JPH1164000A - 音叉型振動ジャイロ - Google Patents
音叉型振動ジャイロInfo
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- JPH1164000A JPH1164000A JP9226752A JP22675297A JPH1164000A JP H1164000 A JPH1164000 A JP H1164000A JP 9226752 A JP9226752 A JP 9226752A JP 22675297 A JP22675297 A JP 22675297A JP H1164000 A JPH1164000 A JP H1164000A
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- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 S/N比が高い音叉型圧電振動ジャイロを提
供する。 【解決手段】 アームの内側と外側、アームの表面と裏
面において、駆動電極及び/または検出電極を非対称に
形成して、不正振動と漏れ出力とを少なくする。一方の
アーム2の表裏面の内側に設ける駆動電極11を、その表
裏面の外側に設ける駆動電極13より小さく形成する。他
方のアーム3の外側側面に設ける検出電極24の長さを短
く形成する。アーム2の表裏面に設ける駆動電極11,13
を、アーム2とベース4との境界位置からベース4側に
延在させ、アーム3の表裏面に設ける検出電極21を、ア
ーム3とベース4との境界位置からベース4側に延在さ
せる。
供する。 【解決手段】 アームの内側と外側、アームの表面と裏
面において、駆動電極及び/または検出電極を非対称に
形成して、不正振動と漏れ出力とを少なくする。一方の
アーム2の表裏面の内側に設ける駆動電極11を、その表
裏面の外側に設ける駆動電極13より小さく形成する。他
方のアーム3の外側側面に設ける検出電極24の長さを短
く形成する。アーム2の表裏面に設ける駆動電極11,13
を、アーム2とベース4との境界位置からベース4側に
延在させ、アーム3の表裏面に設ける検出電極21を、ア
ーム3とベース4との境界位置からベース4側に延在さ
せる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転角速度を検出
するジャイロに関し、特に、圧電体を利用した音叉型振
動ジャイロに関する。
するジャイロに関し、特に、圧電体を利用した音叉型振
動ジャイロに関する。
【0002】
【従来の技術】ジャイロスコープは、航空機,大型船
舶,宇宙衛星等の移動体の位置を確認するための手段と
して使用されており、最近では、民生用の分野でカーナ
ビゲーション,VTR,スチルカメラ等の機器の手振れ
の検出用としても利用されている。
舶,宇宙衛星等の移動体の位置を確認するための手段と
して使用されており、最近では、民生用の分野でカーナ
ビゲーション,VTR,スチルカメラ等の機器の手振れ
の検出用としても利用されている。
【0003】このようなジャイロスコープの中で、圧電
体を使った振動ジャイロが実用化されている。圧電振動
ジャイロは、所定振動している物体に回転角速度が加わ
ると、その振動と直角の方向にコリオリ力が生じる原理
を利用している。このような圧電振動ジャイロとして種
々のタイプのものが提案されているが、特に最近では、
LiTaO3 ,LiNbO3 等の圧電単結晶を利用した
音叉型振動ジャイロの研究開発が盛んに行われている。
体を使った振動ジャイロが実用化されている。圧電振動
ジャイロは、所定振動している物体に回転角速度が加わ
ると、その振動と直角の方向にコリオリ力が生じる原理
を利用している。このような圧電振動ジャイロとして種
々のタイプのものが提案されているが、特に最近では、
LiTaO3 ,LiNbO3 等の圧電単結晶を利用した
音叉型振動ジャイロの研究開発が盛んに行われている。
【0004】音叉型振動ジャイロは、圧電単結晶で一体
的に形成されている、2つのアームと両アームを支持す
るベースとを有し、音叉振動を駆動する駆動電極と回転
角速度を検出する検出電極とをアームに設けた構成をな
す。なお、この音叉型振動ジャイロは、駆動電極及び検
出電極の設置パターンに応じて、次のような2つのタイ
プに分けられる。1つのタイプは、一方のアームに駆動
電極を設け、他方のアームに検出電極を設けたタイプ
(以下、このタイプを非対称タイプという)である。ま
た、他のタイプは、各々のアームに駆動電極及び検出電
極を設け、両アームにおける電極設置が対称であるタイ
プ(以下、このタイプを対称タイプという)である。
的に形成されている、2つのアームと両アームを支持す
るベースとを有し、音叉振動を駆動する駆動電極と回転
角速度を検出する検出電極とをアームに設けた構成をな
す。なお、この音叉型振動ジャイロは、駆動電極及び検
出電極の設置パターンに応じて、次のような2つのタイ
プに分けられる。1つのタイプは、一方のアームに駆動
電極を設け、他方のアームに検出電極を設けたタイプ
(以下、このタイプを非対称タイプという)である。ま
た、他のタイプは、各々のアームに駆動電極及び検出電
極を設け、両アームにおける電極設置が対称であるタイ
プ(以下、このタイプを対称タイプという)である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この音叉型振動ジャイ
ロは、コマ・ジャイロ,光ジャイロ等の他のジャイロと
比較して、小型,軽量で低コストである点で有利である
が、測定精度は他のジャイロより劣っている。従って、
音叉型振動ジャイロにおける測定精度の向上、つまり、
S/N比の向上が望まれている。
ロは、コマ・ジャイロ,光ジャイロ等の他のジャイロと
比較して、小型,軽量で低コストである点で有利である
が、測定精度は他のジャイロより劣っている。従って、
音叉型振動ジャイロにおける測定精度の向上、つまり、
S/N比の向上が望まれている。
【0006】上述した非対称タイプの音叉型振動ジャイ
ロでは、駆動電極,検出電極が夫々別々のアームに設け
られているので、不正振動が発生してそれに起因する雑
音としての電位差を検出する。また、駆動電極を設けた
アームと検出電極を設けたアームとの機械的結合,静電
結合に起因する不要な出力(漏れ出力)も問題である。
一方、上述した対称タイプの音叉型振動ジャイロでは、
このような不正振動は相殺でき、漏れ出力も小さいが、
容量比が高くて検出感度が小さいという問題がある。
ロでは、駆動電極,検出電極が夫々別々のアームに設け
られているので、不正振動が発生してそれに起因する雑
音としての電位差を検出する。また、駆動電極を設けた
アームと検出電極を設けたアームとの機械的結合,静電
結合に起因する不要な出力(漏れ出力)も問題である。
一方、上述した対称タイプの音叉型振動ジャイロでは、
このような不正振動は相殺でき、漏れ出力も小さいが、
容量比が高くて検出感度が小さいという問題がある。
【0007】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、従来例と比較してS/N比の向上を図ることが
できる音叉型振動ジャイロを提供することを目的とす
る。
であり、従来例と比較してS/N比の向上を図ることが
できる音叉型振動ジャイロを提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る音叉型振
動ジャイロは、第1のアーム及び第2のアームと、これ
らを支持するベースとを有し、前記第1,第2のアーム
及びベースは圧電性結晶からなり、音叉振動を発生させ
る駆動電極が前記第1のアームに設けられ、コリオリ力
により発生する起電力を検出する2組の検出電極が前記
第2のアームに設けられている音叉型振動ジャイロにお
いて、少なくとも1組の前記検出電極の形状が非対称で
あることを特徴とする。
動ジャイロは、第1のアーム及び第2のアームと、これ
らを支持するベースとを有し、前記第1,第2のアーム
及びベースは圧電性結晶からなり、音叉振動を発生させ
る駆動電極が前記第1のアームに設けられ、コリオリ力
により発生する起電力を検出する2組の検出電極が前記
第2のアームに設けられている音叉型振動ジャイロにお
いて、少なくとも1組の前記検出電極の形状が非対称で
あることを特徴とする。
【0009】請求項2に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項1において、前記検出電極は、前記第2のアームの
外側側面に設けられた第1電極と、該第1電極と組をな
し、前記第2のアームの内側側面に設けられた第2電極
とを有し、前記第2電極の長さが前記第1電極の長さよ
りも短いことを特徴とする。
求項1において、前記検出電極は、前記第2のアームの
外側側面に設けられた第1電極と、該第1電極と組をな
し、前記第2のアームの内側側面に設けられた第2電極
とを有し、前記第2電極の長さが前記第1電極の長さよ
りも短いことを特徴とする。
【0010】請求項3に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項2において、前記第2のアームの幅をWとし、前記
第1電極と前記第2電極との長さの差をxとした場合
に、0<x/W<2を満たすことを特徴とする。
求項2において、前記第2のアームの幅をWとし、前記
第1電極と前記第2電極との長さの差をxとした場合
に、0<x/W<2を満たすことを特徴とする。
【0011】請求項4に係る音叉型振動ジャイロは、第
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる駆動電極が前記
第1のアームに設けられ、コリオリ力により発生する起
電力を検出する2組の検出電極が前記第2のアームに設
けられている音叉型振動ジャイロにおいて、前記検出電
極は、前記第2のアームの表面に設けられた第3電極
と、該第3電極と組をなし、前記第2のアームの裏面に
設けられた第4電極とを有し、前記第3電極及び前記第
4電極が前記第2のアームの幅方向にオフセットされて
いることを特徴とする。
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる駆動電極が前記
第1のアームに設けられ、コリオリ力により発生する起
電力を検出する2組の検出電極が前記第2のアームに設
けられている音叉型振動ジャイロにおいて、前記検出電
極は、前記第2のアームの表面に設けられた第3電極
と、該第3電極と組をなし、前記第2のアームの裏面に
設けられた第4電極とを有し、前記第3電極及び前記第
4電極が前記第2のアームの幅方向にオフセットされて
いることを特徴とする。
【0012】請求項5に係る音叉型振動ジャイロは、第
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる駆動電極が前記
第1のアームに設けられ、コリオリ力により発生する起
電力を検出する2組の検出電極が前記第2のアームに設
けられている音叉型振動ジャイロにおいて、前記検出電
極は、前記第2のアームの表面に設けられた第3電極
と、該第3電極と組をなし、前記第2のアームの裏面に
設けられた第4電極とを有し、前記第3電極及び前記第
4電極は、前記アームの外側から内側にかけて傾斜する
形状を有することを特徴とする。
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる駆動電極が前記
第1のアームに設けられ、コリオリ力により発生する起
電力を検出する2組の検出電極が前記第2のアームに設
けられている音叉型振動ジャイロにおいて、前記検出電
極は、前記第2のアームの表面に設けられた第3電極
と、該第3電極と組をなし、前記第2のアームの裏面に
設けられた第4電極とを有し、前記第3電極及び前記第
4電極は、前記アームの外側から内側にかけて傾斜する
形状を有することを特徴とする。
【0013】請求項6に係る音叉型振動ジャイロは、第
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる2組の駆動電極
が前記第1のアームに設けられ、コリオリ力により発生
する起電力を検出する検出電極が前記第2のアームに設
けられている音叉型振動ジャイロにおいて、前記駆動電
極は、前記第1のアームの表面の内側に設けられた第1
電極と、該第1電極と組をなし、前記第1のアームの裏
面の内側に設けられた第2電極と、前記第1のアームの
表面の外側に設けられた第3電極と、該第3電極と組を
なし、前記第1のアームの裏面の外側に設けられた第4
電極とを有し、前記第1電極及び第2電極の形状と、前
記第3電極及び第4電極の形状とが非対称であることを
特徴とする。
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる2組の駆動電極
が前記第1のアームに設けられ、コリオリ力により発生
する起電力を検出する検出電極が前記第2のアームに設
けられている音叉型振動ジャイロにおいて、前記駆動電
極は、前記第1のアームの表面の内側に設けられた第1
電極と、該第1電極と組をなし、前記第1のアームの裏
面の内側に設けられた第2電極と、前記第1のアームの
表面の外側に設けられた第3電極と、該第3電極と組を
なし、前記第1のアームの裏面の外側に設けられた第4
電極とを有し、前記第1電極及び第2電極の形状と、前
記第3電極及び第4電極の形状とが非対称であることを
特徴とする。
【0014】請求項7に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項6において、前記第1〜第4電極は、前記第1のア
ームの幅方向の中心線を越えないように設けられ、前記
第3電極及び第4電極が前記第1電極及び第2電極より
大きいことを特徴とする。
求項6において、前記第1〜第4電極は、前記第1のア
ームの幅方向の中心線を越えないように設けられ、前記
第3電極及び第4電極が前記第1電極及び第2電極より
大きいことを特徴とする。
【0015】請求項8に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項7において、前記第3電極及び第4電極が前記第1
電極及び第2電極より長いことを特徴とする。
求項7において、前記第3電極及び第4電極が前記第1
電極及び第2電極より長いことを特徴とする。
【0016】請求項9に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項7において、前記第3電極及び第4電極が前記第1
電極及び第2電極より幅が広いことを特徴とする。
求項7において、前記第3電極及び第4電極が前記第1
電極及び第2電極より幅が広いことを特徴とする。
【0017】請求項10に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項6〜9の何れかにおいて、前記第1電極の形状と前
記第2電極の形状とが異なっていることを特徴とする。
求項6〜9の何れかにおいて、前記第1電極の形状と前
記第2電極の形状とが異なっていることを特徴とする。
【0018】請求項11に係る音叉型振動ジャイロは、第
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる駆動電極が前記
第1のアームに設けられ、コリオリ力により発生する起
電力を検出する検出電極が前記第2のアームに設けられ
ている音叉型振動ジャイロにおいて、前記駆動電極の長
さが前記第1のアームの長さより長く、前記駆動電極が
前記ベースまで延在していることを特徴とする。
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる駆動電極が前記
第1のアームに設けられ、コリオリ力により発生する起
電力を検出する検出電極が前記第2のアームに設けられ
ている音叉型振動ジャイロにおいて、前記駆動電極の長
さが前記第1のアームの長さより長く、前記駆動電極が
前記ベースまで延在していることを特徴とする。
【0019】請求項12に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項11において、前記第1のアームの幅をWとし、前記
駆動電極の前記ベースにわたって延在する長さをfとし
た場合に、0<f/W<2を満たすことを特徴とする。
求項11において、前記第1のアームの幅をWとし、前記
駆動電極の前記ベースにわたって延在する長さをfとし
た場合に、0<f/W<2を満たすことを特徴とする。
【0020】請求項13に係る音叉型振動ジャイロは、第
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる駆動電極が前記
第1のアームに設けられ、コリオリ力により発生する起
電力を検出する検出電極が前記第2のアームに設けられ
ている音叉型振動ジャイロにおいて、前記検出電極の長
さが前記第2のアームの長さより長く、前記検出電極が
前記ベースまで延在していることを特徴とする。
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる駆動電極が前記
第1のアームに設けられ、コリオリ力により発生する起
電力を検出する検出電極が前記第2のアームに設けられ
ている音叉型振動ジャイロにおいて、前記検出電極の長
さが前記第2のアームの長さより長く、前記検出電極が
前記ベースまで延在していることを特徴とする。
【0021】請求項14に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項13において、前記第2のアームの幅をWとし、前記
検出電極の前記ベースにわたって延在する長さをgとし
た場合に、0<g/W<2を満たすことを特徴とする。
求項13において、前記第2のアームの幅をWとし、前記
検出電極の前記ベースにわたって延在する長さをgとし
た場合に、0<g/W<2を満たすことを特徴とする。
【0022】請求項15に係る音叉型振動ジャイロは、第
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる駆動電極とコリ
オリ力により発生する起電力を検出する検出電極とが、
前記第1のアーム及び第2のアームに設けられている音
叉型振動ジャイロにおいて、前記駆動電極の長さが前記
第1及び第2のアームの長さより長く、前記駆動電極が
前記ベースまで延在していることを特徴とする。
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる駆動電極とコリ
オリ力により発生する起電力を検出する検出電極とが、
前記第1のアーム及び第2のアームに設けられている音
叉型振動ジャイロにおいて、前記駆動電極の長さが前記
第1及び第2のアームの長さより長く、前記駆動電極が
前記ベースまで延在していることを特徴とする。
【0023】請求項16に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項15において、前記第1及び第2のアームの幅をWと
し、前記駆動電極の前記ベースにわたって延在する長さ
をhとした場合に、0<h/W<2を満たすことを特徴
とする。
求項15において、前記第1及び第2のアームの幅をWと
し、前記駆動電極の前記ベースにわたって延在する長さ
をhとした場合に、0<h/W<2を満たすことを特徴
とする。
【0024】請求項17に係る音叉型振動ジャイロは、第
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる駆動電極とコリ
オリ力により発生する起電力を検出する検出電極とが、
前記第1のアーム及び第2のアームに設けられている音
叉型振動ジャイロにおいて、前記検出電極の長さが前記
第1及び第2のアームの長さより長く、前記検出電極が
前記ベースまで延在していることを特徴とする。
