JP3265913B2 - 振動ジャイロ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動ジャイロに関し、さ
らに詳しく述べれば、回転角速度を検知することにより
移動体の位置を検出し、適切な誘導を行うナビゲーショ
ンシステム、または外的振動を検知し、適切な制振を行
う手振れ防止装置などの除振システムなどに応用できる
振動ジャイロに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の振動ジャイロは、Ｎｉ合
金等からなる柱状の音片型振動子を用いたものが多く実
用化されている。しかし、このような振動ジャイロは、
振動子にＮｉ合金等の高価な金属材が用いられているの
で、コスト高となるとともに、検出される信号が磁界の
影響を受けやすいという問題がある。

【０００３】そこで、これら問題点を解決するために、
本出願人は既に出願済みの特願平６−１４５５２７号に
示すように、図１０乃至図１１の振動ジャイロ４１を提
案している。

【０００４】この振動ジャイロ４１は例えば正４角柱状
の振動子４３を含み、振動子４３は略短冊状の第１の圧
電体基板４５ａおよび第２の圧電体基板４５ｂを積層し
てなる。これら第１の圧電体基板４５ａおよび第２の圧
電体基板４５ｂは、図１０の矢印Ｐで示すように、互い
に逆の厚み方向に分極されている。そして、第１の圧電
体基板４５ａの主面には、その幅方向に間隔を隔てて２
つの分割電極４７ａ，４７ｂが形成され、第２の圧電体
基板４５ｂの主面には，共通電極４９が形成されてい
る。また、第１の圧電体基板４５ａおよび第２の圧電体
基板４５ｂ間には、ダミー電極５１が形成されている。

【０００５】振動子４３の２つの分割電極４７ａ，４７
ｂには、発振回路６１の一方の出力端が抵抗６３ａ，６
３ｂを介してそれぞれ接続されている。そして、振動子
４３の共通電極４９には、発振回路６１の他方の出力端
が接続されている。また、振動子４３の２つの分割電極
４７ａ，４７ｂは、抵抗６５ａ，６５ｂを介して、差動
増幅回路６７の２つの入力端にそれぞれ接続されてい
る。さらに、差動増幅回路６７の出力端および一方の入
力端間には、抵抗６５ｃが接続されている。

【０００６】この振動子４３では、第１の圧電体基板４
５ａおよび第２の圧電体基板４５ｂが互いに逆の厚み方
向に分極されているので、２つの分極電極４７ａ，４７
ｂおよび共通電極４９間に、発振回路６１から出力され
る例えば正弦波信号等の駆動信号を抵抗６３ａ，６３ｂ
を介して印加すれば、第１の圧電体基板４５ａおよび第
２の圧電体基板４５ｂが互いに逆に振動する。この場
合、第１の圧電体基板４５ａがその長手方向に伸びてい
るときには、第２の圧電体基板４５ｂがその長手方向に
縮む。逆に、第１の圧電体基板４５ａがその長手方向に
縮んでいるときには、第２の圧電体基板４５ｂがその長
手方向に伸びる。そのため、振動子４３は、図１２に示
すように、その主面に直交する方向に屈曲振動する。

【０００７】その状態で、振動ジャイロ４１が図１１に
示した振動子４３の中心軸Ｏを中心に回転すると、その
回転角速度に応じたコリオリ力が、第１の圧電体基板４
５ａおよび第２の圧電体基板４５ｂの主面に平行し、且
つ振動子４３の中心軸Ｏに直交する方向に働く。そのた
め、振動子４３の屈曲振動の方向が変わり、２つの分極
電極４７ａ，４７ｂ間には、その回転角速度に応じた信
号が発生する。そして、２つの分極電極４７ａ，４７ｂ
間に発生する信号は、抵抗６５ａ，６５ｂを介して、差
動増幅回路６７によって検出される。したがって、この
振動ジャイロ４１では、差動増幅回路６７の出力信号に
よって、回転角速度を知ることができる。

【０００８】このような振動ジャイロ４１は、振動子に
Ｎｉ合金等の高価な金属材を用いずに、比較的安価な圧
電体基板を用いるので、低コスト化を図ることができ、
検出される信号が磁界の影響を受けにくい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
振動ジャイロ４１では、第１の圧電体基板４５ａおよび
第２の圧電体基板４５ｂからなる振動子４３をその主面
に直交する方向に屈曲振動させるが、本発明は振動子を
その幅方向に屈曲振動させることにより、振動子のイン
ピーダンスを向上させる。

【００１０】それゆえ、本発明の主たる目的は、振動子
のインピーダンスを向上させることにより、感度を落と
さずに、消費電力を削減できる振動ジャイロを提供する
ことである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明にかかる振動ジャイロは、厚み方向に分極
される略短冊状の第１の圧電体基板と、第１の圧電体基
板に積層され、第１の圧電体基板の分極方向の逆方向に
分極される略短冊状の第２の圧電体基板と、第１の圧電
体基板の主面に形成される２つの分割電極と、第２の圧
電体基板の主面に形成される共通電極と、２つの分割電
極間に駆動信号を印加するための駆動手段と、２つの分
割電極の少なくとも１つと、共通電極との間に発生する
信号を検出するための検出手段とを含むことを特徴とす
る。

【００１２】（２）本発明にかかる他の振動ジャイロ
は、厚み方向に分極される略短冊状の第１の圧電体基板
と、第１の圧電体基板に積層され、第１の圧電体基板の
分極方向の逆方向に分極される略短冊状の第２の圧電体
基板と、第１の圧電体基板の主面に形成される２つの第
１の分割電極と、第２の圧電体基板の主面に形成される
２つの第２の分割電極と、一方の第１の分割電極および
一方の第２の分割電極と、他方の第１の分割電極および
他方の第２の分割電極との間に駆動信号を印加するため
の駆動手段と、２つの第１の分割電極の少なくとも１つ
と、２つの第２の分割電極の少なくとも１つとの間に発
生する信号を検出するための検出手段とを含むことを特
徴とする。

