JPH11351874A - Angular velocity sensor and its adjustment method - Google Patents

Angular velocity sensor and its adjustment method

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JPH11351874A
JPH11351874A JP10124745A JP12474598A JPH11351874A JP H11351874 A JPH11351874 A JP H11351874A JP 10124745 A JP10124745 A JP 10124745A JP 12474598 A JP12474598 A JP 12474598A JP H11351874 A JPH11351874 A JP H11351874A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrator
angular velocity
velocity sensor
arms
connecting portion
Prior art date
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Pending
Application number
JP10124745A
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Japanese (ja)
Inventor
Takehiro Watarai
武宏 度會
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
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Publication of JPH11351874A publication Critical patent/JPH11351874A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

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  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the offset of a detection signal being generated due to the unneeded vibration of a vibrator and its temperature drift in an angular velocity sensor for detecting an angular velocity using the vibrator consisting of a piezoelectric body in the shape of a tuning fork or in a shape where a plurality of tuning forks are combined. SOLUTION: In an angular velocity sensor with a vibrator 2 in the shape of a tuning fork consisting of a piezoelectric body, the vibrator 2 is excited and vibrated in the direction of a drive axis via a self-excitated oscillation circuit 40 and a ridge near the root of the vibrator 2 for greatly affecting the vibration characteristics of the vibrator 2 is trimmed so that a detection signal (offset) obtained via a detection circuit 50 at that time (when no angular velocity is inputted) can be reduced. Also, the ridge to be trimmed is determined by inputting a reference signal Vr for indicating the actual vibration state of the vibrator 2 and a detection signal to a locking amplifier 60 and detecting the phase relationship for the reference signal Vr of the detection signal, thus achieving an angular velocity sensor for efficiently adjusting the vibration characteristics of the vibrator 2 and for accurately detecting an angular velocity.

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、自動車の車両制
御、ナビゲーション、ビデオカメラの手振れ防止等に用
いられる振動型の角速度センサ、及び角速度センサを構
成する振動子の振動特性を調整する調整方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration type angular velocity sensor used for vehicle control, navigation of a motor vehicle, prevention of camera shake of a video camera, and the like, and an adjustment method for adjusting vibration characteristics of a vibrator constituting the angular velocity sensor. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば特開平8−21086
0号公報に開示されているように、一対のアーム部とこ
れを連結する連結部により音叉形状に形成された圧電体
からなる振動子を備え、この振動子をアーム部の配列方
向である駆動軸方向に一定振動させつつ、角速度入力時
に振動子が受けるコリオリ力を、駆動軸と直交する検出
軸方向への振動子の振動の変化状態から検出する角速度
センサが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 0-101, there is provided a vibrator made of a piezoelectric material formed in a tuning fork shape by a pair of arms and a connecting part connecting the arms, and driving the vibrator in the arrangement direction of the arms. 2. Description of the Related Art There is known an angular velocity sensor that detects a Coriolis force applied to a vibrator when an angular velocity is input from a change state of vibration of the vibrator in a detection axis direction orthogonal to a drive shaft while constantly vibrating in an axial direction.

【0003】そして、この種の角速度センサにおいて
は、音叉形状に形成した圧電体の外壁面に、駆動(励
振)用或いは振動検出用の電極を形成するだけで振動子
を作製できるため、従来より一般に使用されている、振
動子を金属にて形成してその表面に圧電体を接合するタ
イプの角速度センサに比べて、部品点数が少なく、構
造,延いては製造工程が簡易であるという、利点があ
る。
In this type of angular velocity sensor, a vibrator can be manufactured only by forming an electrode for driving (excitation) or detecting vibration on the outer wall surface of a piezoelectric body formed in a tuning fork shape. Compared to the generally used type of angular velocity sensor in which the vibrator is formed of metal and a piezoelectric body is bonded to the surface, the number of parts is smaller and the structure and the manufacturing process are simpler. There is.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように振動子を圧電体で構成した角速度センサでは、振
動子の駆動軸方向の共振周波数(駆動周波数)と、振動
子の検出軸方向の共振周波数(検知周波数)とが近接し
ていることから、角速度センサを駆動周波数にて駆動軸
方向に振動させているとき、角速度センサに角速度が加
わっていないにも関わらず、振動部が検出軸方向に振動
(不要振動)し、不要な検出信号(オフセット)が発生
するといった問題があった。
However, in the angular velocity sensor in which the vibrator is composed of the piezoelectric material as described above, the resonance frequency (drive frequency) of the vibrator in the drive axis direction and the resonance frequency of the vibrator in the detection axis direction are different. Because the frequency (detection frequency) is close, when the angular velocity sensor is vibrating in the drive axis direction at the drive frequency, the vibration part moves in the detection axis direction even though no angular velocity is applied to the angular velocity sensor. (Vibration) (unnecessary vibration), and an unnecessary detection signal (offset) is generated.

【0005】そして、このオフセット信号は、角速度セ
ンサの使用環境によらず常に一定であれば、角速度検出
時に得られた検出信号からオフセット分を除去すること
によって角速度を正確に検出できるようになるのである
が、上記不要振動,延いてはオフセットは、振動子の温
度によって変化することから、従来の角速度センサで
は、振動子の不要振動によって角速度を高精度に検出す
ることが難しいといった問題があった。
If the offset signal is always constant regardless of the use environment of the angular velocity sensor, the angular velocity can be accurately detected by removing the offset from the detection signal obtained at the time of detecting the angular velocity. However, since the unnecessary vibration, and hence the offset, changes depending on the temperature of the vibrator, the conventional angular velocity sensor has a problem that it is difficult to accurately detect the angular velocity due to the unnecessary vibration of the vibrator. .

【0006】一方、特開平6−289043号公報に
は、金属板に圧電体を貼り付けた駆動用素子及び検知用
素子を板面が互いに直交するように接合することにより
一対のアーム部を形成し、このアーム部の一端を連結部
を介して連結することにより音叉形状に形成された振動
子を有する角速度センサにおいて、各アーム部の先端側
に配置される検知用素子を削ることにより、検出信号に
含まれるノイズを低減することが開示されている。従っ
て、この公報に開示された技術を、音叉形状に形成した
圧電体からなる振動子の調整に利用し、このタイプの振
動子を備えた角速度センサのオフセット温度ドリフトを
低減することが考えられる。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-289043 discloses that a pair of arm portions is formed by joining a drive element and a detection element each having a piezoelectric body attached to a metal plate so that the plate surfaces are orthogonal to each other. Then, in the angular velocity sensor having the vibrator formed in a tuning fork shape by connecting one end of the arm portion through a connecting portion, the detection is performed by shaving the detecting element arranged at the tip end side of each arm portion. It is disclosed to reduce noise contained in a signal. Therefore, it is conceivable to reduce the offset temperature drift of an angular velocity sensor provided with a vibrator of this type by using the technology disclosed in this publication for adjusting a vibrator made of a piezoelectric body formed in a tuning fork shape.

【0007】しかし、音叉形状の圧電体からなる振動子
を、上記公報に開示された調整方法に従って調整する
と、振動子の振動特性を効率よく調整できないことがわ
かった。これは、上記公報に開示された調整方法は、金
属板に圧電体を貼り付けた駆動用素子と検知用素子との
組み合わせにより構成した振動子の調整方法であり、圧
電体自体を音叉形状に形成した振動子の調整方法ではな
いからである。
However, it has been found that when a vibrator made of a tuning-fork-shaped piezoelectric material is adjusted according to the adjusting method disclosed in the above publication, the vibration characteristics of the vibrator cannot be adjusted efficiently. This is an adjustment method disclosed in the above publication, which is an adjustment method of a vibrator configured by combining a driving element and a detection element in which a piezoelectric body is attached to a metal plate, and the piezoelectric body itself is formed into a tuning fork shape. This is because it is not a method of adjusting the formed vibrator.

【0008】即ち、上記公報に開示されたタイプの振動
子では、検出信号に直接影響を与えるアーム部先端側の
検知用素子を削ることによって、検出信号のノイズ成分
を低減できるようであるが、圧電体を音叉形状に形成し
たタイプの振動子では、振動子において検出電極が配置
されるアーム部先端側を削っても振動子の振動特性を大
きく変化させることができず、この結果、上記公報に開
示された調整方法では、振動子の不要振動によって生じ
るオフセットやオフセット温度ドリフトを低減すること
ができないのである。
That is, in the vibrator of the type disclosed in the above-mentioned publication, the noise component of the detection signal can be reduced by cutting off the detecting element on the arm tip end side which directly affects the detection signal. In a vibrator of a type in which a piezoelectric body is formed in a tuning fork shape, even if the tip end side of the vibrator on which a detection electrode is arranged is shaved, the vibration characteristics of the vibrator cannot be largely changed. However, the adjustment method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157572 cannot reduce offset and offset temperature drift caused by unnecessary vibration of the vibrator.

【0009】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、音叉形状若しくは複数の音叉を合成した形状
の圧電体からなる振動子を有する角速度センサにおい
て、振動子の不要振動に伴い生じる検出信号のオフセッ
ト及びその温度ドリフトを、充分低減できるようにする
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has been made in consideration of the above problem. And its temperature drift can be sufficiently reduced.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項1に記載の角速度センサは、角柱状
に形成され互いに平行に配置された少なくとも一対のア
ーム部と各アーム部を連結する連結部とにより、音叉形
状若しくは複数の音叉を合成した形状に形成された圧電
体からなる振動子を備える。そして、その振動子におい
て、連結部から各アーム部が突出される根元付近には、
振動特性調整用の凹凸が形成されている。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an angular velocity sensor for connecting at least one pair of arms formed in a prismatic shape and arranged in parallel with each other. A vibrator made of a piezoelectric material formed in a tuning fork shape or a shape obtained by combining a plurality of tuning forks. And, in the vibrator, near the base where each arm portion protrudes from the connecting portion,
Irregularities for adjusting vibration characteristics are formed.

【0011】つまり、圧電体により音叉形状若しくは複
数の音叉を合成した形状に形成された振動子では、上記
公報に開示された調整方法に従って各アーム部の先端側
を削っても振動特性を効率よく調整することができない
ことから、本発明者は、鋭意検討の結果、この種の振動
子において振動特性に最も影響を与える箇所として、振
動子の根元付近を見出し、その部分に凹凸を形成するこ
とにより、振動特性を最適に調整した本発明の角速度セ
ンサを完成したのである。
That is, in a vibrator formed in a tuning fork shape or a shape obtained by combining a plurality of tuning forks by a piezoelectric body, the vibration characteristics can be efficiently improved even if the tip end side of each arm is cut in accordance with the adjustment method disclosed in the above publication. Since the adjustment cannot be performed, the present inventor has found, as a result of intensive studies, that the vicinity of the base of the vibrator is found as a portion that most affects the vibration characteristics in this type of vibrator, and that irregularities are formed in that portion. Thus, the angular velocity sensor of the present invention in which the vibration characteristics are optimally adjusted has been completed.

【0012】そして、本発明の角速度センサによれば、
根元付近に凹凸を形成することにより振動特性が調整さ
れているので、振動子の不要振動の影響を受けることな
く角速度を検出可能な角速度センサを実現でき、圧電体
により音叉形状に形成された振動子を備えた角速度セン
サにおける検出信号のオフセットやその温度ドリフトを
充分低減できる。
According to the angular velocity sensor of the present invention,
Since the vibration characteristics are adjusted by forming irregularities near the base, an angular velocity sensor that can detect the angular velocity without being affected by unnecessary vibration of the vibrator can be realized, and the vibration formed in a tuning fork shape by the piezoelectric body The offset of the detection signal and the temperature drift thereof in the angular velocity sensor having the element can be sufficiently reduced.

【0013】尚、複数の音叉を合成した形状とは、互い
に平行に配置された一対のアーム部を複数組有し、これ
ら各アーム部を一つの連結部で連結することにより形成
される形状であり、後述の実施例で説明するように、例
えば、2対のアーム部を全て平行に配置してその一端を
連結部で連結すれば、連結部から4本のアームが同方向
に突出した櫛形形状となり、例えば、2対のアーム部を
夫々その軸方向に沿って並べ、各アーム部を連結部で連
結すれば、2組の音叉を合成したH字形の形状となる。
The shape obtained by synthesizing a plurality of tuning forks is a shape formed by connecting a plurality of sets of a pair of arms arranged in parallel with each other and connecting these arms with one connecting portion. As described in the embodiments described later, for example, if two pairs of arms are all arranged in parallel and one end thereof is connected by a connecting part, a comb-shaped four arms project from the connecting part in the same direction. For example, if two pairs of arm portions are arranged along the axial direction, and each arm portion is connected by a connecting portion, an H-shaped shape obtained by combining two sets of tuning forks is obtained.

