JP3425506B2 - Surface acoustic wave gyroscope - Google Patents
Surface acoustic wave gyroscopeInfo
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- JP3425506B2 JP3425506B2 JP13702396A JP13702396A JP3425506B2 JP 3425506 B2 JP3425506 B2 JP 3425506B2 JP 13702396 A JP13702396 A JP 13702396A JP 13702396 A JP13702396 A JP 13702396A JP 3425506 B2 JP3425506 B2 JP 3425506B2
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電基板の弾性表
面波による表面振動と圧電基板の回転運動との相互作用
により基板表面に発生するコリオリ力を圧電効果により
電圧に変換して検出する弾性表面波ジャイロスコープに
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an elastic device for converting a Coriolis force generated on a substrate surface by an interaction between surface vibration of a piezoelectric substrate due to a surface acoustic wave and a rotational motion of the piezoelectric substrate into a voltage by a piezoelectric effect and detecting the voltage. It relates to a surface wave gyroscope.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、例えば特開平６−２８１４６５号
公報に示されるように、弾性表面波を用いたジャイロス
コープが提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a gyroscope using a surface acoustic wave has been proposed as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-281465.
【０００３】上記公報には、圧電基板の一方表面に、コ
リオリ力を検出する１個のインターデジタル型トランス
デューサ（以下、検出用ＩＤＴ（Inter-Digital Transd
ucer）という。）を挟んで同一周波数の弾性表面波を発
生する一対のＩＤＴ（以下、駆動用ＩＤＴという。）と
この駆動用ＩＤＴの外側に弾性表面波を検出用ＩＤＴ側
に反射する一対の反射器とを相互に所定の位置関係で形
成してなる構成を有する弾性表面波ジャイロスコープが
示されている。In the above publication, one interdigital transducer (hereinafter referred to as an IDT for detection (Inter-Digital Transd) for detecting Coriolis force is formed on one surface of a piezoelectric substrate.
ucer). ), A pair of IDTs (hereinafter referred to as driving IDTs) that generate surface acoustic waves of the same frequency, and a pair of reflectors that reflect the surface acoustic waves to the detection IDT side outside the driving IDTs. A surface acoustic wave gyroscope having a configuration in which they are formed in a predetermined positional relationship with each other is shown.
【０００４】図２１は、上記弾性表面波ジャイロスコー
プの圧電基板表面に形成された検出用ＩＤＴ、一対の駆
動用ＩＤＴ及び一対の反射器を示す図である。FIG. 21 is a view showing a detection IDT, a pair of driving IDTs, and a pair of reflectors formed on the surface of a piezoelectric substrate of the surface acoustic wave gyroscope.
【０００５】圧電基板１００の表面に形成された検出用
ＩＤＴ１０１及び駆動用ＩＤＴ１０２，１０３の櫛形電
極Ｄ１，Ｄ２間の距離ｄ１，ｄ２は、同一ピッチ（弾性
表面波の波長λの１／２）を有している。また、反射器
１０４，１０５は、１００本の線状電極Ｄ３を所定ピッ
チ（略λ／２のピッチ）で配列してなるグレーティング
放射器からなる。The distances d1 and d2 between the comb-shaped electrodes D1 and D2 of the detection IDT 101 and the driving IDTs 102 and 103 formed on the surface of the piezoelectric substrate 100 have the same pitch (1/2 of the wavelength λ of the surface acoustic wave). Have The reflectors 104 and 105 are grating radiators in which 100 linear electrodes D3 are arranged at a predetermined pitch (pitch of approximately λ / 2).
【０００６】圧電基板１００は、各駆動用ＩＤＴ１０
２，１０３によりそれぞれ両側から外方向に進行する弾
性表面波を発生させ、この弾性表面波を反射器１０４，
１０５により検出用ＩＤＴ１０１側に反射させること
で、反射器１０４，１０５間に弾性表面波の定在波が生
じるようになっている。検出用ＩＤＴ１０１は、各櫛形
電極Ｄ１，Ｄ２がこの弾性表面波（定在波）の節の位置
となる所定位置に形成されている。The piezoelectric substrate 100 includes the driving IDT 10
2, 103 generate surface acoustic waves traveling outward from both sides, and the surface acoustic waves are reflected by the reflectors 104,
By reflecting the light toward the detection IDT 101 side by 105, a standing wave of a surface acoustic wave is generated between the reflectors 104 and 105. The detection IDT 101 is formed at a predetermined position where each of the comb-shaped electrodes D1 and D2 is a node of the surface acoustic wave (standing wave).
【０００７】上記弾性表面波ジャイロスコープは、圧電
基板１００の表面に弾性表面波の定在波を発生させた状
態で、この圧電基板１００が回転運動を行なうと、弾性
表面波による振動方向に対して垂直方向にこの弾性表面
波と９０°位相のずれたコリオリ力による弾性表面波
（定在波）が発生するので、検出用ＩＤＴ１０１から圧
電効果により変換されたこの弾性表面波の振動に対応す
る電圧が検出されるようになっている。In the surface acoustic wave gyroscope described above, when the piezoelectric substrate 100 makes a rotational motion in the state where a standing wave of the surface acoustic wave is generated on the surface of the piezoelectric substrate 100, the surface acoustic wave oscillates in the direction of vibration by the surface acoustic wave. In the vertical direction, a surface acoustic wave (standing wave) is generated due to the Coriolis force that is 90 ° out of phase with this surface acoustic wave, so that it corresponds to the vibration of this surface acoustic wave converted by the piezoelectric effect from the detection IDT 101. The voltage is detected.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、弾性表面波
ジャイロスコープは、検出用ＩＤＴ１０１をその櫛形電
極Ｄ１，Ｄ２が弾性表面波の定在波の節の位置となる所
定位置に配置することにより弾性表面波と分離してコリ
オリ力のみを検出するようにしているので、検出精度が
検出用ＩＤＴ１０１，駆動用ＩＤＴ１０２，１０３及び
反射器１０４，１０５の相互の位置関係の精度に依存
し、高精度の弾性表面波ジャイロスコープの製作が困難
である。By the way, in the surface acoustic wave gyroscope, the detection IDT 101 is elastically arranged by arranging the comb-shaped electrodes D1 and D2 at predetermined positions where nodes of the standing wave of the surface acoustic wave are located. Since the surface waves are separated and only the Coriolis force is detected, the detection accuracy depends on the accuracy of the mutual positional relationship among the detection IDT 101, the driving IDTs 102 and 103, and the reflectors 104 and 105, and thus high accuracy is achieved. It is difficult to manufacture a surface acoustic wave gyroscope.
【０００９】すなわち、駆動用ＩＤＴ１０２，１０３と
検出用ＩＤＴ１０１との空間的な位相差が正確に９０°
になっていなければ、検出用ＩＤＴ１０１で検出される
信号に駆動用１０２，１０３により発生した弾性表面波
に起因する信号成分が含まれ、検出誤差の要因となる。That is, the spatial phase difference between the driving IDTs 102 and 103 and the detection IDT 101 is exactly 90 °.
If not, the signal detected by the detection IDT 101 includes a signal component due to the surface acoustic waves generated by the driving 102 and 103, which causes a detection error.
【００１０】その一方、検出用ＩＤＴ１０１，駆動用Ｉ
ＤＴ１０２，１０３及び反射器１０４，１０５の形成位
置の精度は、圧電基板表面への電極形成技術に依存し、
精度向上には一定の限界がある。On the other hand, the detection IDT 101 and the drive I
The accuracy of the formation positions of the DTs 102 and 103 and the reflectors 104 and 105 depends on the electrode forming technology on the surface of the piezoelectric substrate,
There is a certain limit to accuracy improvement.
【００１１】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、検出精度を低下させることなく検出用ＩＤＴ等
の位置精度の軽減が可能な弾性表面波ジャイロスコープ
を提供するものである。The present invention has been made in view of the above problems, and provides a surface acoustic wave gyroscope capable of reducing the position accuracy of a detection IDT or the like without lowering the detection accuracy.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、圧電基板と、
上記圧電基板の表面に形成され、圧電効果により電圧変
換されたコリオリ力を検出する検出用電極と、上記検出
用電極の両外側に形成され、弾性表面波を発生させる一
対の駆動用電極と、上記一対の駆動用電極の両外側に形
成され、上記弾性表面波を上記検出用電極側に反射する
一対の反射器用電極と、上記駆動用電極に印加される高
周波を生成する高周波生成手段と、上記弾性表面波が上
記検出用電極によって電圧変換される信号に相当する信
号を生成する信号生成手段と、上記検出用電極からの検
出信号と上記信号生成手段からの出力信号との差信号を
出力する信号出力手段とを備えたものである（請求項
１）。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a piezoelectric substrate,
A detection electrode formed on the surface of the piezoelectric substrate, for detecting the Coriolis force voltage-converted by a piezoelectric effect, and a pair of drive electrodes formed on both outer sides of the detection electrode for generating a surface acoustic wave, A pair of reflector electrodes that are formed on both outer sides of the pair of drive electrodes and that reflect the surface acoustic waves toward the detection electrodes, and a high-frequency generation unit that generates a high frequency applied to the drive electrodes. Above surface acoustic wave
Signal generating means for generating a signal corresponding to the signal voltage-converted by the detecting electrode, and signal output means for outputting a difference signal between the detection signal from the detecting electrode and the output signal from the signal generating means. Is provided (Claim 1).
【００１３】上記構成によれば、一対の駆動用電極にそ
れぞれ周波数ｆ0の高周波を印加すると、逆圧電効果に
より基板表面に周波数ｆ0で振動する弾性表面波が発生
し、この弾性表面波は各駆動用電極の両外側に伝播す
る。With the above arrangement, by applying a respective RF frequency f 0 to the pair of drive electrodes, a surface acoustic wave which oscillates at a frequency f 0 on the substrate surface is generated by the reverse piezoelectric effect, the surface acoustic wave Propagate to both outer sides of each drive electrode.
【００１４】弾性表面波は、それぞれ反射器用電極に伝
播され、この反射器用電極対で検出用電極側に反射され
て一対の反射器用電極間に弾性表面波の定在波が発生す
る。The surface acoustic waves are propagated to the reflector electrodes, respectively, and reflected by the reflector electrode pair toward the detection electrode side, so that a standing wave of the surface acoustic waves is generated between the pair of reflector electrodes.
【００１５】そして、上記弾性表面波の定在波により基
板表面が振動している状態で、圧電基板が回転運動を行
なうと、弾性表面波の波面と直交する面内にこの弾性表
面波と９０°位相のずれたコリオリ力に基づく周波数ｆ
0の弾性表面波が発生する。検出用電極はコリオリ力に
基づく弾性表面波の定在波に対して所定の関係位置に設
けられ、圧電効果によりコリオリ力に起因する歪に応じ
て発生する電気信号が検出用電極から検出される。When the piezoelectric substrate makes a rotary motion while the surface of the substrate is vibrated by the standing wave of the surface acoustic wave, the surface acoustic wave and the surface acoustic wave 90 are generated in a plane orthogonal to the wave surface of the surface acoustic wave. ° Frequency f based on Coriolis force with phase shift
A surface acoustic wave of 0 is generated. The detection electrode is provided at a predetermined relation position with respect to the standing wave of the surface acoustic wave based on the Coriolis force, and an electric signal generated according to the strain caused by the Coriolis force is detected by the detection electrode by the piezoelectric effect. .
【００１６】一方、駆動用電極により発生された弾性表
面波に起因する歪を圧電効果により変換してなる信号に
相当する信号が生成され、この信号と検出信号との差信
号がコリオリ力の検出信号として出力される。すなわ
ち、検出用電極での検出信号に含まれる振動源の弾性表
面波に対応する信号成分を除去し、コリオリ力に対応す
る信号成分のみが出力される。On the other hand, a signal corresponding to a signal obtained by converting the distortion caused by the surface acoustic wave generated by the driving electrode by the piezoelectric effect is generated, and the difference signal between this signal and the detection signal is used to detect the Coriolis force. It is output as a signal. That is, the signal component corresponding to the surface acoustic wave of the vibration source included in the detection signal at the detection electrode is removed, and only the signal component corresponding to the Coriolis force is output.
【００１７】また、本発明は、圧電基板と、上記圧電基
板表面に形成され、第１の弾性表面波を発生させるべく
第１の高周波が印加される第１の駆動用電極と、上記圧
電基板表面に形成され、上記第１の弾性表面波と異なる
周波数を有する第２の弾性表面波を発生させるべく第２
の高周波が印加される第２の駆動用電極と、上記第１の
高周波を生成する第１の高周波生成手段と、上記第２の
高周波を生成する第２の高周波生成手段と、上記第１の
弾性表面波の定在波を発生させるべく上記第１及び第２
の駆動用電極の両外側に形成され、上記第１の弾性表面
波を第１の駆動用電極側に反射する一対の第１の反射器
用電極と、上記第２の弾性表面波の定在波を発生させる
べく上記第１及び第２の駆動用電極の両外側に形成さ
れ、上記第２の弾性表面波を第２の駆動用電極側に反射
する一対の第２の反射器用電極と、第１の弾性表面波と
第２の弾性表面波との干渉波と圧電基板の回転運動との
相互作用により発生するコリオリ力に基づく第３の弾性
表面波を定在波にするべく上記第１及び第２の駆動用電
極の両外側に形成され、上記第３の弾性表面波を第１及
び第２の駆動用電極側に反射する一対の第３の反射器用
電極と、上記第１及び第２の駆動用電極間に形成され、
圧電効果により上記コリオリ力に起因する歪に応じて発
生する電気信号を検出する検出用電極と、上記干渉波が
上記検出用電極によって電圧変換される信号に相当する
信号を生成する信号生成手段と、上記検出用電極からの
検出信号と上記信号生成手段からの出力信号との差信号
を出力する信号出力手段とを備えたものである（請求項
２）。The present invention also relates to a piezoelectric substrate, a first driving electrode formed on the surface of the piezoelectric substrate, to which a first high frequency is applied to generate a first surface acoustic wave, and the piezoelectric substrate. A second surface acoustic wave is generated on the surface to generate a second surface acoustic wave having a frequency different from that of the first surface acoustic wave.
