JPH08178666A - 圧電振動ジャイロ - Google Patents
圧電振動ジャイロInfo
- Publication number
- JPH08178666A JPH08178666A JP6319703A JP31970394A JPH08178666A JP H08178666 A JPH08178666 A JP H08178666A JP 6319703 A JP6319703 A JP 6319703A JP 31970394 A JP31970394 A JP 31970394A JP H08178666 A JPH08178666 A JP H08178666A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- electrodes
- vibrator
- piezoelectric vibration
- vibration gyroscope
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電振動ジャイロの小型化に伴う、検出感度
の低下を圧電振動子の構造及び圧電振動ジャイロの制御
回路を改善することで、従来の圧電振動ジャイロの検出
感度を維持し、さらに量産性を維持しつつ、圧電振動ジ
ャイロの小型化を実現すること。 【構成】 圧電セラミックス円柱１の側面に分極及び駆
動・検出用の４つの帯状電極１１，１２，１３，１４を
圧電セラミックス円柱１の長さ方向と平行に施した圧電
振動子を用いた圧電振動ジャイロにおいて、圧電振動子
の４つの帯状電極１１，１２，１３，１４のうち対向す
る２つの電極１１，１２から互いに逆相駆動し、圧電振
動子を屈曲振動させ、残りの２つの電極１３，１４から
得られる電流信号をオペアンプ１６，１７を用いた仮想
接地型の電流検出回路により検出する。
の低下を圧電振動子の構造及び圧電振動ジャイロの制御
回路を改善することで、従来の圧電振動ジャイロの検出
感度を維持し、さらに量産性を維持しつつ、圧電振動ジ
ャイロの小型化を実現すること。 【構成】 圧電セラミックス円柱１の側面に分極及び駆
動・検出用の４つの帯状電極１１，１２，１３，１４を
圧電セラミックス円柱１の長さ方向と平行に施した圧電
振動子を用いた圧電振動ジャイロにおいて、圧電振動子
の４つの帯状電極１１，１２，１３，１４のうち対向す
る２つの電極１１，１２から互いに逆相駆動し、圧電振
動子を屈曲振動させ、残りの２つの電極１３，１４から
得られる電流信号をオペアンプ１６，１７を用いた仮想
接地型の電流検出回路により検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラ一体型ＶＴＲの
手振れ防止や自動車のナビゲーションシステムなどに用
いられるジャイロスコープの内、特に、棒状屈曲振動子
を用いた圧電振動ジャイロに関する。
手振れ防止や自動車のナビゲーションシステムなどに用
いられるジャイロスコープの内、特に、棒状屈曲振動子
を用いた圧電振動ジャイロに関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電振動ジャイロは、振動している物体
に回転角速度が与えられると、その振動方向と直角な方
向にコリオリ力を生ずるという力学現象を利用したジャ
イロスコープである。互いに直交する二つの方向の励振
と検出が可能であるように構成した振動系において、一
方の振動を励振した状態で、振動子自身を二つの振動面
が交わる線と平行な軸を中心軸として回転させると、前
述のコリオリ力の作用によりこの振動と直角な方向に力
が働き、他方の振動が励振される。この振動の大きさは
入力側の振動の大きさおよび回転角速度に比例するた
め、入力電圧が一定の場合、出力電圧の大きさから回転
角速度の大きさを求めることができる。
に回転角速度が与えられると、その振動方向と直角な方
向にコリオリ力を生ずるという力学現象を利用したジャ
イロスコープである。互いに直交する二つの方向の励振
と検出が可能であるように構成した振動系において、一
方の振動を励振した状態で、振動子自身を二つの振動面
が交わる線と平行な軸を中心軸として回転させると、前
述のコリオリ力の作用によりこの振動と直角な方向に力
が働き、他方の振動が励振される。この振動の大きさは
入力側の振動の大きさおよび回転角速度に比例するた
め、入力電圧が一定の場合、出力電圧の大きさから回転
角速度の大きさを求めることができる。
【０００３】図３には、φ２．０×１０形状の圧電セラ
ミックス円柱１の側面に６本の帯状電極２，３，４，
５，６，７を形成した従来の圧電振動子（以下、６電極
型振動子と称する。）の断面図を含む圧電振動ジャイロ
の構成図を示す。また図４には、この６電極型振動子の
等価回路を示す。
ミックス円柱１の側面に６本の帯状電極２，３，４，
５，６，７を形成した従来の圧電振動子（以下、６電極
型振動子と称する。）の断面図を含む圧電振動ジャイロ
の構成図を示す。また図４には、この６電極型振動子の
等価回路を示す。
【０００４】この従来例では、あらかじめ図３に示す矢
