JP2005156395A

JP2005156395A - Inertial sensor element

Info

Publication number: JP2005156395A
Application number: JP2003396674A
Authority: JP
Inventors: Ryota Kawai; 良太河合
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】従来の慣性センサ素子はＹ−Ｚ平面内の屈曲振動で励振させるが、その際に脚部付け根部分がＳ字型に歪み、対向している脚部は内側に向かうＸ軸方向成分を含む振動が発生（振動漏れ）する。そのため回転運動をしていなくても、角速度検出端子Ｅ３、Ｅ４には、振動漏れにより発生する電荷が検出される。これらの振動漏れを改善することを目的とする。
【解決手段】課題を解決するために本発明は、少なくとも複数の脚部を有している圧電材料から構成された慣性センサ素子において、対向している脚部先端の内側部分に凸部（錘）を備えたことを特徴とする慣性センサ素子で、対向している脚部先端内側に備えられた凸部（錘）の重量は、凸部分を除いた脚部の重量に対して０から２０％の重量比で備えることにより課題を解決する。
【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To excite a conventional inertial sensor element by bending vibration in a YZ plane, in which a base portion of a leg is distorted into an S shape, and an opposing leg is directed inward in an X-axis direction component Vibration including vibration occurs (vibration leakage). For this reason, even if no rotational motion is performed, charges generated by vibration leakage are detected at the angular velocity detection terminals E3 and E4. It aims at improving these vibration leaks.
In order to solve the problem, the present invention relates to an inertial sensor element made of a piezoelectric material having at least a plurality of legs, and a convex portion (weight) on the inner side of the tip of the facing leg. The weight of the convex part (weight) provided inside the tip of the opposing leg part is 0 to 20 with respect to the weight of the leg part excluding the convex part. The problem is solved by providing a weight ratio of%.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、航空機、船舶、自動車などの姿勢制御や位置検出などに用いる慣性センサ素子に関するものである。 The present invention relates to an inertial sensor element used for attitude control and position detection of an aircraft, a ship, an automobile, and the like.

慣性センサには様々な種類があるが、組み込むために薄く小型にし、かつ軽量にするという要求を満たすものとして、振動型の角速度センサがある。従来よりある振動型の慣性センサは、四角柱を振動させて回転に伴って働くコリオリの力を検出するものである。
このような従来の慣性センサとして、図８に示すように、音叉型振動子を用いたものがある（特許文献１）。 There are various types of inertial sensors, and there is a vibration type angular velocity sensor that satisfies the requirement of being thin, small and lightweight for incorporation. A conventional vibration type inertial sensor detects a Coriolis force that works with rotation by vibrating a quadrangular prism.
As such a conventional inertial sensor, there is one using a tuning fork vibrator as shown in FIG. 8 (Patent Document 1).

従来よりある慣性センサに用いる圧電振動子は、図８（ａ）の斜視図に示すように、２本の音叉脚部８０１、８０２と音叉基部８０３を備えている。また音叉脚部８０１、８０２には、図８（ｂ）の断面図に示すように、電極８１１、８１２、８１３、８１４および電極８２１、８２２、８２３、８２４を備えている。なお、図８（ａ）では、電極を省略している。 A conventional piezoelectric vibrator used in an inertial sensor includes two tuning fork legs 801 and 802 and a tuning fork base 803 as shown in the perspective view of FIG. The tuning fork legs 801 and 802 are provided with electrodes 811, 812, 813, and 814 and electrodes 821, 822, 823, and 824, as shown in the sectional view of FIG. In FIG. 8A, electrodes are omitted.

音叉脚部８０１においては、電極８１１と電極８１３が音叉脚部８０１を挟んで対向配置され、電極８１２と電極８１４が音叉脚部８０１と挟んで対向配置されている。また、電極８１１と電極８１２は同一の面に形成され、電極８１３と電極８１４も同一の面に形成されている。
また、図８（ｂ）に模式的に示すように、音叉脚部８０１においては、電極８１１と電極８１４が同極とされ、電極８１２と電極８１３とは、異極とされている。 In the tuning fork leg 801, the electrode 811 and the electrode 813 are disposed to face each other with the tuning fork leg 801 interposed therebetween, and the electrode 812 and the electrode 814 are disposed to face each other across the tuning fork leg 801. Further, the electrode 811 and the electrode 812 are formed on the same surface, and the electrode 813 and the electrode 814 are also formed on the same surface.
Further, as schematically shown in FIG. 8B, in the tuning fork leg portion 801, the electrode 811 and the electrode 814 have the same polarity, and the electrode 812 and the electrode 813 have different polarities.

