JPH0914970A - Vibrational gyro - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To provide a vibrational gyro the vibrators of which can be increased in sensitivity by increasing the sizes of the vibrators in the length direction and which can obtain a desired amplitude from the vibrators and, as a result, can reduce the deterioration of its characteristics. CONSTITUTION: When a vibrational gyro 1 rotates, a rotational angular velocity detecting means 7 detects the rotational angular velocity of the gyro 1 from the output signals of the piezoelectric elements 9 and 10 of a main vibrator 3 and, at the same time, a rotational direction detecting means 8 detects the presence/absence of the output signals of the piezoelectric elements 13 and 14 of an auxiliary vibrator 4 and outputs data indicating the rotating shaft around which the gyro 1 rotates on the basis of the detected results.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回転角速度を検知する
ことによって移動体の位置を検出し、適切な誘導を行う
ナビゲーションシステム、または手ぶれ等の外的振動に
よる回転角速度を検知し、適切な制振を行う手ぶれ防止
装置等の除振システム等に応用できる振動ジャイロに関
するものであり、とくに、複数の振動子を備える振動ジ
ャイロに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects the position of a moving body by detecting the rotational angular velocity, and a navigation system for performing appropriate guidance, or the rotational angular velocity due to external vibration such as camera shake to detect the appropriate position. The present invention relates to a vibration gyro that can be applied to a vibration isolation system such as an anti-shake device for vibration control, and more particularly to a vibration gyro having a plurality of vibrators.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、複数の振動子を備え、それぞれの
回転軸を中心とする回転角速度を検出できる振動ジャイ
ロとして、図７に示すものがあった。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a vibration gyro shown in FIG. 7 which is provided with a plurality of vibrators and is capable of detecting a rotational angular velocity about each rotation axis.

【０００３】図７において、３１は振動ジャイロであ
り、基板３２上に設けられる第一の振動子３３および第
二の振動子３４を含む。第一、第二の振動子３３、３４
は、二点鎖線で示す双方の回転軸Ｘ、Ｙを互いに直交さ
せて配置され、それぞれ支持ピン３５によって基板３２
上に支持固定される。In FIG. 7, reference numeral 31 denotes a vibrating gyro, which includes a first vibrator 33 and a second vibrator 34 provided on a substrate 32. First and second vibrators 33, 34
Are arranged such that the two rotation axes X and Y shown by the chain double-dashed line are orthogonal to each other, and are respectively supported by the support pins 35 on the substrate 32
Supported and fixed on.

【０００４】このうち、第一の振動子３３は、例えば、
エリンバ等の金属を正三角柱状に成形してなり、図８
（ａ）に示すように、隣り合う二つの側面に駆動用およ
び検出用の圧電素子３６、３７が、例えば接着等の手段
により設けられ、他の側面に帰還用の圧電素子３８が、
同じく接着等の手段により設けられる。Of these, the first vibrator 33 is, for example,
The metal such as Elinba is formed into a regular triangular prism shape, and the shape shown in FIG.
As shown in (a), piezoelectric elements 36 and 37 for driving and detecting are provided on two adjacent side surfaces by means such as adhesion, and a piezoelectric element 38 for returning is provided on the other side surface.
Similarly, it is provided by means such as adhesion.

【０００５】また、第二の振動子３４は、第一の振動子
３３と同様に、例えば、エリンバ等の金属を正三角柱状
に成形してなり、図８（ｂ）に示すように、各側面に駆
動用および検出用の圧電素子３９、４０、ならびに帰還
用の圧電素子４１が、例えば接着等の手段により設けら
れる。Similarly to the first vibrator 33, the second vibrator 34 is formed by molding a metal such as elinvar into a regular triangular prism shape. As shown in FIG. Piezoelectric elements 39 and 40 for driving and detecting and a piezoelectric element 41 for returning are provided on the side surface by means of, for example, bonding.

【０００６】ここで、圧電素子３８からの帰還信号に基
づき、発振回路（図示せず）によって、圧電素子３６、
３７を発振駆動させると、第一の振動子３３は、圧電素
子３８に直交する方向に屈曲振動する。そして、第一の
振動子３３が、回転軸Ｘを中心として回転すると、コリ
オリ力の作用によって、第一の振動子３３の屈曲振動の
方向が変わり、圧電素子３６、３７から互いに異なる信
号が出力される。そして、圧電素子３６、３７間の出力
信号の差を用いて、差動増幅回路（図示せず）によって
回転角速度が検出される。Here, based on the feedback signal from the piezoelectric element 38, an oscillating circuit (not shown) causes the piezoelectric element 36,
When 37 is driven to oscillate, the first vibrator 33 flexurally vibrates in a direction orthogonal to the piezoelectric element 38. Then, when the first vibrator 33 rotates about the rotation axis X, the direction of the bending vibration of the first vibrator 33 changes due to the action of the Coriolis force, and the piezoelectric elements 36 and 37 output different signals. To be done. Then, the rotational angular velocity is detected by a differential amplifier circuit (not shown) using the difference between the output signals of the piezoelectric elements 36 and 37.

【０００７】また、圧電素子４１からの帰還信号に基づ
き、発振回路（図示せず）によって、圧電素子３９、４
０を発振駆動させると、第二の振動子３４は、圧電素子
４１に直交する方向に屈曲振動する。そして、第二の振
動子３４が、回転軸Ｙを中心として回転すると、コリオ
リ力の作用によって、第二の振動子３４の屈曲振動の方
向が変わり、圧電素子３９、４０から互いに異なる信号
が出力される。そして、圧電素子３９、４０間の出力信
号の差を用いて、差動増幅回路（図示せず）によって回
転角速度が検出される。Further, based on a feedback signal from the piezoelectric element 41, an oscillating circuit (not shown) causes the piezoelectric elements 39, 4 to
When 0 is driven to oscillate, the second vibrator 34 flexurally vibrates in the direction orthogonal to the piezoelectric element 41. Then, when the second vibrator 34 rotates about the rotation axis Y, the direction of the bending vibration of the second vibrator 34 changes due to the action of the Coriolis force, and the piezoelectric elements 39 and 40 output different signals. To be done. Then, the rotational angular velocity is detected by the differential amplifier circuit (not shown) using the difference between the output signals of the piezoelectric elements 39 and 40.

