(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＸＹ面内に設けられた基部と、ＸＹ面内において前記基部からＹ軸方向と反対の方向に延出した少なくとも一対の音叉片からなる第１の音叉部と、前記第１の音叉部に相対向するように前記基部からＹ軸方向に延出した少なくとも一対の音叉片からなる第２の音叉部と、前記第１の音叉部を構成する対をなした音叉片の間にあり且つ前記基部からＹ軸方向と反対の方向に延出した少なくとも１本以上の屈曲振動片からなる第１の屈曲振動部と、前記第２の音叉部を構成する対をなした音叉片の間にあり且つ前記第１の屈曲振動部に相対向するように前記基部からＹ軸方向に延出した少なくとも１本以上の屈曲振動片からなる第２の屈曲振動部と、前記第１、第２の音叉部を構成する音叉片をＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向へ屈曲振動させるために前記音叉片に設けられた駆動手段と、Ｚ軸周りの角速度が印加された時、Ｙ軸方向またはＹ軸方向と反対の方向に働くコリオリ力の大きさに応じて変化する前記音叉片の屈曲変形と釣り合いを保つようにＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向に屈曲変形する前記屈曲振動片の変形量を検出するために前記屈曲振動片に設けられた検出手段とを備えた角速度センサ。
【請求項２】
第１、第２の音叉部を構成する対をなした音叉片の各先端からＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向の内のいずれか一方の方向であり、前記第１、第２の音叉部の各対称軸を中心にして両側にある前記音叉片同士にあっては互いに逆向きで且つ同じ側にあっては同一向きに延出するように第１の付加質量部が形成され、第１、第２の屈曲振動部を構成する各々１本の屈曲振動片は前記音叉部の対称軸上にあり、前記各屈曲振動片の先端からＸ軸方向及びＸ軸方向と反対の方向に張り出すように第２の付加質量部が形成された請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項３】
第１、第２の音叉部の共振周波数と第１、第２の屈曲振動部の共振周波数を近接させた請求項１または２に記載の角速度センサ。
【請求項４】
第１、第２の屈曲振動部に設けられた検出手段により検出された各検出信号を差動検出処理するための処理回路が前記検出手段に接続された請求項１または２に記載の角速度センサ。
【請求項５】
ＸＹ面内に設けられた基部、第１、第２の音叉部と第１、第２の屈曲振動部は、圧電材料により一体に形成された請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項６】
ＸＹ面内に設けられた基部、第１、第２の音叉部、第１、第２の屈曲振動部と第１、第２の付加質量部は、圧電材料により一体に形成された請求項２に記載の角速度センサ。
【請求項７】
ＸＹ面内に設けられた基部、第１、第２の音叉部と第１、第２の屈曲振動部は、恒弾性金属材料、酸化物材料または高弾性高分子材料により形成され、少なくとも前記第１、第２の音叉部と前記第１、第２の屈曲振動部のＸＹ面上には圧電材料からなる層が設けられた請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項８】
ＸＹ面内に設けられた基部、第１、第２の音叉部、第１、第２の屈曲振動部と第１、第２の付加質量部は、恒弾性金属材料、酸化物材料または高弾性高分子材料により形成され、少なくとも前記第１、第２の音叉部と前記第１、第２の屈曲振動部のＸＹ面上には圧電材料からなる層が設けられた請求項２に記載の角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば自動車の姿勢制御、ナビゲーション、カメラの手振れ防止、遠隔操作用のリモコンなどに用いられる角速度センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の薄型の角速度センサとしては、特開平１０−１７０２７６号公報に記載されたものが知られている。この角速度センサは、中央部にある付加質量部が細い梁により平面内で支持された構造である。また、この付加質量部を平面内で駆動するための駆動部と、平面と直交する軸周りに角速度が印加された時、付加質量部に働くコリオリ力により、付加質量部が変位する変位量を検出するための検出部とがともに櫛歯構造の電極より構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような角速度センサは、比較的薄型な構造を実現できるものの、駆動するために櫛歯構造の電極同士を対向させ、これらの電極同士に働く吸引力により駆動しなければならない。したがって、これらの電極同士を極めて微小な間隙で且つ高精度に形成しなければならない。
【０００４】
また、微弱な信号を高精度に検出できるようにするためには、対向する櫛歯構造の電極同士を極めて微小な間隙で且つ高精度に形成しなければならないばかりか対向する櫛歯を多数設けなければならないといった課題を有していた。
【０００５】
本発明はこの課題を解決するものであり、駆動及び検出のための高精度な櫛歯構造の電極を形成することなく薄型且つ高感度な角速度センサを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ＸＹ面内に設けられた基部と、ＸＹ面内において前記基部からＹ軸方向と反対の方向に延出した少なくとも一対の音叉片からなる第１の音叉部と、前記第１の音叉部に相対向するように前記基部からＹ軸方向に延出した少なくとも一対の音叉片からなる第２の音叉部と、前記第１の音叉部を構成する対をなした音叉片の間にあり且つ前記基部からＹ軸方向と反対の方向に延出した少なくとも１本以上の屈曲振動片からなる第１の屈曲振動部と、前記第２の音叉部を構成する対をなした音叉片の間にあり且つ前記第１の屈曲振動部に相対向するように前記基部からＹ軸方向に延出した少なくとも１本以上の屈曲振動片からなる第２の屈曲振動部と、前記第１、第２の音叉部を構成する音叉片をＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向へ屈曲振動させるために前記音叉片に設けられた駆動手段と、Ｚ軸周りの角速度が印加された時、Ｙ軸方向またはＹ軸方向と反対の方向に働くコリオリ力の大きさに応じて変化する前記音叉片の屈曲変形と釣り合いを保つようにＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向に屈曲変形する前記屈曲振動片の変形量を検出するために前記屈曲振動片に設けられた検出手段とを備えたことを特徴とするものである。この構成により、駆動及び検出のための高精度な櫛歯構造の電極を形成することなく薄型且つ高感度な角速度センサが得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ＸＹ面内に設けられた基部と、ＸＹ面内において前記基部からＹ軸方向と反対の方向に延出した少なくとも一対の音叉片からなる第１の音叉部と、前記第１の音叉部に相対向するように前記基部からＹ軸方向に延出した少なくとも一対の音叉片からなる第２の音叉部と、前記第１の音叉部を構成する対をなした音叉片の間にあり且つ前記基部からＹ軸方向と反対の方向に延出した少なくとも１本以上の屈曲振動片からなる第１の屈曲振動部と、前記第２の音叉部を構成する対をなした音叉片の間にあり且つ前記第１の屈曲振動部に相対向するように前記基部からＹ軸方向に延出した少なくとも１本以上の屈曲振動片からなる第２の屈曲振動部と、前記第１、第２の音叉部を構成する音叉片をＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向へ屈曲振動させるために前記音叉片に設けられた駆動手段と、Ｚ軸周りの角速度が印加された時、Ｙ軸方向またはＹ軸方向と反対の方向に働くコリオリ力の大きさに応じて変化する前記音叉片の屈曲変形と釣り合いを保つようにＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向に屈曲変形する前記屈曲振動片の変形量を検出するために前記屈曲振動片に設けられた検出手段とを備えているため、駆動及び検出のための高精度な櫛歯構造の電極を形成することなく薄型化且つ高感度化が図れるという作用を有する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第１、第２の音叉部を構成する対をなした音叉片の各先端からＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向の内のいずれか一方の方向であり、前記第１、第２の音叉部の各対称軸を中心にして両側にある前記音叉片同士にあっては互いに逆向きで且つ同じ側にあっては同一向きに延出するように第１の付加質量部が形成され、第１、第２の屈曲振動部を構成する各々１本の屈曲振動片は前記音叉部の対称軸上にあり、前記各屈曲振動片の先端からＸ軸方向及びＸ軸方向と反対の方向に張り出すように第２の付加質量部が形成された構成であるため、小さな角速度入力に対しても音叉部の変形量が大きくなり、これに呼応するように屈曲振動部の変形量も大きくなり、検出信号のさらなる高感度化が図れると同時に付加質量部の調整により音叉部と屈曲振動部の各共振周波数の調整が容易になるという作用を有する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、第１、第２の音叉部の共振周波数と第１、第２の屈曲振動部の共振周波数を近接させた構成としているため、検出信号のより高感度化が図れるという作用を有する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、第１、第２の屈曲振動部に設けられた検出手段により検出された各検出信号を差動検出処理するための処理回路が前記検出手段に接続された構成であるため、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３軸方向から加わる加速度成分に基づく外乱信号を除去できるという作用を有する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ＸＹ面内に設けられた基部、第１、第２の音叉部と第１、第２の屈曲振動部は、圧電材料により一体に形成された構成としているため、圧電特性の均一な平板から極めて容易に一体構造を形成可能といった作用を有する。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、ＸＹ面内に設けられた基部、第１、第２の音叉部、第１、第２の屈曲振動部と第１、第２の付加質量部は、圧電材料により一体に形成された構成としているため、圧電特性の均一な平板から極めて容易に一体構造を形成可能といった作用を有する。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ＸＹ面内に設けられた基部、第１、第２の音叉部と第１、第２の屈曲振動部は、恒弾性金属材料、酸化物材料または高弾性高分子材料により形成され、少なくとも前記第１、第２の音叉部と前記第１、第２の屈曲振動部のＸＹ面上には圧電材料からなる層が設けられた構成であるため、機械的振動特性としての高いＱを有する材料と圧電定数の大きな圧電材料を自由に組合わせることが可能となるといった作用を有する。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、ＸＹ面内に設けられた基部、第１、第２の音叉部、第１、第２の屈曲振動部と第１、第２の付加質量部は、恒弾性金属材料、酸化物材料または高弾性高分子材料により形成され、少なくとも前記第１、第２の音叉部と前記第１、第２の屈曲振動部のＸＹ面上には圧電材料からなる層が設けられた構成であるため、機械的振動特性としての高いＱを有する材料と圧電定数の大きな圧電材料を自由に組合わせることが可能となるといった作用を有する。
【００１５】
また、ＸＹ面内に設けられた基部と、ＸＹ面内において前記基部からＹ軸方向と反対の方向に延出した振動片と、前記振動片の先端からＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向の内の少なくともいずれか一方の方向に延出するように形成された付加質量部と、前記振動片をＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向へ屈曲振動させるために前記振動片に設けられた駆動手段と、Ｚ軸周りの角速度が印加された時、Ｙ軸方向またはＹ軸方向と反対の方向に働くコリオリ力の大きさに応じて変化する前記振動片のＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向への屈曲振動の振幅の増減量を検出するために前記振動片に設けられた前記駆動手段と兼用した検出手段とを備えているため、駆動及び検出のための高精度な櫛歯構造の電極を形成することなく薄型化且つ高感度化が図れるばかりか、振動片を駆動させる駆動電圧に角速度の印加に起因した検出信号が重畳する状態で検出可能になるという作用を有する。
【００１６】
また上記構成において、ＸＹ面内に設けられた基部、振動片と付加質量部は、圧電材料により一体に形成された構成としているため、圧電特性の均一な平板から極めて容易に一体構造を形成可能といった作用を有する。
【００１７】
