JPH11351874A - 角速度センサ及びその調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音叉形状若しくは複数の音叉を組み合わせた
形状の圧電体からなる振動子を用いて角速度を検出する
角速度センサにおいて、振動子の不要振動に伴い生じる
検出信号のオフセット及びその温度ドリフトを低減す
る。 【解決手段】 圧電体からなる音叉形状の振動子２を備
えた角速度センサにおいて、自励発振回路４０を介して
振動子２を駆動軸方向に自励振動させ、そのとき（角速
度非入力時）に検出回路５０を介して得られる検出信号
（オフセット）が小さくなるように、振動子２の振動特
性に大きな影響を与える振動子２の根元付近の稜線をト
リミングする。またトリミングする稜線は、振動子２の
実際の振動状態を表す基準信号Ｖｒと検出信号とをロッ
クインアンプ６０に入れて、検出信号の基準信号Ｖｒに
対する位相関係を検出することにより決定する。この結
果、振動子２の振動特性を効率よく調整でき、且つ、角
速度を高精度に検出できる角速度センサを実現できる。

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、及び角速度センサを構
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、例えば特開平８−２１０８６
０号公報に開示されているように、一対のアーム部とこ
れを連結する連結部により音叉形状に形成された圧電体
からなる振動子を備え、この振動子をアーム部の配列方
向である駆動軸方向に一定振動させつつ、角速度入力時
に振動子が受けるコリオリ力を、駆動軸と直交する検出
軸方向への振動子の振動の変化状態から検出する角速度
センサが知られている。

【０００３】そして、この種の角速度センサにおいて
は、音叉形状に形成した圧電体の外壁面に、駆動（励
振）用或いは振動検出用の電極を形成するだけで振動子
を作製できるため、従来より一般に使用されている、振
動子を金属にて形成してその表面に圧電体を接合するタ
イプの角速度センサに比べて、部品点数が少なく、構
造，延いては製造工程が簡易であるという、利点があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように振動子を圧電体で構成した角速度センサでは、振
動子の駆動軸方向の共振周波数（駆動周波数）と、振動
子の検出軸方向の共振周波数（検知周波数）とが近接し
ていることから、角速度センサを駆動周波数にて駆動軸
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
（不要振動）し、不要な検出信号（オフセット）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、上記不要振動，延いてはオフセットは、振動子の温
度によって変化することから、従来の角速度センサで
は、振動子の不要振動によって角速度を高精度に検出す
ることが難しいといった問題があった。

【０００６】一方、特開平６−２８９０４３号公報に
は、金属板に圧電体を貼り付けた駆動用素子及び検知用
素子を板面が互いに直交するように接合することにより
一対のアーム部を形成し、このアーム部の一端を連結部
を介して連結することにより音叉形状に形成された振動
子を有する角速度センサにおいて、各アーム部の先端側
に配置される検知用素子を削ることにより、検出信号に
含まれるノイズを低減することが開示されている。従っ
て、この公報に開示された技術を、音叉形状に形成した
圧電体からなる振動子の調整に利用し、このタイプの振
動子を備えた角速度センサのオフセット温度ドリフトを
低減することが考えられる。

【０００７】しかし、音叉形状の圧電体からなる振動子
を、上記公報に開示された調整方法に従って調整する
と、振動子の振動特性を効率よく調整できないことがわ
かった。これは、上記公報に開示された調整方法は、金
属板に圧電体を貼り付けた駆動用素子と検知用素子との
組み合わせにより構成した振動子の調整方法であり、圧
電体自体を音叉形状に形成した振動子の調整方法ではな
いからである。

【０００８】即ち、上記公報に開示されたタイプの振動
子では、検出信号に直接影響を与えるアーム部先端側の
検知用素子を削ることによって、検出信号のノイズ成分
を低減できるようであるが、圧電体を音叉形状に形成し
たタイプの振動子では、振動子において検出電極が配置
されるアーム部先端側を削っても振動子の振動特性を大
きく変化させることができず、この結果、上記公報に開
示された調整方法では、振動子の不要振動によって生じ
るオフセットやオフセット温度ドリフトを低減すること
ができないのである。

【０００９】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、音叉形状若しくは複数の音叉を合成した形状
の圧電体からなる振動子を有する角速度センサにおい
て、振動子の不要振動に伴い生じる検出信号のオフセッ
ト及びその温度ドリフトを、充分低減できるようにする
ことを目的とする。

【００１０】

【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に記載の角速度センサは、角柱状
に形成され互いに平行に配置された少なくとも一対のア
ーム部と各アーム部を連結する連結部とにより、音叉形
状若しくは複数の音叉を合成した形状に形成された圧電
体からなる振動子を備える。そして、その振動子におい
て、連結部から各アーム部が突出される根元付近には、
振動特性調整用の凹凸が形成されている。