Second driving electrode to which the high frequency is applied, first high frequency generating means for generating the first high frequency, second high frequency generating means for generating the second high frequency, and the first high frequency generating means. In order to generate a standing wave of a surface acoustic wave, the first and second
A pair of first reflector electrodes that are formed on both outer sides of the driving electrode and that reflect the first surface acoustic wave to the first driving electrode side; and a standing wave of the second surface acoustic wave. A pair of second reflector electrodes that are formed on both outer sides of the first and second drive electrodes and that reflect the second surface acoustic wave to the second drive electrode side; In order to make the third surface acoustic wave based on the Coriolis force generated by the interaction between the interference wave of the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave and the rotational movement of the piezoelectric substrate a standing wave, A pair of third reflector electrodes that are formed on both outer sides of the second drive electrode and that reflect the third surface acoustic wave to the first and second drive electrode sides; and the first and second Formed between the drive electrodes of
Due to the piezoelectric effect, the detection electrode that detects the electrical signal generated according to the strain caused by the Coriolis force and the interference wave
Signal generating means for generating a signal corresponding to a signal voltage-converted by the detection electrode, and signal output means for outputting a difference signal between the detection signal from the detection electrode and the output signal from the signal generation means. Is provided (Claim 2).
【００１８】上記構成によれば、第１の駆動用電極に、
例えば周波数ｆH（＝ｆ0＋Δｆ）の第１の高周波を印加
すると、逆圧電効果により基板表面に周波数ｆHで振動
する第１の弾性表面波が発生し、この第１の弾性表面波
は第１の駆動用電極の両外側に伝播する。According to the above structure, the first driving electrode is
For example, when a first high frequency wave having a frequency f H (= f 0 + Δf) is applied, a first surface acoustic wave vibrating at a frequency f H is generated on the surface of the substrate due to an inverse piezoelectric effect, and this first surface acoustic wave is generated. It propagates to both outer sides of the first driving electrode.
【００１９】また、第２の駆動用電極に、例えば周波数
ｆL（＝ｆ0−Δｆ）の第２の高周波を印加すると、逆圧
電効果により基板表面に周波数ｆLで振動する第２の弾
性表面波が発生し、この第２の弾性表面波は第２の駆動
用電極の両外側に伝播する。When a second high frequency wave having a frequency f L (= f 0 −Δf) is applied to the second drive electrode, the second elasticity vibrates at the frequency f L on the substrate surface due to the inverse piezoelectric effect. A surface wave is generated, and this second surface acoustic wave propagates to both outsides of the second driving electrode.
【００２０】第１の弾性表面波は、検出用電極、第２の
駆動用電極、第２，第３の反射器用電極で反射されるこ
となく一対の第１の反射器用電極に伝播され、この第１
の反射器用電極対で第１の駆動用電極側に反射されて一
対の第１の反射器用電極間に第１の弾性表面波の定在波
が発生する。The first surface acoustic wave propagates to the pair of first reflector electrodes without being reflected by the detection electrode, the second driving electrode, and the second and third reflector electrodes. First
Is reflected by the pair of reflector electrodes toward the first driving electrode to generate a standing wave of the first surface acoustic wave between the pair of first reflector electrodes.
【００２１】同様に、第２の弾性表面波は、検出用電
極、第１の駆動用電極、第１，第３の反射器用電極で反
射されることなく一対の第２の反射器用電極に伝播さ
れ、この第２の反射器用電極対で第２の駆動用電極側に
反射されて一対の第２の反射器用電極間に第２の弾性表
面波の定在波が発生する。Similarly, the second surface acoustic wave propagates to the pair of second reflector electrodes without being reflected by the detection electrode, the first driving electrode, and the first and third reflector electrodes. Then, the second reflecting electrode pair is reflected toward the second driving electrode side to generate a second surface acoustic wave standing wave between the pair of second reflecting electrodes.
【００２２】そして、第１の駆動用電極と第２の駆動用
電極間には第１，第２の弾性表面波の干渉により周波数
ｆ0の干渉波（弾性表面波）が発生し、この干渉波によ
り基板表面が振動している状態で、圧電基板が回転運動
を行なうと、干渉波の波面と直交する面内にこの干渉波
と９０°位相のずれたコリオリ力に基づく周波数ｆ0の
第３の弾性表面波が発生する。An interference wave (surface acoustic wave) of frequency f 0 is generated between the first driving electrode and the second driving electrode due to the interference of the first and second surface acoustic waves, and this interference When the piezoelectric substrate makes a rotational motion while the surface of the substrate is vibrating by the wave, the piezoelectric substrate having the frequency f 0 based on the Coriolis force 90 ° out of phase with the interference wave is generated in the plane orthogonal to the wavefront of the interference wave. 3 surface acoustic wave is generated.
【００２３】第３の弾性表面波は、第１，第２の駆動用
電極で反射されることなく一対の第３の反射器用電極に
伝播され、この第３の反射器用電極対で検出用電極側に
反射されて一対の第３の反射器用電極間に第３の弾性表
面波の定在波が発生する。The third surface acoustic wave propagates to the pair of third reflector electrodes without being reflected by the first and second drive electrodes, and the third reflector electrode pair detects the detection electrodes. The third surface acoustic wave standing wave is generated between the pair of third reflector electrodes by being reflected to the side.
【００２４】検出用電極は上記第３の弾性表面波の定在
波に対して所定の関係位置に設けられ、圧電効果により
上記第３の弾性表面波に起因する歪に応じて発生する電
気信号が検出用電極から検出される。The detection electrode is provided at a predetermined relational position with respect to the standing wave of the third surface acoustic wave, and an electric signal generated according to the strain caused by the third surface acoustic wave by the piezoelectric effect. Is detected from the detection electrode.
【００２５】一方、上記第３の弾性表面波に起因する歪
を圧電効果により変換してなる信号に相当する信号が生
成され、この信号と検出信号との差信号がコリオリ力の
検出信号として出力される。すなわち、検出用電極での
検出信号に含まれる振動源の第３の弾性表面波に対応す
る信号成分を除去し、コリオリ力に対応する信号成分の
みが出力される。On the other hand, a signal corresponding to the signal obtained by converting the strain caused by the third surface acoustic wave by the piezoelectric effect is generated, and the difference signal between this signal and the detection signal is output as the Coriolis force detection signal. To be done. That is, the signal component corresponding to the third surface acoustic wave of the vibration source included in the detection signal at the detection electrode is removed, and only the signal component corresponding to the Coriolis force is output.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る弾性表面波
ジャイロスコープの構成図である。また、図２は、圧電
基板に形成された電極構造を示す図である。1 is a block diagram of a surface acoustic wave gyroscope according to the present invention. Further, FIG. 2 is a diagram showing an electrode structure formed on the piezoelectric substrate.
【００２７】ジャイロスコープ１は、コリオリ力を検出
する検出素子２と弾性表面波の駆動源である高周波発振
器３，４とを備えている。The gyroscope 1 is provided with a detection element 2 for detecting the Coriolis force and high frequency oscillators 3 and 4 which are drive sources of surface acoustic waves.
【００２８】検出素子２は、長方形の圧電基板２１を有
するとともに、この一表面に、コリオリ力を検出するト
ランスジューサ２２、周波数ｆH（＝ｆ0＋Δｆ〔Ｈ
ｚ〕）の弾性表面波を発生させるトランスジューサ２
３、周波数ｆL（＝ｆ0−Δｆ〔Ｈｚ〕）の弾性表面波を
発生させるトランスジューサ２４及び各一対の反射器２
５，２５′（図１、「Ａ」で示す。）、反射器２６，２
６′（図１、「Ｂ」で示す。）、反射器２７，２７′
（図１、「Ｃ」で示す。）からなるコリオリ力の検出部
が形成されている。The detecting element 2 has a rectangular piezoelectric substrate 21, and a transducer 22 for detecting the Coriolis force and a frequency f H (= f 0 + Δf [H
z]) surface acoustic wave generating transducer 2
3. Transducer 24 for generating a surface acoustic wave of frequency f L (= f 0 −Δf [Hz]) and each pair of reflectors 2.
5, 25 '(shown by "A" in FIG. 1), reflectors 26, 2
6 '(shown by "B" in FIG. 1) and reflectors 27, 27'.
(Indicated by "C" in FIG. 1), a Coriolis force detecting portion is formed.
【００２９】トランスジューサ２２〜２４及び反射器２
５，２５′〜２７，２７′は、圧電基板２１の長手方向
に一列に配列されている。コリオリ力検出用のトランス
ジューサ２２は圧電基板２１の略中央に配置され、この
トランスジューサ２２を挟むようにしてその左側に周波
数ｆHの弾性表面波（以下、第１弾性表面波という。）
発生用のトランスジューサ２３が配置され、トランスジ
ューサ２２の右側に周波数ｆLの弾性表面波（以下、第
２弾性表面波という。）発生用のトランスジューサ２４
が配置されている。更に、トランスジューサ２４の外側
に反射器２７′，２６′，２５′が中央側からこの順に
配置され、トランスジューサ２３の外側に反射器２７，
２５，２６が同じく中央側からこの順に配置されてい
る。Transducers 22-24 and reflector 2
5, 25 'to 27, 27' are arranged in a line in the longitudinal direction of the piezoelectric substrate 21. The transducer 22 for detecting the Coriolis force is arranged substantially at the center of the piezoelectric substrate 21, and a surface acoustic wave having a frequency f H is located on the left side of the transducer 22 so as to sandwich the transducer 22 (hereinafter referred to as a first surface acoustic wave).
A transducer 23 for generating is arranged, and a transducer 24 for generating a surface acoustic wave having a frequency f L (hereinafter referred to as a second surface acoustic wave) is arranged on the right side of the transducer 22.
Are arranged. Further, reflectors 27 ', 26' and 25 'are arranged in this order from the center side on the outside of the transducer 24, and reflectors 27', 26 'and 25' are arranged on the outside of the transducer 23.
Similarly, 25 and 26 are arranged in this order from the center side.
【００３０】高周波発振器３は、周波数ｆHの高周波を
発生する発振器であり、高周波発振器４は、周波数ｆL
の高周波を発生する発振器である。高周波発振器３，４
は圧電基板２１と同一素材からなる圧電基板上に構成さ
れた弾性表面波共振器を用いた弾性表面波発振器からな
り、高周波発振器３の出力端子ｂ−ｂ′はトランスジュ
ーサ２３に接続され、高周波発振器４の出力端子ｃ−
ｃ′はトランスジューサ２４に接続されている。The high frequency oscillator 3 is an oscillator for generating a high frequency of a frequency f H , and the high frequency oscillator 4 is a frequency f L.
It is an oscillator that generates high frequency. High frequency oscillator 3,4
Is a surface acoustic wave oscillator using a surface acoustic wave resonator formed on a piezoelectric substrate made of the same material as the piezoelectric substrate 21, and the output terminal bb 'of the high frequency oscillator 3 is connected to a transducer 23. 4 output terminal c-
c ′ is connected to the transducer 24.
【００３１】高周波発振器３、４は、例えば図３に示す
Ｂ−Ｅピアース発振回路若しくは図４に示すＣ−Ｂピア
ース発振回路において、共振素子θを図５に示す弾性表
面波共振器で構成することにより実現することができ
る。図５に示す弾性表面波共振器は、圧電基板２１’上
にインタデジタル形トランスジューサ（以下、ＩＤＴと
いう。）２８の両側に多数の線状電極Ｄを配列してなる
グレーティング反射器（開放型グレーティング反射器）
２９、３０を配置したものである。高周波発振器３の弾
性表面波共振器の共振周波数は（ｆ0＋△ｆ）に設定さ
れ、高周波発振器４の弾性表面波共振器の共振周波数は
（ｆ0−△ｆ）に設定されている。The high-frequency oscillators 3 and 4 are, for example, in the BE pierce oscillator circuit shown in FIG. 3 or the CB pierce oscillator circuit shown in FIG. It can be realized by The surface acoustic wave resonator shown in FIG. 5 is a grating reflector (open type grating) in which a large number of linear electrodes D are arranged on both sides of an interdigital transducer (hereinafter referred to as IDT) 28 on a piezoelectric substrate 21 '. Reflector)
29 and 30 are arranged. The resonance frequency of the surface acoustic wave resonator of the high frequency oscillator 3 is set to (f 0 + Δf), and the resonance frequency of the surface acoustic wave resonator of the high frequency oscillator 4 is set to (f 0 −Δf).
【００３２】高周波発振路３，４は、水晶発振器その他
のＱの高い発振器を用いたものでもよいが、ジャイロス
コープ１の温度特性の安定化を考慮する場合は、圧電基
板２１と同一の圧電部材で構成される弾性表面波共振器
を用いた発振器で構成することが好ましい。The high-frequency oscillation paths 3 and 4 may be those using a crystal oscillator or another oscillator having a high Q. However, when stabilization of the temperature characteristics of the gyroscope 1 is taken into consideration, the same piezoelectric member as the piezoelectric substrate 21 is used. It is preferable that the surface acoustic wave resonator is composed of an oscillator.