印方向に分極処理された６カ所の電極間の圧電効果を利
用して、図４に示すように屈曲振動の駆動・検出を端子
８及び９，１０で行い圧電振動ジャイロを実現してい
る。
印方向に分極処理された６カ所の電極間の圧電効果を利
用して、図４に示すように屈曲振動の駆動・検出を端子
８及び９，１０で行い圧電振動ジャイロを実現してい
る。
【０００５】図４中のＩｄは駆動振動の大きさに相当
し、下記数１式で表せる。
し、下記数１式で表せる。
【０００６】
【数１】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記数１式において、
検出端子に接続されている負荷抵抗Ｒ２，Ｒ３及び並列
容量Ｃｄ２，Ｃｄ３により駆動の効率が低下しているこ
とが分かる。ジャイロの駆動検出回路を考えた場合、限
られた電圧範囲の中で、効率良く大きな駆動振動を得、
検出感度を高めるのが一つの設計指標となる。ここで従
来の圧電振動ジャイロの小型化を図るには、圧電振動子
の小型化が必要とされ、微細なピッチで電極形成が必要
となり、精度の低下及び製造の困難さや、小型化に伴う
振動子の共振周波数の増加によって、従来の構造のまま
では圧電振動ジャイロの検出感度が低下するといった問
題が生じる。
検出端子に接続されている負荷抵抗Ｒ２，Ｒ３及び並列
容量Ｃｄ２，Ｃｄ３により駆動の効率が低下しているこ
とが分かる。ジャイロの駆動検出回路を考えた場合、限
られた電圧範囲の中で、効率良く大きな駆動振動を得、
検出感度を高めるのが一つの設計指標となる。ここで従
来の圧電振動ジャイロの小型化を図るには、圧電振動子
の小型化が必要とされ、微細なピッチで電極形成が必要
となり、精度の低下及び製造の困難さや、小型化に伴う
振動子の共振周波数の増加によって、従来の構造のまま
では圧電振動ジャイロの検出感度が低下するといった問
題が生じる。
【０００８】本発明の目的は、以上に示した圧電振動ジ
ャイロの小型化に伴う、検出感度の低下を圧電振動子の
構造及び圧電振動ジャイロの制御回路を改善すること
で、従来の圧電振動ジャイロの検出感度を維持し、さら
に量産性を維持しつつ、圧電振動ジャイロの小型化を実
現することにある。
ャイロの小型化に伴う、検出感度の低下を圧電振動子の
構造及び圧電振動ジャイロの制御回路を改善すること
で、従来の圧電振動ジャイロの検出感度を維持し、さら
に量産性を維持しつつ、圧電振動ジャイロの小型化を実
現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧電セ
ラミックス円柱の側面に分極及び駆動・検出用の４つの
帯状電極を該圧電セラミックス円柱の長さ方向と平行に
施した圧電振動子を用いた圧電振動ジャイロにおいて、
前記圧電振動子の４つの電極のうち対向する２つの電極
から互いに逆相駆動し、前記圧電振動子を屈曲振動さ
せ、残りの２つの電極から得られる電流信号をオペアン
プを用いた仮想接地型の電流検出回路により検出するこ
とを特徴とする圧電振動ジャイロが得られる。
ラミックス円柱の側面に分極及び駆動・検出用の４つの
帯状電極を該圧電セラミックス円柱の長さ方向と平行に
施した圧電振動子を用いた圧電振動ジャイロにおいて、
前記圧電振動子の４つの電極のうち対向する２つの電極
から互いに逆相駆動し、前記圧電振動子を屈曲振動さ
せ、残りの２つの電極から得られる電流信号をオペアン
プを用いた仮想接地型の電流検出回路により検出するこ
とを特徴とする圧電振動ジャイロが得られる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例に係る圧電振動ジャイ
ロについて図面を参照して説明する。
ロについて図面を参照して説明する。
【００１１】図１には、圧電セラミックス円柱１の側面
に圧電セラミックス円柱１の長さ方向と平行に４本の帯
状電極を形成した本実施例に用いる圧電振動子（以下、
４電極型振動子と称する。）の断面図を含む圧電振動ジ
ャイロの構成図を示す。
に圧電セラミックス円柱１の長さ方向と平行に４本の帯
状電極を形成した本実施例に用いる圧電振動子（以下、
４電極型振動子と称する。）の断面図を含む圧電振動ジ
ャイロの構成図を示す。
【００１２】図１中の帯状電極１１，１２は、圧電セラ
ミックス円柱１の中心軸に対称な位置にあり駆動用の電
極として用いている。あらかじめ図１中の矢印方向に分
極処理し、また、帯状電極１１，１２には互いに逆相の
駆動電圧を信号源１５から印加する。図１中の帯状電極
１３，１４は、駆動によって屈曲振動する面に対して対
称な位置にあり、検出・接地共用の電極として用いてい
る。また、帯状電極１３，１４にはオペアンプ１６，１
７とフィードバック抵抗ＲF を用いた電流検出回路を接
続している。帯状電極１３，１４からの出力電流Ｉ
o は、電圧Ｖo （Ｖo ＝Ｉo ×ＲF ）に変換されて電流
検出回路より出力される。帯状電極１３，１４は、オペ
アンプ１６，１７の仮想接地機能によって基準電圧に接
地されて駆動電圧の基準となる。
ミックス円柱１の中心軸に対称な位置にあり駆動用の電
