振动片、振子、物理量传感器以及电子设备制造技术

振动片、振子、物理量传感器以及电子设备。本发明专利技术的目的是提供一种具有进行扭转振动的振动片的高精度的物理量传感器。作为解决手段，振动片具有：第1驱动梁及第2驱动梁，其以扭转振动模式振动，且相互并列地在X轴方向上延伸；支撑部，其结合第1驱动梁及第2驱动梁的一端彼此及另一端彼此；以及第1检测臂及第2检测臂，其在相对于X轴方向垂直的Y轴方向上，分别从第1驱动梁及第2驱动梁延伸，在驱动模式中，第1驱动梁及第2驱动梁在相反的方向上扭转振动，第1检测臂及第2检测臂在Z轴方向上振动，并且，第1检测臂及第2检测臂在相同的方向上振动，在检测模式中，在绕Y轴方向施加了角速度时，第1检测臂及第2检测臂在X轴方向上振动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及振动片、振子、角速度传感器等的物理量传感器以及电子设备。
技术介绍
检测旋转角速度的角速度传感器广泛应用于导航系统、各种装置的姿态控制系 统、摄像机或数码相机的防抖装置等。在这些电子设备中，多使用能够小型化的振动片传感ο以往，作为振动片的角速度传感器公知有如下的角速度传感器，该角速度传感器 为振子，该振子具有进行驱动振动的振动单元、和检测通过旋转产生的检测振动的检测单 元，该振子检测Z轴旋转系的角速度，其中该Z轴旋转系形成为多个振动系在相对于旋转轴 Z交叉的规定面内延伸(参照专利文献1)。但是，专利文献1的角速度传感器是能够检测垂直的旋转轴、即Z轴旋转系的振 动分量的传感器，对要求多个检测轴的设备，需要使传感器立起来安装，使传感器器件大型 化。因此，作为检测相对于振子面平行的旋转轴的角速度传感器，公知有如下的角速 度传感器使连接设置在以扭转振动模式绕与旋转轴交叉的扭转中心轴驱动的驱动部上的 检测部进行扭转旋转振动，检测由基于旋转运动的哥氏力产生的检测部的横弯曲振动，并 检测角速度(参照专利文献2)。专利文献日本特开平1H81372号公报日本特开2007-212；355号公报但是，即使是上述的专利文献2的角速度传感器，也由于扭转振动使在端部上具 备的检测臂在Z方向上振动，因此由于振子的尺寸精度、即所谓的加工误差，产生振动泄 漏，输出非基于角速度的信号，从而引起检测精度的下降。因此，要提供在振子的面内具有旋转轴，并且振动泄漏少且精度高的角速度传感 器(物理量传感器)。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题的至少一部分而提出的，可以作为以下的实施方式或 应用例来实现。本应用例的振动片，是通过与由角速度产生的哥氏力相应的效应，检 测旋转运动的振动片，该振动片的特征在于，具有驱动梁，其具有以扭转振动模式振动，且 以延伸方向相互平行的方式配置的第1梁和第2梁；支撑部，其结合所述第1梁和所述第2 梁的两端；以及一个以上的检测臂，其相对于所述驱动梁的延伸方向垂直，并从所述第1梁 的侧面及所述第2梁的侧面，向离开另一方的梁的方向延伸出并检测旋转运动，从所述第1 梁延伸出的所述检测臂的延伸轴与从所述第2梁延伸出的所述检测臂的延伸轴为大致同一轴。并且，作为其他方式，本应用例的振动片的特征在于，具有驱动梁，其具有以扭转 振动模式振动，且相互并列地在第1方向上延伸的第1梁和第2梁；支撑部，其结合所述第1 梁及所述第2梁的一端彼此及另一端彼此；以及在平面视图中相对于所述第1方向垂直的 第2方向上分别从所述第1梁及所述第2梁延伸出的检测臂，在驱动模式中，所述第1梁及 所述第2梁在相反的方向上扭转振动，各个所述检测臂在包含所述第1方向及所述第2方 向的平面的法线方向上振动，并且，从所述第1梁延伸出的所述检测臂与从所述第2梁延伸 出的所述检测臂在相同的方向上振动，在检测模式中，在绕所述第2方向施加了角速度时， 所述检测臂在所述第1方向上振动。并且，作为其他的方式，在本应用例的振动片中，所述第1梁的所述检测臂向所述 第2梁侧的相反侧延伸，并且，所述第2梁的所述检测臂向所述第1梁侧的相反侧延伸。根据本应用例，从进行扭转振动的梁延伸出的检测臂上施加有面外方向的弯曲振 动。该检测臂上由于旋转运动、即施加角速度而产生的哥氏力，产生面内振动。但是，由于 检测臂自身上不具有激励部件，因此不会发生由于制造能力(误差)产生的检测臂截面形 状中的偏差所引起的机械耦合。即、在没有施加旋转角速度的状态下，检测臂可以准确地输 出角速度=0。因此，可以进行更准确的角速度检测。并且，由于第1梁和第2梁在相反的方向上扭转振动，因此在支撑部上，使支撑部 旋转的力矩被抵消而总和成为零。