(57)【要約】【課題】  従来の振動子における振動片として、電気軸及び機械軸により規定される水晶から作られた、従来知られた振動片を用いると、コリオリ力を発生させるための振動を励起することができなかった。【解決手段】  本発明に係る振動子は、第１の一対の音片と第２の一対の音片とを含み、振動子の回転の一の中心軸であるＸ’軸は、水晶の電気軸を、水晶の光軸を中心軸として、振動子の回転の他の中心軸であるＹ’軸方向の歪みとＸ’軸方向の電界との間の関係と、Ｘ’軸方向の歪みとＹ’軸方向の電界との間の関係とを実質的に同一にするような角度回転することにより規定される。【選択図】  図１
2005077266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子の第１の回転の中心軸となる第１の軸に沿って延在し、前記第１の回転に対応する第１のコリオリ力を発生させるための第１の振動及び前記第１のコリオリ力に起因する第２の振動を行なう、水晶からなる相互に平行な第１の一対の音片と、
前記振動子の第２の回転の中心軸となる、前記第１の軸に垂直な第２の軸に沿って延在し、前記第２の回転に対応する第２のコリオリ力を発生させるための第３の振動及び前記第２のコリオリ力に起因する第４の振動を行う、前記第１の一対の音片と一体であり前記水晶からなる相互に平行な第２の一対の音片とを含み、
前記第２の軸は、前記水晶の電気軸を、前記水晶の光軸を中心軸として、前記第１の振動及び前記第２の振動と因果関係を有する前記第１の一対の音片の前記第１の軸方向の歪みと当該歪みに対応する前記第２の軸方向の電界との間の第１の関係と、前記第３の振動及び前記第４の振動と因果関係を有する前記第２の一対の音片の前記第２の軸方向の歪みと当該歪みに対応する前記第１の軸方向の電界との間の第２の関係とを実質的に同一にするような角度回転することにより規定されることを特徴とする振動子。
【請求項２】
振動子の第１の回転の中心軸となる第１の軸に沿って延在し、前記第１の回転に対応する第１のコリオリ力を発生させるための第１の振動及び前記第１のコリオリ力に起因する第２の振動を行なう、水晶からなる相互に平行な第１の一対の音片と、
前記振動子の第２の回転の中心軸となる、前記第１の軸に垂直な第２の軸に沿って延在し、前記第２の回転に対応する第２のコリオリ力を発生させるための第３の振動及び前記第２のコリオリ力に起因する第４の振動を行う、前記第１の一対の音片と一体であり前記水晶からなる相互に平行な第２の一対の音片とを含み、
前記第２の軸は、前記水晶の電気軸を、前記水晶の光軸を中心軸として、前記第２の軸方向の電界に対し、前記第１の振動及び前記第２の振動と因果関係を有する前記第１の一対の音片の前記第１の軸方向の歪みが前記第１の軸及び前記光軸についての前記第１の一対の音片の第１の捩れより大きい第１の関係、並びに、前記第１の軸方向の電界に対し、前記第３の振動及び前記第４の振動と因果関係を有する前記第２の一対の音片の前記第２の軸方向の歪みが前記第２の軸及び前記光軸についての前記第２の一対の音片の第２の捩れより大きい第２の関係を満足する角度回転することにより規定されることを特徴とする振動子。
【請求項３】
前記角度は、＋１５度、−１５度、＋４５度、−４５度、＋７５度、−７５度、＋１０５度、−１０５度、＋１３５度、−１３５度、＋１６５度、又は−１６５度であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の振動子。
【請求項４】
前記第２の軸に沿って延在し、前記第１及び第２の一対の音片と一体であり前記水晶からなる相互に平行な第３の一対の音片であって、
前記第１の一対の音片と協働して、前記第１の軸及び前記第２の軸に垂直な第３の軸方向に生じる外乱を除去するための形状の変化を生起する前記第３の一対の音片を更に含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の振動子。
【請求項５】