また上記構成において、ＸＹ面内に設けられた基部、振動片と付加質量部は、恒弾性金属材料、酸化物材料または高弾性高分子材料により形成され、少なくとも前記振動片のＸＹ面上には圧電材料からなる層が設けられた構成であるため、機械的振動特性としての高いＱを有する材料と圧電定数の大きな圧電材料を自由に組合わせることが可能となるといった作用を有する。
【００１８】
また、Ｙ軸方向に伸びた振動片と、前記振動片の両端からそれぞれＸ軸方向若しくはＸ軸方向と反対の方向の内のいずれか一方の方向または両方向に延出した付加質量部と、前記振動片をＹ軸上で対称に支持するために前記振動片の一方のＸＹ面に設けられた第１、第２の支持点と、前記振動片の他方のＸＹ面に設けられた第３、第４の支持点と、前記第１、第３の支持点から同一直線上にあるようにＺ軸方向及びＺ軸方向と反対の方向にそれぞれ延出した第１、第３の支持部と、前記第２、第４の支持点から同一直線上にあるようにＺ軸方向及びＺ軸方向と反対の方向にそれぞれ延出した第２、第４の支持部と、前記振動片を前記第１、第２、第３、第４の支持点を振動の節にしてＸＹ面内で１次モードで屈曲振動させるために前記振動片に設けられた駆動手段と、Ｚ軸周りの角速度が印加された時、Ｙ軸方向またはＹ軸方向と反対の方向に働くコリオリ力の大きさに応じて変化する前記振動片のＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向の屈曲振動の振幅の増減量を検出するために前記振動片に設けられた前記駆動手段と兼用した検出手段とを備えているため、駆動及び検出のための高精度な櫛歯構造の電極を形成することなく薄型化且つ高感度化が図れるばかりか、振動片を駆動させる駆動電圧に角速度の印加に起因した検出信号が重畳する状態で検出可能になるという作用を有する。
【００１９】
また上記構成において、振動片と付加質量部は、圧電材料により一体に形成された構成としているため、圧電特性の均一な平板から極めて容易に一体構造を形成可能といった作用を有する。
【００２０】
また上記構成において、振動片と付加質量部は、恒弾性金属材料、酸化物材料または高弾性高分子材料により形成され、少なくとも前記振動片のＸＹ面上には圧電材料からなる層が設けられた構成であるため、機械的振動特性としての高いＱを有する材料と圧電定数の大きな圧電材料を自由に組合わせることが可能となるといった作用を有する。
【００２１】
また、ＸＹ面内に設けられた基部と、ＸＹ面内において前記基部から延出した一対の音叉片と、前記一対の音叉片の各先端からＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向の内のいずれか一方の方向に延出するように形成された付加質量部と、前記一対の音叉片をＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向へ屈曲振動させるために前記一対の音叉片に設けられた駆動手段と、Ｚ軸周りの角速度が印加された時、Ｙ軸方向またはＹ軸方向と反対の方向に働くコリオリ力の大きさに応じて変化する前記一対の音叉片のＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向への屈曲振動の振幅の増減量を検出するために前記一対の音叉片に設けられた前記駆動手段と兼用した検出手段とを備えているため、駆動及び検出のための高精度な櫛歯構造の電極を形成することなく薄型化且つ高感度化が図れるばかりか、振動片を駆動させる駆動電圧に角速度の印加に起因した検出信号が重畳する状態で検出可能になるという作用を有する。
【００２２】
また上記構成において、ＸＹ面内に設けられた基部、一対の音叉片と付加質量部は、圧電材料により一体に形成された構成としているため、圧電特性の均一な平板から極めて容易に一体構造を形成可能といった作用を有する。
【００２３】
また上記構成において、ＸＹ面内に設けられた基部、一対の音叉片と付加質量部は、恒弾性金属材料、酸化物材料または高弾性高分子材料により形成され、少なくとも前記一対の音叉片のＸＹ面上には圧電材料からなる層が設けられた構成であるため、機械的振動特性としての高いＱを有する材料と圧電定数の大きな圧電材料を自由に組合わせることが可能となるといった作用を有する。
【００２４】
また、ＸＹ面内に設けられた基部と、ＸＹ面内において前記基部からＹ軸方向に延出した少なくとも一対の音叉片と、前記対をなす音叉片の対称軸を中心にしてＸ軸方向側にある前記音叉片及びＸ軸方向と反対の方向の側にある前記音叉片ともに各先端からＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向の内のいずれか一方の方向であり且つ同じ側にあっては同一方向に延出するように形成された付加質量部と、前記対をなす音叉片の間にあり且つ前記基部からＹ軸方向に延出した少なくとも１本以上の屈曲振動片と、前記音叉片をＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向へ屈曲振動させるために前記音叉片に設けられた駆動手段と、Ｚ軸周りの角速度が印加された時、Ｙ軸方向またはＹ軸方向と反対の方向に働くコリオリ力の大きさに応じて変化する前記音叉片の屈曲変形と釣り合いを保つようにＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向に屈曲変形する前記屈曲振動片の変形量を検出するために前記屈曲振動片に設けられた検出手段とを備えているため、駆動及び検出のための高精度な櫛歯構造の電極を形成することなく薄型化且つ高感度化が図れるという作用を有する。
【００２５】
また上記構成において、ＸＹ面内に設けられた基部、音叉片、付加質量部と屈曲振動片は、圧電材料により一体に形成された構成としているため、圧電特性の均一な平板から極めて容易に一体構造を形成可能といった作用を有する。
【００２６】
また上記構成において、ＸＹ面内に設けられた基部、音叉片、付加質量部と屈曲振動片は、恒弾性金属材料、酸化物材料または高弾性高分子材料により形成され、少なくとも前記音叉片と屈曲振動片のＸＹ面上には圧電材料からなる層を設けられた構成であるため、機械的振動特性としての高いＱを有する材料と圧電定数の大きな圧電材料を自由に組合わせることが可能となるといった作用を有する。
【００２７】
また、ＸＹ面内に設けられた２個所の基部と、ＸＹ面内において前記各基部同士をＹ軸方向で接続するように形成された第１の支持部と、前記第１の支持部の中央部からＸ軸方向及びＸ軸方向と反対の方向に延出した第２、第３の支持部と、前記第２の支持部の先端からＹ軸方向及びＹ軸方向と反対の方向に延出した第１、第２の振動片と、前記第３の支持部の先端からＹ軸方向及びＹ軸方向と反対の方向に延出した第３、第４の振動片と、前記第１、第２、第３、第４の振動片の各先端からＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向の内のいずれか一方の方向に延出するように形成された付加質量部と、正極性または負極性の駆動信号で前記第１、第２の振動片をＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向に振動させ且つ前記第３、第４の振動片を前記第１、第２の振動片と逆の方向に同時に振動させるために前記第１、第２、第３、第４の振動片に設けられた駆動手段と、Ｚ軸周りの角速度が印加された時、Ｙ軸方向またはＹ軸方向と反対の方向に働くコリオリ力の大きさに応じて変化する前記第１、第２、第３、第４の振動片のＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向への屈曲振動の振幅の増減量を検出するために前記第１、第２、第３、第４の振動片に設けられた前記駆動手段と兼用した検出手段とを備えているため、駆動及び検出のための高精度な櫛歯構造の電極を形成することなく薄型化且つより高感度化が図れるばかりか、振動片を駆動させる駆動電圧に角速度の印加に起因した検出信号が重畳する状態で検出可能になるという作用を有する。
【００２８】
また上記構成において、ＸＹ面内に設けられた基部、第１、第２、第３の支持部、第１、第２、第３、第４の振動片と付加質量部は、圧電材料により一体に形成された構成としているため、圧電特性の均一な平板から極めて容易に一体構造を形成可能といった作用を有する。
【００２９】
また上記構成において、ＸＹ面内に設けられた基部、第１、第２、第３の支持部、第１、第２、第３、第４の振動片と付加質量部は、恒弾性金属材料、酸化物材料または高弾性高分子材料により形成され、少なくとも前記第１、第２、第３、第４の振動片のＸＹ面上には圧電材料からなる層が設けられた構成であるため、機械的振動特性としての高いＱを有する材料と圧電定数の大きな圧電材料を自由に組合わせることが可能となるといった作用を有する。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１４を用いて説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の角速度センサの第１の実施の形態を説明するための平面図である。図１において、駆動方向をＸ軸方向、コリオリ力が発生する方向をＹ軸、角速度Ωの入力軸をＺ軸とする。図１において、１は厚さ（Ｚ軸方向）０．２ｍｍ、長さ（Ｙ軸方向）２０ｍｍ、幅（Ｘ軸方向）１３．３ｍｍの圧電体としての水晶板から構成された基部である。
【００３２】
基部１からＹ軸と反対の方向に第１、第２の音叉片２ａ，２ｂが延出し第１の音叉部が構成され、第１、第２の音叉片２ａ，２ｂとそれぞれ相対向するように基部１からＹ軸方向に第３、第４の音叉片３ａ，３ｂが延出し第２の音叉部が構成されている。第１、第２の音叉片２ａ，２ｂの先端からはＸ軸方向、Ｘ軸方向と反対方向にそれぞれ対称となるように第１、第２の付加質量４ａ，４ｂが延出している。同じく第３、第４の音叉片３ａ，３ｂの先端からは、Ｘ軸方向、Ｘ軸方向と反対方向にそれぞれ対称となるように第３、第４の付加質量５ａ，５ｂが延出しており、第１、第２、第３、第４の付加質量４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂにより第１の付加質量部が構成されている。
【００３３】
基部１から第１の音叉部の対称軸上に（すなわち、第１、第２の音叉片２ａ，２ｂの間を通り）Ｙ軸方向と反対の方向に第１の屈曲振動片６が延出し第１の屈曲振動部が構成される。同じく基部１から第２の音叉部の対称軸上に（すなわち、第３、第４の音叉片３ａ，３ｂの間を通り）Ｙ軸方向に第２の屈曲振動片７が延出し第２の屈曲振動部が構成される。第１、第２の屈曲振動片６，７の各先端からＸ軸方向及びＸ軸方向と反対方向に張り出すように第５、第６の付加質量８，９が設けられ、第２の付加質量部が構成されている。基部１、第１、第２、第３、第４の音叉片２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ、第１、第２、第３、第４、第５、第６の付加質量４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，８，９、第１、第２の屈曲振動片６，７は、いずれも一枚の水晶板から一体に形成されている。一枚の水晶板から形成された基部１の四隅には微小な面積で固定するための固定部としてのφ０．２の孔部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが形成されている。
【００３４】
孔部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの近傍には、機械的ダンピング効果を得るためのＬ字状のスリット部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがそれぞれ所定の位置に設けられている。
【００３５】
第２、第４の音叉片２ｂ，３ｂの各ＸＹ面（表面側）には、駆動手段を構成するための駆動電極１２ａ，１３ａが設けられている。第１、第３の音叉片２ａ，３ａの各ＸＹ面上（表面側）には、モニター用の検出手段を構成するための検出電極１４ａ，１５ａが設けられている。第１、第２の屈曲振動片６，７のＸＹ面上（表面側）には、角速度印加に起因したコリオリ力による屈曲変形の検出用としての検出手段を構成するための検出電極１６ａ，１７ａが設けられている。
【００３６】
図２は駆動電極が設けられた第２の音叉片２ｂをＸＺ面で切断した断面図である。図２において、Ｘ軸方向を向く矢印は水晶からなる第２の音叉片２ｂの電気軸を示し、１２ｂは第２の音叉片２ｂを挟んで駆動電極１２ａと対向するように第２の音叉片２ｂのＸＹ面上（裏面側）に設けられた駆動電極である。１８は第２の音叉片２ｂのＹＺ面上（側面）に第２の音叉片２ｂを挟んで対向するように設けられた一対の共通電極である。１９は駆動回路の出力信号源である。
【００３７】
第４の音叉片３ｂにも第２の音叉片２ｂと同様に、駆動電極１３ａ，１３ｂ、共通電極１８が設けられている。
【００３８】
次に、第２の音叉片２ｂの駆動原理を簡単に説明する。仮に、出力信号源１９から駆動電極１２ａ，１２ｂに正極性の電圧が印加されると、図２内に示す破線の矢印方向に電界の方向が向く。これにより第２の音叉片２ｂのａｂ側は圧縮し、ｃｄ側は伸長する。また、駆動電極１２ａ，１２ｂに負極性の電圧が印加されると第２の音叉片２ｂのａｂ側は伸長し、ｃｄ側は圧縮する。
【００３９】
これらが連続的に繰り返されることで、第２の音叉片２ｂは、ＸＹ面内で１次モードで振動する。
【００４０】
同様な駆動原理により、第４の音叉片３ｂもＸＹ面内で１次モードで振動する。第２、第４の音叉片２ｂ，３ｂが１次モードで振動することにより第１、第３の音叉片２ａ，３ａも共振し、ＸＹ面内で音叉振動を開始する。