因此，可以抑制支撑部的旋转方向的负载，并使固定在封 装体上的固定质量稳定。在上述应用例的振动片中，其特征在于，所述第1梁及所述第2梁的 扭转振动模式在同一梁内具有两个以上的扭转振动部，相邻的振动部的扭转振动模式为异 相。并且，作为其他方式，在上述应用例的振动片中，其特征在于，所述第1梁及所述 第2梁分别具有在同一梁内扭转振动模式不同的第1区域和第2区域，在所述第1区域及 所述第2区域中各设有所述检测臂，并且，在所述驱动模式中，设在所述第1区域中的所述 检测臂与设在所述第2区域中的所述检测臂在相反的方向上振动。根据上述应用例，关于因检测臂中产生的哥氏力所引发的面内振动而产生的电 荷，在异相的情况下与各振动模式对应的检测臂的面内振动模式成为逆相，通过对所检测 出的电荷进行差动放大，可以消除加速度分量。由此，例如在搭载于便携设备的情况下，可 以排除施加给设备的振动等的加速度分量，可以准确地仅提取角速度分量，因此可以进行 更准确的角速度检测。在上述应用例的振动片中，其特征在于，所述振动片为石英。根据上述应用例，可以得到温度特性良好的小型/薄型的振动片。本应用例的振子的特征在于，安装了在上述应用例中记载的振动片。并且，作为其他方式，本应用例的振子的特征在于，具有应用例1至应用例3中的 任一例所述的振动片；以及收纳所述振动片的封装体。根据上述应用例，例如可以得到对在薄型的面内方向上具有旋转轴的旋转进行检 测的、作为角速度传感器的振子。本应用例的物理量传感器的特征在于，具有应用例1至应用例3中的任一例所述的振动片。根据上述应用例，例如可以得到对在薄型的面内方向上具有旋转轴的旋转进行检 测的、作为物理量传感器的角速度传感器。本应用例的电子设备，其特征在于，具有应用例1至应用例3中的任一 例所述的振动片。根据上述应用例，可以得到起到上述应用例中记载的效果的电子设备。 附图说明图1是示出第1实施方式的概略立体图。图2中的(a)是说明第1实施方式的动作的概略立体图，(b)是主视图。图3中的(a)是说明第1实施方式的动作的概略立体图，(b)是主视图。图4是说明振动片的支撑部中的力矩的示意图。图5中的(a)是示出第1实施方式的电极膜的结构的示意立体图，(b)、(c)是向 视图。图6是示出第2实施方式的概略立体图。图7中的(a)是说明第2实施方式的动作的平面图，(b)、(c)是检测臂部截面图。图8是示出第2实施方式的另一实施例的概略立体图。图9是示出实施方式的制造过程的流程图。图10是示出实施方式的制造方法的截面图。图11是安装了第2实施方式的另一实施例的截面图。附图标记说明11 作为第1梁的第1驱动梁12 作为第2梁的第2驱动梁21、22:支撑部31 第1检测臂32 第2检测臂100 振动片具体实施例方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。(第1实施方式)图1是示出本实施方式的振动片的概略立体图。振动片100例如是由压电材料形 成，不过在本实施方式中，根据由石英基板形成的振动片100来进行说明。振动片100是由 Z切型的基板形成，其中Z切型将称为石英的电气轴的X轴、称为机械轴的Y轴以及称为光 学轴的Z轴中的X轴和Y轴作为平面方向进行切出而成。振动片100具有在X轴方向(第1方向)上平行延伸的第1驱动梁11和第2驱 动梁12 ；在各驱动梁11、12的两端具有的支撑部21和支撑部22 ；从各驱动梁11、12的中 央沿着Y轴方向(第2方向)向另一方的驱动梁侧的相反侧延伸出(伸长)的第1检测臂 3本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种振动片，其特征在于，该振动片具有：驱动梁，其具有以扭转振动模式振动，且相互并列地在第１方向上延伸的第１梁和第２梁；支撑部，其结合所述第１梁及所述第２梁的一端彼此及另一端彼此；以及在平面视图中相对于所述第１方向垂直的第２方向上分别从所述第１梁及所述第２梁延伸出的检测臂，在驱动模式中，所述第１梁及所述第２梁在相反的方向上扭转振动，各个所述检测臂在包含所述第１方向及所述第２方向的平面的法线方向上振动，并且，从所述第１梁延伸出的所述检测臂与从所述第２梁延伸出的所述检测臂在相同的方向上振动，在检测模式中，在绕所述第２方向施加了角速度时，所述检测臂在所述第１方向上振动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：押尾政宏，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP