JP2000180177A - 回転振動型ジャイロ - Google Patents
回転振動型ジャイロInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 Ｘ、Ｙ軸周りの角速度とＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の
加速度を検出可能なジャイロ。 【解決手段】 基板１上に、質量部２と、質量部２を支
持する質量支持部３と、質量部２を駆動する駆動用電極
（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）（９ａ、９ｂ、９ｃ、９
ｄ）と、質量部２が、直交する３つの軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）
で構成される三次元系での軸回りの角速度Ωや軸方向の
加速度Ｇにより変位し、その変位量を検出する検出部を
備えた回転振動型ジャイロ１１において、質量部２を円
環形状とし、その内側に駆動用電極（２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄ）（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）を配置する。
加速度を検出可能なジャイロ。 【解決手段】 基板１上に、質量部２と、質量部２を支
持する質量支持部３と、質量部２を駆動する駆動用電極
（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）（９ａ、９ｂ、９ｃ、９
ｄ）と、質量部２が、直交する３つの軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）
で構成される三次元系での軸回りの角速度Ωや軸方向の
加速度Ｇにより変位し、その変位量を検出する検出部を
備えた回転振動型ジャイロ１１において、質量部２を円
環形状とし、その内側に駆動用電極（２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄ）（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）を配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多軸の加速度、角
速度を検出可能な回転振動型ジャイロに関する。。
速度を検出可能な回転振動型ジャイロに関する。。
【０００２】
【従来の技術】図９、図１０、図１１は、回転振動型ジ
ャイロの従来例を示す図である。図９（Ａ）はケースを
取り外して見た回転振動型ジャイロ１０の平面図で、同
図（B）はそのＡ−Ａ’断面図である。
ャイロの従来例を示す図である。図９（Ａ）はケースを
取り外して見た回転振動型ジャイロ１０の平面図で、同
図（B）はそのＡ−Ａ’断面図である。
【０００３】図９において、１は絶縁性の基板、２は周
囲に駆動電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが形成されたシリ
コン材からなる導電性の平板円形形状の質量部、３は一
端が固定部４によって基板１に固定され、他端が質量部
２と一体に形成された質量支持部、５、６、７、８は質
量部２と間隙をもって対抗し、基板１に固定された検出
電極、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは一端が基板１に固定さ
れ、他端が駆動電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとの間で駆
動部を構成する駆動電極である。そして、図９（Ｂ）に
示す如く、質量部２と検出電極５、６、７、８との間に
それぞれ電極間容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が生じる。
囲に駆動電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが形成されたシリ
コン材からなる導電性の平板円形形状の質量部、３は一
端が固定部４によって基板１に固定され、他端が質量部
２と一体に形成された質量支持部、５、６、７、８は質
量部２と間隙をもって対抗し、基板１に固定された検出
電極、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは一端が基板１に固定さ
れ、他端が駆動電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとの間で駆
動部を構成する駆動電極である。そして、図９（Ｂ）に
示す如く、質量部２と検出電極５、６、７、８との間に
それぞれ電極間容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が生じる。