【００３３】例えば電気機械結合係数ｋ2の大きい圧電
基板２１の素材としてＬｉＮｂＯ3を使用した場合、そ
の温度特性が７０ｐｐｍ程度あり、反射器２５，２５′
〜２７，２７′の共振帯域を、例えば５ＭＨｚとした場
合、通常の使用条件である−２０℃〜５０℃の温度範囲
において、反射器２５，２５′〜２７，２７′の共振特
性が所定の共振帯域からはずれることがある。例えば反
射器２５，２５′は、第１弾性表面波を反射して定在波
を発生させるものであるが、温度変化により反射器２
５，２５′の共振特性がドリフトし、十分な反射特性が
得られなくなると、安定したレベルの第１弾性表面波の
定在波を得ることができなくなる。このことは、反射器
２６，２６′及び反射器２７，２７′についても同様で
ある。For example, when LiNbO 3 is used as a material for the piezoelectric substrate 21 having a large electromechanical coupling coefficient k 2 , its temperature characteristic is about 70 ppm and the reflectors 25, 25 '.
When the resonance band of .about.27,27 'is 5 MHz, for example, the resonance characteristics of the reflectors 25,25' to 27,27 'are predetermined in the temperature range of -20.degree. It may go out of the resonance band. For example, the reflectors 25 and 25 'reflect the first surface acoustic wave and generate a standing wave, but the reflector 2
If the resonance characteristics of 5, 25 'drift and sufficient reflection characteristics cannot be obtained, it becomes impossible to obtain a stable level of the standing wave of the first surface acoustic wave. This also applies to the reflectors 26 and 26 'and the reflectors 27 and 27'.
【００３４】弾性表面波ジャイロスコープは、圧電基板
を表面振動させた状態で圧電基板が回転運動した場合に
この表面振動と回転運動との相互作用により発生するコ
リオリ力を検出するもので、圧電基板の表面振動の周波
数（すなわち、弾性表面波の周波数）の安定性も重要で
あるが、コリオリ力の検出感度の点では圧電基板の表面
振動の振幅がより重要である。The surface acoustic wave gyroscope detects the Coriolis force generated by the interaction between the surface vibration and the rotary motion when the piezoelectric substrate rotates while the surface of the piezoelectric substrate is vibrated. The stability of the surface vibration frequency (that is, the frequency of the surface acoustic wave) is also important, but the amplitude of the surface vibration of the piezoelectric substrate is more important in terms of detection sensitivity of the Coriolis force.
【００３５】このため、本弾性表面波ジャイロスコープ
では、高周波発振路３，４の発振素子をジャイロスコー
プ１と同一の圧電部材からなる弾性表面波共振器で構成
し、反射器２５，２５′，２６，２６′の共振特性のド
リフトに応じて高周波発振路３，４の発振特性をドリフ
トさせることにより第１，第２弾性表面波の定在波の安
定化を図るようにしている。Therefore, in the present surface acoustic wave gyroscope , the oscillating elements of the high frequency oscillating paths 3 and 4 are constituted by the surface acoustic wave resonator made of the same piezoelectric member as the gyroscope 1, and the reflector 25 , 25 ', 26, 26', the drift of the oscillation characteristics of the high frequency oscillation paths 3 and 4 according to the drift of the resonance characteristics to stabilize the standing waves of the first and second surface acoustic waves. There is.
【００３６】本弾性表面波ジャイロスコープでは、高周
波発振器３の弾性表面波共振器θの共振周波数が温度変
化により（ｆ0＋Δｆ）から（ｆ0＋Δｆ＋Δｆt）にド
リフトし、発振周波数が変動した場合、反射器２５，２
５′の共振周波数（すなわち、反射周波数）も（ｆ0＋
Δｆ）から（ｆ0＋Δｆ＋Δｆt）にドリフトするから、
圧電基板２１の基板表面に発生させた第１弾性表面波の
周波数が変動した場合にも第１弾性表面波が反射器２
５，２５′で好適に反射され、第１弾性表面波（定在
波）の振幅の温度変化に対する安定化が図られる。同様
に、高周波発振路４の弾性表面波共振器θの共振周波数
が温度変化により（ｆ0−Δｆ）から（ｆ0−Δｆ＋Δｆ
t）にドリフトし、発振周波変動した場合、反射器２
６，２６′の共振周波数も（ｆ0−Δｆ）から（ｆ0−Δ
ｆ＋Δｆt）にドリフトするから、圧電基板２１の基板
表面に発生させた第２弾性表面波の周波数が変動した場
合にも第２弾性表面波が反射器２６，２６′で好適に反
射され、第２弾性表面波（定在波）の振幅の温度変化に
対する安定化が図られる。[0036] In this surface acoustic wave gyroscope drift due to the resonance frequency temperature change of the surface acoustic wave resonator θ of the high frequency oscillator 3 from (f 0 + Δf) to (f 0 + Δf + Δf t ), if the oscillation frequency fluctuates , Reflectors 25, 2
The 5'resonance frequency (ie, the reflection frequency) is also (f 0 +
Since it drifts from (Δf) to (f 0 + Δf + Δf t ),
Even when the frequency of the first surface acoustic wave generated on the substrate surface of the piezoelectric substrate 21 changes, the first surface acoustic wave is reflected by the reflector 2
It is preferably reflected at 5, 25 'and the amplitude of the first surface acoustic wave (standing wave) is stabilized against temperature changes. Similarly, the resonance frequency of the surface acoustic wave resonator θ of the high-frequency oscillator 4 changes from (f 0 −Δf) to (f 0 −Δf + Δf) due to temperature change.
If drifting t), varies the oscillation frequency, the reflector 2
The resonance frequencies of 6, 26 'are also from (f 0 -Δf) to (f 0 -Δ
Since drift f + Δf t), the second surface acoustic wave even when the frequency of the second surface acoustic wave generated on the substrate surface of the piezoelectric substrate 21 is varied is preferably reflected by the reflector 26, 26 ', the (2) The amplitude of the surface acoustic wave (standing wave) is stabilized against temperature changes.
【００３７】従って、第１，第２弾性表面波の干渉波
は、温度変化に対してその周波数は（ｆ0＋Δｆt）に変
動するが、その振幅変動は低減され、干渉波と圧電基板
２１の回転運動との相互作用により発生するコリオリ力
の検出レベルの温度特性を向上させることができる。Therefore, the frequency of the interference wave of the first and second surface acoustic waves fluctuates to (f 0 + Δf t ) with respect to the temperature change, but the fluctuation of the amplitude is reduced, and the interference wave and the piezoelectric substrate 21. It is possible to improve the temperature characteristic of the detection level of the Coriolis force generated by the interaction with the rotational movement of the.
【００３８】なお、高周波発振器３，４は、検出素子２
と別個に構成してもよいが、好ましくは圧電基板２１の
基板上に弾性表面波共振器θを形成し、この基板上に構
成するとよい。このようにすると、ジャイロスコープ１
をコンパクトに構成することができる。The high-frequency oscillators 3 and 4 are the detection elements 2
However, it is preferable that the surface acoustic wave resonator θ is formed on the substrate of the piezoelectric substrate 21 and is formed on this substrate. By doing this, gyroscope 1
Can be made compact.
【００３９】圧電基板２１は、例えばチタン酸ジルコン
酸鉛（ＰｂＴｉＯ3，ＰｂＺｒＯ3）、ＬｉＮｂＯ3、Ｌ
ｉＴａＯ3等の圧電効果を有する部材からなる。トラン
スジューサ２２〜２４は、圧電基板２１の表面に互いに
交叉した櫛形の電極Ｄ１，Ｄ２の薄膜を形成してなるイ
ンターデジタル形トランスジューサ（ＩＤＴ）で構成さ
れている。The piezoelectric substrate 21 is made of, for example, lead zirconate titanate (PbTiO 3 , PbZrO 3 ), LiNbO 3 , L.
It is made of a member having a piezoelectric effect such as iTaO 3 . Each of the transducers 22 to 24 is an interdigital transducer (IDT) formed by forming thin films of comb-shaped electrodes D1 and D2 that intersect each other on the surface of the piezoelectric substrate 21.
【００４０】弾性表面波の周波数はトランスジューサ２
３，２４の櫛形電極Ｄ１，Ｄ２のピッチｄで決定され
る。圧電基板２１の振動源としての弾性表面波の周波数
は適宜の周波数を選定することができ、小型化を考慮す
ると、高周波が好ましい。櫛形電極Ｄ１，Ｄ２の加工技
術の面から数ＧＨｚまでの高周波を利用することも可能
であるが、製造コスト等の別の要因から高周波化には一
定の制約があり、通常、１０〜１００ＭＨｚの周波数が
利用される。The frequency of the surface acoustic wave is the transducer 2
It is determined by the pitch d of the comb electrodes D1 and D2 of 3,24. An appropriate frequency can be selected as the frequency of the surface acoustic wave as the vibration source of the piezoelectric substrate 21, and a high frequency is preferable in consideration of miniaturization. It is possible to use a high frequency up to several GHz in terms of the processing technology of the comb electrodes D1 and D2, but due to other factors such as the manufacturing cost, there is a certain limitation in increasing the frequency, and usually 10 to 100 MHz is used. Frequency is used.
【００４１】第１弾性表面波発生用のトランスジューサ
２３（以下、駆動用ＩＤＴ２３という。）は、櫛形の電
極Ｄ１，Ｄ２の電極間ピッチｄが第１弾性表面波の波長
λH(=v0／ｆH，ｖ0；自由表面における伝播速度）に設
定され、第２弾性表面波発生用のトランスジューサ２４
（以下、駆動用ＩＤＴ２４という。）は、櫛形の電極Ｄ
１，Ｄ２の電極間ピッチｄが第２弾性表面波の波長λL
（＝ｖ0／ｆL）に設定されている。駆動用ＩＤＴ２３，
２４は、図６に示すように、駆動用ＩＤＴ２３，２４間
に周波数Δｆの波数がＮ個（Ｎは自然数）生じ得る関係
位置に形成されている。In the transducer 23 for generating the first surface acoustic wave (hereinafter referred to as the driving IDT 23), the inter-electrode pitch d of the comb-shaped electrodes D1 and D2 is the wavelength λ H (= v 0 / of the first surface acoustic wave). f H , v 0 ; the propagation velocity on the free surface) and the transducer 24 for generating the second surface acoustic wave.
(Hereinafter, referred to as driving IDT 24) is a comb-shaped electrode D.
The pitch d between the electrodes of 1 and D2 is the wavelength λ L of the second surface acoustic wave.
It is set to (= v 0 / f L ). Driving IDT 23,
As shown in FIG. 6, 24 is formed at a relational position where N wave numbers (N is a natural number) of frequency Δf may occur between the driving IDTs 23 and 24.
【００４２】コリオリ力検出用のトランスジューサ２２
（以下、検出用ＩＤＴ２２という。）は、櫛形の電極Ｄ
１，Ｄ２の電極間ピッチｄが第１弾性表面波と第２弾性
表面波との干渉により生じる周波数ｆ0の弾性表面波
（以下、干渉波という。）の波長λ0（＝ｖ0／ｆ0）に
設定されている。また、検出用ＩＤＴ２２は、後述する
ように駆動用ＩＤＴ２３と駆動用ＩＤＴ２４との間に発
生する干渉波の定在波の節の位置に検出用ＩＤＴ２２の
各櫛形電極Ｄ１，Ｄ２が位置するように配置されてい
る。Transducer 22 for detecting Coriolis force
(Hereinafter, referred to as detection IDT 22) is a comb-shaped electrode D.
A wavelength λ 0 (= v 0 / f) of a surface acoustic wave (hereinafter referred to as an interference wave) having a frequency f 0 generated by the interference between the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave with the inter-electrode pitch d of 1 and D2. It is set to 0 ). Further, in the detection IDT 22, the comb-shaped electrodes D1 and D2 of the detection IDT 22 are positioned at the nodes of the standing wave of the interference wave generated between the driving IDT 23 and the driving IDT 24 as described later. It is arranged.
【００４３】反射器２５，２５′、反射器２６，２６′
及び反射器２７，２７′は、多数本の線状電極Ｄ３を所
定ピッチで配列してなる開放型グレーティング反射器か
らなる。Reflectors 25, 25 'and reflectors 26, 26'
The reflectors 27 and 27 'are open grating reflectors in which a large number of linear electrodes D3 are arranged at a predetermined pitch.
【００４４】反射器２５，２５′は、第１弾性表面波を
駆動用ＩＤＴ２３側に反射し、反射器２５，２５′間に
第１弾性表面波の定在波を発生させるものである。反射
器２５，２５′は、中心周波数が第１弾性表面波の周波
数ｆH（＝ｆ0＋Δｆ）となるように、その電極間ピッチ
Ｐ１が第１弾性表面波の波長λHの１／２に設定され、
帯域幅が２Δｆ未満となるように、線状電極Ｄ３の本数
（本弾性表面波ジャイロスコープでは１００本）が設定
されている。反射器２５の反射帯域はｆH±Δｆ（ｆ0〜
ｆ0＋２Δｆ）であるから、駆動用ＩＤＴ２４からの第
２弾性表面波（周波数ｆL＝ｆ0−Δｆ）は反射器２５で
反射されることなく透過し、反射器２６に伝播するよう
になっている。The reflectors 25 and 25 'reflect the first surface acoustic wave toward the driving IDT 23 and generate a standing wave of the first surface acoustic wave between the reflectors 25 and 25'. The inter-electrode pitch P1 of the reflectors 25 and 25 'is 1/2 of the wavelength λ H of the first surface acoustic wave so that the center frequency is the frequency f H (= f 0 + Δf) of the first surface acoustic wave. Is set to
The number of linear electrodes D3 (100 in the surface acoustic wave gyroscope ) is set so that the bandwidth is less than 2Δf. The reflection band of the reflector 25 is f H ± Δf (f 0 ~
f 0 + 2Δf), the second surface acoustic wave (frequency f L = f 0 −Δf) from the driving IDT 24 is transmitted without being reflected by the reflector 25 and propagates to the reflector 26. ing.