【００１３】（３）本発明にかかるさらに他の振動ジャ
イロは、厚み方向に分極される略短冊状の第１の圧電体
基板と、第１の圧電体基板に積層され、第１の圧電体基
板の分極方向の逆方向に分極される略短冊状の第２の圧
電体基板と、第１の圧電体基板の主面に形成される第１
の共通電極と、第２の圧電体基板の主面に形成される第
２の共通電極と、第１の圧電体基板および第２の圧電体
基板間に形成される２つの分割電極と、２つの分割電極
間に駆動信号を印加するための駆動手段と、第１の共通
電極および第２の共通電極間に発生する信号を検出する
ための検出手段とを含むことを特徴とする。

【００１４】（４）本発明にかかるさらに他の振動ジャ
イロは、厚み方向に分極される略短冊状の第１の圧電体
基板と、第１の圧電体基板に積層され、第１の圧電体基
板の分極方向の逆方向に分極される略短冊状の第２の圧
電体基板と、第１の圧電体基板の主面に形成される２つ
の第１の分割電極と、第２の圧電体基板の主面に形成さ
れる２つの第２の分割電極と、第１の圧電体基板および
第２の圧電体基板間に形成される２つの第３の分割電極
と、一方の第１の分割電極および一方の第２の分割電極
および一方の第３の分割電極と、他方の第１の分割電極
および他方の第２の分割電極および他方の第３の分割電
極との間に駆動信号を印加するための駆動手段と、２つ
の第１の分割電極の少なくとも１つと、２つの第２の分
割電極の少なくとも１つとの間に発生する信号を検出す
るための検出手段とを含むことを特徴とする。

【００１５】（５）本発明にかかるさらに他の振動ジャ
イロは、厚み方向に分極される略短冊状の第１の圧電体
基板と、第１の圧電体基板に積層され、第１の圧電体基
板の分極方向の同方向に分極される略短冊状の第２の圧
電体基板と、第１の圧電体基板の主面に形成される２つ
の分割電極と、第２の圧電体基板の主面に形成される第
１の共通電極と、第１の圧電体基板および第２の圧電体
基板間に形成される第２の共通電極と、２つの分割電極
間に駆動信号を印加するための駆動手段と、２つの分割
電極および第１の共通電極の少なくとも１つと、第２の
共通電極との間に発生する信号を検出するための検出手
段とを含むことを特徴とする。

【００１６】（６）本発明にかかるさらに他の振動ジャ
イロは、厚み方向に分極される略短冊状の第１の圧電体
基板と、第１の圧電体基板に積層され、第１の圧電体基
板の分極方向の同方向に分極される略短冊状の第２の圧
電体基板と、第１の圧電体基板の主面に形成される２つ
の第１の分割電極と、第２の圧電体基板の主面に形成さ
れる２つの第２の分割電極と、第１の圧電体基板および
第２の圧電体基板間に形成される共通電極と、一方の第
１の分割電極および一方の第２の分割電極と他方の第１
の分割電極および他方の第２の分割電極との間に駆動信
号を印加するための駆動手段と、２つの第１の分割電極
および２つの第２の分割電極の少なくとも１つと、共通
電極との間に発生する信号を検出するための検出手段と
を含むことを特徴とする。

【００１７】

【作用】

（１）本発明にかかる振動ジャイロによれば、駆動手段
によって、２つの分割電極間に駆動信号が印加される。
この駆動信号によって、第１の圧電体基板および第２の
圧電体基板は、一方の分割電極が配置された側の半分
と、他方の分割電極が配置された側の半分とが、互いに
逆に振動する。この場合、一方の分割電極が配置された
側の半分が、その長手方向に伸びているときには、他方
の分割電極が配置された側の半分は、その長手方向に縮
む。逆に、一方の分割電極が配置された側の半分が、そ
の長手方向に縮んでいるときには、他方の分割電極が配
置された側の半分は、その長手方向に伸びる。そのた
め、第１の圧電体基板および第２の圧電体基板はその幅
方向に屈曲振動する。この状態で振動ジャイロを回転す
れば、各々の分割電極および共通電極間にその回転角速
度に応じた信号が発生する。そして、この信号は、検出
手段で検出される。

【００１８】（２）本発明にかかる他の振動ジャイロに
よれば、駆動手段によって、一方の第１の分割電極およ
び一方の第２の分割電極と、他方の第１の分割電極およ
び他方の第２の分割電極との間に駆動信号が印加され
る。この駆動信号によって、第１の圧電体基板および第
２の圧電体基板は、一方の第１の分割電極および一方の
第２の分割電極が配置された側の半分と、他方の第１の
分割電極および他方の第２の分割電極が配置された側の
半分とが、互いに逆に振動する。この場合、一方の第１
の分割電極および一方の第２の分割電極が配置された側
の半分が、その長手方向に伸びているときには、他方の
第１の分割電極および他方の第２の分割電極が配置され
た側の半分は、その長手方向に縮む。逆に、一方の第１
の分割電極および一方の第２の分割電極が配置された側
の半分が、その長手方向に縮んでいるときには、他方の
第１の分割電極および他方の第２の分割電極が配置され
た側の半分は、その長手方向に伸びる。そのため、第１
の圧電体基板および第２の圧電体基板はその幅方向に屈
曲振動する。この状態で振動ジャイロを回転すれば、各
々の第１の分割電極および各々の第２の分割電極間にそ
の回転角速度に応じた信号が発生する。そして、この信
号は、検出手段で検出される。

