振子及振動(dòng)陀螺儀的制作方法
【專利摘要】實(shí)現(xiàn)一種振子及振動(dòng)陀螺儀，該振子具有位置固定的節(jié)點(diǎn)，且不論厚度及寬度尺寸的調(diào)整如何，共振頻率都低，該振動(dòng)陀螺儀能夠使用該振子而以高的靈敏度檢測(cè)角速度。振動(dòng)陀螺儀(11)的振子(1)具備圓形環(huán)狀部(2)、矩形環(huán)狀部(3)、連結(jié)部(4A～4D)。矩形環(huán)狀部(3)配置在圓形環(huán)狀部(2)的外側(cè)。連結(jié)部(4A～4D)將圓形環(huán)狀部(2)與矩形環(huán)狀部(3)之間連結(jié)。矩形環(huán)狀部(3)由直線狀的梁部(3A～3D)構(gòu)成。連結(jié)部(4A～4D)將圓形環(huán)狀部(2)與梁部(3A～3D)的中心部連結(jié)。
【專利說(shuō)明】振子及振動(dòng)陀螺儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有在振動(dòng)面內(nèi)進(jìn)行面內(nèi)振動(dòng)的振動(dòng)模式的振子和對(duì)繞著相對(duì)于振動(dòng)面垂直的旋轉(zhuǎn)軸而施加在振子上的角速度進(jìn)行檢測(cè)的振動(dòng)陀螺儀。
【背景技術(shù)】
[0002]檢測(cè)角速度的振動(dòng)陀螺儀具備振子，該振子具有沿著與旋轉(zhuǎn)軸正交的驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行振動(dòng)的第一振動(dòng)模式(驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式)和沿著與旋轉(zhuǎn)軸及驅(qū)動(dòng)軸正交的檢測(cè)軸進(jìn)行振動(dòng)的第二振動(dòng)模式(檢測(cè)振動(dòng)模式)。當(dāng)以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的振子繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，在振子上施加有沿著檢測(cè)軸的柯氏力。當(dāng)施加有柯氏力時(shí)，振子以檢測(cè)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)。檢測(cè)振動(dòng)模式的振動(dòng)振幅與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度的大小、即通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度而產(chǎn)生的柯氏力的大小對(duì)應(yīng)。因此，通過(guò)對(duì)檢測(cè)振動(dòng)模式的振動(dòng)振幅進(jìn)行檢測(cè)，能夠檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度。
[0003]在振動(dòng)陀螺儀中利用的振子的結(jié)構(gòu)各種各樣(例如，參照專利文獻(xiàn)I?2。)。某種振子在與旋轉(zhuǎn)軸正交的面內(nèi)構(gòu)成為環(huán)狀(尤其是參照專利文獻(xiàn)I。)。
[0004]圖1 (A)是具備現(xiàn)有的環(huán)狀振子的振動(dòng)陀螺儀101的俯視圖(X-Y面俯視圖)。振動(dòng)陀螺儀101為設(shè)有開(kāi)口的矩形平板形狀，具備框部102、支承梁103、連結(jié)梁104及振子105?？虿?02是構(gòu)成振動(dòng)陀螺儀101的外周部的矩形框狀的部位。支承梁103設(shè)置在框部102的四邊各自的中央部，與框部102的各邊平行，且在長(zhǎng)度方向的兩端與框部102連結(jié)。連結(jié)梁104與各支承梁103的中央正交而連結(jié)。振子105為圓環(huán)狀的部位，由連結(jié)梁104在四點(diǎn)進(jìn)行支承。
[0005]圖1 (B)是對(duì)振子105的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式下的變形進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。振子105被以如下方式驅(qū)動(dòng)，即，沿著X軸和Y軸分別以彼此相反的相位進(jìn)行伸縮。圖1(c)是在振子105上施加有柯氏力的狀態(tài)，是對(duì)振子105的檢測(cè)振動(dòng)模式下的變形進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。振子105的由驅(qū)動(dòng)引起的振動(dòng)和由柯氏力引起的振動(dòng)在彼此正交的方向上產(chǎn)生。因此，當(dāng)施加有柯氏力時(shí)，振子105沿著從X軸及Y軸傾斜的方向進(jìn)行伸縮。因此，在振子105中，根據(jù)施加在振子105上的柯氏力的大小，節(jié)點(diǎn)(振動(dòng)的波節(jié))或腹點(diǎn)(振動(dòng)的波腹)的位置發(fā)生變化(旋轉(zhuǎn))。