【0014】ここで、振動特性調整のために凹凸が形成
される振動子の根元付近とは、振動子の振動特性に影響
を与え、凹凸を形成することによりその振動特性を変化
させることのできる領域であればよいが、本発明者は、
後述実施例で説明する実験等によって、その最適領域を
見出した。それは、請求項2に記載のように、アーム部
に振動特性調整用の凹凸を形成する場合には、振動子の
根元から、アーム部の長手方向に沿った連結部の高さに
対して170%以内の領域であり、連結部に振動特性調
整用の凹凸を形成する場合には、振動子の根元から、ア
ーム部の長手方向に沿った連結部の高さに対して70%
以内の領域である。
Here, the vicinity of the base of the vibrator where the irregularities are formed for adjusting the vibration characteristics affects the vibration characteristics of the vibrator, and the vibration characteristics can be changed by forming the irregularities. Any area may be used, but the present inventor:
The optimum region was found through experiments and the like described in Examples below. In the case where the unevenness for adjusting the vibration characteristic is formed on the arm portion as described in claim 2, the height of the connecting portion along the longitudinal direction of the arm portion from the base of the oscillator is 170 degrees. %, And when the unevenness for adjusting the vibration characteristics is formed on the connecting portion, 70% of the height of the connecting portion along the longitudinal direction of the arm portion from the base of the vibrator.
The area within.

【0015】従って、請求項2に記載のように、これら
の領域の一方、又はその両方の領域内に凹凸が形成され
た振動子を有する角速度センサであれば、極めて良好な
振動特性が得られる振動子を有し、オフセットや温度ド
リフトが充分低減された角速度センサということにな
る。
Therefore, if the angular velocity sensor has a vibrator in which unevenness is formed in one or both of these regions as described in claim 2, extremely good vibration characteristics can be obtained. This is an angular velocity sensor having a vibrator and having sufficiently reduced offset and temperature drift.

【0016】一方、振動特性調整のために振動子の根元
付近に凹凸を形成するのは、振動子の剛性を調整するこ
とであり、具体的には、振動子に対して、剛性を調整可
能な部材(例えば金属片等)を貼り付けるとか、或い
は、振動子の一部を削る、といった手法で、振動子の断
面形状を変えるようにすればよい。そして、特に請求項
3に記載の角速度センサのように、前記領域内で振動子
の一部を削るようにすれば、振動子に調整用部材を貼り
付けたものに比べて、振動特性の調整を簡単に行うこと
ができるので、好ましい。
On the other hand, forming irregularities near the base of the vibrator for adjusting the vibration characteristics means adjusting the rigidity of the vibrator. Specifically, the rigidity of the vibrator can be adjusted. The cross-sectional shape of the vibrator may be changed by a method such as attaching a suitable member (for example, a metal piece or the like) or shaving a part of the vibrator. In addition, when a part of the vibrator is shaved in the area as in the angular velocity sensor according to claim 3, the vibration characteristics can be adjusted more than when the adjusting member is attached to the vibrator. Can be easily performed, which is preferable.

【0017】またこのように振動子の一部を削って振動
子の特性を調整した角速度センサを作製する場合、振動
子の壁面を削るようにしてもよいが、より調整作業を簡
単にするには、請求項4に記載のように、振動子におい
て振動部の長手方向に沿った稜線の少なくとも一つを削
るようにすればよい。そして、このように振動子の稜線
を削ることによって振動子の振動特性が調整された請求
項4に記載の角速度センサによれば、調整作業が簡単に
なるので、製造コストを低減できる。
When an angular velocity sensor in which the characteristics of the vibrator are adjusted by shaving a part of the vibrator is manufactured as described above, the wall surface of the vibrator may be shaved. In the vibrator, at least one of the ridges along the longitudinal direction of the vibrating part may be cut off. According to the angular velocity sensor according to the fourth aspect, in which the vibration characteristics of the vibrator are adjusted by cutting the ridge line of the vibrator in this manner, the adjustment operation is simplified, and thus the manufacturing cost can be reduced.

【0018】一方、請求項5〜請求項9に記載の発明
は、上記請求項1〜請求項4に記載の角速度センサにお
いて、振動子の振動特性を実際に調整する方法に関する
ものである。そして、請求項5に記載の調整方法によれ
ば、振動子の駆動電極に交流電圧を印加して振動子を駆
動軸方向に振動させ、そのとき各アーム部に形成された
一対の検出電極を介して得られる検出信号の不要信号成
分が小さくなるように、連結部の根元付近に凹凸を形成
する。従って、本発明によれば、振動子の不要振動によ
って検出信号に生じる不要信号(オフセット),延いて
はその温度ドリフトを低減でき、良好な角速度検出特性
が得られる角速度センサを実現できる。
On the other hand, the invention according to claims 5 to 9 relates to a method for actually adjusting the vibration characteristics of the vibrator in the angular velocity sensor according to claims 1 to 4. According to the adjusting method of the fifth aspect, an AC voltage is applied to the drive electrode of the vibrator to vibrate the vibrator in the drive axis direction, and at this time, a pair of detection electrodes formed on each arm portion are driven. Irregularities are formed near the root of the connecting portion so that the unnecessary signal component of the detection signal obtained through the connection becomes small. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce an unnecessary signal (offset) generated in the detection signal due to unnecessary vibration of the vibrator, and furthermore, to reduce the temperature drift thereof, and to realize an angular velocity sensor that can obtain good angular velocity detection characteristics.

【0019】また、請求項6に記載の調整方法によれ
ば、アーム部において、振動子の根元から、アーム部の
長手方向に沿った連結部の高さに対して170%以内の
領域、又は、連結部において、振動子の根元から、アー
ム部の長手方向に沿った連結部の高さに対して70%以
内の領域、又はその両方の領域内に凹凸を形成すること
により、振動子の振動特性を調整する。このため、振動
子の特性調整を、振動特性に最も影響を与える領域に対
して行うことができ、その調整作業を効率よく行うこと
が可能になる。
Further, according to the adjusting method of the sixth aspect, in the arm portion, an area within 170% of the height of the connecting portion along the longitudinal direction of the arm portion from the base of the vibrator, or In the connecting portion, the unevenness is formed in a region within 70% or less of the height of the connecting portion along the longitudinal direction of the arm portion from the base of the vibrator, or in both regions, whereby the vibrator Adjust vibration characteristics. For this reason, the characteristic adjustment of the vibrator can be performed for the region that most affects the vibration characteristic, and the adjustment operation can be performed efficiently.

【0020】また、請求項7に記載の調整方法では、上
記領域内で振動子の一部を削り、請求項8に記載の調整
方法では、更にその領域内でアーム部の長手方向に沿っ
た振動子の稜線の少なくとも一つを削る。従って、これ
ら各調整方法によれば、上述の請求項3又は請求項4に
記載の角速度センサを実現でき、しかも、その調整作業
は、夫々、上記のように、振動子に金属片等の調整部材
を貼り付ける場合、或いは、振動子の壁面を削る場合に
比べて、簡単に行うことができるので、角速度センサの
製造コストを低減できる。
In the adjusting method according to a seventh aspect of the present invention, a part of the vibrator is shaved in the area, and in the adjusting method according to the eighth aspect, the vibrator further extends along the longitudinal direction of the arm in the area. Cut at least one of the ridges of the transducer. Therefore, according to each of these adjustment methods, the angular velocity sensor according to claim 3 or 4 can be realized, and the adjustment operation is performed by adjusting the metal piece or the like to the vibrator as described above. Compared to the case where a member is attached or the case where the wall surface of the vibrator is cut, the manufacturing cost of the angular velocity sensor can be reduced because it can be performed more easily.

【0021】また、請求項8に記載のように、振動子の
稜線を削ることにより振動子の振動特性を調整する場
合、振動子を構成するアーム部の稜線の一つを削るよう
にしてもよいが、例えば、請求項9に記載のように、駆
動電極が形成された一対のアーム部の内、少なくとも一
方のアーム部において対角位置にある2つの稜線を削る
ようにしてもよく、或いは、請求項10に記載のよう
に、駆動電極が形成された一対のアーム部において、各
アーム部の間の中心位置で且つ各アーム部に平行な軸を
中心として対称な位置にある2つの稜線を削るようにし
てもよい。
Further, when adjusting the vibration characteristics of the vibrator by shaving the ridge line of the vibrator, one of the ridge lines of the arm portion constituting the vibrator may be shaved. For example, as described in claim 9, two ridge lines at diagonal positions may be cut off in at least one of the pair of arms on which the drive electrodes are formed, or As described in claim 10, in the pair of arm portions on which the drive electrodes are formed, two ridge lines at a center position between the arm portions and at symmetric positions about an axis parallel to the arm portions. May be cut.

【0022】そして、請求項9又は請求項10に記載の
調整方法によれば、特に、連結部から同一方向に突出し
た複数対のアーム部を有する櫛形形状の振動子を調整す
る場合に、優れた効果を発揮する。即ち、櫛形形状(換
言すれば多脚形状)の振動子は、音叉形状の振動子に比
べて、多くの振動モードを有する。従って、こうした振
動子においては、角速度検出用の振動(つまり駆動軸方
向及び検出軸方向の振動)が他の振動モードから受ける
影響をできるだけ小さくすることが望ましく、そのため
には、調整箇所を振動子の一つの稜線に設定して、その
稜線を深く、広く、長く削るよりも、調整箇所を分散さ
せた方がよい。そして、櫛形形状の振動子においては、
駆動電極が形成される駆動用のアーム部の振動が最も大
きくなることから、そのアーム部の振動が角速度の検出
精度に最も大きな影響を与える。
According to the adjusting method of the ninth or tenth aspect, the present invention is particularly advantageous when adjusting a comb-shaped vibrator having a plurality of pairs of arm portions projecting in the same direction from the connecting portion. It has the effect. In other words, the comb-shaped (in other words, multi-legged) vibrator has more vibration modes than the tuning-fork-shaped vibrator. Therefore, in such a vibrator, it is desirable to minimize the influence of the vibration for detecting the angular velocity (that is, the vibration in the drive axis direction and the detection axis direction) from the other vibration modes. It is better to disperse the adjustment points than to set one of the ridges and cut the ridge deep, wide and long. And in a comb-shaped vibrator,
Since the vibration of the driving arm on which the drive electrode is formed is the largest, the vibration of the arm has the greatest effect on the angular velocity detection accuracy.

【0023】このため、櫛形形状の振動子の振動特性を
調整する場合には、請求項9に記載のように、駆動用の
一対のアーム部の内の一方のアーム部において対角位置
にある2つの稜線を削るようにするか、或いは、請求項
10に記載のように、駆動用の一対のアーム部におい
て、各アーム部の間の中心位置で且つ各アーム部に平行
な軸を中心として対称な位置にある2つの稜線を削るよ
うにすれば、振動子の振動特性を、角速度検出時に振動
子の他の振動モードの影響を受けることのないように、
効率よく高精度に調整することができるようになるので
ある。
Therefore, when adjusting the vibration characteristics of the comb-shaped vibrator, as described in claim 9, one of the pair of driving arms is at a diagonal position. The two ridges may be cut or, as described in claim 10, in a pair of driving arms, a center position between the respective arms and an axis parallel to the respective arms. By shaving the two ridge lines at symmetrical positions, the vibration characteristics of the vibrator are not affected by other vibration modes of the vibrator when detecting the angular velocity.
The adjustment can be made efficiently and with high precision.

【0024】また、特に請求項10に記載の調整方法で
は、駆動用の一対のアーム部の両方を削ることから、そ
の調整により、振動子の振動バランスを却って悪化させ
てしまうといったことも防止でき、一方のアーム部だけ
を削る場合に比べて、振動子の振動特性をより良好に調
整することが可能になる。
In the adjusting method according to the tenth aspect, since both the pair of driving arms are shaved, it is possible to prevent the vibration balance of the vibrator from being deteriorated by the adjustment. As compared with the case where only one of the arms is cut, the vibration characteristics of the vibrator can be adjusted more favorably.

【0025】尚、請求項7〜請求項10に記載のよう
に、振動部の稜線を削って振動子の振動特性を調整する
場合には、請求項11に記載のように、稜線を削る際の
アーム部の長手方向に沿った長さ、稜線を削る際の振動
子に対する深さ、又はその両方を調整するようにすれば
よい。
In the case where the vibration characteristic of the vibrator is adjusted by shaving the ridge of the vibrating portion as described in claim 7 to claim 10, the shaving of the ridge is performed according to claim 11. It is sufficient to adjust the length of the arm portion along the longitudinal direction, the depth to the vibrator when cutting the ridge line, or both.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図1は実施例の角速度センサ全体の構成を
表わす斜視図、図2は本実施例の振動子を前後,左右か
ら見た状態を表す説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view illustrating the entire configuration of the angular velocity sensor according to the embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the vibrator according to the embodiment as viewed from front, rear, left and right.

【0027】図1に示す如く、本実施例の角速度センサ
は、左右一対のアーム部4,6と各アーム部4,6の一
端を連結する連結部8とにより音叉形状に形成された振
動子2を備える。振動子2のアーム部4,6及び連結部
8は、夫々4角柱状になっており、振動子2は、これら
各部を圧電体にて一体形成することにより作製される。
尚、振動子2を構成する圧電体には、PZT等のセラミ
ック圧電体や水晶等を用いることができるが、本実施例
の振動子2には、分極方向を任意に設定可能で製造し易
いPZTが使用されている。
As shown in FIG. 1, the angular velocity sensor of the present embodiment has a vibrator formed in a tuning fork shape by a pair of left and right arms 4, 6 and a connecting portion 8 connecting one end of each of the arms 4, 6. 2 is provided. The arm portions 4 and 6 and the connecting portion 8 of the vibrator 2 are each in the shape of a quadrangular prism, and the vibrator 2 is manufactured by integrally forming these components with a piezoelectric body.
The piezoelectric body constituting the vibrator 2 can be a ceramic piezoelectric body such as PZT, quartz, or the like. However, the vibrator 2 of this embodiment can be set to any polarization direction and is easy to manufacture. PZT is used.