【０００４】図９（Ｂ）に示す如く、質量部１、駆動電
極２ｄ、６ｄ、質量支持部３は基板１から浮いて形成さ
れ、また図示されていないが、駆動電極２ａ、２ｂ、２
ｃ、６ａ、６ｂ、６ｃも同様に、基板１から浮いて形成
されている。
極２ｄ、６ｄ、質量支持部３は基板１から浮いて形成さ
れ、また図示されていないが、駆動電極２ａ、２ｂ、２
ｃ、６ａ、６ｂ、６ｃも同様に、基板１から浮いて形成
されている。
【０００５】次にこの装置の動作を説明する。基板側駆
動電極６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに適当な交流電圧を印可
すると、質量部側駆動電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとの
間に静電引力が働き、４ヶ所の固定部４、４、４、４に
質量支持部３、３、３、３によって連結された質量部２
は、質量部２の中心を中心軸としたZ軸周りの回転振動
を行う。その時、X軸周りの角速度Ωが回転振動型ジャ
イロ１０に印可されると、質量部２はY軸周りの回転振
動を行う。すなわち、図１０に示す如く、質量部２が矢
印方向に振動する。
動電極６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに適当な交流電圧を印可
すると、質量部側駆動電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとの
間に静電引力が働き、４ヶ所の固定部４、４、４、４に
質量支持部３、３、３、３によって連結された質量部２
は、質量部２の中心を中心軸としたZ軸周りの回転振動
を行う。その時、X軸周りの角速度Ωが回転振動型ジャ
イロ１０に印可されると、質量部２はY軸周りの回転振
動を行う。すなわち、図１０に示す如く、質量部２が矢
印方向に振動する。
【０００６】これは、図１１に示す如く、速度Ｖで矢印
方向に移動する物体ｍに対して、その方向に直交する軸
周りの角速度Ωが物体ｍに対して印可された時、残りの
軸方向にコリオリ力Ｆｃが発生することによる。
方向に移動する物体ｍに対して、その方向に直交する軸
周りの角速度Ωが物体ｍに対して印可された時、残りの
軸方向にコリオリ力Ｆｃが発生することによる。
【０００７】質量部２が 回転振動すると、図１０に示
す如く、質量部２が変位し、この結果、質量部２と、検
出電極５、６、７、８との間の電極間容量Ｃ１，Ｃ２，
Ｃ３，Ｃ４が変化し、X軸周りの角速度Ωの検出をす
る。
す如く、質量部２が変位し、この結果、質量部２と、検
出電極５、６、７、８との間の電極間容量Ｃ１，Ｃ２，
Ｃ３，Ｃ４が変化し、X軸周りの角速度Ωの検出をす
る。
【０００８】同様にY軸周りの角速度Ωが回転振動型ジ
ャイロ１０に印可されればX軸周りの回転振動が発生す
る。回転振動すると、質量部２が変位し、この結果、質
量部２と、検出電極５、６、７、８との間の電極間容量
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が変化し、X軸周りの角速度Ω
の検出をする。
ャイロ１０に印可されればX軸周りの回転振動が発生す
る。回転振動すると、質量部２が変位し、この結果、質
量部２と、検出電極５、６、７、８との間の電極間容量
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が変化し、X軸周りの角速度Ω
の検出をする。
【０００９】以上の様に、角速度Ωにより質量部２が、
X、Y２軸周りに回転振動を行うと、質量部２と基板上の
検出電極５、６、７、８との間の容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ
３，Ｃ４が変化する。その容量変化を検出することによ
り回転振動型ジャイロ１０に印可された角速度Ωの大き
さを測定することができる。また、X、Y２軸周りの角速
度Ωを検出することができることから、回転振動型ジャ
イロ１０は２軸の角速度センサとして機能する。
X、Y２軸周りに回転振動を行うと、質量部２と基板上の
検出電極５、６、７、８との間の容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ
３，Ｃ４が変化する。その容量変化を検出することによ
り回転振動型ジャイロ１０に印可された角速度Ωの大き
さを測定することができる。また、X、Y２軸周りの角速
度Ωを検出することができることから、回転振動型ジャ
イロ１０は２軸の角速度センサとして機能する。
【００１０】また、この回転振動型ジャイロ１０に対し
て、Z軸方向の加速度Ｇが印可された場合、質量部２はZ
軸方向に変位する。その変位量は、印可された加速度の
大きさにより変化するので、質量部２と基板側容量検出