一方、音叉脚部８０２においては、音叉脚部８０２の４つの側面の各々に、電極８２１、８２２、８２３、８２４が設けられ、電極８２１と電極８２２とが音叉脚部８０２を挟んで対向配置され、電極８２３と電極８２４とは異極とされている。 On the other hand, in the tuning fork leg 802, electrodes 821, 822, 823, and 824 are provided on each of the four side surfaces of the tuning fork leg 802, and the electrode 821 and the electrode 822 are disposed to face each other with the tuning fork leg 802 interposed therebetween. The electrodes 823 and 824 have different polarities.

以上に示したように構成された音叉型振動子による慣性センサにおいて、音叉脚部８０２は角速度検出脚となり、端子Ｅ３、Ｅ４が角速度検出端子となる。また、音叉脚部８０１は振動子励振部であり、端子Ｅ１、Ｅ２が振動子励振端子となる。 In the inertial sensor using the tuning fork vibrator configured as described above, the tuning fork leg 802 is an angular velocity detection leg, and the terminals E3 and E4 are angular velocity detection terminals. The tuning fork leg 801 is a vibrator excitation part, and the terminals E1 and E2 are vibrator excitation terminals.

ここで、端子Ｅ１に負、端子Ｅ２に正となるように直流電圧を印加すると、電解は矢印のように働き、音叉脚部８０１に示す電解成分の向きが反対となり、音叉脚部はＺ方向に曲げを生じる。従って、端子Ｅ１、Ｅ２に交流電圧を印加すると、音叉脚部８０１、８０２はＹ−Ｚ平面内で屈曲振動をする。 Here, when a DC voltage is applied so that the terminal E1 is negative and the terminal E2 is positive, the electrolysis works as indicated by the arrow, the direction of the electrolytic component shown in the tuning fork leg 801 is reversed, and the tuning fork leg is in the Z direction. Cause bending. Therefore, when an AC voltage is applied to the terminals E1 and E2, the tuning fork legs 801 and 802 bend and vibrate in the YZ plane.

この状態で、Ｙ軸の回りに回転運動を発生させて角速度を発生させると、Ｙ−Ｚ平面に垂直となる方向に、角速度に比例したコリオリの力が発生し、Ｘ軸方向の成分を持った屈曲振動を引き起こす。このときに音叉脚部８０２に発生するＸ軸方向に応じた電荷のみを、電極８２１、８２２、８２３、８２４に誘電すれば、角速度検出端子Ｅ３、Ｅ４より角速度の大きさを検出することが可能となる。
特開平１０−１９７２５３号公報 In this state, when a rotational motion is generated around the Y axis to generate an angular velocity, a Coriolis force proportional to the angular velocity is generated in a direction perpendicular to the YZ plane, and has a component in the X axis direction. Cause bending vibration. At this time, if only the electric charge corresponding to the X-axis direction generated in the tuning fork leg 802 is diverted to the electrodes 821, 822, 823, and 824, the magnitude of the angular velocity can be detected from the angular velocity detection terminals E3 and E4. It becomes.
JP-A-10-197253

しかしながら、従来の慣性センサ素子はＹ−Ｚ平面内の屈曲振動で励振させるが、その際に脚部付け根部分がＳ字型に歪み、対向している脚部は内側に向かうＸ軸方向成分を含む振動が発生（振動漏れ）する。そのため回転運動をしていなくても、角速度検出端子Ｅ３、Ｅ４には、振動漏れにより発生する電荷が検出され、振動漏れによる誤検出が発生していた。 However, the conventional inertial sensor element is excited by bending vibration in the YZ plane. At that time, the base part of the leg part is distorted into an S shape, and the opposing leg part has an X-axis direction component directed inward. Including vibration (vibration leakage). For this reason, even if the rotary motion is not performed, charges generated by vibration leakage are detected at the angular velocity detection terminals E3 and E4, and erroneous detection due to vibration leakage occurs.

