JPH10153431A - Vibration type gyroscope - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gyroscope which has a simple configuration, can be put horizontally when it is mounted, and can reduce the height of its back. SOLUTION: This gyroscope is provided with a vibration body 2 like flat plate and a vibrator 1 consisting of an excitation means which is constituted in such a manner that a plurality of regions 4-1 to 4-4 which are provided on one main face of the vibration body 2 and in which drive modes differ alternately become symmetrical for the center of the vibration body 2 and gives saddle type vibration to the vibration body 2 and at least one detection means 6-1 to 6-4 provided on the other main face of the vibration body 2 and at a position which corresponds to two adjacent regions in which drive modes of the excitation means differ. Rotary angular speed is obtained in accordance with a signal detected by a detection means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転系内の回転角
速度を検出するために使用される角速度センサに用いら
れる振動型ジャイロスコープに関し、特に圧電体を用い
た振動型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 a vibratory gyroscope used for an angular velocity sensor used for detecting a rotational angular velocity in a rotary system, and more particularly to a vibratory gyroscope using a piezoelectric body. .

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来から、回転系内の回転角速度を検出
するための角速度センサとして、圧電体を用いた振動型
ジャイロスコープが、航空機や船舶、宇宙衛星などの位
置の確認用として利用されてきた。最近では、民生用の
分野としてカーナビゲーションや、ＶＴＲやスチルカメ
ラの手振れの検出などに使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a vibratory gyroscope using a piezoelectric material has been used as an angular velocity sensor for detecting a rotational angular velocity in a rotating system for confirming the position of an aircraft, a ship, a space satellite, or the like. Was. Recently, it has been used as a consumer field for car navigation, detection of camera shake of a VTR or a still camera, and the like.

【０００３】このような圧電振動型ジャイロスコープ
は、振動している物体に角速度が加わると、その振動と
直角方向にコリオリ力が生じることを利用している。そ
して、その原理は力学的モデルで解析される（例えば、
「弾性波素子技術ハンドブック」、オーム社、第４９１
〜４９７頁）。そして、圧電型振動ジャイロスコープと
しては、これまでに種々のものが提案されている。例え
ば、スペリー音叉型ジャイロスコープ、ワトソン音叉型
ジャイロスコープ、正三角柱型音片ジャイロスコープ、
円筒型音片ジャイロスコープ等が知られている。[0003] Such a piezoelectric vibratory gyroscope utilizes the fact that when an angular velocity is applied to a vibrating object, a Coriolis force is generated in a direction perpendicular to the vibration. And the principle is analyzed with a mechanical model (for example,
"Acoustic Wave Technology Handbook", Ohmsha, 491
497). Various types of piezoelectric vibrating gyroscopes have been proposed so far. For example, Sperry tuning fork type gyroscope, Watson tuning fork type gyroscope, equilateral triangular prism type resonating gyroscope,
A cylindrical sound piece gyroscope and the like are known.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の圧電振
動型ジャイロスコープは、いずれの例でも振動子を回転
軸と平行に配置（縦置き）しなければ回転角速度を検出
することができない。通常、測定したい回転系の回転軸
は装着部に対して垂直であるため、このような圧電振動
型ジャイロスコープを実装する際、装着部に対して圧電
振動型ジャイロスコープの低背化を達成することが困難
であった。In any of the above-described conventional piezoelectric vibratory gyroscopes, the rotational angular velocity cannot be detected unless the vibrator is disposed parallel to the rotational axis (vertically disposed). Usually, the rotation axis of the rotating system to be measured is perpendicular to the mounting part, so when mounting such a piezoelectric vibratory gyroscope, the height of the piezoelectric vibratory gyroscope is reduced with respect to the mounting part. It was difficult.

【０００５】近年になって、振動子を回転軸と垂直に配
置（横置き）しても回転角速度を検出できる圧電振動型
ジャイロスコープが、特開平８−１２８８３３号公報に
おいて提案されている。この例では、図７にその一例を
示すように、３つの弾性体５１ａ、５１ｂ、５１ｃの先
端に重量５３を設ける。弾性体５１ａ、５１ｂ、５１ｃ
をＸＹ平面内で圧電素子５４、５５により互いに逆方向
の位相で振動させる。Ｚ軸回りの回転角速度ωにより発
生するＹ方向のコリオリ力を、重量５３の重心の位置に
作用させる。弾性体５１ａ、５１ｂ、５１ｃの面と重量
５３の重心の位置とはＺ方向に若干離れているため、重
量５３の重心に作用したコリオリ力により弾性体５１
ａ、５１ｂ、５１ｃの先端がＺ方向で互いに逆方向に曲
がる。この曲げ振動を圧電素子５６、５７で検出するこ
とで、Ｚ軸回りの回転角速度ωを求めている。In recent years, a piezoelectric vibratory gyroscope capable of detecting a rotational angular velocity even when a vibrator is arranged perpendicularly (horizontally) to a rotation axis has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 8-128833. In this example, as shown in an example in FIG. 7, a weight 53 is provided at the tip of three elastic bodies 51a, 51b, 51c. Elastic bodies 51a, 51b, 51c
Are vibrated in the XY plane by the piezoelectric elements 54 and 55 in phases opposite to each other. The Coriolis force in the Y direction generated by the rotational angular velocity ω about the Z axis is applied to the position of the center of gravity of the weight 53. Since the surfaces of the elastic bodies 51a, 51b and 51c are slightly separated from the position of the center of gravity of the weight 53 in the Z direction, the elastic body 51 is actuated by Coriolis force acting on the center of gravity of the weight 53.
The tips of a, 51b, and 51c bend in opposite directions in the Z direction. By detecting this bending vibration with the piezoelectric elements 56 and 57, the rotational angular velocity ω about the Z axis is obtained.

【０００６】上述した特開平８−１２８８３３号に記載
された圧電振動型ジャイロスコープでは、確かにその原
理上振動子を横置きしても回転角速度を検出することが
できる。しかしながら、重量５３を設ける必要があるた
め低背化が不十分であった。また、低背化を十分にする
ために重量５３の厚さを薄くすると、コリオリ力による
モーメントがその分小さくなり、曲げ振動が微小にな
り、測定感度が低くなる問題があった。In the piezoelectric vibratory gyroscope described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-128833, the rotational angular velocity can be detected even if the vibrator is placed horizontally in principle. However, since the weight 53 needs to be provided, the height is not sufficiently reduced. Further, when the thickness of the weight 53 is reduced in order to sufficiently reduce the height, the moment due to the Coriolis force is reduced accordingly, the bending vibration becomes minute, and the measurement sensitivity is lowered.

【０００７】本発明の課題は、その構成を簡略化すると
ともに、実装する際の横置きを可能とし低背化を達成す
ることができる振動型ジャイロスコープを提供しようと
することである。An object of the present invention is to provide a vibratory gyroscope that can be simplified in its configuration, can be placed horizontally when mounted, and can be reduced in height.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の振動型ジャイロ
スコープは、平板状の振動体と、この振動体の一主面に
設けた、交互に駆動モードが異なる複数の領域が、前記
振動体の中心に対して対称となるよう構成され、前記振
動体にくら形振動を与える励振手段と、前記振動体の他
の主面であって、前記励振手段の駆動モードが異なる隣
接する２つの領域に対応する位置に設けた少なくとも１
つの検出手段とからなる振動子を備え、検出手段の検出
信号に応じて回転角速度を求めることを特徴とするもの
である。According to a vibratory gyroscope of the present invention, a flat vibrator and a plurality of areas provided on one main surface of the vibrator and having different driving modes alternately include the vibrator. Excitation means for providing a vibrating vibration to the vibrating body, and two adjacent areas on the other main surface of the vibrating body, the driving modes of the exciting means being different from each other. At least one provided at a position corresponding to
And a vibrator comprising two detecting means, wherein a rotational angular velocity is obtained according to a detection signal of the detecting means.

