子1とxyz直交座標系
の各軸との関係は、上記第1実施形態と同様である。
The vibrator 1 of the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and has four quadrangular prism-shaped beams 2, 3, 4, and 5 arranged substantially in parallel. Beams 3, 4
Are configured as driving beams, and a pair of outer beams 2 and 5 are configured as detection beams. One end of each of the beam portions 2 to 5 is fixedly supported by a common connecting portion 6, and the vibrator 1 has a comb-shaped tuning fork shape. Here, the relationship between the vibrator 1 and each axis of the xyz rectangular coordinate system is the same as in the first embodiment.

【0072】図7に示す様に、本実施形態では2本のト
ーションビーム50、51がある。第1トーションビー
ム50は、連結部6の略中央部位(すなわち内側の1対
の梁部3、4の支持部位の間の略中央部位)から、z軸
方向において梁部2〜5とは反対側に延びるように位置
する。第2トーションビーム51は、連結部6の略中央
部位から、z軸方向において梁部2〜5と同一方向に延
びるように位置する。そして、両トーションビーム5
0、51は振動子1の中心線(すなわちz軸)上に位置
する。
As shown in FIG. 7, there are two torsion beams 50 and 51 in this embodiment. The first torsion beam 50 is located on the opposite side of the beam portions 2 to 5 in the z-axis direction from a substantially central portion of the connecting portion 6 (that is, a substantially central portion between the support portions of the pair of inner beams 3 and 4). Located to extend. The second torsion beam 51 is positioned so as to extend from a substantially central portion of the connecting portion 6 in the same direction as the beams 2 to 5 in the z-axis direction. And both torsion beams 5
0 and 51 are located on the center line of the vibrator 1 (that is, the z-axis).

【0073】また、両トーションビーム50、51のう
ち連結部6とは反対側の端部は、それぞれ、後述するフ
レーム52に接続される接続部50a、51aとして構
成される。両トーションビーム50、51のうち接続部
50a、51a以外の部分は、上記第1実施形態と同じ
く、y軸方向の幅が内側の1対の梁部3、4の配列間隔
よりも狭いものとしている。
The ends of the torsion beams 50 and 51 on the side opposite to the connecting portion 6 are respectively formed as connecting portions 50a and 51a connected to a frame 52 described later. The portions of the two torsion beams 50 and 51 other than the connection portions 50a and 51a have a width in the y-axis direction smaller than the arrangement interval of the pair of inner beams 3 and 4 as in the first embodiment. .

【0074】本実施形態の振動子1も第1実施形態同
様、圧電体から構成されるが、振動子1及び両トーショ
ンビーム50、51を一体成形するため、例えばxカッ
トの水晶のような圧電体をダイシングすることにより一
体形成することが好ましい。なお、水晶の軸はxyz直
交座標系とは無関係であり、所望の方向とする。そし
て、振動子1及び両トーションビーム50、51は、ガ
ラス製のフレーム52に対して、化学的な結合により結
合されており振動子1は自由に振動出来るように浮遊し
た状態としている。
The vibrator 1 of this embodiment is also composed of a piezoelectric material, as in the first embodiment. However, since the vibrator 1 and both torsion beams 50 and 51 are integrally formed, for example, a piezoelectric material such as an x-cut quartz crystal is used. Is preferably formed integrally by dicing. Note that the axis of the crystal is irrelevant to the xyz rectangular coordinate system, and is set to a desired direction. The vibrator 1 and the torsion beams 50 and 51 are coupled to the glass frame 52 by chemical bonding, and the vibrator 1 is in a floating state so as to be able to vibrate freely.

【0075】本実施形態においても、検出共振モードと
して上記第1及び第2の検出共振モードが使用可能であ
るが、上記第1及び第2実施形態と同様にして、用いる
検出共振モードに応じた振動子1及び両トーションビー
ム50、51の寸法を設定することができることは勿論
である。以下、第2の検出共振モードを用いるものとし
て説明する。
In the present embodiment, the first and second detection resonance modes can be used as the detection resonance mode. However, similar to the first and second embodiments, the first and second detection resonance modes correspond to the detection resonance modes to be used. Needless to say, the dimensions of the vibrator 1 and the torsion beams 50 and 51 can be set. Hereinafter, description will be made assuming that the second detection resonance mode is used.

【0076】次に、振動子1上の電極構成について説明
する。振動子1におけるX1、X2、Y1、Y2面は上
記第1実施形態と同様であり、図8において(a)はX
1面、(b)はX2面、(c)はY1面、(d)はY2
面の電極構成を示す。以下、図8を参照して説明する。
60及び61は駆動電極(駆動手段)であり、X1面に
おいて、それぞれ、梁部3の外周側部位及び梁部4の外
周側部位に形成されている。62はモニタ電極(モニタ
手段)であり、X1面において梁部4の内周側部位に形
成されている。
Next, the configuration of the electrodes on the vibrator 1 will be described. The X1, X2, Y1, and Y2 planes of the vibrator 1 are the same as those in the first embodiment, and FIG.
1 plane, (b) X2 plane, (c) Y1 plane, (d) Y2 plane
2 shows an electrode configuration of a surface. Hereinafter, description will be made with reference to FIG.
Reference numerals 60 and 61 denote driving electrodes (driving means), which are formed on the outer peripheral portion of the beam portion 3 and the outer peripheral portion of the beam portion 4 on the X1 plane, respectively. Reference numeral 62 denotes a monitor electrode (monitor means), which is formed on the inner peripheral side of the beam portion 4 on the X1 plane.