【００４５】反射器２５，２５′は、第１弾性表面波を
効率よく反射し得るように、駆動用ＩＤＴ２３に対して
所定の関係位置に形成されている。The reflectors 25 and 25 'are formed at predetermined positions with respect to the driving IDT 23 so that the first surface acoustic wave can be efficiently reflected.
【００４６】反射器と駆動用ＩＤＴとの間隔を、図７に
示すように、反射器の最も駆動用ＩＤＴ側に位置する線
状電極Ｄrefの中心と駆動用ＩＤＴの最も反射器側に位
置する櫛形電極Ｄdrvの中心間の距離Ｌとすると、一般
に開放型の反射器の場合、反射器は、この間隔ＬがＬ＝
（ｋ＋１／４）・λ／２（ｋ＝１，２，３，…）を満足
する関係位置に形成される。なお、上式は、弾性表面波
の伝播媒質が均一の場合のもので、伝播経路上に異なる
伝播媒質の部分がある場合は、この部分での波長（ある
いは伝播速度）が変化するので、その部分の距離を補正
する必要がある。As shown in FIG. 7, the distance between the reflector and the driving IDT is set to the center of the linear electrode D ref located on the most driving IDT side of the reflector and to the most reflector side of the driving IDT. Assuming that the distance L between the centers of the comb-shaped electrodes D drv is equal to, the distance L of the reflector is generally L =
It is formed at a relational position satisfying (k + 1/4) · λ / 2 (k = 1, 2, 3, ...). Note that the above equation is for the case where the surface acoustic wave propagation medium is uniform. If there is a different propagation medium portion on the propagation path, the wavelength (or propagation velocity) at this portion changes, so It is necessary to correct the distance of the part.
【００４７】本弾性表面波ジャイロスコープでは、例え
ば駆動用ＩＤＴ２３に対する反射器２５の位置の場合、
駆動用ＩＤＴ２３と反射器２５間に反射器２７が形成さ
れているので、反射器２７の区間の距離を補正する必要
があり、反射器２５は、駆動用ＩＤＴ２３に対して以下
に説明する間隔Ｌ′の条件式を満足する位置に配置され
ている。In the present surface acoustic wave gyroscope , for example, in the case of the position of the reflector 25 with respect to the driving IDT 23,
Since the reflector 27 is formed between the driving IDT 23 and the reflector 25, it is necessary to correct the distance in the section of the reflector 27, and the reflector 25 is separated from the driving IDT 23 by the distance L described below. It is placed at a position that satisfies the conditional expression of '.
【００４８】上記間隔Ｌの条件式は、金属被膜が形成さ
れていない自由表面における弾性表面波の波長λを基準
に決定されている。図８に示すように、弾性表面波Ｗ
は、基板２１の表面に反射器等の金属被膜Ｄが形成され
ている部分では自由表面に比して伝播速度が遅くなり、
見かけ上金属被膜形成部分での波長λ′が自由表面での
波長λより短くなる。The conditional expression of the interval L is determined based on the wavelength λ of the surface acoustic wave on the free surface on which the metal coating is not formed. As shown in FIG. 8, the surface acoustic wave W
In the portion where the metal coating D such as a reflector is formed on the surface of the substrate 21, the propagation speed becomes slower than that of the free surface,
Apparently, the wavelength λ'at the metal film forming portion becomes shorter than the wavelength λ at the free surface.
【００４９】今、波長短縮率をＫとすると、自由表面で
ｑ波長分の距離ｑ・λは、金属被膜形成表面ではＫ・ｑ
・λに短縮される。反射器２５と駆動用ＩＤＴ２３間に
反射器２７が形成されていないと仮定した場合の間隔Ｌ
１の条件式は、上述のように、Ｌ１＝（ｋ＋１／４）・
λH／２、ｋ＝１，２，３，…、λH＝ｖ0／ｆHとなる。
この間隔Ｌ１の内、ｒ波長分の部分が反射器２７で構成
されるとすると、反射器２７の部分の距離Ｌ２は、Ｋ・
ｒ・λ0となり、自由表面の場合に比して（１−Ｋ）・
ｒ・λ0だけ短くなることになる。Now, assuming that the wavelength shortening rate is K, the distance q · λ for q wavelengths on the free surface is K · q on the metal film forming surface.
・ Reduced to λ. Interval L assuming that the reflector 27 is not formed between the reflector 25 and the driving IDT 23
As described above, the conditional expression of 1 is L1 = (k + 1/4) ·
λ H / 2, k = 1, 2, 3, ..., λ H = v 0 / f H.
Assuming that the r wavelength portion of the distance L1 is composed of the reflector 27, the distance L2 of the reflector 27 portion is K ·
r · λ 0 , which is (1-K) ・ compared to the case of a free surface.
It will be shortened by r · λ 0 .
【００５０】従って、反射器２７が存在するときの駆動
用ＩＤＴ２３と反射器２５間の満足すべき間隔Ｌ′の条
件式は、Ｌ′＝Ｌ１−（１−Ｋ）・ｒ・λ0となる。
今、反射器２７の線状電極Ｄ３の本数をｍ、反射器２７
の部分での弾性表面波の伝播速度をｖmとすると、ｍ＝
２ｒ、Ｋ＝λm／λ0＝ｖm／ｖ0であるから、（１−Ｋ）
・ｒ・λ0＝（１−ｖm／ｖ0）・（ｍ／２）・（ｖ0／ｆ
0）＝ｍ・（ｖ0−ｖm）／（２ｆ0）となり、Ｌ′は下記
式のようになる。[0050] Thus, the distance L satisfactory between the driving IDT23 and reflector 25 when the reflector 27 is present 'condition of, L' becomes = L1- (1-K) · r · λ 0 .
Now, let m be the number of linear electrodes D3 of the reflector 27,
Let v m be the propagation velocity of the surface acoustic wave in the part of
2r, K = λ m / λ 0 = v m / v 0 , so (1-K)
· R · λ 0 = (1 -v m / v 0) · (m / 2) · (v 0 / f
0 ) = m (v 0 −v m ) / (2f 0 ), and L ′ is given by the following equation.
【００５１】[0051]
【数１】 [Equation 1]
【００５２】例えば圧電材料としてＬｉＮｂＯ3１２８
°Ｘ-Ｙを用いた場合、自由表面における弾性表面波の
速度ｖ0は３９６０ｍ／ｓ、金属被膜形成部分での弾性
表面波の速度ｖmはおよそ３９２０ｍ／ｓであるので、
ｆ0＝６０ＭＨｚ、Δｆ＝５ＭＨｚ、ｋ＝１１３、ｍ＝
１００とすると、駆動用ＩＤＴ２３と反射器２５の間隔
Ｌ′は、３４２４．０５μｍ（＝113.5×3960/130-100
×40/120）となる。For example, as a piezoelectric material, LiNbO 3 128
In the case of using XY, the velocity v 0 of the surface acoustic wave on the free surface is 3960 m / s, and the velocity v m of the surface acoustic wave on the metal film forming portion is about 3920 m / s.
f 0 = 60 MHz, Δf = 5 MHz, k = 113, m =
Assuming 100, the distance L ′ between the driving IDT 23 and the reflector 25 is 3424.05 μm (= 113.5 × 3960 / 130-100).
× 40/120).
【００５３】なお、反射器２５′についても反射器２５
と同様に、検出用ＩＤＴ２２、駆動用ＩＤＴ２４及び反
射器２７′，２６′における波長短縮を考慮した駆動用
ＩＤＴ２３と反射器２５′間の間隔Ｌ″の条件式を満足
するように、駆動用ＩＤＴ２３に対する所定位置に形成
されている。The reflector 25 'is also the reflector 25'.
Similarly, the driving IDT 23 is designed to satisfy the conditional expression of the interval L ″ between the driving IDT 23 and the reflector 25 ′ in consideration of the wavelength shortening in the detection IDT 22, the driving IDT 24, and the reflectors 27 ′ and 26 ′. Is formed in a predetermined position with respect to.
【００５４】反射器２６，２６′は、第２弾性表面波を
駆動用ＩＤＴ２４側に反射し、反射器２６，２６′間に
第２弾性表面波の定在波を発生させるものである。反射
器２６，２６′は、中心周波数が第２弾性表面波の周波
数ｆL（＝ｆ0−Δｆ）となるように、その電極間ピッチ
Ｐ２が第２弾性表面波の波長λLの１／２に設定され、
帯域幅が２Δｆ未満となるように、線状電極Ｄ３の本数
（本実施の形態では１００本）が設定されている。反射
器２６′の反射帯域はｆL±Δｆ（ｆ0−２Δｆ〜ｆ0）
であるから、駆動用ＩＤＴ２４からの第１弾性表面波
（周波数ｆH＝ｆ0＋Δｆ）は反射器２６′で反射される
ことなく透過し、反射器２５′に伝播する。The reflectors 26 and 26 'reflect the second surface acoustic wave to the driving IDT 24 side and generate a standing wave of the second surface acoustic wave between the reflectors 26 and 26'. The inter-electrode pitch P2 of the reflectors 26 and 26 'is 1 / the wavelength λ L of the second surface acoustic wave so that the center frequency is the frequency f L (= f 0 -Δf) of the second surface acoustic wave. Set to 2,
The number of linear electrodes D3 (100 in the present embodiment) is set so that the bandwidth is less than 2Δf. The reflection band of the reflector 26 'is f L ± Δf (f 0 -2Δf to f 0 ).
Therefore, the first surface acoustic wave (frequency f H = f 0 + Δf) from the driving IDT 24 is transmitted without being reflected by the reflector 26 ′ and propagates to the reflector 25 ′.
【００５５】なお、反射器２６は、検出用ＩＤＴ２２、
駆動用ＩＤＴ２３及び反射器２７，２５における波長短
縮を考慮した駆動用ＩＤＴ２４と反射器２６間の間隔の
所定の条件式を満足するように、駆動用ＩＤＴ２４に対
する所定位置に形成され、反射器２６′は、反射器２
７′における波長短縮を考慮した駆動用ＩＤＴ２４と反
射器２６′間の間隔の所定の条件式を満足するように、
駆動用ＩＤＴ２４に対する所定位置に形成されている。The reflector 26 includes the detection IDT 22,
The reflector 26 'is formed at a predetermined position with respect to the driving IDT 24 so as to satisfy a predetermined conditional expression of the distance between the driving IDT 24 and the reflector 26 in consideration of wavelength shortening in the driving IDT 23 and the reflectors 27 and 25. Is the reflector 2
In order to satisfy the predetermined conditional expression of the distance between the driving IDT 24 and the reflector 26 'in consideration of the wavelength shortening in 7',
It is formed at a predetermined position with respect to the driving IDT 24.
【００５６】反射器２７，２７′は、第３弾性表面波を
検出用ＩＤＴ２２側に反射し、反射器２７，２７′間に
第２弾性表面波の定在波を発生させるものである。反射
器２７，２７′は、中心周波数が第３弾性表面波の周波
数ｆ0となるように、その電極間ピッチＰ３が第３弾性
表面波の波長λ0の１／２に設定され、帯域幅が２Δｆ
未満となるように、線状電極Ｄ３の本数（本実施の形態
では１００本）が設定されている。The reflectors 27 and 27 'reflect the third surface acoustic wave toward the detecting IDT 22 and generate a standing wave of the second surface acoustic wave between the reflectors 27 and 27'. The inter-electrode pitch P3 of the reflectors 27, 27 'is set to ½ of the wavelength λ 0 of the third surface acoustic wave so that the center frequency becomes the frequency f 0 of the third surface acoustic wave, and the bandwidth of the reflectors 27, 27' is reduced. Is 2Δf
The number of the linear electrodes D3 (100 in the present embodiment) is set so as to be less than 100.
【００５７】反射器２７，２７′の反射帯域はｆ0±Δ
ｆ（ｆ0−Δｆ〜ｆ0＋Δｆ）であるから、駆動用ＩＤＴ
２３からの第１弾性表面波（周波数ｆH＝ｆ0＋Δｆ）及
び駆動用ＩＤＴ２４からの第２弾性表面波（周波数ｆH
＝ｆ0−Δｆ）は反射器２７，２７′で反射されること
なく透過し、それぞれ反射器２５，２５′，２６，２
６′側に伝播する。The reflection band of the reflectors 27 and 27 'is f 0 ± Δ
because it is f (f 0 -Δf~f 0 + Δf ), driving IDT
23 from the first surface acoustic wave (frequency f H = f 0 + Δf) and the second surface acoustic wave from the driving IDT 24 (frequency f H
= F 0 −Δf) is transmitted without being reflected by the reflectors 27 and 27 ′, and is reflected by the reflectors 25, 25 ′, 26 and 2 respectively.
Propagate to the 6'side.