請求項１又は請求項２記載の振動子を含む電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジャイロ振動子のような振動子及び当該振動子を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記振動子は、下記の特許文献１に記載のように、二軸の各々を中心軸とする二つの回転を検出すべく、当該回転に対応するコリオリ力を発生させるための振動及び当該コリオリ力に起因する振動を行なう二つの振動片（特許文献１の振動子１１、１２に相当）が略Ｌ形に一体形成されている。
【特許文献１】特開平６−２９４６５４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記二つの振動片の振動の周波数の安定性を確保すべく、上記した従来の振動子における前記振動片として、前記二軸が水晶の電気軸（Ｘ軸）及び機械軸（Ｙ軸）に対応するように前記水晶から作られた、従来知られた振動片を用いると、前記二軸の一方の軸についての前記コリオリ力を発生させるための振動、及び前記二軸の他方の軸についての前記コリオリ力を発生させるための振動を両立させることができなかった。これにより、前記一方の軸を中心軸とする回転を検出することができても、前記他方の軸を中心軸とする回転を検出することができないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る第１の振動子は、上記した課題を解決すべく、振動子の第１の回転の中心軸となる第１の軸（Ｙ’軸）に沿って延在し、前記第１の回転に対応する第１のコリオリ力を発生させるための第１の振動及び前記第１のコリオリ力に起因する第２の振動を行なう、水晶からなる相互に平行な第１の一対の音片と、前記振動子の第２の回転の中心軸となる、前記第１の軸に垂直な第２の軸（Ｘ’軸）に沿って延在し、前記第２の回転に対応する第２のコリオリ力を発生させるための第３の振動及び前記第２のコリオリ力に起因する第４の振動を行う、前記第１の一対の音片と一体であり前記水晶からなる相互に平行な第２の一対の音片とを含み、前記第２の軸（Ｘ’軸）は、前記水晶の電気軸（Ｘ軸）を、前記水晶の光軸（Ｚ軸）を中心軸として、前記第１の振動及び前記第２の振動と因果関係を有する前記第１の一対の音片の前記第１の軸（Ｙ’軸）方向の歪み（ＳＹ’）と当該歪みに対応する前記第２の軸（Ｘ’軸）方向の電界（ＥＸ’）との間の第１の関係と、前記第３の振動及び前記第４の振動と因果関係を有する前記第２の一対の音片の前記第２の軸（Ｘ’軸）方向の歪み（ＳＸ’）と当該歪みに対応する前記第１の軸（Ｙ’軸）方向の電界（ＥＹ’）との間の第２の関係とを実質的に同一にするような角度回転することにより規定される。
【０００５】
本発明に係る第２の振動子は、振動子の第１の回転の中心軸となる第１の軸（Ｙ’軸）に沿って延在し、前記第１の回転に対応する第１のコリオリ力を発生させるための第１の振動及び前記第１のコリオリ力に起因する第２の振動を行なう、水晶からなる相互に平行な第１の一対の音片と、前記振動子の第２の回転の中心軸となる、前記第１の軸に垂直な第２の軸（Ｘ’軸）に沿って延在し、前記第２の回転に対応する第２のコリオリ力を発生させるための第３の振動及び前記第２のコリオリ力に起因する第４の振動を行う、前記第１の一対の音片と一体であり前記水晶からなる相互に平行な第２の一対の音片とを含み、前記第２の軸（Ｘ’軸）は、前記水晶の電気軸（Ｘ軸）を、前記水晶の光軸（Ｚ軸）を中心軸として、前記第２の軸（Ｘ’軸）方向の電界（ＥＸ’）に対し、前記第１の振動及び前記第２の振動と因果関係を有する前記第１の一対の音片の前記第１の軸（Ｙ’軸）方向の歪み（ＳＹ’）が前記第１の軸（Ｙ’軸）及び前記光軸（Ｚ軸）についての前記第１の一対の音片の第１の捩れ（ＳＹ’Ｚ）より大きい第１の関係、並びに、前記第１の軸（Ｙ’軸）方向の電界（ＥＹ’）に対し、前記第３の振動及び前記第４の振動と因果関係を有する前記第２の一対の音片の前記第２の軸（Ｘ’軸）方向の歪み（ＳＸ’）が前記第２の軸（Ｘ’軸）及び前記光軸（Ｚ軸）についての前記第２の一対の音片の第２の捩れ（ＳＸ’Ｚ）より大きい第２の関係を満足する角度回転することにより規定される。