【0077】63及び64は、角速度検出用の角速度検
出電極(角速度検出手段)である。角速度検出電極63
は、Y1面において梁部5の略全域に渡って形成されて
おり、角速度検出電極64は、Y2面において梁部2の
略全域に渡って形成されている。そして、X1面におい
て、両駆動電極60、61は、連結部6に形成された引
出し電極65と連結部6及びトーションビーム51に形
成された引出し電極66とによって、接続部51aに形
成されたパット電極67に電気的に接続されている。ま
た、X1面において、モニタ電極62は、連結部6から
トーションビーム51に渡って形成された引出し電極6
8によって、接続部51aに形成されたパット電極69
に電気的に接続されている。
Reference numerals 63 and 64 denote angular velocity detecting electrodes (angular velocity detecting means) for detecting angular velocity. Angular velocity detection electrode 63
Are formed over substantially the entire area of the beam section 5 on the Y1 plane, and the angular velocity detection electrodes 64 are formed over substantially the entire area of the beam section 2 on the Y2 plane. On the X1 plane, both drive electrodes 60 and 61 are formed by a lead electrode 65 formed on the connection part 6 and a lead electrode 66 formed on the connection part 6 and the torsion beam 51 by a pad electrode formed on the connection part 51a. 67 is electrically connected. In the X1 plane, the monitor electrode 62 is connected to the extraction electrode 6 formed from the connection portion 6 to the torsion beam 51.
8, the pad electrode 69 formed on the connection portion 51a
Is electrically connected to

【0078】そして、角速度検出電極63は、Y1面に
形成された引出し電極70及びX1面において連結部6
及びトーションビーム50に形成された引出し電極71
を介して、接続部50aに形成されたパット電極72と
電気的に接続されている。一方、角速度検出電極64
は、Y2面に形成された引出し電極73及びX1面にお
いて連結部6及びトーションビーム50に形成された引
出し電極74を介して、接続部50aに形成されたパッ
ト電極75と電気的に接続されている。
The angular velocity detecting electrode 63 is connected to the extraction electrode 70 formed on the Y1 plane and the connecting portion 6 on the X1 plane.
And extraction electrode 71 formed on torsion beam 50
Is electrically connected to the pad electrode 72 formed on the connection portion 50a through the connection. On the other hand, the angular velocity detecting electrode 64
Is electrically connected to the pad electrode 75 formed on the connection portion 50a via the extraction electrode 73 formed on the Y2 surface and the extraction electrode 74 formed on the torsion beam 50 on the X1 surface. .

【0079】76、77及び78は、上記駆動、モニ
タ、及び角速度検出電極60〜64の基準電位となる共
通電極である。共通電極76はX1面において梁部2の
略全域から連結部6を通り梁部5の略全域に渡って連続
して形成されており、共通電極77はX2面において梁
部2〜5の略全域及び連結部6に渡って連続して形成さ
れている。また、共通電極78はX1面において梁部3
の内周側に形成され、梁部3において梁部4と対向する
面に形成された短絡用電極78a(図7参照)によって
共通電極77と導通している。
Reference numerals 76, 77, and 78 are common electrodes serving as reference potentials for the drive, monitor, and angular velocity detection electrodes 60 to 64. The common electrode 76 is formed continuously from substantially the entire area of the beam section 2 on the X1 plane to substantially the entire area of the beam section 5 through the connecting section 6, and the common electrode 77 is formed substantially on the X2 plane. It is formed continuously over the entire area and the connecting portion 6. In addition, the common electrode 78 is connected to the beam 3 on the X1 plane.
And is electrically connected to the common electrode 77 by a short-circuit electrode 78 a (see FIG. 7) formed on the surface of the beam 3 facing the beam 4 in the beam 3.

【0080】各共通電極76〜78は、Y1面に形成さ
れた引出し電極79を介して導通しており、共通電極7
6は、X1面において連結部6に形成された引出し電極
80を介して、接続部50aに形成されたパット電極8
1に電気的に接続されている。従って、パット電極67
は駆動電極60、61と、パット電極69はモニタ電極
62と、パット電極72は角速度検出電極63と、パッ
ト電極75は角速度検出電極64と、パット電極81は
共通電極76〜78と、それぞれ導通する形となる。こ
れらパット電極は、後述の制御回路(制御手段)B10
とワイヤボンディングによって結線される部分である。
なお、上記各電極60〜81は、Cr、Au等の蒸着等
によって形成している。
Each of the common electrodes 76 to 78 is conductive through an extraction electrode 79 formed on the Y1 plane.
6 is a pad electrode 8 formed on the connecting portion 50a via an extraction electrode 80 formed on the connecting portion 6 on the X1 plane.
1 electrically. Therefore, the pad electrode 67
, The pad electrode 69 is connected to the monitor electrode 62, the pad electrode 72 is connected to the angular velocity detection electrode 63, the pad electrode 75 is connected to the angular velocity detection electrode 64, and the pad electrode 81 is connected to the common electrodes 76 to 78. It will be in the form. These pad electrodes are connected to a control circuit (control means) B10 described later.
This is the part connected by wire bonding.
The electrodes 60 to 81 are formed by vapor deposition of Cr, Au, or the like.

【0081】次に、本実施形態の角速度センサに備えら
れた上記制御回路B10について、図9に示すブロック
図を参照して述べる。制御回路B10は大きくは、駆動
用梁部3、4を自励発振(自励振動)によって駆動振動
させる駆動系B11と、検出用梁部2、5の検知振動を
検知して角速度検出を行う検出系B12とに分かれる。
振動子1はパット電極81よりワイヤボンディング等で
回路に接続され基準電位に設置されている。
Next, the control circuit B10 provided in the angular velocity sensor according to the present embodiment will be described with reference to the block diagram shown in FIG. The control circuit B10 performs an angular velocity detection by detecting a drive system B11 that drives and vibrates the drive beams 3 and 4 by self-excited oscillation (self-excited vibration) and a detection vibration of the detection beams 2 and 5. It is divided into a detection system B12.
The vibrator 1 is connected to the circuit from the pad electrode 81 by wire bonding or the like and is set at a reference potential.