【００１１】つまり、圧電体により音叉形状若しくは複
数の音叉を合成した形状に形成された振動子では、上記
公報に開示された調整方法に従って各アーム部の先端側
を削っても振動特性を効率よく調整することができない
ことから、本発明者は、鋭意検討の結果、この種の振動
子において振動特性に最も影響を与える箇所として、振
動子の根元付近を見出し、その部分に凹凸を形成するこ
とにより、振動特性を最適に調整した本発明の角速度セ
ンサを完成したのである。

【００１２】そして、本発明の角速度センサによれば、
根元付近に凹凸を形成することにより振動特性が調整さ
れているので、振動子の不要振動の影響を受けることな
く角速度を検出可能な角速度センサを実現でき、圧電体
により音叉形状に形成された振動子を備えた角速度セン
サにおける検出信号のオフセットやその温度ドリフトを
充分低減できる。

【００１３】尚、複数の音叉を合成した形状とは、互い
に平行に配置された一対のアーム部を複数組有し、これ
ら各アーム部を一つの連結部で連結することにより形成
される形状であり、後述の実施例で説明するように、例
えば、２対のアーム部を全て平行に配置してその一端を
連結部で連結すれば、連結部から４本のアームが同方向
に突出した櫛形形状となり、例えば、２対のアーム部を
夫々その軸方向に沿って並べ、各アーム部を連結部で連
結すれば、２組の音叉を合成したＨ字形の形状となる。

【００１４】ここで、振動特性調整のために凹凸が形成
される振動子の根元付近とは、振動子の振動特性に影響
を与え、凹凸を形成することによりその振動特性を変化
させることのできる領域であればよいが、本発明者は、
後述実施例で説明する実験等によって、その最適領域を
見出した。それは、請求項２に記載のように、アーム部
に振動特性調整用の凹凸を形成する場合には、振動子の
根元から、アーム部の長手方向に沿った連結部の高さに
対して１７０％以内の領域であり、連結部に振動特性調
整用の凹凸を形成する場合には、振動子の根元から、ア
ーム部の長手方向に沿った連結部の高さに対して７０％
以内の領域である。

【００１５】従って、請求項２に記載のように、これら
の領域の一方、又はその両方の領域内に凹凸が形成され
た振動子を有する角速度センサであれば、極めて良好な
振動特性が得られる振動子を有し、オフセットや温度ド
リフトが充分低減された角速度センサということにな
る。

【００１６】一方、振動特性調整のために振動子の根元
付近に凹凸を形成するのは、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
３に記載の角速度センサのように、前記領域内で振動子
の一部を削るようにすれば、振動子に調整用部材を貼り
付けたものに比べて、振動特性の調整を簡単に行うこと
ができるので、好ましい。

【００１７】またこのように振動子の一部を削って振動
子の特性を調整した角速度センサを作製する場合、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４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。そして、このように振動子の稜線
を削ることによって振動子の振動特性が調整された請求
項４に記載の角速度センサによれば、調整作業が簡単に
なるので、製造コストを低減できる。

【００１８】一方、請求項５〜請求項９に記載の発明
は、上記請求項１〜請求項４に記載の角速度センサにお
いて、振動子の振動特性を実際に調整する方法に関する
ものである。そして、請求項５に記載の調整方法によれ
ば、振動子の駆動電極に交流電圧を印加して振動子を駆
動軸方向に振動させ、そのとき各アーム部に形成された
一対の検出電極を介して得られる検出信号の不要信号成
分が小さくなるように、連結部の根元付近に凹凸を形成
する。従って、本発明によれば、振動子の不要振動によ
って検出信号に生じる不要信号（オフセット），延いて
はその温度ドリフトを低減でき、良好な角速度検出特性
が得られる角速度センサを実現できる。

【００１９】また、請求項６に記載の調整方法によれ
ば、アーム部において、振動子の根元から、アーム部の
長手方向に沿った連結部の高さに対して１７０％以内の
領域、又は、連結部において、振動子の根元から、アー
ム部の長手方向に沿った連結部の高さに対して７０％以
内の領域、又はその両方の領域内に凹凸を形成すること
により、振動子の振動特性を調整する。このため、振動
子の特性調整を、振動特性に最も影響を与える領域に対
して行うことができ、その調整作業を効率よく行うこと
が可能になる。

