JPH08327653A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
- Publication number
- JPH08327653A JPH08327653A JP15544095A JP15544095A JPH08327653A JP H08327653 A JPH08327653 A JP H08327653A JP 15544095 A JP15544095 A JP 15544095A JP 15544095 A JP15544095 A JP 15544095A JP H08327653 A JPH08327653 A JP H08327653A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acceleration
- axis
- piezoelectric elements
- weight
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/084—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass the mass being suspended at more than one of its sides, e.g. membrane-type suspension, so as to permit multi-axis movement of the mass
Landscapes
- Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 2軸を中心として回転する2方向の加速度を
検出することができる、加速度センサを提供する。 【構成】 加速度センサ10は振動子12を含み、振動
子12はその中央に正方形板状の重り14を有する。重
り14の4辺の各中央部分は、細長い4つの結合部16
a〜16dを介して、枠体18の4つの振動板20a〜
20dの各中央部分に結合される。枠体18の4隅の4
つの支持部22a〜22dは、基板24に挿通され、基
板24の主面の電極にはんだ付けされる。枠体18の4
つの振動板20a〜20dには、16個の圧電素子26
a1〜26a4,26b1〜26b4,26c1〜26
c4,26d1〜26d4が接着される。
検出することができる、加速度センサを提供する。 【構成】 加速度センサ10は振動子12を含み、振動
子12はその中央に正方形板状の重り14を有する。重
り14の4辺の各中央部分は、細長い4つの結合部16
a〜16dを介して、枠体18の4つの振動板20a〜
20dの各中央部分に結合される。枠体18の4隅の4
つの支持部22a〜22dは、基板24に挿通され、基
板24の主面の電極にはんだ付けされる。枠体18の4
つの振動板20a〜20dには、16個の圧電素子26
a1〜26a4,26b1〜26b4,26c1〜26
c4,26d1〜26d4が接着される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は加速度センサに関し、
特にたとえば、外的振動によって生じる加速度を検出
し、適切な制振を行うビデオカメラの手ぶれ防止装置な
どの除振システムに応用できる加速度センサに関する。
特にたとえば、外的振動によって生じる加速度を検出
し、適切な制振を行うビデオカメラの手ぶれ防止装置な
どの除振システムに応用できる加速度センサに関する。
【0002】
【従来の技術】加速度センサは種々の方式のものが実用
化されているが、その中でも金属からなる振動板にセラ
ミックからなる圧電素子が接着された振動子を有する振
動型の加速度センサは、高感度で0Hzに近い低周波か
ら加速度の測定が可能であるとともに構造が簡単である
などの特徴を有しているため、広く使われている。
化されているが、その中でも金属からなる振動板にセラ
ミックからなる圧電素子が接着された振動子を有する振
動型の加速度センサは、高感度で0Hzに近い低周波か
ら加速度の測定が可能であるとともに構造が簡単である
などの特徴を有しているため、広く使われている。
【0003】従来の振動型の加速度センサには、振動子
が片持ち梁構造で振動子の先端に重りが付けられたもの
や振動子の両端が固定され振動子の中央に重りが付けら
れたものがある。これらの加速度センサでは、それに加
速度が加わると、圧電素子を含む振動子が湾曲し、その
加速度に対応した信号が振動子の圧電素子から得られ
る。そのため、圧電素子から得られた信号を測定するこ
とによって、加速度が検出される。
が片持ち梁構造で振動子の先端に重りが付けられたもの
や振動子の両端が固定され振動子の中央に重りが付けら
れたものがある。これらの加速度センサでは、それに加
速度が加わると、圧電素子を含む振動子が湾曲し、その
加速度に対応した信号が振動子の圧電素子から得られ
る。そのため、圧電素子から得られた信号を測定するこ
とによって、加速度が検出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の振動
型の加速度センサでは、構造上、振動子が振動板の主面
に直交する方向にしか湾曲しないので、1方向の加速度
しか検出することができない。
型の加速度センサでは、構造上、振動子が振動板の主面
に直交する方向にしか湾曲しないので、1方向の加速度
しか検出することができない。
【0005】一方、たとえばビデオカメラの手ぶれ防止
装置などにおいては、水平軸を中心として回転する加速
度とそれに直交する垂直軸を中心として回転する加速度
との2軸を中心として回転する2方向の加速度を検出す
る必要がある。
装置などにおいては、水平軸を中心として回転する加速
度とそれに直交する垂直軸を中心として回転する加速度
