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角速度檢測元件、角速度檢測裝置、電子設備以及移動體的制作方法

文(wen)檔序號:10623587閱讀:814來源:國知局
角速度檢測元件、角速度檢測裝置、電子設備以及移動體的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種能夠抑制噪聲的產生、減少檢測精度下降的角速度檢測元件、角速度檢測裝置、電子設備以及移動體。陀螺儀元件(1)具有:基部(21);振動臂(22、23),其與基部(21)連接;驅動用壓電元件(31、32、33、34),其被設置在振動臂(22、23)上,并以X軸同相且Z軸反相的驅動振動模式進行彎曲振動;檢測用壓電元件(61、62),其被設置在振動臂(22、23)上,并對圍繞檢測軸的角速度進行檢測,在使振動臂(22、23)以驅動振動模式進行彎曲振動的情況下,在檢測用壓電元件(61、62)中產生反相的信號,在使驅動臂(22、23)以驅動振動模式進行彎曲振動時施加了角速度(ωy)的情況下,在檢測用壓電元件(61、62)中產生同相的信號。
【專利說明】
角速度檢測元件、角速度檢測裝置、電子設備從及移動體
技術領域
[0001] 本發明設及一種角速度檢測元件、角速度檢測裝置、電子元件W及移動體。
【背景技術】
[0002] -直W來,作為用于檢測角速度的巧螺儀元件而已知有專利文獻1運樣的巧螺儀 元件。專利文獻1所記載的巧螺儀元件具有:基部;一對驅動臂,其從基部向Y軸的一側延伸; 一對檢測臂,其從基部向Y軸的另一側延伸。在該巧螺儀元件中,當在WX軸反相模式使一對 驅動臂進行驅動的狀態下施加有圍繞Y軸的角速度時,在一對檢測臂上檢測振動模式將被 激勵,根據通過該振動而產生的信號(電荷),而能夠對圍繞Y軸的角速度進行檢測。
[0003] 在此,一般情況下,巧螺儀元件的外形形狀是通過使用光刻技法和蝕刻技法來對 水晶基板進行圖案形成從而獲得的。具體而言,在水晶基板的上表面W及下表面上形成與 外形形狀相對應的掩膜,并通過經由該掩膜而對水晶基板進行蝕刻,從而能夠獲得巧螺儀 元件的外形形狀。
[0004] 然而,在運種方法中,存在上下掩膜產生偏差,從而驅動臂的截面形狀與設計形狀 產生偏差的問題。順便說明一下,該問題在形成掩膜的裝置的精度上是難W避免的。
[0005] 在產生了掩膜偏差的巧螺儀元件中,在驅動振動模式下X軸反相模式中會禪合有Z 軸同相模式的振動,由于該Z軸同相模式的振動而使檢測臂在Z軸方向上進行無用地振動, 并由于該無用的振動而產生噪聲。
[0006] 如此,在專利文獻1的巧螺儀元件中,存在無法抑制噪聲的產生,從而檢測精度下 降的問題。
[0007] 專利文獻1:日本特開號公報

【發明內容】

[000引本發明的目的在于,提供一種能夠抑制噪聲的產生從而減少檢測精度的下降的角 速度檢測元件、角速度檢測裝置、電子設備W及移動體。
[0009] 本發明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的發明,并能夠作為W下的方式 或應用例來實現。
[0010] 應用例1
[0011] 本應用例的角速度檢測元件的特征在于,具有:
[001^ 基部;
[0013] 與所述基部連接的至少兩個振動臂;
[0014] 驅動部,其被設置在所述兩個振動臂上,并W如下驅動振動模式而使所述兩個振 動臂進行彎曲振動,所述驅動振動模式為,在所述基部的面內方向上為同相、且在所述基部 的厚度方向上為反相的模式;
[0015] 對圍繞檢測軸的角速度進行檢測的至少兩個檢測部,
[0016] 所述角速度檢測元件W如下方式而被構成,即,
[0017] 在使所述兩個振動臂W所述驅動振動模式進行彎曲振動的情況下,在所述兩個檢 測部中產生反相的信號,
[0018] 在使所述兩個振動臂W所述驅動振動模式進行彎曲振動時被施加了圍繞檢測軸 的角速度的情況下,在所述兩個檢測部中產生同相的信號。
[0019] 由此,在驅動振動模式下,從一方的檢測部中產生的信號與從另一方的檢測部中 產生的信號被消除。因此,能夠提供一種可W抑制噪聲的產生從而可W減少檢測精度的下 降的角速度檢測元件。
[0020] 應用例2
[0021] 在本應用例的角速度檢測元件中,優選為,所述兩個振動臂W隨著趨向于頂端側 而分離的方式傾斜。
[0022] 由此,能夠減少振動臂彼此的接觸。
[0023] 應用例3
[0024] 在本應用例的角速度檢測元件中,優選為,具有第一振動系統W及第二振動系統, 所述第一振動系統W及所述第二振動系統具有所述兩個振動臂,
[0025] 在所述驅動振動模式下,所述第一振動系統的所述兩個振動臂與所述第二振動系 統的所述兩個振動臂在所述面內方向上W反相進行彎曲振動。
[0026] 由此,能夠消除面內方向的振動,從而能夠減少振動泄漏。
[0027] 應用例4
[0028] 在本應用例的角速度檢測元件中,優選為,所述第一振動系統的所述第二振動系 統側的所述振動臂與所述第二振動系統的所述第一振動系統側的所述振動臂,在所述驅動 振動模式下,在所述基部的厚度方向上W反相進行彎曲振動。
[0029] 由此,能夠減少振動臂彼此的接觸。
[0030] 應用例5
[0031] 在本應用例的角速度檢測元件中,優選為,所述驅動部為,被配置在所述振動臂上 的壓電元件。
[0032] 由此,使得驅動部的結構成為簡單的結構。
[0033] 應用例6
[0034] 在本應用例的角速度檢測元件中,優選為,所述檢測部為,被配置在所述振動臂上 的壓電元件。
[0035] 由此,使得檢測部的結構成為簡單的結構。
[0036] 應用例7
[0037] 本應用例的角速度檢測裝置的特征在于,具備:
[0038] 上述應用例的角速度檢測元件;
[0039] 封裝件,其對所述角速度檢測元件進行收納。
[0040] 由此,能夠獲得可靠性較高的角速度檢測裝置。
[0041 ] 應用例8
[0042] 本應用例的電子設備的特征在于,具備上述應用例的角速度檢測元件。
[0043] 由此,能夠獲得可靠性較高的電子設備。
[0044] 應用例9
[0045] 本應用例的移動體的特征在于,具備上述應用例的角速度檢測元件。
[0046] 由此,能夠獲得可靠性較高的移動體。
【附圖說明】
[0047] 圖1為表示本發明的巧螺儀元件(角速度檢測元件)的第一實施方式的俯視圖。
[004引圖2為圖1中的A-A線剖視圖。
[0049] 圖3為表示圖1所示的巧螺儀元件的驅動振動模式的圖。
[0050] 圖4為表示驅動振動模式時的檢測信號的圖。
[0051] 圖5為對圖1所示的巧螺儀元件的制造時的掩膜偏差進行說明的剖視圖。
[0052] 圖6為表示產生了圖5所示的掩膜偏差的情況下的驅動振動模式時的檢測信號的 圖。