【０００９】本発明では、励振手段により平板状の振動
体にくら形振動を与え、その状態で、振動体の中心にお
いて振動体に直交する回転軸のまわりの回転角速度を与
えた場合に発生するコリオリ力に起因する振動体の変位
を検出手段により検出し、検出信号から回転角速度を求
めるよう構成することで、振動型ジャイロスコープを回
転軸に対して横置きすることを可能とし、低背化を達成
することができる。また、くら形振動は基本的には屈曲
振動なので、共振周波数が低く、検出感度を上げること
ができる。また、従来品と同じ検出感度のものを、より
小型化できる。さらに、構成上振動子の中央部で支持す
ることが可能なため、振動子の安定な支持が可能とな
る。In the present invention, the vibration occurs when the excitation means applies a circular vibration to the plate-shaped vibrating body, and in this state, a rotational angular velocity about a rotation axis perpendicular to the vibrating body is applied at the center of the vibrating body. By detecting the displacement of the vibrating body due to Coriolis force by the detecting means and calculating the rotational angular velocity from the detection signal, it is possible to place the vibratory gyroscope horizontally with respect to the rotation axis, and to reduce the height Can be achieved. Moreover, since the claws are basically bending vibrations, the resonance frequency is low and the detection sensitivity can be increased. Further, the one having the same detection sensitivity as that of the conventional product can be further downsized. Furthermore, since it can be supported at the center of the vibrator due to its configuration, the vibrator can be stably supported.

【００１０】[0010]

【発明の実施の形態】図１は本発明の振動型ジャイロス
コープの振動子の一例の構成を示す図である。図１にお
いて、図１（ａ）は振動子の側面図を、図１（ｂ）は振
動子の一主面（表面）に設けた励振手段の一例を、図１
（ｃ）は振動子の他の主面（裏面）に設けた検出手段の
一例を、それぞれ示している。図１に示す例において、
振動子１は、正四角形の平板状の振動体２と、振動体２
の表面全体に設けた圧電セラミック板３および圧電セラ
ミック板３の表面に設けた電極４−１〜４−４と、振動
体２の裏面全体に設けた圧電セラミック板５および圧電
セラミック板５の表面に設けた電極６−１〜６−４とか
ら構成されている。そして、圧電セラミック板３及び電
極４−１〜４−４が励振手段を構成し、圧電セラミック
板５及び電極６−１〜６−４が検出手段を構成してい
る。FIG. 1 is a diagram showing the structure of an example of a vibrator of a vibratory gyroscope according to the present invention. 1A is a side view of the vibrator, and FIG. 1B is an example of an excitation unit provided on one main surface (front surface) of the vibrator.
(C) shows an example of the detection means provided on the other main surface (back surface) of the vibrator, respectively. In the example shown in FIG.
The vibrator 1 includes a vibrating body 2 having a square plate shape and a vibrating body 2.
And the electrodes 4-1 to 4-4 provided on the entire surface of the piezoelectric ceramic plate 3 and the piezoelectric ceramic plate 5 provided on the entire back surface of the vibrating body 2 and the surface of the piezoelectric ceramic plate 5 6-1 to 6-4. The piezoelectric ceramic plate 3 and the electrodes 4-1 to 4-4 constitute an excitation unit, and the piezoelectric ceramic plate 5 and the electrodes 6-1 to 6-4 constitute a detection unit.