【００２０】また、請求項７に記載の調整方法では、上
記領域内で振動子の一部を削り、請求項８に記載の調整
方法では、更にその領域内でアーム部の長手方向に沿っ
た振動子の稜線の少なくとも一つを削る。従って、これ
ら各調整方法によれば、上述の請求項３又は請求項４に
記載の角速度センサを実現でき、しかも、その調整作業
は、夫々、上記のように、振動子に金属片等の調整部材
を貼り付ける場合、或いは、振動子の壁面を削る場合に
比べて、簡単に行うことができるので、角速度センサの
製造コストを低減できる。

【００２１】また、請求項８に記載のように、振動子の
稜線を削ることにより振動子の振動特性を調整する場
合、振動子を構成するアーム部の稜線の一つを削るよう
にしてもよいが、例えば、請求項９に記載のように、駆
動電極が形成された一対のアーム部の内、少なくとも一
方のアーム部において対角位置にある２つの稜線を削る
ようにしてもよく、或いは、請求項１０に記載のよう
に、駆動電極が形成された一対のアーム部において、各
アーム部の間の中心位置で且つ各アーム部に平行な軸を
中心として対称な位置にある２つの稜線を削るようにし
てもよい。

【００２２】そして、請求項９又は請求項１０に記載の
調整方法によれば、特に、連結部から同一方向に突出し
た複数対のアーム部を有する櫛形形状の振動子を調整す
る場合に、優れた効果を発揮する。即ち、櫛形形状（換
言すれば多脚形状）の振動子は、音叉形状の振動子に比
べて、多くの振動モードを有する。従って、こうした振
動子においては、角速度検出用の振動（つまり駆動軸方
向及び検出軸方向の振動）が他の振動モードから受ける
影響をできるだけ小さくすることが望ましく、そのため
には、調整箇所を振動子の一つの稜線に設定して、その
稜線を深く、広く、長く削るよりも、調整箇所を分散さ
せた方がよい。そして、櫛形形状の振動子においては、
駆動電極が形成される駆動用のアーム部の振動が最も大
きくなることから、そのアーム部の振動が角速度の検出
精度に最も大きな影響を与える。

【００２３】このため、櫛形形状の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、駆動用の
一対のアーム部の内の一方のアーム部において対角位置
にある２つの稜線を削るようにするか、或いは、請求項
１０に記載のように、駆動用の一対のアーム部におい
て、各アーム部の間の中心位置で且つ各アーム部に平行
な軸を中心として対称な位置にある２つの稜線を削るよ
うにすれば、振動子の振動特性を、角速度検出時に振動
子の他の振動モードの影響を受けることのないように、
効率よく高精度に調整することができるようになるので
ある。

【００２４】また、特に請求項１０に記載の調整方法で
は、駆動用の一対のアーム部の両方を削ることから、そ
の調整により、振動子の振動バランスを却って悪化させ
てしまうといったことも防止でき、一方のアーム部だけ
を削る場合に比べて、振動子の振動特性をより良好に調
整することが可能になる。

【００２５】尚、請求項７〜請求項１０に記載のよう
に、振動部の稜線を削って振動子の振動特性を調整する
場合には、請求項１１に記載のように、稜線を削る際の
アーム部の長手方向に沿った長さ、稜線を削る際の振動
子に対する深さ、又はその両方を調整するようにすれば
よい。

【００２６】

【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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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
（つまりＸ１，Ｘ２面の電極）を圧電体に形成した後、
Ｘ１，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，２
８ｂ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。

【００３３】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３６の表面と対向するように固定さ
れる。

【００３４】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。

【００３５】次に、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、ターミナ
ルＴ５，Ｔ６を図示しない信号線にて接地することによ
り、仮ＧＮＤ電極１６ａ，１６ｂ、分極用電極１８ａ，
１８ｂ、仮ＧＮＤ電極２４を、基準電位に接地する。そ
して、駆動電極１２ａ，１２ｂに接続されたターミナル
Ｔ１，Ｔ２を介して、各駆動電極１２ａ，１２ｂに、位
相差１８０度の交流の駆動信号を夫々入力する。

【００３６】尚、駆動信号は、基準電位を中心に正負に
変化する交流信号であり、その周波数は、左右アーム部
４，６の配列方向である駆動軸（図１に示すＹ軸）方向
への振動子２の共振周波数（駆動周波数）である。ま
た、上記各電極を基準電位に接地する際には、ターミナ
ルＴ５，Ｔ６をアース（グランド）に直接接地するよう
にしてもよく、ターミナルＴ５，Ｔ６に対して、例え
ば、２．５Ｖの一定電位に保持されるようにバイアスを
かけておいてもよい。即ち、基準電位は、直接にしろ、
間接的にしろ、接地された基準電位であればよい。

