專利名稱：角速度傳感器及電子機器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于例如攝像機的手抖檢測或虛擬現(xiàn)實
(virtual reality)裝置中的動作沖企測、汽車導(dǎo)4元系統(tǒng)中的方向4企測 等的角速度傳感器，尤其涉及一種具備三個振子臂的三音叉型的角 速度傳感器。
背景技術(shù)：
以往，作為民用的角速度傳感器， 一種所謂的振動型陀螺儀傳 感器被廣泛使用，其將振子通過規(guī)定的共振頻率進行振動，并通過 ^使用壓電元件等對由于角速度的影響而產(chǎn)生的哥氏力(Coriolis force)進行檢測，從而檢測角速度。振動型陀螺儀傳感器具有簡單 的機構(gòu)，短的起動時間、可低廉制造的優(yōu)點，其被安裝在例如，攝 像機、虛擬現(xiàn)實裝置、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等的電子機器中，并在分別進 行手抖檢測、動作檢測、方向檢測等時將其作為傳感器被使用。
振動型陀螺儀傳感器伴隨著被安裝的電子機器的小型化、高性 能化，也一皮要求小型化、高性能化。存在以下要求例如，由于電 子機器的多功能化，和用于其他用途的各種傳感器配合并被安裝在 同一集合基板上，并實現(xiàn)小型化。一^:為以下這種技術(shù)(例如，參 照專利文獻l):在進行該小型化的基礎(chǔ)上，使用硅(Si)等的單結(jié) 晶基板和在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域所使用的薄膜形成工藝以及光刻技術(shù) 來形成構(gòu)造體，并^f吏用^皮稱為MEMS的加工才支術(shù)。 在下面的專利文獻l中公開了一種懸臂梁型角速度傳感器，其 在構(gòu)成振子的單一臂部的一個表面上通過壓電膜分別形成有激勵 用的驅(qū)動電極和角速度檢測用的檢測電極。該角速度傳感器沿與壓 電膜的形成面相垂直方向激勵臂部，并將與壓電膜的形成面相平行 的方向的振動成分作為角速度的檢測方向。
而且，在下面的專利文獻2中/>開了一種音叉型的角速度傳感 器，其在構(gòu)成振子的兩個臂部的各自 一個表面上通過壓電膜分別形 成有激勵用的驅(qū)動電極和角速度檢測用的檢測電極。該角速度傳感 器沿與壓電膜的形成面水平的方向激勵臂部，并將向與壓電膜的形 成面相垂直的方向的振動作為角速度的檢測方向。此外，在下面的 專利文獻3中公開了 一種包括三個構(gòu)成振子的剖面為三角形狀臂部 的三音叉型的角速度傳感器，將這些臂部的排列方向作為激勵方 向，并將與此相垂直的方向的振動作為角速度沖企測方向。
專利文獻1:日本特開2005-241382號公報
專利文獻2:日本特開2006-17569號/>報
專利文獻3:日本特開2001-124561號公才艮
但是，在上述專利文獻l中所記述的懸臂梁構(gòu)造的角速度傳感 器中存在以下問題當臂部的激勵時，在該臂部的^^艮部位上發(fā)生轉(zhuǎn) 距，并通過將由于該原因而引起的振動傳遞到支撐臂部的基部，從 而使角速度檢測特性劣化。
而且，在上述專利文獻2、 3所記述的音叉型的角速度傳感器 中，由于作為基本模式的各臂部的激勵狀態(tài)是以沿壓電膜的形成面 的方向進行激起振動的狀態(tài)，所以基于壓電膜的激起振動的剛心位 于從振子的重心偏離的位置。因此，當由于干擾信號的重疊產(chǎn)生驅(qū) 動頻率偏移時，共振狀態(tài)的振子的振動面易于偏離。其結(jié)果是，即
使在不產(chǎn)生角速度的狀態(tài)下，由于檢測輸出產(chǎn)生變動，從而有噪聲 會顯著增加的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，目的在于提供一種可抑制向支撐臂部的 基板的振動泄漏，并對噪聲抵抗強的角速度傳感器及安裝其的電子 機器。
并且，本發(fā)明進一 步提供了 一種可以避免由于沖擊等的加速度 成分而引起產(chǎn)生噪聲的角速度傳感器及電子機器。
為了解決上述問題，本發(fā)明的角速度傳感器包括基部；三個 臂部，從上述基部一體地沿大致同一方向延伸；壓電膜，形成在上 述各臂部的一個表面上；驅(qū)動電極，用于激勵，形成在上述三個臂 部中的至少位于外側(cè)的兩個臂部的上述壓電膜上；以及4企測電才及， 用于角速度檢測，形成在上述三個臂部中的至少位于中央的臂部的 上述壓電月莫上，其中，上述三個臂部中位于外側(cè)的兩個臂部以同相 進行激勵，位于中央的臂部以和位于上述外側(cè)的兩個臂部反相進行 激勵，同時，上述驅(qū)動電才及對上述臂部沿和上述壓電膜的形成面相 垂直的第 一方向進行激勵，上述4企測電才及對沿與上述臂部的上述壓 電膜的形成面相平行的第二方向的振動進行檢測。
所述三個臂部構(gòu)成音叉型的振子。在這三個臂部中、位于外側(cè) 的兩個臂部中，通過當對驅(qū)動電極施加驅(qū)動頻率的交流信號時所產(chǎn) 生的壓電膜的反壓電效應(yīng)，激起成為基本模式的振動。而且，在這 三個臂部中、位于中央的臂部上所形成的沖企測電才及通過壓電膜的壓 電效應(yīng)，對與產(chǎn)生角速度時所發(fā)生的振動面相垂直的方向的振動成 分進行檢測，并將其作為角速度信號進行輸出。
因此，在本發(fā)明中，位于外側(cè)的兩個臂部以同相的方式同時進 行激勵，位于中央的臂部以與所述兩個臂部反相的方式進行激勵。 通過該構(gòu)成，在各臂部間產(chǎn)生基于振動的轉(zhuǎn)距。在位于外側(cè)的一側(cè) 的臂部和中央的臂部之間所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距、和在位于外側(cè)的另一側(cè)的 臂部和中央的臂部之間所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距互為相反的方向。其結(jié)果可以
大幅度降4氐向基部傳遞的4展動。
此時，通過將位于中央的臂部的形成寬度形成為大于位于外側(cè) 的兩個臂部的形成寬度，從而通過由中央的臂部的振動所產(chǎn)生的轉(zhuǎn) 距來完全抵消由外側(cè)臂部的振動所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距。此外，通過在位于 中央的臂部上設(shè)置振動《垂部也可以獲得相同的效果。
而且，在本發(fā)明中，由于將臂部沿與壓電膜的形成面相垂直的 第一方向進行激勵，并將與臂部的壓電膜的形成面相平行的第二方 向的振動作為角速度信號的檢測方向，所以使基于壓電膜的激起振 動的剛心和臂部的重心相 一致，并實現(xiàn)臂部的激勵方向比4企測方向 穩(wěn)定的振動模式，且振動模式相對于基于干擾的驅(qū)動頻率的變動，
難以乂人激勵方向向4企測方向遷移。由此，可以構(gòu)成抗干4尤強的角速 度傳感器，并可穩(wěn)定地獲得高精度的輸出特性。
此時，三個臂部的上述第一方向上的共"t展頻率分別"i更定為一 致，同時，三個臂部的上述第二方向上的共振頻率中，僅將位于中 央的臂部的共振頻率i殳定為上述第 一方向上的共振頻率附近，從而 可以提高基于在位于該中央的臂部上形成的檢測電極的角速度信 號的檢測精度。
本發(fā)明其他方面涉及的角速度傳感器包括第一臂部，具有第 一驅(qū)動電才及，并通過壓電驅(qū)動沿第一方向進4于激勵；第二臂部，具 有第二驅(qū)動電極，設(shè)置成沿上述第一臂部的長度方向延伸，且通過 壓電驅(qū)動以與上述第一臂部同相位沿上述第一方向進4亍激勵；第三
臂部，具有對作用在與上述第一方向及上述長度方向正交的第二方 向上的哥氏力進行檢測的檢測電極，上述第三臂部被設(shè)置為在上述 第一臂部及上述第二臂部之間沿上述長度方向延伸，并通過上述第 一臂部及上述第二臂部的激勵的反作用以和上述第一臂部及上述 第二臂部的振動的反相位進行激勵；以及基部，用于支撐上述第一 臂部、上述第二臂部及上述第三臂部。
當對第 一及第二驅(qū)動電極施加作為驅(qū)動信號的交流信號時，第 一及第二臂部為一體，且以規(guī)定的基本模式的振動數(shù)進行激勵。第 三臂部通過第 一及第二的臂部振動時的反作用來進行振動。當?shù)谌?臂部振動時，若向角速度傳感器施加外力，則通過檢測電極檢測哥 氏力，乂人而對角速度進行才全測。
在本發(fā)明中，基于第一臂部及第三臂部所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距、和基于 第二臂部及第三臂部所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距互成反方向。因此，可以大幅度
地降低從第一 ~第三臂部向基部傳遞的振動(振動泄漏)。
在本發(fā)明中，上述基部包括支撐部，用于支撐上述第一臂部、 上述第二臂部及上述第三臂部；固定部，包括用于對上述第一驅(qū)動 電極、上述第二驅(qū)動電4及及上述一企測電才及進行外部連4^的外部連掮: 端子，上述固定部在上述第二方向上以第一寬度形成；以及連4妄部， 與上述支撐部和上述固定部連接，并在上述第二方向上以比上述第 一寬度小的上述第二寬度形成。
在本發(fā)明中，由于連接部的寬度小于固定部的寬度，所以連接 部成為緩沖材料，且第一、第二及第三的臂部(下面，存在被稱為 各臂部的情況)的振動難以向固定部進4亍傳遞。在這種情況下，典 型的為各臂部及基部的厚度實質(zhì)相同。但是，在本發(fā)明中，即使各 臂部及基部的厚度不相同，將連接部的體積i殳計得小于固定部的體
積即可。即，固定部及緩沖部的寬度，未必以上述第一及第二寬度 的方式進行指定。
即，具有三個臂部的音叉型的振子、即本發(fā)明涉及的角速度傳 感器包括多個振動系統(tǒng)。在該多個振動系統(tǒng)中，作為振動泄漏的對 策而引起注意的振動系統(tǒng)是兩個。該第 一振動系統(tǒng)是基于各臂部及 支撐部的振動系統(tǒng)。該第二振動系統(tǒng)是基于各臂部、支撐部及連接 部的振動系統(tǒng)。因此，第二振動系統(tǒng)的共振頻率(第二共振頻率) 小于第一振動系統(tǒng)的共振頻率(第一共振頻率)。其結(jié)果可以抑制 振動泄漏。而且，即使將與第一共振頻率相比接近第二共振頻率的 干擾振動施加在角速度傳感器上，基于該干擾的振動容易被第二振 動系統(tǒng)所吸收，從而可以穩(wěn)定地獲得高精度的輸出特性。
在本發(fā)明中，在由上述第一臂部、上述第二臂部、上述第三臂 部及上述支撐部構(gòu)成的振動系統(tǒng)中，當上述第 一臂部及上述第二臂 部的上述第一方向的第一振動系統(tǒng)的共振頻率為fv,在由上述第一 臂部、上述第二臂部、上述第三臂部、上述支撐部及上述連接部構(gòu)
成的振動系統(tǒng)中，當上述第一方向的第二振動系統(tǒng)的共振頻率為fO 時為(f0/fv) ^1/V^。當fD/fv低于0.25時，需要例》口， 或者將第二寬度較小地設(shè)計，或者將連接部的上述長度方向(各臂 部的長度方向)的長度較長地設(shè)計。即，在這種情況下，連接部為 細小形狀，且通過基于各臂部的振動的加振力、和施加給角速度傳 感器的來自外部的沖擊力，恐怕連4妾部會斷裂。另一方面，當fO/fv 高于1/V^時，不能充分發(fā)揮防止纟展動泄漏的功能。
在本發(fā)明中，上述第一臂部及上述第二臂部以第一共振頻率進 行激勵，上述第三臂部包括比上述第一共振頻率低lkHz 2kHz的 第二共振頻率的l展動系統(tǒng)。當?shù)诙舱耦l率接近共振頻率時，即當 第一及第二共振頻率的差低于lkHz時，基于該第二共振頻率的第 三臂部的振動將成為噪聲。其結(jié)果是，基于檢測電極的檢測精度劣化。當?shù)谝患暗诙舱耦l率的差高于2kHz時，第三臂部的形狀或 者大小等將不在規(guī)定的適當范圍內(nèi)。其結(jié)果是，在第三臂部的第一 及第二方向上的共振頻率的平卩軒劣化，從而招致角速度傳感器的溫
度特性的劣化。
本發(fā)明其他方面涉及的角速度傳感器包括第一臂部，具有第 一驅(qū)動電極，并通過壓電驅(qū)動沿第一方向進行激勵；第二臂部，具 有第二驅(qū)動電極，設(shè)置成沿上述第一臂部的長度方向延伸，且通過 壓電驅(qū)動以和上述第 一臂部的同相位沿上述第 一方向進4亍激勵；第 三臂部，具有第三驅(qū)動電極、以及對作用在與上述第一方向及上述 長度方向相正交的第二方向上的哥氏力進行檢測的檢測電極，上述 第三臂部被設(shè)置為在上述第一臂部及上述第二臂部之間沿上述長 度方向延伸，并通過壓電驅(qū)動以和上述第一^f部及上述第二臂部的 振動的反相位的方式進行激勵；以及基部，用于支撐上述第一臂部、 上述第二臂部及上述第三臂部。
根據(jù)該構(gòu)成，可以大幅度降低從第一 ~第三臂部向基部傳遞的 振動(4展動泄漏)。
在該角速度傳感器中，上述第三臂部包括第一檢測電極；以 及第二檢測電極，相對于上述第三臂部的上述第一方向的軸心，被
配置在與上述第一檢測電極相對稱的位置上，其中，上述第一檢測 電極和上述第二檢測電極作為上述檢測電極，上述第一臂部包括用 于對作用在該第一臂部的哥氏力進行檢測的第三檢測電極，上述第 二臂部包括用于對作用在該第二臂部的哥氏力進行檢測的第四才全 測電極，上述角速度傳感器還包括控制部，其分別計算來自上述 第 一檢測電極的輸出信號和來自上述第三檢測電極的輸出信號的 第一和信號、以及來自上述第二檢測電極的輸出信號和來自上述第 四才全測電才及的輸出信號的第二和信號，并將上述第一和信號和上述 第二和信號的差信號作為角速度信號進行檢測。
由此，通過將第一和信號和第二和信號之間的差信號(或稱"差 分信號")作為角速度信號進行檢測，從而當向該角速度傳感器施 加沖擊等的加速度時，由于該角速度信號相抵消，所以可以避免由 于加速度成分而引起產(chǎn)生噪聲。
本發(fā)明涉及的電子機器包括主體；以及配置在所述主體內(nèi)的角 速度傳感器，其中，上述角速度傳感器包括第一臂部，具有第一 驅(qū)動電4及，并通過壓電驅(qū)動沿第一方向進行激勵；第二臂部，具有 第二驅(qū)動電極，設(shè)置成沿上述第一臂部的長度方向延伸，且通過壓 電驅(qū)動以與上述第 一臂部同相位沿上述第 一方向進4亍激勵；第三臂 部，具有對作用在與上述第一方向及上述長度方向正交的第二方向 上的哥氏力進行檢測的檢測電極，上述第三臂部被設(shè)置為在上述第 一臂部及上述第二臂部之間沿上述長度方向延伸，并通過上述第一 臂部及上述第二臂部的激勵的反作用、以和上述第一臂部及上述第 二臂部的振動的反相位進行激勵；以及基部，用于支撐上述第一臂 部、上述第二臂部及上述第三臂部。
本發(fā)明其他方面涉及的電子機器包括主體；以及配置在所述 主體內(nèi)的角速度傳感器，其中，上述角速度傳感器包括第一臂部， 具有第一驅(qū)動電;fe,并通過壓電驅(qū)動沿第一方向進^f于激勵；第二臂 部，具有第二驅(qū)動電極，設(shè)置成沿上述第一臂部的長度方向延伸， 且通過壓電驅(qū)動以和上述第一^f部同相4立的方式沿上述第一方向 進行激勵；第三臂部，具有第三驅(qū)動電極、以及對作用在與上述第 一方向及上述長度方向相正交的第二方向上的哥氏力進4于一企測的 才全測電極，上述第三臂部,皮設(shè)置為在上述第一臂部及上述第二臂部 之間沿上述長度方向延伸，并通過壓電驅(qū)動以和上述第一臂部及上 述第二臂部的振動的反相位的方式進行激勵；以及基部，用于支撐 上述第一臂部、上述第二臂部及上述第三臂部。
如上所述，^f艮據(jù)本發(fā)明，可以構(gòu)成一種角速度傳感器，其可以 抑制向基部傳遞各臂部的振動，并可實現(xiàn)穩(wěn)定的加速度4企測動作， 同時，較強地抵抗干擾。


圖l是本發(fā)明的第一實施例的角速度傳感器的概略的構(gòu)成圖2是圖1中的[2]-[2]線方向的主要部分的剖面圖3是用于說明圖1的角度速傳感器的作用的臂部的主要部分 的正—見圖4是在圖1的角速度傳感器中，外側(cè)臂部的頻率比和振動方 向的偏差之間關(guān)系的示意圖5是本發(fā)明的第二實施例的角速度傳感器的概略的構(gòu)成圖6是本發(fā)明的第三實施例的角速度傳感器的概略的構(gòu)成圖7是本發(fā)明的第四實施例的角速度傳感器的概略的構(gòu)成圖8是圖7的角速度傳感器中的凸起位置和振動泄漏量之間關(guān) 系的示意圖9是本發(fā)明的第五實施例的角速度傳感器的概略的構(gòu)成圖10是本發(fā)明的第六實施例的角速度傳感器的概略的構(gòu)成圖11是在第一實施例的角速度傳感器中，向臂部(振子)的 根部位傳遞的振動泄漏量、和向安裝基板的振動泄漏量之間關(guān)系的 示意圖12是在第一、第五及第六的各實施例的角速度傳感器中， 將臂部的根部位的振動泄漏量進行比較的示意圖13是本發(fā)明的第七實施例的角速度傳感器的概略的構(gòu)成圖14是在圖13的角速度傳感器中，包括臂部的振動系統(tǒng)的共 4展頻率和向固定部傳遞的才展動量之間關(guān)系的示意圖15是圖13的角速度傳感器的頻率特性的一例的示意圖16是本發(fā)明的第八實施例的角速度傳感器的概略的構(gòu)成圖17是用于說明圖16的角速度傳感器的作用的臂部的主要部 分的正一見圖18是用于說明作用于圖16的角度速傳感器的加速度方向的 說明圖19是作為與圖16的角速度傳感器相對比較例而加以說明的 其他角速度傳感器的概略的構(gòu)成圖20是對圖18的角速度傳感器和圖19的角速度傳感器施加 角速度時的輸出特性比較的示意圖21是如圖13所示的角速度傳感器10G的典型的大小的示意
圖22是表示當各臂部的長度為1900pm時的、L和頻率比 (fD/fV )之間關(guān)系、以及向L和固定部傳遞的振動量之間的關(guān)系的 圖表；
圖23是本發(fā)明的第九實施例的角速度傳感器的概略的構(gòu)成圖24是將數(shù)碼照相機作為安裝有上述角速度傳感器的電子機 器的例子進行表示的概略的立體圖25是表示該數(shù)碼照相機的構(gòu)成的框圖26是示出如圖21或者圖23所示的角速度傳感器的現(xiàn)實的 典型例的平面圖27是本發(fā)明的第十實施例的角速度傳感器的概略的構(gòu)成圖28是表示當對本發(fā)明的第十實施例中的角速度傳感器、和 將a-b作為角速度信號進行檢測的角速度傳感器分別施加加速度時 的、輸出結(jié)果的圖表；
圖29是本發(fā)明的第十一實施例的角速度傳感器的概略的構(gòu)成
圖30是本發(fā)明的第十二實施例的角速度傳感器的概略的構(gòu)成 圖；以及
圖31是本發(fā)明的第十三實施例的角速度傳感器的概略的構(gòu)成圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的各實施例進行說明。此外，本發(fā)明 并不4義限于下面的各實施例，基于本發(fā)明的沖支術(shù)思想可以有各種變形。
(第一實施例)
圖1是表示本發(fā)明的第 一實施例的角速度傳感器IOA的概略的 構(gòu)成的底面圖。本實施例的角速度傳感器IOA包括基部11;以及 乂人該基部11大致向同一方向(y軸方向) 一體延伸且剖面為四角形 狀的三個臂部12A(第一臂部)、12B(第三臂部)、12C(第二臂部)。 y軸方向為這三個臂部12A、 12B、 12C的長度方向。這些基部11 及臂部12A ~ 12C由石圭片等的不具有壓電特性的單晶基4反切成^L定 形狀，并在一個表面上通過形成有后述的壓電功能層和各種引線部 來構(gòu)成角速度傳感器IOA。此外，該角速度傳感器IOA的大致大小 為z軸方向的寬度為約lmm、 y軸方向的全長為約3mm、 z軸方 向的厚度為約0.3mm。
臂部12A~ 12C構(gòu)成角速度傳感器10A的振子。雖然在本實施 例中，將各臂部12A 12C例如分別以相同的臂長、形成寬度、形 成厚度來形成，但是當然并不僅限于此。在后面的說明中，在這三 個臂部12A ~ 12C中，位于外側(cè)的兩個臂部12A及臂部12B分別稱 為外側(cè)^,部12A、 12B，將^f立于中央的^"部12C稱為中央臂部12C。
圖2是圖1中的[2]-[2]線方向的剖面圖，圖2示出了各臂部 12A~ 12C的剖面形一犬。在外側(cè)臂部12A、 12B的一個表面上分別 形成有壓電功能層15A、 15B。壓電功能層15A、 15B包括形成 在外側(cè)臂部12A、 12B上的基層電極膜17a和17b、形成在該基層 電才及月莫17a、 17b上的壓電月莫16a和16b、形成在該壓電月莫16a、 16b 上的驅(qū)動電極13a (第一驅(qū)動電極)和13b (第二驅(qū)動電極)。
另一方面，在中央臂部12C的一個表面上形成有壓電功能層 15C。壓電功能層15C包括形成在中央臂部12C上的基層電極膜 17c;形成在該基層電才及膜17c上的壓電力莫16c;形成在該壓電膜16c 上的參考電極13c及才企測電才及14a (第一4企測電極)、14b (第二檢 測電極)。檢測電極14a、 14b分別形成在相對于配置在中央臂部12C 的軸心上的參考電極13c對稱的位置上。
在此，基層電極膜17a ~ 17c由在Si基板上通過濺射法形成的 Ti (鈦)和Pt (白金)的積層膜構(gòu)成，在壓電功能層15A ~ 15C中， 作為共通的電極膜形成在臂部12A~ 12C間。壓電膜16a ~ 16c是通 過在氧氣環(huán)境中，將例如，PZT (鋯鈦酸鉛)的靶材進行RF濺射 而開j成6勺。馬區(qū)動電才及13a和13b、參考電才及13c、才企觀'J電才及14a、 14b 是通過使用光刻4支術(shù)將形成在壓電膜16a~ 16c上的Pt膜制作圖案 為各電極形狀而形成的。電極圖案形成后，通過將壓電膜16a 16c 以配合上述電才及形狀的方式也制作圖案。
角速度傳感器10A由IC電路元件等的控制部31A驅(qū)動控制。 各臂部12A~ 12C的基層電極膜17a ~ 17c分別連接于控制部31A 的Vref端子。Vref端子構(gòu)成為作為基準電極的接地(ground )端子。 外側(cè)臂部12A、 12B上的驅(qū)動電極13a、 13b分別連接于控制部31A 的GO端子，且輸入由自激振蕩電^各32所生成的驅(qū)動信號。而且， 用于檢測中央臂部12C的振動特性的參考電極13c連接于Gl端子， 才企測電才及14a、 14b分別連4妄于Ga、 Gb端子。Ga、 Gb、 Gl端子連 接于運算電路33,運算電路33將參考電極13c的輸出作為驅(qū)動用 信號反饋給自激振蕩電路32,并將檢測電極14a、 14b的差信號作 為角速度信號輸出給檢波電路36。由檢測電路36進行信號處理后 的檢測信號在被提供給平滑電路37后，被作為角速度信號進行處 理。
此外，雖然未詳述，但是角速度傳感器IOA相對于控制部31A 進行的連接是通過未圖示的安裝基板而進行的。在本實施例中，相 對于將構(gòu)成控制部31A的IC元件進行安裝的安裝基板，角速度傳 感器IOA被進行倒裝片安裝。用于倒裝片安裝的多個凸起(bump) 形成于角速度傳感器10A的基部11。在基部11的安裝面上形成有 在各臂部12A-12C的壓電功能層15A-15C和上述多個凸起之間 進行電連接的引線部(未圖示)。圖3A、圖3B示出了當角度速傳感器IOA進行動作時的各臂部 12A-12C的振動形態(tài)。向外側(cè)臂部12A、 12B上的各個驅(qū)動電極 13a、 13b輸入共通的驅(qū)動信號。由此，如圖3A、圖3B所示，通 過壓電膜16a、 16b的反壓電效應(yīng)，外側(cè)臂部12A、 12B相對于壓 電功能層15A、 15B(壓電月莫16a、 16b)的膜面沿垂直方向以同相 進行激勵。
中央臂部12C接受外部臂部12A、 12B的振動的反作用，并沿 同樣的z軸方向以相對于外側(cè)臂部12A、12B反相的方式進行振動。 此時，參考電4及13c及4企測電才及14a、 14b通過壓電膜16c的壓電 效應(yīng)，對臂部12C的振動特性進行電^r測，將通過參考電極13c所 檢測的參考信號反饋給控制部31A內(nèi)的自激振蕩電路32，將通過 檢測電極14a、 14b所檢測的檢測信號的差信號作為角速度信號進 行處理。當未施加角速度時，檢測電極14a、 14b的差信號原理上 來i兌為0。
另一方面，在這種狀態(tài)下，若繞y軸方向的周圍作用角速度， 則在各臂部12A、 12B上產(chǎn)生哥氏力，并生成將各臂部12A-12C 沿與壓電功能層15A~ 15C的形成面相平行的方向(x軸方向)進 4亍振動的成分。該振動成分利用中央臂部12C上的壓電膜16c的壓 電效應(yīng)由才全測電4及14a、 14b來4企測，并基于該差信號來才企測角速 度的大小禾口方向。
在本實施例中，各臂部12A-12C的動作頻率、即基本模式時 的z軸方向共振頻率(下面，稱為"縱共振頻率"。)fv纟皮分別i殳定 為同一頻率。而且，角速度的4企測頻率、即各^f部12A~ 12C的x 軸方向的共振頻率(下面，稱為"橫共振頻率"。)fh僅對于中央臂 部12C的4黃共纟展頻率fh纟皮:沒定為纟從共4展頻率fv的附近。外側(cè)^f部 12A、 12B的橫共振頻率fh被設(shè)定為從縱共振頻率fv偏離數(shù)百~數(shù) 千Hz的不同頻率。
如上所述，在本實施例的角速度傳感器IOA中，當在基本模式 中振動時，外側(cè)臂部12A、 12B以同相進行激勵，中央臂部12C以 與外側(cè)臂部12A、 12B反相地進行激勵。而且，即使當角速度檢測 時，中央臂部12C的振動方向也與外側(cè)臂部12A、 12B的振動方向 相反。因此，根據(jù)本實施例，在各臂部12A-12C之間產(chǎn)生基于振 動的4爭矩。在一側(cè)的外側(cè)^,部12A和中央,,部12C之間產(chǎn)生的壽爭 矩、和另一側(cè)的外側(cè)^f部12B和中央^f部12C之間產(chǎn)生的4爭矩相互 成反方向。其結(jié)果可以大幅度降^/f專遞到基部11的凈展動。由此， 可以抑制向支撐臂部12A~ 12C的基部11的振動泄漏，并可防止角 速度4企測特性的劣化。
而且，在本實施例的角速度傳感器IOA中，由于將基于驅(qū)動電 才及13a、 13b的各臂部12A-12C的激勵方向以相對于壓電功能層 15A~ 15C的形成面成垂直方向(z軸方向)進4亍i殳定，所以與該才全 測方向(x軸方向)不同，可以通過本來穩(wěn)定的振動才莫式來進行振 動。即，通過壓電膜16a、 16b的振動激振的剛心和臂部12A、 12B 的重心相一致，與相^t于壓電功能層15A、 15B的形成面平4于的第 二方向(x軸方向)相比，沿相對于壓電功能層15A、 15B的形成 面垂直的第一方向(z軸方向)，^"部12A、 12B的激厲力更為容易。 因此，即4吏相對于干4尤重疊的驅(qū)動頻率的變動，可以承卩制向所述第 二方向的振動遷移，并可維持穩(wěn)定的基本才莫式。由此，可以構(gòu)成抗 干擾強的角速度傳感器，并可穩(wěn)定地獲得高精度的輸出特性。