との2軸を中心として回転する2方向の加速度を検出す
る必要がある。
【0006】そのため、従来技術では、ビデオカメラの
手ぶれ防止装置などにおいて、2個の加速度センサを2
方向に配置して使用する必要があり、配置空間の増大や
部品点数の増大などの問題がある。
手ぶれ防止装置などにおいて、2個の加速度センサを2
方向に配置して使用する必要があり、配置空間の増大や
部品点数の増大などの問題がある。
【0007】それゆえに、この発明の主たる目的は、2
軸を中心として回転する2方向の加速度を検出すること
ができる、加速度センサを提供することである。
軸を中心として回転する2方向の加速度を検出すること
ができる、加速度センサを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、重りと、第
1の軸上に設けられる2つの第1の結合部および第1の
軸に直交する第2の軸上に設けられる2つの第2の結合
部を介して重りに結合され、重りの周囲に配置される枠
体と、枠体において第2の結合部の近傍に設けられる第
1の圧電素子と、枠体において第1の結合部の近傍に設
けられる第2の圧電素子とを含む、加速度センサであ
る。
1の軸上に設けられる2つの第1の結合部および第1の
軸に直交する第2の軸上に設けられる2つの第2の結合
部を介して重りに結合され、重りの周囲に配置される枠
体と、枠体において第2の結合部の近傍に設けられる第
1の圧電素子と、枠体において第1の結合部の近傍に設
けられる第2の圧電素子とを含む、加速度センサであ
る。
【0009】なお、この発明にかかる加速度センサおい
て、第1の軸を中心として回転する加速度に対応した信
号を検出するための第1の検出手段が第1の圧電素子に
接続され、第2の軸を中心として回転する加速度に対応
した信号を検出するための第2の検出手段が第2の圧電
素子に接続されてもよい。
て、第1の軸を中心として回転する加速度に対応した信
号を検出するための第1の検出手段が第1の圧電素子に
接続され、第2の軸を中心として回転する加速度に対応
した信号を検出するための第2の検出手段が第2の圧電
素子に接続されてもよい。
【0010】
【作用】この発明にかかる加速度センサに第1の軸を中
心として回転する加速度が加わった場合、重りが2つの
第1の結合部を中心軸として回転する。そのため、枠体
において第2の結合部の近傍が、第1の圧電素子ととも
に変形する。したがって、第1の圧電素子には、第1の
軸を中心として回転する加速度に対応した信号が発生す
る。なお、第1の軸を中心として回転する加速度に対応
した信号は、たとえば上述の第1の検出手段によって検
出される。
心として回転する加速度が加わった場合、重りが2つの
第1の結合部を中心軸として回転する。そのため、枠体
において第2の結合部の近傍が、第1の圧電素子ととも
に変形する。したがって、第1の圧電素子には、第1の
軸を中心として回転する加速度に対応した信号が発生す
る。なお、第1の軸を中心として回転する加速度に対応
した信号は、たとえば上述の第1の検出手段によって検
出される。
【0011】また、この発明にかかる加速度センサに第
2の軸を中心として回転する加速度が加わった場合、重
りが2つの第2の結合部を中心軸として回転する。その
ため、枠体において第1の結合部の近傍が、第2の圧電
素子とともに変形する。したがって、第2の圧電素子に
は、第2の軸を中心として回転する加速度に対応した信
号が発生する。なお、第2の軸を中心として回転する加
速度に対応した信号は、たとえば上述の第2の検出手段
によって検出される。
2の軸を中心として回転する加速度が加わった場合、重
りが2つの第2の結合部を中心軸として回転する。その
ため、枠体において第1の結合部の近傍が、第2の圧電
素子とともに変形する。したがって、第2の圧電素子に
は、第2の軸を中心として回転する加速度に対応した信
号が発生する。なお、第2の軸を中心として回転する加
速度に対応した信号は、たとえば上述の第2の検出手段
によって検出される。
【0012】
【発明の効果】この発明によれば、第1の軸および第2
の軸を中心として回転する2方向の加速度を検出するこ
とができる、加速度センサが得られる。そのため、この
発明にかかる加速度センサでは、2個の加速度センサを
使用することなく、たとえばビデオカメラの手ぶれ防止
装置などを構成することができる。
の軸を中心として回転する2方向の加速度を検出するこ
とができる、加速度センサが得られる。そのため、この
発明にかかる加速度センサでは、2個の加速度センサを
使用することなく、たとえばビデオカメラの手ぶれ防止
装置などを構成することができる。
【0013】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0014】
【実施例】図1はこの発明の一実施例を示す斜視図であ
り、図2は図1に示す実施例に用いられる発振回路、第
1の検出回路および第2の検出回路を示すブロック図で
ある。加速度センサ10は振動子12を含み、振動子1
2はその中央に重り14を有する。重り14は、たとえ
ば縦5mm、横5mm、厚さ0.2mmの正方形板状に
形成される。
り、図2は図1に示す実施例に用いられる発振回路、第
1の検出回路および第2の検出回路を示すブロック図で
ある。加速度センサ10は振動子12を含み、振動子1
2はその中央に重り14を有する。重り14は、たとえ
ば縦5mm、横5mm、厚さ0.2mmの正方形板状に
形成される。
【0015】重り14の4辺の各中央部分は、4つの結
合部16a〜16dを介して、たとえば4角形状の枠体
18の4つの振動板20a〜20dの各中央部分に結合
される。この場合、2つの結合部16bおよび16d
は、第1の結合部として、重り14の中心を通る第1の