[0006]這樣，振子105的節(jié)點(diǎn)或腹點(diǎn)的位置因施加在振子105上的柯氏力的大小而變化，在振子105上不存在始終為節(jié)點(diǎn)的部位。因此，振子105需要以各點(diǎn)的位移不被阻礙的方式由支承梁103或連結(jié)梁104進(jìn)行支承。
[0007]另外，通常，在振動(dòng)陀螺儀中，期望角速度的檢測(cè)靈敏度高。角速度的檢測(cè)靈敏度可以表不為正比于施加在振子上的柯氏力的最大值與每柯氏力IN(牛頓)下輸出的檢測(cè)電壓(以下，稱為檢測(cè)效率。)之積的值。柯氏力的最大值可以表示為振子的質(zhì)量、驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式下的振子的位移的最大速度及施加在振子上的角速度之積。因此，角速度的檢測(cè)靈敏度可以表示為正比于檢測(cè)效率、振子的質(zhì)量及驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式下的振子的位移的最大速度之積的值。[0008]上述的檢測(cè)效率、振子的質(zhì)量、驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式下的振子的位移的最大速度等不僅與檢測(cè)靈敏度相關(guān)，而且與振子的厚度、寬度尺寸、剛性、共振模式及其共振頻率也相關(guān)。
[0009]近些年，強(qiáng)烈要求振動(dòng)陀螺儀的小型化。通常，當(dāng)振子變小時(shí)，振子的共振頻率變高。因此，在將具有小的振子的振動(dòng)陀螺儀搭載于數(shù)碼相機(jī)等時(shí)，振子的共振頻率與抖動(dòng)的頻率之差變大。因此，存在相對(duì)于抖動(dòng)等的靈敏度降低的情況。
[0010]因此，通過(guò)將振子形成為特定的結(jié)構(gòu)，或使振子以特定的振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)，即使振子小，也能夠防止振子的共振頻率變高的情況。
[0011]并且，為了改善振動(dòng)陀螺儀的漂移特性，在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式和檢測(cè)振動(dòng)模式這兩方中需要具有共用的節(jié)點(diǎn)。
[0012]通過(guò)利用共用的節(jié)點(diǎn)對(duì)振子進(jìn)行支承，能夠防止振動(dòng)從支承振子的支承部泄漏或來(lái)自外部的不需要的振動(dòng)的傳播，能夠得到良好的漂移特性。
[0013]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0014]專利文獻(xiàn)
[0015]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平6-42971號(hào)公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2000-249554號(hào)公報(bào)
[0017]發(fā)明的概要
[0018]發(fā)明要解決的課題
[0019]振子的共振頻率由振動(dòng)模式、剛性及質(zhì)量決定，該振動(dòng)模式由振子的形狀決定,通過(guò)在該振動(dòng)模式下調(diào)整振子的厚度及寬度尺寸，能夠使剛性或質(zhì)量變化，從而變更共振頻率。但是，當(dāng)通過(guò)調(diào)整振子的厚度及寬度尺寸來(lái)變更共振頻率時(shí)，存在連共振頻率以外的特性也發(fā)生變化，從而無(wú)法改善角速度的檢測(cè)靈敏度的情況。
[0020]另外，在如具備現(xiàn)有的環(huán)狀振子的振動(dòng)陀螺儀101那樣根據(jù)施加在振子上的柯氏力的大小而節(jié)點(diǎn)或腹點(diǎn)的位置發(fā)生變化的結(jié)構(gòu)中，在振子上不存在始終為節(jié)點(diǎn)的部位。因此，振子的支承由振動(dòng)的部位進(jìn)行，從而產(chǎn)生從支承振子的支承部的振動(dòng)的泄漏或來(lái)自外部的不需要的振動(dòng)的傳播。另外，還存在振子的振動(dòng)被妨礙而共振頻率發(fā)生變化，從而角速度的檢測(cè)靈敏度變低的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]因此，本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)一種振子及振動(dòng)陀螺儀，該振子具有位置固定的節(jié)點(diǎn)，且不論厚度及寬度尺寸的調(diào)整如何都能夠?qū)崿F(xiàn)低的共振頻率，該振動(dòng)陀螺儀能夠使用該振子而以高的靈敏度檢測(cè)角速度。
[0022]用于解決課題的手段
[0023]本發(fā)明的振子具備第一環(huán)狀部、第二環(huán)狀部和連結(jié)部。第二環(huán)狀部配置在第一環(huán)狀部的外側(cè)。連結(jié)部將第一環(huán)狀部和第二環(huán)狀部連結(jié)。第二環(huán)狀部通過(guò)連結(jié)直線狀的梁部而構(gòu)成。連結(jié)部將第一環(huán)狀部與梁部的中心部連結(jié)。
[0024]該結(jié)構(gòu)的振子具有第一面內(nèi)振動(dòng)模式和第二面內(nèi)振動(dòng)模式。在第一面內(nèi)振動(dòng)模式和第二面內(nèi)振動(dòng)模式中，連結(jié)第二環(huán)狀部的梁部的部分成為振動(dòng)的波節(jié)(節(jié)點(diǎn))。另外，在第一面內(nèi)振動(dòng)模式中，第一環(huán)狀部及第二環(huán)狀部中的與連結(jié)部連結(jié)的部分成為振動(dòng)的波腹(腹點(diǎn))。因此，通過(guò)在連結(jié)第二環(huán)狀部的梁部的部分對(duì)振子進(jìn)行支承，由此能夠防止振子的振動(dòng)經(jīng)由支承振子的支承部而泄漏或來(lái)自外部的不需要的振動(dòng)向振子傳遞的情況。
[0025]在上述的振子中，優(yōu)選第一環(huán)狀部的平面形狀為圓環(huán)狀，第二環(huán)狀部的平面形狀為矩形環(huán)狀。
[0026]在該結(jié)構(gòu)中，振子成為以旋轉(zhuǎn)軸為對(duì)稱軸的形狀對(duì)稱性高的構(gòu)件。
[0027]在上述的振子中，優(yōu)選所述振子具備懸臂梁部，該懸臂梁部以從第一環(huán)狀部的與連結(jié)部連結(jié)的連結(jié)位置向第一環(huán)狀部的徑向內(nèi)側(cè)延伸的方式設(shè)置。
[0028]在該結(jié)構(gòu)的振子中，在第一面內(nèi)振動(dòng)模式中，懸臂梁部沿著其延伸設(shè)置的方向進(jìn)行位移。在第二面內(nèi)振動(dòng)模式中，懸臂梁部在振動(dòng)面內(nèi)以向與其延伸設(shè)置的方向正交的方向撓曲的方式進(jìn)行振動(dòng)。由于上述的懸臂梁部的振動(dòng)方向正交，因此通過(guò)使第一、第二面內(nèi)振動(dòng)模式的共振頻率大致一致，能夠使第一、第二面內(nèi)振動(dòng)模式成為振動(dòng)陀螺儀的驅(qū)動(dòng)模式或檢測(cè)模式而構(gòu)成振動(dòng)陀螺儀。
[0029]在上述的振子中，優(yōu)選具備重物部。重物部與懸臂梁部的端部連接。在該結(jié)構(gòu)中，通過(guò)重物部來(lái)增加振子的質(zhì)量。因此，能夠增大施加在懸臂梁部上的柯氏力。
[0030]本發(fā)明的振動(dòng)陀螺儀具備上述的振子、驅(qū)動(dòng)部、檢測(cè)部。驅(qū)動(dòng)部以使振子以第一面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)振子。檢測(cè)部對(duì)通過(guò)柯氏力而在以第一面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的振子上產(chǎn)生的振子的第二面內(nèi)振動(dòng)模式的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè),其中，該柯氏力通過(guò)繞著與第一環(huán)狀部的主面正交的旋轉(zhuǎn)軸的角速度而施加在振子上。優(yōu)選第二環(huán)狀部具有多個(gè)角部，且具備在角部對(duì)振子進(jìn)行支承的支承部。在該結(jié)構(gòu)中，在第一面內(nèi)振動(dòng)模式和第二面內(nèi)振動(dòng)模式中的任一個(gè)模式中，連結(jié)第二環(huán)狀部的梁部的部分都成為振動(dòng)的波節(jié)(節(jié)點(diǎn))，因此通過(guò)在連結(jié)第二環(huán)狀部的梁部的部分對(duì)振子進(jìn)行支承，能夠防止來(lái)自振子的振動(dòng)經(jīng)由支承部的泄漏或來(lái)自外部的不需要的振動(dòng)的傳播，從而能夠提高角速度的檢測(cè)靈敏度。
[0031]在上述的振動(dòng)陀螺儀中，優(yōu)選振子由硅基板構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)部及檢測(cè)部具備壓電體膜和接地電極、及驅(qū)動(dòng)電極或檢測(cè)電極。在該結(jié)構(gòu)中，振子成為從驅(qū)動(dòng)部或檢測(cè)部獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。因此，能夠?qū)⒄褡拥男螤钚纬蔀樽兂衫硐氲恼駝?dòng)模式的形狀，使角速度的檢測(cè)靈敏度提高。另外，振子通過(guò)對(duì)硅基板的半導(dǎo)體微細(xì)加工而能夠?qū)崿F(xiàn)高的形狀精度。并且，壓電體膜或電極能夠通過(guò)薄膜微細(xì)加工工藝形成。