【０００８】このように、振動ジャイロ３１において
は、第一、第二の振動子３３、３４に発生する信号を用
いて、二つの異なる回転方向における回転角速度がそれ
ぞれ検出される。As described above, in the vibrating gyro 31, the rotational angular velocities in two different rotational directions are respectively detected using the signals generated in the first and second vibrators 33 and 34.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の振動
ジャイロ３１においては、次のような問題点があった。
すなわち、第一、第二の振動子３３、３４が、双方の回
転軸Ｘ、Ｙを互いに直交させて配置され、一方で振動ジ
ャイロを小型化する必要があるため、これら振動子３
３、３４の長手方向の寸法が制限され、このため、これ
ら振動子３３、３４において、長手方向の寸法を拡大
し、感度の向上を図ることが困難であった。また、第一
および第二の振動子３３、３４は寸法が同一もしくは、
ほぼ同一であるため、共振周波数も互いに同一または近
似する値であり、しかも、互いに隣接して配置されるこ
とから、これら振動子３３、３４の一方が他方の振動に
影響され、互いに所望の振幅が得られなくなる可能性が
あり、振動ジャイロ３１の特性が劣化する恐れがあっ
た。However, the conventional vibrating gyroscope 31 has the following problems.
That is, since the first and second vibrators 33 and 34 are arranged with their rotation axes X and Y orthogonal to each other, it is necessary to downsize the vibrating gyro.
Since the longitudinal size of each of the transducers 3 and 34 is limited, it is difficult to increase the longitudinal dimension of the vibrators 33 and 34 to improve the sensitivity. Further, the first and second vibrators 33 and 34 have the same size, or
Since they are almost the same, the resonance frequencies are the same or similar values to each other, and moreover, since they are arranged adjacent to each other, one of these vibrators 33 and 34 is affected by the vibration of the other, and the desired amplitude is obtained. May not be obtained, and the characteristics of the vibration gyro 31 may be deteriorated.

【００１０】そこで、本発明においては、振動子の長手
方向の寸法を拡大することができ、振動子の感度が良好
になるとともに、複数の振動子において所望の振幅が得
られ、その結果、安定した特性の振動ジャイロを提供す
ることを目的とする。Therefore, in the present invention, the size of the vibrator in the longitudinal direction can be increased, the sensitivity of the vibrator is improved, and a desired amplitude can be obtained in a plurality of vibrators. It is intended to provide a vibration gyro having the above characteristics.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、圧電素子を備える柱状の主振動
子と、圧電素子を備え、前記主振動子より長手方向の寸
法が小さい柱状の副振動子とを、双方の回転軸を互いに
鋭角をなして交わらせて配置するとともに、前記主振動
子の圧電素子に発生する信号を用いて回転角速度を検出
する回転角速度検出手段と、前記副振動子の圧電素子に
発生する信号を用いて回転方向を検出する回転方向検出
手段とを備えたことを特徴とする。In order to achieve the above object, in the present invention, a columnar main oscillator having a piezoelectric element and a columnar column having a piezoelectric element and having a longitudinal dimension smaller than that of the main oscillator. A sub-vibrator of the main oscillator, the rotation axis of the main oscillator is arranged so as to intersect with each other at an acute angle, and a rotation angular velocity detecting means for detecting a rotation angular velocity by using a signal generated in the piezoelectric element of the main oscillator; Rotation direction detecting means for detecting a rotation direction using a signal generated in the piezoelectric element of the sub-vibrator is provided.

【００１２】また、圧電素子を備える柱状の主振動子、
ならびに圧電素子を備え、前記主振動子より長手方向の
寸法が小さい柱状の第一の副振動子および圧電素子を備
える柱状の第二の副振動子を備え、前記主振動子および
前記第一の副振動子、ならびに前記主振動子および前記
第二の副振動子を、各双方の回転軸を互いに鋭角をなし
て交わらせて配置するとともに、前記主振動子の圧電素
子に発生する信号を用いて回転角速度を検出する回転角
速度検出手段と、前記第一の副振動子の圧電素子に発生
する信号を用いて回転方向を検出する第一の回転方向検
出手段と、前記第二の副振動子の圧電素子に発生する信
号を用いて回転方向を検出する第二の回転方向検出手段
とを備えたことを特徴とする。Also, a columnar main oscillator having a piezoelectric element,
And a columnar first sub-vibrator having a piezoelectric element and having a smaller dimension in the longitudinal direction than the main oscillator, and a columnar second sub-vibrator having a piezoelectric element. The sub-oscillator and the main oscillator and the second sub-oscillator are arranged with their respective rotation axes intersecting each other at an acute angle, and a signal generated in the piezoelectric element of the main oscillator is used. Angular velocity detecting means for detecting the rotational angular velocity by means of the above, first rotational direction detecting means for detecting the rotational direction using a signal generated in the piezoelectric element of the first sub-vibrator, and the second sub-vibrator And a second rotation direction detecting means for detecting the rotation direction by using a signal generated in the piezoelectric element.

【００１３】さらにまた、前記第一の副振動子と前記第
二の副振動子とを、長手方向の寸法を互いに異なるもの
としたことを特徴とする。Furthermore, the first sub-vibrator and the second sub-vibrator have different longitudinal dimensions.