電極５、６、７、８との間の電気容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ
３，Ｃ４を測定することにより、この回転振動型ジャイ
ロ１０はZ軸方向の加速度センサとしても機能する。
て、Z軸方向の加速度Ｇが印可された場合、質量部２はZ
軸方向に変位する。その変位量は、印可された加速度の
大きさにより変化するので、質量部２と基板側容量検出
電極５、６、７、８との間の電気容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ
３，Ｃ４を測定することにより、この回転振動型ジャイ
ロ１０はZ軸方向の加速度センサとしても機能する。
【００１１】回転振動型ジャイロ１０は上記の要素より
構成されており、Ｓｉマイクロマシニング技術により製
作される。
構成されており、Ｓｉマイクロマシニング技術により製
作される。
【００１２】上記従来の回転振動型ジャイロ１では、X,
Y２軸周りの角速度Ω、及びZ軸方向の加速度Ｇの検出を
行うことができる。
Y２軸周りの角速度Ω、及びZ軸方向の加速度Ｇの検出を
行うことができる。
【００１３】
【発明が解決しょうとする課題】しかるに、上記構成の
回転振動型ジャイロ１０においては、Ｘ軸、及びＹ軸方
向の加速度が回転振動型ジャイロスコープ１０に印可さ
れた場合、質量部は加速度の方向に平行移動を行うが、
Ｚ軸方向への変位は起こらない。すなわち、質量部２が
図１０の矢印方向へ回転振動しないので、質量部２と検
出電極５、６、７、８との間の電気容量の変化を生じな
い。従って、従来の構成では、X、Y軸周りの角速度の検
出と、Z軸方向の加速度の検出はできるが、Ｘ，Ｙ軸方
向の加速度の検出ができないという課題がある。
回転振動型ジャイロ１０においては、Ｘ軸、及びＹ軸方
向の加速度が回転振動型ジャイロスコープ１０に印可さ
れた場合、質量部は加速度の方向に平行移動を行うが、
Ｚ軸方向への変位は起こらない。すなわち、質量部２が
図１０の矢印方向へ回転振動しないので、質量部２と検
出電極５、６、７、８との間の電気容量の変化を生じな
い。従って、従来の構成では、X、Y軸周りの角速度の検
出と、Z軸方向の加速度の検出はできるが、Ｘ，Ｙ軸方
向の加速度の検出ができないという課題がある。
【００１４】本発明は、X、Y軸周りの角速度とＸ，Ｙ，
Z軸方向の加速度を検出可能なジャイロを提供すること
を目的としている。
Z軸方向の加速度を検出可能なジャイロを提供すること
を目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、基
板上に、質量部と、前記質量部を支持する質量支持部
と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、前記質量部
が、直交する３つの軸で構成される三次元系での軸回り
の角速度や軸方向の加速度により変位し、その変位量を
検出する検出部を備えた回転振動型ジャイロにおいて、
前記質量部を円環形状とし、その内側に駆動用電極を配
置することによって達成できる。
板上に、質量部と、前記質量部を支持する質量支持部
と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、前記質量部
が、直交する３つの軸で構成される三次元系での軸回り
の角速度や軸方向の加速度により変位し、その変位量を
検出する検出部を備えた回転振動型ジャイロにおいて、
前記質量部を円環形状とし、その内側に駆動用電極を配
置することによって達成できる。
【００１６】また、上記構成において、前記質量支持部
を、前記円環形状をした質量部の外側に配置することに
よって達成できる。
を、前記円環形状をした質量部の外側に配置することに
よって達成できる。
【００１７】また、上記構成において、前記質量支持部
を、前記円環形状をした質量部の内側に配置することに
よって達成できる。
を、前記円環形状をした質量部の内側に配置することに
よって達成できる。
【００１８】また、基板上に、質量部と、前記質量部を
支持する質量支持部と、前記質量部を駆動する駆動用電
極と、前記質量部が、直交する３つの軸で構成される三
次元系での軸回りの角速度や軸方向の加速度により変位
し、その変位量を検出する検出部を備えた回転振動型ジ
ャイロにおいて、前記質量部の厚みを前記質量支持部の
厚みよりも厚くすることによって達成できる。
支持する質量支持部と、前記質量部を駆動する駆動用電
極と、前記質量部が、直交する３つの軸で構成される三
次元系での軸回りの角速度や軸方向の加速度により変位
し、その変位量を検出する検出部を備えた回転振動型ジ
ャイロにおいて、前記質量部の厚みを前記質量支持部の
厚みよりも厚くすることによって達成できる。
【００１９】また、上記構成において、前記質量部を円
環形状に形成することによって達成できる。