【００５８】なお、反射器２７は、駆動用ＩＤＴ２３に
おける波長短縮を考慮した駆動用ＩＤＴ２２と反射器２
７間の間隔の所定の条件式を満足するように、駆動用Ｉ
ＤＴ２２に対する所定位置に形成され、反射器２７′
は、駆動用ＩＤＴ２４における波長短縮を考慮した駆動
用ＩＤＴ２２と反射器２７′間の間隔の所定の条件式を
満足するように、駆動用ＩＤＴ２２に対する所定位置に
形成されている。The reflector 27 includes the driving IDT 22 and the reflector 2 in consideration of the wavelength shortening in the driving IDT 23.
In order to satisfy the predetermined conditional expression of the interval between 7
The reflector 27 'is formed at a predetermined position with respect to the DT 22.
Is formed at a predetermined position with respect to the driving IDT 22 so as to satisfy a predetermined conditional expression of the distance between the driving IDT 22 and the reflector 27 'in consideration of the wavelength shortening in the driving IDT 24.
【００５９】上記構成において、駆動用ＩＤＴ２３，２
４にそれぞれ周波数ｆH，ｆLの高周波を印加すると、圧
電基板２１の逆圧電効果により、基板表面が変位し、第
１弾性表面波と第２弾性表面波が発生する。例えばレイ
リー波の場合、この波は基板表面に垂直な方向と進行方
向とに変位成分を有し、圧電基板２１の表面における各
粒子は、図９に示すように、進行方向に対して逆回転す
る楕円軌道を描いて変位している。この楕円軌道の大き
さは、圧電基板２１の深さ方向に小さくなっており、レ
イリー波のエネルギーの大部分は、深さ方向の１波長以
内に集中しているので、レイリー波は表面波となって進
行する。In the above structure, the driving IDTs 23, 2
When high frequencies of frequencies f H and f L are applied to 4, the substrate surface is displaced by the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric substrate 21, and the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave are generated. For example, in the case of a Rayleigh wave, this wave has displacement components in the direction perpendicular to the substrate surface and the traveling direction, and each particle on the surface of the piezoelectric substrate 21 rotates in the opposite direction to the traveling direction as shown in FIG. It is displaced by drawing an elliptical orbit. The size of this elliptical orbit is small in the depth direction of the piezoelectric substrate 21, and most of the energy of the Rayleigh wave is concentrated within one wavelength in the depth direction, so the Rayleigh wave becomes a surface wave. And proceed.
【００６０】駆動用ＩＤＴ２３で発生された第１弾性表
面は、駆動用ＩＤＴ２３の両側から圧電基板２１の長手
方向に伝播される。The first elastic surface generated in the driving IDT 23 is propagated in the longitudinal direction of the piezoelectric substrate 21 from both sides of the driving IDT 23.
【００６１】図１において、駆動用ＩＤＴ２３から右方
向に伝播される第１弾性表面波は、検出用ＩＤＴ２２、
駆動用ＩＤＴ２４及び反射器２７′，２６′，２５′が
形成された基板表面上を伝播するが、検出用ＩＤＴ２
２、駆動用ＩＤＴ２４及び反射器２７′，２６′は第１
弾性表面波の周波数帯域と異なる周波数帯域に反射帯域
を有し、反射器２５′は第１弾性表面波の周波数帯域に
反射帯域を有しているので、これらのＩＤＴ２２，２３
及び反射器２７′，２６′では駆動用ＩＤＴ２３側に反
射されることなく反射器２５′側に伝播し、この反射器
２５′で駆動用ＩＤＴ２３側に反射される。In FIG. 1, the first surface acoustic wave propagating rightward from the driving IDT 23 is the detecting IDT 22,
The IDT 2 for detection propagates on the surface of the substrate on which the driving IDT 24 and the reflectors 27 ', 26', 25 'are formed.
2. The driving IDT 24 and the reflectors 27 'and 26' are the first
Since the reflector 25 'has a reflection band in a frequency band different from the frequency band of the surface acoustic wave, and the reflector 25' has a reflection band in the frequency band of the first surface acoustic wave, these IDTs 22 and 23 are provided.
Also, the reflectors 27 'and 26' propagate to the reflector 25 'side without being reflected to the driving IDT 23 side, and are reflected to the driving IDT 23 side by this reflector 25'.
【００６２】また、駆動用ＩＤＴ２３から左方向に伝播
される第１弾性表面波は、反射器２７，２５が形成され
た基板表面上を伝播するが、反射器２７は第１弾性表面
波の周波数帯域と異なる周波数帯域に反射帯域を有し、
反射器２５は第１弾性表面波の周波数帯域に反射帯域を
有しているので、反射器２７では駆動用ＩＤＴ２３側に
反射されることなく反射器２５に伝播し、この反射器２
５で駆動用ＩＤＴ２３側に反射される。The first surface acoustic wave propagating leftward from the driving IDT 23 propagates on the surface of the substrate on which the reflectors 27 and 25 are formed, and the reflector 27 produces the frequency of the first surface acoustic wave. Has a reflection band in a frequency band different from the band,
Since the reflector 25 has a reflection band in the frequency band of the first surface acoustic wave, the reflector 27 propagates to the reflector 25 without being reflected by the driving IDT 23 side, and this reflector 2
5 is reflected to the driving IDT 23 side.
【００６３】そして、反射器２５，２５′間の間隔は第
１弾性表面波の波長λHの整数倍となる所定の間隔に設
定されているので、図１０に示すように、駆動用ＩＤＴ
２３からの第１弾性表面波の進行波と反射器２５，２
５′で反射された第１弾性表面波の反射波との干渉によ
り反射器２５，２５′間に周波数ｆH（＝ｆ0＋Δｆ）の
定在波が発生する。Since the interval between the reflectors 25 and 25 'is set to a predetermined interval that is an integral multiple of the wavelength λ H of the first surface acoustic wave, as shown in FIG.
The traveling wave of the first surface acoustic wave from 23 and the reflectors 25, 2
A standing wave of frequency f H (= f 0 + Δf) is generated between the reflectors 25 and 25 ′ due to the interference with the reflected wave of the first surface acoustic wave reflected at 5 ′.
【００６４】また、駆動用ＩＤＴ２４で発生された第２
弾性表面も駆動用ＩＤＴ２４の両側から圧電基板２１の
長手方向に伝播される。The second generated by the driving IDT 24
The elastic surface is also propagated in the longitudinal direction of the piezoelectric substrate 21 from both sides of the driving IDT 24.
【００６５】図１において、駆動用ＩＤＴ２４から右方
向に伝播される第２弾性表面波は、反射器２７′，２
６′が形成された基板表面上を伝播するが、反射器２
７′は第２弾性表面波の周波数帯域と異なる周波数帯域
に反射帯域を有し、反射器２６′は第２弾性表面波の周
波数帯域に反射帯域を有するので、反射器２７′では駆
動用ＩＤＴ２４側に反射されることなく反射器２６′に
伝播し、この反射器２６′で駆動用ＩＤＴ２４側に反射
される。In FIG. 1, the second surface acoustic wave propagating rightward from the driving IDT 24 is reflected by the reflectors 27 ', 2'.
6'is propagated on the surface of the substrate on which the reflector 2
7'has a reflection band in a frequency band different from the frequency band of the second surface acoustic wave, and the reflector 26 'has a reflection band in the frequency band of the second surface acoustic wave. Therefore, the reflector 27' has a driving IDT 24. It propagates to the reflector 26 'without being reflected to the side, and is reflected to the driving IDT 24 side by this reflector 26'.
【００６６】また、駆動用ＩＤＴ２４から左方向に伝播
される第１弾性表面波は、検出用ＩＤＴ２２、駆動用Ｉ
ＤＴ２３、反射器２７，２５，２６が形成された基板表
面上を伝播するが、検出用ＩＤＴ２２、駆動用ＩＤＴ２
３及び反射器２７，２５は第２弾性表面波の周波数帯域
と異なる周波数帯域に反射帯域を有し、反射器２６は第
２弾性表面波の周波数帯域に反射帯域を有するので、こ
れらのＩＤＴ２２，２３及び反射器２７，２５では駆動
用ＩＤＴ２４側に反射されることなく反射器２６に伝播
し、反射器２６で駆動用ＩＤＴ２４側に反射される。The first surface acoustic wave propagating leftward from the driving IDT 24 is the detection IDT 22 and the driving IT 22.
The DT23 and the reflectors 27, 25, 26 propagate on the surface of the substrate on which the detection IDT22 and the driving IDT2 are transmitted.
3 and the reflectors 27 and 25 have a reflection band in a frequency band different from the frequency band of the second surface acoustic wave, and the reflector 26 has a reflection band in the frequency band of the second surface acoustic wave. 23 and the reflectors 27 and 25 propagate to the reflector 26 without being reflected to the driving IDT 24 side, and are reflected to the driving IDT 24 side by the reflector 26.
【００６７】そして、反射器２６，２６′間の間隔は第
２弾性表面波の波長λLの整数倍となる所定の間隔に設
定されているので、図１０に示すように、駆動用ＩＤＴ
２４からの第２弾性表面波の進行波と反射器２６，２
６′で反射された第２弾性表面波の反射波との干渉によ
り反射器２６，２６′間に周波数ｆL（＝ｆ0−Δｆ）の
定在波が発生する。Since the distance between the reflectors 26 and 26 'is set to a predetermined distance which is an integral multiple of the wavelength λ L of the second surface acoustic wave, as shown in FIG.
2nd surface acoustic wave traveling wave from 24 and reflectors 26, 2
A standing wave having a frequency f L (= f 0 −Δf) is generated between the reflectors 26 and 26 ′ due to interference with the reflected wave of the second surface acoustic wave reflected at 6 ′.
【００６８】更に、反射器２５と反射器２６′との間で
は周波数ｆHの定在波と周波数ｆLの定在波との干渉によ
り周波数ｆ0（＝（ｆL＋ｆH）／２）の干渉波が発生す
る。Further, between the reflector 25 and the reflector 26 ', the frequency f 0 (= (f L + f H ) / 2) is caused by the interference between the standing wave of the frequency f H and the standing wave of the frequency f L. Interference wave is generated.
【００６９】上記干渉波により圧電基板２１の基板表面
を振動させた状態で、この圧電基板２１が回転運動を行
なうと、この干渉波にコリオリ力が作用する。このコリ
オリ力ｆCは、圧電基板２１の粒子密度ρ、楕円運動を
している粒子の振動速度Ｖ及び圧電基板２１の回転角速
度Ωに関係し、下記のベクトル式で表される。なお、
式において、ゴシック体の記号はベクトルであること
を示す。When the piezoelectric substrate 21 rotates while the surface of the piezoelectric substrate 21 is vibrated by the interference wave, a Coriolis force acts on the interference wave. The Coriolis force f C is related to the particle density ρ of the piezoelectric substrate 21, the vibration velocity V of the particles performing the elliptic motion, and the rotational angular velocity Ω of the piezoelectric substrate 21, and is expressed by the following vector formula. In addition,
In the formula, the Gothic type symbol indicates that it is a vector.
【００７０】[0070]
【数１】 [Equation 1]
【００７１】今、ｘｙ平面が圧電基板２１の表面にあ
り、ｚ軸を圧電基板２１の表面の法線方向、ｘ軸を干渉
波Ｗの進行方向とするｘｙｚの直交座標系を設定すると
（図１３参照）、ｘｚ面内で楕円運動をしている粒子の
振動速度Ｖは、ｘ軸方向の成分Ｖxとｚ軸方向の成分Ｖz
とに分離することができる。Now, when the xy plane is on the surface of the piezoelectric substrate 21, an orthogonal coordinate system of xyz in which the z-axis is the normal direction of the surface of the piezoelectric substrate 21 and the x-axis is the traveling direction of the interference wave W is set (see FIG. 13), the vibration velocity V of a particle that is in an elliptic motion in the xz plane is a component V x in the x- axis direction and a component V z in the z-axis direction
Can be separated into
【００７２】圧電基板２１がｚ軸の回りに回転角速度Ω
zで回転運動を行なった場合、振動速度成分Ｖzの方向と
回転軸（ｚ軸）方向とが平行であるから、粒子の振動速
度成分Ｖxに対してのみ、図１１に示すように、ｘ軸と
直交するｘｙ平面に平行なコリオリ力ｆCy（＝−２ρ・
Ｖx・Ωz）が作用する。このコリオリ力ｆCyは、干渉波
Ｗに基づく粒子の楕円運動と圧電基板２１の回転運動と
の相互作用により干渉波Ｗに対して９０°位相がずれて
発生し、図１２に示すように、干渉波Ｗの伝播に伴いこ
れに同期して伝播する弾性表面波となる。The piezoelectric substrate 21 rotates about the z-axis at an angular velocity Ω.
When the rotational motion is performed at z , the direction of the vibration velocity component V z and the direction of the rotation axis (z axis) are parallel to each other, so that only the vibration velocity component V x of the particle, as shown in FIG. Coriolis force f Cy (= -2ρ ·) parallel to the xy plane orthogonal to the x-axis
V x · Ω z ) acts. This Coriolis force f Cy is generated with a 90 ° phase shift with respect to the interference wave W due to the interaction between the elliptical motion of the particle based on the interference wave W and the rotational motion of the piezoelectric substrate 21, and as shown in FIG. As the interference wave W propagates, it becomes a surface acoustic wave that propagates in synchronization with this.
【００７３】しかし、反射器２７，２７′間は上記コリ
オリ力ｆCyに基づく弾性表面波（干渉波Ｗと同一周波数
ｆ0で位相が９０°ずれた弾性表面波（以下、第３弾性
表面波という。）の波長λ0の整数倍となる所定の間隔
に設定されているので、図１３に示すように、反射器２
７，２７′間にコリオリ力ｆCyに基づく第３弾性表面波
Ｃの定在波が生じる。However, a surface acoustic wave based on the Coriolis force f Cy is generated between the reflectors 27 and 27 '(a surface acoustic wave having the same frequency f 0 as the interference wave W and a phase shifted by 90 ° (hereinafter referred to as the third surface acoustic wave). Is set to a predetermined interval that is an integral multiple of the wavelength λ 0 of the reflector 2 as shown in FIG.