【００１１】振動体２としては、従来から知られている
エリンバー等の恒弾性金属板を使用することができる。
電極４−１〜４−４は、振動体２の中心に対して対称と
なるよう互いに絶縁した４つの正四角形の領域を形成し
ている。電極６−１〜６−４は、電極４−１〜４−４の
境界を９０°ずらした形状であり、振動体２の中心に対
して対称となるよう互いに絶縁した４つの二等辺三角形
の領域を形成している。そのため、電極６−１〜６−４
の各々は、電極４−１〜４−４のうちの２つの電極に対
応した位置に存在する。なお、励振手段及び検出手段
は、上述した各領域で交互に分極方向が逆の圧電セラミ
ック板３及び５を形成し、各圧電セラミック板３及び５
の表面全体に各々１枚の電極４及び６を設けても形成す
ることができる。また、振動体２を圧電性を有する単結
晶、例えば水晶、ＬｉＮｂＯ₃ 単結晶、ＬｉＴａＯ₃ 単
結晶等で構成し、励振手段及び検出手段としてその表面
及び裏面に所定の領域に分割して電極を設けることも考
えられる。As the vibrator 2, a conventionally known constant elastic metal plate such as Elinvar can be used.
The electrodes 4-1 to 4-4 form four regular square regions insulated from each other so as to be symmetric with respect to the center of the vibrating body 2. The electrodes 6-1 to 6-4 have a shape in which the boundaries between the electrodes 4-1 to 4-4 are shifted by 90 °, and are formed of four isosceles triangles insulated from each other so as to be symmetric with respect to the center of the vibrating body 2. Forming an area. Therefore, the electrodes 6-1 to 6-4
Are present at positions corresponding to two of the electrodes 4-1 to 4-4. In addition, the excitation means and the detection means form the piezoelectric ceramic plates 3 and 5 in which the polarization directions are alternately reversed in each of the above-described regions.
Can be formed even if one electrode 4 and 6 are provided on the entire surface of the substrate. Further, the vibrating body 2 is made of a single crystal having piezoelectricity, for example, quartz, LiNbO ₃ single crystal, LiTaO ₃ single crystal, or the like. It is also conceivable to provide them.

【００１２】次に、上述した振動子１における駆動及び
検出のくら形振動について図２を参照して説明する。ま
ず、図１（ａ）に示すように、振動子１の中心で支持体
７により振動子１を支持する。その状態で、電極４−１
〜４−４に交互に駆動モードが異なる振動を与える。具
体的にその一例を示すと、図１（ｂ）において（＋）の
領域と（−）の領域に互いに１８０°位相の異なる交流
電圧を励振電圧として加える。その結果、図２（ａ）に
示すように、対角線上の隅部が交互に上下するくら形振
動が振動子１に発生する。この時、振動子１の各辺の中
間部１１、１２、１３、１４の位置では、その点を中心
とした互いに異なる方向のモーメントＭが発生するだけ
で、振動はしない。この状態で、図１（ｂ）に示すよう
に、振動子１の中心から振動子１に直交する軸を回転軸
として回転角速度Ωが加わると、上記モーメントＭに対
してコリオリ力が働き、振動子１に図２（ｂ）に示すよ
うなコリオリ力によるくら形振動が発生する。このくら
形振動による圧電セラミック板５の変位を電極６−１〜
６−４で電気信号として求め、求めた電気信号の大きさ
から回転角速度Ωを求めることで、振動型ジャイロスコ
ープを構成することができる。Next, the driving and detecting claws of the vibrator 1 will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1A, the vibrator 1 is supported by the support 7 at the center of the vibrator 1. In this state, the electrode 4-1
Vibrations having different drive modes are alternately applied to .about.4-4. Specifically, as an example, in FIG. 1B, alternating voltages having phases different from each other by 180 ° are applied as excitation voltages to the (+) region and the (−) region. As a result, as shown in FIG. 2A, a vibrator 1 in which the corners on the diagonal line alternately rise and fall is generated in the vibrator 1. At this time, at the positions of the intermediate portions 11, 12, 13, and 14 on each side of the vibrator 1, only moments M in different directions centering on the points are generated, and no vibration occurs. In this state, as shown in FIG. 1B, when the rotational angular velocity Ω is applied from the center of the vibrator 1 to the axis orthogonal to the vibrator 1, the Coriolis force acts on the moment M, and the vibration As shown in FIG. 2 (b), a claws vibration occurs in the child 1 due to the Coriolis force. The displacement of the piezoelectric ceramic plate 5 due to the clad vibration is measured by the electrodes 6-1 to 6-1.
In 6-4, the vibration type gyroscope can be configured by obtaining an electric signal and obtaining the rotational angular velocity Ω from the obtained electric signal.

【００１３】上述した本発明の振動型ジャイロスコープ
では、振動型ジャイロスコープを回転軸に対して横置き
することが可能となり、低背化を達成することができ
る。また、励振及び検出の際のくら形振動は基本的には
屈曲振動であるため、共振周波数が低く、検出感度を上
げることができる。さらに、従来品と同じ感度のもの
を、より小型に得ることができる。さらにまた、振動子
１をその中央部で支持することができるため、振動子１
を安定に支持することができる。In the vibratory gyroscope of the present invention described above, the vibratory gyroscope can be placed laterally with respect to the rotation axis, and the height can be reduced. In addition, since the claws in excitation and detection are basically bending vibrations, the resonance frequency is low and the detection sensitivity can be increased. Furthermore, a product having the same sensitivity as that of the conventional product can be obtained in a smaller size. Furthermore, since the vibrator 1 can be supported at its center, the vibrator 1
Can be stably supported.

【００１４】なお、上述した例では、対称性が良好なこ
と及び作製の手間が少ないことから、検出手段を振動体
２の全面に設けた圧電セラミック板５と電極６−１〜６
−４とで構成したが、電極６−１〜６−４におけるくら
形振動は互いに位相は異なるものの同じ振動であるた
め、電極６−１〜６−４のうちの少なくとも１つの領域
のみに圧電セラミック板と電極とを設けても、本発明の
振動型ジャイロスコープを構成することができる。ま
た、励振用の各電極４−１〜４−４として交差指電極を
用いることもできる。その場合は、振動子１の強い励振
が可能となり、励振電圧を下げることも可能となる。In the above-described example, the piezoelectric ceramic plate 5 having the detecting means provided on the entire surface of the vibrating body 2 and the electrodes 6-1 to 6-6 have good symmetry and require little labor for fabrication.
However, since the clad vibrations at the electrodes 6-1 to 6-4 have the same phase but different phases, the piezoelectric vibration is applied only to at least one of the electrodes 6-1 to 6-4. Even if a ceramic plate and electrodes are provided, the vibratory gyroscope of the present invention can be configured. Also, interdigital electrodes can be used as the excitation electrodes 4-1 to 4-4. In that case, strong excitation of the vibrator 1 becomes possible, and it becomes possible to lower the excitation voltage.

【００１５】図３及び図４は本発明の振動型ジャイロス
コープの振動子の他の例の構成を示す図である。図３及
び図４において、図１と同一の部材には同一の符号を付
し、その説明を省略する。図３及び図４において、図３
（ａ）及び図４（ａ）は振動子の側面図を、図３（ｂ）
及び図４（ｂ）は振動子の一主面（表面）に設けた励振
手段の一例を、図３（ｃ）及び図４（ｃ）は振動子の他
の主面（裏面）に設けた検出手段を、それぞれ示してい
る。FIGS. 3 and 4 are views showing the configuration of another example of the vibrator of the vibratory gyroscope of the present invention. 3 and 4, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 3 and 4, FIG.
4A and 4A are side views of the vibrator, and FIG.
4 (b) shows an example of the excitation means provided on one main surface (front surface) of the vibrator, and FIGS. 3 (c) and 4 (c) show an example of the excitation means provided on another main surface (back surface) of the vibrator. Each of the detection means is shown.

【００１６】図３に示す例において、図１に示す例と異
なるのは、振動子１の形状が正八角形である点のみであ
り、その励振及び検出のくら形振動等の原理は全く同じ
である。図４に示す例において、図１に示す例と異なる
のは、振動子１の形状が円形である点のみであり、その
例振及び検出のくら形振動等の原理は全く同じである。
なお、図４に示す振動子１が円形の例において、励振用
のくら形振動を図４（ａ）に示すようにＢ₀₂モードと、
検出用のくら形振動を図４（ｂ）に示すようにＢ₀₂’モ
ードと一般的に呼んでいる。In the example shown in FIG. 3, the only difference from the example shown in FIG. 1 is that the shape of the vibrator 1 is a regular octagon. is there. The example shown in FIG. 4 differs from the example shown in FIG. 1 only in that the shape of the vibrator 1 is circular, and the principles of the example vibration and the detection-like vibration are exactly the same.
In addition, in the case where the vibrator 1 shown in FIG. 4 has a circular shape, the excitation vibration is changed to the _B02 mode as shown in FIG.
The clad vibration for detection is generally called the B ₀₂ ′ mode as shown in FIG.