【0082】駆動系B11は、上記駆動系A11と同様
の構成であり、チャージアンプ100とAGC回路10
1とから構成される。ここで、チャージアンプ100に
はモニタ電極62の出力がパット電極69から入力さ
れ、フィードバック信号によってAGC回路101から
はパット電極67を通して駆動電極60、61に一定電
圧が印加される。
The drive system B11 has the same configuration as the drive system A11, and includes a charge amplifier 100 and an AGC circuit 10.
And 1. Here, the output of the monitor electrode 62 is input to the charge amplifier 100 from the pad electrode 69, and a constant voltage is applied to the drive electrodes 60 and 61 from the AGC circuit 101 through the pad electrode 67 by a feedback signal.

【0083】検出系B12は、パット電極72、75を
介して角速度検出電極63、64からの出力(電流)を
電圧に変換する電流−電圧変換回路202a、202b
と、電流−電圧変換回路202a、202bからの出力
を減算処理する差動回路203と、差動回路203以降
に設けられた同期検波回路103と、LPF104と、
移相回路105とから構成されている。すなわち、上記
検出系A12に比べて、電流−電圧変換回路が2つある
こと、及び差動回路203を有することが異なる。
The detection system B12 includes current-voltage conversion circuits 202a and 202b for converting outputs (currents) from the angular velocity detection electrodes 63 and 64 via the pad electrodes 72 and 75 into voltages.
A differential circuit 203 for subtracting outputs from the current-voltage conversion circuits 202a and 202b, a synchronous detection circuit 103 provided after the differential circuit 203, an LPF 104,
And a phase shift circuit 105. That is, as compared with the detection system A12, the difference is that there are two current-voltage conversion circuits and that the detection system A12 has the differential circuit 203.

【0084】そして、電流−電圧変換回路202a、2
02bからの出力は差動回路203で減算処理され、そ
して、上記第1実施形態と同様に、同期検波回路103
にて上記移相回路105で移相されたフィードバック信
号に基づき同期検波された後、LPF104にて、平滑
化されて直流電圧に変換されて角速度信号として出力さ
れるようになっている。
Then, the current-voltage conversion circuits 202a,
02b is subtracted by a differential circuit 203, and, as in the first embodiment, the synchronous detection circuit 103
After the synchronous detection based on the feedback signal phase-shifted by the phase shift circuit 105, the LPF 104 smoothes the converted signal into a DC voltage and outputs it as an angular velocity signal.

【0085】次に、本実施形態の作動について説明す
る。まず、X1面、X2面に形成された駆動電極60、
61と共通電極77との間に交流電圧を印加することに
より、上記第1実施形態と同様に、駆動用梁部3、4
が、図5に示す様に、駆動共振モードにて共振する。こ
の駆動共振モードにおける振幅をモニタ電極62からの
出力を、上記第1実施形態と同様にモニタして、自励発
振を行い、駆動用梁部3、4を駆動振動させる。
Next, the operation of the present embodiment will be described. First, the drive electrodes 60 formed on the X1 plane and the X2 plane,
By applying an AC voltage between the common beam 61 and the common electrode 77, the driving beams 3, 4
However, as shown in FIG. 5, resonance occurs in the drive resonance mode. The amplitude in the drive resonance mode is monitored by monitoring the output from the monitor electrode 62 in the same manner as in the first embodiment, and self-oscillation is performed to drive and vibrate the drive beams 3 and 4.

【0086】本実施形態においても、駆動共振モード
(駆動振動)の共振周波数と、検出用梁部2、5がy軸
方向に屈曲振動するモードの共振周波数とを異ならせる
ように、駆動用梁部3、4の長さL1と検出用梁部2、
5の長さL2とを異ならせて設定している為、z軸回り
の角速度入力が0ならば、検出用梁部2、5は、ほとん
どy軸方向に振動せず、角速度検出電極63、64から
の出力即ちノイズNは極めて小さい。従って、駆動共振
モードにおいては、実質的には駆動用梁部3、4の駆動
振動だけが行われている状態となる。
Also in the present embodiment, the driving beam is driven so that the resonance frequency in the driving resonance mode (driving vibration) and the resonance frequency in the mode in which the detecting beam portions 2 and 5 bend and vibrate in the y-axis direction are different from each other. The length L1 of the parts 3 and 4 and the detection beam part 2,
Since the length L2 is set to be different from the length L2, if the angular velocity input about the z-axis is 0, the detection beams 2, 5 hardly vibrate in the y-axis direction, and the angular velocity detection electrode 63, The output from 64, the noise N, is very small. Therefore, in the drive resonance mode, substantially only the drive vibration of the drive beams 3, 4 is performed.

【0087】そして、駆動振動中に、振動子1にz軸回
りの角速度が入力された場合、上記第1実施形態と同様
に、振動している駆動用梁部3、4に発生するコリオリ
力によって連結部6のx軸方向へのたわみが生じ、検出
用梁部2、5のx軸方向への逆相の振動(検知振動)が
連成され、図6(b)に示す第2の検出共振モードが発
生する。
When an angular velocity about the z-axis is input to the vibrator 1 during the driving vibration, the Coriolis force generated in the vibrating driving beams 3 and 4 is generated as in the first embodiment. As a result, bending of the connecting portion 6 in the x-axis direction occurs, and opposite-phase vibrations (detection vibrations) of the detection beam portions 2 and 5 in the x-axis direction are coupled, and the second beam shown in FIG. A detection resonance mode occurs.