【００１４】[0014]

【作用】請求項１に記載の振動ジャイロによれば、主振
動子は、副振動子より長手方向の寸法が大きいため、主
振動子と副振動子とで共振周波数は異なる値となり、こ
れら振動子が互いの振動の影響を受け、所望の振幅が得
られなくなる恐れはない。また、主振動子と副振動子と
は、双方の回転軸を互いに鋭角をなして交わらせて配置
されるため、基板の主面の面積を変えることなく、主振
動子の長手方向の寸法を拡大することが可能となり、そ
れによって、主振動子の感度が向上する。さらに、請求
項１に記載の振動ジャイロによれば、振動ジャイロが回
転する際に、回転角速度検出手段によって、主振動子の
圧電素子に発生する信号を用いて回転角速度が検出され
るとともに、回転方向検出手段によって、副振動子の圧
電素子に発生する信号を用いて回転方向が検出される。
このとき、副振動子の圧電素子からは信号の有無のみが
検知されるので、副振動子の感度は比較的低いものでよ
い。したがって、副振動子を構成する材料の選択の自由
度が広がる。According to the vibrating gyroscope of the first aspect, since the main oscillator has a larger dimension in the longitudinal direction than the sub oscillator, the resonance frequencies of the main oscillator and the sub oscillator have different values. There is no risk that the children are affected by the vibrations of each other and the desired amplitude is not obtained. Further, since the main oscillator and the sub oscillator are arranged with their rotation axes intersecting each other at an acute angle, the longitudinal dimension of the main oscillator can be changed without changing the area of the main surface of the substrate. It is possible to enlarge, which improves the sensitivity of the main oscillator. Further, according to the vibrating gyroscope of claim 1, when the vibrating gyro rotates, the rotational angular velocity detecting means detects the rotational angular velocity by using the signal generated in the piezoelectric element of the main vibrator, and the rotational angular velocity is also detected. The direction detecting means detects the rotation direction using the signal generated in the piezoelectric element of the sub-vibrator.
At this time, since only the presence or absence of a signal is detected from the piezoelectric element of the sub-vibrator, the sensitivity of the sub-vibrator may be relatively low. Therefore, the degree of freedom in selecting the material forming the sub-vibrator is increased.

【００１５】また、請求項２に記載の振動ジャイロによ
れば、主振動子は、第一の副振動子および第二の副振動
子より長手方向の寸法が大きいため、主振動子と第一の
副振動子、および主振動子と第二の副振動子とで共振周
波数は異なる値となり、これら振動子が互いの振動の影
響を受け、所望の振幅が得られなくなる恐れはない。さ
らに、請求項２に記載の振動ジャイロによれば、振動ジ
ャイロが回転する際に、回転角速度検出手段によって、
主振動子に発生する信号を用いて回転角速度が検出され
るとともに、第一、第二の回転方向検出手段によって、
互いに異なる回転軸を有する第一、第二の副振動子のそ
れぞれの圧電素子に発生した信号を用いて、回転方向が
検出される。このように、二つの振動子を用いて、回転
方向を精度よく検出することができる。Further, according to the vibrating gyroscope of the second aspect, since the main oscillator has a larger dimension in the longitudinal direction than the first sub oscillator and the second sub oscillator, the main oscillator and the first oscillator The resonance frequencies of the sub-vibrator and the main vibrator and the second sub-vibrator have different values, and there is no fear that these vibrators are affected by the mutual vibrations and the desired amplitude cannot be obtained. Furthermore, according to the vibration gyro of claim 2, when the vibration gyro rotates, the rotation angular velocity detecting means
The rotation angular velocity is detected using the signal generated in the main oscillator, and the first and second rotation direction detection means
The rotation direction is detected using the signals generated in the respective piezoelectric elements of the first and second sub-vibrator having different rotation axes. As described above, the rotation direction can be accurately detected by using the two vibrators.

【００１６】また、請求項３に記載の振動ジャイロによ
れば、第一の副振動子と第二の副振動子とで、長手方向
の寸法が異なるため、これら振動子の共振数波数は互い
に異なる値となり、これら振動子が互いの振動の影響を
受け、所望の振幅が得られなくなる恐れはない。Further, according to the vibrating gyroscope of the third aspect, since the first sub-vibrator and the second sub-vibrator have different longitudinal dimensions, the resonance frequency and wave number of these vibrators are mutually different. The values are different, and there is no fear that these vibrators will be affected by the mutual vibrations and the desired amplitude will not be obtained.

【００１７】[0017]

【実施例】本発明にかかる第一の実施例を、図１乃至図
３を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【００１８】図１において、１は振動ジャイロであり、
主振動子３および副振動子４、第一の発振回路５、第二
の発振回路６、回転角速度検出手段７、ならびに回転方
向検出手段８を含む。In FIG. 1, 1 is a vibrating gyro,
It includes a main oscillator 3 and a sub oscillator 4, a first oscillation circuit 5, a second oscillation circuit 6, a rotational angular velocity detection means 7, and a rotation direction detection means 8.

【００１９】主振動子３は、エリンバ等の恒弾性金属材
料や、石英、ガラス、水晶、セラミック等の、一般に機
械的振動を生ずる材料を例えば正三角柱状に成形してな
る。そして、主振動子３の互いに隣接する二つの側面に
は、圧電セラミック等からなる駆動用および検出用の圧
電素子９、１０が、例えば接着等の手段で設けられ、他
の側面には、圧電セラミック等からなる帰還用の圧電素
子１１が、同じく接着等の手段で設けられる。このう
ち、圧電素子１１は、第一の発振回路５の入力端に接続
され、圧電素子９、１０は、第一の発振回路５の出力端
および回転角速度検出手段７に接続される。また、主振
動子３は、図２に示すように、回転軸Ｏを基板２の主面
の対角線に対応させて配置され、図３（ａ）に示すよう
にノード点付近に、金属線等からなるコ字状の支持ピン
１２、１２が取り付けられ、基板２上に支持固定され
る。The main oscillator 3 is made of a constant elastic metal material such as elinvar or a material that generally causes mechanical vibration, such as quartz, glass, crystal, or ceramic, and is formed into, for example, an equilateral triangular prism shape. Piezoelectric elements 9 and 10 made of a piezoelectric ceramic or the like are provided on two adjacent side surfaces of the main oscillator 3 by means of, for example, bonding, and the other side surfaces are provided with piezoelectric elements. The return piezoelectric element 11 made of ceramic or the like is also provided by means such as adhesion. Of these, the piezoelectric element 11 is connected to the input end of the first oscillation circuit 5, and the piezoelectric elements 9 and 10 are connected to the output end of the first oscillation circuit 5 and the rotational angular velocity detection means 7. As shown in FIG. 2, the main oscillator 3 is arranged so that the rotation axis O corresponds to a diagonal line of the main surface of the substrate 2, and as shown in FIG. U-shaped support pins 12 and 12 are attached and supported and fixed on the substrate 2.