并且，在本實施例中，由于僅將關(guān)于中央臂部12C的橫共振頻 率fhi殳定為縱共4展頻率fv的附近，并將關(guān)于外側(cè)臂部12A、 12B 的才黃共振頻率fh i殳定為遠離縱共振頻率fv，所以可以實現(xiàn)4是高角 速度的檢測精度的同時，可以實現(xiàn)在外側(cè)臂部12A、 12B的基本動 作模式時的振動方向的穩(wěn)定化。
此夕卜，越將外側(cè)臂部12A、 12B的橫共振頻率fh遠離該縱共振 頻率fv進行設(shè)計越可控制振動方向的偏差。圖4示出了當將I fV-fh I的值設(shè)定為Af時，Af/fv的大小和激勵時的臂部的振動方向 的偏差(3 a )之間的關(guān)系。如圖4可知Af越大，即，越以從fV 遠離的方式i殳定fh，越可以實現(xiàn)臂部的振動方向的穩(wěn)定化。尤其， 在本實施例中，當Af/fv為0.1時，可以爿奪才展動方向的偏差4中制到 大致為0。
(第二實施例)
圖5示出了本發(fā)明的第二實施例的角速度傳感器10B的構(gòu)成。 此外，在圖5中對與上述第一實施例相對應(yīng)的部分標注了相同的符 號，并省略對其的詳細說明。
本實施例的角速度傳感器10B在中央臂部12c的壓電功能層 15B的構(gòu)成中未形成參考電極這點上與上述第一實施例不同。在本 實施例中，通過加法器和差動》文大器來構(gòu)成控制部41B內(nèi)的運算電 路33,并通過上述加法器對一對檢測電極14a、 14b的和信號進行 運算并反々貴給自激:振動電^各32 ，并將一對才企測電才及14a、 14b的差 信號輸出給檢波電路36，且作為角速度信號進行處理。
在上述這樣構(gòu)成的本實施例的角速度傳感器10B中可以獲得 與上述第一實施例相同的作用效果。
(第三實施例)
圖6示出了本發(fā)明的第三實施例的角速度傳感器10C的構(gòu)成。 此外，在圖6中對與上述第一實施例相對應(yīng)的部分標注了相同的符 號，并省略對其的詳細i兌明。
本實施例的角速度傳感器IOC在以下這點上與上述第一實施 例不同在形成于中央臂部12C上的一對;險測電才及14a、 14b的基 礎(chǔ)上還增加了在外側(cè)臂部12A、 12B上分別形成的一個^^企測電^1 14c、 14d。此外，中央臂部12C與上述第二實施例構(gòu)成相同。
4企測電才及14c作為形成在一側(cè)(在圖6中為左側(cè))的外側(cè)>霄部 12A上的壓電功能層15A，而形成在靠近驅(qū)動電才及13a的中央臂部 12C —側(cè)。而且，才企測電極14d作為形成在另 一側(cè)(在圖6中為右 側(cè))的外側(cè)臂部12B上的壓電功能層15B,而形成在靠近驅(qū)動電^L 13b的中央臂部12C—側(cè)。沖企測電極14a、 14b、 14c、 14d分別連 接于控制部31C的Ga端子、Gb端子、Gc端子、Gd端子。
如上所述，由于不^f又在中央^,部12C上還在外側(cè)^"部12A、12B 上設(shè)置有檢測電極，所以可以提高角速度信號的檢測精度。在這種 情況下，控制部31C內(nèi)的運算電i 各33構(gòu)成為將由(Gd+Gc)-(Gb+Ga )得到的和信號作為驅(qū)動用信號輸出給自激振蕩電路32， 另一方面，將由(Gd+Gb) - (Ga+Gc)得到的差信號作為角速度信 號輸出給沖僉波電^各36。在此，Ga、 Gb、 Gc、 Gd分別表示檢測電極 14a、 14b、 14c、 14d的斗企測孑言號。
(第四實施例)
圖7A示出了本發(fā)明的第四實施例的角速度傳感器10D的相克略 構(gòu)成。此外，在圖7A中對與上述第一實施例相對應(yīng)的部分標注了 相同的f尋號，并省略，于其的詳細i^明。
本實施例的角速度傳感器10D包括用于對未圖示的安裝基板 進4亍^f到裝片安裝的多個凸起20a、 20b、 20c、 20d。這些凸起20a 20d被設(shè)置在基部ll的背面?zhèn)?，且雖然未圖示，但是其通過在該基 部11的背面?zhèn)壬弦黄D案形成的引線部，與臂部12A-12C上的對應(yīng)
的壓電功能層15A-15C進行電連接。即，凸起20a 20d構(gòu)成對 各臂部12A 12C進行信號的輸入輸出用的外部連接端子。此外， 雖然在如圖7A所示的例子中，將凸起數(shù)設(shè)定為4個，但是凸起的 形成數(shù)并不僅限于此。
尤其，在本實施例的角速度傳感器10D上，各凸起20a 20d 在基板11的背面?zhèn)壬?，三個臂部12A~ 12C間振動最小的位置上形 成。如上所述，通過失見定各凸起20a 20d的形成位置，可以抑制 動作時向安裝基4反的l展動泄漏。
圖7B示出了基部11的寬度方向的各位置、和來自臂部12A~ 12C的振動泄漏量之間關(guān)系。如圖7B所示，與各臂部12A-12C 的軸心的延長線上相對應(yīng)的位置的振動泄漏量最大。因此，在本實 施例中，不在這三個臂部12A ~ 12C的軸心的延長線上形成各凸起 20a 20d,即，形成在乂人延長線上偏離的位置上。如圖7所示，優(yōu) 選在l展動泄漏量最小的位置、即臂部間的位置上配置凸起20a~ 20d 。凸起的形成位置和向安裝基板傳遞振動泄漏量之間的關(guān)系如 圖8所示。并可知才艮據(jù)凸起位置振動泄漏量會有大的變化。
(第五實施例)
圖9A示出了本發(fā)明的第五實施例的角速度傳感器10E的相無略 構(gòu)成。此外，在圖9A中對與上述第一實施例相對應(yīng)的部分標注了 相同的符號，并省略對其的詳細i兌明。
本實施例的角速度傳感器10E在將振動錘部設(shè)置在中央臂部 12C的這點上與上述第一實施例不同。雖然在本實施例中，振動錘 部21與中央臂部12C的前端部一體形成，^f旦是沖展動4垂部21的形成 位置并不l又限于此。通過將才展動4垂部21 i殳置在中央臂部12C上， /人而如圖9B所示，中央臂部12C的4展動力可以大于外側(cè)^"部12A、
12B的4展動力。因此，通過最優(yōu)化4展動《垂部21的i殳計，從而可以 通過一個中央^f部12C來消除兩個外側(cè)^,部12A、 12B所產(chǎn)生的才展 動。由此，可以通過力的平衡來消除向臂部12A~ 12C的根部位傳 遞的振動，并可大幅度降^氐向基部11及安裝基4反的振動泄漏。
此外，在本實施例的角速度傳感器IOE中，因為設(shè)置振動錘部 21所以中央臂部12C的共振頻率變j氐，因此，為了4吏三個臂部 12A~ 12C的共纟展頻率一致而^f吏中央臂部12C的臂長短于外側(cè)臂部 12A、 12B的臂長。而且，在本實施例中，由于可以增大外側(cè)臂部 12A、 12B的形成寬度，所以也可以增大驅(qū)動電才及13a、 13b的形成 寬度，并可通過增大臂部的振動振幅而實現(xiàn)提高角速度檢測特性。
(第六實施例)
圖IOA示出了本發(fā)明的第六實施例的角速度傳感器10F的概略 構(gòu)成圖。此夕卜，在圖10A中對與上述第一實施例相對應(yīng)的部分標注 了相同的符號，并省略對其的詳細說明。
本實施例的角速度傳感器IOF在中央臂部12C的形成寬度W2 (第二寬度)大于外側(cè)臂部12A、 12B的形成寬度W1 (第一寬度) 這點上與上述第一實施例不同。通過這才羊的構(gòu)成，如圖IOB所示， 可以4吏中央,^部12C的4展動力大于外側(cè)力,部12A、 12B的振動力。 由此，通過最優(yōu)化中央臂部12C的形成寬度(例如使W2=2W1 )， 乂人而可以通過一個中央^"部12C來消除兩個外側(cè)〃霄部12A、 12B所 產(chǎn)生的纟展動。由此，可以通過力的平4軒來消除向^f部12A-12C的 根部位傳遞的振動，并可大幅度降低向基部11及安裝基板的振動 泄漏。
此外，雖然在本實施例中，將中央臂部12C的臂長與外側(cè)臂部 12A、 12B的臂長相等， <旦是當然并不<又限于此，例如，也可以將
中央臂部12C的臂長設(shè)定得長于外側(cè)臂部12A、 12B的臂長，從而
實現(xiàn)共振頻率的諧調(diào)。
圖11示出了在上述第一實施例中所說明的角速度傳感器中， 向臂部(振子)的根部位傳遞的振動泄漏量和向安裝基板的振動泄 漏量之間關(guān)系的一例。4口圖可知有以下這種傾向向^f部的才艮部^f立 傳遞的4展動泄漏量越大，則向安裝基4反的纟展動泄漏量越大。圖12 示出了將向上述第一、第五及第六的各實施例的構(gòu)成中的臂部的根 部位傳遞的振動泄漏量進行比較的結(jié)果。如圖可知在第一實施例 中的、50nmpp的振動泄漏量在第五實施例中降j氐為15nmpp,在第 六實施例中直至降低為10nmpp。此外，單位中"pp"表示"峰峰 值(peak to peak )"，表示振動振幅的最大值和最小值之間的大小。
(第七實施例)