【0088】この検知振動により、角速度検出電極6
3、64からはx軸方向への振幅、すなわち角速度に比
例した電流が発生する。その電流は、パット電極72、
75を介し、電流−電圧変換回路202a、202bに
て電圧に変換される。本実施形態の場合、角速度検出電
極63、64からの出力が逆相に発生するようになって
いるため、差動回路203にて減算処理を行い、移相回
路105からのフィードバック信号(モニタ信号)を基
準に同期検波回路103にて検波処理を行い、LPF1
04を通して平滑化された信号を最終出力とする。この
最終出力は角速度に比例したDC出力(角速度信号)を
発生する。
The detected vibration causes the angular velocity detecting electrode 6
A current proportional to the amplitude in the x-axis direction, that is, the angular velocity is generated from 3, 64. The current is applied to the pad electrode 72,
The voltage is converted to a voltage by the current-voltage conversion circuits 202a and 202b via the switch 75. In the case of the present embodiment, since the outputs from the angular velocity detection electrodes 63 and 64 are generated in opposite phases, a subtraction process is performed in the differential circuit 203 and a feedback signal (monitor signal) from the phase shift circuit 105 is output. ) Is detected by the synchronous detection circuit 103, and the LPF 1
The signal smoothed through the signal 04 is the final output. This final output produces a DC output (angular velocity signal) proportional to the angular velocity.

【0089】ところで、本実施形態では、第2の検出共
振モードを用いているため、駆動用梁部3、4の振幅X
Uと検出用梁部2、5の振幅XSとの振幅比XS/XU
を10以下とするように、上記梁部の間隔比WS/WU
等、振動子1及びトーションビーム50、51の寸法を
設定している。また、本実施形態においても、実質的に
振動子1の中心線上に位置するトーションビーム50、
51によって、角速度入力時の連結部6のたわみを阻害
することの無い振動子1の支持が実現でき、検出用梁部
2、5の検知振動の振幅を大きくすることができる。従
って、本実施形態でも、高S/Nを実現できる。
By the way, in the present embodiment, since the second detection resonance mode is used, the amplitude X
The amplitude ratio XS / XU between U and the amplitude XS of the detection beam portions 2 and 5
Is set to 10 or less, and the interval ratio WS / WU of the beam portions is set to be 10 or less.
The dimensions of the vibrator 1 and the torsion beams 50 and 51 are set. Also in the present embodiment, the torsion beam 50 substantially located on the center line of the vibrator 1
The support 51 allows the vibrator 1 to be supported without obstructing the bending of the connecting portion 6 when the angular velocity is input, and the amplitude of the detection vibration of the detection beam portions 2 and 5 can be increased. Therefore, also in this embodiment, a high S / N can be realized.

【0090】さらに、本実施形態は、振動子1を両持ち
のトーションビーム50、51により支持しているため
片持ち支持に比べて耐衝撃性に優れていること、2つの
トーションビーム50、51に駆動系B11と検出系B
12の配線を分離出来るため耐電気ノイズに優れている
こと、及び、圧電体にて一体形成しているため安価であ
ることという特長を有する。
Further, in the present embodiment, since the vibrator 1 is supported by the torsion beams 50, 51 having both ends, the vibrator 1 is superior in impact resistance as compared with the cantilever support, and is driven by the two torsion beams 50, 51. System B11 and detection system B
Twelve wires can be separated, so that they have excellent electric noise resistance, and they are inexpensive because they are integrally formed of a piezoelectric body.

【0091】また、本実施形態においても、駆動共振モ
ードと検出共振モードの連成を抑制するように、振動子
1及びトーションビーム50、51の寸法は設定されて
いる。なお、本実施形態において、第1の検出共振モー
ドを用いる場合は、上記第2実施形態とは逆に各梁部2
〜5の幅W1(図2参照)を大きくするとともに、上記
第1実施形態と同様に、比XU/XSが10以下となる
ように寸法設定すればよい。
Also in this embodiment, the dimensions of the vibrator 1 and the torsion beams 50 and 51 are set so as to suppress the coupling between the driving resonance mode and the detection resonance mode. Note that, in the present embodiment, when the first detection resonance mode is used, each beam portion 2 is opposite to the above-described second embodiment.
The widths W1 to 5 (see FIG. 2) may be increased, and the dimensions may be set so that the ratio XU / XS is 10 or less, as in the first embodiment.

【0092】(第4実施形態)本実施形態の構成を図1
0に示す。本実施形態では、連結部6からz軸方向にお
いて4本の梁部2〜5の同一方向に延びるように、振動
子1と一体形成された1本のトーションビーム90で、
振動子1を支持することが特徴である。このトーション
ビーム90も、その中心軸(長軸)はz軸とほぼ一致
し、実質的に振動子1の中心線上に位置する。トーショ
ンビーム90のうち連結部6とは反対側の端部は、上記
第1〜第3実施形態に記載のような基板もしくはフレー
ム等に接続される接続部90aとして構成されている。
そして、接続部90a以外の部分において、y軸方向の
幅は内側の1対の梁部3、4の配列間隔よりも狭いもの
としている。
(Fourth Embodiment) FIG.
0 is shown. In the present embodiment, one torsion beam 90 integrally formed with the vibrator 1 extends from the connecting portion 6 in the same direction as the four beam portions 2 to 5 in the z-axis direction.
It is characterized by supporting the vibrator 1. The center axis (long axis) of the torsion beam 90 also substantially coincides with the z-axis, and is located substantially on the center line of the vibrator 1. The end of the torsion beam 90 on the side opposite to the connecting portion 6 is configured as a connecting portion 90a connected to the substrate or the frame as described in the first to third embodiments.
Then, in the portion other than the connection portion 90a, the width in the y-axis direction is smaller than the arrangement interval of the pair of inner beam portions 3 and 4.