A standing wave of the third surface acoustic wave C based on the Coriolis force f Cy is generated between 7, 27 '.
【００７４】なお、圧電基板２１がｙ軸の回りに回転角
速度Ωyで回転運動を行なった場合とｘ軸の回りに回転
角速度Ωxで回転運動を行なった場合のコリオリ力ｆ
Cは、以下のようになる。It should be noted that the Coriolis force f when the piezoelectric substrate 21 rotates about the y-axis at the rotational angular velocity Ω y and when it rotates about the x-axis at the rotational angular velocity Ω x
C becomes as follows.
【００７５】すなわち、圧電基板２１がｙ軸の回りに回
転角速度Ωyで回転運動を行なった場合は、回転軸（ｙ
軸）方向が両振動速度成分Ｖx，Ｖzと直交しているの
で、両振動速度成分Ｖx，Ｖzに対してそれぞれコリオリ
力ｆCz（＝２ρ・Ｖx・Ωy）とｆCx（＝−２ρ・Ｖz・
Ωy）とが作用し、圧電基板２１がｘ軸の回りに回転角
速度Ωxで回転運動を行なった場合は、回転軸（ｘ軸）
方向が振動速度成分Ｖxの方向と平行であるから、粒子
の振動速度成分Ｖzに対してのみコリオリ力ｆCy（＝２
ρ・Ｖx・Ωz）が作用する。That is, when the piezoelectric substrate 21 rotates about the y-axis at the rotational angular velocity Ω y , the rotation axis (y
Axial) direction both vibration velocity components V x, so is orthogonal to the V z, both vibration velocity components V x, respectively Coriolis force f Cz against V z and (= 2ρ · V x · Ω y) f Cx (= -2ρ ・ V z・
Ω y ) and the piezoelectric substrate 21 rotates about the x axis at a rotational angular velocity Ω x , the rotation axis (x axis)
Since the direction is parallel to the direction of the vibration velocity component V x, the Coriolis force f Cy (= 2) is applied only to the vibration velocity component V z of the particle.
ρ · V x · Ω z ) acts.
【００７６】従って、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸方向の
単位ベクトルをｉx，ｉy，ｉzで表記し、上記式で示
すベクトル式を各方向の成分で表すと、下記式のよう
になる。なお、式において、ゴシック体の記号はベク
トルであることを示す。[0076] Thus, x-axis, a unit vector in each axis direction of the y-axis and z-axis is denoted by i x, i y, i z, to represent the vector expression shown by the formula in each direction component, the following formula become that way. In the formula, the Gothic type symbol indicates that it is a vector.
【００７７】[0077]
【数２】 [Equation 2]
【００７８】上記式より、コリオリ力ｆCは、ｘ軸、
ｙ軸及びｚ軸の各軸方向の成分の合成力となるが、コリ
オリ力ｆCの各成分は、圧電基板２１の分極方向、検出
用電極２３及び弾性表面波Ｗの相互の関係を所定の関係
に設定することで分離、検出することができる。From the above equation, the Coriolis force f C is calculated as follows:
Although it is a combined force of the y-axis and z-axis components in each axial direction, each component of the Coriolis force f C has a predetermined relationship with the polarization direction of the piezoelectric substrate 21, the detection electrode 23, and the surface acoustic wave W. It can be separated and detected by setting the relationship.
【００７９】従って、本実施の形態では、説明の便宜
上、圧電基板２１がｚ軸の回りに回転角速度Ωzで回転
運動を行なった場合を例に以下の説明を行なう。Therefore, in the present embodiment, for convenience of description, the following description will be made by taking as an example the case where the piezoelectric substrate 21 rotates about the z-axis at the rotational angular velocity Ω z .
【００８０】図１３は、干渉波Ｗとコリオリ力ｆCyによ
り生じたｙ軸方向に変位する第３弾性表面波Ｃとの関係
を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the interference wave W and the third surface acoustic wave C displaced in the y-axis direction generated by the Coriolis force f Cy .
【００８１】ｚ軸方向に変位する干渉波Ｗに対してコリ
オリ力ｆCyにより生じたｙ軸方向に変位する第３弾性表
面波Ｃは位相が９０°ずれており、反射器２７，２７′
間で定在波となっている。検出用ＩＤＴ２２は、櫛形電
極Ｄ１，Ｄ２が、干渉波Ｗの節となる位置（すなわち、
第３弾性表面波Ｃの腹となる位置）に形成されているの
で、第３弾性表面波Ｃに起因するｙ軸方向の歪により櫛
形電極Ｄ１と櫛形電極Ｄ２とが互いに逆方向に変位し
（図１３の矢印方向参照）、圧電基板２１の圧電効果に
より櫛形電極Ｄ１と櫛形電極Ｄ２間にその変位量に応じ
た電圧ＥDETが発生し、この電圧ＥDETがコリオリ力ｆCy
として検出される。The third surface acoustic wave C, which is generated by the Coriolis force f Cy and is displaced in the y-axis direction, is 90 ° out of phase with the interference wave W, which is displaced in the z-axis direction.
It is a standing wave between. In the detection IDT 22, the comb-shaped electrodes D1 and D2 serve as nodes of the interference wave W (that is,
Since it is formed at a position which is the antinode of the third surface acoustic wave C, the comb-shaped electrode D1 and the comb-shaped electrode D2 are displaced in opposite directions due to the distortion in the y-axis direction caused by the third surface acoustic wave C (( (Refer to the arrow direction in FIG. 13), the piezoelectric effect of the piezoelectric substrate 21 generates a voltage E DET between the comb electrodes D1 and D2 according to the amount of displacement, and this voltage E DET is the Coriolis force f Cy.
Detected as.
【００８２】上記のように、圧電基板２１の表面に、コ
リオリ力ｆCyの検出周波数ｆ0より高い周波数ｆH（＝ｆ
0＋Δｆ）の第１弾性表面波と検出周波数ｆ0より低い周
波数ｆL（＝ｆ0−Δｆ）の第２弾性表面波の定在波を発
生させ、両弾性表面波の干渉により検出周波数ｆ0の干
渉波Ｗを発生させるとともに、この干渉波Ｗと圧電基板
２１の回転運動との相互作用により発生するコリオリ力
ｆCyに対して専用の反射器２７，２７′を設けてコリオ
リ力ｆCyに起因する第３弾性表面波Ｃの定在波を生じさ
せるようにしたので、第１，第２弾性表面波及び干渉波
の影響を受けることなく圧電効果により電圧変換された
コリオリ力ｆCyを可及的に高いレベルで検出でき、これ
により検出感度を向上させることができる。As described above, on the surface of the piezoelectric substrate 21, the frequency f H (= f) higher than the detection frequency f 0 of the Coriolis force f Cy is detected.
0 + Δf) of the first surface acoustic wave and a second surface acoustic wave of frequency f L (= f 0 −Δf) lower than the detection frequency f 0 are generated, and the detection frequency f is generated by the interference of both surface acoustic waves. 0 with make interference wave W of a Coriolis force f Cy a dedicated reflector 27, 27 'to the Coriolis force f Cy generated by the interaction of the rotational movement of the interference wave W and the piezoelectric substrate 21 Since the standing wave of the third surface acoustic wave C caused by is generated, the Coriolis force f Cy which is voltage-converted by the piezoelectric effect without being affected by the first and second surface acoustic waves and the interference wave is generated. The detection can be performed at a level as high as possible, and thus the detection sensitivity can be improved.
【００８３】なお、上記実施の形態では、図１に示すよ
うに、検出用ＩＤＴ２２の右側では第１弾性表面波に対
する反射器２５′を最も外側に配置し、検出用ＩＤＴ２
２の左側では第２弾性表面波に対する反射器２６を最も
外側に配置していたが、駆動用ＩＤＴ２３と駆動用ＩＤ
Ｔ２４との間に第１弾性表面波と第２弾性表面波との干
渉波である第３弾性表面波が生じ得るものであれば、反
射器２５，２５′、反射器２６，２６′及び反射器２
７，２７′の配置は図１に示す関係位置に限定されるも
のではない。In the above embodiment, as shown in FIG. 1, on the right side of the detection IDT 22, the reflector 25 'for the first surface acoustic wave is arranged on the outermost side, and the detection IDT 2 is arranged.
Although the reflector 26 for the second surface acoustic wave is arranged on the outermost side on the left side of 2, the driving IDT 23 and the driving ID are
If a third surface acoustic wave which is an interference wave of the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave can be generated between T24 and the reflectors 25, 25 ', the reflectors 26, 26' and the reflectors Bowl 2
The arrangement of 7, 27 'is not limited to the related positions shown in FIG.
【００８４】例えば図１４に示すように、図１において
反射器２５′と反射器２６′との配置を入れ換えた関係
位置にしてもよく、図１５に示すように、図１におい
て、射器２５と反射器２６との配置を入れ換えた関係位
置にしてもよい。また、例えば図１６に示すように、図
１４において反射器２５′と反射器２７′との配置を入
れ換えた関係位置にしてもよいが、コリオリ力ｆCyに起
因する第３弾性表面波の反射器２５，２５′における透
過損失を考慮すると、反射器２７，２７′は、最も内側
に配置するのが好ましい。For example, as shown in FIG. 14, the positions of the reflectors 25 'and 26' in FIG. 1 may be replaced with each other, and as shown in FIG. And the reflector 26 may be replaced with each other. Further, as shown in FIG. 16, for example, the positions of the reflectors 25 'and 27' in FIG. 14 may be interchanged, but the reflection of the third surface acoustic wave caused by the Coriolis force f Cy may be performed. Considering the transmission loss in the reflectors 25, 25 ', the reflectors 27, 27' are preferably arranged at the innermost side.
【００８５】図１７は、本発明に係る弾性表面波ジャイ
ロスコープの第１の実施の形態を示す構成図である。FIG. 17 is a configuration diagram showing a first embodiment of a surface acoustic wave gyroscope according to the present invention.
【００８６】第１の実施の形態は、検出用ＩＤＴ２２の
形成位置の精度を軽減するようにしたもので、図１にお
いて、検出用ＩＤＴ２２の出力端子ａ，ａ′に検出回路
３１を接続したものである。In the first embodiment, the accuracy of the formation position of the detection IDT 22 is reduced. In FIG. 1, the detection circuit 31 is connected to the output terminals a and a'of the detection IDT 22. Is.
【００８７】第１弾性表面波と第２弾性表面波との干渉
波とコリオリ力に基づく第３弾性表面波とは周波数が同
一で位相が９０°だけ異なるため、検出用ＩＤＴ２２が
上述した第３弾性表面波の定在波に対する所定位置に正
確に形成されていなければ、検出用ＩＤＴ２２の検出信
号に干渉波を圧電変換してなる信号の成分が含まれるこ
とになる。検出回路３１は、検出用ＩＤＴ２２からの検
出信号から干渉波に基づく信号成分を除去し、コリオリ
力に基づく信号成分のみを抽出するものである。Since the interference wave of the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave and the third surface acoustic wave based on the Coriolis force have the same frequency and a phase difference of 90 °, the detection IDT 22 has the above-described third surface acoustic wave. If the surface acoustic wave is not accurately formed at a predetermined position with respect to the standing wave, the detection signal of the detection IDT 22 includes a component of a signal obtained by piezoelectrically converting the interference wave. The detection circuit 31 removes the signal component based on the interference wave from the detection signal from the detection IDT 22 and extracts only the signal component based on the Coriolis force.
【００８８】検出回路３１は、周波数ｆ0の高周波を発
生する高周波発振器３２、位相シフタ３３及び差動アン
プ３４から構成されている。高周波発振器３２は、高周
波発振器３，４と同様に共振周波数ｆ0の弾性表面波共
振器θを用いた発振器で構成されている。The detection circuit 31 comprises a high frequency oscillator 32 for generating a high frequency of frequency f 0 , a phase shifter 33 and a differential amplifier 34. The high frequency oscillator 32 is configured by an oscillator using a surface acoustic wave resonator θ having a resonance frequency f 0 , like the high frequency oscillators 3 and 4.
【００８９】位相シフタ３３は、高周波発振器３２から
出力される高周波の検出用ＩＤＴ２２と駆動用ＩＤＴ２
３，２４との距離差に基づく位相のずれを補正するもの
である。位相シフタ３３は、例えば進相形のオールパス
アクティブフィルタからなり、可変抵抗Ｒ１により高周
波発振器３１からの高周波の位相を任意の位相に調整す
ることができる。The phase shifter 33 includes a high frequency detecting IDT 22 and a driving IDT 2 output from the high frequency oscillator 32.
It is intended to correct the phase shift based on the difference in distance from 3, 24. The phase shifter 33 includes, for example, a phase-advancing all-pass active filter, and can adjust the phase of the high frequency from the high frequency oscillator 31 to an arbitrary phase by the variable resistor R1.