環形状に形成することによって達成できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施形態を参
照して、本発明を詳細に説明する。なお、上記従来例で
示した部分と対応する部分は同一符号を付し、その詳細
な説明を省略する。
照して、本発明を詳細に説明する。なお、上記従来例で
示した部分と対応する部分は同一符号を付し、その詳細
な説明を省略する。
【００２１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２は、本発明
に係る回転振動型ジャイロの第１実施形態を示す図であ
り、図１（Ａ）は、ケースを取り外して見た回転振動型
ジャイロ１１の平面図で、同図（B）はそのＢ−Ｂ’線
断面図である。
に係る回転振動型ジャイロの第１実施形態を示す図であ
り、図１（Ａ）は、ケースを取り外して見た回転振動型
ジャイロ１１の平面図で、同図（B）はそのＢ−Ｂ’線
断面図である。
【００２２】本実施形態においては、図１（Ａ），
（Ｂ）に示すように、シリコン材料からなる導電性の平
板円形形状からなる質量部２が、基板側駆動電極９ａ、
９ｂ、９ｃ、９ｄと導電性の平板円形形状からなる質量
部２側の駆動電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとの間で形成
された駆動部が、円形形状に配設され、その周囲に質量
部２が円環形状に配設されている。これに伴い、質量部
２と対抗する検出電極５、６、７、８も円環形状に配設
されている。質量支持部３は、中心部に配された固定部
４に一端が固定されている。
（Ｂ）に示すように、シリコン材料からなる導電性の平
板円形形状からなる質量部２が、基板側駆動電極９ａ、
９ｂ、９ｃ、９ｄと導電性の平板円形形状からなる質量
部２側の駆動電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとの間で形成
された駆動部が、円形形状に配設され、その周囲に質量
部２が円環形状に配設されている。これに伴い、質量部
２と対抗する検出電極５、６、７、８も円環形状に配設
されている。質量支持部３は、中心部に配された固定部
４に一端が固定されている。
【００２３】次に、上記構成の動作説明をする。Ｘ、Ｙ
２軸周りの角速度Ω、及びＺ軸方向の加速度Ｇの検出に
ついては、上記従来例で述べた内容と同様なので、説明
を省略し、以下にＸ軸方向の加速度の検出について説明
する。
２軸周りの角速度Ω、及びＺ軸方向の加速度Ｇの検出に
ついては、上記従来例で述べた内容と同様なので、説明
を省略し、以下にＸ軸方向の加速度の検出について説明
する。
【００２４】Ｘ軸方向の加速度Ｇが印加されると、質量
部２は図２の動作説明図に示す如く、矢印方向へ変位す
る。この結果、質量部２が中心部から離れて円環形状に
形成されているため、質量部２が内側にあるのに比し、
質量部２と、検出電極５、６、７、８との間の容量Ｃ
５、Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８が大きく変化し、Ｘ軸方向の加速
度Ｇを感度良く検出する。
部２は図２の動作説明図に示す如く、矢印方向へ変位す
る。この結果、質量部２が中心部から離れて円環形状に
形成されているため、質量部２が内側にあるのに比し、
質量部２と、検出電極５、６、７、８との間の容量Ｃ
５、Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８が大きく変化し、Ｘ軸方向の加速
度Ｇを感度良く検出する。
【００２５】同様に、Ｙ軸方向の加速度Ｇが印加される
と、質量部２は図２の動作説明図に示す如く、矢印方向
へ変位する。この結果、質量部２が中心部から離れて円
環形状に形成されているため、質量部２が内側にあるの
に比し、質量部２と、検出電極５、６、７、８との間の
容量Ｃ５、Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８が大きく変化し、Ｙ軸方向
の加速度Ｇを感度良く検出する。
と、質量部２は図２の動作説明図に示す如く、矢印方向
へ変位する。この結果、質量部２が中心部から離れて円
環形状に形成されているため、質量部２が内側にあるの
に比し、質量部２と、検出電極５、６、７、８との間の
容量Ｃ５、Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８が大きく変化し、Ｙ軸方向
の加速度Ｇを感度良く検出する。
【００２６】上述した如く、本第１の実施形態において
は、Ｘ、Ｙ軸周りの角速度Ω、及びＸ、Ｙ、Ｚ方向の加
速度Ｇの検出をする。
は、Ｘ、Ｙ軸周りの角速度Ω、及びＸ、Ｙ、Ｚ方向の加
速度Ｇの検出をする。
【００２７】図３は、本発明に係る回転振動型ジャイロ
の第２実施形態を示す図であり、ケースを取り外して見
た回転振動型ジャイロ１２の平面図である。本実施形態