【０００６】
本発明に係る第１の振動子によれば、前記第２の軸（Ｘ’軸）が、前記水晶の電気軸（Ｘ軸）を、前記水晶の光軸（Ｚ軸）を中心軸として、前記第１の関係及び前記第２の関係を実質的に同一にするような角度回転することにより規定されることから、前記第１の音片及び前記第２の音片を均衡に振動させることができ、また、均衡に前記コリオリ力に起因する振動を発生させることができ、これにより、Ｙ’軸を中心軸とする回転、及びＸ’軸を中心軸とする回転を均衡に検出することが可能になる。
【０００７】
本発明に係る第２の振動子によれば、前記第２の軸（Ｘ’軸）が、前記水晶の電気軸（Ｘ軸）を、前記水晶の光軸（Ｚ軸）を中心軸として、前記第１の関係及び前記第２の関係を具備するような角度回転することにより規定されることから、前記第１の捩れ（ＳＹ’Ｚ）が前記第１の音片による前記第１の振動及び前記第２の振動に悪影響を及ぼすこと、並びに、前記第２の捩れ（ＳＸ’Ｚ）が前記第２の音片による前記第３の振動及び前記第４の振動に悪影響を及ぼすことを、前記第１の関係及び前記第２の関係を具備しない場合に比して、低減することが可能になる。
【０００８】
上記した本発明に係る第１及び第２の振動子では、前記角度は、＋１５度、−１５度、＋４５度、−４５度、＋７５度、−７５度、＋１０５度、−１０５度、＋１３５度、−１３５度、＋１６５度、又は−１６５度であることが望ましい。
【０００９】
上記した本発明に係る第１及び第２の振動子では、前記第２の軸（Ｘ’軸）に沿って延在し、前記第１及び第２の一対の音片と一体であり前記水晶からなる相互に平行な第３の一対の音片であって、前記第１の一対の音片と協働して、前記第１の軸（Ｙ’軸）及び前記第２の軸（Ｘ’軸）に垂直な第３の軸（Ｚ’軸）方向に生じる外乱を除去するための形状の変化を生起する前記第３の一対の音片を更に含む。
【００１０】
本発明に係る電子機器は、上記した本発明に係る第１及び第２の振動子を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る振動子の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、実施例１の振動子の構成を示す正面図である。実施例１の振動子１０は、図１に図示のＹ’軸を中心軸とする回転に対応するコリオリ力を発生させるための第１の振動及び当該コリオリ力に起因する第２の振動、並びに、Ｙ’軸に垂直なＸ’軸を中心軸とする回転に対応するコリオリ力を発生させるための第３の振動及び当該コリオリ力に起因する第４の振動を行なう。より正確には、振動子１０は、駆動モードにおいて、前記第１の振動および前記第３の振動を行い、他方で、検出モードにおいて、前記第２の振動及び前記第４の振動を行なう。振動子１０は、前記した両モードでの前記４つの振動を行なうべく、第１の一対の音片１ａ、１ｂ、第２の一対の音片２ａ、２ｂ及び基部３から構成される。
【００１３】
第１の一対の音片１ａ、１ｂは、Ｙ’軸に沿って延在し、相互に平行であり、所定長を有する水晶からなる棒状の部材である。一対の音片１ａ、１ｂは、Ｙ’軸を中心軸とする振動子１０の回転を検出すべく、矢印で示すように、Ｘ’軸方向に沿って振動する。より具体的には、音片１ａが”）”状に変形するとき、音片１ｂは、”（”状に変形し、反対に、音片１ａが”（”状に変形するとき、音片１ｂは、”）”状に変形する。換言すれば、音片１ａ、１ｂは、その先端が相互に近づいたり遠ざかったりするように振動する。
【００１４】
第２の一対の音片２ａ、２ｂは、Ｘ’軸に沿って延在し、第１の一対の音片１ａ、１ｂと同様に、相互に平行であり、所定長を有する水晶からなる棒状の部材である。一対の音片２ａ、２ｂは、Ｘ’軸を中心軸とする振動子１０の回転を検出すべく、矢印で示すように、Ｙ’軸方向に沿って振動する。より詳しくは、音片２ａが”）”状に変形するとき、音片２ｂは、”（”状に変形し、反対に、音片２ａが”（”状に変形するとき、音片２ｂは、”）”状に変形する。換言すれば、音片２ａ、２ｂは、その先端が相互に近づいたり遠ざかったりするように振動する。