圖13示出了本發(fā)明的第七實施例的角速度傳感器10G的相無略 構(gòu)成圖。此外，在圖13中對與上述第一實施例相對應(yīng)的部分標注 了相同的符號，并省略對其的詳細i兌明。
本實施例的角速度傳感器10G在支撐三個臂部12A ~ 12C的基 部11的構(gòu)成這點上與上述第一實施例不同。即，在本實施例中， 基部11構(gòu)成為包4舌支撐部22，支撐三個^,部12A-12C;固定部 24,形成有安裝在安裝基板上的多個凸起(外部連接端子)20;以 及緩沖部(連接部)23,形成在支撐部22和固定部24之間。
緩沖部23以小于與基部11的形成寬度相對應(yīng)的支撐部22及 固定部24的形成寬度的寬度而構(gòu)成。即，緩沖部23的第二方向(x 軸方向)的寬度(第二寬度)d2以小于支撐部22及固定部24的寬 度(第一寬度)dl的寬度而形成。由此，可以緩和從構(gòu)成臂部12A~ 12C的才艮部位的支撐部22,向構(gòu)成凸起22的形成區(qū);t或的固定部24
的才展動的傳遞。由此，可以降〗氐向安裝基才反的振動泄漏量并可實現(xiàn) 角速度檢測特性的提高。
在本實施例中，典型為各臂部12A ~ 12C及基部11的厚度(z 軸方向的厚度)實質(zhì)相同。但是，在本實施例中，即使各臂部12A~ 12C及基部11的厚度不同，以將緩沖部23的體積小于固定部24 的體積的方式進行設(shè)計即可。即，固定部24的寬度及緩沖部23的 寬度并不必須限定為dl、 d2也是可以的。
具體而言，對緩沖部23的形成寬度、形成長度、形成厚度等 進行設(shè)定，以便包括三個臂部12A 12C、支撐部22及該緩沖部 23的振動系統(tǒng)的共振頻率f0在臂部12A-12C的縱共振頻率(激 勵頻率)fV的以下。圖14示出了頻率比(ft)/fv)和向固定部 24傳遞的振動量之間關(guān)系。如圖可知頻率比越小(fO與^相比 越低)，向固定部24傳遞的振動量越降^f氐。而且，圖15示出了本 實施例的角速度傳感器IOG的頻率特性的一例。在圖15所示的例 子中，示出了 fv<fh的例子。
對如圖13所示的角速度傳感器10G的《)和^作進一步詳細 的說明。具有三個臂部的3音叉型的振子、即本實施例涉及的角速 度傳感器具有多個振動系統(tǒng)。在該多個振動系統(tǒng)中，作為振動泄漏 的對策而引起注意的振動系統(tǒng)為2個。即，第一振動系統(tǒng)是基于各 臂部12A-12C及支撐部22的振動系統(tǒng)，其振動頻率(第一共振 頻率)為上述fv。第二振動系統(tǒng)是基于各臂部12A-12C、支撐部 22及緩沖部23的振動系統(tǒng)，其共振頻率(第二共振頻率)是上述 fD。如圖15所示，該f0是各臂部向相同方向才展動的4展動系統(tǒng)的共 振頻率。
如上所述，通過設(shè)置緩沖部23,可以抑制從各臂部12A~ 12C 向固定部24的振動泄漏。而且，即使基于比fV更接近于fO的干擾
的振動^皮施加在角速度傳感器上，也可以通過第二振動系統(tǒng)容易地 吸收基于該干擾的振動，并可穩(wěn)定地獲得高精度的輸出特性。
在圖21中示出了如圖13所示的角速度傳感器10G的典型的大 小。將支撐部22及緩沖部23的y軸方向的長度定為L (|im )。在 這種情況下，固定部24的大小并沒有限定，適當i殳定即可。
圖22是當各臂部12A~ 12C的長度為1900|am時的、L和頻率 比(fO/fv )之間的關(guān)系、以及L和向固定部24 4專遞的振動量之間 關(guān)系的圖表。在此，支撐部22的長度L1、和緩沖部23的長度L2 的比實質(zhì)被固定為5: 2，但是并不必限定于此。
從圖22的圖表可知L越長，頻率比(fD/fV)越低。而且，L 越長，固定部24的振動量也越低。當固定部24的振動量大約超過 30nmp-p時，由控制部31A (參照圖1 )將該振動作為噪聲進行沖全 測，從而角速度的檢測將劣化。因此，固定部24的振動量優(yōu)選在 約30nmp-p以下。
與固定部24的才展動量為30nmp-p的點相只十應(yīng)的、頻率比(fl)/fV ) 為0.75左右。因此，優(yōu)選頻率比(fO/fV)小于0.75。典型為0.25 S (fD/fV) ^1/V^即可。當f0/fV低于0.25時，需要例如，或者將 寬度d2較小地設(shè)計，或者將L2較長地設(shè)計。在這種情況下，緩沖 部23為細小形狀，且通過基于各臂部12A - 12C的振動的加振力、 和附加給角速度傳感器的來自外部的沖擊力，恐怕連接部會斷裂。 另一方面，當f0/fv高于時，如上所述，固定部24的振動量 超過30nmp-p,從而不能充分發(fā)揮防止振動泄漏的功能。
(第y^實施例)
圖16是本發(fā)明的第八實施例的角速度傳感器IOH的概略構(gòu)成 圖。此外，在圖16中對與上述第一實施例相對應(yīng)的部分標注了相 同的符號，并省略對其的詳細"^兌明。
本實施例的角速度傳感器IOH在以下這點上與上述第一實施 例不同中央臂部12C上的一對沖企測電才及14a、 14b通過基部11 乂人 中央^,部12C向一側(cè)的外側(cè)^^部12A及另一側(cè)的外側(cè)^f部12B if爭 越;也分別連續(xù);也形成為大致U字狀。
如圖16所示，在中央臂部12C上所形成的一對檢測電極14a、 14b中， 一側(cè)(圖中左側(cè))的4全測電極14a通過形成在基部11的臂 部才艮部位上的中繼電才及19a (第一中繼電才及)而連4妄于^f立于該側(cè)的 外側(cè)臂部12A上的檢測電極14c (第三檢測電極)。另一側(cè)(圖中 右側(cè))的檢測電極14b通過形成在基部11的臂部根部位上的中繼 電極19b (第二中繼電極)而連接于位于該另一側(cè)的外側(cè)臂部12B 上的4企測電4及14d (第四4企測電才及)。；險測電才及14c鄰4妄于驅(qū)動電核_ 13a,從外側(cè)臂部12A的軸心位于靠近中央臂部12C側(cè)，檢測電極 14d鄰4妄于驅(qū)動電才及13b， /人外側(cè)臂部12B的軸心位于靠近中央臂 部12C側(cè)。
中繼電才及19a、 19b在基部11的臂部才艮部位上，分別形成在壓 電膜18a、 18b上，其中，該壓電月莫18a形成在中央^f部12C和外 側(cè)-(部12A之間、18b形成在中央^f部12C和外側(cè)^f部12B之間。 壓電膜18a、 18b是與形成構(gòu)成各臂部12A-12C上的壓電功能層 15A-15C的壓電月莫16a-16c的工序同時且通過同 一材泮+而形成 的。此外，壓電膜18a、 18b的形成是任意的，即使省略也沒有關(guān) 系。
中繼電極19a、 19b分別連接于控制部31H的Ga端子及Gb端 子。而且，在運算電路33中，獲得這些中繼電極19a、 19b的檢測
信號的差并將其作為角速度信號。下面，參照圖17A、圖17B對角 速度傳感器IOH的作用進4亍iJt明。
圖17A是激勵動作中的臂部12A-12C的主要部分的正^L圖， 其示出了在4壬意瞬間，外側(cè)臂部12A、 12B向圖中下方向振動，中 央臂部12C向圖中上方向振動的樣子。當不施加角速度時，由于臂 部的振動為反相，所以中央臂部12C上的沖全測電極14a、 14b和外 側(cè)臂部12A、 12B上的沖全測電才及14c、 14d生成相互不同的符號信號。 ^f旦是，由于才企測電才及14a和14c、才企測電4及14b和14d相互電連才妾， 所以生成的信號相互4氐消。因此，這些差信號(Ga-Gb)為0,無 法生成角速度信號。
另一方面，在圖17A的狀態(tài)下，當向臂部12A~ 12C的軸心周 圍施加角速度時，例如如圖17B所示，在臂部12A~ 12C上引發(fā)水 平方向的4展動。在這種'清況下，外側(cè)兩個^^部12A、 12B以同相振 動，中央臂部12C以相對這些外側(cè)臂部12A、 12B的反相進4亍振動。 在如圖17B的狀態(tài)下，中央臂部12C上的才企測電4及14a、 14b對應(yīng) 輸入角速度的大小而生成相互反相的信號，該差信號被作為角速度 信號進行處理。此外，此時，外側(cè)臂部12A的檢測電極14c生成和 檢測電極14a同相的信號，外側(cè)臂部12B的檢測電極14d生成和才企 測電才及14b同相的信號。
然后，如圖18所示，考慮對角速度傳感器IOH沿臂部12A~ 12C的排列方向(x軸方向)施加加速度的情況。在這種情況下， 如圖17C所示，當向圖中左方向施加加速度時，通過對各臂部12A 12C同時沿左方向作用慣性力，4全測電才及14a和4全測電才及14b生成 相互逆相(不同符號)的信號。因此，例如如圖19所示，當僅在 中央臂部12C上設(shè)置檢測電極時，這些檢測電極14a、 14b的差信 號搭載于傳感器的輸出中，并作為角速度信號被進行處理。即，無 論生成角速度與否，都會產(chǎn)生生成角速度信號這樣的不良情況。