においては、質量支持部３及びこの質量支持部３の一端
を固定する固定部４を質量部の外側に配置したものであ
る。この構成により、Ｘ、Ｙ軸周りの角速度Ω、及び
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の加速度Ｇの検出ができ、動作は上記第
１実施形態と同様なので、説明を省略する。
の第２実施形態を示す図であり、ケースを取り外して見
た回転振動型ジャイロ１２の平面図である。本実施形態
においては、質量支持部３及びこの質量支持部３の一端
を固定する固定部４を質量部の外側に配置したものであ
る。この構成により、Ｘ、Ｙ軸周りの角速度Ω、及び
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の加速度Ｇの検出ができ、動作は上記第
１実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００２８】図４、図５、図６は、本発明に係る回転振
動型ジャイロの第３実施形態を示す図であり、図４
（Ａ）は、ケースを取り外して見た回転振動型ジャイロ
１３の平面図で、同図（B）はそのＣ−Ｃ’線断面図で
ある。
動型ジャイロの第３実施形態を示す図であり、図４
（Ａ）は、ケースを取り外して見た回転振動型ジャイロ
１３の平面図で、同図（B）はそのＣ−Ｃ’線断面図で
ある。
【００２９】本実施形態においては、図４（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、シリコン材料からなる導電性の平
板円形形状からなる質量部２が、基板側駆動電極９ａ、
９ｂ、９ｃ、９ｄと導電性の平板円形形状からなる質量
部２側の駆動電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとの間で形成
された駆動部が、円形形状に配設され、その周囲に質量
部２が円環形状に配設されている。これに伴い、質量部
２と対抗する検出電極５、６、７、８も円環形状に配設
されている。質量支持部３は、中心部に配された固定部
４に一端が固定されている。
（Ｂ）に示すように、シリコン材料からなる導電性の平
板円形形状からなる質量部２が、基板側駆動電極９ａ、
９ｂ、９ｃ、９ｄと導電性の平板円形形状からなる質量
部２側の駆動電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとの間で形成
された駆動部が、円形形状に配設され、その周囲に質量
部２が円環形状に配設されている。これに伴い、質量部
２と対抗する検出電極５、６、７、８も円環形状に配設
されている。質量支持部３は、中心部に配された固定部
４に一端が固定されている。
【００３０】また、図４（Ｂ）に示す如く、質量部２の
厚さ寸法Ｔを質量支持部３の厚さ寸法（ｔ）より大（Ｔ
>ｔ）としたものである。
厚さ寸法Ｔを質量支持部３の厚さ寸法（ｔ）より大（Ｔ
>ｔ）としたものである。
【００３１】次に、上記構成の動作説明をする。Ｘ、Ｙ
２軸周りの角速度Ω、及びＺ軸方向の加速度Ｇの検出に
ついては、上記従来例で述べたと同様なので、説明を省
略し、以下にＸ軸方向の加速度の検出について説明す
る。
２軸周りの角速度Ω、及びＺ軸方向の加速度Ｇの検出に
ついては、上記従来例で述べたと同様なので、説明を省
略し、以下にＸ軸方向の加速度の検出について説明す
る。
【００３２】Ｘ軸方向の加速度Ｇが印加されると、円環
形状に形成された質量部２が中心部から離れ、しかも質
量質量部２の厚さ寸法が質量支持部３の厚さ寸法より大
に形成されているため、質量部２は図５の動作説明図に
示す如く、矢印方向へ変位する。この結果、質量部２
と、検出電極５、６、７、８との間の容量Ｃ９、Ｃ１
０，Ｃ１１，Ｃ１２が変化し、Ｘ軸方向の加速度Ｇを検
出する。
形状に形成された質量部２が中心部から離れ、しかも質
量質量部２の厚さ寸法が質量支持部３の厚さ寸法より大
に形成されているため、質量部２は図５の動作説明図に
示す如く、矢印方向へ変位する。この結果、質量部２
と、検出電極５、６、７、８との間の容量Ｃ９、Ｃ１
０，Ｃ１１，Ｃ１２が変化し、Ｘ軸方向の加速度Ｇを検
出する。
【００３３】ここで、質量部２が矢印方向へ変位する原
理を図６において説明する。同図において、質量部２の
厚さを質量支持部３の厚さよりも厚くすると、質量部２
の重心Ｑと回転中心Ｓが一致しなくなる。そこで、矢印
Ｎで示した水平方向の加速度が印加されると、Ｍ=ＦＬ
（Ｌは重心Ｑと回転中心Ｓとの間の距離）なるモーメン
トが発生する。その結果、質量部２は矢印Ｊ方向に回転
振動をし図５で示した如く、質量部２と、検出電極５、
６、７、８との間の容量Ｃ９、Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２
が変化し、加速度Ｇを検出できることになる。