【００３７】そしてこのように駆動電極１２ａ，１２ｂ
に交流駆動信号を入力すると、Ｘ１面上の駆動電極１２
ａ，１２ｂとＸ２面上の仮ＧＮＤ電極２４との間に、夫
々、位相が反転した交流電圧が印加されることになり、
各アーム部４，６は、駆動軸（Ｙ軸）方向に共振する。
また、この駆動時には、ターミナルＴ３，Ｔ４を介して
モニタ電極１４ａ，１４ｂからの出力（具体的には、モ
ニタ電極１４ａ，１４ｂと仮ＧＮＤ電極２４との間に流
れる電流）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）。

【００３８】即ち、本実施例の角速度センサにおいて
は、振動子２を駆動周波数にて振動させるために、図３
に示すような自励発振回路４０が設けられ、振幅制御回
路（所謂ＡＧＣ回路）４２からの出力（交流電圧）を駆
動電極１２ｂに、その出力（交流電圧）を反転回路４４
にて反転させた位相差１８０度の交流電圧を駆動電極１
２ａに、夫々印加すると共に、その電圧印加によって生
じる振動子２の振動状態を、モニタ電極１４ａ，１４ｂ
に発生する電荷をチャージアンプ回路４６にて電圧信号
に変換し、更にこの電圧信号をバッファ回路４８を介し
て、振幅制御回路４２にフィードバックすることによ
り、振幅制御回路４２の動作によって、バッファ回路４
８からの信号レベル（換言すれば、振動子２の駆動軸方
向への振幅）が一定となるように、振動子２を自励発振
させる。

【００３９】そして、このように振動子２を自励制御発
振させている際に、各アーム部４，６に平行な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）に振動し、このＸ軸方向の振動成分は、検出電極２
２ａ，２２ｂと、仮ＧＮＤ電極２４との間に流れる電流
に比例する。そこで、角速度検出時には、その電流を、
検出電極２２ａ，２２ｂに接続されたターミナルＴ７，
Ｔ８を介して取り込み、図３に示すような検出回路５０
を用いて、まず、これら各電極間の電流を、夫々、電流
−電圧変換回路５２，５４にて電圧信号に変換し、更
に、各電圧信号を差動増幅回路５６を用いて差動増幅す
ることにより、各アーム部４，６の検知共振モードでの
振動成分に対応した電圧信号を生成し、これをＺ軸周り
の角速度を表す検出信号として出力する。

【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
したオフセットやその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
オフセットやオフセット温度ドリフトの原因となる振動
子２の不要振動を、零又は所定のしきい値以下に抑制す
る調整を行ようにされている。

【００４１】以下、この調整方法について説明する。こ
の調整作業を行う際には、図３に示したように、角速度
センサに自励発振回路４０や検出回路５０等からなる角
速度検出回路ユニットを組み付けた状態で、自励発振回
路４０を実際に動作させ、そのとき（角速度の非入力
時）検出回路５０から出力される検出信号（つまりオフ
セット）と、自励回路４０にて振幅制御回路４２に入力
される振動子２の実際の振動状態を表す信号とを用い
る。

【００４２】即ち、振幅制御回路４２への入力信号を基
準信号Ｖｒとして、ロックインアンプ（所謂同期検波回
路）６０に検出信号と共に入力し、ロックインアンプ６
０において、検出信号の中から、その基準信号Ｖｒに対
して位相差が９０度の直交信号成分Ｖ１（＝Ａsin
φ）、基準信号Ｖｒと同相の信号成分Ｖ２（＝Ａcos
φ）、又は、これらを合成した信号成分を取り出す。そ
して、直交信号成分Ｖ１の場合、検出信号は基準信号Ｖ
ｒに対して、９０度位相がずれているか−９０度（つま
り２７０度）位相がずれているかを判断し、同相信号成
分Ｖ２の場合、検出信号は基準信号Ｖｒと位相差零の同
位相か位相差１８０度かを判定し、その判定結果（つま
りオフセットの基準信号Ｖｒに対する位相）から振動子
２のトリミング位置を決めて、各信号成分Ｖ１，Ｖ２，
又はその合成成分の大きさ（振幅Ａ）が零又は所定のし
きい値以下になるまで、リュータ７０等を用いて振動子
２の根元付近の稜線をトリミングする（図４（ａ）参
照）。尚、振動子２の根元とは、各アーム部４，６が突
設される連結部８の上端位置のことである。

【００４３】そして、例えば、同相信号成分Ｖ２をモニ
タしているとき、図５（ａ）に示す如く、同相信号成分
Ｖ２が基準信号Ｖｒと同相（位相差零）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し、図５（ｂ）に示す如く、同相
信号成分Ｖ２が基準信号Ｖｒと逆相（位相差１８０度）
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する。すると、同相
信号成分Ｖ２、延いては、振動子２の不要振動が低下し
てゆくことから、この信号成分Ｖ２が略零（又は所定の
しきい値）になって、不要振動が充分小さくなるまで、
トリミングを続ける。尚、直交信号成分Ｖ１をモニタし
ているとき、或いは直交信号成分Ｖ１と同相信号成分Ｖ
２との合成信号をモニタしているときにも、図５
（ａ），（ｂ）に示す手順に従って振動子２をトリミン
グすることにより、振動子２の不要振動を低減できる。