軸(水平軸X)上に配置される。また、2つの結合部1
6aおよび16cは、第2の結合部として、重り14の
中心を通り第1の軸(水平軸)に直交する第2の軸(垂
直軸Y)上に配置される。それによって、重り14は、
枠体18の内側に配置される。なお、結合部16a〜1
6dは、それぞれ、たとえば長さ1mm、幅0.2m
m、厚さ0.2mmに細長く形成される。また、枠体1
8は、たとえば、内側が1辺が7mmの正方形状に形成
され、外側が1辺が9mmの正方形状に形成され、厚さ
が0.2mmに形成される。
合部16a〜16dを介して、たとえば4角形状の枠体
18の4つの振動板20a〜20dの各中央部分に結合
される。この場合、2つの結合部16bおよび16d
は、第1の結合部として、重り14の中心を通る第1の
軸(水平軸X)上に配置される。また、2つの結合部1
6aおよび16cは、第2の結合部として、重り14の
中心を通り第1の軸(水平軸)に直交する第2の軸(垂
直軸Y)上に配置される。それによって、重り14は、
枠体18の内側に配置される。なお、結合部16a〜1
6dは、それぞれ、たとえば長さ1mm、幅0.2m
m、厚さ0.2mmに細長く形成される。また、枠体1
8は、たとえば、内側が1辺が7mmの正方形状に形成
され、外側が1辺が9mmの正方形状に形成され、厚さ
が0.2mmに形成される。
【0016】枠体18の4隅には、4つの支持部22a
〜22dが、振動板20a〜20dの主面に直交する方
向に延びるように形成される。なお、支持部22a〜2
2dは、それぞれ、たとえば長さ4mm、幅0.5m
m、厚さ0.2mmに形成される。これらの支持部22
a〜22dは、たとえばガラス−エポキシ系のプリント
基板などの基板24に挿通され、基板24の主面の電極
にはんだ付けされる。それによって、枠体18などが基
板24に取り付けられる。
〜22dが、振動板20a〜20dの主面に直交する方
向に延びるように形成される。なお、支持部22a〜2
2dは、それぞれ、たとえば長さ4mm、幅0.5m
m、厚さ0.2mmに形成される。これらの支持部22
a〜22dは、たとえばガラス−エポキシ系のプリント
基板などの基板24に挿通され、基板24の主面の電極
にはんだ付けされる。それによって、枠体18などが基
板24に取り付けられる。
【0017】なお、重り14、結合部16a〜16d、
枠体18(振動板20a〜20d)および支持部22a
〜22dは、たとえば、Fe−Ni合金(42Ni)か
らなる厚さ0.2mmの板材をホトリソグラフィによる
エッチングおよび曲げ加工によって一体的に形成され
る。このエッチングには、たとえば、ポリビニルアルコ
ール系のレジストや塩化第2鉄からなるエッチング液が
用いられる。
枠体18(振動板20a〜20d)および支持部22a
〜22dは、たとえば、Fe−Ni合金(42Ni)か
らなる厚さ0.2mmの板材をホトリソグラフィによる
エッチングおよび曲げ加工によって一体的に形成され
る。このエッチングには、たとえば、ポリビニルアルコ
ール系のレジストや塩化第2鉄からなるエッチング液が
用いられる。
【0018】枠体18の1つの振動板20aには、その
一方主面に2つの圧電素子26a1および26a2が長
手方向に間隔を隔ててたとえばエポキシ樹脂などの接着
剤で接着され、その他方主面に2つの圧電素子26a3
および26a4が長手方向に間隔を隔ててたとえばエポ
キシ樹脂などの接着剤で接着される。同様に、振動板2
0bの両主面には4つの圧電素子26b1〜26b4が
接着され、振動板20cの両主面には4つの圧電素子2
6c1〜26c4が接着され、振動板20dの両主面に
は4つの圧電素子26d1〜26d4が接着される。な
お、各圧電素子は、たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛を
主成分とするセラミックからなる圧電体層を含み、圧電
体層の両面にたとえばAgを焼結して電極がそれぞれ形
成され、長さ2mm、幅1mm、厚さ0.2mmに形成
される。また、振動板20a〜20dの一方主面に接着
される圧電素子26a1,26a2,26b1,26b
2,26c1,26c2,26d1,26d2の圧電体
層は、外側から内側(振動板側)に向かって分極され
る。さらに、振動板20a〜20dの他方主面に接着さ
れる圧電素子26a3,26a4,26b3,26b
4,26c3,26c4,26d3,26d4の圧電体
層は、内側(振動板側)から外側(基板側)に向かって
分極される。
一方主面に2つの圧電素子26a1および26a2が長
手方向に間隔を隔ててたとえばエポキシ樹脂などの接着
剤で接着され、その他方主面に2つの圧電素子26a3
および26a4が長手方向に間隔を隔ててたとえばエポ
キシ樹脂などの接着剤で接着される。同様に、振動板2
0bの両主面には4つの圧電素子26b1〜26b4が
接着され、振動板20cの両主面には4つの圧電素子2
6c1〜26c4が接着され、振動板20dの両主面に
は4つの圧電素子26d1〜26d4が接着される。な
お、各圧電素子は、たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛を
主成分とするセラミックからなる圧電体層を含み、圧電
体層の両面にたとえばAgを焼結して電極がそれぞれ形
成され、長さ2mm、幅1mm、厚さ0.2mmに形成
される。また、振動板20a〜20dの一方主面に接着
される圧電素子26a1,26a2,26b1,26b
2,26c1,26c2,26d1,26d2の圧電体
層は、外側から内側(振動板側)に向かって分極され
る。さらに、振動板20a〜20dの他方主面に接着さ
れる圧電素子26a3,26a4,26b3,26b
4,26c3,26c4,26d3,26d4の圧電体
