JPH10325728A - 角速度センサの調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動子を駆動軸方向に振動させた際に生じる
検出軸方向の不要振動を確実に抑制して、角速度センサ
のオフセット温度ドリフトを低減する。 【解決手段】 音叉形状の振動子２を備えた角速度セン
サにおいて、駆動電極１２ａ，１２ｂに夫々位相の反転
した駆動信号を入力して、振動子２を振動させる。駆動
信号の周波数は、角速度検出時に振動子２を励振する駆
動軸方向の共振周波数ではなく、駆動軸に直交する検出
軸方向の共振周波数である。そして検出電極２２ｂに流
れる電流を電流−電圧変換回路４４を用いて検出し、そ
の検出信号と駆動信号とをオシロスコープ４６に表示
し、各信号の位相差からトリミングすべき振動子２の稜
線を決定して、その稜線を、検出信号の振幅が零（又は
所定しきい値）になるまでトリミングする。この結果、
角速度検出時に生じる検出軸方向の不要振動を抑制し
て、オフセット温度ドリフトを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車両制
御、ナビゲーション、ビデオカメラの手振れ防止等に用
いられる振動型の角速度センサを構成する振動子の振動
特性を調整する調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、角柱状に形成された
一対のアーム部とこれら各アーム部の一端を連結する連
結部とからなる音叉形状の振動子を備えた角速度センサ
（例えば特開平８−２１０８６０号公報参照）、一端が
固定された角柱状の振動子を備えた角速度センサ（特開
平８−１５２３２８号公報参照）、或いは、両端が自由
になるように振動の節部が固定された角柱状の振動子を
備えた角速度センサ（例えば特開平６−２４１８１５号
公報参照）等、角速度を角柱状に形成された振動部を用
いて検出するようにした角速度センサが知られている。

【０００３】この種の角速度センサは、振動子の振動部
を、その長手方向の中心軸と直交する所定の駆動軸方向
に振動させておき、振動子に角速度が入力されたときに
振動子が受けるコリオリ力を、振動部において駆動軸方
向と直交する検出軸方向に生じる振動の大きさから検出
することにより、振動子に加わった角速度を検出するた
めのものであり、一般には、振動子を金属にて形成し、
その外壁に駆動及び検出用の圧電体を貼り付けたもの
と、振動子を圧電体にて形成し、その外壁に駆動及び検
出用の電極を形成したものとの２タイプが知られてい
る。

【０００４】ところで、この種の角速度センサにおいて
は、振動部の駆動軸方向の共振周波数（換言すれば、振
動子を駆動軸方向に振動させる際の駆動信号の周波数；
以下、駆動周波数ｆｄという）と、検出軸方向の共振周
波数（換言すれば、角速度検出時の検出軸方向の振動周
波数；以下、検知周波数ｆｓという）とが近接してい
る。このため、角速度センサを駆動周波数ｆｄにて駆動
軸方向に振動させているとき、角速度センサに角速度が
加わっていないにも関わらず、振動部が検出軸方向に振
動し、不要な検出信号（オフセット信号）が発生すると
いった問題があった。

【０００５】そして、このオフセット信号は、角速度セ
ンサの使用環境によらず常に一定であれば、角速度検出
時に得られた検出信号からオフセット信号分を除去する
ことによって角速度を正確に検出できるようになるので
あるが、実際には、オフセット信号は角速度センサの温
度によって変化することから、上記従来の角速度センサ
では、オフセット信号によって角速度を高精度に検出す
ることができないといった問題があった。

【０００６】一方、従来では、このオフセット信号を低
減する方法として、例えば、特開平６−２８９０４３号
公報に開示されているように、角速度センサを実際に駆
動してオフセット信号を検出し、このオフセット信号が
零になるように、振動子の振動特性を調整することが提
案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の調
整方法では、角速度センサの温度変化に対するオフセッ
ト信号の変化（以下、オフセット温度ドリフトという）
を充分低減することができないことがわかった。つま
り、従来では、角速度センサに角速度が加わっていない
ときに生じるオフセット信号を零にすれば、オフセット
温度ドリフトを零にできるという考えに沿って振動子の
振動特性を調整していたが、ある温度条件下でオフセッ
ト信号を零にしても、振動子の温度が変化するとオフセ
ット信号が発生してしまい、オフセット温度ドリフトを
零にすることはできないのである。

【０００８】そして、本願発明者がこの原因を詳細に調
査したところ、次のことがわかった。即ち、上記オフセ
ット信号は、振動子を駆動軸方向に振動させた際に検出
軸方向に生じる不要振動だけでなく、振動子を駆動する
ために駆動用の電極や圧電体に印加される駆動信号によ
って振動子内部に生じる電気的ノイズ、振動子の駆動軸
方向及び検出軸方向の共振周波数の高調波成分等によっ
ても変化する。そして、オフセット温度ドリフトは、こ
のオフセット信号に影響を与える振動子の不要振動、電
気的ノイズ、共振周波数の高調波成分等のうち、振動子
の不要振動が温度によって変化することによって生じる
ものであり、他の要素の影響を受けないことがわかっ
た。

【０００９】従って、従来のように、単にオフセット信
号を検出して、オフセット信号が零になるように振動子
の振動特性を調整しても、オフセット温度ドリフトに影
響を与える振動子の不要振動を抑制できるとは限らず、
結局、従来の調整方法では、オフセット温度ドリフトを
確実に低減することができないのである。

【００１０】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、振動型の角速度センサにおいて、振動子を駆
動軸方向に振動させた際に生じる検出軸方向の不要振動
を抑えて、検出信号のオフセット温度ドリフトを確実に
抑制できる角速度センサの調整方法を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の発明は、角柱状に形成さ
れた振動部を有する振動子と、外部から入力される駆動
信号により、振動子を、振動部の長手方向の中心軸に直
交した駆動軸方向に励振する駆動手段と、振動部におい
て駆動軸に直交した検出軸方向に生じる振動を検出する
検出手段とを備えた角速度センサにおいて、駆動手段に
よる振動子の励振時に検出軸方向に生じる振動部の不要
振動を抑えるために、振動子の振動特性を調整する調整
方法であって、振動部の検出軸方向の共振周波数に対応
した交流電圧を駆動信号として駆動手段に入力すること
により振動子を振動させ、そのとき検出手段にて得られ
る検出信号の振幅が小さくなるように、振動子の振動特
性を調整することを特徴とする。

【００１２】このように、本発明方法では、振動子の振
動特性を調整するに当たって、従来のように振動子を角
速度検出時の駆動周波数ｆｄで振動させるのではなく、
振動子を検出軸方向の共振周波数（検知周波数ｆｓ）で
振動させる。従って、本発明において、振動特性調整時
に得られる検出信号には、通常駆動時に生じるオフセッ
ト信号と同様、振動子の振動部を駆動軸方向に振動させ
た際に検出軸方向に生じる不要振動に加えて、電気的ノ
イズや共振周波数の高調波成分等のノイズ成分が含まれ
るものの、このノイズ成分は著しく小さくなり、検出信
号は、振動部の検出軸方向の不要振動に応じて変化する
ことになる。

【００１３】つまり、本発明方法によれば、振動部を検
知周波数ｆｓにて振動させているため、振動部を駆動周
波数ｆｄにて振動させた場合に比べて、検出軸方向に生
じる不要振動を大きく増幅することができ、検出手段を
介して得られる検出信号は、上記ノイズ成分の影響を殆
ど受けることなく、不要振動に略対応して変化すること
になり、この検出信号から、振動子における検知周波数
ｆｓでの振動成分の伝達特性を検出できるようになる。

【００１４】そして、本発明では、その検出信号の振幅
が小さくなるように振動子の振動特性を調整することか
ら、この調整により、角速度検出時に振動部の検出軸方
向に生じる不要振動を確実に低減することができ、この
不要振動によって生じるオフセット温度ドリフトを抑制
することが可能になる。