【００４１】
図３はモニター用の検出電極が設けられた第１の音叉片２ａをＸＺ面で切断した断面図である。Ｘ軸方向を向く矢印は、図２と同様に水晶からなる第１の音叉片２ａの電気軸を示し、１４ｂは第１の音叉片２ａを挟んでモニター用の検出電極１４ａと対向するように第１の音叉片２ａのＸＹ面上（裏面側）に設けられたモニター用の検出電極である。１８は図２と同様に、共通電極である。
【００４２】
第３の音叉片３ａにも第１の音叉片２ａと同様に、モニター用の検出電極１５ａ，１５ｂ、共通電極１８が設けられている。
【００４３】
次に、モニター用の検出電極１４ａ，１４ｂ、共通電極１８に現われる電荷に関して簡単に説明する。
【００４４】
第１の音叉片２ａは図２に示す第２の音叉片２ｂとともに音叉振動をしているため、第２の音叉片２ｂのａｂ側が圧縮している時は第１の音叉片２ａのｇｈ側が圧縮する。
【００４５】
また、第２の音叉片２ｂのｃｄが伸長している時は、第１の音叉片２ａのｅｆ側が伸長する。
【００４６】
これらの圧縮、伸長によりモニター用の検出電極１４ａ，１４ｂには正電荷が発生し、共通電極１８には負電荷が発生する。従って、第１の音叉片２ａにおいて、ｅｆ側が圧縮し、ｇｈ側が伸長した場合は、モニター用の検出電極１４ａ，１４ｂに負電荷が発生し、共通電極１８に正電荷が発生する。
【００４７】
図４は本発明の角速度センサとその駆動及び検出回路を接続したブロック図である。図４において、２０は差動入力型のチャージ増幅器である。差動入力型のチャージ増幅器２０は第１、第２の屈曲振動片６，７にそれぞれ設けられた検出電極１６ａ，１７ａから得られた信号を増幅し信号を９０°位相シフトさせるためのものである。２１は検波回路である。検波回路２１によりチャージ増幅器２０の出力信号を同期検波する。２２は検波回路２１により得られた検波信号を平滑するための平滑回路としてのローパスフィルタである。２３は第２、第４の音叉片２ｂ，３ｂを駆動させるための和入力型の駆動回路である。モニター用の検出電極１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂから得られる信号を駆動回路２３に入力することにより第１、第２、第３、第４の音叉振動片２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを目標とする１５μｍの振動振幅となるようにフィードバック制御する。図５は、第１、第３の音叉片２ａ，３ａがＸ軸方向に、第２、第４の音叉片２ｂ，３ｂがＸ軸方向と反対の方向に駆動変形している際に、Ｚ軸周りの角速度が印加された時の第１、第２、第３、第４の音叉片２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ、第１、第２の屈曲振動片６、７の変形形態の一例を説明するための模式線図である。
【００４８】
図５に示すように、Ｚ軸周りの角速度が印加されたことにより、第１、第３の付加質量４ａ，５ａにはＹ軸方向に、第２、第４の付加質量４ｂ，５ｂにはＹ軸方向と反対の方向に集中的にコリオリ力が働き、このコリオリ力により、第１、第２、第３、第４の音叉片２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの振動振幅の対称性が崩れた１次モードの変形を呈する。この対称性の崩れた第１、第２、第３、第４の音叉片２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの応力状態を補正し、釣り合いを保つように第１の屈曲振動片６はＸ軸方向と反対の方向に変形し、第２の屈曲振動片７は逆にＸ軸方向に変形する。これらの変形は、印加された角速度の大きさに対応するため、第１、第２の屈曲振動片６，７にそれぞれ設けられた検出電極１６ａ，１７ａにより、印加された角速度の大きさに対応した電荷量として検出される。第１、第２、第３、第４の付加質量４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂが設けられていることで、小さな角速度入力に対しても第１、第２の音叉部の変形量が大きくなるばかりか、第５、第６の付加質量８，９が設けられている第１、第２の屈曲振動片６，７の変形効率が向上する。これらの構成により、検出信号のさらなる高感度化が図れると同時に各付加質量４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ、８，９の調整により第１、第２の音叉部と第１、第２の屈曲振動部の各共振周波数の調整も容易になる。
【００４９】
図６は、第１、第２の音叉片２ａ，２ｂの間にある検出電極１６ａが設けられた第１の屈曲振動片６をＸＺ面で切断した断面図である。図６において、Ｘ軸方向を向く矢印は水晶からなる第１の屈曲振動片６の電気軸を示し、１６ｂは屈曲振動片６を挟んで検出電極１６ａと対向するように第１の屈曲振動片６のＸＹ面上（裏面側）に設けられた検出電極である。１８は第１の屈曲振動片６のＹＺ面上（側面）に第１の屈曲振動片６を挟んで対向するように設けられた一対の共通電極である。
【００５０】
同じく、第３、第４の音叉片３ａ，３ｂの間にある第２の屈曲振動片７にも、第２の屈曲振動片７を挟んで検出電極１７ａと対向するように検出電極１７ｂが設けられ、ＹＺ面上（側面）には第２の屈曲振動片７を挟んで対向するように一対の共通電極１８が設けられている。
【００５１】
次に、第１、第２の屈曲振動片６，７に図５に示すような変形が起こった時の検出電極１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ、共通電極１８に現われる電荷の発生状態を簡単に説明する。
【００５２】
第１、第２の音叉片２ａ，２ｂの間にある第１の屈曲振動片６のｉｊ側は圧縮し、ｋｌ側は伸長するため、検出電極１６ａ，１６ｂには負電荷が発生し、共通電極１８には正電荷が発生する。また、第３、第４の音叉片３ａ，３ｂの間にある第２の屈曲振動片７のｉｊ側は伸長し、ｋｌ側が圧縮するため、検出電極１７ａ，１７ｂには正電荷が発生し、共通電極１８には負電荷が発生する。
【００５３】
検出電極１６ａ，１６ｂから得られた電荷と検出電極１７ａ，１７ｂから得られた電荷をチャージ増幅器２０により差動増幅することにより２倍の出力が得られる。このように本実施の形態の構成により、駆動及び検出のための高精度な櫛歯構造の電極を形成することなく薄型化が図れるばかりか、付加質量が設けられているため、小さな角速度入力に対しても音叉部の変形量が大きくなり、これに呼応するように屈曲振動部の変形量も大きくなり、検出信号のさらなる高感度化が図れる。また、角速度以外の不要な成分（各方向から加わる加速度）により発生した電荷や温度による影響を排除する効果もある。
【００５４】