層は、内側(振動板側)から外側(基板側)に向かって
分極される。
【0019】16個の圧電素子26a1〜26a4,2
6b1〜26b4,26c1〜26c4,26d1〜2
6d4の外側の電極には、16個の抵抗28a1〜28
a4,28b1〜28b4,28c1〜28c4,28
d1〜28d4の一端がそれぞれ接続される。16個の
抵抗の他端と枠体18(16個の圧電素子の内側の電
極)との間には、駆動手段としての発振回路30が接続
される。発振回路30は、枠体18を振動するための駆
動信号を発生するためのものであって、たとえば直列接
続される増幅回路32と位相補正回路34とで構成され
る。増幅回路32は、16個の圧電素子の内側の電極か
ら得られる信号を増幅するためのものである。また、位
相補正回路34は、増幅回路32から得られる駆動信号
の位相を補正し、その位相を補正した駆動信号を16個
の圧電素子の外側の電極に与えるためのものである。
6b1〜26b4,26c1〜26c4,26d1〜2
6d4の外側の電極には、16個の抵抗28a1〜28
a4,28b1〜28b4,28c1〜28c4,28
d1〜28d4の一端がそれぞれ接続される。16個の
抵抗の他端と枠体18(16個の圧電素子の内側の電
極)との間には、駆動手段としての発振回路30が接続
される。発振回路30は、枠体18を振動するための駆
動信号を発生するためのものであって、たとえば直列接
続される増幅回路32と位相補正回路34とで構成され
る。増幅回路32は、16個の圧電素子の内側の電極か
ら得られる信号を増幅するためのものである。また、位
相補正回路34は、増幅回路32から得られる駆動信号
の位相を補正し、その位相を補正した駆動信号を16個
の圧電素子の外側の電極に与えるためのものである。
【0020】また、第1の圧電素子として用いられる圧
電素子26a1および26c2の外側の電極には、第1
の検出手段としての第1の検出回路40が接続される。
第1の検出回路40は、第1の圧電素子から第1の軸
(水平軸X)を中心として回転する加速度に対応した信
号を検出するためのものであって、たとえば第1の差動
回路42および第1の同期検波回路44で構成される。
第1の差動回路42の2つの入力端には、圧電素子26
a1および26c2の外側の電極がそれぞれ接続され
る。第1の差動回路42の出力端は、第1の同期検波回
路44の入力端に接続される。第1の同期検波回路44
の別の入力端には、増幅回路32の出力端が接続され
る。第1の同期検波回路44は、第1の差動回路42か
ら得られる信号を、発振回路30の増幅回路32から出
力される駆動信号に同期して検波するためのものであ
る。
電素子26a1および26c2の外側の電極には、第1
の検出手段としての第1の検出回路40が接続される。
第1の検出回路40は、第1の圧電素子から第1の軸
(水平軸X)を中心として回転する加速度に対応した信
号を検出するためのものであって、たとえば第1の差動
回路42および第1の同期検波回路44で構成される。
第1の差動回路42の2つの入力端には、圧電素子26
a1および26c2の外側の電極がそれぞれ接続され
る。第1の差動回路42の出力端は、第1の同期検波回
路44の入力端に接続される。第1の同期検波回路44
の別の入力端には、増幅回路32の出力端が接続され
る。第1の同期検波回路44は、第1の差動回路42か
ら得られる信号を、発振回路30の増幅回路32から出
力される駆動信号に同期して検波するためのものであ
る。
【0021】さらに、第2の圧電素子として用いられる
圧電素子26b1および26d2の外側の電極には、第
2の検出手段としての第2の検出回路50が接続され
る。第2の検出回路50は、第2の圧電素子から第2の
軸(垂直軸Y)を中心として回転する加速度に対応した
信号を検出するためのものであって、たとえば第2の差
動回路52および第2の同期検波回路54で構成され
る。第2の差動回路52の2つの入力端には、圧電素子
26b1および26d2の外側の電極がそれぞれ接続さ
れる。第2の差動回路52の出力端は、第2の同期検波
回路54の入力端に接続される。第2の同期検波回路5
4の別の入力端には、増幅回路32の出力端が接続され
る。第2の同期検波回路54は、第2の差動回路52か
ら得られる信号を、発振回路30の増幅回路32から出
力される駆動信号に同期して検波するためのものであ
る。
圧電素子26b1および26d2の外側の電極には、第
2の検出手段としての第2の検出回路50が接続され
る。第2の検出回路50は、第2の圧電素子から第2の
軸(垂直軸Y)を中心として回転する加速度に対応した
信号を検出するためのものであって、たとえば第2の差
動回路52および第2の同期検波回路54で構成され
る。第2の差動回路52の2つの入力端には、圧電素子
26b1および26d2の外側の電極がそれぞれ接続さ
れる。第2の差動回路52の出力端は、第2の同期検波
回路54の入力端に接続される。第2の同期検波回路5
4の別の入力端には、増幅回路32の出力端が接続され
る。第2の同期検波回路54は、第2の差動回路52か
ら得られる信号を、発振回路30の増幅回路32から出
力される駆動信号に同期して検波するためのものであ
る。
【0022】この実施例では、発振回路30の出力信号
が、16個の抵抗28a1〜28a4,28b1〜28
b4,28c1〜28c4,28d1〜28d4を介し
て、16個の圧電素子26a1〜26a4,26b1〜
26b4,26c1〜26c4,26d1〜26d4の
外側の電極に与えられる。そして、16個の圧電素子の
内側の電極から得られる信号が、枠体18を介して発振
回路30にフィードバックされる。それによって、振動
子12は自励振駆動により振動する。この場合、振動板
20a〜20dの一方主面側の8個の圧電素子26a