【００２０】一方、副振動子４は、主振動子３と同様
に、機械的振動を生ずる材料を例えば正三角柱状に成形
してなるものであり、互いに隣接する二つの側面に、圧
電セラミック等からなる駆動用および検出用の圧電素子
１３、１４が、例えば接着等の手段で設けられ、他の側
面に、圧電セラミック等からなる帰還用の圧電素子１５
が、同じく接着等の手段で設けられる。このうち、圧電
素子１５は、第二の発振回路６の入力端に接続され、圧
電素子１３、１４は、第二の発振回路６の出力端および
回転方向検出手段８に接続される。また、副振動子４
は、図２に示すように、回転軸Ｐを基板２の主面の外周
を構成する一辺２ａに平行させて、辺２ａの近傍に配置
される。したがって、主振動子３と副振動子４とは、双
方の回転軸Ｏおよび回転軸Ｐを互いに鋭角（４５度）を
なして交わらせて配置される。そして、副振動子４は、
図３（ｂ）に示すように、ノード点付近に、金属線等か
らなるコ字状の支持ピン１６、１６が取り付けられ、基
板２上に支持固定される。On the other hand, the sub-vibrator 4 is formed by forming a material that causes mechanical vibration into, for example, an equilateral triangular prism shape, like the main vibrator 3, and has piezoelectric ceramics or the like on two side surfaces adjacent to each other. Piezoelectric elements 13 and 14 for driving and detecting are provided by means of, for example, adhesion, and piezoelectric elements 15 for feedback, which are made of piezoelectric ceramic or the like, are provided on the other side surface.
Are also provided by means such as adhesion. Among these, the piezoelectric element 15 is connected to the input end of the second oscillation circuit 6, and the piezoelectric elements 13 and 14 are connected to the output end of the second oscillation circuit 6 and the rotation direction detecting means 8. In addition, the sub oscillator 4
As shown in FIG. 2, the rotation axis P is arranged in the vicinity of the side 2a with the rotation axis P parallel to the side 2a forming the outer periphery of the main surface of the substrate 2. Therefore, the main oscillator 3 and the sub-oscillator 4 are arranged so that their rotation axes O and P intersect with each other at an acute angle (45 degrees). And the sub oscillator 4 is
As shown in FIG. 3B, U-shaped support pins 16 and 16 made of a metal wire or the like are attached near the node points, and are supported and fixed on the substrate 2.

【００２１】ここで、主振動子３の圧電素子１１からの
帰還信号に基づき、第一の発振回路５によって、圧電素
子９、１０を発振駆動させると、主振動子３は、圧電素
子１１に直交する方向に屈曲振動し、圧電素子９、１０
から同じ信号が出力される。また、副振動子４の圧電素
子１５からの帰還信号に基づき、第二の発振回路６によ
って、圧電素子１３、１４を発振駆動させると、副振動
子４は、圧電素子１５に直交する方向に屈曲振動し、圧
電素子１３、１４から同じ信号が出力される。そして、
振動ジャイロ１が回転すると、コリオリ力の作用によっ
て、主振動子３の屈曲振動の方向が変わり、圧電素子
９、１０から互いに異なる信号が出力される。そして、
圧電素子９、１０間の出力信号の差を用いて、回転角速
度検出手段７によって回転角速度が検出される。ここ
で、振動ジャイロ１が回転軸Ｐを中心として回転する場
合には、副振動子４の屈曲振動の方向が変わり、圧電素
子１３、１４から互いに異なる信号が出力される。この
際、回転方向検出手段８によって、圧電素子１３、１４
間の出力信号の差を用いて回転方向、すなわち、振動ジ
ャイロ１が回転軸Ｐを中心として回転していることを示
すデータが出力される。一方、振動ジャイロ１が、副振
動子４の回転軸Ｐ以外の回転軸、例えば、回転軸Ｐに直
交する回転軸を中心として回転する場合には、副振動子
４の圧電素子１３、１４から信号は出力されず、回転方
向検出手段８によって、信号が出力されなかったことが
検知され、その検知結果を用いて回転方向、すなわち、
振動ジャイロ１が回転軸Ｐに直交する回転軸を中心とし
て回転していることを示すデータが出力される。When the piezoelectric elements 9 and 10 are driven to oscillate by the first oscillating circuit 5 based on the feedback signal from the piezoelectric element 11 of the main oscillator 3, the main oscillator 3 causes the piezoelectric element 11 to move. The piezoelectric elements 9, 10 vibrate and vibrate in a direction orthogonal to each other.
Will output the same signal. When the second oscillation circuit 6 drives the piezoelectric elements 13 and 14 to oscillate based on the feedback signal from the piezoelectric element 15 of the sub-vibrator 4, the sub-vibrator 4 moves in the direction orthogonal to the piezoelectric element 15. The piezoelectric element 13 and 14 outputs the same signal due to bending vibration. And
When the vibration gyro 1 rotates, the direction of the bending vibration of the main vibrator 3 changes due to the action of the Coriolis force, and the piezoelectric elements 9 and 10 output different signals. And
The rotational angular velocity is detected by the rotational angular velocity detection means 7 by using the difference between the output signals of the piezoelectric elements 9 and 10. Here, when the vibration gyro 1 rotates about the rotation axis P, the bending vibration direction of the sub-vibrator 4 changes, and the piezoelectric elements 13 and 14 output different signals. At this time, the rotation direction detecting means 8 causes the piezoelectric elements 13, 14 to
Data indicating that the vibrating gyro 1 is rotating about the rotation axis P is output using the difference between the output signals. On the other hand, when the vibrating gyro 1 rotates about a rotation axis other than the rotation axis P of the sub-vibrator 4, for example, a rotation axis orthogonal to the rotation axis P, the piezoelectric elements 13, 14 of the sub-vibrator 4 are rotated. No signal is output, the rotation direction detecting means 8 detects that no signal is output, and the detection result is used to determine the rotation direction, that is,
Data indicating that the vibration gyro 1 is rotating around a rotation axis orthogonal to the rotation axis P is output.

