本发明专利技术提供可作为小型、检测灵敏度良好的振动陀螺仪使用的音叉型振动器和采用该音叉型振动器的振动陀螺仪。音叉型振动器（１０）作为整体包含音叉型振动器（１２）。振动体（１２）包含蜿蜒形状的脚部（１４、１６）和与这些的一端侧连结的基座部（１８）。形成有支撑部（２０），其从基体部（１８）向脚部（１４、１６）之间延伸。在脚部（１４、１６）上分别形成有在宽幅方向上分割的电极（２８、３０）以及电极（３２、３４）。外侧的电极（２８、３４）与在基座部（１８）上形成的连接电极（３６）连接，连接电极（３６）形成为向支撑部（２０）延伸。另外，内侧电极（３０、３２）形成为经由基座部（１８）向支撑部（２０）延伸。在振动体（１２）的另一主面上形成有共用电极。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及音叉型振动器以及采用了该音叉型振动器的振动陀螺仪， 尤其涉及如利用了脚部开合振动的音叉型振动器和采用了该音叉型振动 的振动陀螺仪。
技术介绍
图8是从一侧观察现有的音叉型压电振动器的立体图，图9是从另一 侧观察该音叉型压电振动器的立体图。压电振动器1包含音叉型振动体2。 振动体2是通过接合两片音叉型压电体基板而形成的。这些压电体基板朝 着其厚度方向相互反向地进行极化。在振动体2的一个主面上形成有两个 驱动用电极3a、 3b。驱动用电极3a、 3b形成为在两个脚部的宽幅方向上 进行分割，并在振动体2的基部连结形成到两脚部的彼此间的驱动用电极 3a以及驱动用电极3b。另外，在振动体2的另一主面上形成有两个检测 用电极4a、 4b。这些检测用电极4a、 4b分别形成在振动体2的两个脚部。当将该压电振动器1作为振动陀螺仪使用时，在两个驱动用电极3a、 3b之间连接振荡电路。利用该振荡电路进行振动，以使振动体2的两个脚 部开合。此时，压电振动器l以其共振频率进行自激振荡驱动。另外，两 个检测用电极4a、 4b与差动电路连接。在为了使振动体2的脚部开合而 进行振动的状态下，当以与振动体2的两个脚部平行的轴为中心进行旋转 时，通过科里奥利力(Coriolis force)来改变脚部的振动方向。因此，从 两个检测用电极4a、 4b输出与科里奥利力对应的反相信号，从差动电路 输出检测电极4a、 4b的输出信号的差。因此，通rf测定差动电路的信号， 可检测对振动体1所施加的旋转角速度(参照专利文献1)。另外，还有如图10(a)(b)所示的压电振动器5。该压电振动器5包括两 个脚部6a、 6b。这些脚部6a、 6b分别由振动部形成，该振动部贴合了两，在各自的振动部中，贴合的压电体基板在 相互反向的厚度方向上进行极化。在振动部的一个主面上形成有在其宽幅方向分割的两个电极7a、 7b以及电极7c、 7d。然后，两个脚部6a、 6b相 互平行地进行配置，在其一端侧的另一主面上形成有基座部8，并整体上 形成为音叉型。而且，在构成脚部6a、 6b的振动部的另一主面侧形成电 极9，使该电极9从基座部8的侧面延伸。当将该压电振动器5作为振动陀螺仪使用时，在邻接的脚部6a、 6b 的内侧邻接的电极7b、 7c和外侧的电极7a、 7d之间连接振荡电路。另外， 外侧的电极7a、 7d与差动电路连接。由此，与图8、图9所示的压电振动 器相同，通过振荡电路进行振动，以使脚部6a、 6b开合。并且，在以与 两个脚部6a、 6b平行的轴为中心进行旋转时，通过科里奥利力脚部6a、 6b振动方向发生变化，从差动电路输出与科里奥利力对应的信号。因此， 通过测定来自差动电路的信号，可检测对压电振动器5所施加的旋转角速 度(参照专利文献2)。专利文献h特开平10-111132号公报专利文献2:特开2004-61486号公报伴随着安装有振动陀螺仪的摄像机等的小型化，振动陀螺仪也需要进 一步小型化及低背化。这里，如上所述的音叉型振动器的共振频率"r如 下式所示，其中，设音叉型振动器的有效长度为L，厚度为H，密度为p， 杨氏模量(Young's modulus)为E， 转动惯量(moment of inertia)为I。根据上式可知，当音叉型振动器小型化时，其共振频率变高。另外， 在音片型振动器的情况下，上式的"1.875"变为"3.927"，所以如果是 相同长度，则音片型振动器为比音叉型振动器高4.4倍共振频率的振动器。 相反，音叉型振动器如果是音片型振动器的1/2长度，则能够获得相同的 共振频率。另一方面，当振动陀螺仪所采用的音叉型振动器的共振频率变 高时，该共振频率与施加给摄像机的手抖频率的差变大，旋转角速度的检4测灵敏度降低。 一般的振动陀螺仪的共振频率为50kHz以下，例如，在一般的压电陶瓷双压电晶片振动器(piezoelectric ceramic bimorph vibrator) 中，其厚度为0.4mm，长度为7mm，共振频率大约是30kHz。如果将振动陀螺仪这样的角速度传感器使用于便携式设备，则需要尺 寸为3mm以下的角速度传感器。因此，在将音片型微小振动器作为振动 陀螺仪使用时有如下的问题，振动器的宽幅变窄，且无法形成用于在音片 型振动器上激励弯曲振动的分割电极。因此，如上所述，通过采用音叉型 振动器，可选择音片型振动器一半左右的长度，不过将来还需要制作利用 了压电薄膜等的超小型振动器。但是，在制作这样的超小型振动器时，即 使采用了音叉型振动器，共振频率也会过高，从而无法获得良好的灵敏度。
技术实现思路
由此，本专利技术的主要目的是提供可作为小型、检测灵敏度良好的振动 陀螺仪使用的音叉型振动器、和采用了该音叉型振动器的振动陀螺仪。本专利技术涉及一种音叉型振动器，该音叉型振动器包括多个蜿蜒 (meandering)形状的脚部，其具有一个主面以及另一个主面；基座部， 其设置在多个脚部的纵向的一端侧，并连接多个脚部中的至少两个脚部， 使其在纵向沿相同的方向延伸；以及两个电极，其在多个脚部的一个主面 上沿宽幅方向进行分割而形成。通过对在脚部上形成的电极施加驱动信号，可激励如使音叉型振动体 的脚部开合的振动。这里，将各脚部做成蜿蜒形状，由此即使音叉型振动 器整体小型化，也能够确保保持低共振频率所需的脚部长度。因此，即使 音叉型振动器整体小型化，也能够防止其共振频率变高。在这样的音叉型振动器中，可形成为多个脚部对于基座部对称。通过形成多个脚部对于基座部对称，可获得在基座部两侧脚部延伸的 音叉型振动器。因此，通过在基座部的两侧使脚部振动，可获得更大的检 测信号。另外，从上述基座部进行延伸，在多个上述脚部之间形成有用于中空 地支撑上述振动体的长尺状的支撑部。通过利用支撑部来中空地支撑振动体，可在以开合的方式振动的脚部的结点(node)处支撑振动体。此外，脚部包含振动体，该振动体形成为使两个压电体基板贴合，两 个压电体基板的极化方向被配置成相互反向。另外，脚部可形成为使在厚度方向上极化的压电体基板和非压电体基 板贴合。进而，脚部由非压电体基板和在非压电体基板的一个主面上形成的、 在厚度方向上极化的压电膜构成。压电振动器可构成为利用驱动信号来进行振动，以使脚部开合。因此， 可使两个压电体基板贴合以形成脚部，还可使压电体基板和非压电体基板 贴合以形成脚部。此外，还通过将压电体做成薄膜构造，来实现音叉型振动器的低背化。另外，本专利技术涉及一种振动陀螺仪，该振动陀螺仪包括上述的任一项所述的音叉型振动器；驱动单元，其用于对在音叉型振动器的脚部形成 的电极施加驱动信号；以及检测单元，其用于检测在音叉型振动器的脚部 形成的电极所产生的信号。根据由驱动单元施加的驱动信号进行振动，以使音叉型振动器的脚部 开合，并通过施加旋转角速度，利用检测单元来检测从脚部所形成的电极 输出的与科里奥利力对应的检测信号。因此，利用检测单元所检测的与科 里奥利力对应的检测信号，可知施加给音叉型振动器的旋转角速度。根据本专利技术，即使音叉型振动器小型化也能够防止其共振频率变高。 因此，采用这样的音叉型振动器，可获得小型、具有良好灵敏度的振动陀 螺仪。而且，通过将音叉型振动器的压电体做成薄膜构造，可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种音叉型振动器，包括： 多个蜿蜒形状的脚部，其具有一个主面以及另一主面； 基座部，其设置在多个上述脚部的纵向的一端侧，并连接多个上述脚部中的至少两个脚部，使其在纵向沿相同的方向延伸；以及 两个电极，其在多个上述脚部的一个 主面上沿宽幅方向进行分割而形成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：藤本克己，小池雅人，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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