【００４４】次に、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、同相信号成分Ｖ２（以下単にオフセットＶ２とい
う）が＋８３．３°／sec.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、オフセットＶ２は＋２１．８
°／sec.まで低減した。その結果、調整前には、＋１９
°／sec.あったオフセット温度ドリフトを、トリミング
により＋７．６°／sec.にまで低減できた。

【００４５】一方、図６（ｂ）に示す如く、サンプル２
の場合、調整前には、オフセットＶ２が−９９．１°／
sec.であったのに対し、右側のアーム部６のＸ１面とＹ
２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、オフセットＶ２は−２３．６°／sec.まで低減し
た。その結果、調整前には、−１８．２°／sec.あった
オフセット温度ドリフトを、トリミングにより−８．２
°／sec.にまで低減できた。

【００４６】従って、上記調整方法により、振動子２の
不要振動を低減して、オフセット及びその温度ドリフト
を低減できることがわかる。次に、トリミング量とオフ
セットＶ２及びオフセット温度ドリフトとの関係につい
て説明する。

【００４７】図７に示す如く、オフセットＶ２が基準信
号Ｖｒと同相（位相差零）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、振動子２の根元付近でトリミングしてゆ
くと、オフセットＶ２及びその温度ドリフトは共に低下
してゆくが、トリミング量を更に増やすと、オフセット
Ｖ２と基準信号Ｖｒとの位相が反転して逆相（位相差１
８０度）となり、オフセットＶ２及びその温度ドリフト
が増加してゆく。次にこのようにオフセットＶ２と基準
信号Ｖｒとの位相関係が反転して各信号が逆相となった
状態で、右側のアーム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、オフセットＶ２及
びその温度ドリフトは再び低下してゆく。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。

【００４８】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軸方向の高さが約３ｍｍ、ア
ーム部４，６及び連結部８のＸ軸方向の厚みが約２．１
ｍｍ、アーム部４，６の先端から連結部８のサポータ３
２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。

【００４９】そして、この寸法の振動子２において、ト
リミングによる振動特性の調整を行うのに最適な領域を
調査したところ、図８，図９に示す結果が得られた。即
ち、まず、図８（ａ）に示すように振動子２の根元付近
でアーム部４，６をトリミングすることにより、振動子
２の振動特性を調整する場合には、図８（ｂ）に示すよ
うに、振動子２の根元から１ｍｍまでの領域をトリミン
グすれば、オフセットＶ２及びその温度ドリフトは大き
く変化するものの、そのトリミング領域を振動子２の根
元からアーム部４，６の先端側に拡大してゆくと、オフ
セットＶ２及びその温度ドリフトの変化は鈍くなり、根
元からのトリミングの長さが約５ｍｍ以上となる領域で
は、トリミングを行ってもオフセットＶ２及び温度ドリ
フトは殆ど変化しないことがわかった。

【００５０】そして、このトリミング長さは、振動子２
の体格によって異なることから、種々の実験の結果、ア
ーム部４，６を削ることによって振動子２の振動特性を
調整する場合には、振動子２の根元から、連結部８のＺ
軸方向の高さ（本実施例では、３ｍｍ）に対して１７０
％（本実施例では、約５．１ｍｍ）までの領域をトリミ
ングするようにすればよく、それ以上トリミング領域を
拡大しても、振動特性の改善効果は得られず、振動子２
の強度を低下させるだけであることがわかった。

【００５１】一方、図９（ａ）に示すように振動子２の
根元付近で連結部８をトリミングすることにより、振動
子２の振動特性を調整する場合には、図９（ｂ）に示す
ように、振動子２の根元から１ｍｍまでの領域をトリミ
ングすれば、オフセットＶ２及びその温度ドリフトは大
きく変化するものの、そのトリミング領域を振動子２の
根元から連結部８のサポータ３２側に拡大してゆくと、
オフセットＶ２及びその温度ドリフトの変化は鈍くな
り、根元からのトリミングの長さが約２ｍｍ以上となる
領域では、トリミングを行ってもオフセットＶ２及び温
度ドリフトは殆ど変化しないことがわかった。

【００５２】そして、このトリミング長さは、振動子２
の体格によって異なることから、種々の実験の結果、連
結部８を削ることによって振動子２の振動特性を調整す
る場合には、振動子２の根元から、連結部８のＺ軸方向
の高さ（本実施例では、３ｍｍ）に対して７０％（本実
施例では、約２．１ｍｍ）までの領域をトリミングする
ようにすればよく、それ以上トリミング領域を拡大して
も、振動特性の改善効果は得られないことがわかった。

【００５３】従って、本実施例のように、音叉形状に形
成した圧電体からなる振動子２を用いて角速度を検出す
る角速度センサにおいて、振動子の振動特性を調整し
て、角速度を安定して高精度に検出できるようにするに
は、アーム部の長手方向に沿った連結部８の高さを基準
として、振動子２の根元からアーム部４，６側では、そ
の高さの１７０％までの領域をトリミングし、振動子２
の根元から連結部側では、その高さの７０％までの領域
をトリミングすればよく、アーム部４，６から連結部８
にかけて連続的にトリミングする場合であっても、これ
ら各領域内でトリミングすればよいことがわかる。

【００５４】また、上記手法で実際に振動子２の振動特
性を調整する際には、例えば、トリミングする深さを一
定にして、トリミング部のＺ軸方向の長さを上記領域内
で調整するようにしても良く、或いは、その長さを上記
領域内で一定にして、深さを調整するようにしても良
い。但し、トリミングの深さとしては、振動子２のダメ
ージを考慮すると、本実施例の場合、０．５ｍｍ程度ま
でにすることが望ましい。

【００５５】以上説明したように、本実施例の角速度セ
ンサによれば、振動子２の振動特性が、連結部８から各
アーム部４，６が突出される根元付近の稜線をトリミン
グ（削る）ことにより調整されていることから、検出信
号に含まれる不要信号成分であるオフセットを低減し
て、温度ドリフトの少ない安定した検出信号を得ること
ができる。このため、角速度センサによる角速度の検出
精度を向上できる。

【００５６】また、振動子２の振動特性の調整は、振動
子２をベース３６に組み付け、しかも、角速度検出用の
回路ユニットを組み付けた状態、つまり、角速度センサ
の出荷前の状態で行うことができるので、角速度センサ
の製造・調整工程が簡単になる。また、その調整の際に
は、振動子２の振動特性に大きな影響を与える根元付近
をトリミングするので、調整作業を効率よく行うことが
できる。よって、本実施例によれば、優れた検出精度が
得られる角速度センサを安価に提供できることになる。

【００５７】以上、本発明の一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
々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例で
は、検出信号と基準信号Ｖｒとの位相関係からトリミン
グ位置（稜線）を決定し、検出信号から取り出した基準
信号Ｖｒと同相（位相差零又は１８０度）の信号成分
（オフセット）Ｖ２が、基準信号Ｖｒと完全に同相（位
相差零）である場合に、左側のアーム部４のＸ１面とＹ
１面との境界である稜線部分をトリミングし、オフセッ
トＶ２が基準信号Ｖｒと逆相（位相差１８０度）である
場合に、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ものとして説明したが、
こうした位相関係から決定される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。

【００５８】また、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Ｘ１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Ｐ
２、右側のアーム部６のＸ１面の内側の稜線Ｐ３、或い
は、右側のアーム部６のＸ２面の外側の稜線Ｐ４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。

【００５９】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とその振動特性の調整方法につ
いて説明したが、本発明は、角柱状に形成され連結部に
て連結された一対のアーム部を有する振動子を備えた角
速度センサであれば適用でき、本発明を適用可能な振動
子の形状は音叉形状に限定されるものではない。

【００６０】つまり、連結部と一対のアーム部にて形成
される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１０及び図１１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１０
３，１０４，１０５，１０６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２００を用いる
ものも考えられる。

【００６１】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、検出信号に含まれる不要信号成分で
あるオフセットを低減して、温度ドリフトの少ない安定
した検出信号を得ることができるようになり、角速度の
検出精度を向上できる。

【００６２】以下、図１０〜図１２に示した各角速度セ
ンサの構成及びその調整方法について簡単に説明する。
図１０及び図１１に示した角速度センサの振動子１００
は、アーム部１０３，１０４及び１０５，１０６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。

【００６３】尚、図１０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。

【００６４】即ち、図１１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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】そして、図１０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。

【００６８】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１１５，１２１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。

【００６９】そして、本実施例の振動子１００の振動特
性をする際には、上記実施例と同様に、角速度センサ１
００に自励発振回路４０や検出回路５０等からなる角速
度検出回路ユニットを組み付けた状態で自励発振回路４
０を動作させ、そのとき得られる検出信号と、振幅制御
回路４２に入力される振動子２の実際の振動状態を表す
基準信号とを用いて、これら各信号の同相信号成分をモ
ニタし、この同相信号成分（換言すれば不要信号）が小
さくなるように、連結部１０２から各アーム部１０３〜
１０６が突出される根元付近の振動子１００の稜線をト
リミングするようにすればよい。