【００２２】このようにして検出された回転角速度と回
転方向とを用いて、例えばカメラの手振れ防止等の制御
が行われる。By using the rotational angular velocity and the rotational direction detected in this way, for example, control such as camera shake prevention is performed.

【００２３】以上のように、振動ジャイロ１において
は、主振動子３が、回転軸Ｏを基板２の主面の対角線に
対応させて配置されるため、基板２の主面の面積を拡大
することなく、主振動子３の長手方向の寸法を拡大する
ことができ，それにより、主振動子３の感度を向上させ
ることができる。As described above, in the vibrating gyro 1, the main oscillator 3 is arranged with the rotation axis O corresponding to the diagonal line of the main surface of the substrate 2, so that the area of the main surface of the substrate 2 is enlarged. Without increasing the size of the main oscillator 3 in the longitudinal direction, the sensitivity of the main oscillator 3 can be improved.

【００２４】また、振動ジャイロ１において、主振動子
３は、副振動子４より長手方向の寸法が大きいため、こ
れら振動子３、４の共振周波数は互いに異なる値とな
り、これら振動子３、４が互いの振動の影響を受け、所
望の振幅が得られなくなる恐れはない。したがって、振
動ジャイロ１の特性が安定する。Further, in the vibrating gyroscope 1, the main oscillator 3 has a larger dimension in the longitudinal direction than the sub oscillator 4, so that the resonance frequencies of the oscillators 3 and 4 are different from each other. However, there is no possibility that they will be affected by vibrations of each other and the desired amplitude will not be obtained. Therefore, the characteristics of the vibration gyro 1 are stabilized.

【００２５】さらに、振動ジャイロ１においては、副振
動子４の圧電素子１３、１４の出力信号の有無のみを検
知し、回転方向が検出されるので、副振動子４の感度は
比較的低いものでよい。したがって、副振動子４を構成
する材料の選択の自由度が広がる。Further, in the vibrating gyro 1, only the presence or absence of the output signals of the piezoelectric elements 13 and 14 of the sub-vibrator 4 is detected to detect the rotation direction, so that the sensitivity of the sub-vibrator 4 is relatively low. Good. Therefore, the degree of freedom in selecting the material forming the sub-vibrator 4 is increased.

【００２６】次に、本発明にかかる第二の実施例を図４
乃至図６を用いて説明する。なお、第一の実施例と同一
または相当する部分には同一の符号を付し、その説明は
省略する。Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIGS. The same or corresponding parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【００２７】図４において、２１は振動ジャイロであ
り、主振動子３、第一の副振動子４、第二の副振動子２
２、第一の発振回路５、第二の発振回路６、第三の発振
回路２３、回転角速度検出手段７、第一の回転方向検出
手段８、および第二の回転方向検出手段２４を含む。In FIG. 4, a vibration gyro 21 includes a main oscillator 3, a first sub oscillator 4, and a second sub oscillator 2.
2, a first oscillating circuit 5, a second oscillating circuit 6, a third oscillating circuit 23, a rotational angular velocity detecting means 7, a first rotating direction detecting means 8 and a second rotating direction detecting means 24.

【００２８】第二の副振動子２２は、エリンバ等の恒弾
性金属材料や、石英、ガラス、水晶、セラミック等の、
一般に機械的振動を生ずる材料を例えば正三角柱状に成
形してなり、各側面に駆動用および検出用の圧電素子２
５、２６、ならびに帰還用の圧電素子２７が、例えば接
着等の手段によって設けられる。このうち、圧電素子２
７は、第三の発振回路２３の入力端に接続され、圧電素
子２５、２６は、第三の発振回路２３の出力端および第
二の回転方向検出手段２４に接続される。また、第二の
副振動子２２は、図５に示すように、第一の副振動子４
より長手方向の寸法が小さく、回転軸Ｑを主振動子３の
回転軸Ｏに鋭角（４５度）をなして交わらせるととも
に、回転軸Ｑを第一の副振動子４の回転軸Ｐに直交させ
て、基板２の主面の外周を構成する辺２ｂの近傍に配置
される。さらに、第二の副振動子２２は、図６に示すよ
うに、ノード点付近に、金属線等からなるコ字状の支持
ピン２８、２８が取り付けられ、基板２上に支持固定さ
れる。The second sub-vibrator 22 is made of a constant elastic metal material such as elinvar, quartz, glass, crystal, ceramic or the like.
In general, a material that causes mechanical vibration is formed into, for example, a regular triangular prism shape, and each side surface has a piezoelectric element 2 for driving and detecting.
5, 26 and the piezoelectric element 27 for feedback are provided by means such as adhesion. Of these, the piezoelectric element 2
7 is connected to the input end of the third oscillation circuit 23, and the piezoelectric elements 25 and 26 are connected to the output end of the third oscillation circuit 23 and the second rotation direction detecting means 24. In addition, the second sub-vibrator 22 is, as shown in FIG.
The dimension in the longitudinal direction is smaller, and the rotation axis Q intersects the rotation axis O of the main oscillator 3 at an acute angle (45 degrees), and the rotation axis Q is orthogonal to the rotation axis P of the first sub-vibrator 4. Then, it is arranged in the vicinity of the side 2b forming the outer periphery of the main surface of the substrate 2. Further, as shown in FIG. 6, the second sub-oscillator 22 is provided with U-shaped support pins 28 made of a metal wire or the like near the node point, and is supported and fixed on the substrate 2.

【００２９】ここで、第二の副振動子２２の圧電素子２
７からの帰還信号に基づき、第三の発振回路２３によっ
て、圧電素子２５、２６を発振駆動させると、第二の副
振動子２２は、圧電素子２７に直交する方向に屈曲振動
し、圧電素子２５、２６から同じ信号が出力される。Here, the piezoelectric element 2 of the second sub-vibrator 22
When the piezoelectric elements 25 and 26 are driven to oscillate by the third oscillation circuit 23 based on the feedback signal from the piezoelectric element 7, the second sub-vibrator 22 flexurally vibrates in the direction orthogonal to the piezoelectric element 27, and the piezoelectric element The same signal is output from 25 and 26.

【００３０】また、振動ジャイロ２１が回転すると、主
振動子３の圧電素子９、１０から出力される信号を用い
て、回転角速度検出手段７によって回転角速度が検出さ
れる。When the vibrating gyro 21 rotates, the rotational angular velocity detecting means 7 detects the rotational angular velocity using the signals output from the piezoelectric elements 9 and 10 of the main vibrator 3.

【００３１】そして、振動ジャイロ２１が、第二の副振
動子２２の回転軸Ｑを中心として回転する場合には、第
二の副振動子２２の圧電素子２５、２６から互いに異な
る信号が出力され、第二の回転方向検出手段２４によっ
て、圧電素子２５、２６間の出力信号の差を用いて回転
方向、すなわち、振動ジャイロ２１が回転軸Ｑを中心と
して回転していることを示すデータが出力される。同時
に、第一の回転方向検出手段８からは、第一の副振動子
４からの出力信号はないという検知結果に基づいて回転
方向、すなわち、振動ジャイロ２１が回転軸Ｑを中心と
して回転していることを示すデータが出力される。When the vibrating gyro 21 rotates about the rotation axis Q of the second sub-vibrator 22, the piezoelectric elements 25 and 26 of the second sub-vibrator 22 output different signals. , The second rotation direction detection means 24 outputs data indicating the rotation direction, that is, the vibration gyro 21 is rotating around the rotation axis Q, using the difference between the output signals of the piezoelectric elements 25 and 26. To be done. At the same time, the rotation direction, that is, the vibration gyro 21 rotates about the rotation axis Q from the first rotation direction detection means 8 based on the detection result that there is no output signal from the first sub-vibrator 4. Data indicating that there is an output is output.

【００３２】また、振動ジャイロ２１が、第一の副振動
子４の回転軸Ｐを中心として回転する場合には、第二の
回転方向検出手段２４によって、第二の副振動子２２の
圧電素子２５、２６から信号が出力されていないことが
検知され、この検知結果に基づいて回転方向、すなわ
ち、振動ジャイロ２１が回転軸Ｐを中心として回転して
いることを示すデータが出力される。同時に、第一の回
転方向検出手段８からは、第一の副振動子４の圧電素子
１３、１４の出力信号の差に基づいて回転方向、すなわ
ち、振動ジャイロ２１が回転軸Ｐを中心として回転して
いることを示すデータが出力される。When the vibrating gyro 21 rotates about the rotation axis P of the first sub-vibrator 4, the second rotation direction detecting means 24 causes the piezoelectric element of the second sub-vibrator 22 to rotate. It is detected that no signal is output from 25 and 26, and based on the detection result, data indicating that the rotation direction, that is, the vibration gyro 21 is rotating around the rotation axis P is output. At the same time, from the first rotation direction detecting means 8, the rotation direction, that is, the vibration gyro 21 rotates about the rotation axis P based on the difference between the output signals of the piezoelectric elements 13 and 14 of the first sub-vibrator 4. The data indicating that the operation is being performed is output.

【００３３】このようにして検出された回転角速度と回
転方向とを用いて、例えばカメラの手振れ防止等の制御
が行われる。By using the rotational angular velocity and the rotational direction detected in this way, for example, control such as camera shake prevention is performed.

【００３４】以上のように、振動ジャイロ２１におい
て、主振動子３は、第二の副振動子２２より長手方向の
寸法が大きいため、主振動子３と第二の副振動子２２と
で、共振周波数は異なる値となり、これら振動子３、２
２が互いの振動の影響を受け、所望の振幅が得られなく
なる恐れはない。一方、第二の副振動子２２は、第一の
副振動子４より長手方向の寸法が小さいため、これら副
振動子４、２２が互いの振動の影響を受け、所望の振幅
が得られなくなる恐れはない。これらのことから、振動
ジャイロ２１の特性が安定する。As described above, in the vibrating gyro 21, the main oscillator 3 has a larger dimension in the longitudinal direction than the second sub oscillator 22, so that the main oscillator 3 and the second sub oscillator 22 have The resonance frequencies have different values, and these oscillators 3, 2
There is no risk that the two will be affected by vibrations of each other and the desired amplitude will not be obtained. On the other hand, since the second sub-oscillator 22 has a smaller dimension in the longitudinal direction than the first sub-oscillator 4, the sub-oscillators 4 and 22 are affected by the mutual vibration, and the desired amplitude cannot be obtained. There is no fear. From these things, the characteristic of the vibration gyro 21 becomes stable.