【００１９】（３）本発明にかかるさらに他の振動ジャ
イロによれば、駆動手段によって、２つの分割電極間に
駆動信号が印加される。この駆動信号によって、第１の
圧電体基板および第２の圧電体基板は、一方の分割電極
が配置された側の半分と、他方の分割電極が配置された
側の半分とが、互いに逆に振動する。この場合、一方の
分割電極が配置された側の半分が、その長手方向に伸び
ているときには、他方の分割電極が配置された側の半分
は、その長手方向に縮む。逆に、一方の分割電極が配置
された側の半分が、その長手方向に縮んでいるときに
は、他方の分割電極が配置された側の半分は、その長手
方向に伸びる。そのため、第１の圧電体基板および第２
の圧電体基板はその幅方向に屈曲振動する。この状態で
振動ジャイロを回転すれば、第１の共通電極および第２
の共通電極間にその回転角速度に応じた信号が発生す
る。そして、この信号は、検出手段で検出される。

【００２０】（４）本発明にかかるさらに他の振動ジャ
イロによれば、駆動手段によって、一方の第１の分割電
極および一方の第２の分割電極および一方の第３の分割
電極と、他方の第１の分割電極および他方の第２の分割
電極および他方の第３の分割電極との間に駆動信号が印
加される。この駆動信号によって、第１の圧電体基板お
よび第２の圧電体基板は、一方の第１の分割電極および
一方の第２の分割電極および一方の第３の分割電極が配
置された側の半分と、他方の第１の分割電極および他方
の第２の分割電極および他方の第３の分割電極が配置さ
れた側の半分とが、互いに逆に振動する。この場合、一
方の第１の分割電極および一方の第２の分割電極および
一方の第３の分割電極が配置された側の半分が、その長
手方向に伸びているときには、他方の第１の分割電極お
よび他方の第２の分割電極および他方の第３の分割電極
が配置された側の半分は、その長手方向に縮む。逆に、
一方の第１の分割電極および一方の第２の分割電極およ
び一方の第３の分割電極が配置された側の半分が、その
長手方向に縮んでいるときには、他方の第１の分割電極
および他方の第２の分割電極および他方の第３の分割電
極が配置された側の半分は、その長手方向に伸びる。そ
のため、第１の圧電体基板および第２の圧電体基板はそ
の幅方向に屈曲振動する。この状態で振動ジャイロを回
転すれば、各々の第１の分割電極および各々の第２の分
割電極間にその回転角速度に応じた信号が発生する。そ
して、この信号は、検出手段で検出される。

【００２１】（５）本発明にかかるさらに他の振動ジャ
イロによれば、駆動手段によって、２つの分割電極間に
駆動信号が印加される。この駆動信号によって、第１の
圧電体基板および第２の圧電体基板は、一方の分割電極
が配置された側の半分と、他方の分割電極が配置された
側の半分とが、互いに逆に振動する。この場合、一方の
分割電極が配置された側の半分が、その長手方向に伸び
ているときには、他方の分割電極が配置された側の半分
は、その長手方向に縮む。逆に、一方の分割電極が配置
された側の半分が、その長手方向に縮んでいるときに
は、他方の分割電極が配置された側の半分は、その長手
方向に伸びる。そのため、第１の圧電体基板および第２
の圧電体基板はその幅方向に屈曲振動する。この状態で
振動ジャイロを回転すれば、各々の分割電極または第１
の共通電極と、第２の共通電極との間にその回転角速度
に応じた信号が発生する。そして、この信号は、検出手
段で検出される。

【００２２】（６）本発明にかかるさらに他の振動ジャ
イロによれば、駆動手段によって、一方の第１の分割電
極および一方の第２の分割電極と、他方の第１の分割電
極および他方の第２の分割電極との間に駆動信号が印加
される。この駆動信号によって、第１の圧電体基板およ
び第２の圧電体基板は、一方の第１の分割電極および他
方の第２の分割電極が配置された側の半分と、他方の第
１の分割電極および一方の第２の分割電極が配置された
側の半分とが、互いに逆に振動する。この場合、一方の
第１の分割電極および他方の第２の分割電極が配置され
た側の半分が、その長手方向に伸びているときには、他
方の第１の分割電極および一方の第２の分割電極が配置
された側の半分は、その長手方向に縮む。逆に、一方の
第１の分割電極および他方の第２の分割電極が配置され
た側の半分が、その長手方向に縮んでいるときには、他
方の第１の分割電極および一方の第２の分割電極が配置
された側の半分は、その長手方向に伸びる。そのため、
第１の圧電体基板および第２の圧電体基板はその幅方向
に屈曲振動する。この状態で振動ジャイロを回転すれ
ば、各々の第１の分割電極または各々の第２の分割電極
と、共通電極との間にその回転角速度に応じた信号が発
生する。そして、この信号は、検出手段で検出される。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１乃至図２を
参照にしながら説明する。図１は本発明の第１実施例の
振動ジャイロ１を示す図解図であり、図２はこの振動ジ
ャイロに用いられる振動子を示す要部斜視図である。

【００２４】この振動ジャイロ１は、略４角柱状の振動
子３を含み、振動子３は略短冊状の第１の圧電体基板５
ａおよび第２の圧電体基板５ｂを積層し、接着してな
る。この場合、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧電
体基板５ｂは、図１の矢印Ｐで示すように、互いに逆方
向に分極される。なお、第１の圧電体基板５ａおよび第
２の圧電体基板５ｂの分極方向は、互いに対向する方向
であってもよい。

【００２５】第１の圧電体基板５ａの主面には、その幅
方向に間隔を隔てて２つの分割電極７ａ，７ｂが形成さ
れ、第２の圧電体基板５ｂの主面には，共通電極９が形
成される。また、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧
電体基板５ｂ間には、必要に応じてダミー電極１１が形
成される。

【００２６】そして、発振回路を含む駆動手段２１の一
方の出力端が、振動子３の一方の分割電極７ａに接続さ
れ、駆動手段２１の他方の出力端が、振動子３の他方の
分割電極７ｂに接続される。

【００２７】この駆動手段２１から出力される例えば正
弦波信号等の駆動信号を、２つの分極電極７ａ，７ｂ間
に印加すれば、振動子３は、図１の仮想線Ａをおよそ境
にして、一方の分極電極７ａが配置された側の左半分３
ａと、他方の分極電極７ｂが配置された側の右半分３ｂ
とが互いに逆に振動する。この場合、振動子３の左半分
３ａ側がその長手方向に伸びているときには、右半分３
ｂ側がその長手方向に縮む。逆に、振動子３の左半分３
ａ側がその長手方向に縮んでいるときには、右半分３ｂ
側がその長手方向に伸びる。そのため、振動子３は、図
３に示すように、その幅方向に屈曲振動する。

【００２８】その状態で、振動ジャイロ１が図２に示し
た振動子３の中心軸Ｏを中心に回転すると、その回転角
速度に応じたコリオリ力が、第１の圧電体基板５ａおよ
び第２の圧電体基板５ｂの主面に直交し、且つ振動子３
の中心軸Ｏに直交する方向に働く。そのため、振動子３
の屈曲振動の方向が変わり、２つの分割電極７ａ，７ｂ
と共通電極９との間には、その回転角速度に応じた信号
が発生する。そして、２つの分割電極７ａ，７ｂと共通
電極９との間に発生する信号を、差動増幅回路等を含む
検出手段２３で検出することにより、回転角速度を知る
ことができる。

【００２９】なお、上記の第１実施例の振動ジャイロ１
では、回転時に２つの分割電極７ａ，７ｂと共通電極９
との間に発生する信号を検出手段２３で検出することに
より、回転角速度を知ることができたが、２つの分割電
極７ａ，７ｂのうちのいずれか１つと共通電極９との間
に発生する信号を検出してもよい。

【００３０】次に、本発明の第２実施例を図４を参照に
しながら説明する。図４は本発明の第２実施例の振動ジ
ャイロ１を示す図解図である。なお、本発明の第１実施
例と同一または同等の部分については、同一番号を付
す。

【００３１】この振動ジャイロ１は、略４角柱状の振動
子３を含み、振動子３は略短冊状の第１の圧電体基板５
ａおよび第２の圧電体基板５ｂを積層し、接着してな
る。この場合、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧電
体基板５ｂは、矢印Ｐで示すように、互いに逆方向に分
極される。なお、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧
電体基板５ｂの分極方向は、互いに対向する方向であっ
てもよい。

【００３２】第１の圧電体基板５ａの主面には、その幅
方向に間隔を隔てて２つの第１の分割電極７ａ，７ｂが
形成され、第２の圧電体基板５ｂの主面には，２つの第
２の分割電極９ａ，９ｂが形成される。また、第１の圧
電体基板５ａおよび第２の圧電体基板５ｂ間には、必要
に応じてダミー電極１１が形成される。

【００３３】そして、発振回路を含む駆動手段２１の一
方の出力端が可変抵抗器２５にて分割されて、振動子３
の一方の第１の分割電極７ａおよび一方の第２の分割電
極９ａにそれぞれ接続され、駆動手段２１の他方の出力
端が可変抵抗器２７にて分割されて、振動子３の他方の
第１の分割電極７ｂおよび他方の第２の分割電極９ｂに
接続される。ここで、一方の可変抵抗器２５は、駆動手
段２１の出力を振動子３の一方の第１の分割電極７ａお
よび一方の第２の分割電極９ａにバランスよく分配する
ためのものである。他方の可変抵抗器２７は、駆動手段
２１の出力を振動子３の他方の第１の分割電極７ｂおよ
び他方の第２の分割電極９ｂにバランスよく分配するた
めのものである。

【００３４】この駆動手段２１から出力される例えば正
弦波信号等の駆動信号を、可変抵抗器２５，２７を介し
て、一方の第１の分割電極７ａおよび一方の第２の分割
電極９ａと、他方の第１の分割電極７ｂおよび他方の第
２の分割電極９ｂとの間に印加すれば、振動子３は、仮
想線Ａをおよそ境にして、一方の第１の分割電極７ａお
よび一方の第２の分割電極９ａが配置された側の左半分
３ａと、他方の第１の分割電極７ｂおよび他方の第２の
分割電極９ｂが配置された側の右半分３ｂとが互いに逆
に振動する。この場合、振動子３の左半分３ａ側がその
長手方向に伸びているときには、右半分３ｂ側がその長
手方向に縮む。逆に、振動子３の左半分３ａ側がその長
手方向に縮んでいるときには、右半分３ｂ側がその長手
方向に伸びる。そのため、振動子３はその幅方向に屈曲
振動する。

【００３５】その状態で、振動ジャイロ１が振動子３の
中心軸を中心に回転すると、その回転角速度に応じたコ
リオリ力が、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧電体
基板５ｂの主面に直交し、且つ振動子３の中心軸に直交
する方向に働く。そのため、振動子３の屈曲振動の方向
が変わり、２つの第１の分割電極７ａ，７ｂと２つの第
２の分割電極９ａ，９ｂとの間には、その回転角速度に
応じた信号が発生する。そして、２つの第１の分割電極
７ａ，７ｂと２つの第２の分割電極９ａ，９ｂとの間に
発生する信号を、差動増幅回路等を含む検出手段２３で
検出することにより、回転角速度を知ることができる。

【００３６】なお、上記の第２実施例の振動ジャイロ１
では、回転時に２つの分割電極７ａ，７ｂと２つの第２
の分割電極９ａ，９ｂとの間に発生する信号を検出手段
２３で検出することにより、回転角速度を知ることがで
きたが、２つの第１の分割電極７ａ，７ｂのうちのいず
れか１つと、２つの第２の分割電極９ａ，９ｂのうちの
いずれか１つとの間に発生する信号を検出してもよい。
また、２つの第１の分割電極７ａ，７ｂのうちのいずれ
か１つと、２つの第２の分割電極９ａ，９ｂとの間に発
生する信号を検出してもよい。さらに、２つの第１の分
割電極７ａ，７ｂと、２つの第２の分割電極９ａ，９ｂ
のうちのいずれか１つとの間に発生する信号を検出して
もよい。