1,26a2,26b1,26b2,26c1,26c
2,26d1,26d2が伸びている場合には、振動板
20a〜20dの他方主面側の8個の圧電素子26a
3,26a4,26b3,26b4,26c3,26c
4,26d3,26d4が縮み、図3に示すように、振
動板20a〜20dの各中央部分が外側に変形するとと
もに重り14の中央部分が内側に変形する。逆に、振動
板20a〜20dの一方主面側の8個の圧電素子26a
1,26a2,26b1,26b2,26c1,26c
2,26d1,26d2が縮んでいる場合には、振動板
20a〜20dの他方主面側の8個の圧電素子26a
3,26a4,26b3,26b4,26c3,26c
4,26d3,26d4が伸び、振動板20a〜20d
の各中央部分が内側に変形するとともに重り14の中央
部分が外側に変形する。このような振動によって、枠体
18に慣性が与えられる。
が、16個の抵抗28a1〜28a4,28b1〜28
b4,28c1〜28c4,28d1〜28d4を介し
て、16個の圧電素子26a1〜26a4,26b1〜
26b4,26c1〜26c4,26d1〜26d4の
外側の電極に与えられる。そして、16個の圧電素子の
内側の電極から得られる信号が、枠体18を介して発振
回路30にフィードバックされる。それによって、振動
子12は自励振駆動により振動する。この場合、振動板
20a〜20dの一方主面側の8個の圧電素子26a
1,26a2,26b1,26b2,26c1,26c
2,26d1,26d2が伸びている場合には、振動板
20a〜20dの他方主面側の8個の圧電素子26a
3,26a4,26b3,26b4,26c3,26c
4,26d3,26d4が縮み、図3に示すように、振
動板20a〜20dの各中央部分が外側に変形するとと
もに重り14の中央部分が内側に変形する。逆に、振動
板20a〜20dの一方主面側の8個の圧電素子26a
1,26a2,26b1,26b2,26c1,26c
2,26d1,26d2が縮んでいる場合には、振動板
20a〜20dの他方主面側の8個の圧電素子26a
3,26a4,26b3,26b4,26c3,26c
4,26d3,26d4が伸び、振動板20a〜20d
の各中央部分が内側に変形するとともに重り14の中央
部分が外側に変形する。このような振動によって、枠体
18に慣性が与えられる。
【0023】また、この実施例では、第1の軸(水平軸
X)を中心として回転する加速度が加わった場合、重り
14が2つの結合部16bおよび16dを中心軸として
回転し、たとえば図4に示すように、振動板20aの中
央部分および振動板20cの中央部分が内側および外側
に互いに逆に変形する。そのため、圧電素子26a1お
よび26c2が互いに逆に変形し、圧電素子26a1お
よび26c2には、加速度の大きさに応じた互いに逆相
の信号が発生する。
X)を中心として回転する加速度が加わった場合、重り
14が2つの結合部16bおよび16dを中心軸として
回転し、たとえば図4に示すように、振動板20aの中
央部分および振動板20cの中央部分が内側および外側
に互いに逆に変形する。そのため、圧電素子26a1お
よび26c2が互いに逆に変形し、圧電素子26a1お
よび26c2には、加速度の大きさに応じた互いに逆相
の信号が発生する。
【0024】そして、この実施例では、第1の差動回路
40によって圧電素子26a1および26c2に発生す
る信号の差が検出される。また、第1の差動回路40の
出力信号は、第1の同期検波回路42によって、駆動信
号に同期して検波される。そのため、第1の同期検波回
路42からは、第1の軸(水平軸X)を中心として回転
する加速度に対応した信号が得られる。
40によって圧電素子26a1および26c2に発生す
る信号の差が検出される。また、第1の差動回路40の
出力信号は、第1の同期検波回路42によって、駆動信
号に同期して検波される。そのため、第1の同期検波回
路42からは、第1の軸(水平軸X)を中心として回転
する加速度に対応した信号が得られる。
【0025】なお、圧電素子26a1および26c2に
与えられる駆動信号は同じであるため、駆動信号成分は
第1の差動回路40で相殺される。したがって、駆動信
号成分は、第1の差動回路40および第1の同期検波回
路42から出力されない。
与えられる駆動信号は同じであるため、駆動信号成分は
第1の差動回路40で相殺される。したがって、駆動信
号成分は、第1の差動回路40および第1の同期検波回
路42から出力されない。
【0026】また、この実施例では、第2の軸(垂直軸
Y)を中心として回転する加速度が加わった場合、重り
14が2つの結合部16aおよび16cを中心軸として
回転し、たとえば図5に示すように、振動板20bの中
央部分および振動板20dの中央部分が外側および内側
に互いに逆に変形する。そのため、圧電素子26b1お
よび26d2が互いに逆に変形し、圧電素子26b1お
よび26d2には、加速度の大きさに応じた互いに逆相
の信号が発生する。
Y)を中心として回転する加速度が加わった場合、重り
14が2つの結合部16aおよび16cを中心軸として
回転し、たとえば図5に示すように、振動板20bの中
央部分および振動板20dの中央部分が外側および内側
に互いに逆に変形する。そのため、圧電素子26b1お
よび26d2が互いに逆に変形し、圧電素子26b1お
よび26d2には、加速度の大きさに応じた互いに逆相
の信号が発生する。
【0027】そして、この実施例では、第2の差動回路
50によって圧電素子26b1および26d2に発生す
る信号の差が検出される。また、第2の差動回路50の
出力信号は、第2の同期検波回路52によって、駆動信
号に同期して検波される。そのため、第2の同期検波回