【００３５】また、振動ジャイロ２１においては、第二
の副振動子２２の圧電素子２５、２６の出力信号の有無
のみが検知され、回転方向が検出されるので、第二の副
振動子２２の感度は比較的低いものでよい。したがっ
て、第二の副振動子２２を構成する材料の選択の自由度
が広がる。Further, in the vibrating gyro 21, only the presence or absence of the output signals of the piezoelectric elements 25 and 26 of the second sub-vibrator 22 is detected and the rotation direction is detected. The sensitivity may be relatively low. Therefore, the degree of freedom in selecting the material forming the second sub-vibrator 22 is increased.

【００３６】さらに、振動ジャイロ２１においては、第
一、第二の回転方向検出手段８、２４によって、互いに
異なる回転軸を有する第一、第二の副振動子４、２２の
それぞれから出力された信号を用いて、回転方向が検出
される。このように、二つの振動子４、２２を用いて、
回転方向を精度よく検出することができる。Further, in the vibrating gyro 21, the first and second rotation direction detecting means 8 and 24 respectively output from the first and second sub-vibrators 4 and 22 having mutually different rotation axes. The direction of rotation is detected using the signal. In this way, using the two oscillators 4 and 22,
The rotation direction can be detected accurately.

【００３７】なお、上記第一および第二の実施例におい
ては、各振動子の形状が正三角柱状である場合について
説明したが、例えば四角柱等の他の形状の振動子を用い
てもよい。In the above first and second embodiments, the case where each vibrator has a regular triangular prism shape has been described, but vibrators having other shapes such as a square prism may be used. .

【００３８】また、主振動子の回転軸が基板の対角線か
らずれているものや、各副振動子の回転軸が基板の外周
の一辺に非平行であるものも、これら回転軸が互いに鋭
角をなして交わっていれば本発明に含まれ、これら回転
軸が交わる角度は、４５度に限定されない。Also, in the case where the rotation axis of the main oscillator is deviated from the diagonal line of the substrate and the rotation axis of each sub-oscillator is not parallel to one side of the outer periphery of the substrate, these rotation axes form an acute angle with each other. However, the angle at which these rotation axes intersect is not limited to 45 degrees.

【００３９】さらに、振動ジャイロを構成する振動子の
数は、二つまたは三つに限定されるものではなく、四つ
以上の振動子を備える振動ジャイロにも、本発明を適用
できる。Further, the number of vibrators constituting the vibrating gyro is not limited to two or three, and the present invention can be applied to a vibrating gyro having four or more vibrators.

【００４０】また、上記第二の実施例においては、第一
の副振動子が、第二の副振動子より長手方向の寸法が大
きい場合について説明したが、これら振動子の大小関係
が逆のものや、これら振動子の寸法が同じものも、本発
明に含まれる。Further, in the second embodiment described above, the case where the first sub-vibrator has a larger dimension in the longitudinal direction than the second sub-vibrator has been described. Those having the same size as those of the vibrators are also included in the present invention.

【００４１】[0041]

【発明の効果】請求項１に記載の振動ジャイロによれ
ば、主振動子は、副振動子より長手方向の寸法が大きい
ため、主振動子と副振動子とで共振周波数は異なる値と
なり、これら振動子が互いの振動の影響を受け、所望の
振幅が得られなくなる恐れはない。したがって、振動ジ
ャイロの特性が安定する。また、主振動子と副振動子と
は、双方の回転軸を互いに鋭角をなして交わらせて配置
されるため、基板の主面の面積を変えることなく、主振
動子の長手方向の寸法を拡大することが可能となり、そ
れによって、主振動子の感度が向上する。According to the vibrating gyroscope of the first aspect, since the main oscillator has a larger dimension in the longitudinal direction than the sub oscillator, the main oscillator and the sub oscillator have different resonance frequencies. There is no risk that these oscillators will be affected by the vibrations of each other and that the desired amplitude cannot be obtained. Therefore, the characteristics of the vibration gyro are stable. Further, since the main oscillator and the sub oscillator are arranged with their rotation axes intersecting each other at an acute angle, the longitudinal dimension of the main oscillator can be changed without changing the area of the main surface of the substrate. It is possible to enlarge, which improves the sensitivity of the main oscillator.

【００４２】さらに、請求項１に記載の振動ジャイロに
よれば、振動ジャイロが回転する際に、回転方向検出手
段によって、副振動子の圧電素子に発生した信号の有無
のみが検知され、回転方向が検出されるので、副振動子
の感度は比較的低いものでよく、副振動子を構成する材
料の選択の自由度が広がる。Further, according to the vibrating gyroscope of the first aspect, when the vibrating gyro rotates, the rotation direction detecting means detects only the presence or absence of the signal generated in the piezoelectric element of the sub-vibrator, and the rotating direction. Is detected, the sensitivity of the sub-vibrator may be relatively low, and the degree of freedom in selecting the material forming the sub-vibrator is increased.

【００４３】また、請求項２に記載の振動ジャイロによ
れば、主振動子は、第二の副振動子より長手方向の寸法
が大きいため、主振動子と第二の副振動子とで共振周波
数は異なる値となり、これら振動子が互いの振動の影響
を受け、所望の振幅が得られなくなる恐れはない。した
がって、振動ジャイロの特性が安定する。Further, according to the vibrating gyroscope of the second aspect, since the main oscillator has a larger dimension in the longitudinal direction than the second sub-oscillator, resonance occurs between the main oscillator and the second sub-oscillator. The frequencies have different values, and there is no fear that these oscillators will be affected by the mutual vibrations and that the desired amplitude cannot be obtained. Therefore, the characteristics of the vibration gyro are stable.