[0053] 圖7(a)為表示驅動振動模式的示意圖,圖7(b)為表示檢測振動模式的示意圖。
[0054] 圖8為表示檢測振動模式時的檢測信號的圖。
[0055] 圖9為表示振動臂的橫截面形狀的改變例的剖視圖。
[0056] 圖10為表示本發明的巧螺儀元件(角速度檢測元件)的第二實施方式的俯視圖。
[0057] 圖11為表示本發明的巧螺儀元件(角速度檢測元件)的第=實施方式的俯視圖。 [0化引圖12為圖11中的B-B線剖視圖。
[0059] 圖13為表示圖11所示的巧螺儀元件的驅動振動模式的圖。
[0060] 圖14(a)為表示驅動振動模式的示意圖,圖14(b)為表示檢測振動模式的示意圖。
[0061] 圖15(a)為表示驅動振動模式時的檢測信號的圖,圖15(b)為表示檢測振動模式時 的檢測信號的圖。
[0062] 圖16為表示本發明的巧螺儀元件(角速度檢測元件)的第四實施方式的剖視圖。
[0063] 圖17為表示圖16所示的巧螺儀元件的驅動振動模式的圖。
[0064] 圖18為表示本發明的巧螺儀元件(角速度檢測元件)的第五實施方式的剖視圖。
[0065] 圖19為表示圖18所示的巧螺儀元件的驅動振動模式的圖。
[0066] 圖20(a)為表示驅動振動模式的示意圖,圖20(b)為表示檢測振動模式的示意圖。
[0067] 圖21(a)為表示驅動振動模式時的檢測信號的圖,圖21(b)為表示檢測振動模式時 的檢測信號的圖。
[0068] 圖22為表示本發明的巧螺儀元件(角速度檢測元件)的第六實施方式的俯視圖。
[0069] 圖23(a)為圖22中的C-C線剖視圖,圖23(b)為圖22中的D-D線剖視圖。
[0070] 圖24(a)為表示驅動振動模式的示意圖,圖24(b)為表示檢測振動模式的示意圖。
[0071] 圖25(a)為表示驅動振動模式時的檢測信號的圖,圖25(b)為表示檢測振動模式時 的檢測信號的圖。
[0072] 圖26為表示本發明的角速度檢測裝置的優選的實施方式的圖,圖26(a)為俯視圖、 圖26(b)為圖26(a)中的E-E線剖視圖。
[0073] 圖27為表示巧螺儀傳感器的優選的實施方式的剖視圖。
[0074] 圖28為應用了本發明的電子設備的移動型(@目'式)的個人計算機的結構的立體 圖。
[0075] 圖29為表示應用了本發明的電子設備的便攜式電話機(也包括智能手機、PHS: 化rsonal化ndy-地one System,個人手機系統等)的結構的立體圖。
[0076] 圖30為表示應用了本發明的電子設備的數碼照相機的結構的立體圖。
[0077] 圖31為表示應用了本發明的移動體的汽車的結構的立體圖。
【具體實施方式】
[0078] W下,根據附圖所示的實施方式來對本發明的角速度檢測元件、角速度檢測裝置、 電子設備W及移動體進行詳細說明。
[00巧]1.角速度檢測元件
[0080] 第一實施方式
[0081] 圖1為表示本發明的巧螺儀元件(角速度檢測元件)的第一實施方式的俯視圖。圖2 為圖1中的A-A線剖視圖。圖3為表示圖1所示的巧螺儀元件的驅動振動模式的圖。圖4為表示 驅動振動模式時的檢測信號的圖。圖5為對圖1所示的巧螺儀元件的制造時的掩膜偏差進行 說明的剖視圖。圖6為表示產生了圖5所示的掩膜偏差的情況下的驅動振動模式時的檢測信 號的圖。在圖7中,(a)為表示驅動振動模式的示意圖,(b)為表示檢測振動模式的示意圖。圖 8為表示檢測振動模式時的檢測信號的圖。圖9為表示振動臂的橫截面形狀的改變例的剖視 圖。另外,在下文中,如圖1所示,將互相正交的=個軸設為X軸、Y軸、Z軸。此外,為了便于說 明,將+Z軸側稱為"上側",將-Z軸側稱為"下側"。
[0082] 圖1所示的巧螺儀元件(角速度檢測元件)1為,能夠對圍繞Y軸的角速度coy進行檢 測的巧螺儀元件。運種巧螺儀元件1具有:振動基板2、被配置在振動基板2上的作為驅動部 的驅動用壓電元件(壓電元件)31、32、33、34、作為檢測部的檢測用壓電元件(壓電元件)61、 62、各種端子51、52、53、54、質量調節膜41。
[0083] W下,雖然是對巧螺儀元件1的結構進行詳細說明,但是在下文中,也將未施加有 角速度的狀態下的振動模式稱為"驅動振動模式",將通過正在W驅動振動模式進行驅 動時所施加的角速度《 y而被激勵的新的振動模式稱為"檢測振動模式"。
[0084] 作為振動基板2的結構材料,只要是能夠發揮所需的振動特性的材料,則未被特別 限定,能夠使用各種壓電體材料、各種非壓電體材料。
[0085] 作為構成振動基板2的壓電體材料,例如能夠使用水晶、妮酸裡化iNb〇3)、粗酸裡 (Li化化)、錯鐵酸鉛(PZT)、四棚酸裡化i2B4〇7)、娃酸嫁銅化asGasSiOw)等各種壓電體材料。
[0086] 另一方面,作為構成振動基板2的非壓電體材料,例如能夠列舉出娃、石英等。尤其 是,作為構成振動基板2的非壓電體材料優選為娃。當由娃構成振動基板2時,能夠比較廉價 地實現具有優異的振動特性的振動基板2。此外,使用公知的微細加工技術,從而能夠W與 蝕刻相比而更高的尺寸精度來形成振動基板2。因此,在下文中,為了便于說明,對由娃構成 振動基板2的情況進行說明。
[0087] 運種振動基板2具有基部21和從基部21的巧軸側的端部起向巧軸側延伸的振動臂 22、23。
[0088] 基部21對振動臂22、23進行支承。此外,基部21為,在XY平面上具有展寬且在Z軸方 向上具有厚度的平板狀。而且,在基部21處,巧螺儀元件1被固定在對象物(例如,后述的封 裝件8的基座81)上。此外,在基部21的下表面上,在X軸方向上并排設置有驅動信號端子51、 驅動接地端子52、檢測信號端子53W及檢測接地端子54。
[0089] 振動臂22、23被并排設置在X軸方向上,且互相從基部21起向巧軸側延伸。此外,如 圖2所示,運些振動臂22、23的橫截面形狀成為大致平行四邊形。此外,作為振動臂22、23的 橫截面形狀的平行四邊形向互為相反的一側傾斜,并相對于YZ平面而對稱。
[0090] 此外,在振動臂22的上表面上,設置有一對驅動用壓電元件31、32和檢測用壓電元 件61。同樣地,在振動臂23的上表面上,設置有一對驅動用壓電元件33、34和檢測用壓電元 件62。
[0091] 如圖IW及圖2所示,驅動用壓電元件31、32W在振動臂22的寬度方向上分離的方 式而配置,檢測用壓電元件61被配置于運兩個驅動用壓電元件31、32之間。具體而言,驅動 用壓電元件31位于振動臂22的巧軸側的端部處,驅動用壓電元件32位于振動臂22的-X軸側 的端部處,檢測用壓電元件61位于振動臂22的寬度方向中央部處。