【００１７】図３に示すように振動子１が正八角形の場
合、及び図４に示すように振動子１が円形の場合は、電
極４及び６の形状が同じであるため、励振用のくら形振
動の駆動モードと検出用のくら形振動の検出モードと
は、図１の例と異なり、同形モードとなる。そのため、
図３及び図４に示す例では、強いて計算して振動子１の
形状を変更して、検出モードと駆動モードとを一致させ
る必要はない。また、これらの例では、駆動モードの固
有の共振周波数と検出モードの固有の共振周波数とはほ
ぼ同じになると考えられ、検出感度は最良の状態とな
る。When the vibrator 1 is a regular octagon as shown in FIG. 3 and when the vibrator 1 is a circular shape as shown in FIG. 4, the electrodes 4 and 6 have the same shape, so that the excitation The driving mode of the shape vibration and the detection mode of the shape vibration for detection are different from the example of FIG. 1 and are the same shape mode. for that reason,
In the examples shown in FIGS. 3 and 4, it is not necessary to force the calculation to change the shape of the vibrator 1 so that the detection mode matches the drive mode. In these examples, it is considered that the unique resonance frequency of the drive mode and the unique resonance frequency of the detection mode are almost the same, and the detection sensitivity is in the best state.

【００１８】図５は本発明の振動型ジャイロスコープの
振動子のさらに他の例の構成を示す図である。図５にお
いて、図１と同じ部材には同じ番号を付し、その説明を
省略する。図５に示す例において、上述した実施例と異
なる点は、振動子１の両主面の周縁において、振動子１
の中心に対して対称となる位置に、すなわちこの例では
互いに４５°ずつずれた位置に、質量２１−１〜２１−
８及び２２−１〜２２−８を設けた点である。FIG. 5 is a view showing the configuration of still another example of the vibrator of the vibratory gyroscope of the present invention. 5, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The example shown in FIG. 5 is different from the above-described embodiment in that the vibrator 1
At the positions symmetric with respect to the center of the masses, that is, at positions shifted by 45 ° from each other in this example.
8 and 22-1 to 22-8.

【００１９】質量２１−１〜２１−８及び２２−１〜２
２−８を設けることで、回転角速度Ωによるコリオリ力
が質量２１−１〜２１−８及び２２−１〜２２−８に作
用し、その分だけ質量が無い場合に比べて大幅に検出感
度を上げることができる。この場合は、確かに低背化の
度合いは上述した実施例と比べて小さくなるが、従来の
縦置き型に比べれば十分な低背化が実現でき、検出感度
も維持できる。質量２１−１〜２１−８及び２２−１〜
２２−８は、くし歯、ブロック等のどのような形状の突
出部であってもかまわない。なお、本例においては、各
質量の形状は通常同様の形状として検出感度を最良とす
るが、応答性能を高めるため駆動モードの固有の共振周
波数ｆ₁ と検出モードの固有の共振周波数ｆ₂ とを所定
の周波数差とするため、質量の形状を各別に変えること
もできる。また、図５に示す例では、振動子１の両主面
の周縁に質量を設けたが、いずれか一方の主面の周縁の
みに質量を設けることもできる。この場合は、上述した
ように両主面の周縁に質量を設けた場合と比べると低い
が、検出感度をある程度は良好にできる。Masses 21-1 to 21-8 and 22-1 to 2
By providing 2-8, the Coriolis force due to the rotational angular velocity Ω acts on the masses 21-1 to 21-8 and 22-1 to 22-8, and the detection sensitivity is greatly improved compared to the case where there is no mass. Can be raised. In this case, the degree of height reduction is certainly smaller than that of the above-described embodiment, but a sufficient height reduction can be realized as compared with the conventional vertical type, and the detection sensitivity can be maintained. Masses 21-1 to 21-8 and 22-1 to
Reference numeral 22-8 may be a protrusion having any shape, such as a comb tooth or a block. In this example, the shape of each mass is usually the same shape to optimize the detection sensitivity. However, in order to improve the response performance, the resonance frequency f ₁ unique to the drive mode and the resonance frequency f ₂ unique to the detection mode are set. Can be changed to a predetermined frequency difference, the shape of the mass can be changed individually. Further, in the example shown in FIG. 5, the mass is provided on the periphery of both main surfaces of the vibrator 1, but the mass may be provided only on the periphery of either one of the main surfaces. In this case, the detection sensitivity can be improved to some extent, although it is lower than the case where the mass is provided on the peripheral edges of both main surfaces as described above.

【００２０】図６は本発明の振動型ジャイロスコープの
振動子のさらに他の例の構成を示す図である。図６に示
す例でも、図５に示す例と同様に、振動子１の両主面の
周縁において、振動子の中心に対して対称となる位置
に、すなわちこの例では互いに９０°ずつ離れた位置
に、質量２１−１〜２１−４及び２２−１〜２２−４を
設けている。振動子１の形状が正四角形の場合は、電極
４及び６の各領域の形状が異なるため、通常、駆動モー
ドの固有の共振周波数ｆ₁ と検出モードの固有の共振周
波数ｆ₂ とは異なっている。ところが、図６に示すよう
に質量２１−１〜２１−４及び２２−１〜２２−４を付
加することで、ｆ₁ とｆ₂ とをほぼ一致させることがで
き、その場合は検出感度をさらに高めることができる。
また、質量を設けることにより、あるいは質量を設けさ
らに各質量の形状等を変えることにより、ｆ₁ とｆ₂ と
を所定の周波数差にして、検出感度は若干悪化するが応
答特性を向上させる等、応答特性と検出感度を制御する
こともできる。FIG. 6 is a diagram showing the configuration of still another example of the vibrator of the vibratory gyroscope of the present invention. Also in the example shown in FIG. 6, similarly to the example shown in FIG. 5, the peripheral edges of both main surfaces of the vibrator 1 are symmetrical with respect to the center of the vibrator, that is, in this example, they are separated from each other by 90 °. Masses 21-1 to 21-4 and 22-1 to 22-4 are provided at positions. When the shape of the vibrator 1 is a regular square, the shape of each region of the electrodes 4 and 6 is different, so that the resonance frequency f ₁ inherent in the drive mode and the resonance frequency f ₂ inherent in the detection mode are different from each other. I have. However, by adding the mass 21-1 to 21-4 and 22-1 to 22-4 as shown in FIG. 6, it is possible to substantially coincide with the f ₁ and f _2, the case sensitivity Can be even higher.
Further, by providing the mass, or by changing further the respective mass of the shape provided by mass, and the f ₁ and f ₂ to a predetermined frequency difference, the detection sensitivity is slightly worse, but improve the response characteristics and the like The response characteristics and the detection sensitivity can also be controlled.

【００２１】[0021]

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
よれば、励振手段により平板状の振動体にくら形振動を
与え、その状態で、振動体の中心において振動体に直交
する回転軸のまわりの回転角速度を与えた場合に発生す
るコリオリ力に起因する振動体の変位を検出手段により
検出し、検出信号から回転角速度を求めるよう構成して
いるため、振動型ジャイロスコープを回転軸に対して横
置きすることを可能とし、低背化を達成することができ
る。また、くら形振動は基本的には屈曲振動なので、共
振周波数が低く、検出感度を上げることができる。ま
た、従来品と同じ検出感度のものを、より小型化でき
る。さらに、構成上振動子の中央部で支持することが可
能なため、振動子の安定な支持が可能となる。As is clear from the above description, according to the present invention, the plate-shaped vibrating body is provided with a circular vibration by the excitation means, and in this state, the rotation perpendicular to the vibrating body at the center of the vibrating body is performed. Since the detector is configured to detect the displacement of the vibrating body caused by the Coriolis force generated when the rotational angular velocity around the axis is given, and to determine the rotational angular velocity from the detection signal, the vibration type gyroscope is rotated by the rotational axis. Can be placed horizontally, and a reduction in height can be achieved. Moreover, since the claws are basically bending vibrations, the resonance frequency is low and the detection sensitivity can be increased. Further, the one having the same detection sensitivity as that of the conventional product can be further downsized. Furthermore, since it can be supported at the center of the vibrator due to its configuration, the vibrator can be stably supported.