【００１５】尚、本発明方法により振動子の振動特性を
調整した場合、角速度検出時に得られる検出信号には、
電気的ノイズや共振周波数の高調波成分等のノイズ成分
がオフセット信号として重畳されることになるが、この
オフセット信号は、温度によって変化することはないの
で、検出信号からこのオフセット信号分を除去するよう
にすれば、角速度を極めて正確に検出することが可能に
なる。

【００１６】ここで、振動子の振動特性の調整とは、振
動子の剛性を調整することであり、具体的には、振動子
に対して、剛性を調整可能な部材（例えば金属片等）を
貼り付けるとか、或いは、振動子の一部を削る、といっ
た手法で、振動子の断面形状を変えるようにすればよ
い。そして、特に請求項２に記載のように、振動子の一
部を削るようにすれば、振動子に調整用部材を貼り付け
る場合に比べて、調整作業を簡単に行うことができる。

【００１７】また振動子の一部を削って振動子の特性を
調整する場合、振動子の壁面を削るようにしてもよい
が、より調整作業を簡単にするには、請求項３に記載の
ように、振動子において振動部の長手方向に沿った稜線
の少なくとも一つを削るようにすればよい。

【００１８】そして、このように振動部の稜線を削って
振動子の振動特性を調整する際、例えば、請求項４に記
載のように、振動子が、振動部としての一対のアーム部
と、各アーム部の一端を互いに連結する連結部とにより
音叉形状に形成されている場合には、振動子における一
対のアーム部の長手方向に沿った稜線の内の少なくとも
一つを削るようにすればよい。つまり、音叉形状の振動
子では、角速度検出用の振動部として、連結部により互
いに連結された一対のアーム部が備えられるが、この一
対のアーム部の内の一方のアーム部側の稜線を削れば、
振動子全体の振動特性を調整できる。

【００１９】また、このように音叉を利用して角速度を
検出する角速度センサとしては、請求項５に記載のよう
に、一対のアーム部と連結部とからなる二組の音叉部
を、各音叉部の連結部を共通にして一体化することによ
って、櫛形又はＨ字形に形成した振動子を備え、角速度
の検出時には、駆動手段が、振動子の一方の音叉部を構
成する各アーム部を各アーム部の長手方向の中心軸に直
交した駆動軸方向に励振させ、検出手段が、駆動手段に
より励振されない他方の音叉部を構成する各アーム部に
生じた駆動軸とは直交する検出軸方向の振動を検出する
ように構成することも考えられる。

【００２０】そして、このような櫛形又はＨ字形の振動
子を有する角速度センサにおいて、その振動子の振動特
性を調整する際には、二組の音叉部を構成するアーム部
の長手方向に沿った稜線の内の少なくとも一つを削るよ
うにすれば、振動子全体の振動特性を調整することがで
きる。

【００２１】また、請求項４に記載のような音叉形状の
振動子を有する角速度センサ、或いは請求項５に記載の
ような二組の音叉を組み合わせた櫛形又はＨ字形の振動
子を有する角速度センサにおいては、音叉を形成するア
ーム部の根本付近を削ることにより、振動子の振動特性
を大きく変化させることができるので、この場合の調整
作業は、請求項６に記載のように、アーム部の連結部付
近の稜線，連結部の稜線，及びアーム部の連結部付近か
ら連結部側に至る稜線のいずれかを削るようにすればよ
い。

【００２２】そして、このようにすれば、比較的少ない
削り量で振動子の振動特性を大きく変化させることがで
きるので、振動特性調整のために振動子を削る量を少な
くできる。この結果、調整作業を効率よく行うことがで
きると共に、調整により振動子の強度が低下するのを防
止できる。

【００２３】一方、振動子が、音叉形状或いは２組の音
叉部を有する櫛形又はＨ字形ではなく、角柱の一端が固
定された一つの振動部からなる場合には、請求項７に記
載のように、振動部の固定部付近の稜線を削るようにす
ればよく、振動子が、角柱の両端が自由となるように振
動時の節となる部分が固定された一つの振動部からなる
場合には、請求項８に記載のように、振動部の長手方向
中央部付近の稜線を削るようにすればよい。これは、振
動子が角柱の一端が固定された一つの振動部からなる場
合には、振動部の固定部付近を削ることによって振動特
性を大きく変化させることができ、振動子が角柱の両端
が自由となるように振動時の節となる部分が固定された
一つの振動部からなる場合には、振動部の長手方向中央
部付近を削ることによって振動特性を大きく変化させる
ことができるからである。つまり、このようにすれば、
調整時に振動子を削る量を少なくして、調整作業の効率
化を図ることができると共に、調整により振動子の強度
が低下するのを防止できる。

【００２４】尚、このように振動部の稜線を削って振動
子の振動特性を調整する場合、調整作業を行う稜線とし
ては、検出信号の振幅を低減できる稜線であればどこで
もよいが、削るべき稜線は、振動子の形状（寸法）が決
まれば、駆動手段に入力する駆動信号の位相と検出信号
の位相との関係から一義的に設定できるため、実際に調
整作業を行う際には、駆動信号と検出信号とを同時にモ
ニタし、各信号の位相関係から調整作業を行う稜線を決
めるようにすればよい。

【００２５】また、振動部の稜線を削って振動子の振動
特性を調整する場合には、請求項９に記載のように、稜
線を削る長さを調整するようにしてもよく、請求項１０
に記載のように、稜線を削る深さを調整するようにして
もよい。そして、このように稜線を削っていった場合、
削りすぎると検出信号の振幅が増加することになるが、
このような場合には、他の稜線（例えば振動部が４角柱
であれば、隣接する稜線）を削れば検出信号の振幅を減
少させることができる。

【００２６】また、本発明の調整方法は、振動子におけ
る検出軸方向の共振周波数に対応した振動成分の伝達特
性を検出して、これが小さくなるように振動子の振動特
性を調整するものであるため、上記のような振動子の形
状（音叉形状，音叉を利用した櫛形又はＨ字形，角柱
状）に関係なく、角柱状に形成された振動部を１又は複
数備えた振動子を用いて角速度を検出する所謂振動型の
角速度センサであれば、どのようなタイプの角速度セン
サであっても適用できる。

【００２７】具体的には、例えば、振動子を金属にて形
成し、その外壁に、駆動手段及び検出手段としての圧電
体を貼り付けた角速度センサであっても、或いは、振動
子を圧電体にて形成し、その外壁に、駆動手段及び検出
手段としての電極を形成した角速度センサであっても、
本発明方法を適用することにより、上述の効果を得るこ
とができる。

【００２８】そして、特に、請求項１１に記載のよう
に、振動子が圧電体からなる角速度センサの調整に利用
すれば、角速度を高精度に検出可能な角速度センサを安
価に実現できるので、好ましい。つまり、振動子を圧電
体にて構成した角速度センサは、振動子に圧電体を貼り
付ける必要がないため、振動子を金属にて形成した角速
度センサに比べて製造が容易で安価に実現できることか
ら、このタイプの角速度センサの調整に本発明を適用す
れば、良好な検出精度を得られる角速度センサを安価に
実現できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図１は実施例の角速度センサ全体の構成を
表わす斜視図、図２は本実施例の振動子を前後，左右か
ら見た状態を表す説明図である。

【００３０】図１に示す如く、本実施例の角速度センサ
は、左右一対のアーム部４，６と各アーム部４，６の一
端を連結する連結部８とにより音叉形状に形成された振
動子２を備える。振動子２のアーム部４，６及び連結部
８は、夫々４角柱状になっており、振動子２は、これら
各部を圧電体にて一体形成することにより作製される。
尚、振動子２を構成する圧電体には、ＰＺＴ等のセラミ
ック圧電体や水晶等を用いることができるが、本実施例
の振動子２には、分極方向を任意に設定可能で製造し易
いＰＺＴが使用されている。

【００３１】次に、図２（ａ）に示す如く、振動子２に
おいて凹字状を呈する一方の面（Ｘ１面）には、連結部
８から各アーム部４，６にかけて一対の駆動電極１２
ａ，１２ｂが形成され、これら各駆動電極１２ａ，１２
ｂから各アーム部４．６の先端に至る部分には、モニタ
電極１４ａ，１４ｂ及び仮ＧＮＤ電極１６ａ，１６ｂ
と、分極用電極１８ａ，１８ｂとが順に形成され、更に
各アーム部４，６の先端には、検出信号取出用のパット
電極２０ａ，２０ｂが形成されている。