極として用いている。あらかじめ図１中の矢印方向に分
極処理し、また、帯状電極１１，１２には互いに逆相の
駆動電圧を信号源１５から印加する。図１中の帯状電極
１３，１４は、駆動によって屈曲振動する面に対して対
称な位置にあり、検出・接地共用の電極として用いてい
る。また、帯状電極１３，１４にはオペアンプ１６，１
７とフィードバック抵抗ＲF を用いた電流検出回路を接
続している。帯状電極１３，１４からの出力電流Ｉ
o は、電圧Ｖo （Ｖo ＝Ｉo ×ＲF ）に変換されて電流
検出回路より出力される。帯状電極１３，１４は、オペ
アンプ１６，１７の仮想接地機能によって基準電圧に接
地されて駆動電圧の基準となる。
【００１３】図２に、４電極型振動子の等価回路を示
す。
す。
【００１４】上述した従来例における検出端子に接続さ
れている負荷抵抗Ｒ２，Ｒ３及び並列容量Ｃｄ２，Ｃｄ
３（図４参照）は、本実施例では、図１のオペアンプ１
６，１７の仮想接地機能により、負荷抵抗Ｒ２，Ｒ３は
Ｒ２＝Ｒ３＝０となることから並列容量Ｃｄ２，Ｃｄ３
はキャンセルされ、図２に示すような等価回路となる。
図２中のＩｄ´は駆動振動の大きさに相当し、下記数２
式で表せる。
れている負荷抵抗Ｒ２，Ｒ３及び並列容量Ｃｄ２，Ｃｄ
３（図４参照）は、本実施例では、図１のオペアンプ１
６，１７の仮想接地機能により、負荷抵抗Ｒ２，Ｒ３は
Ｒ２＝Ｒ３＝０となることから並列容量Ｃｄ２，Ｃｄ３
はキャンセルされ、図２に示すような等価回路となる。
図２中のＩｄ´は駆動振動の大きさに相当し、下記数２
式で表せる。
【００１５】
【数２】
【００１６】上記数２式に従えば、前述した数１式と比
較して、分母の負荷抵抗Ｒ２，Ｒ３及び並列容量Ｃｄ
２，Ｃｄ３分だけ駆動の効率が改善され、更に２端子か
らの逆相駆動により駆動力は２倍になる。
較して、分母の負荷抵抗Ｒ２，Ｒ３及び並列容量Ｃｄ
２，Ｃｄ３分だけ駆動の効率が改善され、更に２端子か
らの逆相駆動により駆動力は２倍になる。
【００１７】
【発明の効果】本発明の圧電振動ジャイロによれば、従
来より少ない電極数からなる４電極振動子を用いること
により量産性が向上し、電流検出回路を用いることで従
来より駆動効率が改善される。
来より少ない電極数からなる４電極振動子を用いること
により量産性が向上し、電流検出回路を用いることで従
来より駆動効率が改善される。
【００１８】更に、２端子からの逆相駆動により駆動力
が２倍になるため、従来の圧電振動ジャイロに比べて、
検出感度を高くすることができる上により一層の小型化
を実現できる。
が２倍になるため、従来の圧電振動ジャイロに比べて、
検出感度を高くすることができる上により一層の小型化
を実現できる。
【図１】本発明の実施例に係る圧電振動子の断面図を含
む圧電振動ジャイロの構成を示す図である。
む圧電振動ジャイロの構成を示す図である。
【図２】図１に示した圧電振動ジャイロの等価回路を示
す図である。
す図である。
【図３】従来の圧電振動子の断面図を含む圧電振動ジャ
イロの構成を示す図である。
イロの構成を示す図である。
【図４】図３に示した従来の圧電振動ジャイロの等価回
路を示す図である。
路を示す図である。
１ 圧電セラミックス円柱 ２，３，４，５，６，７ 帯状電極 ８ 駆動端子 ９，１０ 検出端子 １１，１２ 駆動用の電極 １５ 信号源 １６，１７ オペアンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電セラミックス円柱の側面に分極及び
駆動・検出用の４つの帯状電極を該圧電セラミックス円
柱の長さ方向と平行に施した圧電振動子を用いた圧電振
動ジャイロにおいて、前記圧電振動子の４つの電極のう
ち対向する２つの電極から互いに逆相駆動し、前記圧電
振動子を屈曲振動させ、残りの２つの電極から得られる
電流信号をオペアンプを用いた仮想接地型の電流検出回
路により検出することを特徴とする圧電振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6319703A JPH08178666A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 圧電振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6319703A JPH08178666A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 圧電振動ジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08178666A true JPH08178666A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18113243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6319703A Pending JPH08178666A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 圧電振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08178666A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6564638B1 (en) | 1999-01-13 | 2003-05-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrating gyroscope having an enhanced sensitivity |