路52からは、第2の軸(垂直軸Y)を中心として回転
する加速度に対応した信号が得られる。
50によって圧電素子26b1および26d2に発生す
る信号の差が検出される。また、第2の差動回路50の
出力信号は、第2の同期検波回路52によって、駆動信
号に同期して検波される。そのため、第2の同期検波回
路52からは、第2の軸(垂直軸Y)を中心として回転
する加速度に対応した信号が得られる。
【0028】なお、圧電素子26b1および26d2に
与えられる駆動信号は同じであるため、駆動信号成分は
第2の差動回路50で相殺される。したがって、駆動信
号成分は、第2の差動回路50および第2の同期検波回
路52から出力されない。
与えられる駆動信号は同じであるため、駆動信号成分は
第2の差動回路50で相殺される。したがって、駆動信
号成分は、第2の差動回路50および第2の同期検波回
路52から出力されない。
【0029】また、この実施例では、厚み方向(軸Zの
方向)に加速度が加わった場合、たとえば図6に示すよ
うに、重り14が外側に突き出し、振動板20a〜20
dの各中央部分が外側に同相に変形する。そのため、圧
電素子26a1,26b2,26c1,26d2が同相
に変形し、圧電素子26a1,26b2,26c1,2
6d2には、同相の信号が発生する。したがって、圧電
素子26a1,26b2,26c1,26d2に発生し
た信号は、第1の差動回路40および第2の差動回路5
0で相殺され、第1の差動回路40および第2の差動回
路50から出力されない。
方向)に加速度が加わった場合、たとえば図6に示すよ
うに、重り14が外側に突き出し、振動板20a〜20
dの各中央部分が外側に同相に変形する。そのため、圧
電素子26a1,26b2,26c1,26d2が同相
に変形し、圧電素子26a1,26b2,26c1,2
6d2には、同相の信号が発生する。したがって、圧電
素子26a1,26b2,26c1,26d2に発生し
た信号は、第1の差動回路40および第2の差動回路5
0で相殺され、第1の差動回路40および第2の差動回
路50から出力されない。
【0030】したがって、この実施例では、第1の軸
(水平軸X)を中心として回転する加速度と第2の軸
(垂直軸Y)を中心として回転する加速度との2軸を中
心として回転する2方向の加速度を検出することができ
る。
(水平軸X)を中心として回転する加速度と第2の軸
(垂直軸Y)を中心として回転する加速度との2軸を中
心として回転する2方向の加速度を検出することができ
る。
【0031】また、この実施例では、重り14、結合部
16a〜16dおよび枠体18が平板から形成されるた
め、全体の厚みが薄い。
16a〜16dおよび枠体18が平板から形成されるた
め、全体の厚みが薄い。
【0032】さらに、この実施例では、重り14、結合
部16a〜16dおよび枠体18をエッチングによって
高精度に形成できるため、量産性がよい。
部16a〜16dおよび枠体18をエッチングによって
高精度に形成できるため、量産性がよい。
【0033】また、この実施例では、振動子12のノー
ド点が枠体18の4隅にくるため、振動子12の振動を
ほとんど抑制することなく振動子12を支持しやすい。
ド点が枠体18の4隅にくるため、振動子12の振動を
ほとんど抑制することなく振動子12を支持しやすい。
【0034】なお、上述の実施例では、重り14および
枠体18などの材料としてFe−Ni合金が用いられて
いるが、恒弾性鋼やインバーなどの他の材料が用いられ
てもよい。
枠体18などの材料としてFe−Ni合金が用いられて
いるが、恒弾性鋼やインバーなどの他の材料が用いられ
てもよい。
【0035】重り14は、その役割からたとえば枠体1
8などの他の部材より厚く形成されてもよい。また、重
り14は、正方形板状に限らず、長方形板状、円板状、
ブロック状、球状などの他の形状に形成されてもよい。
8などの他の部材より厚く形成されてもよい。また、重
り14は、正方形板状に限らず、長方形板状、円板状、
ブロック状、球状などの他の形状に形成されてもよい。
【0036】枠体18は、感度を考慮すれば薄く形成さ
れるほうがよく、強度を考慮すれば厚く形成されるほう
がよく、感度および強度の両者を考慮すればたとえば
0.1mm〜1mmの厚さに形成されるのが望ましい。
また、枠体18は、縮退の影響を避けるなどの事情から
4角形状に限らずたとえば円形状や8角形状などの他の
形状に形成されてもよい。さらに、枠体18は、第1の
軸(水平軸X)の方向の加速度や第2の軸(垂直軸Y)
の方向の加速度による影響を避けるために、その幅(各
振動板20a〜20dの幅)をその厚さより十分に広く
することが望ましい。
れるほうがよく、強度を考慮すれば厚く形成されるほう
がよく、感度および強度の両者を考慮すればたとえば
0.1mm〜1mmの厚さに形成されるのが望ましい。
また、枠体18は、縮退の影響を避けるなどの事情から
4角形状に限らずたとえば円形状や8角形状などの他の
形状に形成されてもよい。さらに、枠体18は、第1の
軸(水平軸X)の方向の加速度や第2の軸(垂直軸Y)
の方向の加速度による影響を避けるために、その幅(各
振動板20a〜20dの幅)をその厚さより十分に広く
することが望ましい。
【0037】枠体18を基板24に取り付けるために
は、支持部22a〜22dを用いる代わりに、たとえば
合成樹脂やゴムなどの緩衝材が枠体18と基板24との
間に介在され、枠体18と緩衝材と基板24とがたとえ
ばねじ止め、はんだ接合、銀ろう付け、接着剤、両面接
着性テープなどで接続されてもよい。
は、支持部22a〜22dを用いる代わりに、たとえば
合成樹脂やゴムなどの緩衝材が枠体18と基板24との
間に介在され、枠体18と緩衝材と基板24とがたとえ
ばねじ止め、はんだ接合、銀ろう付け、接着剤、両面接