本発明の慣性センサは、圧電材料から構成された対向している複数の脚部と、励振電極および検出電極を備え、棒状の部分には少なくとも励振電極もしくは検出電極のいずれかが形成された慣性センサ素子において、脚部先端に複数で構成された脚部が対向している面に凸部（錘）を備えたものである。ここで、凸部（錘）とは、基部に備えられた棒状の部分（脚部）の先端に、側面（Ｙ−Ｚ平面）からＸ方向に向かって延長した（付加された）部分であり、脚部とは凸部を含まない棒状部分である。 The inertial sensor of the present invention includes a plurality of opposing legs made of a piezoelectric material, an excitation electrode and a detection electrode, and at least one of the excitation electrode or the detection electrode is formed on the rod-shaped portion. In the sensor element, a convex portion (weight) is provided on a surface of a plurality of leg portions facing each other at the tip of the leg portion. Here, the convex part (weight) is a part extended (added) from the side surface (YZ plane) toward the X direction at the tip of a rod-like part (leg part) provided in the base part. The leg portion is a rod-like portion that does not include a convex portion.

この慣性センサ素子では複数の脚部の脚部どうしが互いに対向している面の先端部分に凸部（錘）を備えることで、Ｙ−Ｚ平面内の屈曲振動をする際、脚部内側のモーメントを大きくすることで脚部の振動がＹ−Ｚ平面内で平行になるように振動のバランスを調節することができる。そのため振動漏れを小さくすることができる。 In this inertial sensor element, a convex portion (weight) is provided at the tip portion of the surface where the legs of the plurality of legs face each other, so that when bending vibration in the YZ plane occurs, By increasing the moment, the balance of vibration can be adjusted so that the vibration of the leg is parallel in the YZ plane. Therefore, vibration leakage can be reduced.

Ｙ−Ｚ平面内の屈曲振動で励振させる慣性センサの振動漏れを小さくさせるために、水晶からなる音叉型振動子の２本の脚部先端の対向している面に脚部との重量比が９％となるような凸部備える。 In order to reduce the vibration leakage of the inertial sensor excited by bending vibration in the YZ plane, the weight ratio of the leg to the opposing surface of the two leg ends of the tuning fork vibrator made of crystal is Protrusions with 9% are provided.

以下本発明による一実施形態を図面を参照しながら説明する。なお実施例に示す凸部（錘）は、該当する各図面中ではハッチング表示を変えて描画した部分である。図１は、本発明の実施の形態における慣性センサ素子の構成例を示す斜視図（ａ）および脚部の断面を示す断面図（ｂ）である。この慣性センサは水晶からなり、２本の音叉脚部１０１、１０２を備えた音叉型振動子である。音叉脚部１０１、１０２のＸ方向の凸部を除いた寸法Ｗｘは０．３８ｍｍ、Ｚ方向の寸法Ｗｚは０．４５ｍｍ、Ｙ方向の長さＬ１は４．７ｍｍであり、音叉基部を含めた全体の長さは７ｍｍである。また凸部のＸ方向の寸法Ｗｍは０．２ｍｍ、Ｙ方向の寸法Ｌｍは１．０ｍｍである。音叉脚部１０１において、電極１１１、１１４は同極とされて、端子Ｅ２に接続されている。また、電極１１２、１１３が同極とされ、端子Ｅ１に接続されている。一方、音叉脚部１０２において、電極１２１、１２２は同極とされ、端子Ｅ３に接続されている。また、電極１２３、１２４は同極とされ、端子Ｅ４に接続されている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the convex part (weight) shown in an Example is a part drawn by changing hatching display in each applicable drawing. FIG. 1 is a perspective view (a) showing a configuration example of an inertial sensor element according to an embodiment of the present invention and a cross-sectional view (b) showing a cross section of a leg portion. This inertial sensor is a tuning fork type vibrator made of quartz and provided with two tuning fork legs 101 and 102. The dimension Wx of the tuning fork legs 101 and 102 excluding the convex portion in the X direction is 0.38 mm, the dimension Wz in the Z direction is 0.45 mm, the length L1 in the Y direction is 4.7 mm, and includes the tuning fork base. The overall length is 7 mm. Further, the dimension Wm in the X direction of the convex portion is 0.2 mm, and the dimension Lm in the Y direction is 1.0 mm. In the tuning fork leg 101, the electrodes 111 and 114 have the same polarity and are connected to the terminal E2. The electrodes 112 and 113 have the same polarity and are connected to the terminal E1. On the other hand, in the tuning fork leg portion 102, the electrodes 121 and 122 have the same polarity and are connected to the terminal E3. The electrodes 123 and 124 have the same polarity and are connected to the terminal E4.