【００１５】
基部３は、一対の音片１ａ、１ｂ及び一対の音片２ａ、２ｂをこれらの音片の底部で支持する水晶からなる直方形の部材である。基部３による前記支持により、音片１ａ、１ｂ、音片２ａ、２ｂ、及び基部３は、一体的に概ねＬ字状の形状を有する。
【００１６】
図２は、実施例１の振動子とＺ板水晶との関係を示す図である。図１に示した振動子１０は、図２に示されるように、Ｚ板水晶１００から製造される。ここで、Ｚ板水晶１００は、従来知られたＸ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）、及びＺ軸（光軸）により規定される、ＸＹ平面に延びる水晶片である。
【００１７】
より詳しくは、振動子１０は、Ｚ板水晶１００を材料として、振動子１０のＸ’軸が、Ｚ板水晶１００のＸ軸を、Ｚ軸を中心軸として＋θ回転させた位置になるように規定された状態で製造される。また、Ｙ軸がＸ軸と垂直な関係にあり、さらに、Ｙ’軸がＸ’軸と垂直な関係にあることから、Ｘ軸及びＸ’軸間の関係と同様に、Ｙ軸は、Ｙ’軸を＋θ回転させた位置に規定される。なお、Ｚ軸は、上記したように回転の中心軸であることから、Ｚ軸のままであり不変である（振動子１０の説明及び理解の容易のために、Ｚ軸と等しいＺ’軸を適宜用いる）。
【００１８】
図３（Ａ）は、駆動モードでの第１の一対の音片の動作を示す正面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡＡ断面図である。また、図４（Ａ）は、検出モードでの第１の一対の音片の動作を示す側面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢＢ断面図である。
【００１９】
駆動モードのとき、図３（Ｂ）に示されるように、音片１ａにおいて湾曲状に電界ＥＸ’（１）が加えられると、図３（Ａ）に示されるように、音片１ａにおけるＹ’軸方向の歪みＳＹ’は伸び、対照的に、図３（Ｂ）に示されるように、音片１ａにおいて前記電界ＥＸ’（１）とは対照的な湾曲状に電界ＥＸ’（２）が加えられると、図３（Ａ）に示されるように、音片１ａにおけるＹ’軸方向の歪みＳＹ’は縮む。
【００２０】
他方で、検出モードのとき、図４（Ａ）に示されるように、音片１ｂにおける歪みＹ’軸方向の歪みＳＹ’が伸びると、図４（Ｂ）に示されるように、音片１ｂにおいてＸ’軸方向に電界ＥＸ’（３）が発生し、対照的に、図４（Ａ）に示されるように、音片１ｂにおけるＹ’軸方向の歪みＳＹ’が縮むと、図４（Ｂ）に示されるように、音片１ｂにおいてＸ’軸方向に電界ＥＸ’（４）が発生する。
【００２１】
図５（Ａ）は、駆動モードでの第２の一対の音片の動作を示す正面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＣＣ断面図である。また、図６（Ａ）は、検出モードでの第２の一対の音片の動作を示す正面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＤＤ断面図である。
【００２２】
駆動モードのとき、図５（Ｂ）に示されるように、音片２ａにおいて湾曲状に電界ＥＹ’（１）が加えられると、図５（Ａ）に示されるように、音片２ａにおけるＸ’軸方向の歪みＳＸ’は伸び、図５（Ｂ）に示されるように、音片２ａにおいて前記電界ＥＹ’（１）とは対照的な湾曲状に電界ＥＹ’（２）が加えられると、図５（Ａ）に示されるように、音片２ａにおけるＸ’軸方向の歪みＳＸ’は縮む。
【００２３】
他方で、検出モードのとき、図６（Ａ）に示されるように、音片２ｂにおけるＸ’軸方向の歪みＳＸ’が伸びると、図６（Ｂ）に示されるように、音片２ｂにおいてＹ’軸方向に電界ＥＹ’（３）が発生し、反対に、図６（Ａ）に示されるように、音片２ｂにおけるＸ’軸方向の歪みＳＸ’が縮むと、図６（Ｂ）に示されるように、音片２ｂにおいてＹ’軸方向に電界ＥＹ’（４）が発生する。
【００２４】