着性テープなどで接続されてもよい。
【0038】基板24としては、ガラス−エポキシ系の
プリント基板以外に、アルミナなどからなるセラミック
基板やガラス基板なども使用できる。
プリント基板以外に、アルミナなどからなるセラミック
基板やガラス基板なども使用できる。
【0039】なお、基板24を他の部材に接合するため
には、たとえば合成樹脂やゴムなどの緩衝材が基板24
と他の部材との間に介在され、基板24と緩衝材と他の
部材とがたとえばねじ止め、はんだ接合、銀ろう付け、
接着剤、両面接着性テープなどで接合されてもよい。
には、たとえば合成樹脂やゴムなどの緩衝材が基板24
と他の部材との間に介在され、基板24と緩衝材と他の
部材とがたとえばねじ止め、はんだ接合、銀ろう付け、
接着剤、両面接着性テープなどで接合されてもよい。
【0040】また、上述の実施例では振動板20a〜2
0dが屈曲振動するが、この発明では、振動板20a〜
20dを他のモードで振動させてもよく、あるいは、発
振回路およびそれに関連する抵抗や圧電素子を除去する
ことによって振動板20a〜20dを振動させなくても
よい。
0dが屈曲振動するが、この発明では、振動板20a〜
20dを他のモードで振動させてもよく、あるいは、発
振回路およびそれに関連する抵抗や圧電素子を除去する
ことによって振動板20a〜20dを振動させなくても
よい。
【0041】さらに、圧電素子の圧電体層の分極方向
は、駆動手段、第1の検出手段および第2の検出手段の
位相に対応して変更されてもよい。たとえば、すべての
圧電素子の圧電板層の分極方向が、上述の実施例の逆に
されてもよい。
は、駆動手段、第1の検出手段および第2の検出手段の
位相に対応して変更されてもよい。たとえば、すべての
圧電素子の圧電板層の分極方向が、上述の実施例の逆に
されてもよい。
【0042】また、第1の軸(水平軸X)を中心として
回転する加速度に対応した信号を得るためには、上述の
実施例では2つの圧電素子26a1および26c2に発
生する信号の差が検出されているが、たとえば2つの圧
電素子26a1および26c4に発生する信号の和が検
出されてもよい。同様に、第2の軸(垂直軸Y)を中心
として回転する加速度に対応した信号を得るためには、
上述の実施例では2つの圧電素子26b1および26d
2に発生する信号の差が検出されているが、たとえば2
つの圧電素子26b1および26d4に発生する信号の
和が検出されてもよい。
回転する加速度に対応した信号を得るためには、上述の
実施例では2つの圧電素子26a1および26c2に発
生する信号の差が検出されているが、たとえば2つの圧
電素子26a1および26c4に発生する信号の和が検
出されてもよい。同様に、第2の軸(垂直軸Y)を中心
として回転する加速度に対応した信号を得るためには、
上述の実施例では2つの圧電素子26b1および26d
2に発生する信号の差が検出されているが、たとえば2
つの圧電素子26b1および26d4に発生する信号の
和が検出されてもよい。
【0043】さらに、上述の実施例では枠体18の各振
動板20a〜20dに4つずつの圧電素子が形成されて
いるが、振動板20a〜20dの各中央部分に1つずつ
の圧電素子が形成されてもよい。このように、枠体18
に形成される圧電素子の数や位置は、任意に変更されて
もよい。
動板20a〜20dに4つずつの圧電素子が形成されて
いるが、振動板20a〜20dの各中央部分に1つずつ
の圧電素子が形成されてもよい。このように、枠体18
に形成される圧電素子の数や位置は、任意に変更されて
もよい。
【図1】この発明の一実施例を示す斜視図である。
【図2】図1に示す実施例に用いられる発振回路、第1
の検出回路および第2の検出回路を示すブロック図であ
る。
の検出回路および第2の検出回路を示すブロック図であ
る。
【図3】図1に示す実施例の振動子の振動状態を示す図
解図である。
解図である。
【図4】図1に示す実施例において、第1の軸(水平軸
X)を中心として回転する加速度が加わったときの振動
子の変形状態を示す図解図である。
X)を中心として回転する加速度が加わったときの振動
子の変形状態を示す図解図である。
【図5】図1に示す実施例において、第2の軸(垂直軸
Y)を中心として回転する加速度が加わったときの振動
子の変形状態を示す図解図である。
Y)を中心として回転する加速度が加わったときの振動
子の変形状態を示す図解図である。
【図6】図1に示す実施例において、厚み方向(軸Zの
方向)に加速度が加わったときの変形状態を示す図解図
である。
方向)に加速度が加わったときの変形状態を示す図解図
である。
10 加速度センサ 12 振動子 14 重り 16a〜16d 結合部 18 枠体 20a〜20d 振動板 22a〜22d 支持部 24 基板 26a1〜26a4 圧電素子 26b1〜26b4 圧電素子 26c1〜26c4 圧電素子 26d1〜26d4 圧電素子 28a1〜28a4 抵抗 28b1〜28b4 抵抗 28c1〜28c4 抵抗 28d1〜28d4 抵抗 30 発振回路 32 増幅回路 34 位相補正回路 40 第1の検出回路 42 第1の差動回路 44 第1の同期検波回路 50 第2の検出回路 52 第2の差動回路 54 第2の同期検波回路
Claims (2)
- 【請求項1】 重りと、 第1の軸上に設けられる2つの第1の結合部および前記
第1の軸に直交する第2の軸上に設けられる2つの第2
の結合部を介して前記重りに結合され、前記重りの周囲
に配置される枠体と、 前記枠体において前記第2の結合部の近傍に設けられる
第1の圧電素子と、 前記枠体において前記第1の結合部の近傍に設けられる
第2の圧電素子とを含む、加速度センサ。 - 【請求項2】 前記第1の圧電素子に接続され、前記第
1の軸を中心として回転する加速度に対応した信号を検