[0092] 此外,驅動用壓電元件31、32W及檢測用壓電元件61分別沿著Y軸方向而延伸,且 延長至基部21為止。驅動用壓電元件31、32通過通電而在Y軸方向上進行伸縮,并且能夠通 過W反相的方式來進行驅動用壓電元件31、32的伸縮,而使振動臂22在X軸方向上進行彎曲 振動。另一方面,檢測用壓電元件61根據振動臂22的Z軸方向的振動(面外振動)而進行伸 縮,從而產生與該伸縮相對應的電荷。
[0093] 同樣地,驅動用壓電元件33、34W在振動臂23的寬度方向上分離的方式而配置,檢 測用壓電元件62被配置于運兩個驅動用壓電元件33、34之間。具體而言,驅動用壓電元件33 位于振動臂23的+X軸側的端部處,驅動用壓電元件34位于振動臂23的-X軸側的端部處,檢 測用壓電元件62位于振動臂23的寬度方向中央部處。
[0094] 此外,驅動用壓電元件33、34W及檢測用壓電元件62分別沿著Y軸方向而延伸,且 延長至基部21為止。驅動用壓電元件33、34通過通電而在Y軸方向上進行伸縮,并且能夠通 過W反相的方式來進行驅動用壓電元件33、34的伸縮,而使振動臂23在X軸方向上進行彎曲 振動。另一方面,檢測用壓電元件62根據振動臂23的Z軸方向的振動(面外振動)而進行伸 縮,從而產生與該伸縮相對應的電荷。
[0095] 檢測用壓電元件61、62互為相同結構。具體而言,如圖2所示,檢測用壓電元件61、 62具有:檢測信號電極611、621、與檢測信號電極611、621對置配置的檢測接地電極612、 622、被配置于檢測信號電極611、621與檢測接地電極612、622之間的壓電體層613、623。
[0096] 運種結構的檢測用壓電元件6U62W使檢測信號電極61U621朝向振動臂22、23側 的方式而配置。此外,檢測信號電極61U621分別經由未圖示的配線而與檢測信號端子53連 接,檢測接地電極612、622分別經由未圖示的配線而與檢測接地端子54連接。
[0097] W此方式,通過使用檢測用壓電元件61、62,從而即使在檢測部的結構簡單并且振 動基板2不具有壓電性的情況下,也能夠提取與振動臂22、23的Z軸方向的振動相對應的信 號。
[0098] 另一方面,驅動用壓電元件31、32、33、34也互為相同結構。具體而言,如圖2所示, 驅動用壓電元件31、32、33、34具有驅動信號電極311、321、331、341、與驅動信號電極311、 321、331、341對置配置的驅動接地電極312、322、332、342、被配置于驅動信號電極311、321、 331、341與驅動接地電極312、322、332、342之間的壓電體層313、323、333、343。
[0099] 此外,驅動用壓電元件3U33W使驅動信號電極311、331朝向振動臂22、23側的方 式而配置,驅動用壓電元件32、34W使驅動接地電極322、342朝向振動臂22、23側的方式而 配置。此外,驅動信號電極311、321、331、341分別經由未圖示的配線而與驅動信號端子51連 接,驅動接地電極312、322、332、342分別經由未圖示的配線而與驅動接地端子52連接。
[0100] 因此,當經由驅動信號端子51W及驅動接地端子52而向驅動用壓電元件31~34施 加交流電壓時,將交替地重復如下狀態,即,驅動用壓電元件31、33進行伸展并且驅動用壓 電元件32、34進行收縮的狀態、和驅動用壓電元件31、33進行收縮并且驅動用壓電元件32、 34進行伸展的狀態。由此,振動臂22、23WX軸同相模式進行振動。
[0101] W此方式,通過使用驅動用壓電元件31~34,從而即使在驅動部的結構簡單并且 像本實施方式運樣振動基板2不具有壓電性的情況下,或者在振動基板2具有壓電性但其極 化軸或結晶軸的方向不適于X軸方向的彎曲振動的情況下,也能夠分別使振動臂22、23在X 軸方向上進行彎曲振動。
[0102] 在此,如上文所述,由于振動臂22、23的橫截面形狀為平行四邊形,因此振動臂22、 23的X軸方向的振動的平衡被破壞,盡管振動臂22、23在驅動振動模式下包含Z軸方向的振 動成分,但仍WX軸同相模式進行振動。此外,由于作為振動臂22、23的橫截面形狀的平行四 邊形的傾斜方向相反,因此振動臂22、23中所包含的Z軸方向的振動成分互為相反的方向。 良P,在驅動振動模式下,如圖3所示,振動臂22、23WX軸同相模式且WZ軸反相模式進行振 動。
[0103] W此方式,由于在振動臂22、23的振動中禪合有Z軸方向的振動,因此在驅動振動 模式下,如圖4所示,從檢測用壓電元件61、62中提取電荷(信號)961、962,并將電荷舶1、舶細 加所得到的結果作為檢測信號SS而從檢測信號端子53W及檢測接地端子54之間被提取。由 于從檢測用壓電元件61、62中產生的電荷化1、化2互為反相且振幅大致相等,因此將兩者相 加所得到的檢測信號SS幾乎為0(零)。因此,降低了噪聲(并非因角速度coy而產生的信號), 從而減少了巧螺儀元件1的檢測精度的下降。因此,成為具有較高的檢測精度的巧螺儀元件 Io
[0104] 此外,根據巧螺儀元件1,如圖5(a)所示,即使在制造時于X軸方向上掩膜M1、M2產 生了偏差,如圖5(b)所示,也僅僅是振動臂22、23的橫截面形狀的平行四邊形的傾斜稍稍產 生偏差,在驅動振動模式下振動臂22、23WZ軸反相模式進行振動的關系仍被維持。因而,根 據巧螺儀元件1,即使掩膜發生了偏差,也能夠發揮上述的效果。
[0105] 在此,優選為,例如將驅動臂22、23的下表面和上表面的X軸方向的偏差寬度W設為 通常動作時所考慮到的最大掩膜偏差量的10倍W上,W便即使產生了掩膜偏差,也使驅動 臂22、23的橫截面形狀成為反向傾斜的平行四邊形。即,如果為掩膜偏差最大產生0.1 wii的 機械,則將偏差寬度W設計為IwnW上即可。由此,無論有無掩膜偏差,均能夠在驅動振動模 式下使驅動臂22、23WZ軸反相模式進行振動。
[0106] 另外,如圖5(b)所示,當由于掩膜偏差而使振動臂22、23的橫截面形狀的平行四邊 形的傾斜互相產生偏差時,如圖5(c)所示,在振動臂22、23之間,會產生Z軸方向的振幅產生 偏差的情況。在運種情況下,在驅動振動模式下,由于在檢測用壓電元件61、62的曉曲量中 會產生差值,因此如圖6所示,檢測用壓電元件61、62的電荷化1、化2未被充分消除,從而使得 未被消除完全的電荷作為檢測信號SS而被提取。因此,有可能會降低上文所述的效果。因 此,優選為,使振動臂22、23的Z軸方向的振幅大致相等。
[0107] 作為使振幅一致的方法,例如有對振動臂22、23中的至少一方的質量進行調節的 方法。W下,如圖5 (C)所示,W振動臂23的Z軸方向的振幅大于振動臂22的Z軸方向的振幅的 情況為代表來進行說明。作為第一方法而有如下方法,即,通過激光照射等將被設置在振動 臂23的頂端部上的質量調節膜41的一部分去除而使振動臂23的質量減少,從而減小振動臂 23的Z軸方向的振幅。作為第二方法而有如下方法,即,通過在被設置于振動臂22的頂端部 上的質量調節膜41上配置重鍵而使振動臂22的質量增加,從而增大振動臂22的Z軸方向的 振幅。根據運種方法,能夠比較簡單地使振動臂22、23的Z軸方向的振幅一致。
[0108] W上,對巧螺儀元件1的結構進行了詳細說明。
[0109] 接下來,對巧螺儀元件1的驅動進行說明。首先,如圖7(a)所示,通過驅動振動模式 使振動臂22、23進行振動。在該狀態下,如上所述,由于在檢測用壓電元件61、62中所產生的 電荷化1、化2被消除,因此檢測信號SS幾乎為0(參照圖4)。在該驅動振動模式的狀態下,當向 巧螺儀元件1施加有圍繞Y軸的角速度coy時,科里奧利力將發揮作用,從而如圖7(b)所示, 在振動臂22、23上,Z軸同相模式的振動作為檢測振動模式而被重新激勵。在運種檢測振動 模式下,如圖8所示,從檢測用壓電元件61、62中產生同相的電荷舶i、Q62,并提取出將運些電 荷化1、化2相加所得到的檢測信號SS。而且,基于該檢測信號SS的大小而求出角速度coy。
[0110] 根據運種巧螺儀元件1,由于能夠將驅動振動模式下的檢測信號SS設置為大致零, 因此成為減少了噪聲且具有較高的檢測精度的巧螺儀元件1。此外,在檢測振動模式下,由 于從檢測用壓電元件61、62中產生了同相的電荷Q61、化2,因此能夠得到強度較高的檢測信 號SS。因此,巧螺儀元件1能夠發揮較高的檢測精度。此外,即使產生了制造時的掩膜偏差, 也將由于在驅動振動模式下能夠使振動臂22、23WZ軸反相模式進行振動,而因此能夠更可 靠地發揮上述的效果。
[0111] W上,對第一實施方式的巧螺儀元件1進行了說明。另外,雖然在本實施方式中,為 了在驅動振動模式下使振動臂22、23WX軸同相模式且Z軸反相模式進行振動,而將振動臂 22、23的橫截面形狀設為了平行四邊形,但作為振動臂22、23的橫截面形狀,只要能夠得到 上述的運種驅動振動模式,則并不限定于此,例如也可W為圖9(a)至圖9(c)所示的運種橫 截面形狀。此外,雖然在本實施方式的巧螺儀元件1中,并未在振動臂22、23的頂端部上設置 鍵頭(寬幅的鍵部),但也可W在振動臂22、23的頂端部上設置鍵頭。由此,如果振動臂22、23 的頂端的質量效果增大且驅動振動模式的頻率相同,則與未設置鍵頭的情況相比,能夠縮 短振動臂22、23的全長。此外,如果振動臂22、23的全長相同,則能夠使驅動頻率降低。
[0112] 第二實施方式
[0113] 圖10為表示本發明的巧螺儀元件(角速度檢測元件)的第二實施方式的俯視圖。
[0114] W下,關于第二實施方式,將W其與上述的實施方式的不同點為中屯、來進行說明, 關于相同的事項則省略其說明。
[0115] 第二實施方式除了一對振動臂的延伸方向不同W外,其余均與上述的第一實施方 式相同。另外,在圖10中,對與上述的實施方式相同的結構標注相同符號。
[0116] 如圖10所示,在本實施方式的巧螺儀元件1中,振動臂22、23W相互之間的間距(X 軸方向的間距)趨向于頂端側而逐漸增加的方式,在相對于Y軸而傾斜的方向上延伸。由此, 能夠防止基部21的大型化,并且減少驅動時的振動臂22、23彼此的接觸。
[0117] 即使根據運樣的第二實施方式,也能夠發揮與上述的第一實施方式相同的效果。
[0118] 第=實施方式
[0119] 圖11為表示本發明的巧螺儀元件(角速度檢測元件)的第=實施方式的俯視圖。圖 12為圖11中的B-B線剖視圖。圖13為表示圖11所示的巧螺儀元件的驅動振動模式的圖。在圖 14中,(a)為表示驅動振動模式的示意圖,(b)為表示檢測振動模式的示意圖。在圖15中,(a) 為表示驅動振動模式時的檢測信號的圖,(b)為表示檢測振動模式時的檢測信號的圖。
[0120] W下,關于第=實施方式,W其與上述的實施方式的不同點為中屯、來進行說明,關 于相同的事項則省略其說明。
[0121] 第=實施方式除了振動臂的數量不同W外,其余均與上述的第一實施方式相同。 另外,在圖11至圖15中,對與上述的實施方式相同的結構標注相同的符號。
[0122] 如圖11所示,本實施方式的巧螺儀元件1的振動基板2具有:基部21、從基部21的巧 軸側的端部起向巧軸方向延伸的四個振動臂22、23、24、25。此外,如圖12所示,振動臂22、 23、24、25的橫截面形狀分別為大致平行四邊形。此外,作為振動臂22、24的橫截面形狀的平 行四邊形的傾斜與作為振動臂23、25的橫截面形狀的平行四邊形的傾斜成為相反傾斜。在 運種結構中,通過振動臂22、23構成了第一振動系統20A,通過振動臂24、25構成了第二振動 系統20B。
[0123] 此外,在振動臂24的上表面上,設置有一對驅動用壓電元件35、36和檢測用壓電元 件63。如圖12所示,驅動用壓電元件35、36W在振動臂24的寬度方向上分離的方式而配置, 檢測用壓電元件63被配置于驅動用壓電元件35、36之間。
[0124] 此外,驅動用壓電元件35、36W及檢測用壓電元件63分別沿著Y軸方向而延伸,且 延長至基部21為止。驅動用壓電元件35、36通過通電而在Y軸方向上進行伸縮,并且通過W 反相的方式進行驅動用壓電元件35、36的伸縮,而能夠使振動臂24在X軸方向上進行彎曲振 動。另一方面,檢測用壓電元件63根據振動臂24的Z軸方向的振動而進行伸縮,從而產生與 該伸縮相對應的電荷。
[0125] 同樣地,在振動臂25的上表面上,設置有一對驅動用壓電元件37、38和檢測用壓電 元件64。如圖12所示,驅動用壓電元件37、38W在振動臂25的寬度方向上分離的方式而配 置,檢測用壓電元件64被配置于驅動用壓電元件37、38之間。
[0126] 此外,驅動用壓電元件37、38W及檢測用壓電元件64分別沿著Y軸方向而延伸,且 延長至基部21為止。驅動用壓電元件37、38通過通電而在Y軸方向上進行伸縮,并且通過W 反相的方式進行驅動用壓電元件37、38的伸縮,而能夠使振動臂25在X軸方向上進行彎曲振 動。另一方面,檢測用壓電元件64根據振動臂25的Z軸方向的振動而進行伸縮,從而產生與 該伸縮相對應的電荷。
[0127] 檢測用壓電元件63、64為與檢測用壓電元件61、62相同的結構。即,如圖12所示,檢 測用壓電元件63、64具有:檢測信號電極631、641、與檢測信號電極631、641對置配置的檢測 接地電極632、642、被配置于檢測信號電極631、641與檢測接地電極632、642之間的壓電體 層633、643。
[012引此外,檢測用壓電元件63、64W使檢測接地電極632、642朝向振動臂24、25側的方 式而配置。此外,檢測信號電極631、641分別經由未圖示的配線而與檢測信號端子53連接, 檢測接地電極632、642分別經由未圖示的配線而與檢測接地端子54連接。
[01巧]驅動用壓電元件35、36、37、38為與驅動用壓電元件31、32、33、34相同的結構。即, 如圖12所示,驅動用壓電元件35、36、37、38具有:驅動信號電極351、361、371、381、與驅動信 號電極351、361、371、381對置配置的驅動接地電極352、362、372、382、被配置于驅動信號電 極 351、361、371、381與驅動接地電極352、362、372、382之間的壓電體層353、363、373、383。
[0130] 此外,驅動用壓電元件36、38W使驅動信號電極361、381朝向振動臂24、25側的方 式而配置,驅動用壓電元件35、37W使驅動接地電極352、372朝向振動臂24、25側的方式而 配置。此外,驅動信號電極351、361、371、381分別經由未圖示的配線而與驅動信號端子51連 接,驅動接地電極352、362、372、382分別經由未圖示的配線而與驅動接地端子52連接。
[0131] 運種結構的巧螺儀元件IW圖13W及圖14(a)所示的驅動振動模式進行驅動。具體 而言,振動臂22、23WX軸同相模式進行振動,振動臂24、25WX軸同相模式且W與振動臂22、 23為X軸反相模式進行振動。此外,與運種X軸方向的振動禪合,從而使振動臂22、25 WZ軸同 相模式進行振動,使振動臂23、24WZ軸同相模式且W與振動臂22、25為Z軸反相模式進行振 動。
[0132] 在運種驅動振動模式下,由于振動臂22、23與振動臂24、25之間的X軸方向的振動 被消除了,因此減少了經由基部21的振動泄漏。此外,如圖15(a)所示,在運種驅動振動模式 下,由于從檢測用壓電元件61、63中產生的電荷化1、化3與從檢測用壓電元件62、64中產生的 電荷化2、化4為反相,因此運些電荷被消除,從而使檢測信號SS幾乎為零。
[0133] 在驅動振動模式的狀態下,當向巧螺儀元件1施加有圍繞Y軸的角速度coy時,科里 奧利力將發揮作用,從而如圖14(b)所示的檢測振動模式被重新激勵。具體而言,振動臂22、 23WZ軸同相模式進行振動,振動臂24、25WZ軸同相模式且W與振動臂22、23為Z軸反相模 式進行振動。當運種檢測振動模式被激勵時,如圖15(b)所示,從檢測用壓電元件61、62、63、 64中將產生互為同相的電荷化1、化2、化3、化4,并且將運些電荷化1、化2、化3、化4相加所得到的 檢測信號SS從檢測信號端子53與檢測接地端子54之間被提取。而且,基于被提取的檢測信 號SS的大小而求出角速度《y。
[0134] 在運樣的結構中,由于能夠使用將從四個檢測用壓電元件61、62、63、64中產生的 電荷化1、化2、化3、化4相加所得到的檢測信號SS,因此例如與上述的第一實施方式相比而能夠 增大檢測信號SS的強度,相應地能夠提高檢測精度。此外,在驅動振動模式時W及檢測振動 模式時,由于能夠將振動臂22、23、24、25的X軸方向W及巧由方向的振動消除,因此能夠有效 地減少提高巧螺儀元件1的振動泄漏,從而進一步提高檢測精度。
[0135] 即使根據運樣的第=實施方式,也能夠發揮與上述的第一實施方式相同的效果。
[0136] 第四實施方式
[0137] 圖16為表示本發明的巧螺儀元件(角速度檢測元件)的第四實施方式的剖視圖。圖 17為表示圖16所示的巧螺儀元件的驅動振動模式的圖。
[0138] W下,關于第四實施方式,W其與上述的實施方式的不同點為中屯、來進行說明,關 于相同的事項則省略其說明。
[0139] 第四實施方式除了振動臂的截面形狀不同W外,其余均與上述的第=實施方式相 同。另外,在圖16W及圖17中,對與上述的實施方式相同的結構標注相同符號。
[0140] 如圖16所示,在本實施方式的巧螺儀元件1中,振動臂22、23的橫截面形狀相對于 第=實施方式而進行了上下翻轉。即,振動臂22、25形成相同的形狀(向相同方向傾斜的平 行四邊形),振動臂23、24形成相同的形狀(向相同的方向傾斜的平行四邊形)并且向振動臂 22、25的相反側傾斜。
[0141] 運樣的結構的巧螺儀元件IW圖17所示的驅動振動模式進行振動。具體而言,振動 臂22、23WX軸同相模式進行振動,振動臂24、25WX軸同相模式且W與振動臂22、23為X軸反 相模式進行振動。此外,與運種X軸方向的振動禪合,從而使振動臂22、24WZ軸同相模式進 行振動,使振動臂23、25WZ軸同相模式且W與振動臂22、24為Z軸反相模式進行振動。根據 運樣的振動,在相鄰的振動臂23、24互相接近時,能夠使它們向Z軸方向的相反側錯開。因 此,減少了振動臂23、24的接觸,從而能夠減少巧螺儀元件1的損壞。此外,相應地,由于能夠 使振動臂23、24接近,因此能夠實現巧螺儀元件1的小型化。
[0142] 即使根據運樣的第四實施方式,也能夠發揮與上述的第一實施方式相同的效果。
[0143] 第五實施方式
[0144] 圖18為表示本發明的巧螺儀元件(角速度檢測元件)的第五實施方式的俯視圖。圖 19為表示圖18所示的巧螺儀元件的驅動振動模式的圖。在圖20中,(a)為表示驅動振動模式 的示意圖,(b)為表示檢測振動模式的示意圖。在圖21中,(a)為表示驅動振動模式時的檢測 信號的圖,(b)為表示檢測振動模式時的檢測信號的圖。
[0145] W下,關于第五實施方式,W其與上述的實施方式的不同點為中屯、來進行說明,關 于相同的事項則省略其說明。
[0146] 第五實施方式除了驅動用壓電元件W及檢測用壓電元件的朝向不同W外,其余均 與上述的第四實施方式相同。另外,在圖18至圖21中,對與上述的實施方式相同的結構標注 相同符號。
[0147] 如圖18所示,在本實施方式的巧螺儀元件1中,被設置在振動臂23、24上的驅動用 壓電元件33、34、35、36^及檢測用壓電元件62、63的信號電極和接地電極的配置與上述的 第四實施方式相反。
[0148] 因此,本實施方式的巧螺儀元件IW圖19及圖20(a)的驅動振動模式進行振動。具 體而言,振動臂22、24WX軸同相模式進行振動,振動臂23、25WX軸同相模式且W與振動臂 22、24為X軸反相模式進行振動。此外,與運種X軸方向的振動禪合,從而使振動臂22、23WZ 軸同相模式進行振動,使振動臂24、25WZ軸同相模式且W與振動臂22、23為Z軸反相模式進 行振動。在運種驅動振動模式中,X軸方向的振動被消除了,并且如圖21(a)所示,從檢測用 壓電元件61、63中產生的電荷舶1、963與從檢測用壓電元件62、64中產生的電荷化2、964被消除 了,從而檢測信號SS幾乎為零。