以上に示したように構成された音叉型振動子による慣性センサにおいて、音叉脚部１０２は角速度検出部となり、電極１２１、１２２と電極１２３、１２４とが角速度検出電極となる。また、音叉脚部１０１は振動子励振部であり、電極１１１、１１４と電極１１２、１１３とが振動子励振電極となる。なお、図１におけるＸＹＺの直交座標系において、Ｘ軸は、慣性センサを構成する水晶の電気軸を示し、Ｙ軸は機械軸、Ｚ軸は光軸である。 In the inertial sensor using the tuning fork type vibrator configured as described above, the tuning fork leg 102 is an angular velocity detection unit, and the electrodes 121 and 122 and the electrodes 123 and 124 are angular velocity detection electrodes. The tuning fork leg 101 is a vibrator excitation part, and the electrodes 111 and 114 and the electrodes 112 and 113 serve as vibrator excitation electrodes. In the orthogonal coordinate system of XYZ in FIG. 1, the X axis indicates the electrical axis of the crystal constituting the inertial sensor, the Y axis is the mechanical axis, and the Z axis is the optical axis.

ところで、水晶などの圧電材料は、圧電−逆圧電効果を有している。本実施の形態の慣性センサにおいても、適正に構成された電極を介して電気軸に平行に電解をかけると、機械軸に平行に歪（伸あるいは縮）が発生する（逆圧電効果）。これに対し、外部から機械的な外力歪（この場合はコリオリの力による歪）が、本慣性センサに印加されると、歪んだ部分に大きさに比例した電荷が発生する（圧電効果）。この電荷が発生する箇所に適正に構成された電極を配すると、発生した電荷を有効に集める事が可能となる。ここで脚部先端の内側に備えられた凸部（錘）の一端がＸ軸方向に対して６０°になっているのは、水晶のエッチングの異方性、結晶性によるものである。 Incidentally, piezoelectric materials such as quartz have a piezoelectric-inverse piezoelectric effect. Also in the inertial sensor of the present embodiment, when electrolysis is applied in parallel to the electrical axis through the appropriately configured electrode, strain (extension or contraction) is generated in parallel to the mechanical axis (reverse piezoelectric effect). On the other hand, when mechanical external force strain (in this case, strain due to Coriolis force) is applied to the inertial sensor, a charge proportional to the magnitude is generated in the distorted portion (piezoelectric effect). If an appropriately configured electrode is disposed at a place where this charge is generated, the generated charge can be collected effectively. Here, the reason why one end of the convex portion (weight) provided inside the tip of the leg is 60 ° with respect to the X-axis direction is due to the anisotropy and crystallinity of the etching of the crystal.

ここで、電極１１１、１１４に正、電極１１２、１１３に負となるように直流電圧を印加すると、音叉脚部は、Ｚ方向に曲げを生じる。従って、電極１１１、１１４と電極１１２、１１３との間に交流電圧を印加すると、音叉脚部１０１、１０２はＹ−Ｚ平面で屈曲振動を起こす（励振する）。 Here, when a DC voltage is applied so that the electrodes 111 and 114 are positive and the electrodes 112 and 113 are negative, the tuning fork leg is bent in the Z direction. Therefore, when an AC voltage is applied between the electrodes 111 and 114 and the electrodes 112 and 113, the tuning fork legs 101 and 102 cause bending vibration (excited) in the YZ plane.