【００９０】差動アンプ３４はオペレーションアンプ３
４ａを用いたもので、このオペレーションアンプ３４ａ
の−入力端子に入力抵抗Ｒ１，Ｒ３を介して位相調整さ
れた高周波が入力され、＋入力端子に抵抗Ｒ４を介して
検出用ＩＤＴ２２の検出信号が入力されている。なお、
抵抗Ｒ３，Ｒ５は、それぞれ入力レベル、ゲインを調整
するため可変抵抗で構成されている。The differential amplifier 34 is the operation amplifier 3
4a is used, and this operation amplifier 34a
The phase-adjusted high frequency is input to the-input terminal of the input via the input resistors R1 and R3, and the detection signal of the detection IDT 22 is input to the + input terminal via the resistor R4. In addition,
The resistors R3 and R5 are variable resistors for adjusting the input level and the gain, respectively.
【００９１】差動アンプ３４は、検出用ＩＤＴ２２で検
出されたコリオリ力（圧電効果により周波数ｆ0の高周
波に変換された信号）のレベルＥDETと高周波発振器３
１から位相シフタ３３を介して入力された周波数ｆ0の
基準高周波のレベルＥrとのレベル差ΔＥ（＝ＥDET−Ｅ
r）を増幅して出力する。The differential amplifier 34 has a level E DET of the Coriolis force (a signal converted to a high frequency of frequency f 0 by the piezoelectric effect) detected by the detection IDT 22 and the high frequency oscillator 3.
The level difference ΔE (= E DET −E from the level E r of the reference high frequency of the frequency f 0 input from 1 through the phase shifter 33.
r ) is amplified and output.
【００９２】検出回路３１は、予め圧電基板２１が回転
運動をしていない状態での駆動条件で差動アンプ３４か
らの出力が「０」となるように、高周波発振器３１の周
波数及び位相シフタ３３の位相量が調整されている。The detection circuit 31 uses the frequency and phase shifter 33 of the high frequency oscillator 31 so that the output from the differential amplifier 34 becomes "0" under the driving condition in which the piezoelectric substrate 21 is not rotating in advance. The phase amount of has been adjusted.
【００９３】上記構成おいて、圧電基板２１が回転運動
を行なうと、検出用ＩＤＴ２２からコリオリ力を圧電変
換してなる周波数ｆ0の高周波が検出され、差動アンプ
３４からこの高周波の検出レベルＥDETと高周波発振器
３１から入力された周波数ｆ0の基準高周波のレベルＥr
とのレベル差ΔＥが増幅されて出力される。In the above structure, when the piezoelectric substrate 21 makes a rotational movement, the detection IDT 22 detects a high frequency of frequency f 0 obtained by piezoelectrically converting the Coriolis force, and the differential amplifier 34 detects the high frequency detection level E. Reference high frequency level E r of frequency f 0 input from DET and high frequency oscillator 31
And the level difference ΔE between and is amplified and output.
【００９４】しかし、検出回路３１は、コリオリ力が発
生しない状態、すなわち、検出用ＩＤＴ２２から干渉波
に基づく信号成分のみが検出される状態で差動アンプ３
４からの出力が「０」となる（干渉波に基づく信号成分
をキャンセルする）ように予め調整されているので、検
出用ＩＤＴ２２の検出信号に干渉波に基づく信号成分が
含まれていても、検出回路３１からはコリオリ力に対応
する信号成分のみが出力されることになり、干渉波の影
響を受けることはない。However, the detection circuit 31 detects the Coriolis force, that is, detects only the signal component based on the interference wave from the detection IDT 22.
Since it is adjusted in advance so that the output from 4 becomes “0” (the signal component based on the interference wave is canceled), even if the detection signal of the detection IDT 22 includes the signal component based on the interference wave, Only the signal component corresponding to the Coriolis force is output from the detection circuit 31 and is not affected by the interference wave.
【００９５】従って、この検出方法を採用することによ
り検出用ＩＤＴ２２の位置精度が十分でない場合にも正
確にコリオリ力を検出することができる。Therefore, by adopting this detecting method, the Coriolis force can be accurately detected even when the position accuracy of the detecting IDT 22 is not sufficient.
【００９６】図１８は、本発明に係る弾性表面波ジャイ
ロスコープの他の構成図である。FIG. 18 is another configuration diagram of the surface acoustic wave gyroscope according to the present invention.
【００９７】この他の構成は、図１において、圧電基板
２１の表面の検出用ＩＤＴ２２、駆動用ＩＤＴ２３、駆
動用ＩＤＴ２４、反射器２５，２５′、反射器２６，２
６′及び反射器２７，２７′の配列方向に対して直交す
る方向（ｙ方向）に、検出用ＩＤＴ２２、駆動用ＩＤＴ
２３、駆動用ＩＤＴ２４、反射器２５，２５′、反射器
２６，２６′及び反射器２７，２７′と同一構造からな
る検出用ＩＤＴ３５、駆動用ＩＤＴ３６、駆動用ＩＤＴ
３７、反射器３８，３８′、反射器３９，３９′及び反
射器４０，４０′を配置するとともに、高周波発振器３
と高周波発振器４の各出力端子ｂ-ｂ′，ｃ-ｃ′をそれ
ぞれ駆動用ＩＤＴ３６と駆動用ＩＤＴ３７に接続したも
のである。 The other construction is similar to that shown in FIG.
The detection IDT 22 and the driving IDT 22 are arranged in the direction (y direction) orthogonal to the arrangement direction of the 6'and the reflectors 27, 27 '.
23, drive IDT 24, reflectors 25 and 25 ', reflectors 26 and 26', and detector IDT 35 having the same structure as reflectors 27 and 27 ', drive IDT 36, and drive IDT.
37, reflectors 38, 38 ', reflectors 39, 39' and reflectors 40, 40 'are arranged, and the high frequency oscillator 3
And output terminals bb 'and cc' of the high-frequency oscillator 4 are connected to the driving IDT 36 and the driving IDT 37, respectively.
【００９８】図１に示す構成では、ｘ方向に伝播する弾
性表面波を利用しているので、コリオリ力ｆCのｙ方向
成分しか検出できないが、図１８に示す構成では、ｙ方
向に伝播する弾性表面波も利用しているので、検出用Ｉ
ＤＴ３５の出力端子ｄ-ｄ′からコリオリ力ｆCのｘ方向
成分についても検出できるようになっている。互いに直
交させて配置された図１に示す構成に係るジャイロスコ
ープ１を２個用いても同様の効果が得られるが、図１８
に示す構成によれば、同一の圧電基板２１上に２個分の
ジャイロスコープ１を構成しているので、ジャイロスコ
ープの小型化、コンパクト化が可能になる。In the configuration shown in FIG . 1, since the surface acoustic wave propagating in the x direction is used, only the y direction component of the Coriolis force f C can be detected, but in the configuration shown in FIG. 18, it propagates in the y direction. Since surface acoustic waves are also used, I for detection
The x direction component of the Coriolis force f C can also be detected from the output terminal d-d ′ of the DT 35. The same effect can be obtained by using two gyroscopes 1 according to the configuration shown in FIG. 1, which are arranged so as to be orthogonal to each other .
According to the configuration shown in (2), since the two gyroscopes 1 are formed on the same piezoelectric substrate 21, the gyroscope can be miniaturized and made compact.
【００９９】なお、上記構成では、第１，第２の弾性表
面波の干渉波と圧電基板２１の回転運動との相互作用に
よるコリオリ力を検出するタイプの弾性表面波ジャイロ
スコープについて説明したが、本発明は、これに限定さ
れるものではなく、圧電基板２１に発生させた弾性表面
波を反射器で反射して定在波とし、この定在波と圧電基
板２１の回転運動との相互作用によるコリオリ力を検出
する弾性表面波ジャイロスコープについても適用するこ
とができる。In the above structure, the surface acoustic wave gyroscope of the type that detects the Coriolis force due to the interaction between the interference waves of the first and second surface acoustic waves and the rotational movement of the piezoelectric substrate 21 has been described. The present invention is not limited to this, and the surface acoustic wave generated on the piezoelectric substrate 21 is reflected by the reflector to form a standing wave, and the standing wave interacts with the rotational movement of the piezoelectric substrate 21. It can also be applied to a surface acoustic wave gyroscope that detects the Coriolis force due to.
【０１００】例えば図１９に示すように、図２１に示す
検出素子を有する従来の弾性表面波ジャイロスコープに
も適用することができる。For example, as shown in FIG. 19, it can be applied to a conventional surface acoustic wave gyroscope having the detection element shown in FIG.
【０１０１】図１９は、図２１において、圧電基板１０
０上に弾性表面波共振器θ（共振周波数はｆ0）を用い
た発振周波数ｆ0のＣ−Ｂピアース形高周波発振器３２
を構成したものである。なお、高周波発振器３２のバイ
アス回路は省略している。高周波発振器３２の出力端は
駆動用ＩＤＴ１０２，１０３に接続され、周波数ｆ0の
高周波が駆動用ＩＤＴ１０２，１０３に印加される。FIG. 19 shows the piezoelectric substrate 10 shown in FIG.
C-B Pierce type high frequency oscillator 32 having an oscillation frequency f 0 using a surface acoustic wave resonator θ (resonance frequency is f 0 )
Is configured. The bias circuit of the high frequency oscillator 32 is omitted. The output terminal of the high frequency oscillator 32 is connected to the driving IDTs 102 and 103, and a high frequency having a frequency f 0 is applied to the driving IDTs 102 and 103.
【０１０２】高周波発振器３２の発振周波数ｆ0が温度
変化により（ｆ0＋Δｆt）にドリフトした場合、反射器
１０４，１０５の共振周波数ｆ0も（ｆ0＋Δｆt）にド
リフトするので、弾性表面波（定在波）の振幅特性が安
定し、コリオリ力の検出感度の温度特性が向上する。When the oscillation frequency f 0 of the high frequency oscillator 32 drifts to (f 0 + Δf t ) due to the temperature change, the resonance frequency f 0 of the reflectors 104 and 105 also drifts to (f 0 + Δf t ) so that the elastic surface The amplitude characteristic of the wave (standing wave) is stabilized, and the temperature characteristic of the detection sensitivity of the Coriolis force is improved.
【０１０３】また、図２０に示すように、検出素子に検
出回路３１を接続するようにすれば、反射器１０４，１
０５に対する検出用ＩＤＴ１０１の位置精度を低減する
ことができる。図２０は、圧電基板２１に形成された高
周波発振器３２の出力端子を駆動用ＩＤＴ１０２，１０
３に接続するとともに、検出回路３１の位相シフタ３３
に接続したものである。この実施の形態でも弾性表面波
の基づく信号成分は差動アンプ３４によりキャンセルさ
れるので、検出用ＩＤＴ１０１の検出信号からコリオリ
力に対応する信号成分のみを検出することができる。Further, as shown in FIG. 20, if the detecting circuit 31 is connected to the detecting element, the reflectors 104, 1
The position accuracy of the detection IDT 101 with respect to 05 can be reduced. In FIG. 20, the output terminals of the high frequency oscillator 32 formed on the piezoelectric substrate 21 are connected to the driving IDTs 102, 10.
3 and the phase shifter 33 of the detection circuit 31.
Connected to. Also in this embodiment, since the signal component based on the surface acoustic wave is canceled by the differential amplifier 34, only the signal component corresponding to the Coriolis force can be detected from the detection signal of the detection IDT 101.
【０１０４】[0104]
【発明の効果】以上説明したように、本発明よれば、圧
電基板の表面を弾性表面波の定在波により振動させ、こ
の振動と圧電基板の回転運動との相互作用により基板表
面に発生したコリオリ力を圧電効果により電気信号に変
換して検出する弾性表面波ジャイロスコープにおいて、
上記弾性表面波が上記検出用電極によって電圧変換され
る信号に相当する信号を生成する信号生成手段と、コリ
オリ力を検出する検出用電極からの検出信号と信号生成
手段からの出力信号との差信号を出力する信号出力手段
とを設け、検出用電極からの検出信号から振動源である
弾性表面波に起因す信号成分を除去するようにしたの
で、検出用電極からの検出信号に弾性表面波に起因する
信号成分が含まれている場合にも正確にコリオリ力を検
出することができる。また、これにより、検出用電極の
形成位置の精度を低減することが可能となる。As described above, according to the present invention, the surface of the piezoelectric substrate is vibrated by the standing wave of the surface acoustic wave, and the vibration is generated on the surface of the substrate by the interaction of the rotational motion of the piezoelectric substrate. In a surface acoustic wave gyroscope that detects Coriolis force by converting it into an electric signal by the piezoelectric effect,
The surface acoustic wave is voltage-converted by the detection electrode.
For detecting the Coriolis force, and a signal output unit for outputting a difference signal between the detection signal from the detection electrode for detecting the Coriolis force and the output signal from the signal generation unit. Since the signal component due to the surface acoustic wave, which is the vibration source, is removed from the detection signal from the electrode, even when the detection signal from the detection electrode contains the signal component due to the surface acoustic wave. The Coriolis force can be accurately detected. Further, this makes it possible to reduce the accuracy of the formation position of the detection electrode.
【０１０５】また、本発明によれば、圧電基板の表面
に、第１の弾性表面波を発生させる第１の駆動用電極、
第１の弾性表面波と異なる周波数の第２の弾性表面波を
発生させる第２の駆動用電極及びコリオリ力に起因する
第３の弾性表面波を検出する検出用電極をこの検出用電
極を挟んで一列に配列するとともに、第１，第２の駆動
用電極の両外側に定在波を発生させるべく第１〜第３の
弾性表面波をそれぞれ反射する対構造の第１〜第３の反
射器用電極とを配列し、第１，第２の駆動用電極間に第
１，第２の弾性表面波（定在波）の干渉波を発生させ、
この干渉波と圧電基板の回転運動との相互作用により生
じるコリオリ力（第３の弾性表面波の定在波）に共振さ
せて電圧に変換された電気信号を検出用電極で検出する
弾性表面波ジャイロスコープであって、上記干渉波が上
記検出用電極によって電圧変換される信号に相当する信
号を生成する信号生成手段と、検出用電極からの検出信
号と上記信号生成手段からの出力信号との差信号を出力
する信号出力手段とを設け、検出用電極からの検出信号
から振動源である第３の弾性表面波に起因す信号成分を
除去するようにしたので、検出用電極からの検出信号に
第３の弾性表面波に起因する信号成分が含まれている場
合にも正確にコリオリ力を検出することができ、これに
より、検出用電極の形成位置の精度を低減することが可
能となる。Further, according to the present invention, the first drive electrode for generating the first surface acoustic wave is formed on the surface of the piezoelectric substrate,
A second drive electrode for generating a second surface acoustic wave having a frequency different from that of the first surface acoustic wave and a detection electrode for detecting a third surface acoustic wave caused by the Coriolis force sandwich the detection electrode. The first to third reflections of the pair structure which are arranged in a row and which respectively reflect the first to third surface acoustic waves to generate standing waves on both outer sides of the first and second driving electrodes. And an electrode for equipment are arranged to generate an interference wave of the first and second surface acoustic waves (standing waves) between the first and second driving electrodes,
A surface acoustic wave in which an electric signal converted into a voltage by resonating with the Coriolis force (standing wave of the third surface acoustic wave) generated by the interaction between the interference wave and the rotational movement of the piezoelectric substrate is detected by the detection electrode. It is a gyroscope, and the above interference wave
The signal generation means for generating a signal corresponding to the signal voltage-converted by the detection electrode, and the signal output means for outputting a difference signal between the detection signal from the detection electrode and the output signal from the signal generation means. Since the signal component caused by the third surface acoustic wave, which is the vibration source, is provided in the detection signal from the detection electrode, the detection signal from the detection electrode is caused by the third surface acoustic wave. The Coriolis force can be accurately detected even when the signal component is included, and thus the accuracy of the formation position of the detection electrode can be reduced.
【図１】 本発明に係る弾性表面波ジャイロスコープの
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a surface acoustic wave gyroscope according to the present invention.
【図２】 圧電基板に形成された電極構造を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing an electrode structure formed on a piezoelectric substrate.
【図３】 弾性表面波共振器を用いた高周波発振器の基
本回路構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a basic circuit configuration of a high-frequency oscillator using a surface acoustic wave resonator.
【図４】 弾性表面波共振器を用いた高周波発振器の基
本回路構成の他の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of the basic circuit configuration of a high frequency oscillator using a surface acoustic wave resonator.
【図５】 弾性表面波共振器の構造を示す平面図であ
る。FIG. 5 is a plan view showing a structure of a surface acoustic wave resonator.
【図６】 弾性表面波に対する一対の駆動用ＩＤＴの相
互の関係位置を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a mutual relationship position of a pair of driving IDTs with respect to a surface acoustic wave.
【図７】 駆動用ＩＤＴと反射器との間隔の定義を示す
図である。FIG. 7 is a diagram showing a definition of a distance between a driving IDT and a reflector.
【図８】 金属被膜表面における弾性表面波の波長の短
縮を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the shortening of the wavelength of the surface acoustic wave on the surface of the metal coating.
【図９】 レイリー波における基板表面の粒子の変位を
示す図である。FIG. 9 is a diagram showing displacement of particles on a substrate surface in Rayleigh waves.
【図１０】 各反射器間に発生する定在波の周波数を示
す図である。FIG. 10 is a diagram showing frequencies of standing waves generated between the reflectors.
【図１１】 弾性表面波による粒子の楕円運動に対する
コリオリ力の発生方向を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a generation direction of a Coriolis force with respect to an elliptic motion of particles due to surface acoustic waves.
【図１２】 弾性表面波及びコリオリ力に基づく弾性表
面波の伝播を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing propagation of surface acoustic waves and surface acoustic waves based on Coriolis force.
【図１３】 干渉波とコリオリ力ｆCyにより生じたｙ軸
方向に変位する第３弾性表面波との関係を示す図であ
る。FIG. 13 is a diagram showing a relationship between an interference wave and a third surface acoustic wave which is generated by a Coriolis force f Cy and which is displaced in the y-axis direction.
【図１４】 圧電基板に形成された反射器の配置位置の
他の構成図である。FIG. 14 shows an arrangement position of a reflector formed on a piezoelectric substrate.
It is another block diagram .
【図１５】 圧電基板に形成された反射器の配置位置の
他の構成図である。FIG. 15 shows an arrangement position of a reflector formed on a piezoelectric substrate.
It is another block diagram .
【図１６】 圧電基板に形成された反射器の配置位置の
他の構成図である。FIG. 16 shows an arrangement position of a reflector formed on a piezoelectric substrate.
It is another block diagram .
【図１７】 本発明に係る弾性表面波ジャイロスコープ
の第１の実施の形態の構成図である。FIG. 17 is a configuration diagram of a first embodiment of a surface acoustic wave gyroscope according to the present invention.
【図１８】 本発明に係る弾性表面波ジャイロスコープ
の他の構成図である。FIG. 18 is another configuration diagram of the surface acoustic wave gyroscope according to the present invention.
【図１９】 本発明に係る弾性表面波ジャイロスコープ
の他の構成図である。FIG. 19 is another configuration diagram of the surface acoustic wave gyroscope according to the present invention.
【図２０】 本発明に係る弾性表面波ジャイロスコープ
の第２の実施の形態の構成図である。FIG. 20 is a configuration diagram of a second embodiment of a surface acoustic wave gyroscope according to the present invention.
【図２１】 従来の弾性表面波ジャイロスコープの圧電
基板に形成された検出用ＩＤＴ、駆動用ＩＤＴ及び反射
器を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a detection IDT, a driving IDT, and a reflector formed on a piezoelectric substrate of a conventional surface acoustic wave gyroscope.
１ ジャイロスコープ ２ 検出素子 ３ 高周波発振器（第１の高周波生成手段） ４ 高周波発振器（第２の高周波生成手段） ２１，１００ 圧電基板 ２２ 検出用ＩＤＴ（検出用電極） ２３ 駆動用ＩＤＴ（第１の駆動用電極） ２４ 駆動用ＩＤＴ（第２の駆動用電極） ２５，２５′ 反射器（第１の反射器用電極） ２６，２６′ 反射器（第２の反射器用電極） ２７，２７′ 反射器（第３の反射器用電極） ２８ ＩＤＴ ２９，３０ 反射器 ３１ 検出回路 ３２ 高周波発振器（高周波生成手段） ３３ 位相シフタ（信号生成手段） ３４ 差動アンプ（信号出力手段） ３４ａ オペレーションアンプ ３５ 検出用ＩＤＴ ３６ 駆動用ＩＤＴ ３７ 駆動用ＩＤＴ ３８，３８′ 反射器 ３９，３９′ 反射器 ４０，４０′ 反射器 １０１ 駆動ＩＤＴ（検出用電極） １０２，１０３ 駆動用ＩＤＴ（駆動用電極） １０４，１０５ 反射器（反射器用電極） θ 弾性表面波共振器 1 gyroscope 2 detection element 3 High-frequency oscillator (first high-frequency generating means) 4 High frequency oscillator (second high frequency generating means) 21,100 Piezoelectric substrate 22 IDT for detection (electrode for detection) 23 Driving IDT (first driving electrode) 24 Driving IDT (second driving electrode) 25,25 'Reflector (first reflector electrode) 26,26 'Reflector (second reflector electrode) 27,27 'Reflector (third reflector electrode) 28 IDT 29,30 reflector 31 detection circuit 32 High-frequency oscillator (high-frequency generator) 33 phase shifter (signal generation means) 34 Differential Amplifier (Signal Output Means) 34a Operation amplifier 35 IDT for detection 36 Drive IDT 37 Drive IDT 38,38 'reflector 39,39 'reflector 40,40 'reflector 101 Drive IDT (detection electrode) 102, 103 driving IDT (driving electrode) 104,105 Reflector (electrode for reflector) θ surface acoustic wave resonator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 俊郎 神奈川県横浜市都筑区荏田東三丁目４番 26号 (72)発明者 黒澤 実 神奈川県横浜市緑区すすき野１−６−11 (56)参考文献 特開 平６−281465（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−318360（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−318361（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−148812（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 19/56 G01P 9/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiro Higuchi 3-4 26, Edahigashi, Tsuzuki-ku, Yokohama-shi, Kanagawa (72) Minor Kurosawa 1-6-11 (56) Susukino, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa References JP-A-6-281465 (JP, A) JP-A-9-318360 (JP, A) JP-A-9-318361 (JP, A) JP-A-62-148812 (JP, A) (58) Survey Fields (Int.Cl. 7 , DB name) G01C 19/56 G01P 9/04
Claims (2)
され、圧電効果により電圧変換されたコリオリ力を検出
する検出用電極と、上記検出用電極の両外側に形成さ
れ、弾性表面波を発生させる一対の駆動用電極と、上記
一対の駆動用電極の両外側に形成され、上記弾性表面波
を上記検出用電極側に反射する一対の反射器用電極と、
上記駆動用電極に印加される高周波を生成する高周波生
成手段と、上記弾性表面波が上記検出用電極によって電
圧変換される信号に相当する信号を生成する信号生成手
段と、上記検出用電極からの検出信号と上記信号生成手
段からの出力信号との差信号を出力する信号出力手段と
を備えたことを特徴とする弾性表面波ジャイロスコー
プ。1. A piezoelectric substrate, a detection electrode formed on the surface of the piezoelectric substrate for detecting a Coriolis force converted into a voltage by a piezoelectric effect, and formed on both outer sides of the detection electrode to generate a surface acoustic wave. A pair of driving electrodes to be generated, and a pair of reflector electrodes that are formed on both outer sides of the pair of driving electrodes and that reflect the surface acoustic waves to the detection electrode side,
A high frequency generating means for generating a high frequency applied to the drive electrode and the surface acoustic wave are generated by the detection electrode.
A signal generating means for generating a signal corresponding to the pressure-converted signal, and a signal output means for outputting a difference signal between the detection signal from the detection electrode and the output signal from the signal generating means. Characteristic surface acoustic wave gyroscope.
れ、第１の弾性表面波を発生させるべく第１の高周波が
印加される第１の駆動用電極と、上記圧電基板表面に形
成され、上記第１の弾性表面波と異なる周波数を有する
第２の弾性表面波を発生させるべく第２の高周波が印加
される第２の駆動用電極と、上記第１の高周波を生成す
る第１の高周波生成手段と、上記第２の高周波を生成す
る第２の高周波生成手段と、上記第１の弾性表面波の定
在波を発生させるべく上記第１及び第２の駆動用電極の
両外側に形成され、上記第１の弾性表面波を第１の駆動
用電極側に反射する一対の第１の反射器用電極と、上記
第２の弾性表面波の定在波を発生させるべく上記第１及
び第２の駆動用電極の両外側に形成され、上記第２の弾
性表面波を第２の駆動用電極側に反射する一対の第２の
反射器用電極と、第１の弾性表面波と第２の弾性表面波
との干渉波と圧電基板の回転運動との相互作用により発
生するコリオリ力に基づく第３の弾性表面波を定在波に
するべく上記第１及び第２の駆動用電極の両外側に形成
され、上記第３の弾性表面波を第１及び第２の駆動用電
極側に反射する一対の第３の反射器用電極と、上記第１
及び第２の駆動用電極間に形成され、圧電効果により上
記コリオリ力に起因する歪に応じて発生する電気信号を
検出する検出用電極と、上記干渉波が上記検出用電極に
よって電圧変換される信号に相当する信号を生成する信
号生成手段と、上記検出用電極からの検出信号と上記信
号生成手段からの出力信号との差信号を出力する信号出
力手段とを備えたことを特徴とする弾性表面波ジャイロ
スコープ。2. A piezoelectric substrate, a first driving electrode formed on the surface of the piezoelectric substrate and to which a first high frequency is applied to generate a first surface acoustic wave, and formed on the surface of the piezoelectric substrate. A second drive electrode to which a second high frequency is applied to generate a second surface acoustic wave having a frequency different from that of the first surface acoustic wave; and a first drive electrode which generates the first high frequency. High-frequency generating means, second high-frequency generating means for generating the second high-frequency wave, and both outer sides of the first and second drive electrodes for generating a standing wave of the first surface acoustic wave. A pair of first reflector electrodes that are formed and reflect the first surface acoustic wave toward the first driving electrode side; and the first and second electrodes for generating a standing wave of the second surface acoustic wave. The second surface acoustic waves are formed on both outer sides of the second driving electrode and are applied to the second driving electrode. Based on the Coriolis force generated by the interaction between the pair of second reflector electrodes reflecting toward the moving electrode side, the interference wave of the first surface acoustic wave and the second surface acoustic wave, and the rotational movement of the piezoelectric substrate. The third surface acoustic wave is formed on both outer sides of the first and second driving electrodes so as to make the third surface acoustic wave a standing wave, and the third surface acoustic wave is reflected to the first and second driving electrode sides. A pair of third reflector electrodes and the first
And a detection electrode that is formed between the second drive electrode and that detects an electrical signal generated according to the strain caused by the Coriolis force due to a piezoelectric effect, and the interference wave is transmitted to the detection electrode.
Therefore, it is provided with signal generating means for generating a signal corresponding to the signal to be voltage-converted, and signal output means for outputting a difference signal between the detection signal from the detection electrode and the output signal from the signal generating means. Surface acoustic wave gyroscope featuring.
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