【0028】次に、図2(a)に示す如く、振動子2に
おいて凹字状を呈する一方の面(X1面)には、連結部
8から各アーム部4,6にかけて一対の駆動電極12
a,12bが形成され、これら各駆動電極12a,12
bから各アーム部4.6の先端に至る部分には、モニタ
電極14a,14b及び仮GND電極16a,16b
と、分極用電極18a,18bとが順に形成され、更に
各アーム部4,6の先端には、検出信号取出用のパット
電極20a,20bが形成されている。
Next, as shown in FIG. 2A, one surface (X1 surface) of the vibrator 2 having a concave shape is provided with a pair of drive electrodes 12 extending from the connecting portion 8 to the arms 4 and 6.
a, 12b are formed, and these drive electrodes 12a, 12b are formed.
b, the monitor electrodes 14a, 14b and the temporary GND electrodes 16a, 16b
And polarization electrodes 18a and 18b are formed in this order, and pad electrodes 20a and 20b for extracting a detection signal are formed at the tips of the arms 4 and 6, respectively.

【0029】そして、駆動電極12a及び12bは、連
結部8を通って、各アーム部4,6が互いに対向する対
向面側と、各アーム部4,6の左右の外側面(Y1,Y
2面)側とに夫々形成され、モニタ電極14a及び14
bは、各アーム部4,6の対向面側に夫々形成され、仮
GND電極16a及び16bは、各アーム部4,6のY
1,Y2面側に夫々形成され、分極用電極18a,18
bは、各アーム部4,6のY1,Y2面側から対向面側
に至る幅方向全体に夫々形成され、パット電極20a及
び20bは、各アーム部4,6のY1,Y2面側に夫々
形成されている。尚、各分極用電極18a,18bは、
短絡用電極26a,26bを介して、仮GND電極16
a,16bに夫々接続(短絡)されている。
Then, the drive electrodes 12a and 12b pass through the connecting portion 8 and the opposing surfaces of the arms 4, 6 facing each other, and the left and right outer surfaces (Y1, Y
2) and the monitor electrodes 14a and 14
b is formed on each of the facing surfaces of the arms 4 and 6, respectively, and the provisional GND electrodes 16a and 16b are
The polarization electrodes 18a and 18 are formed on the Y1 and Y2 surfaces, respectively.
b is formed in the entire width direction from the Y1, Y2 surface side of each arm portion 4, 6 to the opposing surface side, and the pad electrodes 20a and 20b are respectively formed on the Y1, Y2 surface side of each arm portion 4, 6 respectively. Is formed. In addition, each of the polarization electrodes 18a and 18b is
The temporary GND electrode 16 is connected via the short-circuit electrodes 26a and 26b.
a, 16b are respectively connected (short-circuited).

【0030】一方、各アーム部4,6のY1,Y2面側
では、図2(b)及び(c)に夫々示す如く、分極用電
極18a,18bと対応する位置に、検出電極22a,
22bが夫々形成され、振動子2において凹字状を呈す
る他方の面(X2面)には、図2(d)に示す如く、駆
動電極12a,12b、モニタ電極14a,14b,及
び検出電極18a,18bに対する基準電極となる仮G
ND電極24が形成されている。尚、検出電極22a,
22bは、各アーム部4,6のY1,Y2面において、
その中心よりX2面側の位置に形成されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 2B and 2C, the detection electrodes 22a and 18b are located on the Y1 and Y2 surfaces of the arms 4 and 6 at positions corresponding to the polarization electrodes 18a and 18b, respectively.
On the other surface (X2 surface) of the vibrator 2 having a concave shape, drive electrodes 12a and 12b, monitor electrodes 14a and 14b, and a detection electrode 18a are formed as shown in FIG. , 18b as a reference electrode for
An ND electrode 24 is formed. The detection electrodes 22a,
22b is the Y1, Y2 surface of each arm part 4, 6;
It is formed at the position on the X2 plane side from the center.

【0031】そして、X2面側の仮GND電極24とX
1面側の仮GND電極16a,16bとは、夫々、各ア
ーム部4.6のY1,Y2面に形成された短絡用電極2
8a,28bを介して、互いに接続(短絡)されてい
る。また、X1,X2面側のパット電極20a,20b
とY1,Y2面側の検出電極22a,22bとは、夫
々、Y1,Y2面に形成された検出信号引き出し用の電
極(引出電極)30a,30bを介して、互いに接続
(短絡)されている。
Then, the provisional GND electrode 24 on the X2 side and the X
The temporary GND electrodes 16a and 16b on the first surface are the short-circuit electrodes 2 formed on the Y1 and Y2 surfaces of each arm 4.6, respectively.
They are connected (short-circuited) to each other via 8a and 28b. Further, the pad electrodes 20a, 20b on the X1, X2 surface side
And the detection electrodes 22a and 22b on the Y1 and Y2 surfaces are connected (short-circuited) to each other via detection signal extraction electrodes (extraction electrodes) 30a and 30b formed on the Y1 and Y2 surfaces, respectively. .

【0032】尚、本実施例の振動子2は、Y1,Y2面
に形成された検出電極22a,22b、短絡用電極28
a,28b及び引出電極30a,30bを除く各電極
(つまりX1,X2面の電極)を圧電体に形成した後、
X1,X2面に形成された各電極間に電圧を印加するこ
とにより、圧電体をX1面からX2面に至る方向(図1
に矢印で示す方向)に分極処理し、その後、Y1,Y2
面に、検出電極22a,22b、短絡用電極28a,2
8b及び引出電極30a,30bを夫々形成して、X2
面側の仮GND電極24とX1面側の仮GND電極16
a,16b、X1面側のパット電極20a,20bとY
1,Y2面側の検出電極22a,22b、を夫々短絡さ
せる、といった手順で作製される。
Note that the vibrator 2 of the present embodiment has detection electrodes 22a and 22b and short-circuit electrodes 28 formed on the Y1 and Y2 planes.
a, 28b and the respective electrodes except the extraction electrodes 30a and 30b (that is, the electrodes on the X1 and X2 planes) are formed on the piezoelectric body.
By applying a voltage between the electrodes formed on the X1 and X2 planes, the piezoelectric body is moved from the X1 plane to the X2 plane (FIG. 1).
To the direction indicated by the arrow), and then Y1, Y2
The detection electrodes 22a and 22b and the short-circuit electrodes 28a and 2
8b and the extraction electrodes 30a and 30b, respectively,
Plane-side temporary GND electrode 24 and X1 plane-side temporary GND electrode 16
a, 16b, pad electrodes 20a, 20b on the X1 side and Y
The detection electrodes 22a and 22b on the Y1, Y2 side are short-circuited, respectively.

【0033】次にこのように作製された振動子2は、連
結部8側端面を、断面がエの字状に形成されたサポータ
32の台座部32bに接着剤(例えばエポキシ系の接着
剤)で接合し、更にサポータ32の本体側を、スペーサ
34を介して、溶接又は接着等で板状のベース36の表
面に固定することにより、ベース36に対して、裏面
(X2面)がベース36の表面と対向するように固定さ
れる。
Next, in the vibrator 2 thus manufactured, the end face on the connecting portion 8 side is attached to the pedestal portion 32b of the supporter 32 having a cross section of an E-shape with an adhesive (for example, an epoxy-based adhesive). Then, the main body side of the supporter 32 is fixed to the surface of the plate-like base 36 by welding or bonding via a spacer 34, so that the back surface (X2 surface) is Is fixed so as to face the surface.

【0034】サポータ32は、スペーサ34を介してベ
ース36に固定される本体側に対し、振動吸収用の首部
32aを介して、振動子2を接合するための台座部32
bを形成したものであり、例えば、42Nのような金属
により、断面エの字状に一体形成されている。また、ベ
ース36は、振動子2を角速度センサの筐体或は角速度
の検出対象となる車体等に直接又は防振ゴムを介して固
定するためのものである。そして、ベース36には、振
動子2に形成された駆動電極12a,12b、モニタ電
極14a,14b、仮GND電極16a,16b、及び
パット電極20a,20bに対応した8個のターミナル
T1〜T8が立設されている。各ターミナルT1〜T8
は、上記各電極と図示しない検出回路との中継を行うた
めのものであり、各電極とターミナルT1〜T8とは、
夫々、ワイヤW1〜W8を介して、ワイヤボンディング
により接続されている。尚、ベース36と各ターミナル
T1〜T8とは電気的に絶縁されている。
The supporter 32 has a pedestal portion 32 for joining the vibrator 2 to a main body fixed to a base 36 via a spacer 34 via a neck portion 32a for absorbing vibration.
b, and is integrally formed in a D-shaped cross section with a metal such as 42N, for example. Further, the base 36 is for fixing the vibrator 2 directly or via a vibration-proof rubber to a housing of the angular velocity sensor or a vehicle body or the like for which an angular velocity is to be detected. The base 36 has eight terminals T1 to T8 corresponding to the drive electrodes 12a and 12b, the monitor electrodes 14a and 14b, the temporary GND electrodes 16a and 16b, and the pad electrodes 20a and 20b formed on the vibrator 2. It is erected. Each terminal T1-T8
Is for relaying each electrode to a detection circuit (not shown), and each electrode and terminals T1 to T8 are
They are connected by wire bonding via wires W1 to W8, respectively. Note that the base 36 and the terminals T1 to T8 are electrically insulated.

【0035】次に、このように構成された本実施例の角
速度センサを用いて角速度を検出する際には、ターミナ
ルT5,T6を図示しない信号線にて接地することによ
り、仮GND電極16a,16b、分極用電極18a,
18b、仮GND電極24を、基準電位に接地する。そ
して、駆動電極12a,12bに接続されたターミナル
T1,T2を介して、各駆動電極12a,12bに、位
相差180度の交流の駆動信号を夫々入力する。
Next, when detecting the angular velocity using the angular velocity sensor of the present embodiment configured as described above, the terminals T5 and T6 are grounded by a signal line (not shown), so that the provisional GND electrode 16a, 16b, a polarization electrode 18a,
18b, Temporary GND electrode 24 is grounded to a reference potential. Then, an AC drive signal having a phase difference of 180 degrees is input to each of the drive electrodes 12a and 12b via terminals T1 and T2 connected to the drive electrodes 12a and 12b.

【0036】尚、駆動信号は、基準電位を中心に正負に
変化する交流信号であり、その周波数は、左右アーム部
4,6の配列方向である駆動軸(図1に示すY軸)方向
への振動子2の共振周波数(駆動周波数)である。ま
た、上記各電極を基準電位に接地する際には、ターミナ
ルT5,T6をアース(グランド)に直接接地するよう
にしてもよく、ターミナルT5,T6に対して、例え
ば、2.5Vの一定電位に保持されるようにバイアスを
かけておいてもよい。即ち、基準電位は、直接にしろ、
間接的にしろ、接地された基準電位であればよい。
The drive signal is an AC signal that changes positively and negatively around the reference potential, and its frequency is shifted in the direction of the drive axis (Y axis shown in FIG. 1), which is the direction in which the left and right arms 4 and 6 are arranged. Is the resonance frequency (drive frequency) of the vibrator 2. When each of the electrodes is grounded to the reference potential, the terminals T5 and T6 may be directly grounded to the ground (ground). For example, a constant potential of 2.5 V may be applied to the terminals T5 and T6. The bias may be applied so that That is, the reference potential is directly
Indirectly, any ground reference potential may be used.

【0037】そしてこのように駆動電極12a,12b
に交流駆動信号を入力すると、X1面上の駆動電極12
a,12bとX2面上の仮GND電極24との間に、夫
々、位相が反転した交流電圧が印加されることになり、
各アーム部4,6は、駆動軸(Y軸)方向に共振する。
また、この駆動時には、ターミナルT3,T4を介して
モニタ電極14a,14bからの出力(具体的には、モ
ニタ電極14a,14bと仮GND電極24との間に流
れる電流)をモニタし、各アーム部4,6のY軸方向へ
の振幅が温度が変わっても一定となるように、駆動信号
を制御する(自励制御発振)。
The driving electrodes 12a, 12b
When an AC drive signal is input to the
a, 12b and the temporary GND electrode 24 on the X2 plane are applied with AC voltages having inverted phases, respectively.
The arms 4 and 6 resonate in the direction of the drive shaft (Y axis).
At the time of this driving, outputs from the monitor electrodes 14a and 14b (specifically, currents flowing between the monitor electrodes 14a and 14b and the temporary GND electrode 24) are monitored via the terminals T3 and T4. The drive signal is controlled so that the amplitude of the units 4 and 6 in the Y-axis direction becomes constant even when the temperature changes (self-excited control oscillation).

【0038】即ち、本実施例の角速度センサにおいて
は、振動子2を駆動周波数にて振動させるために、図3
に示すような自励発振回路40が設けられ、振幅制御回
路(所謂AGC回路)42からの出力(交流電圧)を駆
動電極12bに、その出力(交流電圧)を反転回路44
にて反転させた位相差180度の交流電圧を駆動電極1
2aに、夫々印加すると共に、その電圧印加によって生
じる振動子2の振動状態を、モニタ電極14a,14b
に発生する電荷をチャージアンプ回路46にて電圧信号
に変換し、更にこの電圧信号をバッファ回路48を介し
て、振幅制御回路42にフィードバックすることによ
り、振幅制御回路42の動作によって、バッファ回路4
8からの信号レベル(換言すれば、振動子2の駆動軸方
向への振幅)が一定となるように、振動子2を自励発振
させる。
That is, in the angular velocity sensor of the present embodiment, in order to vibrate the vibrator 2 at the driving frequency, FIG.
A self-excited oscillation circuit 40 as shown in FIG. 1 is provided, an output (AC voltage) from an amplitude control circuit (a so-called AGC circuit) 42 is supplied to the drive electrode 12b, and the output (AC voltage) is supplied to an inversion circuit 44.
The AC voltage with a phase difference of 180 degrees inverted by
2a, and the vibration state of the vibrator 2 caused by the voltage application is displayed on the monitor electrodes 14a and 14b.
Is converted into a voltage signal by a charge amplifier circuit 46, and this voltage signal is fed back to an amplitude control circuit 42 via a buffer circuit 48, whereby the buffer circuit 4 is operated by the operation of the amplitude control circuit 42.
The vibrator 2 is caused to self-oscillate so that the signal level from 8 (in other words, the amplitude of the vibrator 2 in the drive axis direction) is constant.

【0039】そして、このように振動子2を自励制御発
振させている際に、各アーム部4,6に平行なZ軸回り
の角速度Ωが入力されると、各アーム部4,6は、コリ
オリ力により、X1,X2面を貫くX軸方向(検出軸方
向)に振動し、このX軸方向の振動成分は、検出電極2
2a,22bと、仮GND電極24との間に流れる電流
に比例する。そこで、角速度検出時には、その電流を、
検出電極22a,22bに接続されたターミナルT7,
T8を介して取り込み、図3に示すような検出回路50
を用いて、まず、これら各電極間の電流を、夫々、電流
−電圧変換回路52,54にて電圧信号に変換し、更
に、各電圧信号を差動増幅回路56を用いて差動増幅す
ることにより、各アーム部4,6の検知共振モードでの
振動成分に対応した電圧信号を生成し、これをZ軸周り
の角速度を表す検出信号として出力する。
When an angular velocity Ω about the Z axis parallel to the arms 4 and 6 is input during the self-excited oscillation of the vibrator 2 as described above, the arms 4 and 6 Vibrates in the X-axis direction (detection axis direction) penetrating the X1 and X2 planes due to Coriolis force, and the vibration component in the X-axis direction
2a, 22b and the current flowing between the temporary GND electrode 24. Therefore, when detecting angular velocity, the current is
A terminal T7 connected to the detection electrodes 22a and 22b,
The signal is fetched through T8 and is detected by a detection circuit 50 as shown in FIG.
First, the current between these electrodes is converted into a voltage signal by current-voltage conversion circuits 52 and 54, respectively, and further, each voltage signal is differentially amplified using a differential amplifier circuit 56. As a result, a voltage signal corresponding to the vibration component of each of the arm units 4 and 6 in the detection resonance mode is generated, and this is output as a detection signal representing the angular velocity around the Z axis.

【0040】ところで、このように本実施例の角速度セ
ンサを用いてZ軸回りの角速度Ωを検出する場合、前述
したオフセットやその温度ドリフトが生じると、角速度
Ωの検出精度が低下する。そこで、本実施例では、この
オフセットやオフセット温度ドリフトの原因となる振動
子2の不要振動を、零又は所定のしきい値以下に抑制す
る調整を行ようにされている。
When the angular velocity Ω around the Z-axis is detected using the angular velocity sensor of the present embodiment, the accuracy of detecting the angular velocity Ω decreases when the above-described offset or its temperature drift occurs. Therefore, in the present embodiment, adjustment is performed to suppress unnecessary vibration of the vibrator 2 that causes the offset and the offset temperature drift to zero or below a predetermined threshold.

【0041】以下、この調整方法について説明する。こ
の調整作業を行う際には、図3に示したように、角速度
センサに自励発振回路40や検出回路50等からなる角
速度検出回路ユニットを組み付けた状態で、自励発振回
路40を実際に動作させ、そのとき(角速度の非入力
時)検出回路50から出力される検出信号(つまりオフ
セット)と、自励回路40にて振幅制御回路42に入力
される振動子2の実際の振動状態を表す信号とを用い
る。
Hereinafter, this adjusting method will be described. When performing this adjustment work, as shown in FIG. 3, the self-excited oscillation circuit 40 is actually mounted in a state where the angular velocity sensor is provided with the angular velocity detection circuit unit including the self-excited oscillation circuit 40 and the detection circuit 50. At this time (when the angular velocity is not input), the detection signal (that is, the offset) output from the detection circuit 50 and the actual vibration state of the vibrator 2 input to the amplitude control circuit 42 by the self-excitation circuit 40 are shown. Signal to be used.

【0042】即ち、振幅制御回路42への入力信号を基
準信号Vrとして、ロックインアンプ(所謂同期検波回
路)60に検出信号と共に入力し、ロックインアンプ6
0において、検出信号の中から、その基準信号Vrに対
して位相差が90度の直交信号成分V1(=Asin
φ)、基準信号Vrと同相の信号成分V2(=Acos
φ)、又は、これらを合成した信号成分を取り出す。そ
して、直交信号成分V1の場合、検出信号は基準信号V
rに対して、90度位相がずれているか−90度(つま
り270度)位相がずれているかを判断し、同相信号成
分V2の場合、検出信号は基準信号Vrと位相差零の同
位相か位相差180度かを判定し、その判定結果(つま
りオフセットの基準信号Vrに対する位相)から振動子
2のトリミング位置を決めて、各信号成分V1,V2,
又はその合成成分の大きさ(振幅A)が零又は所定のし
きい値以下になるまで、リュータ70等を用いて振動子
2の根元付近の稜線をトリミングする(図4(a)参
照)。尚、振動子2の根元とは、各アーム部4,6が突
設される連結部8の上端位置のことである。
That is, the input signal to the amplitude control circuit 42 is input as a reference signal Vr to a lock-in amplifier (so-called synchronous detection circuit) 60 together with a detection signal, and the lock-in amplifier 6
0, a quadrature signal component V1 (= Asin) having a phase difference of 90 degrees with respect to the reference signal Vr from the detection signals.
φ), a signal component V2 in phase with the reference signal Vr (= Acos
φ) or a signal component obtained by combining them is extracted. In the case of the orthogonal signal component V1, the detection signal is the reference signal V
It is determined whether the phase is shifted by 90 degrees or -90 degrees (that is, 270 degrees) with respect to r. In the case of the in-phase signal component V2, the detection signal is in-phase with the reference signal Vr having a phase difference of zero. And a phase difference of 180 degrees, and the trimming position of the vibrator 2 is determined from the determination result (that is, the phase of the offset with respect to the reference signal Vr), and the signal components V1, V2,
Alternatively, the ridge near the root of the vibrator 2 is trimmed using the luter 70 or the like until the magnitude (amplitude A) of the combined component becomes zero or less than a predetermined threshold (see FIG. 4A). Note that the root of the vibrator 2 is the upper end position of the connecting portion 8 from which the respective arm portions 4 and 6 are protruded.

【0043】そして、例えば、同相信号成分V2をモニ
タしているとき、図5(a)に示す如く、同相信号成分
V2が基準信号Vrと同相(位相差零)である場合に
は、左側のアーム部4のX1面とY1面との境界である
稜線部分をトリミングし、図5(b)に示す如く、同相
信号成分V2が基準信号Vrと逆相(位相差180度)
である場合には、右側のアーム部6のX1面とY2面と
の境界である稜線部分をトリミングする。すると、同相
信号成分V2、延いては、振動子2の不要振動が低下し
てゆくことから、この信号成分V2が略零(又は所定の
しきい値)になって、不要振動が充分小さくなるまで、
トリミングを続ける。尚、直交信号成分V1をモニタし
ているとき、或いは直交信号成分V1と同相信号成分V
2との合成信号をモニタしているときにも、図5
(a),(b)に示す手順に従って振動子2をトリミン
グすることにより、振動子2の不要振動を低減できる。
For example, when the in-phase signal component V2 is monitored, as shown in FIG. 5A, if the in-phase signal component V2 is in phase with the reference signal Vr (the phase difference is zero), A ridge portion which is a boundary between the X1 plane and the Y1 plane of the left arm unit 4 is trimmed, and as shown in FIG. 5B, the in-phase signal component V2 is out of phase with the reference signal Vr (a phase difference of 180 degrees).
In the case of, the ridge portion which is the boundary between the X1 plane and the Y2 plane of the right arm 6 is trimmed. Then, the in-phase signal component V2, and hence the unnecessary vibration of the vibrator 2, is reduced, so that the signal component V2 becomes substantially zero (or a predetermined threshold value), and the unnecessary vibration is sufficiently small. Until
Continue trimming. When the quadrature signal component V1 is monitored, or when the quadrature signal component V1 and the in-phase signal component V
5 while monitoring the composite signal with
Unnecessary vibration of the vibrator 2 can be reduced by trimming the vibrator 2 according to the procedure shown in FIGS.

【0044】次に、このような手順で実際に振動子2
(サンプル1,サンプル2)を調整した結果を図6に示
す。図6(a)に示す如く、サンプル1の場合、調整前
には、同相信号成分V2(以下単にオフセットV2とい
う)が+83.3°/sec.であったのに対し、左側のア
ーム部4のX1面とY1面との境界である稜線部分をト
リミングすることにより、オフセットV2は+21.8
°/sec.まで低減した。その結果、調整前には、+19
°/sec.あったオフセット温度ドリフトを、トリミング
により+7.6°/sec.にまで低減できた。
Next, the vibrator 2 is actually operated in such a procedure.
FIG. 6 shows the result of adjusting (Sample 1, Sample 2). As shown in FIG. 6A, in the case of sample 1, before adjustment, the in-phase signal component V2 (hereinafter simply referred to as offset V2) was + 83.3 ° / sec. By trimming the ridge portion, which is the boundary between the X1 plane and the Y1 plane, the offset V2 becomes +21.8.
° / sec. As a result, before adjustment, +19
The offset temperature drift of ° / sec. Could be reduced to + 7.6 ° / sec. By trimming.

【0045】一方、図6(b)に示す如く、サンプル2
の場合、調整前には、オフセットV2が−99.1°/
sec.であったのに対し、右側のアーム部6のX1面とY
2面との境界である稜線部分をトリミングすることによ
り、オフセットV2は−23.6°/sec.まで低減し
た。その結果、調整前には、−18.2°/sec.あった
オフセット温度ドリフトを、トリミングにより−8.2
°/sec.にまで低減できた。
On the other hand, as shown in FIG.
In the case of, before the adjustment, the offset V2 is -99.1 ° /
sec., the X1 plane of the right arm 6 and Y
The offset V2 was reduced to -23.6 ° / sec. By trimming the ridge portion which is the boundary between the two surfaces. As a result, the offset temperature drift of −18.2 ° / sec. Before the adjustment was reduced to −8.2 by trimming.
° / sec.

【0046】従って、上記調整方法により、振動子2の
不要振動を低減して、オフセット及びその温度ドリフト
を低減できることがわかる。次に、トリミング量とオフ
セットV2及びオフセット温度ドリフトとの関係につい
て説明する。
Therefore, it can be seen that the unnecessary vibration of the vibrator 2 can be reduced and the offset and its temperature drift can be reduced by the above-described adjustment method. Next, the relationship between the trimming amount and the offset V2 and the offset temperature drift will be described.

【0047】図7に示す如く、オフセットV2が基準信
号Vrと同相(位相差零)である場合に、上記調整方法
にて、左側のアーム部4のX1面とY1面との境界であ
る稜線部分を、振動子2の根元付近でトリミングしてゆ
くと、オフセットV2及びその温度ドリフトは共に低下
してゆくが、トリミング量を更に増やすと、オフセット
V2と基準信号Vrとの位相が反転して逆相(位相差1
80度)となり、オフセットV2及びその温度ドリフト
が増加してゆく。次にこのようにオフセットV2と基準
信号Vrとの位相関係が反転して各信号が逆相となった
状態で、右側のアーム6のX1面とY2面との境界であ
る稜線部分をトリミングしてゆくと、オフセットV2及
びその温度ドリフトは再び低下してゆく。従って、トリ
ミングによる振動子2の振動特性調整時に、トリミング
し過ぎた場合でも、トリミングする位置(稜線)を変え
ることで、振動特性を容易に調整し直すことができる。
As shown in FIG. 7, when the offset V2 is in phase with the reference signal Vr (the phase difference is zero), the ridge which is the boundary between the X1 plane and the Y1 plane of the left arm unit 4 is adjusted by the above adjustment method. When the portion is trimmed near the base of the vibrator 2, both the offset V2 and its temperature drift decrease, but when the trimming amount is further increased, the phase of the offset V2 and the reference signal Vr is inverted. Reverse phase (phase difference 1
80 °), and the offset V2 and its temperature drift increase. Next, in a state where the phase relationship between the offset V2 and the reference signal Vr is inverted and the respective signals are in opposite phases, the ridge portion which is the boundary between the X1 plane and the Y2 plane of the right arm 6 is trimmed. Then, the offset V2 and its temperature drift decrease again. Therefore, even when trimming is excessively performed at the time of adjusting the vibration characteristics of the vibrator 2 by trimming, the vibration characteristics can be easily readjusted by changing the trimming position (ridge line).

【0048】尚、本実施例の振動子2の大きさは、各ア
ーム部4,6のY軸方向(左右方向)の幅が約2.0m
m、各アーム部4,6間の隙間(Y軸方向の幅)が約
0.6mm、連結部8のZ軸方向の高さが約3mm、ア
ーム部4,6及び連結部8のX軸方向の厚みが約2.1
mm、アーム部4,6の先端から連結部8のサポータ3
2側端面までの長さが約20mmである。また、サポー
タ32のZ軸方向の長さは約4mmである。
The size of the vibrator 2 of this embodiment is such that the width of each of the arms 4 and 6 in the Y-axis direction (lateral direction) is about 2.0 m.
m, the gap (width in the Y-axis direction) between the arm portions 4 and 6 is about 0.6 mm, the height of the connecting portion 8 in the Z-axis direction is about 3 mm, and the X-axis of the arm portions 4 and 6 and the connecting portion 8 Direction thickness is about 2.1
mm, the supporter 3 of the connecting portion 8 from the tip of the arm portion 4 or 6
The length up to the end face on the second side is about 20 mm. The length of the supporter 32 in the Z-axis direction is about 4 mm.

【0049】そして、この寸法の振動子2において、ト
リミングによる振動特性の調整を行うのに最適な領域を
調査したところ、図8,図9に示す結果が得られた。即
ち、まず、図8(a)に示すように振動子2の根元付近
でアーム部4,6をトリミングすることにより、振動子
2の振動特性を調整する場合には、図8(b)に示すよ
うに、振動子2の根元から1mmまでの領域をトリミン
グすれば、オフセットV2及びその温度ドリフトは大き
く変化するものの、そのトリミング領域を振動子2の根
元からアーム部4,6の先端側に拡大してゆくと、オフ
セットV2及びその温度ドリフトの変化は鈍くなり、根
元からのトリミングの長さが約5mm以上となる領域で
は、トリミングを行ってもオフセットV2及び温度ドリ
フトは殆ど変化しないことがわかった。
Then, when the optimum region for adjusting the vibration characteristics by trimming was examined in the vibrator 2 of this size, the results shown in FIGS. 8 and 9 were obtained. That is, first, as shown in FIG. 8A, when the vibration characteristics of the vibrator 2 are adjusted by trimming the arm portions 4 and 6 near the base of the vibrator 2, FIG. As shown, if the region from the root of the vibrator 2 to 1 mm from the root is trimmed, the offset V2 and its temperature drift greatly change, but the trimming region is moved from the root of the vibrator 2 to the tip end of the arms 4 and 6. As the size increases, the offset V2 and its temperature drift change slowly, and in a region where the length of the trimming from the base is about 5 mm or more, even if the trimming is performed, the offset V2 and the temperature drift hardly change. all right.

【0050】そして、このトリミング長さは、振動子2
の体格によって異なることから、種々の実験の結果、ア
ーム部4,6を削ることによって振動子2の振動特性を
調整する場合には、振動子2の根元から、連結部8のZ
軸方向の高さ(本実施例では、3mm)に対して170
%(本実施例では、約5.1mm)までの領域をトリミ
ングするようにすればよく、それ以上トリミング領域を
拡大しても、振動特性の改善効果は得られず、振動子2
の強度を低下させるだけであることがわかった。
The trimming length is equal to the vibrator 2
As a result of various experiments, when adjusting the vibration characteristics of the vibrator 2 by shaving the arms 4 and 6, the Z of the connecting portion 8 starts from the base of the vibrator 2.
170 for the height in the axial direction (3 mm in this embodiment)
% (In the present embodiment, approximately 5.1 mm), it is sufficient to trim the region. Even if the trimming region is further expanded, the effect of improving the vibration characteristics cannot be obtained.
It was found that the only effect was to lower the strength of the.

【0051】一方、図9(a)に示すように振動子2の
根元付近で連結部8をトリミングすることにより、振動
子2の振動特性を調整する場合には、図9(b)に示す
ように、振動子2の根元から1mmまでの領域をトリミ
ングすれば、オフセットV2及びその温度ドリフトは大
きく変化するものの、そのトリミング領域を振動子2の
根元から連結部8のサポータ32側に拡大してゆくと、
オフセットV2及びその温度ドリフトの変化は鈍くな
り、根元からのトリミングの長さが約2mm以上となる
領域では、トリミングを行ってもオフセットV2及び温
度ドリフトは殆ど変化しないことがわかった。
On the other hand, when the vibration characteristics of the vibrator 2 are adjusted by trimming the connecting portion 8 near the base of the vibrator 2 as shown in FIG. As described above, if the region from the root of the vibrator 2 to 1 mm from the root is trimmed, the offset V2 and its temperature drift greatly change, but the trimming region is expanded from the root of the vibrator 2 to the supporter 32 side of the connecting portion 8. As you go,
It has been found that the offset V2 and its temperature drift change slowly, and the offset V2 and the temperature drift hardly change even when trimming is performed in a region where the length of the trimming from the base is about 2 mm or more.

【0052】そして、このトリミング長さは、振動子2
の体格によって異なることから、種々の実験の結果、連
結部8を削ることによって振動子2の振動特性を調整す
る場合には、振動子2の根元から、連結部8のZ軸方向
の高さ(本実施例では、3mm)に対して70%(本実
施例では、約2.1mm)までの領域をトリミングする
ようにすればよく、それ以上トリミング領域を拡大して
も、振動特性の改善効果は得られないことがわかった。
The trimming length is determined by the vibrator 2
As a result of various experiments, when adjusting the vibration characteristics of the vibrator 2 by shaving the connecting portion 8, the height of the connecting portion 8 in the Z-axis direction from the base of the vibrator 2 is varied. An area up to 70% (about 2.1 mm in this embodiment) with respect to (3 mm in this embodiment) may be trimmed, and even if the trimming area is further expanded, the vibration characteristics are improved. No effect was found.

【0053】従って、本実施例のように、音叉形状に形
成した圧電体からなる振動子2を用いて角速度を検出す
る角速度センサにおいて、振動子の振動特性を調整し
て、角速度を安定して高精度に検出できるようにするに
は、アーム部の長手方向に沿った連結部8の高さを基準
として、振動子2の根元からアーム部4,6側では、そ
の高さの170%までの領域をトリミングし、振動子2
の根元から連結部側では、その高さの70%までの領域
をトリミングすればよく、アーム部4,6から連結部8
にかけて連続的にトリミングする場合であっても、これ
ら各領域内でトリミングすればよいことがわかる。
Therefore, in the angular velocity sensor for detecting the angular velocity using the vibrator 2 made of a piezoelectric material formed in a tuning fork shape as in the present embodiment, the vibration characteristics of the vibrator are adjusted to stably maintain the angular velocity. In order to enable high-precision detection, on the basis of the height of the connecting portion 8 along the longitudinal direction of the arm portion, from the base of the vibrator 2 to 170% of the height from the root of the vibrator 2 to the arm portions 4 and 6. Area is trimmed and vibrator 2
From the base to the connecting portion side, the region up to 70% of the height may be trimmed.
It can be seen that even if the trimming is performed continuously to, the trimming should be performed in each of these areas.

【0054】また、上記手法で実際に振動子2の振動特
性を調整する際には、例えば、トリミングする深さを一
定にして、トリミング部のZ軸方向の長さを上記領域内
で調整するようにしても良く、或いは、その長さを上記
領域内で一定にして、深さを調整するようにしても良
い。但し、トリミングの深さとしては、振動子2のダメ
ージを考慮すると、本実施例の場合、0.5mm程度ま
でにすることが望ましい。
When the vibration characteristics of the vibrator 2 are actually adjusted by the above-described method, for example, the trimming depth is made constant, and the length of the trimming portion in the Z-axis direction is adjusted within the above-mentioned region. Alternatively, the depth may be adjusted while keeping the length constant in the above-described region. However, in consideration of the damage to the vibrator 2, the depth of the trimming is desirably set to about 0.5 mm in this embodiment.

【0055】以上説明したように、本実施例の角速度セ
ンサによれば、振動子2の振動特性が、連結部8から各
アーム部4,6が突出される根元付近の稜線をトリミン
グ(削る)ことにより調整されていることから、検出信
号に含まれる不要信号成分であるオフセットを低減し
て、温度ドリフトの少ない安定した検出信号を得ること
ができる。このため、角速度センサによる角速度の検出
精度を向上できる。
As described above, according to the angular velocity sensor of the present embodiment, the vibration characteristic of the vibrator 2 is determined by trimming (cutting) the ridgeline near the base where each of the arms 4 and 6 protrudes from the connecting portion 8. Therefore, the offset, which is an unnecessary signal component included in the detection signal, can be reduced, and a stable detection signal with less temperature drift can be obtained. For this reason, the detection accuracy of the angular velocity by the angular velocity sensor can be improved.

【0056】また、振動子2の振動特性の調整は、振動
子2をベース36に組み付け、しかも、角速度検出用の
回路ユニットを組み付けた状態、つまり、角速度センサ
の出荷前の状態で行うことができるので、角速度センサ
の製造・調整工程が簡単になる。また、その調整の際に
は、振動子2の振動特性に大きな影響を与える根元付近
をトリミングするので、調整作業を効率よく行うことが
できる。よって、本実施例によれば、優れた検出精度が
得られる角速度センサを安価に提供できることになる。
The adjustment of the vibration characteristics of the vibrator 2 can be performed in a state where the vibrator 2 is mounted on the base 36 and a circuit unit for detecting the angular velocity is mounted, that is, before the angular velocity sensor is shipped. Since it is possible, the manufacturing and adjustment process of the angular velocity sensor is simplified. In addition, at the time of the adjustment, the vicinity of the base that greatly affects the vibration characteristics of the vibrator 2 is trimmed, so that the adjustment operation can be performed efficiently. Therefore, according to the present embodiment, an angular velocity sensor that can obtain excellent detection accuracy can be provided at low cost.

【0057】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例で
は、検出信号と基準信号Vrとの位相関係からトリミン
グ位置(稜線)を決定し、検出信号から取り出した基準
信号Vrと同相(位相差零又は180度)の信号成分
(オフセット)V2が、基準信号Vrと完全に同相(位
相差零)である場合に、左側のアーム部4のX1面とY
1面との境界である稜線部分をトリミングし、オフセッ
トV2が基準信号Vrと逆相(位相差180度)である
場合に、右側のアーム部6のX1面とY2面との境界で
ある稜線部分をトリミングするものとして説明したが、
こうした位相関係から決定されるトリミングすべき稜線
の位置は、振動子2の形状や大きさ等によって異なるこ
とから、振動子の種類が異なれば、検出信号と駆動信号
との位相関係に応じてトリミングすべき稜線が逆になる
こともある。従って、検出信号と駆動信号との位相関係
に応じて最初にトリミングする稜線については、調整対
象となる振動子の種類に応じて適宜設定しておけばよ
い。
As described above, one embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various embodiments can be adopted. For example, in the above embodiment, the trimming position (ridge line) is determined from the phase relationship between the detection signal and the reference signal Vr, and a signal component (offset of zero or 180 degrees) in phase with the reference signal Vr extracted from the detection signal (offset). ) When V2 is completely in phase (zero phase difference) with reference signal Vr, X1 plane of left arm 4 and Y
When the offset V2 is out of phase with the reference signal Vr (the phase difference is 180 degrees), the ridge line which is the boundary between the X1 plane and the Y2 plane of the right arm 6 is trimmed. Although it was explained as trimming the part,
Since the position of the ridge line to be trimmed determined from such a phase relationship differs depending on the shape and size of the vibrator 2, if the type of the vibrator is different, the trimming is performed according to the phase relationship between the detection signal and the drive signal. The ridge line to be reversed may be reversed. Therefore, the ridge line to be trimmed first according to the phase relationship between the detection signal and the drive signal may be appropriately set according to the type of the vibrator to be adjusted.

【0058】また、音叉形状の振動子の場合、図4
(b)に示す如く、左側のアーム部4のX1面の外側
(Y1側)の稜線P1を削った場合に得られる振動特性
の変化は、左側のアーム部4のX2面の内側の稜線P
2、右側のアーム部6のX1面の内側の稜線P3、或い
は、右側のアーム部6のX2面の外側の稜線P4を削る
ことによっても同様に実現できる。また、右側のアーム
部6のX1面の外側(Y2側)の稜線P5を削った場合
に得られる振動特性の変化は、右側のアーム部6のX2
面の内側の稜線P6、左側のアーム部4のX1面の内側
の稜線P7、或いは、左側のアーム部4のX2面の外側
の稜線P8を削ることによっても同様に実現できる。従
って、上記調整時には、同様の特性変化が得られる稜線
の中から、作業のし易い稜線を適宜選択して、トリミン
グするようにしてもよい。
In the case of a tuning fork-shaped vibrator, FIG.
As shown in (b), the change in the vibration characteristic obtained when the ridge line P1 on the outer side (Y1 side) of the X1 plane of the left arm unit 4 is cut is the ridge line P2 on the inner side of the X2 plane of the left arm unit 4.
2. The same can also be realized by cutting the ridge line P3 inside the X1 plane of the right arm section 6 or the ridge line P4 outside the X2 plane of the right arm section 6. The change in the vibration characteristic obtained when the ridge line P5 on the outer side (Y2 side) of the X1 plane of the right arm 6 is reduced
The same can be realized by cutting the ridge line P6 inside the surface, the ridge line P7 inside the X1 surface of the left arm unit 4, or the ridge line P8 outside the X2 surface of the left arm unit 4. Therefore, at the time of the above adjustment, an easy-to-operate ridgeline may be appropriately selected from among ridgelines having similar characteristic changes, and trimming may be performed.

【0059】一方、上記実施例では、音叉形状の振動子
2を備えた角速度センサとその振動特性の調整方法につ
いて説明したが、本発明は、角柱状に形成され連結部に
て連結された一対のアーム部を有する振動子を備えた角
速度センサであれば適用でき、本発明を適用可能な振動
子の形状は音叉形状に限定されるものではない。
On the other hand, in the above embodiment, the angular velocity sensor provided with the tuning-fork-shaped vibrator 2 and the method of adjusting the vibration characteristics thereof have been described. However, the present invention relates to a pair of prisms formed in a prismatic shape and connected by a connecting portion. The present invention can be applied to any angular velocity sensor provided with a vibrator having the above arm portion, and the shape of the vibrator to which the present invention can be applied is not limited to the tuning fork shape.

【0060】つまり、連結部と一対のアーム部にて形成
される音叉を利用して角速度を検出する角速度センサと
しては、図10及び図11に示すように、音叉を構成す
る2本のアーム部を二組備え、これら各アーム部10
3,104,105,106を平行に配置して、その一
端を共通の連結部102にて連結することにより、櫛形
に形成した振動子100を用いるもの、或いは、図12
に示すように、音叉を構成する2本のアーム部を二組備
え、これら各組のアーム部203,204及び205,
206を、夫々、連結部202の両側に配置して連結す
ることにより、H字形に形成した振動子200を用いる
ものも考えられる。
That is, as an angular velocity sensor for detecting an angular velocity using a tuning fork formed by a connecting portion and a pair of arms, as shown in FIGS. 10 and 11, two arms constituting the tuning fork are used. Are provided, and each of these arm portions 10
12, 104, 105, 106 are arranged in parallel, and one end thereof is connected by a common connecting portion 102, thereby using a comb-shaped vibrator 100, or FIG.
As shown in FIG. 2, two sets of two arm portions constituting the tuning fork are provided, and the arm portions 203, 204 and 205,
A configuration using the vibrator 200 formed in an H shape by arranging and connecting the 206 on both sides of the connecting portion 202 is also conceivable.

【0061】そして、これらの角速度センサにおいて
も、上記実施例と同様の手法で振動子の振動特性を調整
するようにすれば、検出信号に含まれる不要信号成分で
あるオフセットを低減して、温度ドリフトの少ない安定
した検出信号を得ることができるようになり、角速度の
検出精度を向上できる。
Also in these angular velocity sensors, if the vibration characteristics of the vibrator are adjusted in the same manner as in the above embodiment, the offset which is an unnecessary signal component included in the detection signal is reduced, and the temperature is reduced. A stable detection signal with little drift can be obtained, and the detection accuracy of the angular velocity can be improved.

【0062】以下、図10〜図12に示した各角速度セ
ンサの構成及びその調整方法について簡単に説明する。
図10及び図11に示した角速度センサの振動子100
は、アーム部103,104及び105,106の間隔
が異なる二組の音叉を組み合わせた所謂4脚音叉であ
り、アーム部105,106の間隔が広い一方の音叉の
間に、アーム部103,104の間隔が狭い音叉を配置
して、各音叉の連結部を連結した形状(櫛形形状)をし
ている。そして、この振動子100の連結部102に
は、図1に示した振動子2と同様、断面がエの字状に形
成されることにより中央にトーションビーム108を有
するサポータ107が接着材等を用いて接合され、更
に、サポータ107は、各アーム部103〜106を、
ベース111から一定距離だけ離れた位置に平行に配置
にするために、スペーサ110を介して、ベース111
上に溶接等で固定されている。
Hereinafter, the configuration of each angular velocity sensor shown in FIGS. 10 to 12 and a method of adjusting the same will be briefly described.
Vibrator 100 of angular velocity sensor shown in FIGS. 10 and 11
Is a so-called four-legged tuning fork in which two sets of tuning forks with different intervals between the arms 103, 104 and 105, 106 are combined. Are arranged in a narrow interval, and the connecting portions of the tuning forks are connected (comb shape). As in the case of the vibrator 2 shown in FIG. 1, a supporter 107 having a torsion beam 108 in the center is formed of an adhesive material or the like for the connecting portion 102 of the vibrator 100 in the same manner as the vibrator 2 shown in FIG. The supporter 107 further connects the arm portions 103 to 106 to each other.
In order to dispose the base 111 in parallel at a predetermined distance from the base 111, the base 111
The upper part is fixed by welding or the like.

【0063】尚、図10は、櫛形の振動子100を備え
た角速度センサ全体の構成を表わす斜視図であり、図2
はその振動子100を前後(X1面,X2面)・左右
(Y1面,Y2面)から見た状態を表す説明図である。
振動子100は、例えば、PZTをダイシング等で機械
加工することにより櫛形に形成されている。そして、こ
の振動子100を構成する4本のアーム部103〜10
6の内、中央の音叉部を構成する一対のアーム部10
3,104には、振動子100を各アーム部103〜1
06の配列方向(Y軸方向)に振動させるための電極が
形成され、外側の音叉部を構成する一対のアーム部10
5,106には、振動子100に加わった各アーム部1
03〜106の中心軸に平行なZ軸周りの角速度Ωを検
出するための電極が形成されている。
FIG. 10 is a perspective view showing the entire structure of the angular velocity sensor provided with the comb-shaped vibrator 100, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which the vibrator 100 is viewed from front and rear (X1 plane, X2 plane) and left and right (Y1 plane, Y2 plane).
The vibrator 100 is formed in a comb shape by, for example, machining PZT by dicing or the like. The four arms 103 to 10 constituting the vibrator 100
6, a pair of arm portions 10 constituting a central tuning fork portion.
The vibrator 100 is attached to each of the arm portions 103-1 to 3-4.
The electrodes for vibrating in the arrangement direction (Y-axis direction) of the pair 06 are formed, and a pair of arm portions 10 constituting an outer tuning fork portion are formed.
5 and 106, each arm portion 1 added to the vibrator 100 is provided.
Electrodes for detecting the angular velocity Ω around the Z-axis parallel to the central axes of 03 to 106 are formed.

【0064】即ち、図11に示すように、アーム部10
3,104には、そのX1面(ベース111とは反対側
の表面)に、駆動電極112とモニタ電極113とが夫
々形成され、X2面(ベース111との対向面である裏
面)には、基準電位に接地するための仮GND電極12
0が形成されている。そして、各アーム部103,10
4に形成された駆動電極112及びモニタ電極113
は、夫々、連結部102のX1面で互いに接続され、各
アーム部103,104のX2面に形成された仮GND
電極120は、連結部102のX2面で互いに接続され
ている。
That is, as shown in FIG.
The drive electrodes 112 and the monitor electrodes 113 are respectively formed on the X1 surface (the surface opposite to the base 111) of the X-rays 3 and 104, and the X2 surface (the back surface facing the base 111) is formed on the X3 surface. Temporary GND electrode 12 for grounding to a reference potential
0 is formed. And each of the arm portions 103, 10
4 drive electrode 112 and monitor electrode 113
Are connected to each other on the X1 plane of the connecting part 102, and are formed on the X2 plane of the arm parts 103 and 104, respectively.
The electrodes 120 are connected to each other on the X2 plane of the connection part 102.

【0065】一方、アーム部105のX1面には、検出
電極114が形成され、X2面には、検出電極122が
形成され、振動子100の外側側面となるY1面には、
仮GND電極125が形成されると共に、X1,X2面
の検出電極114,122を互いに接続(短絡)する短
絡用電極129が形成されている。また、アーム部10
6のX1面には、仮GND電極115が形成され、X2
面には、仮GND電極121が形成され、振動子100
の外側側面となるY2面には、検出電極124が形成さ
れると共に、X1,X2面の仮GND電極115,12
1を互いに接続(短絡)する短絡用電極128が接続さ
れている。
On the other hand, the detection electrode 114 is formed on the X1 plane of the arm 105, the detection electrode 122 is formed on the X2 plane, and the Y1 plane which is the outer side surface of the vibrator 100 is formed on the X1 plane.
A temporary GND electrode 125 is formed, and a short-circuit electrode 129 that connects (short-circuits) the detection electrodes 114 and 122 on the X1 and X2 planes is formed. The arm 10
6, a temporary GND electrode 115 is formed on the X1 plane,
A temporary GND electrode 121 is formed on the surface, and the vibrator 100
The detection electrode 124 is formed on the Y2 surface, which is the outer side surface of the X-ray, and the provisional GND electrodes 115 and 12 on the X1 and X2 surfaces.
1 are connected to each other (short-circuit).

【0066】次に、連結部102のX1面には、検出信
号取出用のパット電極116が形成されており、このパ
ット電極116には、引出電極118を介して、アーム
部105のX1面に形成された検出電極114に接続さ
れると共に、引出電極126を介して、アーム部106
のY2面に形成された検出電極124に接続されてい
る。また、連結部102のX1面には、仮GND電極接
地用のパット電極117も形成されており、このパット
電極117には、引出電極119を介して、アーム部1
06のX1面に形成された仮GND電極115が接続さ
れている。そして、この仮GND電極115に接続され
たアーム部106の仮GND電極121には、連結部1
02のX2面に形成された引出電極123及びアーム部
105のY1面に形成された引出電極127を介して、
アーム部105のY1面に形成された仮GND電極12
5及びアーム部103,104のX2面に形成された仮
GND電極120が夫々接続されている。
Next, a pad electrode 116 for extracting a detection signal is formed on the X1 surface of the connecting portion 102. The pad electrode 116 is connected to the X1 surface of the arm portion 105 via an extraction electrode 118. The arm portion 106 is connected to the formed detection electrode 114 and is connected to the arm portion 106 via the extraction electrode 126.
Is connected to the detection electrode 124 formed on the Y2 plane. A pad electrode 117 for grounding a temporary GND electrode is also formed on the X1 plane of the connecting portion 102. The pad electrode 117 is connected to the arm portion 1 via an extraction electrode 119.
The temporary GND electrode 115 formed on the X1 plane of No. 06 is connected. The temporary GND electrode 121 of the arm 106 connected to the temporary GND electrode 115 is connected to the connecting portion 1.
02 through the extraction electrode 123 formed on the X2 plane and the extraction electrode 127 formed on the Y1 plane of the arm 105.
Temporary GND electrode 12 formed on Y1 surface of arm 105
5 and the provisional GND electrodes 120 formed on the X2 plane of the arm portions 103 and 104 are connected to each other.

【0067】そして、図10に示すように、ベース11
1には、連結部102のX1面に形成された駆動電極1
12、モニタ電極113、パット電極116、及びパッ
ト電極117に対応した4個のターミナルT31〜T3
4が立設されており、これら各電極と各ターミナルT3
1〜T34とは、夫々、夫々、ワイヤW31〜W34を
ボンディングすることにより接続される。尚、振動子1
00の各面への電極の形成手順等は、図1に示した振動
子2と全く同様である。
Then, as shown in FIG.
Reference numeral 1 denotes a drive electrode 1 formed on the X1 plane of the connecting portion 102.
12, four terminals T31 to T3 corresponding to the monitor electrode 113, the pad electrode 116, and the pad electrode 117.
4 and each of these electrodes and each terminal T3.
1 to T34 are connected by bonding wires W31 to W34, respectively. The vibrator 1
The procedure for forming the electrodes on each surface of 00 is exactly the same as that of the vibrator 2 shown in FIG.

【0068】このように構成された角速度センサを用い
て、角速度を検出する際には、駆動用のアーム部10
3,104に形成された駆動電極112と仮GND電極
120との間に駆動信号(交流電圧)を印加することに
より、これらアーム部103,104にて構成される内
側の音叉部を左右の駆動軸方向(図に示すY軸方向)に
共振させると共に、モニタ電極113からの出力が一定
になるように、図示しない制御回路を用いて駆動信号を
制御することにより、振動子100の内側の音叉部を自
励発振させる。そして、このように振動子100を自励
制御発振させているときに、振動子100の長手方向の
中心軸(Z軸)を中心とする角速度Ωが入力されると、
上記各アーム部103,104は、コリオリ力によっ
て、X1,X2面を貫くX軸方向(検出軸方向)にも振
動する。すると、外側の音叉部を構成する各アーム部1
05,106もX軸方向に振動し、検出電極114,1
22と仮GND電極125との間、及び、検出電極12
4と仮GND電極115,121との間には、X軸方向
の振動に比例した電流が流れることから、これら各電極
間の電流を電圧値に変換することにより、Z軸回りの角
速度Ωを検出する。
When detecting the angular velocity using the angular velocity sensor having the above configuration, the driving arm 10
By applying a drive signal (AC voltage) between the drive electrode 112 formed on the third and fourth electrodes 104 and the provisional GND electrode 120, the inner tuning fork formed by the arms 103 and 104 is driven left and right. By controlling the drive signal using a control circuit (not shown) so as to resonate in the axial direction (Y-axis direction shown in the drawing) and to keep the output from the monitor electrode 113 constant, the tuning fork inside the vibrator 100 is formed. The part is self-oscillated. When the vibrator 100 is self-excited and oscillated in this manner, when an angular velocity Ω about the longitudinal central axis (Z axis) of the vibrator 100 is input,
The arms 103 and 104 also vibrate in the X-axis direction (detection axis direction) penetrating the X1 and X2 planes by Coriolis force. Then, each arm part 1 constituting the outer tuning fork part
05, 106 also vibrate in the X-axis direction, and the detection electrodes 114, 1
22 and the provisional GND electrode 125 and the detection electrode 12
4 and the temporary GND electrodes 115 and 121, a current proportional to the vibration in the X-axis direction flows. By converting the current between these electrodes into a voltage value, the angular velocity Ω around the Z-axis is changed. To detect.