理を図６において説明する。同図において、質量部２の
厚さを質量支持部３の厚さよりも厚くすると、質量部２
の重心Ｑと回転中心Ｓが一致しなくなる。そこで、矢印
Ｎで示した水平方向の加速度が印加されると、Ｍ=ＦＬ
（Ｌは重心Ｑと回転中心Ｓとの間の距離）なるモーメン
トが発生する。その結果、質量部２は矢印Ｊ方向に回転
振動をし図５で示した如く、質量部２と、検出電極５、
６、７、８との間の容量Ｃ９、Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２
が変化し、加速度Ｇを検出できることになる。
【００３４】同様に、Ｙ軸方向の加速度Ｇが印加される
と、質量部２が回転変位をし、質量部２は図２の動作説
明図に示す如く、矢印方向へ変位する。この結果、質量
部２と、検出電極５、６、７、８との間の容量Ｃ９、Ｃ
１０，Ｃ１１，Ｃ１２が変化し、Ｙ軸方向の加速度Ｇを
検出する。
と、質量部２が回転変位をし、質量部２は図２の動作説
明図に示す如く、矢印方向へ変位する。この結果、質量
部２と、検出電極５、６、７、８との間の容量Ｃ９、Ｃ
１０，Ｃ１１，Ｃ１２が変化し、Ｙ軸方向の加速度Ｇを
検出する。
【００３５】上述した如く、本第３の実施形態において
も、Ｘ、Ｙ軸周りの角速度Ω、及びＸ、Ｙ、Ｚ方向の加
速度Ｇの検出をする。
も、Ｘ、Ｙ軸周りの角速度Ω、及びＸ、Ｙ、Ｚ方向の加
速度Ｇの検出をする。
【００３６】図７、図８は、本発明に係る回転振動型ジ
ャイロの第４実施形態を示す図であり、図７（Ａ）は、
ケースを取り外して見た回転振動型ジャイロ１４の平面
図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＤ−Ｄ'線断面
図である。
ャイロの第４実施形態を示す図であり、図７（Ａ）は、
ケースを取り外して見た回転振動型ジャイロ１４の平面
図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＤ−Ｄ'線断面
図である。
【００３７】本実施形態においては、図７（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、シリコン材料からなる導電性の平
板円形形状からなる質量部２が円形形状に配設され、、
基板側駆動電極９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄと質量部２側の
駆動電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとの間で形成された駆
動部が、質量部の外側に配設され、その周囲に質量部２
が円環形状に配設されている。これに伴い、質量部２と
対向する検出電極５、６、７、８も円形形状に配設され
ている。質量支持部３は、駆動部の外側に配された固定
部４に一端が固定されている。
（Ｂ）に示すように、シリコン材料からなる導電性の平
板円形形状からなる質量部２が円形形状に配設され、、
基板側駆動電極９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄと質量部２側の
駆動電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとの間で形成された駆
動部が、質量部の外側に配設され、その周囲に質量部２
が円環形状に配設されている。これに伴い、質量部２と
対向する検出電極５、６、７、８も円形形状に配設され
ている。質量支持部３は、駆動部の外側に配された固定
部４に一端が固定されている。
【００３８】また、図７（Ｂ）に示す如く、質量部２の
厚さ寸法Ｔを質量支持部３の厚さ寸法（ｔ）より大（Ｔ
>ｔ）としたものである。
厚さ寸法Ｔを質量支持部３の厚さ寸法（ｔ）より大（Ｔ
>ｔ）としたものである。
【００３９】この第４実施態様においても、質量部２の
厚さ寸法Ｔを質量支持部３の厚さ寸法（ｔ）より大（Ｔ
>ｔ）としたため、図８の説明図に示すごとく、矢印Ｅ
方向へ加速度を印加すると質量部２がＸ方向に回転振動
することから、Ｘ軸方向に加速度Ｇが印加されると質量
部２が図７（Ｂ）において回転振動して、質量２と検出
電極５、６、７、８との間の電気容量Ｃ１３，Ｃ１４，
Ｃ１５，Ｃ１６が変化し、Ｘ軸方向の加速度Ｇを検出す
る。
厚さ寸法Ｔを質量支持部３の厚さ寸法（ｔ）より大（Ｔ
>ｔ）としたため、図８の説明図に示すごとく、矢印Ｅ
方向へ加速度を印加すると質量部２がＸ方向に回転振動
することから、Ｘ軸方向に加速度Ｇが印加されると質量
部２が図７（Ｂ）において回転振動して、質量２と検出
電極５、６、７、８との間の電気容量Ｃ１３，Ｃ１４，
Ｃ１５，Ｃ１６が変化し、Ｘ軸方向の加速度Ｇを検出す
る。
【００４０】同様にＹ軸方向の加速度Ｇの検出をする。
これを含め、本実施態様においても、Ｘ、Ｙ軸周りの角
速度Ω、及びＸ、Ｙ、Ｚ方向の加速度Ｇの検出をする。