【0093】振動子1は、上記と同じく圧電体から構成
され、梁部2〜5及び連結部6を備える櫛形音叉形状を
成す。また、トーションビーム90は、振動子1と同じ
圧電体(例えば水晶等)から一体成形されている。振動
子1上の電極構成は、基本的には、上記第3実施形態と
同様であるが、第3実施形態と比べて、梁部2〜5と反
対側のトーションビームが無いため、パット電極72、
75及び81は、連結部6に形成され、引出し電極7
1、74及び80は連結部6にのみ形成されている。
The vibrator 1 is made of a piezoelectric material as described above, and has a comb-shaped tuning fork shape having beams 2 to 5 and a connecting portion 6. Further, the torsion beam 90 is integrally formed from the same piezoelectric material (for example, quartz) as the vibrator 1. The electrode configuration on the vibrator 1 is basically the same as that in the third embodiment, but since there is no torsion beam on the side opposite to the beam portions 2 to 5 as compared with the third embodiment, the pad electrode 72 ,
Reference numerals 75 and 81 are formed in the connecting portion 6, and the extraction electrodes 7
1, 74 and 80 are formed only in the connecting portion 6.

【0094】本実施形態においても、検出共振モードに
応じて上記各実施形態と同様に、S/N向上可能なよう
に寸法を設定し、又トーションビーム90の効果も実現
できる。更に、本実施形態では、トーションビーム90
を振動子1の重心位置で支持することができ、外部振動
に対し優れるという特長を有する。また、梁部2〜5と
反対側にトーションビームを有さず、スペース効率の高
い構成なため、トーションビームを長くとることが可能
であり、比XU/XSもしくはXS/XUを小さくする
ことが出来る、即ち感度Sを大きくすることが出来ると
いう特長を有する。
In this embodiment, as in the above-described embodiments, the dimensions are set so that the S / N ratio can be improved, and the effect of the torsion beam 90 can also be realized. Further, in the present embodiment, the torsion beam 90
Can be supported at the position of the center of gravity of the vibrator 1, and is excellent in external vibration. Further, since there is no torsion beam on the side opposite to the beam portions 2 to 5 and the configuration is high in space efficiency, the torsion beam can be lengthened, and the ratio XU / XS or XS / XU can be reduced. That is, there is a feature that the sensitivity S can be increased.

【0095】(他の実施形態)なお、上記各実施形態に
おいては内側一対の梁部3、4を駆動用梁部とし、外側
一対の梁部2、5を検出用梁部としたが、逆に、内側一
対の梁部3、4を検出用梁部とし、外側一対の梁部2、
5を駆動用梁部としても、同様の効果が得られる。
(Other Embodiments) In the above embodiments, a pair of inner beams 3 and 4 are used as driving beams, and a pair of outer beams 2 and 5 are used as detecting beams. The pair of inner beams 3 and 4 is used as a detection beam, and the pair of outer beams 2 and
The same effect can be obtained by using 5 as a driving beam.

【0096】また、振動子1の形状は図11に示す様な
ものであってもよい。図11においては、内側一対の梁
部3、4の間において、連結部6から各梁部2〜5と同
方向に延び且つ振動しない部分である非振動部M1が形
成されたものである。この非振動部M1を形成すること
により、振動子1の成形が簡単になる。
The shape of the vibrator 1 may be as shown in FIG. In FIG. 11, a non-vibration part M1 which is a part that does not vibrate and extends in the same direction as each of the beam parts 2 to 5 from the connecting part 6 is formed between the pair of inner side beam parts 3 and 4. By forming the non-vibrating portion M1, the forming of the vibrator 1 is simplified.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係る角速度センサの構
成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an angular velocity sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の振動子及び支持部の各寸法を示す説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing respective dimensions of a vibrator and a support unit of FIG. 1;

【図3】図1の振動子上の電極構成を示す展開図であ
る。
FIG. 3 is a developed view showing an electrode configuration on the vibrator of FIG.

【図4】上記第1実施形態における制御回路のブロック
図である。
FIG. 4 is a block diagram of a control circuit according to the first embodiment.

【図5】本発明の駆動共振モードを示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a drive resonance mode of the present invention.

【図6】本発明の検出共振モードを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a detection resonance mode of the present invention.

【図7】本発明の第3実施形態に係る角速度センサの構
成を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view illustrating a configuration of an angular velocity sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図8】図7の振動子上の電極構成を示す展開図であ
る。
FIG. 8 is a developed view showing an electrode configuration on the vibrator of FIG. 7;

【図9】上記第3実施形態における制御回路のブロック
図である。
FIG. 9 is a block diagram of a control circuit according to the third embodiment.

【図10】本発明の第4実施形態に係る角速度センサの
構成を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view illustrating a configuration of an angular velocity sensor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の他の実施形態を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…振動子、2、5…駆動用梁部、3、4…検出用梁
部、6…連結部、8、90…トーションビーム、20、
60、61…駆動電極、21…モニタ電極、25、2
6、27、63、64…角速度検出電極、50…第1ト
ーションビーム、51…第2トーションビーム。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... vibrator, 2, 5 ... drive beam part, 3, 4 ... detection beam part, 6 ... connection part, 8, 90 ... torsion beam, 20,
60, 61: drive electrode, 21: monitor electrode, 25, 2
6, 27, 63, 64: angular velocity detection electrode; 50, first torsion beam; 51, second torsion beam.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 xyz直交座標系において、z軸の両側
に2本ずつy軸方向に平行に配列された少なくとも4本
の梁部(2〜5)と、y軸方向に延びるとともに前記4
本の梁部(2〜5)の片端部を連結支持する連結部
(6)とを有する櫛形音叉状に形成された振動子(1)
を備え、 前記4本の梁部において内側の1対(3、4)及び外側
の1対(2、5)のうちどちらか一方の1対を駆動用梁
部(3、4)、他方の1対を検出用梁部(2、5)と
し、 前記駆動用梁部には、前記駆動用梁部をy軸方向へ互い
に逆相に励振して駆動振動させるための駆動手段(2
0、60、61)が設けられ、 前記検出用梁部には、z軸回りの角速度入力時に発生す
る前記検出用梁部のx軸方向への互いに逆相な振動を検
知振動として検知して前記角速度を検出するための角速
度検出手段(25〜27、63、64)が設けられてい
る角速度センサであって、 前記角速度入力時には、前記梁部(2〜5)のうち隣接
する梁部同士がx軸方向において互いに逆方向へ振動
し、且つこのx軸方向への振動において前記内側の一対
の梁部の振幅XUと前記外側の一対の梁部の振幅XSと
の比XU/XSが、10以下となるように前記振動子の
寸法が設定されていることを特徴とする角速度センサ。
1. In an xyz rectangular coordinate system, at least four beam portions (2 to 5) arranged in parallel in the y-axis direction two on each side of the z-axis;
A vibrator (1) formed in a comb-shaped tuning fork shape having a connecting portion (6) for connecting and supporting one end of the beam portions (2 to 5).
In the four beam portions, one of the inner pair (3, 4) and the outer pair (2, 5) is used as one of the driving beam portions (3, 4), and One pair is a detection beam portion (2, 5), and the driving beam portion has a driving means (2) for driving and oscillating the driving beam portion in the y-axis direction in an opposite phase to each other.
0, 60, 61) are provided. The detection beam portion detects, as detection vibration, mutually opposite vibrations in the x-axis direction of the detection beam portion that occur when an angular velocity about the z-axis is input. An angular velocity sensor provided with angular velocity detecting means (25 to 27, 63, 64) for detecting the angular velocity, wherein when the angular velocity is input, adjacent beam parts of the beam parts (2 to 5) Vibrate in opposite directions in the x-axis direction, and in the vibration in the x-axis direction, the ratio XU / XS between the amplitude XU of the pair of inner beams and the amplitude XS of the pair of outer beams is The angular velocity sensor, wherein the size of the vibrator is set to be 10 or less.
【請求項2】 xyz直交座標系において、z軸の両側
に2本ずつy軸方向に平行に配列された少なくとも4本
の梁部(2〜5)と、y軸方向に延びるとともに前記4
本の梁部(2〜5)の片端部を連結支持する連結部
(6)とを有する櫛形音叉状に形成された振動子(1)
を備え、 前記4本の梁部において内側の1対(3、4)及び外側
の1対(2、5)のうちどちらか一方の1対を駆動用梁
部(3、4)、他方の1対を検出用梁部(2、5)と
し、 前記駆動用梁部には、前記駆動用梁部をy軸方向へ互い
に逆相に励振して駆動振動させるための駆動手段(2
0、60、61)が設けられ、 前記検出用梁部には、z軸回りの角速度入力時に発生す
る前記検出用梁部のx軸方向への互いに逆相な振動を検
知振動として検知して前記角速度を検出するための角速
度検出手段(25〜27、63、64)が設けられてい
る角速度センサであって、 前記角速度入力時には、前記4本の梁部のうちz軸の片
側の2本(2、3)と他側の2本(4、5)とがx軸方
向において互いに逆方向へ振動し、 且つこのx軸方向への振動において前記内側の一対の梁
部の振幅XUと前記外側の一対の梁部の振幅XSとの比
XS/XUが、10以下となるように前記振動子の寸法
が設定されていることを特徴とする角速度センサ。
2. In an xyz orthogonal coordinate system, at least four beam portions (2 to 5) arranged two in parallel on both sides of the z-axis in the y-axis direction, and extending in the y-axis direction,
A vibrator (1) formed in a comb-shaped tuning fork shape having a connecting portion (6) for connecting and supporting one end of the beam portions (2 to 5).
In the four beam portions, one of the inner pair (3, 4) and the outer pair (2, 5) is used as one of the driving beam portions (3, 4), and One pair is a detection beam portion (2, 5), and the driving beam portion has a driving means (2) for driving and oscillating the driving beam portion in the y-axis direction in an opposite phase to each other.
0, 60, 61) are provided. The detection beam portion detects, as detection vibration, mutually opposite vibrations in the x-axis direction of the detection beam portion that occur when an angular velocity about the z-axis is input. An angular velocity sensor provided with angular velocity detecting means (25 to 27, 63, 64) for detecting the angular velocity, wherein at the time of inputting the angular velocity, two of the four beam parts on one side of the z-axis are used. (2, 3) and the other two (4, 5) vibrate in opposite directions in the x-axis direction, and in the vibration in the x-axis direction, the amplitude XU of the pair of inner beams and the amplitude An angular velocity sensor, wherein the size of the vibrator is set such that a ratio XS / XU to an amplitude XS of a pair of outer beam portions is 10 or less.