1のアーム及び第2のアームと、これらを支持するベー
スとを有し、前記第1,第2のアーム及びベースは圧電
性結晶からなり、音叉振動を発生させる駆動電極とコリ
オリ力により発生する起電力を検出する検出電極とが、
前記第1のアーム及び第2のアームに設けられている音
叉型振動ジャイロにおいて、前記検出電極の長さが前記
第1及び第2のアームの長さより長く、前記検出電極が
前記ベースまで延在していることを特徴とする。
【0025】請求項18に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項17において、前記第1及び第2のアームの幅をWと
し、前記検出電極の前記ベースにわたって延在する長さ
をhとした場合に、0<h/W<2を満たすことを特徴
とする。
求項17において、前記第1及び第2のアームの幅をWと
し、前記検出電極の前記ベースにわたって延在する長さ
をhとした場合に、0<h/W<2を満たすことを特徴
とする。
【0026】請求項19に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項15または16において、前記駆動電極は前記第1のア
ーム及び第2のアームの幅方向の中心線を越えないよう
に設けられていることを特徴とする。
求項15または16において、前記駆動電極は前記第1のア
ーム及び第2のアームの幅方向の中心線を越えないよう
に設けられていることを特徴とする。
【0027】請求項20に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項15,16または19において、前記第1及び第2のアー
ムの幅をWとし、前記第1及び第2のアームと前記ベー
スとの境界位置からの前記駆動電極の長さをmとした場
合に、m/W>2を満たすことを特徴とする。
求項15,16または19において、前記第1及び第2のアー
ムの幅をWとし、前記第1及び第2のアームと前記ベー
スとの境界位置からの前記駆動電極の長さをmとした場
合に、m/W>2を満たすことを特徴とする。
【0028】請求項21に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項17または18において、前記検出電極の幅は、前記第
1及び第2のアームの幅の1/4倍以上であることを特
徴とする。
求項17または18において、前記検出電極の幅は、前記第
1及び第2のアームの幅の1/4倍以上であることを特
徴とする。
【0029】請求項22に係る音叉型振動ジャイロは、請
求項17,18または21において、前記第1及び第2のアー
ムの幅をWとし、前記第1及び第2のアームと前記ベー
スとの境界位置からの前記検出電極の長さをrとした場
合に、r/W>2を満たすことを特徴とする。
求項17,18または21において、前記第1及び第2のアー
ムの幅をWとし、前記第1及び第2のアームと前記ベー
スとの境界位置からの前記検出電極の長さをrとした場
合に、r/W>2を満たすことを特徴とする。
【0030】本発明の非対称タイプの音叉型振動ジャイ
ロでは、検出電極の形状を、アームの表裏面と側面とに
おいて、非対称にして、駆動振動時に、検出電極に発生
する電荷量を互いに相殺して、漏れ出力を抑える。ま
た、駆動電極の形状を、アームの内側と外側、アームの
表面と裏面とにおいて、非対称にして、不正振動の発生
を抑制する。以上のような非対称な形状の検出電極及び
/または駆動電極を採用することにより、雑音信号(N
成分)を減少させる。更に、駆動電極及び/または検出
電極をベース側に延ばすことにより、駆動電極の駆動効
率及び/または検出電極の検出効率を大きくして、検出
信号(S成分)を増加させる。
ロでは、検出電極の形状を、アームの表裏面と側面とに
おいて、非対称にして、駆動振動時に、検出電極に発生
する電荷量を互いに相殺して、漏れ出力を抑える。ま
た、駆動電極の形状を、アームの内側と外側、アームの
表面と裏面とにおいて、非対称にして、不正振動の発生
を抑制する。以上のような非対称な形状の検出電極及び
/または駆動電極を採用することにより、雑音信号(N
成分)を減少させる。更に、駆動電極及び/または検出
電極をベース側に延ばすことにより、駆動電極の駆動効
率及び/または検出電極の検出効率を大きくして、検出
信号(S成分)を増加させる。
【0031】本発明の対称タイプの音叉型振動ジャイロ
では、雑音信号(N成分)は元来少ないので、駆動電極
及び/または検出電極をベース側に延ばすことにより、
駆動電極の駆動効率及び/または検出電極の検出効率を
大きくして、検出信号(S成分)を増加させる。
では、雑音信号(N成分)は元来少ないので、駆動電極
及び/または検出電極をベース側に延ばすことにより、
駆動電極の駆動効率及び/または検出電極の検出効率を
大きくして、検出信号(S成分)を増加させる。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照して具体的に説明する。
示す図面を参照して具体的に説明する。
【0033】〔非対称タイプの音叉型振動ジャイロ〕ま
ず、非対称タイプの音叉型振動ジャイロにおける一般的
な構成及び検出原理について図1〜図4を用いて説明す
る。図1は音叉型振動体の振動を示す図、図2,図3は
電極構成を示す図、図4は具体的な電極パターンを示す
図である。
ず、非対称タイプの音叉型振動ジャイロにおける一般的
な構成及び検出原理について図1〜図4を用いて説明す
る。図1は音叉型振動体の振動を示す図、図2,図3は
電極構成を示す図、図4は具体的な電極パターンを示す
図である。
【0034】音叉型振動体1は、底面が正方形である直
方体状をなす2つのアーム2,3と、両アーム2,3を
支持する直方体状のベース4とを有する。これらのアー
ム2,3及びベース4は、圧電単結晶で一体的に形成さ
れている。図1(a),(b)に示すように、音叉型振
動体1には、fyモード振動(面垂直振動)及びfxモ
ード振動(面内振動)の2種類の振動がある。非対称タ
イプの音叉型振動ジャイロでは、fxモード振動(駆動
振動モード)により音叉型振動体1を駆動し、fyモー
ド振動(検出振動モード)により検出を行うことによ
り、コリオリ力による出力を検出する構成としている。
方体状をなす2つのアーム2,3と、両アーム2,3を
支持する直方体状のベース4とを有する。これらのアー
ム2,3及びベース4は、圧電単結晶で一体的に形成さ
れている。図1(a),(b)に示すように、音叉型振
動体1には、fyモード振動(面垂直振動)及びfxモ
ード振動(面内振動)の2種類の振動がある。非対称タ
イプの音叉型振動ジャイロでは、fxモード振動(駆動
振動モード)により音叉型振動体1を駆動し、fyモー
ド振動(検出振動モード)により検出を行うことによ
り、コリオリ力による出力を検出する構成としている。
【0035】図2は、fxモード振動(図2(a))を
駆動する電極を説明するための図である。fxモード振
動はたわみ振動が基本となる。図2(b)に示すよう
に、一方のアーム2をfxモード振動方向に直交する方
向に縦に2分割し、一方が伸びる場合には他方が縮むよ
うにアーム2に電圧を印加する。この場合の電極構成は
図2(c)に示すようであり、アーム2に駆動電極11,
12,13,14を設ける。図中の2つの矢印は、対応する電
極に駆動電圧を印加することで生じる電界の向きを示
す。
駆動する電極を説明するための図である。fxモード振
動はたわみ振動が基本となる。図2(b)に示すよう
に、一方のアーム2をfxモード振動方向に直交する方
向に縦に2分割し、一方が伸びる場合には他方が縮むよ
うにアーム2に電圧を印加する。この場合の電極構成は
図2(c)に示すようであり、アーム2に駆動電極11,
12,13,14を設ける。図中の2つの矢印は、対応する電
極に駆動電圧を印加することで生じる電界の向きを示
す。
【0036】図3は、fyモード振動(図3(a))を
検出する電極を説明するための図である。fyモード振
動もfxモード振動と同様にたわみ振動が基本となる。
図3(b)に示すように、他方のアーム3をfyモード
振動方向に直交する方向に縦に2分割すると、一方が伸
びる場合には他方が縮んでいる。従って、このアーム3
に対して図3(c)に示すように駆動電極21,22,23,
24を設けることにより、fyモード振動に対する電圧を
検出できる。
検出する電極を説明するための図である。fyモード振
動もfxモード振動と同様にたわみ振動が基本となる。
図3(b)に示すように、他方のアーム3をfyモード
振動方向に直交する方向に縦に2分割すると、一方が伸
びる場合には他方が縮んでいる。従って、このアーム3
に対して図3(c)に示すように駆動電極21,22,23,
24を設けることにより、fyモード振動に対する電圧を
検出できる。
【0037】以上のような原理により、非対称タイプの
音叉型振動ジャイロの一般的な構成は、図4のようにな
る。本発明の音叉型振動ジャイロである音叉型振動体1
は、LiTaO3 で一体的に構成した両アーム2,3及
びベース4を有する。一方のアーム2の表裏面には、上
記fxモード振動を駆動する内外2組の駆動電極11,1
2、13,14(駆動電極11,12にて内側の1組の電極を構
成、駆動電極13,14にて外側の1組の電極を構成)が設
けられている。また、他方のアーム3の表面,裏面,内
側側面,外側側面には、上記fyモード振動を検出する
検出電極21, 22,23, 24が設けられている。検出電極21,
22は電気的に短絡され、検出電極23, 24は電気的に短
絡されている(図3(c)参照)。
音叉型振動ジャイロの一般的な構成は、図4のようにな
る。本発明の音叉型振動ジャイロである音叉型振動体1
は、LiTaO3 で一体的に構成した両アーム2,3及
びベース4を有する。一方のアーム2の表裏面には、上
記fxモード振動を駆動する内外2組の駆動電極11,1
2、13,14(駆動電極11,12にて内側の1組の電極を構
成、駆動電極13,14にて外側の1組の電極を構成)が設