【００３２】そして、駆動電極１２ａ及び１２ｂは、連
結部８を通って、各アーム部４，６が互いに対向する対
向面側と、各アーム部４，６の左右の外側面（Ｙ１，Ｙ
２面）側とに夫々形成され、モニタ電極１４ａ及び１４
ｂは、各アーム部４，６の対向面側に夫々形成され、仮
ＧＮＤ電極１６ａ及び１６ｂは、各アーム部４，６のＹ
１，Ｙ２面側に夫々形成され、分極用電極１８ａ，１８
ｂは、各アーム部４，６のＹ１，Ｙ２面側から対向面側
に至る幅方向全体に夫々形成され、パット電極２０ａ及
び２０ｂは、各アーム部４，６のＹ１，Ｙ２面側に夫々
形成されている。尚、各分極用電極１８ａ，１８ｂは、
短絡用電極２６ａ，２６ｂを介して、仮ＧＮＤ電極１６
ａ，１６ｂに夫々接続（短絡）されている。

【００３３】一方、各アーム部４，６のＹ１，Ｙ２面側
では、図２（ｂ）及び（ｃ）に夫々示す如く、分極用電
極１８ａ，１８ｂと対応する位置に、検出電極２２ａ，
２２ｂが夫々形成され、振動子２において凹字状を呈す
る他方の面（Ｘ２面）には、図２（ｄ）に示す如く、駆
動電極１２ａ，１２ｂ、モニタ電極１４ａ，１４ｂ，及
び検出電極１８ａ，１８ｂに対する基準電極となる仮Ｇ
ＮＤ電極２４が形成されている。尚、検出電極２２ａ，
２２ｂは、各アーム部４，６のＹ１，Ｙ２面において、
その中心よりＸ２面側の位置に形成されている。

【００３４】そして、Ｘ２面側の仮ＧＮＤ電極２４とＸ
１面側の仮ＧＮＤ電極１６ａ，１６ｂとは、夫々、各ア
ーム部４．６のＹ１，Ｙ２面に形成された短絡用電極２
８ａ，２８ｂを介して、互いに接続（短絡）されてい
る。また、Ｘ１，Ｘ２面側のパット電極２０ａ，２０ｂ
とＹ１，Ｙ２面側の検出電極２２ａ，２２ｂとは、夫
々、Ｙ１，Ｙ２面に形成された検出信号引き出し用の電
極（引出電極）３０ａ，３０ｂを介して、互いに接続
（短絡）されている。

【００３５】尚、本実施例の振動子２は、Ｙ１，Ｙ２面
に形成された検出電極２２ａ，２２ｂ、短絡用電極２８
ａ，２８ｂ及び引出電極３０ａ，３０ｂを除く各電極
を、音叉形状に形成した圧電体の各面に形成した後、Ｘ
１，Ｘ２面に形成された各電極間に電圧を印加すること
により、圧電体をＸ１面からＸ２面に至る方向（図１に
矢印で示す方向）に分極処理し、その後、Ｙ１，Ｙ２面
に、検出電極２２ａ，２２ｂ、短絡用電極２８ａ，２８
ｂ及び引出電極３０ａ，３０ｂを夫々形成して、Ｘ２面
側の仮ＧＮＤ電極２４とＸ１面側の仮ＧＮＤ電極１６
ａ，１６ｂ、Ｘ１面側のパット電極２０ａ，２０ｂとＹ
１，Ｙ２面側の検出電極２２ａ，２２ｂ、を夫々短絡さ
せる、といった手順で作製される。

【００３６】次にこのように作製された振動子２は、連
結部８側端面を、断面がエの字状に形成されたサポータ
３２の台座部３２ｂに接着剤（例えばエポキシ系の接着
剤）で接合し、更にサポータ３２の本体側を、スペーサ
３４を介して、溶接又は接着等で板状のベース３６の表
面に固定することにより、ベース３６に対して、裏面
（Ｘ２面）がベース２２の表面と対向するように固定さ
れる。

【００３７】サポータ３２は、スペーサ３４を介してベ
ース３６に固定される本体側に対し、振動吸収用の首部
３２ａを介して、振動子２を接合するための台座部３２
ｂを形成したものであり、例えば、４２Ｎのような金属
により、断面エの字状に一体形成されている。また、ベ
ース３６は、振動子２を角速度センサの筐体或は角速度
の検出対象となる車体等に直接又は防振ゴムを介して固
定するためのものである。そして、ベース３６には、振
動子２に形成された駆動電極１２ａ，１２ｂ、モニタ電
極１４ａ，１４ｂ、仮ＧＮＤ電極１６ａ，１６ｂ、及び
パット電極２０ａ，２０ｂに対応した８個のターミナル
Ｔ１〜Ｔ８が立設されている。各ターミナルＴ１〜Ｔ８
は、上記各電極と図示しない検出回路との中継を行うた
めのものであり、各電極とターミナルＴ１〜Ｔ８とは、
夫々、ワイヤＷ１〜Ｗ８を介して、ワイヤボンディング
により接続されている。尚、ベース３６と各ターミナル
Ｔ１〜Ｔ８とは電気的に絶縁されている。

【００３８】このように構成された本実施例の角速度セ
ンサを用いて、角速度を検出する際には、まず、振動子
２のＸ１面に形成された駆動電極１２ａ，１２ｂと、Ｘ
２面に形成された仮ＧＮＤ電極２４との間に、夫々、位
相が反転した交流電圧を駆動信号として印加することに
より、各アーム部４，６を、アーム部４，６の配列方向
（左右方向）に沿った駆動軸（図に示すＹ軸）方向に共
振させる。尚、このとき駆動信号として印加する交流電
圧の周波数は、振動子２のＹ軸方向の共振周波数であ
る。そして、この駆動時には、モニタ電極１４ａ，１４
ｂからの出力（電流）をモニタし、各アーム部４，６の
Ｙ軸方向への振幅が温度が変わっても一定となるよう
に、駆動信号を制御する（自励制御発振）。

【００３９】次に、このように振動子２を自励制御発振
させている場合に、各アーム部４，６の中心位置にて各
アーム部４，６に平行なＺ軸を中心とするＺ軸回りの角
速度Ωが入力されると、各アーム部４，６は、コリオリ
力により、Ｘ１，Ｘ２面を貫くＸ軸方向（検出軸方向）
に振動する。そして、このＸ軸方向の振動成分は、検出
電極２２ａ，２２ｂと、仮ＧＮＤ電極２４との間に流れ
る電流に比例することから、これら各電極間の電流を夫
々電圧値に変換し、この電圧値の差分を取ることによ
り、角速度Ωを検出する。

【００４０】ところで、このように本実施例の角速度セ
ンサを用いてＺ軸回りの角速度Ωを検出する場合、前述
したオフセット温度ドリフトが生じると、角速度Ωの検
出精度が低下する。そこで、本実施例では、このオフセ
ット温度ドリフトの主原因である各アーム部４，６にお
けるＸ軸方向の不要振動を、零又は所定のしきい値以下
に抑制する調整を行う。以下、この調整方法について説
明する。

【００４１】この調整作業を行う際には、仮ＧＮＤ電極
２４を基準電位に接地しておき、各駆動電極１２ａ，１
２ｂに対して、基準電位を中心に変動し、且つ位相が反
転した交流の駆動信号を印加する。具体的には、図３に
示すように、発振器４０から交流の駆動信号を発生さ
せ、駆動電極１２ｂには、この駆動信号を直接入力し、
駆動電極１２ａには、この駆動信号を位相反転用の反転
回路４２を介して入力する。尚、このとき発振器４０か
ら出力させる駆動信号の周波数は、角速度検出時の駆動
周波数ｆｄではなく、各アーム４，６のＸ軸方向の共振
周波数（検知周波数ｆｓ）である。

【００４２】一方、検出電極２２ｂには、検出電極２２
ｂと仮ＧＮＤ電極２４との間に流れる電流を電圧に変換
する電流−電圧変換回路４４を接続しておき、この回路
４４を介してアーム部６のＸ軸方向の振動状態を表す検
出信号を取り出す。尚、電流−電圧変換回路４４は、オ
ペアンプＯＰ１と抵抗器Ｒ１とからなる周知のものであ
る。

【００４３】そして、この検出信号と、発振器４０から
の駆動信号とを、夫々、オシロスコープ４６に入力し、
各信号波形を表示させる。そして、オシロスコープ４６
に表示された検出信号のレベル（振幅）が零（又は所定
のしきい値）よりも大きい場合には、各信号の位相関係
から、振動子２をトリミングすべき方向を決め、その方
向の稜線をリュータ４８等を用いてトリミングする（図
４（ａ）参照）。

【００４４】例えば、図５（ａ）に示す如く、駆動信号
と検出信号とが同相である場合には、右側のアーム部６
のＸ１面とＹ２面との境界である稜線部分をトリミング
し、図５（ｂ）に示す如く、駆動信号と検出信号とが逆
相である場合には、左側のアーム部４のＸ１面とＹ１面
との境界である稜線部分をトリミングする。すると、検
出信号の振幅は低下してゆくことから、この振幅が略零
（又は所定のしきい値）になるまで、トリミングを続け
る。

【００４５】このような手順で実際に振動子２（サンプ
ル１，サンプル２）を調整した結果を図６に示す。図６
（ａ）に示す如く、サンプル１の場合、調整前には、検
出信号と駆動信号との位相が同相で、検出信号（出力）
の振幅が５６．２ｍＶであったのに対し、右側のアーム
部６のＸ１面とＹ２面との境界である稜線部分をトリミ
ングすることにより、位相は同相のままで、振幅を５．
６ｍＶまで低減した。その結果、調整前には、１７°／
sec.あったオフセット温度ドリフトを、３°／sec.にま
で低減できた。一方、図６（ｂ）に示す如く、サンプル
２の場合、調整前には、検出信号と駆動信号との位相が
逆相で、検出信号（出力）の振幅が３７．５ｍＶであっ
たのに対し、左側のアーム部４のＸ１面とＹ１面との境
界である稜線部分をトリミングすることにより、位相は
逆相のままで、振幅を３．２ｍＶまで低減した。その結
果、調整前には、１１°／sec.あったオフセット温度ド
リフトを２°／sec.にまで低減できた。従って、上記調
整方法により、振動子２の検出軸方向（Ｘ軸方向）への
不要振動を低減して、オフセット温度ドリフトを充分抑
制できることがわかる。

【００４６】次に、トリミング量と検出信号の振幅及び
オフセット温度ドリフトの関係について説明する。図７
に示す如く、駆動信号と検出信号との位相が逆相である
場合に、上記調整方法にて、左側のアーム部４のＸ１面
とＹ１面との境界である稜線部分をトリミングしてゆく
と、検出信号の振幅は低下してゆくが、トリミング量を
更に増やすと、駆動信号と検出信号との位相が反転して
同相となり、検出信号の振幅が増加してゆく。一方、オ
フセット温度ドリフトの方は、トリミングによる振動子
２の振動特性の変化に従い低下してゆくが、トリミング
量を更に増やすと、温度に対しての傾きが反転し、ドリ
フト幅は増加してゆく。次にこのように駆動信号と検出
信号との位相関係が反転して各信号が同相となった状態
で、右側のアーム部６のＸ１面とＹ２面との境界である
稜線部分をトリミングしてゆくと、検出信号の振幅が減
少し、オフセット温度ドリフトも低下してゆく。従っ
て、トリミングによる振動子２の振動特性調整時に、ト
リミングし過ぎた場合でも、トリミングする位置（稜
線）を変えることで、振動特性を容易に調整し直すこと
ができる。

【００４７】尚、本実施例の振動子２の大きさは、各ア
ーム部４，６のＹ軸方向（左右方向）の幅が約２．０ｍ
ｍ、各アーム部４，６間の隙間（Ｙ軸方向の幅）が約
０．６ｍｍ、連結部８のＺ軸方向の幅が約３ｍｍ、アー
ム部４，６及び連結部８のＸ軸方向の厚みが約２．１ｍ
ｍ、連結部８のＺ軸方向のアーム部４，６の先端から連
結部８のサポータ３２側端面までの長さが約２０ｍｍで
ある。また、サポータ３２のＺ軸方向の長さは約４ｍｍ
である。

【００４８】そして、この寸法の振動子２においては、
アーム部４，６の根本（連結部８との接合位置）から５
ｍｍ以上離れた先端側でトリミングを行っても大きな効
果は得られず、上記調整時には、アーム部４，６の根本
付近をトリミングした。また、トリミング位置として
は、アーム部４，６側、或いは連結部８側のみをトリミ
ングするようにしてもよいが、振動子２のダメージを考
慮し、少ないトリミング量で効果を得るには、アーム部
４，６及び連結部８の両方をトリミングすることが望ま
しい。また、このようにトリミングする際、アーム部
４，６の根本付近で、削る深さを調整してもよいが、振
動子２のダメージを考慮すると、深さは０．５ｍｍ程度
までにすることが望ましい。

【００４９】ところで、上記調整方法の説明では、検出
信号と駆動信号との位相が同相である場合には、右側の
アーム部６のＸ１面とＹ２面との境界である稜線部分を
トリミングし、検出信号と駆動信号との位相が逆相であ
る場合には、左側のアーム部４のＸ１面とＹ１面との境
界である稜線部分をトリミングするものとして説明した
が、検出信号の振幅を少なくするため（換言すればオフ
セット温度ドリフトを低減するため）にトリミングすべ
き稜線の位置は、振動子２の形状や大きさ等によって異
なることから、振動子の種類が異なれば、検出信号と駆
動信号との位相関係に応じてトリミングすべき稜線が逆
になることもある。従って、検出信号と駆動信号との位
相関係に応じて最初にトリミングする稜線については、
調整対象となる振動子の種類に応じて適宜設定しておけ
ばよい。

【００５０】また、本実施例のような音叉形状の振動子
の場合、図４（ｂ）に示す如く、左側のアーム部４のＸ
１面の外側（Ｙ１側）の稜線Ｐ１を削った場合に得られ
る振動特性の変化は、左側のアーム部４のＸ２面の内側
の稜線Ｐ２、右側のアーム部６のＸ１面の内側の稜線Ｐ
３、或いは、右側のアーム部６のＸ２面の外側の稜線Ｐ
４を削ることによっても同様に実現できる。また、右側
のアーム部６のＸ１面の外側（Ｙ２側）の稜線Ｐ５を削
った場合に得られる振動特性の変化は、右側のアーム部
６のＸ２面の内側の稜線Ｐ６、左側のアーム部４のＸ１
面の内側の稜線Ｐ７、或いは、左側のアーム部４のＸ２
面の外側の稜線Ｐ８を削ることによっても同様に実現で
きる。従って、上記調整時には、同様の特性変化が得ら
れる稜線の中から、作業のし易い稜線を適宜選択して、
トリミングするようにしてもよい。

【００５１】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の態様をとることができる。例えば、上記実施例で
は、調整時に振動子２のＸ軸方向（検出軸方向）への振
動を検出するために、右側のアーム部６に形成された検
出電極２２ｂからの出力を取り込むように構成したが、
例えば図８に示す如く、左右のアーム部４，６に形成さ
れた検出電極２２ａ，２２ｂからの出力を、夫々、オペ
アンプＯＰ１と抵抗器Ｒ１とからなる一対の電流−電圧
変換回路４４ａ，４４ｂにて取り込み、これら各検出信
号を差動増幅器４５に入力して、各検出信号の差分をと
り、これを検出信号としてオシロスコープ４６に入力す
るようにしてもよい。