これを含め、本実施態様においても、Ｘ、Ｙ軸周りの角
速度Ω、及びＸ、Ｙ、Ｚ方向の加速度Ｇの検出をする。
【００４１】上記説明中、Ｘ、Ｙ軸方向の加速度による
振動子の変位と、Ｘ、Ｙ軸周りの角速度による振動子の
変位は、両者とも質量支持部を回転軸とした回転変位と
なり、同様な変位形態となる。従って、検出される信号
を分離できないと、加速度による信号なのか、角速度に
よる信号なのかが区別できず、センサとして機能するこ
とが不可能となる。これを解決するには、周波数フィル
タを用いるとよい。通常、角速度を検出するために、振
動子を加振するが、検出される加速度の周波数は、通常
の用途（自動車、産業用など）では１００Ｈz程度まで
が上限であるので、加振周波数を１ｋＨz〜数ｋＨzとす
れば、角速度により発生するコリオリ力による振動も同
じ周波数となり、角速度による信号と、加速度による信
号は周波数帯が異なるので、周波数フィルタにより分離
が可能となる。
振動子の変位と、Ｘ、Ｙ軸周りの角速度による振動子の
変位は、両者とも質量支持部を回転軸とした回転変位と
なり、同様な変位形態となる。従って、検出される信号
を分離できないと、加速度による信号なのか、角速度に
よる信号なのかが区別できず、センサとして機能するこ
とが不可能となる。これを解決するには、周波数フィル
タを用いるとよい。通常、角速度を検出するために、振
動子を加振するが、検出される加速度の周波数は、通常
の用途（自動車、産業用など）では１００Ｈz程度まで
が上限であるので、加振周波数を１ｋＨz〜数ｋＨzとす
れば、角速度により発生するコリオリ力による振動も同
じ周波数となり、角速度による信号と、加速度による信
号は周波数帯が異なるので、周波数フィルタにより分離
が可能となる。
【００４２】
【発明の効果】以上述べた様に本発明によれば、一つの
素子で多軸の加速度、角速度を検出できるジャイロの実
現が可能となる。
素子で多軸の加速度、角速度を検出できるジャイロの実
現が可能となる。
【図１】 本発明に係る回転振動型ジャイロの第１の実
施形態を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＢ
−Ｂ’断面図である。
施形態を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＢ
−Ｂ’断面図である。
【図２】 本発明に係る回転振動型ジャイロの第１の実
施形態を示す図であって、質量部の変位を説明する図
施形態を示す図であって、質量部の変位を説明する図
【図３】 本発明に係る回転型ジャイロの第２の実施形
態を示す図である。
態を示す図である。
【図４】 本発明に係る回転振動型ジャイロの第３の実
施形態を示す図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＣ−
Ｃ’断面図である。
施形態を示す図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＣ−
Ｃ’断面図である。
【図５】 本発明に係る回転振動型ジャイロの第３の実
施形態を示す図で、質量部の変位を説明する図
施形態を示す図で、質量部の変位を説明する図
【図６】 本発明に係る回転振動型ジャイロの第３の実
施形態を示す図であって、質量部の変位を説明する原理
図。
施形態を示す図であって、質量部の変位を説明する原理
図。
【図７】 本発明に係る回転振動型ジャイロの第４の実
施形態を示す図である。
施形態を示す図である。
【図８】 本発明に係る回転振動型ジャイロの第４の実
施形態を示す図であって、質量部の変位を説明する原理
図。
施形態を示す図であって、質量部の変位を説明する原理
図。
【図９】 従来例に係る回転振動型ジャイロを示す図で
あって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図であ
る。
あって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図であ
る。
【図１０】 従来例に係る回転振動型ジャイロを示す図
であって、質量部の変位を説明する図。
であって、質量部の変位を説明する図。
【図１１】 従来例に係る回転振動型ジャイロを示す図
であって、コリオリを説明する図。
であって、コリオリを説明する図。
１０、１１、１２、１３、１４ 回転振動型ジャ
イロ １ 基板 ２ 質量部 ３ 質量支持部 ４ 固定部 ５、６、７、８ 検出電極 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 質量部側駆動電極 ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ 基板側駆動電極