図７は、角度θ、歪みＳＸ’、ＳＹ’、及び電界ＥＸ’、ＥＹ’間の関係を示す図表である。図７（Ａ）、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示される図表は、文献”Higher-Order Temperature Coefficients of the Elastic Stiffnesses and Compliances of Alpha-Quartz (PROCEEDINGS OF THE IRE vol. 50, 1962, P.1812)（以下、「参照文献１」という。）に記載された値を用いたシミュレーションの結果を示す。図７では、＋の符号（正確には、符号無し）は、歪みが伸びることを示し、−の符号は、歪みが縮むことを示す。
【００２５】
図２に図示の角度θが４５度のとき、図７（Ａ）に示されるように、図３、４に図示の歪みＳＹ’及び電界ＥＸ’間の関係を示す数値は、１．６３２１２４２８であり、他方で、図５、６に図示の歪みＳＸ’及び電界ＥＹ’間の関係を表す数値は、−１．６３２１２４０７である。前記の両数値の絶対値が概ね同一ことから、音片１ａ、１ｂの圧電特性及び音片２ａ、２ｂの圧電特性は、概ね同一である。従って、Ｙ’軸を中心軸とする回転の検出に関連する音片１ａ、１ｂの振動、及びＸ’軸を中心軸とする回転の検出に関連する音片２ａ、２ｂの振動を均衡に行なうことができることから、Ｙ’軸を中心軸とする回転、及びＸ’軸を中心軸とする回転を均衡に検出することができる。
【００２６】
また、角度θが１５度のとき、図７（Ｂ）に示されるように、図３、４に図示の歪みＳＹ’及び電界ＥＸ’間の関係を示す数値は、−１．６３２４０５２８であり、図５、６に図示の歪みＳＸ’及び電界ＥＹ’間の関係を表す数値は、−１．６３２１９９５４であり、両数値は、概ね同一であることから、音片１ａ、１ｂの圧電特性及び音片２ａ、２ｂの圧電特性は、概ね同一である。従って、角度θが４５度であるときと同様な効果を得ることができる。
【００２７】
さらに、角度θが７５度のとき、図７（Ｃ）に示されるように、歪みＳＹ’及び電界ＥＸ’間の関係を示す数値は、１．６３２１９９３３であり、歪みＳＸ’及び電界ＥＹ’間の関係を示す数値は、１．６３２４０５４９であり、両数値は、概ね同一ことから、音片１ａ、１ｂの圧電特性及び音片２ａ、２ｂの圧電特性は、概ね同一である。従って、角度θが４５度、１５度であるときと同様な効果を得ることができる。
【００２８】
上述したように、実施例１の振動子１０によれば、振動子１０の回転の中心軸となるＸ’軸が、Ｚ板水晶１００のＸ軸（電気軸）を、Ｚ板水晶１００の光軸（Ｚ軸）を中心軸として、音片１ａ、１ｂの振動と因果関係を有する歪みＳＹ’と当該歪みＳＹ’に対応する電界ＥＸ’との間の関係と、音片２ａ、２ｂの振動と因果関係を有する歪みＳＸ’と当該歪みＳＸ’に対応する電界ＥＹ’との間の関係とを概ね同一にする角度である４５度、１５度又は７５度回転することにより規定され、即ち、音片１ａ、１ｂの圧電特性及び音片２ａ、２ｂの圧電特性が実質的に同一になることから、Ｙ’軸を中心軸とする回転を検出するための音片１ａ、１ｂ及びＸ’軸を中心軸とする回転を検出するための音片２ａ、２ｂに、前記回転に対応するコリオリ力を発生させるための振動を均衡に励起させることができ、また、前記コリオリ力に起因する振動に対応する電界を均衡に発生させることができる。
【実施例２】
【００２９】
図８は、実施例２の振動子の構成を示す正面図である。実施例２の振動子２０は、図８に示されるように、第１の一対の音片２１ａ、２１ｂと、第２の一対の音片２２ａ、２２ｂ、第３の一対の音片２３ａ、２３ｂ、及び基部２４からなる。第１の一対の音片２１ａ、２１ｂ及び第２の一対の音片２２ａ、２２ｂは、実施例１の第１の一対の音片１ａ、１ｂ及び第２の一対の音片２ａ、２ｂと同様な構成及び機能を有し、基部２４は、実施例１の基部３と同様な構成及び機能を有する。
【００３０】
第３の一対の音片２３ａ、２３ｂは、第２の音片２２ａ、２２ｂと同様に、Ｘ’軸に沿って延在し、相互に平行であり、所定長を有する水晶からなる棒状の部材である。第１の一対の音片２１ａ、２１ｂ、第２の一対の音片２２ａ、２２ｂ、及び第３の一対の音片２３ａ、２３ｂは、それらの音片の底部で基部２４に支持され、これにより、実施例１の振動子１０の形状が全体として概ねＬ字の形状を有することと異なり、全体として概ねＴ字の形状を有する。
【００３１】
第１の一対の音片２１ａ、２１ｂ及び第２の一対の音片２２ａ、２２ｂは、または第１の一対の音片２１ａ、２１ｂ及び第３の一対の音片２３ａ、２３ｂは、実施例１の振動子１０における第１の一対の音片１ａ、１ｂ及び第２の一対の音片２ａ、２ｂと同様にして、Ｙ’軸を中心軸とする振動子２０の回転及びＸ’軸を中心軸とする振動子２０の回転を検出する。加えて、第２の一対の音片２２ａ、２２ｂ及び第３の一対の音片２３ａ、２３ｂは、Ｚ’軸方向に沿った加速度に対し、上記した回転に対する振動、即ち、音片の形状の変化と異なる形状の変化であって、両音片間で相互に異なる固有の形状の変化を生じる。従って、Ｚ’軸方向の加速度に対する音片２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂの前記固有の形状の変化を検出することにより、本来的に検出すべき、Ｙ’軸を中心軸とする回転及びＸ’軸を中心軸とする回転にとって外乱である、Ｚ’軸方向の加速度を除去することが可能になる。
【実施例３】
【００３２】
図９は、実施例３の振動子の構成を示す正面図である。実施例３の振動子３０は、図９に示されるように、第１の一対の音片３１ａ、３１ｂと、第２の一対の音片３２ａ、３２ｂ、第３の一対の音片３３ａ、３３ｂ、第４の一対の音片３４ａ、３４ｂ及び基部３５からなる。第１の一対の音片３１ａ、３１ｂ、第２の一対の音片３２ａ、３２ｂ、及び第３の一対の音片３３ａ、３３ｂは、実施例２の振動子２０の第１の一対の音片２１ａ、２１ｂ、第２の一対の音片２２ａ、２２ｂ、及び第３の一対の音片２３ａ、２３ｂと同様な構成及び機能を有し、基部３５は、実施例２の基部２４と同様な構成及び機能を有する。
【００３３】
第４の一対の音片３４ａ、３４ｂは、実施例２の第２の一対の音片２１ａ、２１ｂと同様に、Ｙ’軸に沿って延在し、相互に平行であり、所定長を有する水晶からなる棒状の部材である。第１の一対の音片３１ａ、３１ｂ、第２の一対の音片３２ａ、３２ｂ、第３の一対の音片３３ａ、３３ｂ、及び第４の一対の音片３４ａ、３４ｂは、それらの音片の底部で基部３５に支持され、これにより、実施例１の振動子１０のＬ字形状、及び実施例２の振動子２０のＴ字形状と異なり、全体として概ね十字形状を有する。
【００３４】
第１の一対の音片３１ａ、３１ｂ及び第２の一対の音片３２ａ、３２ｂは、実施例１の振動子１０における第１の一対の音片１ａ、１ｂ及び第２の一対の音片２ａ、２ｂと同様にして、Ｙ’軸を中心軸とする振動子２０の回転及びＸ’軸を中心軸とする振動子２０の回転を検出する。加えて、第１の一対の音片３１ａ、３１ｂ及び第４の一対の音片３４ａ、３４ｂは、または、第２の一対の音片３２ａ、３２ｂ及び第３の一対の音片３３ａ、３３ｂは、Ｚ’軸方向に沿った加速度に対し、上記した回転に対する振動、即ち、音片の形状の変化と異なる形状の変化であって、両音片間で相互に異なる固有の形状の変化を生じる。従って、実施例２の振動子２０と同様に、Ｚ’軸方向の加速度に対する音片の前記固有の形状の変化を検出することにより、本来的に検出すべき、Ｙ’軸を中心軸とする回転及びＸ’軸を中心軸とする回転にとって外乱である、Ｚ’軸方向に沿った加速度を除去することができる。
【００３５】
実施例１、２、３の振動子１０、２０、３０を構成する水晶、即ちＺ板水晶１００の対称性により、例えば、４５度である角度θについては、４５度に代えて、角度θを−４５度、１３５度、−１３５度にすることによっても上記したと同様な効果を得ることができる。同様にして、１５度の角度θについては、１５度に代えて、角度θを−１５度、１６５度、−１６５度にすることによっても上記したと同様な効果を得ることができ、また、７５度の角度θについては、７５度に代えて、角度θを−７５度、１０５度、−１０５度にすることによっても上記した同様な効果を得ることができる。
【００３６】