【請求項3】 xyz直交座標系において、z軸の両側
に2本ずつy軸方向に平行に配列された4本の梁部(2
〜5)と、y軸方向に延びるとともに前記4本の梁部
(2〜5)の片端部を連結支持する連結部(6)とを有
する櫛形音叉状に形成された振動子(1)を備え、 前記4本の梁部において内側の1対(3、4)及び外側
の1対(2、5)のうちどちらか一方の1対を駆動用梁
部(3、4)、他方の1対を検出用梁部(2、5)と
し、 前記駆動用梁部には、前記駆動用梁部をy軸方向へ互い
に逆相に励振して駆動振動させるための駆動手段(2
0、60、61)が設けられ、 前記検出用梁部には、z軸回りの角速度入力時に発生す
る前記検出用梁部のx軸方向への互いに逆相な振動を検
知振動として検知して前記角速度を検出するための角速
度検出手段(25〜27、63、64)が設けられてい
る角速度センサであって、 前記振動子(1)は、z軸上に位置してz軸方向に延び
るように連結部(6)と接続されるとともにy軸方向の
幅が前記内側の1対の梁部(3、4)の配列間隔よりも
狭いトーションビーム(8、50、51、90)により
支持されており、 前記角速度入力時には、前記梁部(2〜5)のうち隣接
する梁部同士がx軸方向において互いに逆方向へ振動
し、且つこのx軸方向への振動において前記内側の一対
の梁部の振幅XUと前記外側の一対の梁部の振幅XSと
の比XU/XSが、10以下となるように前記振動子及
び前記トーションビームの寸法が設定されていることを
特徴とする角速度センサ。
3. In an xyz rectangular coordinate system, four beams (2) arranged two on each side of the z-axis in parallel with the y-axis direction.
5) and a connecting portion (6) extending in the y-axis direction and connecting and supporting one end of the four beam portions (2 to 5). In the four beam portions, one of an inner pair (3, 4) and an outer pair (2, 5) is used as one of the driving beam portions (3, 4), and A pair is a detection beam portion (2, 5), and the driving beam portion has a driving means (2) for exciting the driving beam portion in the y-axis direction in the opposite phase to each other to drive and vibrate.
0, 60, 61) are provided. The detection beam portion detects, as detection vibration, mutually opposite vibrations in the x-axis direction of the detection beam portion that occur when an angular velocity about the z-axis is input. An angular velocity sensor provided with angular velocity detecting means (25 to 27, 63, 64) for detecting the angular velocity, wherein the vibrator (1) is located on a z-axis and extends in a z-axis direction. And the torsion beams (8, 50, 51, 90) whose width in the y-axis direction is smaller than the arrangement interval of the pair of inner beams (3, 4). At the time of inputting the angular velocity, adjacent beam portions among the beam portions (2 to 5) vibrate in opposite directions in the x-axis direction, and the pair of inner beams in the vibration in the x-axis direction. Amplitude XU of the outer portion and amplitude XS of the pair of outer beams. An angular velocity sensor ratio XU / XS, characterized in that the dimensions of the vibrator and the torsion beam so as to be 10 or less is set for.
【請求項4】 xyz直交座標系において、z軸の両側
に2本ずつy軸方向に平行に配列された4本の梁部(2
〜5)と、y軸方向に延びるとともに前記4本の梁部
(2〜5)の片端部を連結支持する連結部(6)とを有
する櫛形音叉状に形成された振動子(1)を備え、 前記4本の梁部において内側の1対(3、4)及び外側
の1対(2、5)のうちどちらか一方の1対を駆動用梁
部(3、4)、他方の1対を検出用梁部(2、5)と
し、 前記駆動用梁部には、前記駆動用梁部をy軸方向へ互い
に逆相に励振して駆動振動させるための駆動手段(2
0、60、61)が設けられ、 前記検出用梁部には、z軸回りの角速度入力時に発生す
る前記検出用梁部のx軸方向への互いに逆相な振動を検
知振動として検知して前記角速度を検出するための角速
度検出手段(25〜27、63、64)が設けられてい
る角速度センサであって、 前記振動子(1)は、z軸上に位置してz軸方向に延び
るように連結部(6)と接続されるとともにy軸方向の
幅が前記内側の1対の梁部(3、4)の配列間隔よりも
狭いトーションビーム(8、50、51、90)により
支持されており、 前記角速度入力時には、前記4本の梁部のうちz軸の片
側の2本(2、3)と他側の2本(4、5)とがx軸方
向において互いに逆方向へ振動し、 且つこのx軸方向への振動において前記内側の一対の梁
部の振幅XUと前記外側の一対の梁部の振幅XSとの比
XS/XUが、10以下となるように前記振動子の寸法
が設定されていることを特徴とする角速度センサ。
4. In an xyz rectangular coordinate system, four beam portions (2) arranged two on each side of the z-axis in parallel with the y-axis direction.
5) and a connecting portion (6) extending in the y-axis direction and connecting and supporting one end of the four beam portions (2 to 5). In the four beam portions, one of an inner pair (3, 4) and an outer pair (2, 5) is used as one of the driving beam portions (3, 4) and the other one is used. A pair is a detection beam portion (2, 5), and the driving beam portion has a driving means (2) for exciting the driving beam portion in the y-axis direction in the opposite phase to each other to drive and vibrate.