| WO2007058343A1 (ja) * | 2005-11-21 | 2007-05-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 振動子およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP6319703A patent/JPH08178666A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6564638B1 (en) | 1999-01-13 | 2003-05-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrating gyroscope having an enhanced sensitivity |
| WO2007058343A1 (ja) * | 2005-11-21 | 2007-05-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 振動子およびその製造方法 |
| JPWO2007058343A1 (ja) * | 2005-11-21 | 2009-05-07 | 株式会社村田製作所 | 振動子およびその製造方法 |
| US7579760B2 (en) | 2005-11-21 | 2009-08-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrator and production method therefor |
| JP4636086B2 (ja) * | 2005-11-21 | 2011-02-23 | 株式会社村田製作所 | 振動子およびその製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH07332988A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JPH09126783A (ja) | 圧電振動ジャイロ | |
| JP2608536B2 (ja) | 振動子 | |
| JP2000205861A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JPS61294311A (ja) | 振動ジヤイロ | |
| JP2001133267A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JP3292934B2 (ja) | 圧電振動ジャイロ及び圧電振動ジャイロの共振周波数の調整方法 | |
| JP2557286B2 (ja) | 圧電振動ジャイロ | |
| JPH09113279A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JP4044519B2 (ja) | 音叉形圧電振動ジャイロ | |
| JP4044547B2 (ja) | 圧電振動ジャイロ | |
| JP3732602B2 (ja) | エネルギー閉じ込め型圧電振動ジャイロスコープ | |
| JP2557287B2 (ja) | 圧電振動ジャイロ | |
| JP2660940B2 (ja) | 圧電振動ジャイロ | |
| JP2540098Y2 (ja) | 圧電振動ジャイロ装置 | |
| JPH06273176A (ja) | 圧電振動ジャイロ | |
| JP3958741B2 (ja) | 圧電振動ジャイロ用振動子 | |
| JP3690448B2 (ja) | 圧電振動ジャイロ用圧電振動子 | |
| JP3830056B2 (ja) | 圧電振動ジャイロ | |
| JP3122925B2 (ja) | 圧電振動ジャイロ用の圧電振動子 | |
| JP3042501B2 (ja) | 音叉型圧電ジャイロセンサ | |
| JPH06265358A (ja) | 圧電振動ジャイロ用駆動検出回路 | |
| JPH06273175A (ja) | 圧電振動ジャイロ | |
| JP3398852B2 (ja) | エネルギー閉じ込め型圧電振動ジャイロスコープ | |
| JP2002131058A (ja) | 圧電振動ジャイロ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011121 |