けられている。また、他方のアーム3の表面,裏面,内
側側面,外側側面には、上記fyモード振動を検出する
検出電極21, 22,23, 24が設けられている。検出電極21,
22は電気的に短絡され、検出電極23, 24は電気的に短
絡されている(図3(c)参照)。
【0038】図5は、図6(a)に示すような結晶方位
を有する音叉型振動体1に対して、駆動振動により発生
する電荷成分を有限要素法により解析した結果を示すグ
ラフである。図6(a)に示すように、音叉型振動体1
は、X軸を回転軸とするLiTaO3 単結晶の40°回転
Z板(130 °回転Y板)であって、アーム2,3がY′
方向に伸びている素子である。なお、LiTaO3 単結
晶は40°回転Z板に限らず、40°±20°回転Z板を使用
しても良い。なお、アーム2,3における表面とは、分
極軸方向が+方向になっている面を指し、裏面は−方向
になっている面を指す。
を有する音叉型振動体1に対して、駆動振動により発生
する電荷成分を有限要素法により解析した結果を示すグ
ラフである。図6(a)に示すように、音叉型振動体1
は、X軸を回転軸とするLiTaO3 単結晶の40°回転
Z板(130 °回転Y板)であって、アーム2,3がY′
方向に伸びている素子である。なお、LiTaO3 単結
晶は40°回転Z板に限らず、40°±20°回転Z板を使用
しても良い。なお、アーム2,3における表面とは、分
極軸方向が+方向になっている面を指し、裏面は−方向
になっている面を指す。
【0039】また、図6(b)に示すように、アーム
2,3の幅をW(1mm程度)とし、アーム2,3の長さ
をL(7mm程度)とする。図5では、駆動振動時におけ
る各駆動電極11,12,13,14での電荷分布を示してお
り、横軸はアーム2,3とベース4との境界位置を基点
とした距離、縦軸は電荷(相対値)を表す。
2,3の幅をW(1mm程度)とし、アーム2,3の長さ
をL(7mm程度)とする。図5では、駆動振動時におけ
る各駆動電極11,12,13,14での電荷分布を示してお
り、横軸はアーム2,3とベース4との境界位置を基点
とした距離、縦軸は電荷(相対値)を表す。
【0040】図5の結果から、一方のアーム2にのみ駆
動電極を設置する構成では、アーム2の内側と外側、及
び、表面と裏面で発生する電荷成分が異なることが分か
る。従ってこのような場合には、他方のアーム3の4面
に同一形状の検出電極を設置すると、駆動振動の電荷成
分も検出してしまうことになり、誤差が大きくなると考
えられる。そこで、検出電極を内側と外側とで非対称の
形状とすることにより、不要な電荷成分は相殺できる。
このような例について、以下の第1実施の形態で説明す
る。
動電極を設置する構成では、アーム2の内側と外側、及
び、表面と裏面で発生する電荷成分が異なることが分か
る。従ってこのような場合には、他方のアーム3の4面
に同一形状の検出電極を設置すると、駆動振動の電荷成
分も検出してしまうことになり、誤差が大きくなると考
えられる。そこで、検出電極を内側と外側とで非対称の
形状とすることにより、不要な電荷成分は相殺できる。
このような例について、以下の第1実施の形態で説明す
る。
【0041】(第1実施の形態)図7は、第1実施の形
態を示す斜視図である。アーム3の外側側面に設ける検
出電極24のみが他の3個の検出電極よりも、ベース4側
においてxだけ短くなっている。図8は、その外側の検
出電極24の長さを変化させた場合の漏れ電圧の変化を示
すグラフであり、横軸は短縮長さ(アーム3とベース4
との境界位置からの検出電極24の欠損長xのアーム3の
幅Wに対する割合x/W)を表し、縦軸は駆動時に発生
する漏れ電圧(V)を表している。検出電極24の長さを
変化させる(0<x/W<2)ことにより漏れ電圧のレ
ベルが変化し、x/W=0.5 となるxだけ検出電極24を
短くした場合に漏れ電圧が最小となる。よって、このよ
うにアーム3の外側側面に設ける検出電極24の長さを、
その内側側面に設ける検出電極23(図7では図示せず)
より短くすることにより、漏れ電圧を抑制することが可
能となる。
態を示す斜視図である。アーム3の外側側面に設ける検
出電極24のみが他の3個の検出電極よりも、ベース4側
においてxだけ短くなっている。図8は、その外側の検
出電極24の長さを変化させた場合の漏れ電圧の変化を示
すグラフであり、横軸は短縮長さ(アーム3とベース4
との境界位置からの検出電極24の欠損長xのアーム3の
幅Wに対する割合x/W)を表し、縦軸は駆動時に発生
する漏れ電圧(V)を表している。検出電極24の長さを
変化させる(0<x/W<2)ことにより漏れ電圧のレ
ベルが変化し、x/W=0.5 となるxだけ検出電極24を
短くした場合に漏れ電圧が最小となる。よって、このよ
うにアーム3の外側側面に設ける検出電極24の長さを、
その内側側面に設ける検出電極23(図7では図示せず)
より短くすることにより、漏れ電圧を抑制することが可
能となる。
【0042】(第2実施の形態)次に、アーム3の内側
側面,外側側面に設ける検出電極23,24は固定してお
き、アーム3の表面,裏面に設ける検出電極21,22の形
成パターンにて、漏れ電圧を低下させる例を、第2実施
の形態として説明する。このような場合には、アーム3
の外側の余分な電荷の影響を避けるために、表面,裏面
に形成する検出電極21,22に幅方向の重み付けを施し
て、漏れ電圧成分を低減する。
側面,外側側面に設ける検出電極23,24は固定してお
き、アーム3の表面,裏面に設ける検出電極21,22の形
成パターンにて、漏れ電圧を低下させる例を、第2実施
の形態として説明する。このような場合には、アーム3
の外側の余分な電荷の影響を避けるために、表面,裏面
に形成する検出電極21,22に幅方向の重み付けを施し
て、漏れ電圧成分を低減する。
【0043】図9はこの第2実施の形態の一例を示して
いる。図9(a)の例では、アーム3の表面,裏面に形
成する検出電極21,22をオフセットさせる(内側側面か
らの距離をy、外側側面からの距離をzとした場合、y
<zにオフセット)。図9(b)の例では、アーム3の
表面,裏面に形成する検出電極21,22の形状を、外側か
ら内側にかけて傾斜するような形状とする。
いる。図9(a)の例では、アーム3の表面,裏面に形
成する検出電極21,22をオフセットさせる(内側側面か
らの距離をy、外側側面からの距離をzとした場合、y
<zにオフセット)。図9(b)の例では、アーム3の
表面,裏面に形成する検出電極21,22の形状を、外側か
ら内側にかけて傾斜するような形状とする。
【0044】次に、アーム2の表面,裏面の内側及び外
側に設ける4個の駆動電極の形状を非対称に形成して、
具体的には、内側の駆動電極の大きさを外側の駆動電極
の大きさより小さくして、不正振動を小さく抑えるよう
にした例を、以下の第3実施の形態,第4実施の形態し
て説明する。
側に設ける4個の駆動電極の形状を非対称に形成して、
具体的には、内側の駆動電極の大きさを外側の駆動電極
の大きさより小さくして、不正振動を小さく抑えるよう
にした例を、以下の第3実施の形態,第4実施の形態し
て説明する。
【0045】(第3実施の形態)図10は、第3実施の形
態を示す平面図である。アーム2の内側に設ける駆動電
極の幅をその外側に設ける駆動電極の幅よりも狭くし
て、不正振動成分を小さくする。具体的には、アーム2
の表面の内側に設ける駆動電極11の幅をa、裏面の内側
に設ける駆動電極12の幅をb、表面の外側に設ける駆動
電極13の幅をc、裏面の外側に設ける駆動電極14の幅を
dとした場合、a<c,b<dとする。
態を示す平面図である。アーム2の内側に設ける駆動電
極の幅をその外側に設ける駆動電極の幅よりも狭くし
て、不正振動成分を小さくする。具体的には、アーム2
の表面の内側に設ける駆動電極11の幅をa、裏面の内側
に設ける駆動電極12の幅をb、表面の外側に設ける駆動
電極13の幅をc、裏面の外側に設ける駆動電極14の幅を
dとした場合、a<c,b<dとする。
【0046】図11は、内側の駆動電極と外側の駆動電極
との非対称性の変化に対する不正振動の変化を示すグラ
フであり、横軸は駆動電極の非対称性としてアーム2の
幅Wに対するaとcとの差の割合((a−c)/W)を
表し、縦軸は不正振動結合値(=面垂直振動伝達特性)
を表している。また、図11では、アーム2の表面,裏面
の内側に設ける駆動電極11,12の幅a,bについての3
種の大小関係に関する特性変化を示している。図11の結
果から分かるように、アーム2の表面,裏面の内側の駆
動電極11,12の幅を異ならせることにより、更に不正振
動成分を小さくすることが可能である。
との非対称性の変化に対する不正振動の変化を示すグラ
フであり、横軸は駆動電極の非対称性としてアーム2の
幅Wに対するaとcとの差の割合((a−c)/W)を
表し、縦軸は不正振動結合値(=面垂直振動伝達特性)
を表している。また、図11では、アーム2の表面,裏面
の内側に設ける駆動電極11,12の幅a,bについての3
種の大小関係に関する特性変化を示している。図11の結
果から分かるように、アーム2の表面,裏面の内側の駆
動電極11,12の幅を異ならせることにより、更に不正振
動成分を小さくすることが可能である。
【0047】(第4実施の形態)図12は、第4実施の形
態を示す斜視図である。アーム2の内側に設ける駆動電
極の長さをその外側に設ける駆動電極の長さよりも短く
して、不正振動成分を小さくする。具体的には、外側の
駆動電極13, 14はアーム2の全長にわたって形成する
が、内側の駆動電極11,12は、アーム2とベース4との
境界位置からアーム2の中途まで(長さe)しか形成し
ていない。
態を示す斜視図である。アーム2の内側に設ける駆動電
極の長さをその外側に設ける駆動電極の長さよりも短く
して、不正振動成分を小さくする。具体的には、外側の
駆動電極13, 14はアーム2の全長にわたって形成する
が、内側の駆動電極11,12は、アーム2とベース4との
境界位置からアーム2の中途まで(長さe)しか形成し
ていない。
【0048】図13は、内側の駆動電極の長さの変化に対
する不正振動の変化を示すグラフであり、横軸は内側の
駆動電極の長さをアーム2の幅Wに対する内側の駆動電
極の長さeの割合(e/W)で表し、縦軸は不正振動結
合値(=面垂直振動伝達特性)を表している。なお、内
側及び外側の駆動電極の幅は同一であるとしている。内
側の駆動電極の長さを短くすることによって、不正振動
成分を抑えられることが図13から分かる。
する不正振動の変化を示すグラフであり、横軸は内側の
駆動電極の長さをアーム2の幅Wに対する内側の駆動電
極の長さeの割合(e/W)で表し、縦軸は不正振動結
合値(=面垂直振動伝達特性)を表している。なお、内
側及び外側の駆動電極の幅は同一であるとしている。内
側の駆動電極の長さを短くすることによって、不正振動
成分を抑えられることが図13から分かる。
【0049】(第5実施の形態)図14は、以上のような
第1,第4実施の形態(非対称の駆動電極構造及び検出
電極構造)を鑑みた非対称タイプの音叉型振動ジャイロ
の構成図である。アーム2の表面及び裏面の内側に設け
る駆動電極11, 12を、その表面及び裏面の外側に設ける
駆動電極13, 14に比べて小さく形成し、アーム3の外側
側面に設ける検出電極24をx/Wが0.5 になるようにx
だけ短く形成している。このような電極構成を採用する
ことにより、駆動振動モード系,検出振動モード系間の
不正な結合の影響を削減することが可能となる。
第1,第4実施の形態(非対称の駆動電極構造及び検出
電極構造)を鑑みた非対称タイプの音叉型振動ジャイロ
の構成図である。アーム2の表面及び裏面の内側に設け
る駆動電極11, 12を、その表面及び裏面の外側に設ける
駆動電極13, 14に比べて小さく形成し、アーム3の外側
側面に設ける検出電極24をx/Wが0.5 になるようにx
だけ短く形成している。このような電極構成を採用する
ことにより、駆動振動モード系,検出振動モード系間の
不正な結合の影響を削減することが可能となる。
【0050】ところで、前記図5に示すように、アーム
2,3とベース4との境界部分に電荷成分は集中してい
る。従って、この部分に電極を形成すれば、効率が高
い、即ち容量比が小さい音叉型振動体1を構成すること
ができる。このような例として、第6実施の形態,第7
実施の形態を以下に説明する。
2,3とベース4との境界部分に電荷成分は集中してい
る。従って、この部分に電極を形成すれば、効率が高
い、即ち容量比が小さい音叉型振動体1を構成すること
ができる。このような例として、第6実施の形態,第7
実施の形態を以下に説明する。
【0051】(第6実施の形態)図15は、第6実施の形
態を示す斜視図である。駆動電極をアームより長くして
ベースの一部まで延在させて、駆動電極の駆動効率が高
く、即ち容量比が小さくなるようにしている。具体的に
は、アーム2に設ける4個の駆動電極11,12,13, 14
を、アーム2の全長域からベース4の一部にまでわたっ
て(ベース4へ延在させた長さf)形成している。
態を示す斜視図である。駆動電極をアームより長くして
ベースの一部まで延在させて、駆動電極の駆動効率が高
く、即ち容量比が小さくなるようにしている。具体的に
は、アーム2に設ける4個の駆動電極11,12,13, 14
を、アーム2の全長域からベース4の一部にまでわたっ
て(ベース4へ延在させた長さf)形成している。
【0052】図16は、アーム2とベース4との境界位置
からの駆動電極11,12,13, 14の延在長さの変化に対す
る容量比の変化を示すグラフであり、横軸はその境界位
置からの駆動電極11,12,13, 14の長さをアーム2の幅
Wに対するその延在させた長さfの割合(f/W)で表
し、縦軸は駆動電極の容量比(Cp/Cs)を表してい
る。f/Wの値が、0〜2の範囲内において、低い容量
比となっており、f/Wの値が0.5 程度である場合に最
も小さい容量比が得られる。
からの駆動電極11,12,13, 14の延在長さの変化に対す
る容量比の変化を示すグラフであり、横軸はその境界位
置からの駆動電極11,12,13, 14の長さをアーム2の幅
Wに対するその延在させた長さfの割合(f/W)で表
し、縦軸は駆動電極の容量比(Cp/Cs)を表してい
る。f/Wの値が、0〜2の範囲内において、低い容量
比となっており、f/Wの値が0.5 程度である場合に最
も小さい容量比が得られる。
【0053】(第7実施の形態)図17は、第7実施の形
態を示す斜視図である。検出電極をアームより長くして
ベースの一部まで延在させて、検出電極の検出効率が高
く、即ち容量比が小さくなるようにしている。具体的に
は、アーム3の表面及び裏面に設けた2個の検出電極2
1,22をアーム3の全長からベース4の一部にまでわた
って(ベース4へ延在させた長さg)形成している。な
お、4個の駆動電極11,12,13, 14も、第6実施の形態
と同様に、アーム2の全長からfだけベース4に延在さ
せている。
態を示す斜視図である。検出電極をアームより長くして
ベースの一部まで延在させて、検出電極の検出効率が高
く、即ち容量比が小さくなるようにしている。具体的に
は、アーム3の表面及び裏面に設けた2個の検出電極2
1,22をアーム3の全長からベース4の一部にまでわた
って(ベース4へ延在させた長さg)形成している。な
お、4個の駆動電極11,12,13, 14も、第6実施の形態
と同様に、アーム2の全長からfだけベース4に延在さ
せている。
【0054】図18は、アーム3とベース4との境界位置
からの検出電極21,22の延在長さの変化に対する容量比
の変化を示すグラフであり、横軸はその境界位置からの
検出電極の距離をアーム3の幅Wに対するその延在させ
た長さgの割合(g/W)で表し、縦軸は検出電極の容
量比(Cp/Cs)を表している。g/Wの値が、0〜
2の範囲内において、低い容量比となっており、g/W
の値が0.5 程度である場合に最も小さい容量比が得られ
る。
からの検出電極21,22の延在長さの変化に対する容量比
の変化を示すグラフであり、横軸はその境界位置からの
検出電極の距離をアーム3の幅Wに対するその延在させ
た長さgの割合(g/W)で表し、縦軸は検出電極の容
量比(Cp/Cs)を表している。g/Wの値が、0〜
2の範囲内において、低い容量比となっており、g/W
の値が0.5 程度である場合に最も小さい容量比が得られ
る。
【0055】(第8実施の形態)図19は、以上のような
第1,第2,第6,第7実施の形態(非対称の駆動電極
構造及び検出電極構造)を鑑みた非対称タイプの音叉型
振動ジャイロの構成図である。アーム2の内側に設ける
駆動電極11, 12を外側の駆動電極13, 14に比べて小さく
形成し、アーム3の外側側面に設ける検出電極24をx/
Wが0.5 になるようにxだけ短く形成し、アーム2に設
ける各駆動電極11, 12,13, 14をf/Wが0.5 になるよ
うに距離fだけベース4側に延在させ、アーム3の表面
及び裏面に設ける検出電極21, 22をg/Wが0.5 になる
ように距離gだけベース4側に延在させている。このよ
うにすることにより、駆動振動モード系,検出振動モー
ド系間の不正な結合の影響を削減することが可能とな
る。
第1,第2,第6,第7実施の形態(非対称の駆動電極
構造及び検出電極構造)を鑑みた非対称タイプの音叉型
振動ジャイロの構成図である。アーム2の内側に設ける
駆動電極11, 12を外側の駆動電極13, 14に比べて小さく
形成し、アーム3の外側側面に設ける検出電極24をx/
Wが0.5 になるようにxだけ短く形成し、アーム2に設
ける各駆動電極11, 12,13, 14をf/Wが0.5 になるよ
うに距離fだけベース4側に延在させ、アーム3の表面
及び裏面に設ける検出電極21, 22をg/Wが0.5 になる
ように距離gだけベース4側に延在させている。このよ
うにすることにより、駆動振動モード系,検出振動モー
ド系間の不正な結合の影響を削減することが可能とな
る。
【0056】〔対称タイプの音叉型振動ジャイロ〕次
に、対称タイプの音叉型振動ジャイロにおける一般的な
構成及び検出原理について図20〜図22を用いて説明す
る。図20,図21は電極構成を示す図、図22は具体的な電
極パターンを示す図である。
に、対称タイプの音叉型振動ジャイロにおける一般的な
構成及び検出原理について図20〜図22を用いて説明す
る。図20,図21は電極構成を示す図、図22は具体的な電
極パターンを示す図である。
【0057】対称タイプの音叉型振動体1も、非対称タ
イプのものと同様に、底面が正方形である直方体状をな
す2つのアーム2,3と、両アーム2,3を支持する直
方体状のベース4とを有する。これらのアーム2,3及
びベース4は、圧電単結晶で一体的に形成されており、
fxモード振動により音叉型振動体1を駆動し、fyモ
ード振動により検出を行うことにより、コリオリ力によ
る出力を検出する構成としている。但し、駆動電極及び
検出電極の設置パターンが、非対称タイプのものとは異
なっている。
イプのものと同様に、底面が正方形である直方体状をな
す2つのアーム2,3と、両アーム2,3を支持する直
方体状のベース4とを有する。これらのアーム2,3及
びベース4は、圧電単結晶で一体的に形成されており、
fxモード振動により音叉型振動体1を駆動し、fyモ
ード振動により検出を行うことにより、コリオリ力によ
る出力を検出する構成としている。但し、駆動電極及び
検出電極の設置パターンが、非対称タイプのものとは異
なっている。
【0058】図20は、fxモード振動を駆動する電極を
説明するための図である。図20(a)に示すアーム2,
3の表面及び裏面の内側部分に、図20(b)に示すよう
に、駆動電極31,32,33,34を設け、駆動電極31,32間
及び駆動電極33,34間に電圧を印加すると、図20(b)
の矢符のように電界が発生し、図20(a)の矢符のよう
に圧電効果によりアーム2,3の外側部分が伸縮運動す
る。この伸縮運動により、アーム2,3にfxモード振
動を励振できる。
説明するための図である。図20(a)に示すアーム2,
3の表面及び裏面の内側部分に、図20(b)に示すよう
に、駆動電極31,32,33,34を設け、駆動電極31,32間
及び駆動電極33,34間に電圧を印加すると、図20(b)
の矢符のように電界が発生し、図20(a)の矢符のよう
に圧電効果によりアーム2,3の外側部分が伸縮運動す
る。この伸縮運動により、アーム2,3にfxモード振
動を励振できる。
【0059】このfxモード振動の振動軸に回転運動が
生じると、振動方向と垂直な方向にコリオリ力が発生す
る。そこで、図21(b)に示すように、アーム2の表面
及び裏面の外側部分と外側側面とに検出電極41,42,43
を設け、アーム3の表面及び裏面の外側部分と外側側面
とに検出電極44,45,46を設けて、fxモード振動に垂
直な方向の図21(a)の矢符に示すようなfyモード振
動を検出することにより、コリオリ力を受けて互いに逆
方向にたわんだアーム2,3から、角速度に比例した電
気的出力を得ることができる。
生じると、振動方向と垂直な方向にコリオリ力が発生す
る。そこで、図21(b)に示すように、アーム2の表面
及び裏面の外側部分と外側側面とに検出電極41,42,43
を設け、アーム3の表面及び裏面の外側部分と外側側面
とに検出電極44,45,46を設けて、fxモード振動に垂
直な方向の図21(a)の矢符に示すようなfyモード振
動を検出することにより、コリオリ力を受けて互いに逆
方向にたわんだアーム2,3から、角速度に比例した電
気的出力を得ることができる。
【0060】以上のような原理により、対称タイプの音
叉型振動ジャイロの一般的な構成は、図22のようにな
る。本発明の音叉型振動ジャイロである音叉型振動体1
は、LiTaO3 で一体的に構成した両アーム2,3
(幅W,長さL)及びベース4を有する。一方のアーム
2の表裏面の内側には上記fxモード振動を駆動する1
組の駆動電極31,32が設けられ、その表裏面の外側及び
その外側側面には上記fyモード振動を検出する検出電
極41,42,43が設けられている。また、他方のアーム3
の表裏面の内側には上記fxモード振動を駆動する1組
の駆動電極33,34が設けられ、その表裏面の外側及びそ
の外側側面には上記fyモード振動を検出する検出電極
44,45,46が設けられている。このように、対称タイプ
の音叉型振動ジャイロでは、両アーム2,3において、
駆動電極及び検出電極が対称に設けられている。
叉型振動ジャイロの一般的な構成は、図22のようにな
る。本発明の音叉型振動ジャイロである音叉型振動体1
は、LiTaO3 で一体的に構成した両アーム2,3
(幅W,長さL)及びベース4を有する。一方のアーム
2の表裏面の内側には上記fxモード振動を駆動する1
組の駆動電極31,32が設けられ、その表裏面の外側及び
その外側側面には上記fyモード振動を検出する検出電
極41,42,43が設けられている。また、他方のアーム3
の表裏面の内側には上記fxモード振動を駆動する1組
の駆動電極33,34が設けられ、その表裏面の外側及びそ
の外側側面には上記fyモード振動を検出する検出電極
44,45,46が設けられている。このように、対称タイプ
の音叉型振動ジャイロでは、両アーム2,3において、
駆動電極及び検出電極が対称に設けられている。
【0061】対称タイプの音叉型振動ジャイロでは、両
アーム2,3に駆動電極及び検出電極が対称に設けらて
いるので、不正な振動を相殺することができ、また、も
れ出力も小さい。よって、検出精度、即ち、S/N比を
高めるためには、雑音信号(N成分)を抑制することは
考慮する必要がなく、検出信号(S成分)を高めること
が必要である。そこで、駆動電極,検出電極の形状を工
夫することにより、駆動電極,検出電極の容量比を低く
して検出感度の向上を図るようにした例について、以下
の第9実施の形態〜第13実施の形態で説明する。
アーム2,3に駆動電極及び検出電極が対称に設けらて
いるので、不正な振動を相殺することができ、また、も
れ出力も小さい。よって、検出精度、即ち、S/N比を
高めるためには、雑音信号(N成分)を抑制することは
考慮する必要がなく、検出信号(S成分)を高めること
が必要である。そこで、駆動電極,検出電極の形状を工
夫することにより、駆動電極,検出電極の容量比を低く
して検出感度の向上を図るようにした例について、以下
の第9実施の形態〜第13実施の形態で説明する。
【0062】(第9実施の形態)対称タイプの音叉型振
動ジャイロにおいても、電荷成分はアーム2,3とベー
ス4との境界部分に集中している。従って、この部分に
電極を形成すれば、効率が高い、即ち容量比が小さい音
叉型振動体1とすることができる。図23は、第9実施の
形態を示す斜視図である。駆動電極及び検出電極をアー
ムより長くしてベースの一部まで延在させて、駆動電極
の駆動効率及び検出電極の検出効率が高く、即ちそれら
の容量比が小さくなるようにしている。具体的には、4
個の駆動電極31,32,33, 34及び6個の検出電極41,4
2,43, 44,45, 46を、アーム2,3の全長(L)から
ベース4の一部にまでわたって(ベース4へ延在させた
長さh)形成している。
動ジャイロにおいても、電荷成分はアーム2,3とベー
ス4との境界部分に集中している。従って、この部分に
電極を形成すれば、効率が高い、即ち容量比が小さい音
叉型振動体1とすることができる。図23は、第9実施の
形態を示す斜視図である。駆動電極及び検出電極をアー
ムより長くしてベースの一部まで延在させて、駆動電極
の駆動効率及び検出電極の検出効率が高く、即ちそれら
の容量比が小さくなるようにしている。具体的には、4
個の駆動電極31,32,33, 34及び6個の検出電極41,4
2,43, 44,45, 46を、アーム2,3の全長(L)から
ベース4の一部にまでわたって(ベース4へ延在させた
長さh)形成している。
【0063】図24は、アーム2,3とベース4との境界
位置からの駆動電極及び検出電極の延在長さの変化に対
する容量比の変化を示すグラフであり、横軸は駆動電極
及び検出電極のベース・アーム境界位置からの長さをア
ーム2,3の幅Wに対するその延在させた長さhの割合
(h/W)で表し、縦軸は駆動電極及び検出電極の容量
比(Cp/Cs)を表している。駆動電極の場合には、
h/Wの値が0〜2の範囲内において低い容量比となっ
ており、h/Wの値が0.5 であるときに最も小さい容量
比が得られる。また、検出電極の場合にも、h/Wの値
が0〜2の範囲内において低い容量比となっており、h
/Wの値が0.5 であるときに最も小さい容量比が得られ
る。
位置からの駆動電極及び検出電極の延在長さの変化に対
する容量比の変化を示すグラフであり、横軸は駆動電極
及び検出電極のベース・アーム境界位置からの長さをア
ーム2,3の幅Wに対するその延在させた長さhの割合
(h/W)で表し、縦軸は駆動電極及び検出電極の容量
比(Cp/Cs)を表している。駆動電極の場合には、
h/Wの値が0〜2の範囲内において低い容量比となっ
ており、h/Wの値が0.5 であるときに最も小さい容量
比が得られる。また、検出電極の場合にも、h/Wの値
が0〜2の範囲内において低い容量比となっており、h
/Wの値が0.5 であるときに最も小さい容量比が得られ
る。
【0064】(第10実施の形態)アーム2,3の表面及
び裏面の内側に設ける駆動電極31,32,33, 34の幅(形
成位置)と容量比との関係について説明する。図25に示
すように、各駆動電極31,32,33, 34の幅をそれぞれ
i,j,k,lとした場合に、i=j=k=lの条件を
保ちながら、その幅を変化させて、容量比の変化を調べ
た結果を図26に示す。
び裏面の内側に設ける駆動電極31,32,33, 34の幅(形
成位置)と容量比との関係について説明する。図25に示
すように、各駆動電極31,32,33, 34の幅をそれぞれ
i,j,k,lとした場合に、i=j=k=lの条件を
保ちながら、その幅を変化させて、容量比の変化を調べ
た結果を図26に示す。
【0065】図26のグラフにおいて、横軸はアームの中
心線からの駆動電極の先端のずれ量を表し、縦軸は駆動
電極の容量比(Cp/Cs)を表している。横軸の0は
駆動電極の幅がアームの幅Wの半分だけである、即ち、
アームの内側縁から延びる駆動電極の先端がアームの中
心線に達していることを示し、駆動電極の先端の位置が
アームの中心線からどれだけずれているか(内側にずれ
るのが+方向、外側にずれるのが−方向)で横軸の目盛
を取っている。例えば、1/4Wは駆動電極の先端が中
心線より1/4W手前までしか達せず、その幅が1/4
Wである場合であり、−1/4Wは駆動電極の先端が中
心線を越えて更に1/4Wまで延び、その幅が3/4W
である場合である。
心線からの駆動電極の先端のずれ量を表し、縦軸は駆動
電極の容量比(Cp/Cs)を表している。横軸の0は
駆動電極の幅がアームの幅Wの半分だけである、即ち、
アームの内側縁から延びる駆動電極の先端がアームの中
心線に達していることを示し、駆動電極の先端の位置が
アームの中心線からどれだけずれているか(内側にずれ
るのが+方向、外側にずれるのが−方向)で横軸の目盛
を取っている。例えば、1/4Wは駆動電極の先端が中
心線より1/4W手前までしか達せず、その幅が1/4
Wである場合であり、−1/4Wは駆動電極の先端が中
心線を越えて更に1/4Wまで延び、その幅が3/4W
である場合である。
【0066】図26の結果から、駆動電極がアームの中心
線を越えると、容量比が上がって特性が劣化することが
分かる。よって、駆動電極31,32,33, 34はアーム2,
3の中心線から越えないように形成する必要がある。
線を越えると、容量比が上がって特性が劣化することが
分かる。よって、駆動電極31,32,33, 34はアーム2,
3の中心線から越えないように形成する必要がある。
【0067】(第11実施の形態)図27は、第11実施の形
態を示す斜視図である。アームの表面及び裏面の内側に
設ける駆動電極の長さを短くする。具体的には、各検出
電極41,42,43, 44,45, 46は、アーム2,3の全長に
わたって形成するが、各駆動電極31,32,33, 34は、ア
ーム2,3とベース4との境界位置からアーム2,3の
中途まで(長さm)しか形成していない。なお、これら
の各駆動電極31,32,33, 34及び各検出電極41,42,4
3, 44,45, 46は、アーム2,3とベース4との境界位
置からベース4にかけて長さh(h/W=0.5)だけ延在
させている。また、各駆動電極31,32,33, 34の幅は同
一とする。
態を示す斜視図である。アームの表面及び裏面の内側に
設ける駆動電極の長さを短くする。具体的には、各検出
電極41,42,43, 44,45, 46は、アーム2,3の全長に
わたって形成するが、各駆動電極31,32,33, 34は、ア
ーム2,3とベース4との境界位置からアーム2,3の
中途まで(長さm)しか形成していない。なお、これら
の各駆動電極31,32,33, 34及び各検出電極41,42,4
3, 44,45, 46は、アーム2,3とベース4との境界位
置からベース4にかけて長さh(h/W=0.5)だけ延在
させている。また、各駆動電極31,32,33, 34の幅は同
一とする。
【0068】図28は、駆動電極の長さの変化に対する容
量比の変化を示すグラフであり、横軸は境界位置からの
駆動電極の長さをアーム2,3の幅Wに対する駆動電極
の長さmの割合(m/W)で表し、縦軸は駆動電極の容
量比(Cp/Cs)を表している。図28の結果から、m
/Wの値を2より大きくすることにより、小さな容量比
に設定することができ、駆動効率の向上を図れることが
分かる。
量比の変化を示すグラフであり、横軸は境界位置からの
駆動電極の長さをアーム2,3の幅Wに対する駆動電極
の長さmの割合(m/W)で表し、縦軸は駆動電極の容
量比(Cp/Cs)を表している。図28の結果から、m
/Wの値を2より大きくすることにより、小さな容量比
に設定することができ、駆動効率の向上を図れることが
分かる。
【0069】(第12実施の形態)アーム2,3の表面及
び裏面の外側に設ける検出電極41,42,44, 45の幅(形
成位置)と容量比との関係について説明する。図29に示
すように、各検出電極41,42,44, 45の幅をそれぞれ
n,o,p,qとした場合に、n=o=p=qの条件を
保ちながら、その幅を変化させて、容量比の変化を調べ
た結果を図30に示す。
び裏面の外側に設ける検出電極41,42,44, 45の幅(形
成位置)と容量比との関係について説明する。図29に示
すように、各検出電極41,42,44, 45の幅をそれぞれ
n,o,p,qとした場合に、n=o=p=qの条件を
保ちながら、その幅を変化させて、容量比の変化を調べ
た結果を図30に示す。
【0070】図30のグラフにおいて、横軸は検出電極の
先端のアームの中心線からのずれ量を表し、縦軸は検出
電極の容量比(Cp/Cs)を表している。横軸の0は
検出電極の幅がアームの幅Wの半分だけである、即ち、
アームの外側縁から延びる検出電極の先端がアームの中
心線に達していることを示し、検出電極の先端の位置が
アームの中心線からどれだけずれているか(内側にずれ
るのが+方向、外側にずれるのが−方向)で横軸の目盛
を取っている。例えば、1/4Wは検出電極の先端が中
心線を越えて更に1/4Wまで延び、その幅が3/4W
である場合であり、−1/4Wは検出電極の先端が中心
線より1/4W手前までしか達せず、その幅が1/4W
である場合である。
先端のアームの中心線からのずれ量を表し、縦軸は検出
電極の容量比(Cp/Cs)を表している。横軸の0は
検出電極の幅がアームの幅Wの半分だけである、即ち、
アームの外側縁から延びる検出電極の先端がアームの中
心線に達していることを示し、検出電極の先端の位置が
アームの中心線からどれだけずれているか(内側にずれ
るのが+方向、外側にずれるのが−方向)で横軸の目盛
を取っている。例えば、1/4Wは検出電極の先端が中
心線を越えて更に1/4Wまで延び、その幅が3/4W
である場合であり、−1/4Wは検出電極の先端が中心
線より1/4W手前までしか達せず、その幅が1/4W
である場合である。
【0071】図30の結果から、検出電極の位置は、上述
の駆動電極とは違って、アームの中心線を越えるか否か
はそれほど重要な問題ではなく、各検出電極41,42,4
4, 45の幅をアーム2,3の幅の1/4以上、つまり、
1/4W以上とすることにより、検出電極を小さな容量
比に設定することができ、検出効率の向上を図れること
が分かる。
の駆動電極とは違って、アームの中心線を越えるか否か
はそれほど重要な問題ではなく、各検出電極41,42,4
4, 45の幅をアーム2,3の幅の1/4以上、つまり、
1/4W以上とすることにより、検出電極を小さな容量
比に設定することができ、検出効率の向上を図れること
が分かる。
【0072】(第13実施の形態)図31は、第13実施の形
態を示す斜視図である。アームの表面及び裏面の外側に
設ける検出電極の長さを短くする。具体的には、アーム
の2,3の外側側面に設ける各検出電極43, 46とアーム
の2,3の表面及び裏面の内側に設ける各駆動電極31,
32,33, 34とは、アーム2,3の全長にわたって形成す
るが、アーム2,3の表面及び裏面の外側に設ける各検
出電極41,42,44, 45は、アーム2,3の中途まで(ア
ーム2,3とベース4との境界位置から長さr)しか形
成していない。なお、これらの各駆動電極31,32,33,
34及び各検出電極41,42,43, 44,45, 46は、アーム
2,3とベース4との境界位置からベース4にかけて長
さh(h/W=0.5)だけ延在させている。また、各検出
電極41,42,44, 45の幅は同一とする。
態を示す斜視図である。アームの表面及び裏面の外側に
設ける検出電極の長さを短くする。具体的には、アーム
の2,3の外側側面に設ける各検出電極43, 46とアーム
の2,3の表面及び裏面の内側に設ける各駆動電極31,
32,33, 34とは、アーム2,3の全長にわたって形成す
るが、アーム2,3の表面及び裏面の外側に設ける各検
出電極41,42,44, 45は、アーム2,3の中途まで(ア
ーム2,3とベース4との境界位置から長さr)しか形
成していない。なお、これらの各駆動電極31,32,33,
34及び各検出電極41,42,43, 44,45, 46は、アーム
2,3とベース4との境界位置からベース4にかけて長
さh(h/W=0.5)だけ延在させている。また、各検出
電極41,42,44, 45の幅は同一とする。
【0073】図32は、検出電極の長さの変化に対する容
量比の変化を示すグラフであり、横軸は境界位置からの
検出電極の長さをアーム2,3の幅Wに対する検出電極
の長さrの割合(r/W)で表し、縦軸は検出電極の容
量比(Cp/Cs)を表している。図32の結果から、r
/Wの値を2より大きくすることにより、小さな容量比
に設定することができ、検出効率の向上を図れることが
分かる。
量比の変化を示すグラフであり、横軸は境界位置からの
検出電極の長さをアーム2,3の幅Wに対する検出電極
の長さrの割合(r/W)で表し、縦軸は検出電極の容
量比(Cp/Cs)を表している。図32の結果から、r
/Wの値を2より大きくすることにより、小さな容量比
に設定することができ、検出効率の向上を図れることが
分かる。
【0074】なお、上述した実施の形態では、圧電単結
晶としてLITaO3 を用いたが、LINbO3 (Y′
=50°Y)等の他の材料の圧電単結晶を用いても良い。
晶としてLITaO3 を用いたが、LINbO3 (Y′
=50°Y)等の他の材料の圧電単結晶を用いても良い。
【0075】
【発明の効果】以上のように本発明の音叉型振動ジャイ
ロでは、アームの内側と外側、アームの表面と裏面にお
いて、駆動電極及び/または検出電極を非対称に形成す
るようにしたので、従来例に比べて、不正振動と漏れ出
力とを少なくできる。また、駆動電極及び/または検出
電極をアームとベースとの境界部分の近傍に集中させて
形成するようにしたので、従来例に比べて、駆動電極及
び/または検出電極の容量比を低減して駆動効率及び/
または検出効率を向上させることができる。
ロでは、アームの内側と外側、アームの表面と裏面にお
いて、駆動電極及び/または検出電極を非対称に形成す
るようにしたので、従来例に比べて、不正振動と漏れ出
力とを少なくできる。また、駆動電極及び/または検出
電極をアームとベースとの境界部分の近傍に集中させて
形成するようにしたので、従来例に比べて、駆動電極及
び/または検出電極の容量比を低減して駆動効率及び/
または検出効率を向上させることができる。
【図1】音叉振動の説明図である。
【図2】面内振動(駆動振動)を起こさせるための電極
構成の説明図である。
構成の説明図である。
【図3】面垂直振動(検出振動)を起こさせるための電
極構成の説明図である。
極構成の説明図である。
【図4】非対称タイプの音叉型振動ジャイロの構成図で
ある。
ある。
【図5】駆動振動時の電荷分布を示すグラフである。
【図6】圧電単結晶の結晶方位及び音叉型振動ジャイロ
の寸法を示す図である。
の寸法を示す図である。
【図7】第1実施の形態の斜視図である。
【図8】検出電極の短縮長さと漏れ電圧との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図9】第2実施の形態の斜視図である。
【図10】第3実施の形態の平面図である。
【図11】駆動電極の非対称性と不正振動との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図12】第4実施の形態の斜視図である。