【0069】そして、本実施例の振動子100の振動特
性をする際には、上記実施例と同様に、角速度センサ1
00に自励発振回路40や検出回路50等からなる角速
度検出回路ユニットを組み付けた状態で自励発振回路4
0を動作させ、そのとき得られる検出信号と、振幅制御
回路42に入力される振動子2の実際の振動状態を表す
基準信号とを用いて、これら各信号の同相信号成分をモ
ニタし、この同相信号成分(換言すれば不要信号)が小
さくなるように、連結部102から各アーム部103〜
106が突出される根元付近の振動子100の稜線をト
リミングするようにすればよい。
When measuring the vibration characteristics of the vibrator 100 of this embodiment, the angular velocity sensor 1 is used in the same manner as in the above embodiment.
00 and a self-excited oscillation circuit 4 with an angular velocity detection circuit unit including a self-excited oscillation circuit 40, a detection circuit 50, and the like.
0, and using the detection signal obtained at that time and a reference signal that is input to the amplitude control circuit 42 and that represents the actual vibration state of the vibrator 2, monitors the in-phase signal components of these signals, In order to reduce the in-phase signal component (in other words, an unnecessary signal), each of the arm units 103 to
What is necessary is just to trim the ridgeline of the vibrator 100 near the base from which the 106 protrudes.

【0070】また、トリミングを行う稜線は、前述の実
施例と同様、各アーム部203〜206の稜線であれ
ば、外側でも内側でもよく、また連結部102の稜線で
あってもよいが、特に、上記振動子100は、連結部1
02から4本のアーム部103〜106が同一方向に突
出された4脚の櫛形形状であり、前述した音叉形状の振
動子2に比べて多くの振動モードを有し、角速度検出時
に駆動軸方向及び検出軸方向の振動とは異なる他の振動
モードから影響を受けやすくなることから、その影響を
受け難くするためには、図13に示すように、2つの稜
線を調整用の稜線として同時にトリミングするようにす
るとよい。
The ridge line to be trimmed may be the outer or inner side or the ridge line of the connecting portion 102 as long as it is the ridge line of each of the arm portions 203 to 206, as in the above-described embodiment. The vibrator 100 is connected to the connecting portion 1
The four arm portions 103 to 106 have a four-leg comb shape protruding in the same direction, have a greater number of vibration modes than the tuning-fork-shaped vibrator 2 described above, and have a drive shaft direction when detecting an angular velocity. In addition, since it is easily affected by another vibration mode different from the vibration in the detection axis direction, two edges are trimmed at the same time as an adjustment edge as shown in FIG. It is better to do it.

【0071】即ち、図13(a)は、駆動電極112が
形成された駆動用のアーム部103,104の内の一方
のアーム部103又は104において、互いに対角位置
にある2つの稜線(P11とP12,P13とP14,P15とP
16,P17とP18)を一組として、いずれかの組の稜線を
同時にトリミングすることにより、振動子100の振動
特性を調整することを表している。
That is, FIG. 13A shows two ridge lines (P11) that are diagonally opposite to each other in one of the driving arms 103 and 104 on which the driving electrode 112 is formed. And P12, P13 and P14, P15 and P
16, P17 and P18) are set as one set, and the vibration characteristics of the vibrator 100 are adjusted by trimming any set of ridge lines at the same time.

【0072】そして、このような調整方法(換言すれば
請求項9に記載の調整方法)によれば、アーム部103
又は104において対角位置にある2つの稜線の内の一
方をトリミングする場合に比べて、振動子100の調整
箇所を分散させることができるため、振動子100の振
動バランスが悪化するのを防止して、角速度検出時の他
の振動モードからの影響を小さくすることが可能にな
り、振動子の振動特性を、効率よく且つ高精度に調整す
ることができるようになる。尚、アーム部103又は1
04において、互いに対角位置にある2つの稜線をトリ
ミングするのは、一つのアーム部で対角位置にある稜線
は、図4(b)を用いて説明したように、振動子の振動
特性を同一方向に調整できるためである。
According to such an adjustment method (in other words, the adjustment method according to the ninth aspect), the arm 103
Or 104, the adjustment portions of the vibrator 100 can be dispersed as compared with the case where one of the two ridge lines at the diagonal positions is trimmed, so that the vibration balance of the vibrator 100 is prevented from deteriorating. As a result, the influence of other vibration modes at the time of detecting the angular velocity can be reduced, and the vibration characteristics of the vibrator can be adjusted efficiently and with high accuracy. The arm 103 or 1
The reason why the two ridge lines at the diagonal positions are trimmed in 04 is that the ridge lines at the diagonal positions in one arm part have the vibration characteristics of the vibrator as described with reference to FIG. This is because they can be adjusted in the same direction.

【0073】一方、図13(b)は、駆動電極112が
形成された駆動用のアーム部103,104において、
各アーム部103,104の間の中心位置で且つ各アー
ム部103,104に平行な軸(換言すれば振動子10
0の中心軸P0)を中心として互いに対称な位置にある
2つの稜線(P21とP22,P23とP24,P25とP26,P
27とP28)を一組として、いずれかの組の稜線を同時に
トリミングすることにより、振動子100の振動特性を
調整することを表している。
On the other hand, FIG. 13B shows the driving arms 103 and 104 on which the driving electrodes 112 are formed.
An axis (in other words, the vibrator 10) at a central position between the arms 103 and 104 and parallel to the arms 103 and 104.
Two ridges (P21 and P22, P23 and P24, P25 and P26, P25
27 and P28) as one set, and the trimming of any set of ridge lines at the same time adjusts the vibration characteristics of the vibrator 100.

【0074】そして、このような調整方法(換言すれば
請求項10に記載の調整方法)によれば、図13(a)
に示した調整方法と同様の効果を得ることができ、しか
も、駆動用の一対のアーム部の両方を削ることから、一
方のアーム部103又は104だけをトリミングする場
合に比べて、振動子100の振動バランスが悪化するの
をより確実に防止できる。
According to such an adjusting method (in other words, the adjusting method according to the tenth aspect), FIG.
The same effect as the adjustment method shown in FIG. 1 can be obtained, and since both of the pair of driving arms are shaved, the vibrator 100 can be obtained as compared with the case where only one arm 103 or 104 is trimmed. This can more reliably prevent the vibration balance from being deteriorated.

【0075】次に図12に示した角速度センサの振動子
200は、同一形状の音叉を、各音叉のアーム部20
3,204及び205,206が互いに逆方向を向くよ
うに、各音叉の連結部202にて連結したH字形形状を
している。この振動子200は、PZTをダイシング等
で機械加工することによりH字形に形成されており、一
方の音叉部を構成する一対のアーム部203,204に
は、振動子200をアーム部203,204の配置方向
(Y軸方向)に振動させるための電極が形成され、他方
の音叉部を構成する一対のアーム部205,206に
は、振動子200に加わった各アーム部203〜206
の中心軸に平行なz軸周りの角速度を検出するための電
極が形成されている。
Next, the vibrator 200 of the angular velocity sensor shown in FIG.
Each of the tuning forks has an H-shape connected at a connecting portion 202 such that the reference numerals 3, 204 and 205, 206 face in opposite directions. The vibrator 200 is formed in an H-shape by machining PZT by dicing or the like, and the vibrator 200 is attached to the pair of arms 203 and 204 forming one tuning fork. An electrode for vibrating in the arrangement direction (Y-axis direction) is formed, and a pair of arms 205 and 206 constituting the other tuning fork are provided with the arms 203 to 206 applied to the vibrator 200.
An electrode for detecting the angular velocity around the z-axis parallel to the central axis of is formed.

【0076】即ち、アーム部203,204のX1面
(振動子200においてH字形を呈する一方の面)に
は、駆動電極207及びモニタ電極208が形成されて
いる。そして各アーム部203,204の駆動電極20
7及びモニタ電極208は、夫々、連結部202で連結
されている。また、アーム部205,206のX1面に
は、夫々、仮GND電極210,211が形成され、Y
1,Y2面(各アーム部205,206における振動子
200の外側側面)には、夫々、検出電極212,21
3が形成されている。
That is, the drive electrode 207 and the monitor electrode 208 are formed on the X1 surface (one surface of the vibrator 200 having an H shape) of the arm portions 203 and 204. Then, the drive electrode 20 of each arm 203, 204
7 and the monitor electrode 208 are connected to each other at the connection portion 202. Further, temporary GND electrodes 210 and 211 are formed on the X1 surface of the arm portions 205 and 206, respectively.
The detection electrodes 212 and 21 are provided on the Y1 and Y2 planes (outer side surfaces of the vibrator 200 in the respective arm portions 205 and 206).
3 are formed.

【0077】また、振動子200のX2面(振動子20
0においてH字形を呈する一方の面)には、アーム部2
03,204から連結部202を通ってアーム部20
5,206に至る略全域に仮GND電極209が形成さ
れており、アーム部205,206のX1面に形成され
た仮GND電極210,211は、各アーム部205,
206のY1面及びY2面に形成された短絡用電極21
8,219を介して、X1面の仮GND電極209に接
続されている。また、連結部202のX1面には、検出
信号取出用のパット電極214,215が形成され、各
アーム部205,206のY1,Y2面に形成された検
出電極212,213は、引出電極216,217を介
して、各パット電極214,215に夫々接続されてい
る。
The X2 plane of the vibrator 200 (vibrator 20
0), an arm 2
03 and 204 through the connecting portion 202 and the arm portion 20
Temporary GND electrodes 209 are formed over substantially the entire area extending to the arm portions 205 and 206. The temporary GND electrodes 210 and 211 formed on the X1 plane of the arm portions 205 and 206
Short-circuit electrodes 21 formed on the Y1 and Y2 planes 206
8, 219 are connected to the temporary GND electrode 209 on the X1 plane. Further, pad electrodes 214 and 215 for extracting a detection signal are formed on the X1 surface of the connection portion 202, and the detection electrodes 212 and 213 formed on the Y1 and Y2 surfaces of the arm portions 205 and 206 are connected to the extraction electrode 216. , 217 are connected to the pad electrodes 214, 215, respectively.

【0078】このように構成された振動子200を用い
て角速度を検出する際には、例えば、連結部202のX
2面をサポータを介してベース上に固定すると同時に、
X2面の仮GND電極209を基準電位に接地する。そ
して、アーム部203,204に形成された駆動電極2
07と仮GND電極209との間に駆動信号(交流電
圧)を印加することにより、これらアーム部103,1
04にて構成される音叉部を左右の駆動軸方向(図に示
すY軸方向)に共振させると共に、モニタ電極208か
らの出力が一定になるように、図示しない制御回路を用
いて駆動信号を制御することにより、振動子200の内
側の音叉部を自励発振させる。
When detecting the angular velocity using the vibrator 200 having the above-described configuration, for example, the X
At the same time as fixing the two surfaces on the base via the supporter,
The temporary GND electrode 209 on the X2 plane is grounded to the reference potential. Then, the drive electrodes 2 formed on the arm portions 203 and 204 are formed.
07 and the provisional GND electrode 209, a drive signal (AC voltage) is applied between these arm portions 103, 1
The drive signal is generated by using a control circuit (not shown) so that the tuning fork formed by the drive circuit 04 resonates in the left and right drive axis directions (Y axis direction shown in the figure) and the output from the monitor electrode 208 becomes constant. By performing the control, the tuning fork inside the vibrator 200 is caused to self-oscillate.

【0079】そして、このように振動子200を自励制
御発振させているときに、Z軸周りの角速度Ωが入力さ
れると、各アーム部203,204は、コリオリ力によ
って、X1,X2面を貫くX軸方向(図示せず)にも振
動する。すると、他方の音叉部を構成する各アーム部2
05,206もX軸方向に振動するため、検出電極21
2と仮GND電極209,210との間、及び、検出電
極213と仮GND電極209,211との間には、X
軸方向の振動に比例した電流が流れる。そこで、この電
流をパット電極214,215を介して取り出し、電圧
値に変換することにより、Z軸回りの角速度Ωを検出す
る。
When the angular velocity Ω around the Z-axis is input during the self-excited control oscillation of the vibrator 200, the arms 203 and 204 are moved by the Coriolis force to the X1 and X2 planes. Vibrates also in the X-axis direction (not shown) penetrating through. Then, each of the arm portions 2 constituting the other tuning fork portion
05 and 206 also vibrate in the X-axis direction.
2 and the provisional GND electrodes 209 and 210, and between the detection electrode 213 and the provisional GND electrodes 209 and 211, X
A current proportional to the axial vibration flows. Then, this current is taken out through the pad electrodes 214 and 215 and converted into a voltage value, thereby detecting the angular velocity Ω around the Z axis.