本実施の形態において、第１、第２、第３、第４の音叉片２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの１次モードの共振周波数と第１、第２の屈曲振動片６，７の１次モードの共振周波数を近接させることにより、検出感度が高くなる。
【００５５】
本実施の形態において、スリット部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが基部１に設けられていることにより、外乱振動が第１、第２の屈曲振動片６，７の１次モードの屈曲振動に混入するのを防止する効果がある。また、第１、第２の屈曲振動片６，７の１次モードの屈曲振動が基部１へ漏れるのを防止する働きもある。
【００５６】
本実施の形態においては、基部１、第１、第２、第３、第４の音叉片２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ、第１、第２、第３、第４、第５、第６の付加質量４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，８，９と第１、第２の屈曲振動片６，７をいずれも一枚の水晶板から一体に形成した例について説明したが、圧電性を示す材料であれば単結晶材料でも多結晶材料でも構わない。
【００５７】
本実施の形態においては、第１、第２、第３、第４の音叉片２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの各先端から外向きに付加質量を設けた構成について説明したが、前記各先端から内向きに付加質量を設ける構成や第１、第２音叉片２ａ，２ｂにあっては付加質量を外向きにし第３、第４の音叉片３ａ，３ｂにあっては付加質量を内向きに設ける等、さまざまな構成が可能である。
【００５８】
また、本実施の形態においては、第１、第２、第３、第４の音叉片２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂと第１、第２の屈曲振動片６，７の各先端のいずれにも付加質量が設けられた構成について説明したが、音叉片と屈曲振動片のいずれにも付加質量を設けない構成や音叉片と屈曲振動片のいずれかのみに付加質量を設ける等、さまざまな構成が可能である。
【００５９】
また、本実施の形態においては、第１、第２の音叉部に各一対の音叉片を設け、第１、第２の音叉部のそれぞれの間に各１本の屈曲振動片からなる屈曲振動部を設けた構成について説明したが、一対または複数対の音叉片と一本または複数本の屈曲振動片を適宜組み合せて設ける構成も当然可能である。
【００６０】
（実施の形態２）
図７は、本発明の角速度センサの第２の実施の形態を説明するための平面図である。図７において、図１と同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。図７において、基部３０、第１、第２、第３、第４の音叉片３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ、第１、第２、第３、第４の付加質量３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ、第１、第２の屈曲振動片３５，３６と第５、第６の付加質量３７，３８が、恒弾性金属により一体に形成されている以外は、第１の実施の形態において説明した図１に示す形状寸法ともに同一である。
【００６１】
第２、第４の音叉片３１ｂ，３２ｂのＸＹ面上には、１次モードで駆動するための圧電体セラミックス３９，４０が接合されている。第１、第３の音叉片３１ａ，３２ａのＸＹ面上にはモニター用の圧電体セラミックス４１，４２が接合されている。第１、第２の屈曲振動片３５，３６のＸＹ面上（表面側）には、角速度の大きさに対応した電荷量を検出するための圧電体セラミックス４３，４４が接合されている。
【００６２】
図７において、第１、第２、第３、第４の音叉片３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ、第１、第２の屈曲振動片３５，３６の変形形態、モニター時の圧電体セラミックス４１，４２に発生する電荷、Ｚ軸周りの角速度が印加された時の圧電体セラミックス４３，４４に発生する電荷の傾向は、いずれも第１の実施の形態と同様である。
【００６３】
本実施の形態においては、基部３０、第１、第２、第３、第４の音叉片３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ、第１、第２、第３、第４、第５、第６の付加質量３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３７，３８及び第１、第２の屈曲振動片３５，３６を構成する材料と圧電体セラミックス３９，４０，４１，４２，４３，４４が別々の材料で構成されているため、機械的振動特性としての高いＱを有する材料と圧電定数の大きな圧電材料をそれぞれ自由に組合わせることが可能となる。
【００６４】
本実施の形態において、駆動用、モニター用、印刷された角速度の大きさに対応した電荷量の検出用にそれぞれ圧電体セラミックスを接合した例について説明したが、圧電性を示すものであれば各種の薄膜構成を採用することも可能である。
【００６５】
（実施の形態３）
図８は、本発明の角速度センサの第３の実施の形態を説明するための平面図である。図８において、駆動方向をＸ軸方向、コリオリ力が発生する方向をＹ軸、角速度Ωの入力軸をＺ軸とする。
【００６６】
図８において、５０は厚さ（Ｚ軸方向）０．５ｍｍ、長さ（Ｙ軸方向）１５ｍｍ、幅（Ｘ軸方向）１５ｍｍの圧電体セラミックスからなる基部、５１は基部５０からＹ軸方向と反対の方向に向かって延出した厚さ（Ｚ軸方向）０．５ｍｍ、Ｙ軸方向に長さ１５ｍｍ、幅（Ｘ軸方向）３．５ｍｍの圧電体セラミックスからなる振動片、５２は振動片５１の先端からＸ軸方向と反対の方向に延出した厚さ（Ｚ軸方向）０．５ｍｍ、長さ５ｍｍ、幅（Ｙ軸方向）３．５ｍｍの圧電体セラミックスからなる付加質量部である。振動片５１のＸＹ面（表面側）には、幅方向の両端にそれぞれ駆動手段兼検出手段を構成するための電極５３ａ，５４ａが設けられている。
【００６７】
図９は電極５３ａ，５４ａが設けられた振動片５１をＸＺ面で切断した断面図である。図９において、Ｚ軸方向を向く矢印は圧電体セラミックスからなる振動片５１の分極方向を示し、５３ｂ，５４ｂは振動片５１を挟んで電極５３ａ，５４ａと対向するように振動片５１のＸＹ面上（裏面側）に設けられた共通電極である。５５は駆動回路の出力信号源である。
【００６８】
次に、振動片５１の駆動原理を簡単に説明する。仮に、出力信号源５５から電極５３ａ，５４ａにそれぞれ正極性、負極性の電圧が印加されると、振動片５１の電極５３ａ，５３ｂが設けられている側はＹ軸方向に伸長、電極５４ａ，５４ｂが設けられている側はＹ軸方向に圧縮する。また、電極５３ａ，５４ａにそれぞれ負極性、正極性の電圧が印加されると、振動片５１の電極５３ａ，５３ｂが設けられている側はＹ軸方向に圧縮し、電極５４ａ，５４ｂが設けられている側はＹ軸方向に伸長する。