【００７０】また、トリミングを行う稜線は、前述の実
施例と同様、各アーム部２０３〜２０６の稜線であれ
ば、外側でも内側でもよく、また連結部１０２の稜線で
あってもよいが、特に、上記振動子１００は、連結部１
０２から４本のアーム部１０３〜１０６が同一方向に突
出された４脚の櫛形形状であり、前述した音叉形状の振
動子２に比べて多くの振動モードを有し、角速度検出時
に駆動軸方向及び検出軸方向の振動とは異なる他の振動
モードから影響を受けやすくなることから、その影響を
受け難くするためには、図１３に示すように、２つの稜
線を調整用の稜線として同時にトリミングするようにす
るとよい。

【００７１】即ち、図１３（ａ）は、駆動電極１１２が
形成された駆動用のアーム部１０３，１０４の内の一方
のアーム部１０３又は１０４において、互いに対角位置
にある２つの稜線（Ｐ11とＰ12，Ｐ13とＰ14，Ｐ15とＰ
16，Ｐ17とＰ18）を一組として、いずれかの組の稜線を
同時にトリミングすることにより、振動子１００の振動
特性を調整することを表している。

【００７２】そして、このような調整方法（換言すれば
請求項９に記載の調整方法）によれば、アーム部１０３
又は１０４において対角位置にある２つの稜線の内の一
方をトリミングする場合に比べて、振動子１００の調整
箇所を分散させることができるため、振動子１００の振
動バランスが悪化するのを防止して、角速度検出時の他
の振動モードからの影響を小さくすることが可能にな
り、振動子の振動特性を、効率よく且つ高精度に調整す
ることができるようになる。尚、アーム部１０３又は１
０４において、互いに対角位置にある２つの稜線をトリ
ミングするのは、一つのアーム部で対角位置にある稜線
は、図４（ｂ）を用いて説明したように、振動子の振動
特性を同一方向に調整できるためである。

【００７３】一方、図１３（ｂ）は、駆動電極１１２が
形成された駆動用のアーム部１０３，１０４において、
各アーム部１０３，１０４の間の中心位置で且つ各アー
ム部１０３，１０４に平行な軸（換言すれば振動子１０
０の中心軸Ｐ０）を中心として互いに対称な位置にある
２つの稜線（Ｐ21とＰ22，Ｐ23とＰ24，Ｐ25とＰ26，Ｐ
27とＰ28）を一組として、いずれかの組の稜線を同時に
トリミングすることにより、振動子１００の振動特性を
調整することを表している。

【００７４】そして、このような調整方法（換言すれば
請求項１０に記載の調整方法）によれば、図１３（ａ）
に示した調整方法と同様の効果を得ることができ、しか
も、駆動用の一対のアーム部の両方を削ることから、一
方のアーム部１０３又は１０４だけをトリミングする場
合に比べて、振動子１００の振動バランスが悪化するの
をより確実に防止できる。

【００７５】次に図１２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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】また、本実施例の振動子２００を調整する
際にも、上記実施例と同様、角速度センサ２００に自励
発振回路４０や検出回路５０等からなる角速度検出回路
ユニットを組み付けた状態で自励発振回路４０を動作さ
せ、そのとき得られる検出信号と、振幅制御回路４２に
入力される振動子２の実際の振動状態を表す基準信号と
を用いて、これら各信号の同相信号成分をモニタし、こ
の同相信号成分（換言すれば不要信号）が小さくなるよ
うに、連結部２０２から各アーム部２０３〜２０６が突
出される根元付近の振動子１００の稜線をトリミングす
るようにすればよい。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
でもよく、連結部２０２の稜線であってもよい。

【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】 振動子に接続される自励発振回路及び検出回
路の構成並びにこれらを用いた振動特性調整時のシステ
ム構成を説明する説明図である。

【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オフセット及びオ
フセット温度ドリフトの変化を測定した結果を表す説明
図である。

【図７】 振動子のトリミング量とオフセット及びオフ
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】 アーム部をトリミングする際の最適領域を測
定した測定結果を表す説明図である。

【図９】 連結部をトリミングする際の最適領域を測定
した測定結果を表す説明図である。

【図１０】 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１１】 図１０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１２】 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。

【図１３】 図１０に示した櫛形形状の振動子のトリミ
ングによる調整方法を説明する説明図である。

【符号の説明】

２，１００，２００…振動子、４，６，１０３〜１０
６，２０３〜２０６…アーム部、８，１０２，２０２…
連結部、１２ａ，１２ｂ，１１２，２０７…駆動電極、
１４ａ，１４ｂ，１１３，２０８…モニタ電極、１６
ａ，１６ｂ，２４，１１５，１２０，１２１，１２５，
２０９，２１０，２１１…仮ＧＮＤ電極、１８ａ，１８
ｂ…分極用電極、２０ａ，２０ｂ，１１６，１１７，２
１４，２１５…パット電極、２２ａ，２２ｂ，１１４，
１２２，１２４，２１２，２１３…検出電極、２６ａ，
２６ｂ，２８ａ，２８ｂ，１２８，１２９，２１８，２
１９…短絡用電極 ３０ａ，３０ｂ，１１８，１１
９，１２３，１２６，１２７，２１６，２１７…引出電
極、３２，１０７…サポータ ３４，１１０…スペー
サ、３６，１１１…ベース、４０…自励発振回路、５０
…検出回路、６０…ロックインアンプ。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角柱状に形成され互いに平行に配置され
   た少なくとも一対のアーム部と各アーム部を連結する連
   結部とにより形成された圧電体からなり、外壁面に、少
   なくとも、外部から交流電圧を受けて前記各アーム部を
   各アーム部の配列方向である駆動軸方向に励振する駆動
   電極、及び、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一対の検出電極、
   が形成された振動子を備えた角速度センサにおいて、 前記連結部から前記各アーム部が突出される記振動子の
   根元付近に、振動特性調整用の凹凸が形成されているこ
   とを特徴とする角速度センサ。
2. 【請求項２】 前記凹凸は、 前記アーム部において、前記振動子の根元から、前記ア
   ーム部の長手方向に沿った連結部の高さに対して１７０
   ％以内の領域、 前記連結部において、前記振動子の根元から、前記アー
   ム部の長手方向に沿った連結部の高さに対して７０％以
   内の領域、 のいずれか一方又はその両方の領域内に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の角速度センサ。
3. 【請求項３】 前記凹凸は、前記領域内で振動子の一部
   が削られることにより形成されていることを特徴とする
   請求項２に記載の角速度センサ。
4. 【請求項４】 前記凹凸は、前記アーム部の長手方向に
   沿った前記振動子の稜線の少なくとも一つが削られるこ
   とにより形成されていることを特徴とする請求項３に記
   載の角速度センサ。
5. 【請求項５】 角柱状に形成され互いに平行に配置され
   た少なくとも一対のアーム部と各アーム部を連結する連
   結部とにより形成された圧電体からなり、外壁面に、少
   なくとも、外部から交流電圧を受けて前記各アーム部を
   各アーム部の配列方向である駆動軸方向に励振する駆動
   電極、及び、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一対の検出電極、
   が形成された振動子を備えた角速度センサにおいて、前
   記振動子の振動特性を調整する方法であって、 前記駆動電極に交流電圧を印加して前記振動子を駆動軸
   方向に振動させ、そのとき前記一対の検出電極を介して
   得られる検出信号の不要信号成分が小さくなるように、
   前記連結部から前記各アーム部が突出される前記連結部
   の根元付近に凹凸を形成することを特徴とする角速度セ
   ンサの調整方法。
6. 【請求項６】 前記振動特性の調整は、 前記アーム部において、前記振動子の根元から、前記ア
   ーム部の長手方向に沿った連結部の高さに対して１７０
   ％以内の領域、 前記連結部において、前記振動子の根元から、前記アー
   ム部の長手方向に沿った連結部の高さに対して７０％以
   内の領域、 のいずれか一方又はその両方の領域内に前記凹凸を形成
   することにより行うことを特徴とする請求項５に記載の
   角速度センサの調整方法。
7. 【請求項７】 前記振動特性の調整は、前記領域内で振
   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６に記載の角速度センサの調整方法。
8. 【請求項８】 前記振動特性の調整は、前記アーム部の
   長手方向に沿った前記振動子の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７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、前記駆動電極が
   形成された一対のアーム部の内、少なくとも一方のアー
   ム部において対角位置にある２つの稜線を削ることによ
   り行うことを特徴とする請求項８に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、前記駆動電極
    が形成された一対のアーム部において、各アーム部の間
    の中心位置で且つ各アーム部に平行な軸を中心として対
    称な位置にある２つの稜線を削ることにより行うことを
    特徴とする請求項８に記載の角速度センサの調整方法。
11. 【請求項１１】 前記振動特性の調整は、前記稜線を削
    る際の前記アーム部の長手方向に沿った長さ、前記稜線
    を削る際の前記振動子に対する深さ、又はその両方を調
    整することにより行うことを特徴とする請求項７〜請求
    項１０いずれか記載の角速度センサの調整方法。