【0080】また、本実施例の振動子200を調整する
際にも、上記実施例と同様、角速度センサ200に自励
発振回路40や検出回路50等からなる角速度検出回路
ユニットを組み付けた状態で自励発振回路40を動作さ
せ、そのとき得られる検出信号と、振幅制御回路42に
入力される振動子2の実際の振動状態を表す基準信号と
を用いて、これら各信号の同相信号成分をモニタし、こ
の同相信号成分(換言すれば不要信号)が小さくなるよ
うに、連結部202から各アーム部203〜206が突
出される根元付近の振動子100の稜線をトリミングす
るようにすればよい。尚、トリミングを行う稜線は、各
アーム部203〜206の稜線であれば、外側でも内側
でもよく、連結部202の稜線であってもよい。
Also, when adjusting the vibrator 200 of this embodiment, similarly to the above embodiment, the angular velocity sensor 200 is provided with an angular velocity detection circuit unit including the self-excited oscillation circuit 40 and the detection circuit 50. The self-oscillation circuit 40 is operated, and a detection signal obtained at that time and a reference signal representing the actual vibration state of the vibrator 2 input to the amplitude control circuit 42 are used to generate in-phase signal components of these signals. So that the in-phase signal component (in other words, an unnecessary signal) is reduced, so that the ridge line of the vibrator 100 near the base from which each of the arms 203 to 206 protrudes from the connecting portion 202 is trimmed. I just need. Note that the ridgeline to be trimmed may be the outside or inside, or the ridgeline of the connecting portion 202, as long as it is the ridgeline of each of the arm portions 203 to 206.

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

【図1】 音叉形状の振動子を備えた実施例の角速度セ
ンサの構成を表す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an angular velocity sensor according to an embodiment including a tuning-fork-shaped vibrator.

【図2】 図1に示した振動子に形成された電極を表す
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing electrodes formed on the vibrator shown in FIG.

【図3】 振動子に接続される自励発振回路及び検出回
路の構成並びにこれらを用いた振動特性調整時のシステ
ム構成を説明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a self-excited oscillation circuit and a detection circuit connected to a vibrator and a system configuration at the time of adjusting vibration characteristics using these components.

【図4】 振動子のトリミングの方法を説明する説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of trimming a vibrator.

【図5】 振動子のトリミングによる調整手順を説明す
る説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an adjustment procedure by trimming a vibrator.

【図6】 振動子のトリミングによるオフセット及びオ
フセット温度ドリフトの変化を測定した結果を表す説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a result of measuring a change in offset and offset temperature drift due to trimming of a vibrator.

【図7】 振動子のトリミング量とオフセット及びオフ
セット温度ドリフト変化との関係を表す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a trimming amount of a vibrator and a change in offset and offset temperature drift.

【図8】 アーム部をトリミングする際の最適領域を測
定した測定結果を表す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a measurement result obtained by measuring an optimum region when trimming an arm portion.

【図9】 連結部をトリミングする際の最適領域を測定
した測定結果を表す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a measurement result obtained by measuring an optimum region when trimming a connecting portion.

【図10】 二組の音叉部を有する櫛形形状の振動子を
備えた角速度センサの構成を表す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an angular velocity sensor including a comb-shaped vibrator having two sets of tuning forks.

【図11】 図10に示した櫛形形状の振動子に形成さ
れた電極を表す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory view showing electrodes formed on the comb-shaped vibrator shown in FIG.

【図12】 二組の音叉部を有するH字形形状の振動子
の構成を説明する説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an H-shaped vibrator having two sets of tuning forks.

【図13】 図10に示した櫛形形状の振動子のトリミ
ングによる調整方法を説明する説明図である。
13 is an explanatory diagram illustrating an adjustment method by trimming the comb-shaped vibrator illustrated in FIG. 10;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,100,200…振動子、4,6,103〜10
6,203〜206…アーム部、8,102,202…
連結部、12a,12b,112,207…駆動電極、
14a,14b,113,208…モニタ電極、16
a,16b,24,115,120,121,125,
209,210,211…仮GND電極、18a,18
b…分極用電極、20a,20b,116,117,2
14,215…パット電極、22a,22b,114,
122,124,212,213…検出電極、26a,
26b,28a,28b,128,129,218,2
19…短絡用電極 30a,30b,118,11
9,123,126,127,216,217…引出電
極、32,107…サポータ 34,110…スペー
サ、36,111…ベース、40…自励発振回路、50
…検出回路、60…ロックインアンプ。
2,100,200 ... vibrator, 4,6,103-10
6, 203-206 ... arm part, 8, 102, 202 ...
Connecting parts, 12a, 12b, 112, 207 ... drive electrodes,
14a, 14b, 113, 208 ... monitor electrode, 16
a, 16b, 24, 115, 120, 121, 125,
209, 210, 211 ... temporary GND electrode, 18a, 18
b ... polarizing electrode, 20a, 20b, 116, 117, 2
14, 215: pad electrode, 22a, 22b, 114,
122, 124, 212, 213 detection electrodes, 26a,
26b, 28a, 28b, 128, 129, 218, 2
19 ... Short-circuiting electrodes 30a, 30b, 118, 11
9, 123, 126, 127, 216, 217 extraction electrodes, 32, 107 supporters 34, 110 spacers, 36, 111 base, 40 self-oscillation circuit 50
Detector circuit 60 Lock-in amplifier

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 角柱状に形成され互いに平行に配置され
た少なくとも一対のアーム部と各アーム部を連結する連
結部とにより形成された圧電体からなり、外壁面に、少
なくとも、外部から交流電圧を受けて前記各アーム部を
各アーム部の配列方向である駆動軸方向に励振する駆動
電極、及び、各アーム部において前記駆動軸とは直交す
る検出軸方向に生じる振動を検出する一対の検出電極、
が形成された振動子を備えた角速度センサにおいて、 前記連結部から前記各アーム部が突出される記振動子の
根元付近に、振動特性調整用の凹凸が形成されているこ
とを特徴とする角速度センサ。
1. A piezoelectric body comprising at least a pair of arms formed in a prismatic shape and arranged in parallel with each other and a connecting portion connecting the arms, and an AC voltage is applied to an outer wall surface at least from the outside. And a drive electrode that excites each of the arm portions in a drive axis direction that is an arrangement direction of the arm portions, and a pair of detections that detect a vibration generated in a detection axis direction orthogonal to the drive shaft in each arm portion. electrode,
An angular velocity sensor provided with a vibrator formed with a vibrator, wherein irregularities for adjusting vibration characteristics are formed near the base of the vibrator where each of the arms protrudes from the connecting portion. Sensor.
【請求項2】 前記凹凸は、 前記アーム部において、前記振動子の根元から、前記ア
ーム部の長手方向に沿った連結部の高さに対して170
%以内の領域、 前記連結部において、前記振動子の根元から、前記アー
ム部の長手方向に沿った連結部の高さに対して70%以
内の領域、 のいずれか一方又はその両方の領域内に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の角速度センサ。
2. The method according to claim 1, wherein the concave and convex portions have a height of 170 mm from a base of the vibrator in the arm portion with respect to a height of a connecting portion along a longitudinal direction of the arm portion.
% Of the connecting portion, a region within 70% of the height of the connecting portion along the longitudinal direction of the arm portion from the base of the vibrator, and / or a region of both of them. 2. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the angular velocity sensor is formed as follows.
【請求項3】 前記凹凸は、前記領域内で振動子の一部
が削られることにより形成されていることを特徴とする
請求項2に記載の角速度センサ。
3. The angular velocity sensor according to claim 2, wherein the unevenness is formed by cutting a part of the vibrator in the area.
【請求項4】 前記凹凸は、前記アーム部の長手方向に
沿った前記振動子の稜線の少なくとも一つが削られるこ
とにより形成されていることを特徴とする請求項3に記
載の角速度センサ。
4. The angular velocity sensor according to claim 3, wherein the unevenness is formed by cutting at least one ridge line of the vibrator along a longitudinal direction of the arm portion.
【請求項5】 角柱状に形成され互いに平行に配置され
た少なくとも一対のアーム部と各アーム部を連結する連
結部とにより形成された圧電体からなり、外壁面に、少
なくとも、外部から交流電圧を受けて前記各アーム部を
各アーム部の配列方向である駆動軸方向に励振する駆動
電極、及び、各アーム部において前記駆動軸とは直交す
る検出軸方向に生じる振動を検出する一対の検出電極、
が形成された振動子を備えた角速度センサにおいて、前
記振動子の振動特性を調整する方法であって、 前記駆動電極に交流電圧を印加して前記振動子を駆動軸
方向に振動させ、そのとき前記一対の検出電極を介して
得られる検出信号の不要信号成分が小さくなるように、
前記連結部から前記各アーム部が突出される前記連結部
の根元付近に凹凸を形成することを特徴とする角速度セ
ンサの調整方法。
5. A piezoelectric body formed by at least a pair of arms formed in a prismatic shape and arranged in parallel with each other and a connecting portion connecting the arms, and an AC voltage is applied to the outer wall surface at least from the outside. And a drive electrode that excites each of the arm portions in a drive axis direction that is an arrangement direction of the arm portions, and a pair of detections that detect a vibration generated in a detection axis direction orthogonal to the drive shaft in each arm portion. electrode,
In an angular velocity sensor provided with a vibrator formed with, a method for adjusting vibration characteristics of the vibrator, wherein an AC voltage is applied to the drive electrode to vibrate the vibrator in a drive axis direction. As the unnecessary signal component of the detection signal obtained via the pair of detection electrodes is reduced,
A method of adjusting an angular velocity sensor, comprising forming irregularities near a root of the connecting portion from which the respective arm portions project from the connecting portion.
【請求項6】 前記振動特性の調整は、 前記アーム部において、前記振動子の根元から、前記ア
ーム部の長手方向に沿った連結部の高さに対して170
%以内の領域、 前記連結部において、前記振動子の根元から、前記アー
ム部の長手方向に沿った連結部の高さに対して70%以
内の領域、 のいずれか一方又はその両方の領域内に前記凹凸を形成
することにより行うことを特徴とする請求項5に記載の
角速度センサの調整方法。
6. The method for adjusting the vibration characteristic, comprising: adjusting a height of a connecting portion along a longitudinal direction of the arm portion from a root of the vibrator in the arm portion;
% Of the connecting portion, a region within 70% of the height of the connecting portion along the longitudinal direction of the arm portion from the base of the vibrator, and / or a region of both of them. The method for adjusting an angular velocity sensor according to claim 5, wherein the method is performed by forming the unevenness on the angular velocity sensor.
【請求項7】 前記振動特性の調整は、前記領域内で振
動子の一部を削ることにより行うことを特徴とする請求
項6に記載の角速度センサの調整方法。
7. The angular velocity sensor adjusting method according to claim 6, wherein the adjustment of the vibration characteristic is performed by cutting a part of the vibrator in the area.
【請求項8】 前記振動特性の調整は、前記アーム部の
長手方向に沿った前記振動子の稜線の少なくとも一つを
削ることにより行うことを特徴とする請求項7に記載の
角速度センサの調整方法。
8. The adjustment of the angular velocity sensor according to claim 7, wherein the adjustment of the vibration characteristic is performed by cutting at least one ridge line of the vibrator along a longitudinal direction of the arm portion. Method.
【請求項9】 前記振動特性の調整は、前記駆動電極が
形成された一対のアーム部の内、少なくとも一方のアー
ム部において対角位置にある2つの稜線を削ることによ
り行うことを特徴とする請求項8に記載の角速度センサ
の調整方法。
9. The method according to claim 9, wherein the adjustment of the vibration characteristic is performed by cutting two ridge lines at diagonal positions in at least one of the pair of arms on which the drive electrodes are formed. An adjustment method of the angular velocity sensor according to claim 8.
【請求項10】 前記振動特性の調整は、前記駆動電極
が形成された一対のアーム部において、各アーム部の間
の中心位置で且つ各アーム部に平行な軸を中心として対
称な位置にある2つの稜線を削ることにより行うことを
特徴とする請求項8に記載の角速度センサの調整方法。
10. The adjustment of the vibration characteristic is performed in a pair of arms on which the drive electrodes are formed, at a central position between the arms and at a position symmetric about an axis parallel to the arms. The method for adjusting an angular velocity sensor according to claim 8, wherein the adjustment is performed by cutting two ridge lines.
【請求項11】 前記振動特性の調整は、前記稜線を削
る際の前記アーム部の長手方向に沿った長さ、前記稜線
を削る際の前記振動子に対する深さ、又はその両方を調
整することにより行うことを特徴とする請求項7〜請求
項10いずれか記載の角速度センサの調整方法。
11. The method of adjusting the vibration characteristic includes adjusting a length of the arm portion along a longitudinal direction when the ridge is cut, a depth of the vibrator when the ridge is cut, or both. The method for adjusting an angular velocity sensor according to any one of claims 7 to 10, wherein:
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