[0149] 在驅動振動模式的狀態下,當向巧螺儀元件1施加有圍繞Y軸的角速度coy時,科里 奧利力將發揮作用,從而如圖20(b)所示的檢測振動模式被重新激勵。具體而言,振動臂22、 24WZ軸同相模式進行振動,振動臂23、25WZ軸同相模式且W與振動臂22、24為Z軸反相模 式進行振動。當運樣的檢測振動模式被激勵時,如圖21(b)所示,從檢測用壓電元件61、62、 63、64中產生互為同相的電荷化1、化2、化3、化4,并且將運些電荷化1、化2、化3、化4相加所得到的 檢測信號SS從檢測信號端子53W及檢測接地端子54之間被提取。而且,基于被提取的檢測 信號SS的大小而求出角速度《y。
[0150] 在運種結構中,由于獲得了將從四個檢測用壓電元件61、62、63、64中產生的電 荷Q61、Q62、化3、化4相加所得到的檢測信號SS,因此例如與上述的第一實施方式相比而能夠增 大檢測信號SS的強度,相應地能夠提高檢測精度。此外,在驅動振動模式W及檢測振動模式 下,由于能夠將振動臂22、23、24、25的乂軸方向^及2軸方向的振動消除,因此能夠減少巧螺 儀兀件I的振動泄漏,從而進一步提局檢測精度。
[0151] 即使根據運樣的第五實施方式,也能夠發揮與上述的第一實施方式相同的效果。
[0152] 第六實施方式
[0153] 圖22表示本發明的巧螺儀元件(角速度檢測元件)的第六實施方式的俯視圖。在圖 23中,(a)為圖22中的C-C線剖視圖,(b)為圖22中的D-D線剖視圖。在圖24中,(a)為表示驅動 振動模式的示意圖,(b)為表示檢測振動模式的示意圖。在圖25中,(a)為表示驅動振動模式 時的檢測信號圖,(b)為表示檢測振動模式時的檢測信號圖。
[0154] W下,關于第六實施方式,W其與上述的實施方式的不同點為中屯、來進行說明,關 于相同的事項則省略其說明。
[0155] 第六實施方式除了振動基板的材料不同W及伴隨于此的驅動部及檢測部的結構 不同W外,其余均與上述的第=實施方式相同。另外,在圖22至圖25中,對與上述的實施方 式相同的結構標注相同符號。
[0156] 在本實施方式的巧螺儀元件1中,振動基板2由壓電體材料構成。作為構成振動基 板2的壓電體材料,例如能夠使用水晶、妮酸裡化iNb化)、粗酸裡化iTa〇3)、錯鐵酸鉛(PZT)、 四棚酸裡化i2B地7)、娃酸嫁銅化a3GasSi0i4)等各種壓電體材料。但是,即使在運些材料之 中,作為振動基板2的結構材料,也優選使用水晶。通過使用水晶,從而能夠獲得與其他材料 相比而具有優異的頻率溫度特性的巧螺儀元件1。此外,通過濕式蝕刻而能夠W較高的尺寸 精度來形成振動基板2。因此,在下文中,為了便于說明,對由水晶構成振動基板2的情況進 行說明。
[0157] 如圖22所示,振動基板2為,在由作為水晶的結晶軸的X軸(電軸)W及Y軸(機械軸) 所規定的XY平面上具有展寬且在Z軸(光軸)方向上具有厚度的板狀。即,振動基板2由Z切割 水晶板構成。另外,雖然在本實施方式中,Z軸與振動基板2的厚度方向一致,但并不限定于 此,從減小常溫附近的頻率溫度變化的觀點出發,也可W使Z軸相對于振動基板2的厚度方 向而稍稍(例如,小于±15°左右)傾斜。
[0158] 運種振動基板2具有:基部21、從基部21的巧軸側的端部起向巧軸側延伸的四個作 為驅動臂的振動臂22、23、24、25、從基部21的-¥軸側的端部起向-¥軸側延伸的四個作為檢 測臂的振動臂26、27、28、29。
[0159] 基部21為,在XY平面上具有展寬且在Z軸方向上具有厚度的平板狀。在運樣的基部 21的下表面上,在X軸方向上并排設置有驅動信號端子51、驅動接地端子52、檢測信號端子 53W及檢測接地端子54。
[0160] 如圖23(a)所示,四個振動臂26、27、28、29分別呈大致矩形的橫截面形狀。而且,在 運些振動臂26、27、28、29的上下表面上,分別配置有作為檢測部的檢測信號電極73^及檢 測接地電極74。此外,運些檢測信號電極73經由未圖示的配線而與檢測信號端子53連接,檢 測接地電極74經由未圖示的配線而與檢測接地端子54連接。此外,在振動臂26、27、28、29的 頂端部上設置有質量調節膜41,例如,通過去除質量調節膜41的一部分,從而能夠對振動臂 26、27、28、29的頻率與振幅進行調節。
[0161] 如圖23(b)所示,四個振動臂22、23、24、25分別呈大致平行四邊形的橫截面形狀。 此外,作為振動臂22、24的橫截面形狀的平行四邊形向相同方向傾斜,作為振動臂23、25的 橫截面形狀的平行四邊形向相同方向且向振動臂22、24的相反側傾斜。而且,在運些振動臂 22、23、24、25上,分別設置有作為驅動部的驅動信號電極71^及驅動接地電極72。
[0162] 驅動信號電極71被配置在振動臂22、23的兩個主面(上表面及下表面)W及振動臂 24、25的兩個側面上,驅動接地電極72被配置在振動臂22、23的兩個側面W及振動臂24、25 的兩個主面上。此外,運些驅動信號電極71經由未圖示的配線而與驅動信號端子51連接,驅 動接地電極72經由未圖示配線而與驅動接地端子52連接。
[0163] 因此,當經由驅動信號端子51W及驅動接地電極52而向驅動信號電極71與驅動接 地電極72之間施加預定頻率的交流電壓時,巧螺儀元件IW圖24(a)所示的驅動振動模式進 行振動。具體而言,振動臂22、23WX軸同相模式進行振動,振動臂24、25WX軸同相模式且W 與振動臂22、23為X軸反相模式進行振動。此外,與運種X軸方向的振動禪合,從而使振動臂 22、25WZ軸同相模式進行振動,使振動臂23、24WZ軸同相模式且W與振動臂22、25為Z軸反 相模式進行振動。而且,伴隨著振動臂22、23、24、25的振動,振動臂26、27、28、29^與振動臂 22、23、24、25反相的方式在X軸方向及Z軸方向上進行振動。在運種驅動振動模式下,X軸方 向的振動被消除。此外,如圖25(a)所示,由于來自振動臂26、28的電荷Q26、Q28與來自振動臂 27、29的電荷Q27、Q2擬反相的方式產生,因此運些電荷926、927、928、929被抵消,從而檢測信號 SS幾乎為零。
[0164] 在驅動振動模式的狀態下,當向巧螺儀元件1施加有圍繞Y軸的角速度coy時,科里 奧利力將發揮作用,從而如圖24(b)所示的檢測振動模式被重新激勵。具體而言,振動臂22、 23WZ軸同相模式進行振動,振動臂24、25WZ軸同相模式且W與振動臂22、23為Z軸反相模 式進行振動。此外,振動臂26、27WZ軸同相模式進行振動,振動臂28、29WZ軸同相模式且W 與振動臂26、27為Z軸反相模式進行振動。在運種檢測振動模式中,如圖25(b)所示,由于從 振動臂26、27、28、29中產生互為同相位的電荷926、927、928、929,因此運些電荷926、927、928、929 相加所得到的檢測信號SS從檢測信號端子53W及檢測接地端子54之間被提取。而且,基于 被提取的檢測信號SS的大小而求出角速度coy。