【００５２】また、上記実施例では、調整時には、振動
子２に設けた一対の駆動電極１２ａ，１２ｂを利用して
振動子２を検知周波数ｆｓにて振動させるものとして説
明したが、振動子２は、一方の駆動電極１２ａ（又は１
２ｂ）と仮ＧＮＤ電極２４との間に交流電圧を印加した
だけでも振動させることができるため、調整時には、一
方の駆動電極１２ａ（又は１２ｂ）のみを利用して振動
子２を振動させるようにしてもよい。但し、この場合に
も駆動信号の周波数は、検知周波数ｆｓにすることはい
うまでもない。

【００５３】一方、上記実施例では、音叉形状の振動子
２を備えた角速度センサの調整方法について説明した
が、本発明の調整方法は、角柱状に形成された振動部を
有する振動子を備えた角速度センサであれば、上記実施
例と同様に適用できる。つまり、角速度センサとして
は、音叉形状の振動子を備えたもの以外にも、例えば、
図９（ａ）に示すように、４角柱状の圧電体に電極を形
成し、その一端を、断面コの字状の金属（４２Ｎ等）か
らなるサポータ５４にてベース５６上に固定した振動子
５２を備えたものや、例えば図１０（ａ）に示す如く、
４角柱状の圧電体に電極を形成し、振動の節となる部分
を樹脂等からなるサポータ７４，７５を介してベース７
６上に固定した振動子７２を備えたもの等、角柱状に形
成された一つの振動部からなる振動子を備えた角速度セ
ンサが知られている。

【００５４】また、音叉を利用して角速度を検出する角
速度センサとしては、図１１及び図１２に示すように、
音叉を構成する２本のアーム部を二組備え、これら各ア
ーム部１０３，１０４，１０５，１０６を平行に配置し
て、その一端を共通の連結部１０２にて連結することに
より、櫛形に形成した振動子１００を用いるもの、或い
は、図１３に示すように、音叉を構成する２本のアーム
部を二組備え、これら各組のアーム部２０３，２０４及
び２０５，２０６を、夫々、連結部２０２の両側に配置
して連結することにより、Ｈ字形に形成した振動子２０
０を用いるものも考えられる。

【００５５】そして、これらの角速度センサにおいて
も、上記実施例と同様の手法で振動子の振動特性を調整
するようにすれば、オフセット温度ドリフトのない角速
度センサを実現することができる。以下、これら各角速
度センサの構成及び調整方法について説明する。

【００５６】図９（ａ）に示した角速度センサの振動子
５２は、上記実施例の振動子２における右側のアーム部
６と同様に構成したものであり、図９（ｂ）に示す如
く、４角柱状に形成された圧電体の表面（Ｘ１面）側に
は、サポータ５４を介してベース５６上に固定される固
定端側より順に、一対の駆動電極５８ａ及び５８ｂ、モ
ニタ電極６０及び仮ＧＮＤ電極６２、分極用電極６４、
パット電極６６が形成され、右側面（Ｙ２面）側には、
Ｘ１面の分極用電極６４と対応する位置に検出電極６８
が形成され、更に、裏面（Ｘ２面）側には、駆動電極５
８ａ，５８ｂ、モニタ電極６０，検出電極６８に対する
基準電極となる仮ＧＮＤ電極７０が形成されている。そ
して、仮ＧＮＤ電極６２は、Ｘ１面に形成された短絡用
電極６２ａを介して分極用電極６４に接続（短絡）され
ると共に、Ｙ２面に形成された短絡用電極６２ｂを介し
てＸ２面の仮ＧＮＤ電極７０に接続（短絡）され、パッ
ト電極６６は、Ｙ２面に形成された引出電極６６ａを介
して、Ｙ２面の検出電極６８に接続されている。

【００５７】尚、検出電極６８は、Ｙ２面において、そ
の中心よりＸ２面側の位置に形成されている。また、振
動子５２の左側面（Ｙ１面）には、電極は形成されてい
ない。そして、本実施例の振動子５２は、上記実施例の
振動子２と同様の手順で作製され、振動子５２を構成す
る圧電体は、Ｘ１面からＸ２面に至る方向に分極されて
いる。

【００５８】次に、振動子５２は、上記実施例の振動子
２と同様、振動子５２のＸ２面がベース５６の表面と対
向するように、サポータ５４を介してベース５６上に固
定されるが、ベース５６には、振動子５２のＸ１面に形
成された駆動電極５８ａ，５８ｂ、モニタ電極６０、仮
ＧＮＤ電極６２、及びパット電極６６に対応した５個の
ターミナルＴ１１〜Ｔ１５が立設されており、これら各
電極とターミナルＴ１１〜Ｔ１５とは、夫々、ワイヤＷ
１１〜Ｗ１５を介して、ワイヤボンディングにより接続
される（図９（ａ）参照）。尚、ベース５６と各ターミ
ナルＴ１１〜Ｔ１５とは電気的に絶縁されている。

【００５９】このように構成された本実施例の角速度セ
ンサを用いて、角速度を検出する際には、駆動電極５８
ａ，５８ｂと仮ＧＮＤ電極７０との間に、夫々、位相が
反転した交流電圧を駆動信号として印加することによ
り、振動子５２をサポータ５４を中心に左右の駆動軸方
向（図に示すＹ軸方向）に共振させ、更に、モニタ電極
６０からの出力（換言すればＹ軸方向への振動）が一定
になるように駆動信号を制御する（自励制御発振）。
尚、当然のことであるが、このとき駆動信号として印加
する交流電圧の周波数（駆動周波数ｆｄ）は、振動子５
２のＹ軸方向の共振周波数である。そして、このように
振動子５２を自励制御発振させている場合に、振動子５
２の長手方向の中心軸（Ｚ軸）を中心とする角速度Ωが
入力されると、振動子５２は、コリオリ力によって、Ｘ
１，Ｘ２面を貫くＸ軸方向（検出軸方向）にも振動し、
このＸ軸方向の振動成分は、検出電極６８と仮ＧＮＤ電
極７０との間に流れる電流に比例することから、これら
各電極間の電流を電圧値に変換することにより、Ｚ軸回
りの角速度Ωを検出する。

【００６０】一方、本実施例の振動子５２を調整する際
には、例えば図３に示した発振器４０，反転回路４２，
電流−電圧変換回路４４，オシロスコープ４６からなる
調整用システムを用い、駆動電極５８ａ，５８ｂと仮Ｇ
ＮＤ電極７０との間に、振動子５２のＸ軸方向への共振
周波数（検知周波数ｆｓ）で、且つ位相が互いに反転し
た駆動信号を夫々印加することにより、振動子５２を検
知周波数ｆｓにて振動させ、そのとき検出電極６８側よ
り得られる検出信号と駆動信号とをモニタする。そし
て、検出信号のレベル（振幅）が零（又は所定のしきい
値）よりも大きい場合には、検出信号と駆動信号との位
相関係から決まる振動子５２の稜線をトリミングするこ
とにより、検出信号の振幅を零（又は所定のしきい値）
まで低下させる。この結果、振動子５２のＸ軸方向への
不要振動はなくなり、上記実施例と同様、角速度センサ
のオフセット温度ドリフトを低減することが可能にな
る。尚、このように振動子５２の振動特性を調整する際
には、振動子５２におけるサポータ５４付近の稜線部分
をトリミングするようにすればよい。

【００６１】一方、図１０（ａ）に示した角速度センサ
の振動子７２は、図９に示した振動子５２の各電極を、
４角柱状の圧電体に対して、圧電体の長手方向の中心か
ら上下方向に対称に形成したものであり、図１０（ｂ）
に示す如く、左右一対の駆動電極８２ａ，８２ｂが、圧
電体の表面（Ｘ１面）の長手方向中央部分に形成されて
いる。そして、その駆動電極８２ａ，８２ｂより上方及
び下方のＸ１面上には、夫々、モニタ電極８４ａ，８４
ｂ及び仮ＧＮＤ電極８６ａ，８６ｂが形成され、更に、
その上方及び下方には、分極用電極８８ａ，８８ｂ、パ
ット電極９０ａ，９０ｂが順に形成されている。