出するための第1の検出手段と、 前記第2の圧電素子に接続され、前記第2の軸を中心と
して回転する加速度に対応した信号を検出するための第
2の検出手段とを含む、請求項1に記載の加速度セン
サ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15544095A JPH08327653A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15544095A JPH08327653A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 加速度センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08327653A true JPH08327653A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15606084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15544095A Pending JPH08327653A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 加速度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08327653A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009002907A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Sumida Corporation | 圧電落下センサ及び圧電落下センサを用いた落下検出方法 |
JP2009133807A (ja) * | 2007-10-30 | 2009-06-18 | Kyocera Corp | センサおよびセンサ装置 |
JP4633982B2 (ja) * | 1999-06-22 | 2011-02-16 | 旭化成株式会社 | 加速度センサ |
JP2013501941A (ja) * | 2009-08-13 | 2013-01-17 | メギット (サン ファン キャピストラーノ) インコーポレイテッド | 高g範囲加速度センサにおける最大化された双方向の対称的な減衰のためのプルーフマス |
-
1995
- 1995-05-29 JP JP15544095A patent/JPH08327653A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4633982B2 (ja) * | 1999-06-22 | 2011-02-16 | 旭化成株式会社 | 加速度センサ |
JP2009002907A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Sumida Corporation | 圧電落下センサ及び圧電落下センサを用いた落下検出方法 |
JP2009133807A (ja) * | 2007-10-30 | 2009-06-18 | Kyocera Corp | センサおよびセンサ装置 |
JP2013501941A (ja) * | 2009-08-13 | 2013-01-17 | メギット (サン ファン キャピストラーノ) インコーポレイテッド | 高g範囲加速度センサにおける最大化された双方向の対称的な減衰のためのプルーフマス |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100364968B1 (ko) | 진동 자이로스코프 | |
JPH10232132A (ja) | 振動ジャイロ | |
JP2002277248A (ja) | 角速度センサ | |
JPH11230759A (ja) | 運動センサ | |
JP2008076265A (ja) | 慣性力センサ | |
JPH10197255A (ja) | 角速度センサー | |
JPH08159806A (ja) | 方位センサおよび方位距離センサ | |
EP0800058B1 (en) | Vibrating gyroscope | |
JP2996137B2 (ja) | 振動ジャイロ | |
JP2009074996A (ja) | 圧電振動ジャイロ | |
JPH08327653A (ja) | 加速度センサ | |
JP3783708B2 (ja) | 角速度センサ | |
JP4552253B2 (ja) | 角速度センサ | |
JPH08327654A (ja) | 加速度センサ | |
JPH07167883A (ja) | 振動型角速度検出装置 | |
JPH02266215A (ja) | 振動子 | |
US5850119A (en) | Vibration gyroscope | |
JPH08247770A (ja) | 振動ジャイロ | |
JP4172100B2 (ja) | 圧電振動角速度センサー及びその振動子の製造方法 | |
EP0563762B1 (en) | Vibratory gyroscope with piezoelectric elements in vicinities of nodal points | |
JPH06249667A (ja) | 角速度センサ | |
JPH10332378A (ja) | 振動ジャイロ | |
JP3371608B2 (ja) | 振動ジャイロ | |
JP2002062135A (ja) | 振動型ジャイロ装置 | |
JP2508384B2 (ja) | 角速度センサ |