【００６９】
これらが連続的に繰り返されることで、振動片５１は、ＸＹ面内で１次モードで振動する。
【００７０】
図１０は本発明の角速度センサとその駆動及び検出回路を接続したブロック図である。図１１は、振動片５１がＸ軸方向に駆動変形している際に、図１０に示すようなＺ軸周りの角速度が印加された時の振動片５１の変形形態の一例を説明するための模式線図である。図１２は、振動片５１がＸ軸方向に駆動変形している際に、図１０に示すようなＺ軸周りの角速度が印加された時のＡ点、Ｂ点の電圧の変化状態の説明図である。図１１、図１２において、実線は角速度の印加が無い場合を示し、破線は角速度の印加が有る場合を示す。図１０において、５６は自励発振式駆動回路、５７，５８は抵抗、５９は検出回路としての加算増幅器である。自励発振式駆動回路５６より抵抗５７，５８を介して電極５３ａ，５４ａへ逆位相の電圧を供給することにより、前述のように連続的な振動が発生する。図１１に示すように振動片５１の電極５３ａ，５４ａにそれぞれ正極性、負極性の電圧を印加し振動片５１を振動させた状態の時、図１０に示すようなＺ軸周りの角速度が印加されると付加質量部５２にＹ軸方向と反対方向に集中的にコリオリ力が働き、振動片５１の電極５３ａ，５３ｂが設けられている側をＹ軸方向により伸長させ、電極５４ａ，５４ｂが設けられている側をＹ軸方向により圧縮させる変形となる。このような変形により、電極５３ａ，５３ｂが設けられている振動片５１のＺ軸方向側は、より圧縮しインピーダンスが高くなる。逆に電極５４ａ，５４ｂが設けられている振動片５１のＺ軸方向側は、より伸長しインピーダンスが低くなる。これらの変化を図１０に示すＡ点、Ｂ点の電圧の変化として捉えた様子を示すのが図１２である。
【００７１】
前述のＡ点、Ｂ点のそれぞれの電圧を加算増幅器５９に加えることで、印加された角速度の大きさに対応した最終出力が得られる。
【００７２】
本実施の形態により、駆動及び検出のための高精度な櫛歯構造の電極を形成することなく薄型化且つ高感度化が図れるばかりか、振動片を駆動させる駆動電圧に角速度の印加に起因した検出信号が重畳する状態で検出可能になる。
【００７３】
なお本実施の形態においては、一本の振動片とその先端に設けた付加質量部を用いた例について説明したが、このような構造体を対にして音叉構成とすることも当然可能である。これにより、角速度が印加されると両付加質量部に互いに逆向きのコリオリ力が働き、２倍の出力信号を得られる。さらに、音叉構成を二対用いてＨ型構成とすることも可能である。これにより、さらなる出力信号の増加が期待できる。また、第１の実施の形態でもすでに述べたように音叉部の間に屈曲振動片が設けられた構成（ただし、必ずしも第１、第２の音叉部を共に備えていなければならないという狭い意味ではない）、付加質量の有無及び付加質量の形成方向が考慮に入れられた構成等、様々な構成を用いることも可能である。
【００７４】
（実施の形態４）
図１３は、本発明の角速度センサの第４の実施の形態を説明するための斜視図である。図１４は、振動片がＸＹ面内で駆動変形している際に、図１３に示すようなＺ軸周りの角速度が印加された時の振動片の変形形態の一例を説明するための模式線図である。図１３において、駆動方向をＸ軸方向、コリオリ力が発生する方向をＹ軸、角速度Ωの入力軸をＺ軸とする。図１４において、実線は角速度の印加が無い場合を示し、破線は角速度の印加が有る場合を示す。本実施の形態において、振動片を駆動させる駆動電圧に角速度の印加に起因した検出信号が重畳する状態で検出を可能にする点では、第３の実施の形態と基本技術思想を同じにするため、異なる部分についてのみ詳述する。図１３において、６０はＹ軸方向に伸びた圧電体セラミックスから形成された振動片、６１，６２は前記振動片６０の両端からそれぞれＸ軸方向と反対の方向及びＸ軸方向にそれぞれ延出した圧電体セラミックスから形成された第１、第２の付加質量部、６３ａ，６３ｂは振動片６０をＹ軸上で支持するために前記振動片６０の一方のＸＹ面且つ第１の付加質量部６１寄り及び第２の付加質量部６２寄りにそれぞれ設けられた第１、第２の支持点、６３ｃ，６３ｄは前記振動片６０を挟んで第１、第２の支持点６３ａ，６３ｂにそれぞれ対向するように前記振動片６０の他方のＸＹ面に設けられた第３、第４の支持点、６４ａ、６４ｂは振動片６０のＸＹ面（表面側）の幅方向（Ｘ軸方向）の両端且つ第１の付加質量部６１と第１の支持点６３ａの間にそれぞれ設けられた駆動手段兼検出手段としての第１、第２の電極、６５ａ，６５ｂは振動片６０のＸＹ面（表面側）の幅方向（Ｘ軸方向）の両端且つ第２の付加質量部６２と第２の支持点６３ｂの間にそれぞれ設けられた駆動手段兼検出手段としての第３、第４の電極、６６は固定部、６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄは第１、第２、第３、第４の支持部である。第１、第３の支持点６３ａ，６３ｃを結ぶ直線はＺ軸上にあり且つ前記第１、第３の支持点６３ａ，６３ｃからＺ軸方向及びＺ軸方向と反対の方向にそれぞれ第１、第３の支持部６７ａ，６７ｃが延出しており、第１、第３の支持部６７ａ，６７ｃの端はそれぞれ固定部６６に固定されている。第２、第４の支持点６３ｂ，６３ｄを結ぶ直線はＺ軸上にあり且つ前記第２、第４の支持点６３ｂ，６３ｄからＺ軸方向及びＺ軸方向と反対の方向にそれぞれ第２、第４の支持部６７ｂ，６７ｄが延出しており、第２、第４の支持部６７ｂ，６７ｄの端はそれぞれ固定部６６に固定されている。
【００７５】
振動片６０を挟んで第１、第２、第３、第４の電極６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂに対向するように振動片６０のＸＹ面上（裏面側）に共通電極が設けられており、第１と第３の電極６４ａ，６５ａは同位相、第２と第４の電極６４ｂ，６５ｂは同位相及び第１と第２の電極６４ａ，６４ｂは互いに逆位相、第３、第４の電極６５ａ，６５ｂは互いに逆位相になるように電圧を供給することにより、第１、第２の支持点６３ａ，６３ｂを振動の節にしてＸＹ面内で連続的な１次モードの屈曲振動が振動片６０に発生する。図１４に示すように、例えば、振動片６０の第２と第４の電極６４ｂ，６５ｂにそれぞれ正極性の電圧を印加し、第１と第３の電極６４ａ，６５ａにそれぞれ負極性の電圧を印加し振動片６０を振動させた状態の時、図１３に示すようなＺ軸周りの角速度が印加されると、第１の付加質量部６１にＹ軸方向に集中的にコリオリ力が働き、振動片６０の第２の電極６４ｂが設けられている側をＹ軸方向により伸長させ、第１の電極６４ａが設けられている側をＹ軸方向により圧縮させる変形となる。また、第２の付加質量部６２にＹ軸方向と反対方向に集中的にコリオリ力が働き、振動片６０の第４の電極６５ｂが設けられている側をＹ軸方向にいくらか圧縮させ、第３の電極６５ａが設けられている側をＹ軸方向にいくらか伸長させる変形となる。このような変形により、第２、第３の電極６４ｂ，６５ａが設けられている振動片６０のＺ軸方向側は、圧縮されることでインピーダンスが高くなる。逆に第１、第４の電極６４ａ，６５ｂが設けられている振動片６０のＺ軸方向側は、伸長されることでインピーダンスが低くなる。これらの変化を検出することで印加された角速度の大きさに対応した最終出力が得られる。この構成により、駆動及び検出のための高精度な櫛歯構造の電極を形成することなく薄型化且つ高感度化が図れるばかりか、振動片を駆動させる駆動電圧に角速度の印加に起因した検出信号が重畳する状態で検出可能になる。
【００７６】
本実施の形態においては、振動片６０のＺ軸方向の寸法がＸ軸方向の寸法に比べて小さい場合について説明したが、これとは逆の構成も当然可能である。
【００７７】
また本実施の形態においては、振動片６０と第１、第２の付加質量部６１，６２が一体の圧電体セラミックスから形成された例について説明したが、水晶板により一体に構成したり、恒弾性金属材料、酸化物材料または高弾性高分子材料により振動片と第１、第２の付加質量部を一体に形成し、この振動片の上に圧電体セラミックスを接合したり、圧電性を示す各種の薄膜を表面に形成するような構成でも当然本発明の技術思想を達成可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ＸＹ面内に設けられた基部と、ＸＹ面内において前記基部からＹ軸方向と反対の方向に延出した少なくとも一対の音叉片からなる第１の音叉部と、前記第１の音叉部に相対向するように前記基部からＹ軸方向に延出した少なくとも一対の音叉片からなる第２の音叉部と、前記第１の音叉部を構成する対をなした音叉片の間にあり且つ前記基部からＹ軸方向と反対の方向に延出した少なくとも１本以上の屈曲振動片からなる第１の屈曲振動部と、前記第２の音叉部を構成する対をなした音叉片の間にあり且つ前記第１の屈曲振動部に相対向するように前記基部からＹ軸方向に延出した少なくとも１本以上の屈曲振動片からなる第２の屈曲振動部と、前記第１、第２の音叉部を構成する音叉片をＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向へ屈曲振動させるために前記音叉片に設けられた駆動手段と、Ｚ軸周りの角速度が印加された時、Ｙ軸方向またはＹ軸方向と反対の方向に働くコリオリ力の大きさに応じて変化する前記音叉片の屈曲変形と釣り合いを保つようにＸ軸方向またはＸ軸方向と反対の方向に屈曲変形する前記屈曲振動片の変形量を検出するために前記屈曲振動片に設けられた検出手段とを備えることにより、駆動及び検出のための高精度な櫛歯構造の電極を形成することなく薄型且つ高感度な角速度センサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の角速度センサを説明するための平面図
【図２】同角速度センサの駆動電極が設けられた音叉片をＸＺ面で切断した説明図
【図３】同角速度センサのモニター用の検出電極が設けられた音叉片をＸＺ面で切断した説明図
【図４】同角速度センサとその駆動回路及び検出回路を接続したブロック図
【図５】同角速度センサに角速度が印加された時の音叉片と屈曲振動片の変形形態の模式図
【図６】同角速度センサの検出電極が設けられた屈曲振動片をＸＺ面で切断した説明図
【図７】本発明の第２の実施の形態の角速度センサを説明するための平面図
【図８】本発明の第３の実施の形態の角速度センサを説明するための平面図
【図９】同角速度センサの電極が設けられた振動片をＸＺ面で切断した説明図
【図１０】同角速度センサとその駆動回路及び検出回路を接続したブロック図
【図１１】同角速度センサに角速度が印加された時の振動片の変形形態の模式図
【図１２】同角速度センサに角速度が印加された時のＡ点、Ｂ点の電圧の変化状態の説明図
【図１３】本発明の第４の実施の形態の角速度センサを説明するための斜視図
【図１４】同角速度センサに角速度が印加された時の振動片の変形形態の模式図
【符号の説明】
１，３０，５０  基部
２ａ，３１ａ  第１の音叉片
２ｂ，３１ｂ  第２の音叉片
３ａ，３２ａ  第３の音叉片
３ｂ，３２ｂ  第４の音叉片
４ａ，３３ａ  第１の付加質量
４ｂ，３３ｂ  第２の付加質量
５ａ，３４ａ  第３の付加質量
５ｂ，３４ｂ  第４の付加質量
６，３５  第１の屈曲振動片
７，３６  第２の屈曲振動片
８，３７  第５の付加質量
９，３８  第６の付加質量
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  孔部
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  スリット部
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ  駆動電極
１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ  モニター用の検出電極
１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ  角速度検出用の検出電極
１８，５３ｂ，５４ｂ  共通電極
１９，５５  駆動回路の出力信号源
２０  チャージ増幅器
２１  検波回路
２２  ローパスフィルタ
２３  駆動回路
３９，４０，４１，４２，４３，４４  圧電体セラミックス
５１，６０  振動片
５２  付加質量部
５３ａ，５４ａ  電極
５６  自励発振式駆動回路
５７，５８  抵抗
５９  検出回路
６１  第１の付加質量部
６２  第２の付加質量部
６３ａ  第１の支持点
６３ｂ  第２の支持点
６３ｃ  第３の支持点
６３ｄ  第４の支持点
６４ａ  第１の電極
６４ｂ  第２の電極
６５ａ  第３の電極
６５ｂ  第４の電極
６６  固定部
６７ａ  第１の支持部
６７ｂ  第２の支持部
６７ｃ  第３の支持部
６７ｄ  第４の支持部
【図１】
0004552253.tif 000002
【図２】
0004552253.tif 000003
【図３】
0004552253.tif 000004
【図４】
0004552253.tif 000005
【図５】
0004552253.tif 000006
【図６】
0004552253.tif 000007
【図７】
0004552253.tif 000008
【図８】
0004552253.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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