[0165] 根據運種結構,由于獲得了將從四個振動臂26、27、28、29中所產生的電荷926、 Q27、Q28、Q29相加所得到的檢測信號SS,因此例如與上述的第一實施方式相比而能夠增大 檢測信號SS的強度,相應地能夠提高檢測精度。此外,由于在驅動振動模式時W及檢測振動 模式時,能夠將振動臂22~25W及振動臂26~29的X軸方向W及Z軸方向的振動消除,因此 能夠有效地減少巧螺儀元件1的振動泄漏,從而進一步提高檢測精度。
[0166] 即使根據運樣的第六實施方式,也能夠發揮與上述的第一實施方式相同的效果。
[0167] 2.角速度檢測裝置
[0168] 接下來,對使用了巧螺儀元件1的角速度檢測裝置進行說明。
[0169] 圖26為表示本發明的角速度檢測裝置的優選的實施方式的圖,(a)為俯視圖,(b) 為(a)的E-E線剖視圖。
[0170] 如圖26所示,角速度檢測裝置10具有巧螺儀元件1和封裝件8,所述封裝件8對巧螺 儀元件1進行收納。
[0171] 封裝件8具有箱狀的基座81和板狀的蓋82,所述基座81具有凹部811,所述蓋82W 封堵凹部811的開口的方式而被接合在基座81上。而且,在通過利用蓋82封堵凹部811而形 成的收納空間內,收納有巧螺儀元件1。收納空間既可W為減壓狀態,也可W封入氮、氮、氣 等惰性氣體。
[0172] 雖然作為基座81的結構材料,并未被特別限定,但能夠使用氧化侶等各種陶瓷或 各種玻璃材料。此外,雖然作為蓋82的結構材料,并未被特別限定,但采用線膨脹系數與基 座81的結構材料近似的部件較好。例如,在將基座81的結構材料設為上述的陶瓷的情況下, 其優選采用科瓦鐵儀鉆合金等合金。另外,基座81與蓋82的接合方法并未被特別限定,例 如,能夠通過粘合材料或焊料進行接合。
[0173] 此外,在凹部811的底面上,形成有連接端子831、832、833、834。運些連接端子831 ~834分別通過被形成在基座81上的未圖示的貫穿電極(通孔)等,而被引出到基座81的下 表面(封裝件8的外周面)上。
[0174] 巧螺儀元件1的基部21通過導電性粘合材料861、862、863、864而被固定在凹部811 的底面上。此外,驅動信號端子51與連接端子831經由導電性粘合材料861而被電連接,驅動 接地端子52與連接端子832經由導電性粘合材料862而被電連接,檢測信號端子53與連接端 子833經由導電性粘合材料863而被電連接,檢測接地端子54與連接端子834經由導電性粘 合材料864而被電連接。作為導電性粘合材料861~864,只要具有導電性W及粘合性則不被 特別限定,例如能夠使用使銀粒子等導電性填充劑分散在娃酬類、環氧類、丙締酸類、聚酷 亞胺類、雙馬來酷亞胺類等的粘合材料中而得到的粘合材料。
[0175] 3.巧螺儀傳感器
[0176] 接下來,對使用了巧螺儀元件1的巧螺儀傳感器進行說明。
[0177] 圖27為表示巧螺儀傳感器的優選的實施方式的剖視圖。
[0178] 如圖27所示,巧螺儀傳感器100具有角速度檢測裝置10和IC忍片9 JC忍片9通過焊 料等而被固定在凹部811的底面上。IC忍片9通過導電性導線而與各個連接端子831~834電 連接(但是,在圖26中,僅圖示了連接端子831)。運樣的IC忍片9具有用于使巧螺儀元件1進 行驅動振動的驅動電路、對在被施加了角速度時巧螺儀元件1所產生的檢測振動進行檢測 的檢測電路等。另外,雖然在本實施方式中,IC忍片9被設置在封裝件8的內部,但IC忍片9也 可W被設置在封裝件8的外部。
[0179] 4.電子設備
[0180] 接下來,基于圖28至圖30來對應用了巧螺儀元件1的電子設備進行詳細說明。
[0181] 圖28為應用了本發明的電子設備的移動型(或筆記本式)的個人計算機的結構的 立體圖。
[0182] 在該圖中,個人計算機1100通過具備鍵盤1102的主體部1104和具備顯示部1108的 顯示單元1106而構成,顯示單元1106通過較鏈結構部而W能夠相對于主體部1104進行轉動 的方式被支承。在運樣的個人計算機1100中,內置有作為角速度檢測單元(巧螺儀傳感器) 而發揮功能的巧螺儀元件1。
[0183] 圖29為表示應用了本發明的電子設備的便攜式電話機(也包括智能手機、PHS等) 的結構的立體圖。
[0184] 在該圖中,便攜式電話機1200具備多個操作按鈕1202、聽筒1204W及話筒1206,并 且在操作按鈕1202與聽筒1204之間配置有顯示部1208。在運樣的便攜式電話機1200中,內 置有作為角速度檢測單元(巧螺儀傳感器)而發揮功能的巧螺儀元件1。
[0185] 圖30為表示應用了本發明的電子設備的數碼照相機的結構的立體圖。另外,在該 圖中,還簡單地圖示了與外部設備之間的連接。
[01化]數碼照相機1300通過CCD(化arge Coupled Device:電荷禪合裝置)等攝像元件而 對被攝物體的光學圖像進行光電轉換,從而生成攝像信號(圖像信號)。在數碼照相機1300 的殼體(主體)1302的背面上設置有顯示部1310,并且成為根據CCD的攝像信號而進行顯示 的結構,顯示部1310作為將被攝物體顯示為電子圖像的取景器而發揮功能。
[0187] 此外,在殼體1302的正面側(圖中背面側)設置有包括光學透鏡(攝像光學系統)和 CCD等在內的受光單元1304。
[0188] 當攝影者對被顯示在顯示部1310上的被攝物體圖像進行確認,并按下快口按鈕 1306時,該時間點上的CCD的攝像信號被傳送并存儲到存儲器1308中。
[0189] 此外,在該數碼照相機1300中,在殼體1302的側面上設置有影像信號輸出端子 1312和數據通信用的輸入輸出端子1314。而且,如圖所示,根據需要而在影像信號輸出端子 1312上連接影像監視器1430,在數據通信用的輸入輸出端子1314上連接個人計算機1440。 而且,成為如下的結構,即,通過預定的操作,從而使被存儲于存儲器1308中的攝像信號向 影像監視器1430或個人計算機1440輸出。
[0190] 在運樣的數碼照相機1300中,內置有作為角速度檢測單元(巧螺儀傳感器)而發揮 功能的巧螺儀元件1。
[0191] 由于上述的電子設備具備巧螺儀元件1,因此能夠發揮較高的可靠性。
[0192] 另外,本發明的電子設備除了能夠應用于圖28的個人計算機(移動型個人計算 機)、圖29的便攜式電話機、圖30的數碼照相機中之外,還能夠應用于W下的設備中,例如, 智能手機、平板電腦終端、噴墨式噴出裝置(例如噴墨式打印機)、膝上型個人計算機、電視 機、照相機、攝像機、車輛導航裝置、尋呼機、電子記事本(也包括附帶有通信功能的產品)、 電子詞典、臺式電子計算器、電子游戲設備、文字處理器、工作站、可視電話、防盜用視頻監 視器、電子雙筒望遠鏡、P〇S(Point Of Sale:銷售點)終端、醫療設備(例如電子體溫計、血 壓計、血糖儀、屯、電圖測量裝置、超聲波診斷裝置、電子內窺鏡)、魚群探測器、各種測量設 備、計量儀器類(例如,車輛、航空器、船舶的計量儀器類)、飛行模擬器等。