0, 60, 61) are provided. The detection beam portion detects, as detection vibration, mutually opposite vibrations in the x-axis direction of the detection beam portion that occur when an angular velocity about the z-axis is input. An angular velocity sensor provided with angular velocity detecting means (25 to 27, 63, 64) for detecting the angular velocity, wherein the vibrator (1) is located on a z-axis and extends in a z-axis direction. And the torsion beams (8, 50, 51, 90) whose width in the y-axis direction is smaller than the arrangement interval of the pair of inner beams (3, 4). When the angular velocity is input, two beams (2, 3) on one side of the z-axis and two beams (4, 5) on the other side of the four beam portions vibrate in opposite directions in the x-axis direction. And in the vibration in the x-axis direction, the amplitude XU of the pair of inner beams An angular velocity sensor, wherein the size of the vibrator is set such that a ratio XS / XU to an amplitude XS of the pair of outer beam portions is 10 or less.
【請求項5】 前記内側の一対の梁部(3、4)の間隔
WUと前記外側の一対の梁部(2、5)の間隔WSとの
比WS/WUが2.5以下であることを特徴とする請求
項1ないし4のいずれか1つに記載の角速度センサ。
5. A ratio WS / WU of a distance WU between the pair of inner beams (3, 4) and a distance WS between the pair of outer beams (2, 5) is 2.5 or less. The angular velocity sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein:
【請求項6】 前記内側の一対の梁部(3、4)の間隔
WUと前記内側の一対の梁部(3、4)の幅HUとの比
WU/HUが2.5以上100以下であることを特徴と
する請求項1ないし5のいずれか1つに記載の角速度セ
ンサ。
6. A ratio WU / HU of a distance WU between the pair of inner beams (3, 4) and a width HU of the pair of inner beams (3, 4) is 2.5 or more and 100 or less. The angular velocity sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein:
【請求項7】 前記トーションビーム(50、51、9
0)と前記振動子(1)とは、圧電体により一体に形成
されていることを特徴とする請求項3または4に記載の
角速度センサ。
7. The torsion beam (50, 51, 9)
5. The angular velocity sensor according to claim 3, wherein the vibrator and the vibrator are integrally formed of a piezoelectric body. 6.
【請求項8】 前記トーションビーム(8)は、前記振
動子(1)とは別体に形成され、前記振動子(1)と接
合されたものであることを特徴とする請求項3または4
に記載の角速度センサ。
8. The vibrator (1), wherein the torsion beam (8) is formed separately from the vibrator (1) and is joined to the vibrator (1).
2. The angular velocity sensor according to 1.
【請求項9】 前記トーションビーム(8、50)は、
前記連結部(6)からz軸方向において前記4本の梁部
(2〜5)の反対方向に延びるように形成されているこ
とを特徴とする請求項7または8に記載の角速度セン
サ。
9. The torsion beam (8, 50)
The angular velocity sensor according to claim 7, wherein the angular velocity sensor is formed so as to extend from the connection portion in a direction opposite to the four beam portions in the z-axis direction.
【請求項10】 前記トーションビーム(51、90)
は、前記連結部(6)からz軸方向において前記4本の
梁部(2〜5)の同一方向に延びるように形成されてい
ることを特徴とする請求項7または8に記載の角速度セ
ンサ。
10. The torsion beam (51, 90).
9. The angular velocity sensor according to claim 7, wherein the at least one beam is formed so as to extend from the connection part in the same direction as the four beam parts in the z-axis direction. 10. .
【請求項11】 前記トーションビーム(50、51)
は2個であり、一方の前記トーションビーム(51)
は、前記連結部(6)からz軸方向において前記4本の
梁部(2〜5)と同一方向に延び、他方の前記トーショ
ンビーム(50)は、前記連結部(6)からz軸方向に
おいて前記4本の梁部(2〜5)と反対方向に延びるよ
うに形成されていることを特徴とする請求項7または8
に記載の角速度センサ。
11. The torsion beam (50, 51).
Are two and one of the torsion beams (51)
Extends in the same direction as the four beams (2 to 5) in the z-axis direction from the connecting portion (6), and the other torsion beam (50) extends in the z-axis direction from the connecting portion (6). 9. The device according to claim 7, wherein the plurality of beams are formed so as to extend in a direction opposite to the four beams.
2. The angular velocity sensor according to 1.
【請求項12】 y軸方向への振動モードの共振周波数
が、前記内側の一対の梁部(3、4)と前記外側の一対
の梁部(2、5)とで異なるようにしたことを特徴とす
る請求項1ないし11のいずれか1つに記載の角速度セ
ンサ。
12. The method according to claim 1, wherein the resonance frequency of the vibration mode in the y-axis direction is different between the pair of inner beams (3, 4) and the pair of outer beams (2, 5). The angular velocity sensor according to any one of claims 1 to 11, wherein:
【請求項13】 前記駆動用梁部(3、4)の駆動振動
の共振周波数fdと前記検出用梁部(2、5)の検知振
動の共振周波数fsの比fd/fsが、 0.8≦fd/fs≦0.99、又は、1.01≦fd
/fs≦1.2、の関係にあることを特徴とする請求項
1ないし11のいずれか1つに記載の角速度センサ。
13. A ratio fd / fs of a resonance frequency fd of driving vibration of the driving beam portions (3, 4) to a resonance frequency fs of detection vibration of the detecting beam portions (2, 5) is 0.8. ≤ fd / fs ≤ 0.99 or 1.01 ≤ fd
The angular velocity sensor according to any one of claims 1 to 11, wherein a relationship of /fs≤1.2 is satisfied.
【請求項14】 前記駆動用梁部(3、4)には、前記
駆動振動をモニタするためのモニタ手段(21、62)
が設けられ、 前記駆動振動において前記モニタ手段(21、62)か
らのモニタ信号に基づいて前記駆動用梁部を自励振動さ
せるようにしたことを特徴とする請求項1ないし13の
いずれか1つに記載の角速度センサ。
14. A driving means (21, 62) for monitoring the driving vibration is provided on the driving beam (3, 4).
The self-excited vibration of the drive beam portion based on a monitor signal from the monitor means (21, 62) in the drive vibration. The angular velocity sensor according to any one of the above.
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