【００４４】さらに、請求項２に記載の振動ジャイロに
よれば、振動ジャイロが回転する際に、第一、第二の回
転方向検出手段によって、互いに異なる回転軸を有する
第一、第二の副振動子のそれぞれに発生した信号を用い
て、回転方向を精度よく検出することができる。Further, according to the vibrating gyroscope of the second aspect, when the vibrating gyro rotates, the first and second sub-directions having different rotation axes are provided by the first and second rotational direction detecting means. The rotation direction can be accurately detected by using the signals generated by the respective vibrators.

【００４５】また、請求項３に記載の振動ジャイロによ
れば、第一の副振動子と第二の副振動子とで、長手方向
の寸法が異なるため、これら振動子が互いの振動の影響
を受け、所望の振幅が得られなくなる恐れはない。した
がって、振動ジャイロの特性が安定する。According to the vibrating gyroscope of the third aspect, since the first sub-vibrator and the second sub-vibrator have different longitudinal dimensions, these vibrating vibrators influence each other. Therefore, there is no fear that the desired amplitude cannot be obtained. Therefore, the characteristics of the vibration gyro are stable.

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

【図１】本発明の第一の実施例にかかる振動ジャイロの
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a vibrating gyroscope according to a first embodiment of the present invention.

【図２】図１の振動ジャイロを構成する各振動子を示す
上面図である。FIG. 2 is a top view showing each transducer that constitutes the vibration gyro of FIG.

【図３】図１の振動ジャイロの部分側面図であり、
（ａ）は主振動子を示し、（ｂ）は副振動子を示す。3 is a partial side view of the vibrating gyro of FIG. 1,
(A) shows a main oscillator and (b) shows a sub oscillator.

【図４】本発明の第二の実施例にかかる振動ジャイロの
斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a vibrating gyroscope according to a second embodiment of the present invention.

【図５】図４の振動ジャイロを構成する各振動子を示す
上面図である。5 is a top view showing respective vibrators constituting the vibrating gyro of FIG. 4. FIG.

【図６】図４の振動ジャイロを構成する振動子の側面図
である。6 is a side view of a vibrator that constitutes the vibration gyro of FIG. 4. FIG.

【図７】従来の振動ジャイロの上面図である。FIG. 7 is a top view of a conventional vibrating gyro.

【図８】図７の振動ジャイロの部分側面図であり、
（ａ）は一方の振動子を示し、（ｂ）は他方の振動子を
示す。8 is a partial side view of the vibrating gyro of FIG. 7,
(A) shows one vibrator, (b) shows the other vibrator.

【符号の説明】 １、２１ 振動ジャイロ ３ 主振動子 ４ （第一の）副振動子 ５ 回転角速度検出手段 ８ （第一の）回転方向検出手段 ２２ 第二の副振動子 ２４ 第二の回転方向検出手段 Ｏ、Ｐ、Ｑ 回転軸[Explanation of Codes] 1, 21 Vibration gyro 3 Main oscillator 4 (First) secondary oscillator 5 Rotational angular velocity detecting means 8 (First) rotation direction detecting means 22 Second auxiliary oscillator 24 Second rotation Direction detection means O, P, Q Rotation axis

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 圧電素子を備える柱状の主振動子と、圧
電素子を備え、前記主振動子より長手方向の寸法が小さ
い柱状の副振動子とを、双方の回転軸を互いに鋭角をな
して交わらせて配置するとともに、 前記主振動子の圧電素子に発生する信号を用いて回転角
速度を検出する回転角速度検出手段と、前記副振動子の
圧電素子に発生する信号を用いて回転方向を検出する回
転方向検出手段とを備えたことを特徴とする振動ジャイ
ロ。1. A columnar main oscillator having a piezoelectric element, and a columnar sub-oscillator having a piezoelectric element and having a longitudinal dimension smaller than that of the main oscillator, with their rotation axes forming acute angles with each other. Rotational angular velocity detecting means for detecting the rotational angular velocity by using the signal generated in the piezoelectric element of the main oscillator and the rotational direction are detected by using the signal generated in the piezoelectric element of the auxiliary oscillator. A vibrating gyro, comprising: 【請求項２】 圧電素子を備える柱状の主振動子、なら
びに圧電素子を備え、前記主振動子より長手方向の寸法
が小さい柱状の第一の副振動子および圧電素子を備える
柱状の第二の副振動子を備え、前記主振動子および前記
第一の副振動子、ならびに前記主振動子および前記第二
の副振動子を、各双方の回転軸を互いに鋭角をなして交
わらせて配置するとともに、 前記主振動子の圧電素子に発生する信号を用いて回転角
速度を検出する回転角速度検出手段と、前記第一の副振
動子の圧電素子に発生する信号を用いて回転方向を検出
する第一の回転方向検出手段と、前記第二の副振動子の
圧電素子に発生する信号を用いて回転方向を検出する第
二の回転方向検出手段とを備えたことを特徴とする振動
ジャイロ。2. A column-shaped main oscillator provided with a piezoelectric element, and a column-shaped first sub-oscillator having a piezoelectric element and having a longitudinal dimension smaller than that of the main oscillator, and a column-shaped second oscillator provided with the piezoelectric element. A sub-oscillator is provided, and the main oscillator and the first sub-oscillator, and the main oscillator and the second sub-oscillator are arranged with their rotation axes intersecting each other at an acute angle. Along with, a rotational angular velocity detecting means for detecting a rotational angular velocity using a signal generated in the piezoelectric element of the main oscillator, and a rotation direction detected by using a signal generated in the piezoelectric element of the first secondary oscillator A vibrating gyro, comprising: one rotation direction detecting means; and second rotation direction detecting means for detecting a rotation direction using a signal generated in the piezoelectric element of the second sub-vibrator. 【請求項３】 前記第一の副振動子と前記第二の副振動
子とを、長手方向の寸法を互いに異なるものとしたこと
を特徴とする、請求項２に記載の振動ジャイロ。3. The vibrating gyroscope according to claim 2, wherein the first sub-vibrator and the second sub-vibrator have different longitudinal dimensions.