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

【図１】本発明の振動型ジャイロスコープの振動子の一
例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a vibrator of a vibratory gyroscope according to the present invention.

【図２】図１に示す振動子における励振及び検出時のく
ら形振動を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a circular vibration at the time of excitation and detection in the vibrator shown in FIG. 1;

【図３】本発明の振動型ジャイロスコープの振動子の他
の例の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of another example of the vibrator of the vibratory gyroscope of the present invention.

【図４】本発明の振動型ジャイロスコープの振動子のさ
らに他の例の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of still another example of the vibrator of the vibratory gyroscope of the present invention.

【図５】本発明の振動型ジャイロスコープの振動子のさ
らに他の例の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of still another example of the vibrator of the vibratory gyroscope of the present invention.

【図６】本発明の振動型ジャイロスコープの振動子のさ
らに他の例の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of still another example of the vibrator of the vibratory gyroscope of the present invention.

【図７】従来の振動型ジャイロスコープの振動子の一例
の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an example of a vibrator of a conventional vibratory gyroscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 振動子、２ 振動体、３、５ 圧電セラミック体、
４、４−１〜４−４、６、６−１〜６−４ 電極、７
支持体、１１、１２、１３、１４ 中間部、２１−１〜
２１−８、２２−１〜２２−８ 質量1 vibrator, 2 vibrator, 3, 5 piezoelectric ceramic body,
4, 4-1 to 4-4, 6, 6-1 to 6-4 electrodes, 7
Support, 11, 12, 13, 14 Intermediate part, 21-1
21-8, 22-1 to 22-8 Mass

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】平板状の振動体と、この振動体の一主面に
設けた、交互に駆動モードが異なる複数の領域が、前記
振動体の中心に対して対称となるよう構成され、前記振
動体にくら形振動を与える励振手段と、前記振動体の他
の主面であって、前記励振手段の駆動モードが異なる隣
接する２つの領域に対応する位置に設けた少なくとも１
つの検出手段とからなる振動子を備え、検出手段の検出
信号に応じて回転角速度を求めることを特徴とする振動
型ジャイロスコープ。1. A flat vibrating body and a plurality of regions provided on one main surface of the vibrating body and having different driving modes alternately are configured to be symmetric with respect to the center of the vibrating body. Exciting means for giving a jig-shaped vibration to the vibrating body, and at least one of the other main surfaces of the vibrating body provided at positions corresponding to two adjacent areas in which the driving modes of the exciting means are different.
A vibratory gyroscope comprising: a vibrator including two detecting means; and determining a rotational angular velocity according to a detection signal of the detecting means. 【請求項２】前記振動体が恒弾性金属からなり、前記励
振手段および検出手段が、圧電セラミックと電極とから
構成される請求項１記載の振動型ジャイロスコープ。2. The vibratory gyroscope according to claim 1, wherein said vibrating body is made of a constant elastic metal, and said exciting means and detecting means are composed of piezoelectric ceramics and electrodes. 【請求項３】前記励振手段の交互に異なる駆動モードを
有する領域に印加される励振電圧の位相が１８０°ずれ
ている請求項１または２記載の振動型ジャイロスコー
プ。3. The vibratory gyroscope according to claim 1, wherein the phases of the excitation voltages applied to the regions of the excitation means having alternately different drive modes are shifted by 180 °. 【請求項４】前記振動子の少なくとも一主面の周縁上で
あって、振動子の中心に対して対称となる位置に質量を
付加した請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動型ジ
ャイロスコープ。4. The vibration according to claim 1, wherein a mass is added to a position symmetrical with respect to a center of the vibrator on a periphery of at least one main surface of the vibrator. Type gyroscope. 【請求項５】前記振動子の中央部で振動子を支持する請
求項１〜４のいずれか１項に記載の振動型ジャイロスコ
ープ。5. The vibratory gyroscope according to claim 1, wherein the vibrator is supported at a central portion of the vibrator.