[0193] 5.移動體
[0194] 接下來,基于圖31來對應用了圖1所示的巧螺儀元件1的移動體進行詳細說明。
[0195] 圖31為表示應用了本發明的移動體的汽車的結構的立體圖。
[0196] 在汽車1500中內置有作為角速度檢測單元(巧螺儀傳感器)而發揮功能的巧螺儀 元件1,并且能夠通過巧螺儀元件1而對車身1501的姿態進行檢測。巧螺儀元件1的檢測信號 被供給至車身姿態控制裝置1502,車身姿態控制裝置1502根據該信號而對車身1501的姿態 進行檢測,并且能夠根據檢測結果而對懸架的軟硬進行控制,或者對各個車輪1503的制動 器進行控制。除此W外,也能夠在雙足行走機器人或無線電控制直升飛機中利用運樣的姿 態控制。如上文所述,在各種移動體的姿態控制的實現時,安裝有巧螺儀元件1。
[0197] W上,雖然根據圖示的實施方式而對本發明的角速度檢測元件、角速度檢測裝置、 電子設備W及移動體進行了說明,但本發明并不被限定于此,各部的結構能夠置換為具有 相同功能的任意的結構。此外,在本發明中也可W附加其他任意的結構物。此外,本發明也 可W將上述的各個實施方式中的任意兩個W上的結構(特征)組合。
[019引符號說明 [0199] 1…巧螺儀元件;
[0200] 10…角速度檢測裝置;
[0201] 100…巧螺儀傳感器;
[0202] 2…振動基板;
[0203] 20A…第一振動系統;
[0204] 20B...第二振動系統;
[0205] 21…基部;
[0206] 22、23、24、25、26、27、28、29…振動臂;
[0207] 31、32、33、:34、35、36、37、38 …驅動用壓電元件;
[020引 311、321、331、341、351、361、371、381 …驅動信號電極;
[0209] 312、322、332、342、352、362、372、382…驅動接地電極;
[0210] 313、323、333、343、353、363、373、383…壓電體層; [0別。41...質量調節膜;
[0212] 51.??驅動信號端子;
[0213] 52…驅動接地端子;
[0214] 53…檢測信號端子;
[0215] 54…檢現賠地端子;
[0216] 61、62、63、64。,檢測用壓電元件;
[0217] 611、621、631、641 …檢測信號電極;
[0218] 612、622、632、642…檢測接地電極;
[0219] 613、623、633、643…壓電體層;
[0220] 71…驅動信號電極;
[0221] 72…驅動接地電極;
[0222] 73…檢測信號電極;
[0223] 74…檢測接地電極;
[0224] 8…封裝件;
[0225] 81…基座;
[0226] 811…凹部;
[0。7] 82...蓋;
[0228] 831、832、833、834…連接端子;
[02巧]861、862、863、864…導電性粘合材料;
[0230] 9...IC 忍片;
[0231] 1100…個人計算機;
[0232] 1102 …鍵盤;
[0233] 1104…主體部;
[0234] 1106…顯示單元;
[0235] 1108…顯示部;
[0236] 1200…便攜式電話機;
[0237] 1202…操作按鈕;
[023引 1204…聽筒;
[0239] 1206 …話筒;
[0240] 1208...顯示部;
[02W 1300...數碼照相機;
[0242] 1302 …殼體;
[0243] 1304…受光單元;
[0244] 1306…快口按鈕;
[0245] 1308...存儲器;
[0246] 1310…顯示部;
[0247] 1312…影像信號輸出端子;
[024引1314…輸入輸出端子;
[0249] 1430…影像監視器;
[0巧0] 1440…個人計算機;
[0巧1] 1500…汽車;
[0巧2] 1501…車身;
[0253] 1502…車身姿態控制裝置;
[0巧4] 1503…車輪;
[0巧5] M1、M2…掩膜;
[02%] Q26、Q27、Q28、Q29、Q61、Q62、Q63、Q64...電荷;
[0巧7] SS…檢測信號;
[0巧引 W…偏差寬度;
[0巧9] ?y...角速度。
【主權項】
1. 一種角速度檢測元件,其特征在于,具有: 基部; 與所述基部連接的至少兩個振動臂; 驅動部,其被設置在所述兩個振動臂上,并以如下驅動振動模式而使所述兩個振動臂 進行彎曲振動,所述驅動振動模式為,在所述基部的面內方向上為同相、且在所述基部的厚 度方向上為反相的模式; 對圍繞檢測軸的角速度進行檢測的至少兩個檢測部, 所述角速度檢測元件以如下方式而被構成,BP, 在使所述兩個振動臂以所述驅動振動模式進行彎曲振動的情況下,在所述兩個檢測部 中產生反相的信號, 在使所述兩個振動臂以所述驅動振動模式進行彎曲振動時被施加了圍繞檢測軸的角 速度的情況下,在所述兩個檢測部中產生同相的信號。2. 如權利要求1所述的角速度檢測元件,其中, 所述兩個振動臂以隨著趨向于頂端側而分離的方式傾斜。3. 如權利要求1或2所述的角速度檢測元件,其中, 具有第一振動系統以及第二振動系統,所述第一振動系統以及所述第二振動系統具有 所述兩個振動臂, 在所述驅動振動模式下,所述第一振動系統的所述兩個振動臂與所述第二振動系統的 所述兩個振動臂在所述面內方向上以反相進行彎曲振動。4. 如權利要求3所述的角速度檢測元件,其中, 所述第一振動系統的所述第二振動系統側的所述振動臂與所述第二振動系統的所述 第一振動系統側的所述振動臂,在所述驅動振動模式下,在所述基部的厚度方向上以反相 進行彎曲振動。5. 如權利要求1或2所述的角速度檢測元件,其中, 所述驅動部為,被配置在所述振動臂上的壓電元件。6. 如權利要求1或2所述的角速度檢測元件,其中 所述檢測部為,被配置在所述振動臂上的壓電元件。7. -種角速度檢測裝置,其特征在于,具備: 權利要求1至6中的任意一項所述的角速度檢測元件; 封裝件,其對所述角速度檢測元件進行收納。8. -種電子設備,其特征在于, 具備權利要求1至6中的任意一項所述的角速度檢測元件。9. 一種移動體,其特征在于, 具備權利要求1至6中的任意一項所述的角速度檢測元件。
【文檔編號】G01C19/5642GK105987688SQ201610161168
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月21日
【發明人】中川啓史
【申請人】精工愛普生株式會社
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