実施例１、２、３の振動子１０、２０、３０の角度θとして１５度、４５度、７５度を用いることに代えて、音片における歪みＳＹ’及び電界ＥＸ’間の圧電特性、及び音片における歪みＳＸ’及び電界ＥＹ’間の圧電特性を近似させるような、即ち実質的に同一にさせるような角度を用いることによっても上記したと同様な効果を得ることができる。
【００３７】
図１０は、角度θ、歪みＳＹ’、ＳＸ’及び捩れＳＹ’Ｚ、ＳＸ’Ｚの関係を示す図である。図１０は、図７と同様に、上記した参照文献１に記載された値を用いたシミュレーションの結果を示す。図２に図示のＸ’軸及びＸ軸間の角度θは、上記した１５度、４５度、７５度に規定することに代えて、図１０に示されるように、Ｘ’軸方向についての同一の大きさの電界ＥＸ’に対し、Ｙ’軸方向についての音片１ａ、１ｂの歪みＳＹ’が、Ｙ’軸及びＺ軸についての音片１ａ、１ｂの捩れＳＹ’Ｚより大きく（定数値が大きく）、かつ、Ｙ’軸方向についての同一の大きさの電界ＥＹ’に対し、Ｘ’軸方向についての音片２ａ、２ｂの歪みＳＸ’が、Ｘ’軸及びＺ軸についての音片２ａ、２ｂの捩れＳＸ’Ｚより大きくなるように規定することが可能である。即ち、角度θは、同一の電界ＥＸ’に対し、歪みＳＹ’が捩れＳＹ’Ｚより大きく表れ、また、同一の電界ＥＹ’に対し、歪みＳＸ’が捩れＳＸ’Ｚより大きく表れ、換言すれば、電界ＥＸ’が捩れＳＹ’Ｚよりも歪みＳＹ’によって支配的に決定され、電界ＥＹ’が捩れＳＸ’Ｚよりも歪みＳＸ’によって支配的に決定されるように規定することが可能である。
【００３８】
より詳細には、角度θは、図１０に示されるように、７〜２３度の範囲内、３７〜５３度の範囲内、又は６７〜８３度の範囲内に規定することが可能である。これにより、捩れＳＹ’Ｚが歪みＳＹ’即ち音片１ａ、１ｂの屈曲振動を劣悪化するように作用すること、及び捩れＳＸ’Ｚが歪みＳＸ’即ち音片２ａ、２ｂの屈曲振動を劣悪化するように作用することを、角度θが上記のような角度に規定されない場合に比して、低減することができる。
［応用機器］
【００３９】
上記した実施例１、２、３の振動子１０、２０、３０を用いた応用機器として、回転を検出する必要がある携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ及びナビゲーションシステムのような電子機器が挙げられる。当該電子機器では、当該電子機器に設けられた上記した振動子１０、２０、３０が、当該電子機器の回転を振動子１０、２０、３０の回転として検出することにより、上述した効果を享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１の振動子の構成を示す。
【図２】実施例１の振動子とＺ板水晶との関係を示す。
【図３】駆動モードでの第１の一対の音片の動作を示す。
【図４】検出モードでの第１の一対の音片の動作を示す。
【図５】駆動モードでの第２の一対の音片の動作を示す。
【図６】検出モードでの第２の一対の音片の動作を示す。
【図７】角度、歪み及び電界間の関係を示す。
【図８】実施例２の振動子の構成を示す。
【図９】実施例３の振動子の構成を示す。
【図１０】角度、歪み及び捩れの関係を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１０  振動子
１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ  音片
３  基部
【図１】
2005077266.tif 000003
【図２】
2005077266.tif 000004
【図３】
2005077266.tif 000005
【図４】
2005077266.tif 000006
【図５】
2005077266.tif 000007
【図６】
2005077266.tif 000008
【図７】
2005077266.tif 000009
【図８】
2005077266.tif 000010
【図９】
2005077266.tif 000011
【図１０】
2005077266.tif 000012