この状態で、Ｙ軸の回りに回転運動を発生させると、Ｙ−Ｚ平面に垂直となるＸ方向に、角速度に比例したコリオリの力が発生し、Ｘ方向の成分を持った屈曲振動を引き起こす。この屈曲振動により、音叉脚部１０２には、圧電効果により電荷が発生し、これが、角速度検出電極である電極１２１、１２２と電極１２３、１２４により検出され、端子Ｅ３、Ｅ４より出力される。発生する電荷は、発生させた回転運動の角速度に比例した量となるので、角速度検出電極により検出される電気信号で、角速度の大きさを求めることができる。また、上記電荷の極性と励振信号の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の方向も検知することが可能となる。 In this state, when a rotational motion is generated around the Y-axis, a Coriolis force proportional to the angular velocity is generated in the X direction perpendicular to the YZ plane, causing bending vibration having a component in the X direction. . Due to this bending vibration, electric charges are generated in the tuning fork leg portion 102 due to the piezoelectric effect, which are detected by the electrodes 121 and 122 and the electrodes 123 and 124 which are angular velocity detection electrodes and output from the terminals E3 and E4. Since the generated electric charge is an amount proportional to the angular velocity of the generated rotational motion, the magnitude of the angular velocity can be obtained from the electrical signal detected by the angular velocity detection electrode. Further, the direction of the angular velocity can also be detected by comparing the phases of the charge polarity, the excitation signal polarity and the excitation signal.

以上のように構成された図１に示す慣性センサ素子によれば、音叉脚部の先端部のそれぞれ対向している面に凸部（錘）を設けることによって、Ｙ−Ｚ平面内の屈曲振動が、脚部内側のモーメントが大きくなるため、捻りが少なくＹ−Ｚ平面に対して平行な振動を得ることができる。また、脚部根元、センサ基部への振動の伝播が小さくなることにより、支持することによる歪みを小さくすることができる。 According to the inertial sensor element shown in FIG. 1 configured as described above, bending vibrations in the YZ plane are provided by providing convex portions (weights) on the opposing surfaces of the tip portions of the tuning fork legs. However, since the moment on the inner side of the leg is increased, it is possible to obtain vibration with little twist and parallel to the YZ plane. In addition, since the propagation of vibration to the leg base and the sensor base is reduced, distortion due to support can be reduced.

この結果、本実施の形態によれば、励振したＺ方向の振動が、検出側のＺ方向に漏れることが抑制されるようになる。従って、コリオリの力が発生していない状態における、角速度検出電極による誤検出が抑制できるようになり、従来より高い精度で角速度を検出できるようになる。 As a result, according to the present embodiment, the excited vibration in the Z direction is suppressed from leaking in the Z direction on the detection side. Accordingly, erroneous detection by the angular velocity detection electrode in a state where no Coriolis force is generated can be suppressed, and the angular velocity can be detected with higher accuracy than in the past.

ここで、凸部（錘）と脚部の重量比と、振動漏れとの関係について考察した結果を以下に示す。
図４は、凸部と凸部を除いた脚部の重量の割合を変化させたときの、脚部先端での振動漏れの変化を示している。凸部を備えていない従来のものは図４中横軸が零の時であり、従来のものに凸部を加え、大きくしていくことで振動漏れは小さくなっていくが、凸部と脚部の重量比が９％となった点よりも凸部を大きくしていくと、逆に振動漏れは大きくなることを示している。凸部と脚部の重量比が９％よりも大きくしていくと、凸部によって振動のバランスは悪くなり、振動漏れが大きくなる。図４中でグラフが３種類あるのは、慣性センサ素子の２本の音叉脚部の幅（スリット幅）の違いであり、図４によると、凸部と脚部の重量比の関係はスリット幅によらないことを示している。 Here, the result of having considered about the relationship between the weight ratio of a convex part (weight) and a leg part, and vibration leakage is shown below.
FIG. 4 shows a change in vibration leakage at the tip of the leg when the proportion of the weight of the leg excluding the convex and the convex is changed. The conventional one without the convex part is when the horizontal axis in FIG. 4 is zero, and the vibration leakage becomes smaller by adding the convex part to the conventional one and increasing the size. When the convex portion is made larger than the point where the weight ratio of the portion becomes 9%, the vibration leakage is increased. When the weight ratio of the convex portion to the leg portion is larger than 9%, the vibration balance is deteriorated by the convex portion, and vibration leakage is increased. There are three types of graphs in FIG. 4 because of the difference in the width (slit width) of the two tuning fork legs of the inertial sensor element. According to FIG. Indicates that it does not depend on the width.

図５はＹ−Ｚ平面内の屈曲振動をする際、凸部と脚部の重量比を変化させたとき、脚部の根元部分のねじれがＸ軸方向に生じる量を示す。これより、凸部（錘）と脚部の重量比が大きいほど、脚部の根元でのねじれは小さくなる。 FIG. 5 shows the amount of twisting of the base portion of the leg portion in the X-axis direction when the weight ratio between the convex portion and the leg portion is changed during bending vibration in the YZ plane. Thus, the twist at the base of the leg portion becomes smaller as the weight ratio between the convex portion (weight) and the leg portion becomes larger.