【図13】駆動電極の長さと不正振動との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図14】第5実施の形態の斜視図である。
【図15】第6実施の形態の斜視図である。
【図16】駆動電極の延在長さと容量比との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図17】第7実施の形態の斜視図である。
【図18】検出電極の延在長さと容量比との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図19】第8実施の形態の斜視図である。
【図20】面内振動(駆動振動)を起こさせるための電
極構成の説明図である。
極構成の説明図である。
【図21】面垂直振動(検出振動)を起こさせるための
電極構成の説明図である。
電極構成の説明図である。
【図22】対称タイプの音叉型振動ジャイロの構成図で
ある。
ある。
【図23】第9実施の形態の斜視図である。
【図24】駆動電極及び検出電極の延在長さと容量比と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図25】第10実施の形態の平面図である。
【図26】駆動電極の幅と容量比との関係を示すグラフ
である。
である。
【図27】第11実施の形態の斜視図である。
【図28】駆動電極の長さと容量比との関係を示すグラ
フである。
フである。
【図29】第12実施の形態の平面図である。
【図30】検出電極の幅と容量比との関係を示すグラフ
である。
である。
【図31】第13実施の形態の斜視図である。
【図32】検出電極の長さと容量比との関係を示すグラ
フである。
フである。
1 音叉型振動体 2,3 アーム 4 ベース 11,12,13,14,31,32,33,34 駆動電極 21,22,23,24,41,42,43,44,45,46 検出電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 寛 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 佐藤 良夫 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 菊池 一二 神奈川県横浜市港北区新横浜3丁目18番3 号 富士通東和エレクトロン株式会社内
Claims (22)
- 【請求項1】 第1のアーム及び第2のアームと、これ
らを支持するベースとを有し、前記第1,第2のアーム
及びベースは圧電性結晶からなり、音叉振動を発生させ
る駆動電極が前記第1のアームに設けられ、コリオリ力
により発生する起電力を検出する2組の検出電極が前記
第2のアームに設けられている音叉型振動ジャイロにお
いて、少なくとも1組の前記検出電極の形状が非対称で
あることを特徴とする音叉型振動ジャイロ。 - 【請求項2】 前記検出電極は、前記第2のアームの外
側側面に設けられた第1電極と、該第1電極と組をな
し、前記第2のアームの内側側面に設けられた第2電極
とを有し、前記第2電極の長さが前記第1電極の長さよ
りも短い請求項1記載の音叉型振動ジャイロ。 - 【請求項3】 前記第2のアームの幅をWとし、前記第
1電極と前記第2電極との長さの差をxとした場合に、
0<x/W<2を満たす請求項2記載の音叉型振動ジャ
イロ。 - 【請求項4】 第1のアーム及び第2のアームと、これ
らを支持するベースとを有し、前記第1,第2のアーム
及びベースは圧電性結晶からなり、音叉振動を発生させ
る駆動電極が前記第1のアームに設けられ、コリオリ力
により発生する起電力を検出する2組の検出電極が前記
第2のアームに設けられている音叉型振動ジャイロにお
いて、前記検出電極は、前記第2のアームの表面に設け
られた第3電極と、該第3電極と組をなし、前記第2の
アームの裏面に設けられた第4電極とを有し、前記第3
電極及び前記第4電極が前記第2のアームの幅方向にオ
フセットされていることを特徴とする音叉型振動ジャイ
ロ。 - 【請求項5】 第1のアーム及び第2のアームと、これ
らを支持するベースとを有し、前記第1,第2のアーム
及びベースは圧電性結晶からなり、音叉振動を発生させ
る駆動電極が前記第1のアームに設けられ、コリオリ力
により発生する起電力を検出する2組の検出電極が前記
第2のアームに設けられている音叉型振動ジャイロにお
いて、前記検出電極は、前記第2のアームの表面に設け
られた第3電極と、該第3電極と組をなし、前記第2の
アームの裏面に設けられた第4電極とを有し、前記第3
電極及び前記第4電極は、前記アームの外側から内側に
かけて傾斜する形状を有することを特徴とする音叉型振
動ジャイロ。 - 【請求項6】 第1のアーム及び第2のアームと、これ
らを支持するベースとを有し、前記第1,第2のアーム
及びベースは圧電性結晶からなり、音叉振動を発生させ
る2組の駆動電極が前記第1のアームに設けられ、コリ
オリ力により発生する起電力を検出する検出電極が前記
第2のアームに設けられている音叉型振動ジャイロにお
いて、前記駆動電極は、前記第1のアームの表面の内側
に設けられた第1電極と、該第1電極と組をなし、前記
第1のアームの裏面の内側に設けられた第2電極と、前
記第1のアームの表面の外側に設けられた第3電極と、
該第3電極と組をなし、前記第1のアームの裏面の外側
に設けられた第4電極とを有し、前記第1電極及び第2
電極の形状と、前記第3電極及び第4電極の形状とが非
対称であることを特徴とする音叉型振動ジャイロ。 - 【請求項7】 前記第1〜第4電極は、前記第1のアー
ムの幅方向の中心線を越えないように設けられ、前記第
3電極及び第4電極が前記第1電極及び第2電極より大
きい請求項6記載の音叉型振動ジャイロ。 - 【請求項8】 前記第3電極及び第4電極が前記第1電
極及び第2電極より長い請求項7記載の音叉型振動ジャ
イロ。 - 【請求項9】 前記第3電極及び第4電極が前記第1電
極及び第2電極より幅が広い請求項7記載の音叉型振動
ジャイロ。 - 【請求項10】 前記第1電極の形状と前記第2電極の
形状とが異なっている請求項6〜9の何れかに記載の音
叉型振動ジャイロ。 - 【請求項11】 第1のアーム及び第2のアームと、こ
れらを支持するベースとを有し、前記第1,第2のアー
ム及びベースは圧電性結晶からなり、音叉振動を発生さ
せる駆動電極が前記第1のアームに設けられ、コリオリ
力により発生する起電力を検出する検出電極が前記第2
のアームに設けられている音叉型振動ジャイロにおい
て、前記駆動電極の長さが前記第1のアームの長さより
長く、前記駆動電極が前記ベースまで延在していること
を特徴とする音叉型振動ジャイロ。 - 【請求項12】 前記第1のアームの幅をWとし、前記
駆動電極の前記ベースにわたって延在する長さをfとし
た場合に、0<f/W<2を満たす請求項11記載の音
叉型振動ジャイロ。 - 【請求項13】 第1のアーム及び第2のアームと、こ
れらを支持するベースとを有し、前記第1,第2のアー
ム及びベースは圧電性結晶からなり、音叉振動を発生さ
せる駆動電極が前記第1のアームに設けられ、コリオリ
力により発生する起電力を検出する検出電極が前記第2
のアームに設けられている音叉型振動ジャイロにおい
て、前記検出電極の長さが前記第2のアームの長さより
長く、前記検出電極が前記ベースまで延在していること
を特徴とする音叉型振動ジャイロ。 - 【請求項14】 前記第2のアームの幅をWとし、前記
検出電極の前記ベースにわたって延在する長さをgとし
た場合に、0<g/W<2を満たす請求項13記載の音
叉型振動ジャイロ。 - 【請求項15】 第1のアーム及び第2のアームと、こ
れらを支持するベースとを有し、前記第1,第2のアー
ム及びベースは圧電性結晶からなり、音叉振動を発生さ
せる駆動電極とコリオリ力により発生する起電力を検出
する検出電極とが、前記第1のアーム及び第2のアーム
に設けられている音叉型振動ジャイロにおいて、前記駆
動電極の長さが前記第1及び第2のアームの長さより長
く、前記駆動電極が前記ベースまで延在していることを
特徴とする音叉型振動ジャイロ。 - 【請求項16】 前記第1及び第2のアームの幅をWと
し、前記駆動電極の前記ベースにわたって延在する長さ
をhとした場合に、0<h/W<2を満たす請求項15
記載の音叉型振動ジャイロ。 - 【請求項17】 第1のアーム及び第2のアームと、こ
れらを支持するベースとを有し、前記第1,第2のアー
ム及びベースは圧電性結晶からなり、音叉振動を発生さ
せる駆動電極とコリオリ力により発生する起電力を検出
する検出電極とが、前記第1のアーム及び第2のアーム
に設けられている音叉型振動ジャイロにおいて、前記検
出電極の長さが前記第1及び第2のアームの長さより長
く、前記検出電極が前記ベースまで延在していることを
特徴とする音叉型振動ジャイロ。 - 【請求項18】 前記第1及び第2のアームの幅をWと
し、前記検出電極の前記ベースにわたって延在する長さ
をhとした場合に、0<h/W<2を満たす請求項17
記載の音叉型振動ジャイロ。 - 【請求項19】 前記駆動電極は前記第1のアーム及び
第2のアームの幅方向の中心線を越えないように設けら
れている請求項15または16記載の音叉型振動ジャイ
ロ。 - 【請求項20】 前記第1及び第2のアームの幅をWと
し、前記第1及び第2のアームと前記ベースとの境界位
置からの前記駆動電極の長さをmとした場合に、m/W
>2を満たす請求項15,16または19記載の音叉型
振動ジャイロ。 - 【請求項21】 前記検出電極の幅は、前記第1及び第
2のアームの幅の1/4倍以上である請求項17または
18記載の音叉型振動ジャイロ。 - 【請求項22】 前記第1及び第2のアームの幅をWと
し、前記第1及び第2のアームと前記ベースとの境界位
置からの前記検出電極の長さをrとした場合に、r/W
>2を満たす請求項17,18または21記載の音叉型
振動ジャイロ。
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