【００３７】次に、本発明の第３実施例を図５乃至図６
を参照にしながら説明する。図５は本発明の第３実施例
の振動ジャイロ１を示す図解図であり、図６はその分解
斜視図である。なお、本発明の第１実施例および第２実
施例と同一または同等の部分については、同一番号を付
す。

【００３８】この振動ジャイロ１は、略４角柱状の振動
子３を含み、振動子３は略短冊状の第１の圧電体基板５
ａおよび第２の圧電体基板５ｂを積層し、接着してな
る。この場合、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧電
体基板５ｂは、図５の矢印Ｐで示すように、互いに逆方
向に分極される。なお、第１の圧電体基板５ａおよび第
２の圧電体基板５ｂの分極方向は、互いに対向する方向
であってもよい。

【００３９】第１の圧電体基板５ａの主面には、第１の
共通電極７が形成され、第２の圧電体基板５ｂの主面に
は，第２の共通電極９が形成される。また、第１の圧電
体基板５ａおよび第２の圧電体基板５ｂ間には、その幅
方向に間隔を隔てて２つの分割電極８ａ，８ｂが形成さ
れる。そして、一方の分割電極８ａには、第１の圧電体
基板５ａの側面の端部に形成される引き出し電極１３ａ
が接続され、他方の分割電極８ｂには、第２の圧電体基
板５ｂの側面の端部に形成される引き出し電極１３ｂが
接続される。

【００４０】そして、発振回路を含む駆動手段２１の一
方の出力端が、引き出し電極１３ａを介して振動子３の
一方の分割電極８ａに接続され、駆動手段２１の他方の
出力端が、引き出し電極１３ｂを介して振動子３の他方
の分割電極８ｂに接続される。

【００４１】この駆動手段２１から出力される例えば正
弦波信号等の駆動信号を、引き出し電極１３ａ，１３ｂ
を介して分割電極８ａおよび８ｂ間に印加すれば、振動
子３は、仮想線Ａをおよそ境にして、一方の分割電極８
ａが配置された側の左半分３ａと、他方の分割電極８ｂ
が配置された側の右半分３ｂとが互いに逆に振動する。
この場合、振動子３の左半分３ａ側がその長手方向に伸
びているときには、右半分３ｂ側がその長手方向に縮
む。逆に、振動子３の左半分３ａ側がその長手方向に縮
んでいるときには、右半分３ｂ側がその長手方向に伸び
る。そのため、振動子３はその幅方向に屈曲振動する。

【００４２】その状態で、振動ジャイロ１が振動子３の
中心軸を中心に回転すると、その回転角速度に応じたコ
リオリ力が、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧電体
基板５ｂの主面に直交し、且つ振動子３の中心軸に直交
する方向に働く。そのため、振動子３の屈曲振動の方向
が変わり、第１の共通電極７および第２の共通電極９間
には、その回転角速度に応じた信号が発生する。そし
て、第１の共通電極７および第２の共通電極９間に発生
する信号を、差動増幅回路等を含む検出手段２３で検出
することにより、回転角速度を知ることができる。

【００４３】次に、本発明の第４実施例を図７を参照に
しながら説明する。図７は本発明の第４実施例の振動ジ
ャイロ１を示す図解図である。なお、本発明の第１実施
例乃至第３実施例と同一または同等の部分については、
同一番号を付す。

【００４４】この振動ジャイロ１は、略４角柱状の振動
子３を含み、振動子３は略短冊状の第１の圧電体基板５
ａおよび第２の圧電体基板５ｂを積層し、接着してな
る。この場合、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧電
体基板５ｂは、矢印Ｐで示すように、互いに逆方向に分
極される。なお、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧
電体基板５ｂの分極方向は、互いに対向する方向であっ
てもよい。

【００４５】第１の圧電体基板５ａの主面には、その幅
方向に間隔を隔てて２つの第１の分割電極７ａ，７ｂが
形成され、第２の圧電体基板５ｂの主面には，２つの第
２の分割電極９ａ，９ｂが形成される。また、第１の圧
電体基板５ａおよび第２の圧電体基板５ｂ間には、その
幅方向に間隔を隔てて２つの第３の分割電極８ａ，８ｂ
が形成される。そして、一方の第３の分割電極８ａに
は、第１の圧電体基板５ａの側面の端部に形成される引
き出し電極１３ａが接続され、他方の第３の分割電極８
ｂには、第２の圧電体基板５ｂの側面の端部に形成され
る引き出し電極１３ｂが接続される。

【００４６】そして、発振回路を含む駆動手段２１の一
方の出力端が、３つの抵抗２５ａ，２５ｂ，２５ｃおよ
び引き出し電極１３ａを介して、振動子３の一方の第１
の分割電極７ａおよび一方の第２の分割電極９ａおよび
一方の第３の分割電極８ａにそれぞれ接続され、駆動手
段２１の他方の出力端が、３つの抵抗２７ａ，２７ｂ，
２７ｃおよび引き出し電極１３ｂを介して、振動子３の
他方の第１の分割電極７ｂおよび他方の第２の分割電極
９ｂおよび他方の第３の分割電極８ｂにそれぞれ接続さ
れる。ここで、抵抗２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、駆動手
段２１の出力を振動子３の振動子３の一方の第１の分割
電極７ａおよび一方の第２の分割電極９ａおよび一方の
第３の分割電極８ａにバランスよく分配するためのもの
である。また、抵抗２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、駆動手
段２１の出力を振動子３の他方の第１の分割電極７ｂお
よび他方の第２の分割電極９ｂおよび他方の第３の分割
電極８ｂにバランスよく分配するためものである。

【００４７】この駆動手段２１から出力される例えば正
弦波信号等の駆動信号を、一方の第１の分割電極７ａお
よび一方の第２の分割電極９ａおよび一方の第３の分割
電極８ａと、他方の第１の分割電極７ｂおよび他方の第
２の分割電極９ｂおよび他方の第３の分割電極８ｂとの
間に印加すれば、振動子３は、仮想線Ａをおよそ境にし
て、一方の第１の分割電極７ａおよび一方の第２の分割
電極９ａおよび一方の第３の分割電極８ａが配置された
側の左半分３ａと、他方の第１の分割電極７ｂおよび他
方の第２の分割電極９ｂおよび他方の第３の分割電極８
ｂが配置された側の右半分３ｂとが互いに逆に振動す
る。この場合、振動子３の左半分３ａ側がその長手方向
に伸びているときには、右半分３ｂ側がその長手方向に
縮む。逆に、振動子３の左半分３ａ側がその長手方向に
縮んでいるときには、右半分３ｂ側がその長手方向に伸
びる。そのため、振動子３はその幅方向に屈曲振動す
る。

【００４８】その状態で、振動ジャイロ１が振動子３の
中心軸を中心に回転すると、その回転角速度に応じたコ
リオリ力が、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧電体
基板５ｂの主面に直交し、且つ振動子３の中心軸に直交
する方向に働く。そのため、振動子３の屈曲振動の方向
が変わり、２つの第１の分割電極７ａ，７ｂと２つの第
２の分割電極９ａ，９ｂとの間には、その回転角速度に
応じた信号が発生する。そして、２つの第１の分割電極
７ａ，７ｂと２つの第２の分割電極９ａ，９ｂとの間に
発生する信号を、差動増幅回路等を含む検出手段２３で
検出することにより、回転角速度を知ることができる。

【００４９】なお、上記の第４実施例の振動ジャイロ１
では、回転時に２つの分割電極７ａ，７ｂと２つの第２
の分割電極９ａ，９ｂとの間に発生する信号を検出手段
２３で検出することにより、回転角速度を知ることがで
きたが、２つの第１の分割電極７ａ，７ｂのうちのいず
れか１つと，２つの第２の分割電極９ａ，９ｂのうちの
いずれか１つとの間に発生する信号を検出してもよい。
また、２つの第１の分割電極７ａ，７ｂのうちのいずれ
か１つと、２つの第２の分割電極９ａ，９ｂとの間に発
生する信号を検出してもよい。さらに、２つの第１の分
割電極７ａ，７ｂと、２つの第２の分割電極９ａ，９ｂ
のうちのいずれか１つとの間に発生する信号を検出して
もよい。

【００５０】次に、本発明の第５実施例を図８を参照に
しながら説明する。図８は本発明の第５実施例の振動ジ
ャイロ１を示す図解図である。なお、本発明の第１実施
例乃至第４実施例と同一または同等の部分については、
同一番号を付す。

【００５１】この振動ジャイロ１は、略４角柱状の振動
子３を含み、振動子３は略短冊状の第１の圧電体基板５
ａおよび第２の圧電体基板５ｂを積層し、接着してな
る。この場合、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧電
体基板５ｂは、矢印Ｐで示すように、互いに同方向に分
極される。なお、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧
電体基板５ｂの分極方向は、図８に示す方向の逆に同じ
方向であってもよい。

【００５２】第１の圧電体基板５ａの主面には、その幅
方向に間隔を隔てて２つの分割電極７ａ，７ｂが形成さ
れ、第２の圧電体基板５ｂの主面には，第１の共通電極
９が形成される。また、第１の圧電体基板５ａおよび第
２の圧電体基板５ｂ間には、第２の共通電極８が形成さ
れる。そして、第２の共通電極８には、第２の圧電体基
板５ｂの側面の端部に形成される引き出し電極１３が接
続される。なお、引き出し電極１３は第１の圧電体基板
５ａの側面の端部に形成してもよい。

【００５３】そして、発振回路を含む駆動手段２１の一
方の出力端が、振動子３の一方の分割電極７ａに接続さ
れ、駆動手段２１の他方の出力端が、振動子３の他方の
分割電極７ｂに接続される。

【００５４】この駆動手段２１から出力される例えば正
弦波信号等の駆動信号を、２つの分極電極７ａ，７ｂ間
に印加すれば、振動子３は、仮想線Ａをおよそ境にし
て、分極電極７ａが配置された側の左半分３ａと、分極
電極７ｂが配置された側の右半分３ｂとが互いに逆に振
動する。この場合、振動子３の左半分３ａ側がその長手
方向に伸びているときには、右半分３ｂ側がその長手方
向に縮む。逆に、振動子３の左半分３ａ側がその長手方
向に縮んでいるときには、右半分３ｂ側がその長手方向
に伸びる。そのため、振動子３はその幅方向に屈曲振動
する。

【００５５】その状態で、振動ジャイロ１が振動子３の
中心軸を中心に回転すると、その回転角速度に応じたコ
リオリ力が、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧電体
基板５ｂの主面に直交し、且つ振動子３の中心軸に直交
する方向に働く。そのため、振動子３の屈曲振動の方向
が変わり、２つの分割電極７ａ，７ｂおよび第１の共通
電極９と、第２の共通電極８との間には、その回転角速
度に応じた信号が発生する。そして、２つの分割電極７
ａ，７ｂおよび第１の共通電極９と、第２の共通電極８
との間に発生する信号を、引き出し電極１３を介して、
差動増幅回路等を含む検出手段２３で検出することによ
り、回転角速度を知ることができる。

【００５６】なお、上記の第５実施例の振動ジャイロ１
では、２つの分割電極７ａ，７ｂおよび第１の共通電極
９と、第２の共通電極８との間に発生する信号を検出手
段２３で検出することにより、回転角速度を知ることが
できたが、２つの分割電極７ａ，７ｂおよび第１の共通
電極９のうちのいずれか１つまたはそのうちのいくつか
と、第２の共通電極８との間に発生する信号を検出して
もよい。

【００５７】次に、本発明の第６実施例を図９を参照に
しながら説明する。図９は本発明の第５実施例の振動ジ
ャイロ１を示す図解図である。なお、本発明の第１実施
例乃至第５実施例と同一または同等の部分については、
同一番号を付す。

【００５８】この振動ジャイロ１は、略４角柱状の振動
子３を含み、振動子３は略短冊状の第１の圧電体基板５
ａおよび第２の圧電体基板５ｂを積層し、接着してな
る。この場合、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧電
体基板５ｂは、矢印Ｐで示すように、互いに同方向に分
極される。なお、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧
電体基板５ｂの分極方向は、図９に示す方向の逆に同じ
方向であってもよい。

【００５９】第１の圧電体基板５ａの主面には、その幅
方向に間隔を隔てて２つの第１の分割電極７ａ，７ｂが
形成され、第２の圧電体基板５ｂの主面には，その幅方
向に間隔を隔てて２つの第２の分割電極９ａ，９ｂが形
成される。また、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧
電体基板５ｂ間には、共通電極８が形成される。そし
て、共通電極８には、第１の圧電体基板５ａの側面の端
部に形成される引き出し電極１３が接続される。なお、
引き出し電極１３は第２の圧電体基板５ｂの側面の端部
に形成してもよい。

【００６０】そして、駆動手段２１の一方の出力端が可
変抵抗器２５にて分割されて、振動子３の一方の第１の
分割電極７ａおよび一方の第２の分割電極９ｂにそれぞ
れ接続され、駆動手段２１の他方の出力端が可変抵抗器
２７にて分割されて、振動子３の他方の第１の分割電極
７ｂおよび他方の第２の分割電極９ａにそれぞれ接続さ
れる。ここで、一方の可変抵抗器２５は、駆動手段２１
の出力を振動子３の一方の第１の分割電極７ａおよび一
方の第２の分割電極９ｂにバランスよく分配するための
ものである。他方の可変抵抗器２７は、駆動手段２１の
出力を振動子３の他方の第１の分割電極７ｂおよび他方
の第２の分割電極９ａにバランスよく分配するためのも
のである。

【００６１】この駆動手段２１から出力される例えば正
弦波信号等の駆動信号を、可変抵抗器２５，２７を介し
て、一方の第１の分割電極７ａおよび一方の第２の分割
電極９ｂと、他方の第１の分割電極７ｂおよび他方の第
２の分割電極９ａとの間に印加すれば、振動子３は、仮
想線Ａをおよそ境にして、一方の第１の分割電極７ａお
よび他方の第２の分割電極９ａが配置された側の左半分
３ａと、他方の第１の分割電極７ｂおよび一方の第２の
分割電極９ｂが配置された側の右半分３ｂとが互いに逆
に振動する。この場合、振動子３の左半分３ａ側がその
長手方向に伸びているときには、右半分３ｂ側がその長
手方向に縮む。逆に、振動子３の左半分３ａ側がその長
手方向に縮んでいるときには、右半分３ｂ側がその長手
方向に伸びる。そのため、振動子３はその幅方向に屈曲
振動する。

【００６２】その状態で、振動ジャイロ１が振動子３の
中心軸を中心に回転すると、その回転角速度に応じたコ
リオリ力が、第１の圧電体基板５ａおよび第２の圧電体
基板５ｂの主面に直交し、且つ振動子３の中心軸に直交
する方向に働く。そのため、振動子３の屈曲振動の方向
が変わり、２つの第１の分割電極７ａ，７ｂおよび２つ
の第２の分割電極９ａ，９ｂと、共通電極８との間に
は、その回転角速度に応じた信号が発生する。そして、
２つの第１の分割電極７ａ，７ｂおよび２つの第２の分
割電極９ａ，９ｂと、共通電極８との間に発生する信号
を、引き出し電極１３を介して、差動増幅回路等を含む
検出手段２３で検出することにより、回転角速度を知る
ことができる。

【００６３】なお、上記の第６実施例の振動ジャイロ１
では、回転時に２つの第１の分割電極７ａ，７ｂおよび
２つの第２の分割電極９ａ，９ｂと、共通電極８との間
に発生する信号を検出手段２３で検出することにより、
回転角速度を知ることができたが、２つの第１の分割電
極７ａ，７ｂおよび２つの第２の分割電極９ａ，９ｂの
うちのいずれか１つまたはそのうちのいくつかと、共通
電極８との間に発生する信号を検出してもよい。

【００６４】上記の実施例１乃至実施例６の振動ジャイ
ロ１は、振動子を第１の圧電体基板および第２の圧電体
基板の主面に直交する方向に振動させる従来の振動ジャ
イロよりも、振動子３のインピーダンスを約２倍に向上
させ、感度を落とさずに、消費電力を約１／２に削減で
きる。

【００６５】また、上記の実施例１乃至実施例６の振動
ジャイロ１は、振動子にＮｉ合金等の高価な金属材を用
いずに、比較的安価な圧電体基板を用いるので、低コス
ト化を図ることができ、検出される信号が磁界の影響を
受けにくい。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の振動ジャ
イロによれば、第１の圧電体基板および第２の圧電体基
板を積層してなる振動子をその幅方向に振動させること
により、、振動子のインピーダンスを向上させ、感度を
落とさずに、消費電力を削減できる。

【００６７】また、本発明の振動ジャイロは、振動子に
Ｎｉ合金等の高価な金属材を用いずに、比較的安価な圧
電体基板を用いるので、低コスト化を図ることができ、
検出される信号が磁界の影響を受けにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の振動ジャイロを示す図解
図である。

【図２】図１の振動ジャイロの要部斜視図である。

【図３】図１の振動ジャイロが屈曲振動する状態を示す
平面図である。

【図４】本発明の第２実施例の振動ジャイロを示す図解
図である。

【図５】本発明の第３実施例の振動ジャイロを示す図解
図である。

【図６】図５の振動ジャイロの分解斜視図である。

【図７】本発明の第４実施例の振動ジャイロを示す図解
図である。

【図８】本発明の第５実施例の振動ジャイロを示す図解
図である。

【図９】本発明の第６実施例の振動ジャイロを示す図解
図である。

【図１０】従来の振動ジャイロを示す図解図である。

【図１１】図１０の振動ジャイロの要部斜視図である。

【図１２】図１０の振動ジャイロが屈曲振動する状態を
示す側面図である。

【符号の説明】

１ 振動ジャイロ ３ 振動子 ５ａ 第１の圧電体基板 ５ｂ 第２の圧電体基板 ７ａ，７ｂ 分割電極 ９ 共通電極 ２１ 駆動手段 ２３ 検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 19/56 G01P 9/04

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】厚み方向に分極される略短冊状の第１の圧
   電体基板と、 前記第１の圧電体基板に積層され、前記第１の圧電体基
   板の分極方向の逆方向に分極される略短冊状の第２の圧
   電体基板と、 前記第１の圧電体基板の主面に形成される２つの分割電
   極と、 前記第２の圧電体基板の主面に形成される共通電極と、 前記２つの分割電極間に駆動信号を印加するための駆動
   手段と、 前記２つの分割電極の少なくとも１つと、前記共通電極
   との間に発生する信号を検出するための検出手段と、を
   含むことを特徴とする振動ジャイロ。
2. 【請求項２】厚み方向に分極される略短冊状の第１の圧
   電体基板と、 前記第１の圧電体基板に積層され、前記第１の圧電体基
   板の分極方向の逆方向に分極される略短冊状の第２の圧
   電体基板と、 前記第１の圧電体基板の主面に形成される２つの第１の
   分割電極と、 前記第２の圧電体基板の主面に形成される２つの第２の
   分割電極と、 一方の前記第１の分割電極および一方の前記第２の分割
   電極と、他方の前記第１の分割電極および他方の前記第
   ２の分割電極との間に駆動信号を印加するための駆動手
   段と、 前記２つの第１の分割電極の少なくとも１つと、前記２
   つの第２の分割電極の少なくとも１つとの間に発生する
   信号を検出するための検出手段と、を含むことを特徴と
   する振動ジャイロ。
3. 【請求項３】厚み方向に分極される略短冊状の第１の圧
   電体基板と、 前記第１の圧電体基板に積層され、前記第１の圧電体基
   板の分極方向の逆方向に分極される略短冊状の第２の圧
   電体基板と、 前記第１の圧電体基板の主面に形成される第１の共通電
   極と、 前記第２の圧電体基板の主面に形成される第２の共通電
   極と、 前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板間に
   形成される２つの分割電極と、 前記２つの分割電極間に駆動信号を印加するための駆動
   手段と、 前記第１の共通電極および前記第２の共通電極間に発生
   する信号を検出するための検出手段と、を含むことを特
   徴とする振動ジャイロ。
4. 【請求項４】厚み方向に分極される略短冊状の第１の圧
   電体基板と、 前記第１の圧電体基板に積層され、前記第１の圧電体基
   板の分極方向の逆方向に分極される略短冊状の第２の圧
   電体基板と、 前記第１の圧電体基板の主面に形成される２つの第１の
   分割電極と、 前記第２の圧電体基板の主面に形成される２つの第２の
   分割電極と、 前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板間に
   形成される２つの第３の分割電極と、 一方の前記第１の分割電極および一方の前記第２の分割
   電極および一方の前記第３の分割電極と、他方の前記第
   １の分割電極および他方の前記第２の分割電極および他
   方の前記第３の分割電極との間に駆動信号を印加するた
   めの駆動手段と、 前記２つの第１の分割電極の少なくとも１つと、前記２
   つの第２の分割電極の少なくとも１つとの間に発生する
   信号を検出するための検出手段と、を含むことを特徴と
   する振動ジャイロ。
5. 【請求項５】厚み方向に分極される略短冊状の第１の圧
   電体基板と、 前記第１の圧電体基板に積層され、前記第１の圧電体基
   板の分極方向の同方向に分極される略短冊状の第２の圧
   電体基板と、 前記第１の圧電体基板の主面に形成される２つの分割電
   極と、 前記第２の圧電体基板の主面に形成される第１の共通電
   極と、 前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板間に
   形成される第２の共通電極と、 前記２つの分割電極間に駆動信号を印加するための駆動
   手段と、 前記２つの分割電極および前記第１の共通電極の少なく
   とも１つと、前記第２の共通電極との間に発生する信号
   を検出するための検出手段と、を含むことを特徴とする
   振動ジャイロ。
6. 【請求項６】厚み方向に分極される略短冊状の第１の圧
   電体基板と、 前記第１の圧電体基板に積層され、前記第１の圧電体基
   板の分極方向の同方向に分極される略短冊状の第２の圧
   電体基板と、 前記第１の圧電体基板の主面に形成される２つの第１の
   分割電極と、 前記第２の圧電体基板の主面に形成される２つの第２の
   分割電極と、 前記第１の圧電体基板および前記第２の圧電体基板間に
   形成される共通電極と、 一方の前記第１の分割電極および一方の前記第２の分割
   電極と他方の前記第１の分割電極および他方の前記第２
   の分割電極との間に駆動信号を印加するための駆動手段
   と、 前記２つの第１の分割電極および前記２つの第２の分割
   電極の少なくとも１つと、前記共通電極との間に発生す
   る信号を検出するための検出手段と、を含むことを特徴
   とする振動ジャイロ。