図６は慣性センサ素子が自由振動を行なう際（支持をおこなっていない）のセンサ基部の振動変位を示している。これより、凸部（錘）と脚部の重量比が大きいほど、センサ基部の振動変位は小さくなる。これより慣性センサ素子を片持ちで支持した場合、凸部（錘）と脚部の重量比が大きいほど、センサ基部の振動による歪みが小さくなる。 FIG. 6 shows the vibration displacement of the sensor base when the inertial sensor element performs free vibration (not supported). Accordingly, the vibration displacement of the sensor base becomes smaller as the weight ratio between the convex portion (weight) and the leg portion is larger. Accordingly, when the inertial sensor element is supported in a cantilever manner, the greater the weight ratio between the convex portion (weight) and the leg portion, the smaller the distortion due to vibration of the sensor base.

また図２に示したように、図１で示した音叉脚部の内側に凸部（錘）を備えている構造の慣性センサ素子に、音叉脚部の外側にも凸部（錘）を備え、振動のバランスを調節するようにしても良い。
図７は音叉脚部内側の凸部と脚部との重量比が９％で固定したとき、音叉脚部の内側の凸部（Ｍｉｎ）と音叉脚部の外側の凸部（Ｍｏｕｔ）の重量比を変化させたときの振動漏れの変化を示している。図７より、音叉脚部外側の凸部を大きくしていくほど、振動漏れは大きくなる。しかし、音叉脚部の外側の凸部（Ｍｏｕｔ）と内側の凸部（Ｍｉｎ）の重量比が同じ（Ｍｏｕｔ／Ｍｉｎ＝１）ものであっても、脚部先端部に凸部を備えていないものと比較すると振動漏れは小さい。また、音叉脚部内側の凸部を脚部との重量比を９％よりも大きくした場合、音叉脚部外側に適切な大きさの凸部を備えることで、脚部内側のみに、脚部との重量比が９％の凸部を備えたものと同等に振動漏れを小さくすることができる。 Further, as shown in FIG. 2, the inertial sensor element having a structure having a convex portion (weight) inside the tuning fork leg portion shown in FIG. 1 has a convex portion (weight) outside the tuning fork leg portion. The vibration balance may be adjusted.
FIG. 7 shows the weight of the convex portion (Min) inside the tuning fork leg portion and the convex portion (Mout) outside the tuning fork leg portion when the weight ratio between the convex portion and the leg portion inside the tuning fork leg portion is fixed at 9%. The change in vibration leakage when the ratio is changed is shown. From FIG. 7, the larger the convex portion on the outer side of the tuning fork leg, the greater the vibration leakage. However, even if the weight ratio of the outer convex part (Mout) and the inner convex part (Min) of the tuning fork leg part is the same (Mout / Min = 1), the leg tip end part is not provided with a convex part. Vibration leakage is small compared to the one. Also, when the weight ratio of the convex part inside the tuning fork leg part to the leg part is larger than 9%, the leg part is provided only on the inner side of the leg part by providing a convex part of an appropriate size outside the tuning fork leg part. The vibration leakage can be reduced to the same level as that having a convex portion with a weight ratio of 9%.

ところで、上述した実施の形態では、本発明を音叉型振動子に適応した場合を例に説明したが、これに限るものではない。例えば、図３に示すように、２つの音叉型振動子を音叉基部で接続したものでもよい。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a tuning fork vibrator has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 3, two tuning fork vibrators connected at the tuning fork base may be used.

また、上述した実施の形態では、水晶を用いるようにしたが、これに限るものではなく、ニオブ酸リチウムの結晶や、圧電セラミックなど、他の圧電材料を用いるようにしても良い。 In the embodiment described above, quartz is used. However, the present invention is not limited to this, and other piezoelectric materials such as lithium niobate crystals and piezoelectric ceramics may be used.

ビデオカメラの画像補正用、航空機、船舶、自動車などの姿勢制御、位置検出などに用いられる角速度センサとしてだけではなく、加速度と角速度の測定が可能な慣性センサにも応用できる。 The present invention can be applied not only to an angular velocity sensor used for video camera image correction, attitude control and position detection of aircraft, ships, automobiles, etc., but also to an inertial sensor capable of measuring acceleration and angular velocity.

この発明の実施の形態における慣性センサ素子の構成例を示す斜視図（a）、および脚部に形成する電極配置を示す断面図である。It is the perspective view (a) which shows the structural example of the inertial sensor element in embodiment of this invention, and sectional drawing which shows the electrode arrangement | positioning formed in a leg part. この発明の他の形態における慣性センサ素子の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the inertial sensor element in the other form of this invention. この発明の他の形態における慣性センサ素子の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the inertial sensor element in the other form of this invention. 本発明による慣性センサ素子の凸部と凸部を除いた脚部の重量の割合を変化させたときに発生する脚部先端の振動漏れの変化量を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the variation | change_quantity of the vibration leakage of the leg tip which generate | occur | produces when changing the ratio of the weight of the leg part except the convex part and convex part of the inertial sensor element by this invention. 本発明による慣性センサ素子の凸部と脚部の重量比を変化させたときに発生する脚部の根元部分のねじれ特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the twist characteristic of the base part of the leg which generate | occur | produces when the weight ratio of the convex part of an inertial sensor element by this invention and a leg part is changed. 本発明による慣性センサ素子の自由振動を行なう際（支持をおこなっていない）センサ基部の振動変位の特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the characteristic of the vibration displacement of the sensor base when performing free vibration of the inertial sensor element according to the present invention (not supporting). 本発明による慣性センサ素子の音叉脚部内側の凸部と脚部との重量比が９％で固定したとき、音叉脚部の内側の凸部（Ｍｉｎ）と音叉脚部の外側の凸部（Ｍｏｕｔ）の重量比を変化させたときの振動漏れの変化量を示す特性図である。When the weight ratio between the convex part on the inner side of the tuning fork leg and the leg part of the inertial sensor element according to the present invention is fixed at 9%, the convex part on the inner side of the tuning fork leg part (Min) and the convex part on the outer side of the tuning fork leg part ( It is a characteristic figure which shows the variation | change_quantity of the vibration leakage when changing the weight ratio of Mout). 従来技術の慣性センサ素子の構成例を示す斜視図（a）、および脚部に形成する電極配置を示す断面図である。It is the perspective view (a) which shows the structural example of the inertial sensor element of a prior art, and sectional drawing which shows the electrode arrangement | positioning formed in a leg part.

Explanation of symbols

１０１、１０２・・・・音叉脚部
１０３・・・・・・・・音叉基部
１１１、１１２、１１３、１１４・・励振電極
１２１、１２２、１２３、１２４・・検出電極
E１、E２、E３、E４・・・・・・端子
８０１、８０２・・・・・・・音叉脚部
８０３・・・・・・・・音叉基部
８１１、８１２、８１３、８１４・・励振電極
８２１、８２２、８２３、８２４・・検出電極 101, 102 ... Tuning fork leg 103 ... Tuning fork base 111, 112, 113, 114 ... Excitation electrodes 121, 122, 123, 124 ... Detection electrodes
E1, E2, E3, E4 ... Terminals 801, 802 ... Tuning fork leg 803 ... Tuning fork base 811, 812, 813, 814 ... Excitation electrode 821 , 822, 823, 824 .. detection electrode

Claims

In an inertial sensor element composed of a piezoelectric material having at least a plurality of legs,
An inertial sensor element characterized in that a convex portion is provided on an inner side portion of the tip of the opposing leg portion.

2. The inertial sensor element according to claim 1, wherein the weight of the convex portion provided on the inner side of the opposing leg portion is in a weight ratio of 0 to 20% with respect to the weight of the leg portion excluding the convex portion. An inertial sensor element.

The inertial sensor element according to claim 1,
An inertial sensor element characterized in that the convex portion provided at the inner part of the opposite leg tip is made of the same member as the piezoelectric material constituting the inertial sensor element.

The inertial sensor element according to claim 1,
An inertial sensor element characterized in that a convex portion provided at an inner portion of the opposite leg tip is made of a member different from a piezoelectric material constituting the inertial sensor element.

The inertial sensor element according to claim 1,
An inertial sensor element comprising: a convex portion provided at an inner portion of a leg tip that faces the convex portion, and a convex portion having a weight equal to or less than a convex portion provided at an inner portion, also provided on the outer side of the leg portion