イロ １ 基板 ２ 質量部 ３ 質量支持部 ４ 固定部 ５、６、７、８ 検出電極 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 質量部側駆動電極 ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ 基板側駆動電極
Claims (5)
- 【請求項１】基板上に、質量部と、前記質量部を支持す
る質量支持部と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、
前記質量部が、直交する３つの軸で構成される三次元系
での軸回りの角速度や軸方向の加速度により変位し、そ
の変位量を検出する検出部を備えた回転振動型ジャイロ
において、前記質量部を円環形状とし、その内側に駆動
用電極を配置したことを特徴とする回転振動型ジャイ
ロ。 - 【請求項２】前記質量支持部は、前記円環形状をした質
量部の外側に配置したことを特徴とする請求項１記載の
回転振動型ジャイロ。 - 【請求項３】前記質量支持部は、前記円環形状をした質
量部の内側に配置したことを特徴とする請求項１記載の
回転振動型ジャイロ。 - 【請求項４】基板上に、質量部と、前記質量部を支持す
る質量支持部と、前記質量部を駆動する駆動用電極と、
前記質量部が、直交する３つの軸で構成される三次元系
での軸回りの角速度や軸方向の加速度により変位し、そ
の変位量を検出する検出部を備えた回転振動型ジャイロ
において、前記質量部の厚みを前記質量支持部の厚みよ
りも厚くしたことを特徴とする回転振動型ジャイロ。 - 【請求項５】 前記質量部を円環形状に形成したことを
特徴とする請求項４記載の回転振動型ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35527898A JP4348759B2 (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 回転振動型ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35527898A JP4348759B2 (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 回転振動型ジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000180177A true JP2000180177A (ja) | 2000-06-30 |
| JP4348759B2 JP4348759B2 (ja) | 2009-10-21 |
Family
ID=18443001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35527898A Expired - Fee Related JP4348759B2 (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 回転振動型ジャイロ |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4348759B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100503472B1 (ko) * | 2003-03-06 | 2005-07-25 | 삼성전자주식회사 | 회전형 자이로스코프 |
| JP2007316037A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | 角速度センサ |
| WO2009078284A1 (ja) * | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 角速度センサ |
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| JP2012521548A (ja) * | 2009-03-26 | 2012-09-13 | センサーダイナミクス アクチエンゲゼルシャフト | 互いに直交する三つの空間軸に関する回転運動を決定するためのマイクロジャイロスコープ |
| EP2578994A3 (en) * | 2011-10-05 | 2014-05-07 | Freescale Semiconductor, Inc. | Rotary disk gyroscope |
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-
1998
- 1998-12-15 JP JP35527898A patent/JP4348759B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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