對此相對，在本實施例的角速度傳感器IOH中，由于在外側(cè)臂 部12A、 12B上分別形成有與才會測電才及14a、 14b進4亍電連4妄的沖全 測電才及14c、 14d,所以如圖17C所示，在各臂部上的才企測電才及14c、 14d分別生成與作用于外側(cè)臂部12A、 12B的加速度相當?shù)男盘枺?同時，由于這些信號與由^r測電極14a、 14b所生成的信號是相同 大小且反相，所以各信號相互抵消，結(jié)果，檢測信號Ga、 Gb為O。 由此， 一企測信號的差信號也為0， 乂人而可以防止由加速度所生成的 信號搭載于傳感器的輸出中。此外，當為向圖中右方向施加加速度 時也可以獲得同樣的效果。
另一方面，考慮對角速度傳感器IOH沿臂部12A-12C的激勵 方向(z軸方向)施加加速度的情況。例如如圖17D所示，當向圖 中上方向施加加速度時，通過對各臂部12A~ 12C同時向上方向作 用慣性力，各才全測電極14a 14d中的任一個生成同相且大小相同 的信號。但是，由于檢測信號的差信號為0,所以不會對傳感器的 輸出造成影響。這與如圖19所示的角速度傳感器的構(gòu)成相同。此 外，向圖中下方向施加加速度的情況也相同。
如上所述，根據(jù)本實施例的角速度傳感器10H,可以排除基于 加速度的影響，并可穩(wěn)定地進行高精度的角速度檢測。圖20是對 圖18及圖19所示的各個角速度傳感器如各圖所示地沿x軸方向施 加加速度時的傳感器輸出的變化的一例。此外，橫軸的加速度的單 位為g= (9.8m/s2)。從圖20的結(jié)果可知圖18所示的本實施例的 角速度傳感器IOH的基于加速度的影響更小，從而可以獲得穩(wěn)定的 輸出特性。
(第九實施例)圖23是本發(fā)明的第九實施例的角速度傳感器IOH的大小的示 意圖。本實施例涉及的角速度傳感器IOJ與圖14、圖21所示的角 速度傳感器一樣是包括緩沖部23這種類型的角速度傳感器。
角速度傳感器IOJ的、外側(cè)臂部12A、 12B沿激勵方向具有共 振頻率fv (第一共振頻率)。中央臂部12C具有即不是激勵方向的 振動系統(tǒng)也不是在寬度方向上的振動系統(tǒng)的第三振動系統(tǒng)(共振頻 率fc (第二共振頻率))。
fv和fc的差被設(shè)定在lkHz 2kHz。為了實現(xiàn)該值，典型為 中央臂部12C的寬度為103|Lim，外側(cè)臂部12A、 12B的寬度為 100nm。在這種情況下，各臂部12A-12C的厚度實際相同?；蛘?， 也可以為中央臂部12C的厚度為103pm,外側(cè)臂部12A、 12B的 厚度為100,。
或者，也可以為中央臂部12C的寬度(或者厚度)形成得小 于外側(cè)臂部12A、 12B的寬度(或者厚度)。
fv和fc的差、即I fv-fc I低于lkHz時，將基于上述共振頻率 fc的第三臂部的振動將變?yōu)樵肼?。其結(jié)果是，角速度的檢測精度劣 化。當I fv-fc I高于2kHz時，中央臂部12C的形狀或者大小等將 不在規(guī)定的適當范圍內(nèi)。其結(jié)果是，在中央臂部12C的激勵方向及 寬度方向的共4展頻率(fv、 fh)的平4軒劣化，從而招致角速度傳感 器的溫度特性的劣化。
圖24是將數(shù)碼照相機作為安裝有上述各實施例涉及的角速度 傳感器10A-10J的電子機器的例子進行表示的概略的立體圖。圖 25是表示該數(shù)碼照相機的構(gòu)成的框圖。
凄丈碼照相才幾260包括安裝有角速度傳感器10A ~ 10J的才幾器主 體261。機器主體26 1是例如，金屬制、樹脂制等的框架(frame )
或者框體。實際上，角速度傳感器10A~ lOJ構(gòu)成為通過例如數(shù)mm 角的大小進行封裝(Packaging )。在被封裝的陀螺儀(gyro )裝置 上，為了檢測至少繞2軸的旋轉(zhuǎn)角速度，至少安裝有兩個角速度傳 感器10A~ 10J。
如圖25所示，數(shù)碼照相機260包括角速度傳感器10A~ 10J、 控制部510、具有透鏡等的光學(xué)系統(tǒng)520、 CCD 530、對光學(xué)系統(tǒng) 520進4亍手4牛才交正的手4牛才交正才幾構(gòu)540。
由角速度傳感器10A ~ 10J沖全測2軸的哥氏力。控制部510基 于該;險測的哥氏力4吏用手抖4交正才幾構(gòu)540在光學(xué)系統(tǒng)520上進4亍手 4斗的4交正。
作為安裝有角速度傳感器10A-10J的電子機器，并不僅限于 上述數(shù)碼照相機。例如，作為電子機器列舉有膝上(laptop)型計 算才幾、PDA ( Personal Digital Assistance )、電子詞典、音頻A見頻才幾 器、投影儀、便攜式電話機、游戲機、汽車導(dǎo)航(car navigation) 才幾器，才幾器人、其他電氣化產(chǎn)品等。
圖26是表示如圖21所示的角速度傳感器10G、或者如圖23 所示的角速度傳感器10J的現(xiàn)實的典型例的平面圖。在該角速度傳 感器中，外部連接端子20位于比外側(cè)臂部12A、 12B靠外的外側(cè)。 驅(qū)動電才及13a和13b、才全測電才及14a和14b、參考電才及13c通過引 線29分別連4妻于外部連4矣端子20。
(第十實施例)
圖27是概略地表示本發(fā)明的第十實施例涉及的角速度傳感器 的圖。此外，在圖27中對與上述第八實施例(圖16)所示的角速 度傳感器10H相同的部分標注了相同的符號，并省略對其的詳細說 明。
如圖27所示，本實施例涉及的角速度傳感器IOK與上述第八 實施例所示的角速度傳感器IOH —樣與中央臂部12C上的才全測電 極14a、同圖左側(cè)的外側(cè)臂部12A上的檢測電極14c連接。而且， 中央臂部12C上的^r測電4及14b連4妄于同圖右側(cè)的外側(cè)臂部12B 上的檢測電極14d。但是，本實施例涉及的角速度傳感器IOK在以 下這點上與上述第八實施例中的角速度傳感器IOH不同在中央臂 部12C上，代替參考電極13C，形成有驅(qū)動電極13d (第三驅(qū)動電 極)。
上述4企測電才及14a和才企測電才及14c、以及沖企測電才及14b和才企測 電極14d與上述圖16所示的角速度傳感器IOH—樣，即可以分別 通過中繼電極進行連接，也可以不通過中繼電極而通過引線等進行 連才妄。各才全測電才及14a ~ 14d的寬度W3及長度L3相同，且乂人各臂 部的長度方向上的中心直至各才企測電才及14a 14d位置的各距離da 也相同。
在此，當將中央臂部12C上的左右檢測電極14a及14b、和外
定為a、 b、 c及d時，控制部31K(未圖示)與上述第八實施例一 樣，將和信號a+c (第一和信號)與和信號b+d (第二和信號)之 間的差、即(a+c) - (b+d)的差信號作為角速度信號進行檢測。此 夕卜，在這種情況下，雖然與驅(qū)動電極13a及13b—樣，將通過控制 部31K的自激振動電路32生成的驅(qū)動信號輸入給驅(qū)動電極13d, 但是控制部31K也可以將例如該和信號a+c與和信號b+d的和信號 (a+c) + (b+d)作為參考信號反饋給該自激振動電路32。
圖28是表示當對本實施例的角速度傳感器10K、和將a-b作為 角速度信號進行檢測的角速度傳感器分別施加沖擊(加速度)時的、 輸出結(jié)果的圖表；圖28(a)表示未施加哥氏力時的結(jié)果，圖28 ( b ) 表示施加哥氏力時的結(jié)果。
^口圖28所示可^口當施力口沖擊等的力口速度，且才企測a和b之 間的差信號時，雖然產(chǎn)生衰減的噪聲，^f旦是在本實施例中，通過檢 測(a+c) - (b+d)的差信號，如在上述第八實施例中所說明的一樣 的理由，可以抑制基于加速度的噪聲的發(fā)生。
而且，如圖28 (b)所示，即使施加哥氏力時，由于可以回避 基于沖擊而產(chǎn)生的噪聲，并增加來自外側(cè)臂部12A及12B的檢測值 的輸出，所以與哥氏力相對應(yīng)的輸出增加，角速度檢測效率也得到 改善。
此外，在本實施例涉及的角速度傳感器IOK中，將中央臂部 12C上的驅(qū)動電極13d的寬度Wl、和外側(cè)臂部12A及12B上的各 驅(qū)動電極13a及13b的各寬度W2形成為相等，并且，驅(qū)動電極13d 的長度L1為各驅(qū)動電極13a及13b的各長度L2的2倍。在此，當 將中央^"部12C上的驅(qū)動電才及13d的實質(zhì)驅(qū)動面積定為Sl,并4夸 外側(cè)^,部12A上的馬區(qū)動電才及13a禾口外側(cè)^f部12B上的馬區(qū)動電才及13b 的實質(zhì)馬區(qū)動面積分別定為S2、 S3時，SI: S2(=S3) =2: 1。
由此，外側(cè)臂部12A及12B的各驅(qū)動量是中央臂部12C的驅(qū)
動量的一半的振幅。因此，由于可以消除基于各臂部的驅(qū)動而產(chǎn)生 的動作力矩，所以可以通過力的平衡來抵消向臂部12A-12C的根
部位傳遞的振動，并可大幅度地降低向基板22及安裝基板的振動 泄漏。
而且，在本實施例的角速度傳感器IOK中，并不僅限于4全測電 才及14a和才企測電才及14c、 4企測電才及14b和才全測電才及14d分別4妄線， 也可以構(gòu)成為與上述第三實施例所示的角速度傳感器IOC(圖6) 一樣，控制部31K分別輸入上述a、 b、 c及d。在這種情況下，控 制部31K基于輸入的a、 b、 c及d的各信號，通過將上述(a+c)-(b+d)的差信號作為角速度信號進行檢測，從而可以同樣避免基
于加速度的噪聲的發(fā)生。在這種情況下，優(yōu)選對上述自激振動電路
32不反々貴a+c和b+d的和信號而^又反々貴a+c 乂人而產(chǎn)生驅(qū)動信號。當 反々貴上述a、 b、 c及d的和4言號時，上述a禾口c、 b和d分另'J為反沖目 位的信號，并當由于產(chǎn)生哥氏力而4吏相位變化時，因為a+c、 b+d 的各信號的增減變化率增大，所以各臂部的振動量容易變化，從而
施加哥氏力時的各臂部的動作變得不穩(wěn)定。而且，當各臂部的動作 不穩(wěn)定時，各臂部的振動量變化的結(jié)果、恐怕對角速度的檢測會產(chǎn) 生誤差，其結(jié)果導(dǎo)致與哥氏力相對的角速度檢測的信號線性降低， 這是因為信號檢測的動態(tài)范圍變小。因此，通過僅反饋a + b,當發(fā) 生哥氏力時，所反饋的信號由于哥氏力的影響而變動的程度減輕， 乂人而可以實現(xiàn)穩(wěn)定的驅(qū)動狀態(tài)。
(第十一實施例)
圖29是概略地表示本發(fā)明的第十一實施例涉及的角速度傳感 器的圖。此外，在圖29中對與上述第十實施例(圖28)所示的角 速度傳感器IOK相同的構(gòu)成或功能的部分標注了相同的符號，并省 略乂于其的詳細i兌明。
如圖29所示，在本實施例涉及的角速度傳感器IOL中，與上 述笫十實施例的角速度傳感器IOK相比較，設(shè)置外側(cè)臂部12A及 12B的各檢測電極14c及14d的位置不同。即，在上述第十實施 例中，雖然各沖企測電才及14 c及14 d分別i殳置在外側(cè)臂部12A及12B 的、靠近中央臂部12C側(cè)，但是在本實施例涉及的角速度傳感器 IOL中，各才企測電才及14 c及14 d 一皮i殳置在外側(cè)臂部12A及12B的、 與中央^f部12C側(cè)相反的一側(cè)。通過該構(gòu)成，與上述第三、第/\及 第十實施例一樣，可以避免基于加速度的噪聲的發(fā)生。
(第十二實施例)
圖30是概略地表示本發(fā)明的第十二實施例涉及的角速度傳感 器的圖。此外，在圖30中對與上述第十及第十一實施例(圖27及 29)所示的角速度傳感器10K及10L相同構(gòu)成或者功能的部分標 注了相同的符號，并省略對其的詳細i兌明。
本實施例涉及的角速度傳感器10M在以下這點上與上述第十 及第十一實施例的角速度傳感器IOK及10L不同在兩個外側(cè)臂 部12A及12B中、 一側(cè)的^#部(例如，外側(cè)^#部12A )上i殳置有兩 個>^企測電極14c及14d,在另一側(cè)臂部(例如，外側(cè)臂部12B)上 不i殳置才全測電極。根據(jù)該構(gòu)成，與上述第三、第八及第十一實施例 一樣，可以避免基于加速度的噪聲的發(fā)生。
此外，在上述第——第九實施例中，示出了4又對外側(cè)臂部12A 及12B設(shè)置驅(qū)動電極13的例子，并且，在第十~第十二的實施例 中，示出了對全部中央臂部12C、外側(cè)臂部12A及12B設(shè)置驅(qū)動電 極13的例子。但是，在上述任一個實施例中例如，也可僅對中央 臂部12C設(shè)置驅(qū)動電極13。在這種情況下，外側(cè)臂部12A及12B 通過中央臂部12C的激勵的反作用，以相對中央臂部12C的振動 的反才目4立進4亍4展動。
(第十三實施例)
圖31是概略地表示本發(fā)明的第十三實施例涉及的角速度傳感 器的圖。此外，在圖31中對與上述第十 第十二實施例(圖27、 圖29及圖30)所示的各角速度傳感器IOK、 10L及10M相同構(gòu)成 或者功能的部分標注了相同的符號，并省略對其的詳細說明。
本實施例涉及的角速度傳感器ION在臂部數(shù)不是三個而是五 個(臂部12A 12E)這點上與上述第十 第十二實施例(圖27、 圖29及圖30)所示的各角速度傳感器IOK、 IOL及IOM不同。即，
在上述第十~第十二實施例中的各外側(cè)臂部12A及12B的外側(cè)還進 一步i殳置有臂部12D及12E。臂部的凄t量當然并不4又限于五個。才艮 才居該構(gòu)成，與上述第三、第7\及第十~第十二實施例一4羊，可以避 免基于加速度的噪聲的發(fā)生。
此外，通過上面第十~第十三的各實施例所示的各角速度傳感 器IOK ~ ION也可以被安裝在如上述圖24及圖25所示的數(shù)碼照相 機260等的各種電子機器上。
附圖才示i己
IOA、 IOB、 IOC、 IOD、 IOE、 IOF、 IOG、躍、101、 IOJ、 IOK、 IOL、 IOM、 ION角速度傳感器
11基部
12A、 12B外側(cè)臂部 12C中央臂部 13a、 13b、 13d馬區(qū)動電才及 13c參考電^L
14a、 14b、 14c、 14d 4全測電才及 15A、 15B、 15C壓電功能層 16a、 16b、 16c壓電膜 17a、 17b、 17c基層電4及膜
20a、 20b、 20c、 20d凸起(外部連4妄端子) 21 ^展動《垂部 22支撐部 23緩沖部 24固定部
31A、 31B、 31C、 31H控制部 32自^^展蕩電^各 33運算電錄^ 260 lt碼照相枳j 261主體
權(quán)利要求
1.一種角速度傳感器，包括基部；三個臂部，從所述基部一體地沿大致同一方向延伸；壓電膜，形成在所述各臂部的一個表面上；驅(qū)動電極，用于激勵，形成在所述三個臂部中的至少位于外側(cè)的兩個臂部的所述壓電膜上；以及檢測電極，用于角速度檢測，形成在所述三個臂部中的至少位于中央的臂部的所述壓電膜上，其中，所述三個臂部中位于外側(cè)的兩個臂部以同相進行激勵，位于中央的臂部以和位于所述外側(cè)的兩個臂部反相進行激勵，同時，所述驅(qū)動電極對所述臂部沿和所述壓電膜的形成面垂直的第一方向進行激勵，所述檢測電極對沿與所述臂部的所述壓電膜的形成面平行的第二方向的振動進行檢測。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的角速度傳感器，其特征在于，在所述三個臂部中、位于中央的臂部上設(shè)置有振動錘部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的角速度傳感器，其特征在于，在所述三個臂部中、位于中央的臂部的形成寬度形成為 大于位于外側(cè)的兩個臂部的形成寬度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的角速度傳感器，其特征在于，所述三個臂部的所述第 一 方向上的共振頻率分別設(shè)定為 一至丈，同時，所述三個臂部的所述第二方向上的共振頻率中，^M夸位于中央的臂部的共振頻率設(shè)定為所述第一方向上的共4展頻率 附近。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的角速度傳感器，其特征在于，在所述三個臂部中、位于中央的臂部的所述壓電膜上形 成有用于沖全測該臂部的4展動特性的參考電才及。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的角速度傳感器，其特征在于，所述4企測電才及在所述三個臂部中、位于中央的臂部的所 述壓電膜上相對于該臂部的軸心，成一對i也形成在對稱的位置 上，一側(cè)的才全測電才及經(jīng)由所述基部乂人該臂部3,越位于所述一 側(cè)的外側(cè)的^,部并連續(xù);也形成，同時，另一側(cè)的4企測電才及經(jīng)由所述基部乂人該爿霄部^爭越4立于所述 另一側(cè)的外側(cè)的臂部，連續(xù)地形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的角速度傳感器，其特征在于，在所述基部上設(shè)置有用于對所述各臂部進行信號輸入輸 出的多個外部連接端子，所述各外部連4姿端子位于所述基部的一個表面上，且形 成在所述三個臂部之間振動最小的位置上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的角速度傳感器，其特征在于，所述各外部連接端子形成在從所述各臂部的軸心的延長 線偏離的位置上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的角速度傳感器，其特征在于，在所述基部上，在所述各臂部的才艮部位和所述外部連4妾 端子的形成區(qū)域之間，設(shè)置有具有比所述基部的形成寬度小的 寬度的緩沖部。
10. —種角速度傳感器，包括第一臂部，具有第一驅(qū)動電才及，并通過壓電驅(qū)動沿第一 方向進行激勵；第二臂部，具有第二驅(qū)動電極，設(shè)置成沿所述第一臂部 的長度方向延伸，且通過壓電驅(qū)動以與所述第 一臂部的同相位 沿所述第 一方向進行激勵；第三臂部，具有對作用在與所述第一方向及所述長度方 向正交的第二方向上的哥氏力進行檢測的檢測電極，所述第三 臂部被設(shè)置為在所述第一臂部及所述第二臂部之間沿所述長 度方向延伸，并通過所述第一臂部及所述第二臂部的激勵的反 作用以和所述第 一臂部及所述第二臂部的4展動的反相位進刊-激勵；以及基部，用于支撐所述第一臂部、所述第二臂部及所述第 三臂部。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的角速度傳感器，其特征在于，所述第三臂部包括振動錘部。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的角速度傳感器，其特征在于，所述第 一臂部及所述第二臂部沿所述第二方向以第一寬 度形成，所述第三臂部沿所述第二方向以大于所述第 一寬度的第 二寬度形成。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的角速度傳感器，其特征在于，所述第一臂部、所述第二臂部及所述第三臂部在所述第 一方向上具有一致的共4展頻率，所述第三臂部在所述第二方向上具有與所述第一方向的 共振頻率不同的共"^展頻率。
14. 4艮據(jù)權(quán)利要求IO所述的角速度傳感器，其特征在于，所述第三臂部包括用于對該第三臂部的振動特性進行檢 測的參考電才及。
15. 4艮據(jù)權(quán)利要求IO所述的角速度傳感器，其特征在于，所述第三臂部包括 第一4企測電4及；以及第二4全測電極，相對于所述第三臂部的所述第 一方向的 軸心，被配置在與所述第一檢測電極相對稱的位置上，其中，所述第一4企測電極和所述第二4企測電才及作為所述 沖全測電才及，所述第 一臂部包括用于對作用在該第 一臂部的哥氏力進 行才企測的第三檢測電極，所述第二臂部包括用于對作用在該第二臂部的哥氏力進 4亍4企測的第四4企測電才及，所述基部包括第一中繼電極，用于連接所述第一檢測電極和所述第三 ;險測電4及；以及第二中繼電極，用于連接所述第二檢測電極和所述第四 才企測電才及。
16. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的角速度傳感器，其特征在于，所述角速度傳感器還包括多個外部連接端子，其分別 被配置在從所述第一臂部、第二臂部及第三臂部傳遞的振動為 最小的所述基部上的位置上，并用于分別對所述第一驅(qū)動電 極、所述第二驅(qū)動電極及所述檢測電極進行外部連接。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的角速度傳感器，其特征在于，所述多個外部連4妄端子一皮配置在乂人所述第一臂部、所述 第二臂部及所述第三臂部的、從所述第 一方向上的軸心的各個 延長線上偏離的位置上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的角速度傳感器，其特征在于，所述基部包括支撐部，用于支撐所述第一臂部、所述第二臂部及所述 第三臂部；固定部，包括用于對所述第一驅(qū)動電極、所述第二驅(qū)動 電極及所述檢測電極進行外部連接的外部連接端子，所述固定 部在所述第二方向上以第一寬度形成；以及連4妄部，連4妄所述支撐部和所述固定部，并在所述第二 方向上以比所述第一寬度小的所述第二寬度形成。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的角速度傳感器，其特征在于，在由所述第一臂部、所述第二臂部、所述第三臂部及所 述支撐部構(gòu)成的振動系統(tǒng)中，當所述第一臂部及所述第二臂部 的所述第一方向的第一振動系統(tǒng)的共振頻率為fv,在由所述 第一臂部、所述第二臂部、所述第三臂部、所述支撐部及所述 連接部構(gòu)成的振動系統(tǒng)中，當所述第 一方向的第二振動系統(tǒng)的 共才展頻率為fO時為0.25S (f0/fv) ^1/V^。
20. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的角速度傳感器，其特征在于，所述第 一臂部及所述第二臂部以第 一共振頻率進4亍激勵，所述第三^^部包纟舌比所述第一共振頻率^f氐lkHz 2kHz 的第二共^展頻率的^展動系統(tǒng)。
21. —種角速度傳感器，包括第一臂部，具有第一驅(qū)動電4及，并通過壓電驅(qū)動沿第一 方向進4于;敫厲力；第二臂部，具有第二驅(qū)動電極，設(shè)置成沿所述第一臂部 的長度方向延伸，且通過壓電驅(qū)動以和所述第 一臂部的同相位 沿所述第 一方向進4于激勵；第三臂部，具有第三驅(qū)動電極、以及對作用在與所述第 一方向及所述長度方向相正交的第二方向上的哥氏力進行才企 測的檢測電極，所述第三臂部被設(shè)置為在所述第一臂部及所述 第二>^部之間沿所述長度方向延伸，并通過壓電驅(qū)動以和所述 第 一臂部及所述第二臂部的4展動的反相位進4于激勵；以及基部，用于支撐所述第一臂部、所述第二臂部及所述第 三臂部。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的角速度傳感器，其特征在于，所述第三臂部包括 第一4企測電纟及；以及第二檢測電極，相對于所述第三臂部的所述第 一方向的 軸心，被配置在與所述第 一檢測電極相對稱的位置上，其中，所述第 一檢測電極和所述第二檢測電極作為所述 才全測電才及，所述第一臂部包括用于對作用在該第一臂部的哥氏力進 4亍沖僉測的第三4全測電才及，所述第二臂部包括用于對作用在該第二臂部的哥氏力進 4亍才企測的第四4金測電才及，所述角速度傳感器還包括控制部，其分別計算來自所 述第 一 檢測電極的輸出信號和來自所述第三檢測電極的輸出 信號的第一和信號、以及來自所述第二檢測電極的輸出信號和 來自所述第四檢測電極的輸出信號的第二和信號，并將所述第 一和信號和所述第二和信號的差信號作為角速度信號進行檢測。
23. —種電子才幾器，包括主體；以及角速度傳感器，配置在所述主體內(nèi)，其中，所述角速度傳感器包括第一臂部，具有第一驅(qū) 動電才及，并通過壓電驅(qū)動沿第一方向進4于激勵；第二臂部，具 有第二驅(qū)動電極，設(shè)置成沿所述第一臂部的長度方向延伸，且 通過壓電驅(qū)動以與所述第一臂部的同相位沿所述第一方向進 行激勵；第三臂部，具有對作用在與所述第一方向及所述長度 方向正交的第二方向上的哥氏力進行檢測的檢測電極，所述第三臂部被設(shè)置為在所述第一臂部及所述第二臂部之間沿所述 長度方向延伸，并通過所述第 一臂部及所述第二臂部的激勵的 反作用、以和所述第 一臂部及所述第二臂部的振動的反相位進行激勵；以及基部，用于支撐所述第一臂部、所述第二臂部及 所述第三臂部。
24. —種電子才幾器，包括 主體；以及角速度傳感器，配置在所述主體內(nèi)，其中，所述角速度傳感器包括第一臂部，具有第一驅(qū) 動電才及，并通過壓電驅(qū)動沿第一方向進行激勵；第二臂部，具 有第二驅(qū)動電極，i殳置成沿所述第一臂部的長度方向延伸，且 通過壓電驅(qū)動以和所述第 一臂部同相位沿所述第 一方向進行 激勵；第三臂部，具有第三驅(qū)動電^ l、以及對作用在與所述第 一方向及所述長度方向相正交的第二方向上的哥氏力進4亍沖僉 測的4企測電極，所述第三臂部纟皮設(shè)置為在所述第一臂部及所述 第二臂部之間沿所述長度方向延伸，并通過壓電驅(qū)動以和所述 第一臂部及所述第二臂部的振動的反相位進行激勵；以及基 部，用于支撐所述第一臂部、所述第二臂部及所述第三臂部。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可抑制向支撐臂部的基部的振動泄漏，并可較強抵抗噪聲的三音叉型的角速度傳感器及電子機器。在本發(fā)明的角速度傳感器中，在三個臂部(12A～12C)中，兩個外側(cè)臂部(12A、12B)以同相進行激勵，中央臂部(12C)通過外側(cè)臂部振動的反作用以和外側(cè)臂部反相進行激勵。而且，將各臂部沿與壓電功能層(15A～15C)的形成面垂直的方向進行激勵，并基于與臂部的上述壓電功能層的形成面相平行的方向的振動來檢測角速度。由此，在臂部間所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距相互抵消，并可降低向基部傳遞的振動。而且，通過沿與壓電功能層的形成面垂直方向?qū)Ρ鄄窟M行激勵，可以維持穩(wěn)定的激勵狀態(tài)，并可構(gòu)成對干擾有較強抵制的角速度傳感器。
文檔編號G01C19/5607GK101173957SQ200710164369
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日
發(fā)明者本多順一, 稻熊輝往, 高橋和夫 申請人:索尼株式會社