【００６２】また、振動子７２の右側面（Ｙ２面）に
は、Ｘ１面の分極用電極８８ａ，８８ｂと対応する位置
に検出電極９２ａ，９２ｂが夫々形成され、裏面（Ｘ２
面）には、駆動電極８２ａ，８２ｂ、モニタ電極８４
ａ，８４ｂ、検出電極９２ａ，９２ｂに対する基準電極
となる仮ＧＮＤ電極９４が形成されている。そして、仮
ＧＮＤ電極９６ａ，９６ｂは、夫々、Ｘ１面に形成され
た短絡用電極９６ａ，９６ｂを介して、分極用電極８８
ａ，８８ｂに接続（短絡）されると共に、Ｙ２面に形成
された短絡用電極９８ａ，９８ｂを介して、Ｘ２面の仮
ＧＮＤ電極９４に接続（短絡）され、更に、パット電極
９０ａ，９０ｂは、夫々、Ｙ２面に形成された引出電極
９９ａ，９９ｂを介して、Ｙ２面の検出電極９２ａ，９
２ｂに接続されている。

【００６３】尚、検出電極９２ａ，９２ｂは、Ｙ２面に
おいて、その中心よりＸ２面側の位置に形成されてい
る。また、振動子７２の左側面（Ｙ１面）には、電極は
形成されていない。そして、本実施例の振動子７２は、
上記実施例の振動子２，７２と略同様の手順で作製さ
れ、振動子７２を構成する圧電体は、Ｘ１面からＸ２面
に至る方向に分極されている。

【００６４】次に、本実施例の振動子７２は、駆動電極
８２ａ，８２ｂと仮ＧＮＤ電極９４との間に位相が反転
した交流電圧を印加することにより、振動子７２の両端
を左右の駆動軸方向（Ｙ軸方向）に振動させることがで
きるため、その振動の節となる２箇所が樹脂からなるサ
ポータ７４，７５にて支持され、このサポータ７４，７
５を介してベース７６上に固定されている。そして、振
動子７２のＸ１面に形成された駆動電極８２ａ，８２
ｂ、モニタ電極８４ａ，８４ｂ、仮ＧＮＤ電極８６ａ，
８６ｂ、及びパット電極９０ａ，９０ｂは、夫々、ベー
ス７６に立設された８個のターミナルＴ２１〜Ｔ２８
に、ワイヤＷ２１〜Ｗ２８を介して、ワイヤボンディン
グにより接続されている（図１０（ａ）参照）。尚、ベ
ース７６と各ターミナルＴ２１〜Ｔ２８とは電気的に絶
縁されている。

【００６５】このように構成された本実施例の角速度セ
ンサを用いて、角速度を検出する際には、駆動電極８２
ａ，８２ｂと仮ＧＮＤ電極９４との間に、夫々、位相が
反転した交流電圧を駆動信号として印加することによ
り、振動子７２の両端をＹ軸方向に共振させ、更に、モ
ニタ電極８４ａ，８４ｂからの出力（換言すればＹ軸方
向への振動）が一定になるように駆動信号を制御する
（自励制御発振）。尚、このときの駆動信号の周波数
も、上記実施例と同様、振動子７２のＹ軸方向の共振周
波数である。そして、このように振動子７２を自励制御
発振させている場合に、振動子７２の長手方向の中心軸
（Ｚ軸）を中心とする角速度Ωが入力されると、振動子
７２の両端側は、それぞれ、コリオリ力によって、Ｘ
１，Ｘ２面を貫くＸ軸方向（検出軸方向）にも振動し、
このＸ軸方向の振動成分は、検出電極９２ａ，９２ｂと
仮ＧＮＤ電極９４との間に夫々流れる電流に比例するこ
とから、これら各電極間の電流を各々電圧値に変換し、
差動増幅回路等を用いて各電圧値の差分をとることによ
り、Ｚ軸回りの角速度Ωを検出する。

【００６６】一方、本実施例の振動子７２を調整する際
には、例えば図３又は図８に示した調整用システムを用
い、駆動電極８２ａ，８２ｂと仮ＧＮＤ電極９４との間
に、振動子７２のＸ軸方向への共振周波数（検知周波数
ｆｓ）で、且つ位相が互いに反転した駆動信号を夫々印
加することにより、振動子７２を検知周波数ｆｓにて振
動させ、そのとき検出電極９２ａ又は９２ｂ側より得ら
れる検出信号（或いはこれら各電極９２ａ，９２ｂ側よ
り得られる検出信号の差分をとった検出信号）と駆動信
号とをモニタする。そして、その検出信号のレベル（振
幅）が零（又は所定のしきい値）よりも大きい場合に
は、検出信号と駆動信号との位相関係から決まる振動子
７２の稜線をトリミングすることにより、検出信号の振
幅を零（又は所定のしきい値）まで低下させる。

【００６７】この結果、振動子７２のＸ軸方向への不要
振動はなくなり、上記実施例と同様、角速度センサのオ
フセット温度ドリフトを低減することが可能になる。
尚、本実施例のように、両端が自由となるように振動の
節部で固定された４角柱状の振動子７２の場合には、駆
動電極８２ａ，８２ｂが形成された中心付近の稜線部分
をトリミングするようにすればよい。

【００６８】次に図１１及び図１２に示した角速度セン
サの振動子１００は、アーム部１０３，１０４及び１０
５，１０６の間隔が異なる二組の音叉を組み合わせた所
謂４脚音叉であり、アーム部１０５，１０６の間隔が広
い一方の音叉の間に、アーム部１０３，１０４の間隔が
狭い音叉を配置して、各音叉の連結部を連結した形状
（櫛形形状）をしている。そして、この振動子１００の
連結部１０２には、図１に示した振動子２と同様、断面
がエの字状に形成されることにより中央にトーションビ
ーム１０８を有するサポータ１０７が接着材等を用いて
接合され、更に、サポータ１０７は、各アーム部１０３
〜１０６を、ベース１１１から一定距離だけ離れた位置
に平行に配置にするために、スペーサ１１０を介して、
ベース１１１上に溶接等で固定されている。

【００６９】尚、図１１は、櫛形の振動子１００を備え
た角速度センサ全体の構成を表わす斜視図であり、図２
はその振動子１００を前後（Ｘ１面，Ｘ２面）・左右
（Ｙ１面，Ｙ２面）から見た状態を表す説明図である。
振動子１００は、例えば、ＰＺＴをダイシング等で機械
加工することにより櫛形に形成されている。そして、こ
の振動子１００を構成する４本のアーム部１０３〜１０
６の内、中央の音叉部を構成する一対のアーム部１０
３，１０４には、振動子１００を各アーム部１０３〜１
０６の配列方向（Ｙ軸方向）に振動させるための電極が
形成され、外側の音叉部を構成する一対のアーム部１０
５，１０６には、振動子１００に加わった各アーム部１
０３〜１０６の中心軸に平行なＺ軸周りの角速度Ωを検
出するための電極が形成されている。

【００７０】即ち、図１２に示すように、アーム部１０
３，１０４には、そのＸ１面（ベース１１１とは反対側
の表面）に、駆動電極１１２とモニタ電極１１３とが夫
々形成され、Ｘ２面（ベース１１１との対向面である裏
面）には、基準電位に接地するための仮ＧＮＤ電極１２
０が形成されている。そして、各アーム部１０３，１０
４に形成された駆動電極１１２及びモニタ電極１１３
は、夫々、連結部１０２のＸ１面で互いに接続され、各
アーム部１０３，１０４のＸ２面に形成された仮ＧＮＤ
電極１２０は、連結部１０２のＸ２面で互いに接続され
ている。

【００７１】一方、アーム部１０５のＸ１面には、検出
電極１１４が形成され、Ｘ２面には、検出電極１２２が
形成され、振動子１００の外側側面となるＹ１面には、
仮ＧＮＤ電極１２５が形成されると共に、Ｘ１，Ｘ２面
の検出電極１１４，１２２を互いに接続（短絡）する短
絡用電極１２９が形成されている。また、アーム部１０
６のＸ１面には、仮ＧＮＤ電極１１５が形成され、Ｘ２
面には、仮ＧＮＤ電極１２１が形成され、振動子１００
の外側側面となるＹ２面には、検出電極１２４が形成さ
れると共に、Ｘ１，Ｘ２面の仮ＧＮＤ電極１１５，１２
１を互いに接続（短絡）する短絡用電極１２８が接続さ
れている。

【００７２】次に、連結部１０２のＸ１面には、検出信
号取出用のパット電極１１６が形成されており、このパ
ット電極１１６には、引出電極１１８を介して、アーム
部１０５のＸ１面に形成された検出電極１１４に接続さ
れると共に、引出電極１２６を介して、アーム部１０６
のＹ２面に形成された検出電極１２４に接続されてい
る。また、連結部１０２のＸ１面には、仮ＧＮＤ電極接
地用のパット電極１１７も形成されており、このパット
電極１１７には、引出電極１１９を介して、アーム部１
０６のＸ１面に形成された仮ＧＮＤ電極１１５が接続さ
れている。そして、この仮ＧＮＤ電極１１５に接続され
たアーム部１０６の仮ＧＮＤ電極１２１には、連結部１
０２のＸ２面に形成された引出電極１２３及びアーム部
１０５のＹ１面に形成された引出電極１２７を介して、
アーム部１０５のＹ１面に形成された仮ＧＮＤ電極１２
５及びアーム部１０３，１０４のＸ２面に形成された仮
ＧＮＤ電極１２０が夫々接続されている。

【００７３】そして、図１１に示すように、ベース１１
１には、連結部１０２のＸ１面に形成された駆動電極１
１２、モニタ電極１１３、パット電極１１６、及びパッ
ト電極１１７に対応した４個のターミナルＴ３１〜Ｔ３
４が立設されており、これら各電極と各ターミナルＴ３
１〜Ｔ３４とは、夫々、夫々、ワイヤＷ３１〜Ｗ３４を
ボンディングすることにより接続される。尚、振動子１
００の各面への電極の形成手順等は、図１に示した振動
子２と全く同様である。

【００７４】このように構成された角速度センサを用い
て、角速度を検出する際には、駆動用のアーム部１０
３，１０４に形成された駆動電極１１２と仮ＧＮＤ電極
１２０との間に駆動信号（交流電圧）を印加することに
より、これらアーム部１０３，１０４にて構成される内
側の音叉部を左右の駆動軸方向（図に示すＹ軸方向）に
共振させると共に、モニタ電極１１３からの出力が一定
になるように、図示しない制御回路を用いて駆動信号を
制御することにより、振動子１００の内側の音叉部を自
励発振させる。そして、このように振動子１００を自励
制御発振させているときに、振動子１００の長手方向の
中心軸（Ｚ軸）を中心とする角速度Ωが入力されると、
上記各アーム部１０３，１０４は、コリオリ力によっ
て、Ｘ１，Ｘ２面を貫くＸ軸方向（検出軸方向）にも振
動する。すると、外側の音叉部を構成する各アーム部１
０５，１０６もＸ軸方向に振動し、検出電極１１４，１
２２と仮ＧＮＤ電極１２５との間、及び、検出電極１２
４と仮ＧＮＤ電極１１５，１２１７０との間には、Ｘ軸
方向の振動に比例した電流が流れることから、これら各
電極間の電流を電圧値に変換することにより、Ｚ軸回り
の角速度Ωを検出する。

【００７５】そして、本実施例の振動子１００を調整す
る際には、上記実施例と同様、駆動信号として、振動子
１００の検出軸方向への共振周波数（検知周波数）の交
流電圧を印加し、そのとき検出電極１１４，１２２，１
２４を介して得られる検出信号をモニタし、検出信号の
レベル（振幅）が零（又は所定のしきい値以下）となる
ように振動子１００の稜線をトリミングする。この結
果、振動子１００の検出軸方向への不要振動はなくな
り、上記実施例と同様、角速度センサのオフセット温度
ドリフトを低減することが可能になる。尚、トリミング
を行う稜線は、各アーム部１０３〜１０６の稜線であれ
ば、外側でも内側でもよい。

【００７６】次に図１３に示した角速度センサの振動子
２００は、同一形状の音叉を、各音叉のアーム部２０
３，２０４及び２０５，２０６が互いに逆方向を向くよ
うに、各音叉の連結部２０２にて連結したＨ字形形状を
している。この振動子２００は、ＰＺＴをダイシング等
で機械加工することによりＨ字形に形成されており、一
方の音叉部を構成する一対のアーム部２０３，２０４に
は、振動子２００をアーム部２０３，２０４の配置方向
（Ｙ軸方向）に振動させるための電極が形成され、他方
の音叉部を構成する一対のアーム部２０５，２０６に
は、振動子２００に加わった各アーム部２０３〜２０６
の中心軸に平行なｚ軸周りの角速度を検出するための電
極が形成されている。

【００７７】即ち、アーム部２０３，２０４のＸ１面
（振動子２００においてＨ字形を呈する一方の面）に
は、駆動電極２０７及びモニタ電極２０８が形成されて
いる。そして各アーム部２０３，２０４の駆動電極２０
７及びモニタ電極２０８は、夫々、連結部２０２で連結
されている。また、アーム部２０５，２０６のＸ１面に
は、夫々、仮ＧＮＤ電極２１０，２１１が形成され、Ｙ
１，Ｙ２面（各アーム部２０５，２０６における振動子
２００の外側側面）には、夫々、検出電極２１２，２１
３が形成されている。

【００７８】また、振動子２００のＸ２面（振動子２０
０においてＨ字形を呈する一方の面）には、アーム部２
０３，２０４から連結部２０２を通ってアーム部２０
５，２０６に至る略全域に仮ＧＮＤ電極２０９が形成さ
れており、アーム部２０５，２０６のＸ１面に形成され
た仮ＧＮＤ電極２１０，２１１は、各アーム部２０５，
２０６のＹ１面及びＹ２面に形成された短絡用電極２１
８，２１９を介して、Ｘ１面の仮ＧＮＤ電極２０９に接
続されている。また、連結部２０２のＸ１面には、検出
信号取出用のパット電極２１４，２１５が形成され、各
アーム部２０５，２０６のＹ１，Ｙ２面に形成された検
出電極２１２，２１３は、引出電極２１６，２１７を介
して、各パット電極２１４，２１５に夫々接続されてい
る。

【００７９】このように構成された振動子２００を用い
て角速度を検出する際には、例えば、連結部２０２のＸ
２面をサポータを介してベース上に固定すると同時に、
Ｘ２面の仮ＧＮＤ電極２０９を基準電位に接地する。そ
して、アーム部２０３，２０４に形成された駆動電極２
０７と仮ＧＮＤ電極２０９との間に駆動信号（交流電
圧）を印加することにより、これらアーム部１０３，１
０４にて構成される音叉部を左右の駆動軸方向（図に示
すＹ軸方向）に共振させると共に、モニタ電極２０８か
らの出力が一定になるように、図示しない制御回路を用
いて駆動信号を制御することにより、振動子２００の内
側の音叉部を自励発振させる。

【００８０】そして、このように振動子２００を自励制
御発振させているときに、Ｚ軸周りの角速度Ωが入力さ
れると、各アーム部２０３，２０４は、コリオリ力によ
って、Ｘ１，Ｘ２面を貫くＸ軸方向（図示せず）にも振
動する。すると、他方の音叉部を構成する各アーム部２
０５，２０６もＸ軸方向に振動するため、検出電極２１
２と仮ＧＮＤ電極２０９，２１０との間、及び、検出電
極２１３と仮ＧＮＤ電極２０９，２１１との間には、Ｘ
軸方向の振動に比例した電流が流れる。そこで、この電
流をパット電極２１４，２１５を介して取り出し、電圧
値に変換することにより、Ｚ軸回りの角速度Ωを検出す
る。

【００８１】また、本実施例の振動子２００を調整する
際には、上記実施例と同様、駆動信号として、振動子２
００の検出軸方向への共振周波数（検知周波数）の交流
電圧を印加し、そのとき検出電極２１２，２１３を介し
て得られる検出信号をモニタし、検出信号のレベル（振
幅）が零（又は所定のしきい値以下）となるように振動
子２００の稜線をトリミングする。この結果、振動子２
００の検出軸方向の不要振動はなくなり、上記実施例と
同様、角速度センサのオフセット温度ドリフトを低減す
ることが可能になる。尚、トリミングを行う稜線は、各
アーム部２０３〜２０６の稜線であれば、外側でも内側
でもよい。

【００８２】また次に上記実施例では、図９〜図１３に
示した振動子５２，７２，１００，２００を含めて、振
動子２を圧電体にて構成し、駆動手段及び検出手段とし
ての駆動電極や検出電極を圧電体の外壁に形成した角速
度センサについて説明したが、振動子自体は金属にて音
叉或いは角柱状に形成し、その外壁に駆動及び検出用の
圧電体を貼り付けた角速度センサであっても、本発明方
法を適用することにより、上記実施例と同様の効果を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 音叉形状の振動子を備えた実施例の角速度セ
ンサの構成を表す斜視図である。

【図２】 図１に示した振動子に形成された電極を表す
説明図である。

【図３】 振動子の調整に使用される調整システムの構
成を表す説明図である。

【図４】 振動子のトリミングの方法を説明する説明図
である。

【図５】 振動子のトリミングによる調整手順を説明す
る説明図である。

【図６】 振動子のトリミングによる検出信号の振幅変
化及びオフセット温度ドリフト変化の測定結果を表す説
明図である。

【図７】 振動子のトリミング量と検出信号の振幅変化
及びオフセット温度ドリフト変化との関係を表す説明図
である。

【図８】 振動子の調整に使用される調整システムの他
の構成例を表す説明図である。

【図９】 一端が固定された角柱状の振動子を備えた角
速度センサの構成及びその振動子に形成された電極を表
す説明図である。

【図１０】 両端が自由になるように振動の節部で固定
された角柱状の振動子を備えた角速度センサの構成及び
その振動子に形成された電極を表す説明図である。

【図１１】 二組の音叉部を有する櫛形形状の振動子を
備えた角速度センサの構成を表す説明図である。

【図１２】 図１１に示した櫛形形状の振動子に形成さ
れた電極を表す説明図である。

【図１３】 二組の音叉部を有するＨ字形形状の振動子
の構成を説明する説明図である。

【符号の説明】

２，５２，７２，１００，２００…振動子、４，６，１
０３〜１０６，２０３〜２０６…アーム部、８，１０
２，２０２…連結部、１２ａ，１２ｂ，５８ａ，５８
ｂ，８２ａ，８２ｂ，１１２，２０７…駆動電極（駆動
手段）、１４ａ，１４ｂ，６０，８４ａ，８４ｂ，１１
３，２０８…モニタ電極、１６ａ，１６ｂ，２４，６
２，７０，８６ａ，８６ｂ，９４，１１５，１２０，１
２１，１２５，２０９，２１０，２１１…仮ＧＮＤ電
極、１８ａ，１８ｂ，６４，８８ａ，８８ｂ…分極用電
極、２０ａ，２０ｂ，６６，９０ａ，９０ｂ，１１６，
１１７，２１４，２１５…パット電極、２２ａ，２２
ｂ，６８，９２ａ，９２ｂ，１１４，１２２，１２４，
２１２，２１３…検出電極（検出手段）、２６ａ，２６
ｂ，２８ａ，２８ｂ，６２ａ，６２ｂ，９６ａ，９６
ｂ，９８ａ，９８ｂ，１２８，１２９，２１８，２１９
…短絡用電極 ３０ａ，３０ｂ，６６，９９ａ，９９
ｂ，１１８，１１９，１２３，１２６，１２７，２１
６，２１７…引出電極、３２，５４，７４，７５，１０
７…サポータ、４０…発振器、４２…反転回路、４４，
４４ａ，４４ｂ…電流−電圧変換回路、４６…オシロス
コープ。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角柱状に形成された振動部を有する振動
   子と、外部から入力される駆動信号により、前記振動子
   を、前記振動部の長手方向の中心軸に直交した駆動軸方
   向に励振する駆動手段と、前記振動部において前記駆動
   軸に直交した検出軸方向に生じる振動を検出する検出手
   段とを備えた角速度センサにおいて、前記駆動手段によ
   る前記振動子の励振時に前記検出軸方向に生じる前記振
   動部の不要振動を抑えるために、前記振動子の振動特性
   を調整する調整方法であって、 前記振動部の前記検出軸方向の共振周波数に対応した交
   流電圧を前記駆動信号として前記駆動手段に入力するこ
   とにより前記振動子を振動させ、そのとき前記検出手段
   にて得られる検出信号の振幅が小さくなるように、前記
   振動子の振動特性を調整することを特徴とする角速度セ
   ンサの調整方法。
2. 【請求項２】 前記振動特性の調整は、前記振動子の一
   部を削ることにより行うことを特徴とする請求項１に記
   載の角速度センサの調整方法。
3. 【請求項３】 前記振動特性の調整は、前記振動子にお
   いて前記振動部の長手方向に沿った稜線の少なくとも一
   つを削ることにより行うことを特徴とする請求項２に記
   載の角速度センサの調整方法。
4. 【請求項４】 前記振動子は、前記振動部としての一対
   のアーム部と、各アーム部の一端を互いに連結する連結
   部とにより音叉形状に形成された振動子であり、前記振
   動特性の調整は、該一対のアーム部の長手方向に沿った
   稜線の内の少なくとも一つを削ることにより行うことを
   特徴とする請求項３に記載の角速度センサの調整方法。
5. 【請求項５】 前記角速度センサにおいて、前記振動子
   は、前記振動部としての一対のアーム部と該各アーム部
   の一端を互いに連結する連結部とからなる二組の音叉部
   を、各音叉部の連結部を共通にして一体化することによ
   り櫛形又はＨ字形に形成され、前記駆動手段は、一方の
   音叉部を構成する各アーム部を各アーム部の長手方向の
   中心軸に直交した駆動軸方向に励振させ、前記検出手段
   は、他方の音叉部を構成する各アーム部において前記駆
   動軸とは直交する検出軸方向に生じる振動を検出するよ
   うに構成されており、 前記振動特性の調整は、前記二組の音叉部を構成するア
   ーム部の長手方向に沿った稜線の内の少なくとも一つを
   削ることにより行うことを特徴とする請求項３に記載の
   角速度センサの調整方法。
6. 【請求項６】 前記振動特性の調整は、前記アーム部の
   連結部付近の稜線，前記連結部の稜線，及び前記アーム
   部の連結部付近から連結部側に至る稜線のいずれかを削
   ることにより行うことを特徴とする請求項４又は請求項
   ５に記載の角速度センサの調整方法。
7. 【請求項７】 前記振動子は、角柱の一端が固定された
   一つの振動部からなり、前記振動特性の調整は、該振動
   部の固定部付近の稜線を削ることにより行うことを特徴
   とする請求項３に記載の角速度センサの調整方法。
8. 【請求項８】 前記振動子は、角柱の両端が自由となる
   ように振動時の節となる部分が固定された一つの振動部
   からなり、前記振動特性の調整は、該振動部の長手方向
   中央部付近の稜線を削ることにより行うことを特徴とす
   る請求項３に記載の角速度センサの調整方法。
9. 【請求項９】 前記振動特性の調整は、前記稜線を削る
   長さを調整することにより行うことを特徴とする請求項
   ３〜請求項８いずれか記載の角速度センサの調整方法。
10. 【請求項１０】 前記振動特性の調整は、前記稜線を削
    る深さを調整することにより行うことを特徴とする請求
    項３〜請求項８いずれか記載の角速度センサの調整方
    法。
11. 【請求項１１】 前記振動子は、圧電体からなることを
    特徴とする請求項１〜請求項１０いずれか記載の角速度
    センサの調整方法。