[0032]在上述的振動(dòng)陀螺儀中，優(yōu)選壓電體膜、接地電極、驅(qū)動(dòng)電極、檢測(cè)電極僅設(shè)置在振子的一個(gè)面上。該結(jié)構(gòu)通過(guò)順次實(shí)施半導(dǎo)體微細(xì)加工工藝和薄膜微細(xì)加工工藝而能夠?qū)崿F(xiàn)，能夠使制造工序簡(jiǎn)化。
[0033]在上述的振動(dòng)陀螺儀中，優(yōu)選驅(qū)動(dòng)部及檢測(cè)部具備浮動(dòng)電極，驅(qū)動(dòng)電極或檢測(cè)電極以經(jīng)由壓電體膜而與浮動(dòng)電極對(duì)置的方式設(shè)置。在該結(jié)構(gòu)中，不需要設(shè)置與浮動(dòng)電極連接的配線，因此不需要為了設(shè)置配線而對(duì)硅基板或壓電體膜進(jìn)行加工，從而能夠使制造工
序簡(jiǎn)化。
[0034]在上述的振動(dòng)陀螺儀中，優(yōu)選驅(qū)動(dòng)電極具有:以經(jīng)由壓電體膜與接地電極對(duì)置的方式設(shè)置的第一驅(qū)動(dòng)電極；經(jīng)由壓電體膜而與接地電極對(duì)置，且與第一驅(qū)動(dòng)電極相鄰設(shè)置的第二驅(qū)動(dòng)電極。在該結(jié)構(gòu)中，通過(guò)在第一驅(qū)動(dòng)電極和第二驅(qū)動(dòng)電極上施加極性相反的驅(qū)動(dòng)電壓，由此與僅施加單一極性的驅(qū)動(dòng)電壓的情況相比較，能夠使施加在壓電體膜上的電場(chǎng)的強(qiáng)度成為2倍。另外，通過(guò)變更施加在第一驅(qū)動(dòng)電極和第二驅(qū)動(dòng)電極上的驅(qū)動(dòng)電壓的電壓極性，能夠變更施加在壓電體膜上的電場(chǎng)的方向，因此能夠容易實(shí)現(xiàn)與壓電體膜的極化方向相反時(shí)同樣的變形。
[0035]發(fā)明效果
[0036]根據(jù)本發(fā)明的振子，連結(jié)第二環(huán)狀部的梁部的部分在第一面內(nèi)振動(dòng)模式和第二面內(nèi)振動(dòng)模式中成為共用的節(jié)點(diǎn)，因此通過(guò)在該連結(jié)的部分對(duì)振子進(jìn)行支承，能夠防止振子的振動(dòng)經(jīng)由支承部而泄漏或來(lái)自外部的不需要的振動(dòng)向振子傳遞的情況。
[0037]另外，根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)陀螺儀，能夠?qū)崿F(xiàn)高的角速度的檢測(cè)靈敏度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1是說(shuō)明具備現(xiàn)有的振子的振動(dòng)陀螺儀的結(jié)構(gòu)的圖。
[0039]圖2是說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的振子的結(jié)構(gòu)的圖。
[0040]圖3是說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的振子的振動(dòng)模式的圖。
[0041]圖4是說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的振動(dòng)陀螺儀的結(jié)構(gòu)的圖。
[0042]圖5是說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的振動(dòng)陀螺儀的結(jié)構(gòu)的圖。
[0043]圖6是說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式的振動(dòng)陀螺儀的結(jié)構(gòu)的圖。
[0044]圖7是說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施方式的振動(dòng)陀螺儀的結(jié)構(gòu)的圖。
[0045]圖8是說(shuō)明本發(fā)明的第五實(shí)施方式的振動(dòng)陀螺儀的結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]在以下的說(shuō)明中，將振動(dòng)陀螺儀的旋轉(zhuǎn)軸作為正交坐標(biāo)系的Z軸，并將沿著平面形狀為矩形的振子的各邊的方向分別作為正交坐標(biāo)系的X軸方向、正交坐標(biāo)系的Y軸方向。
[0047]《第一實(shí)施方式》
[0048]圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的振子I的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0049]振子I由平面形狀為正方形的娃基板構(gòu)成，設(shè)有沿厚度方向貫通的開(kāi)口部8A?8D、9A?9D、10A、10B。振子I具備由開(kāi)口部8A?8D、9A?9D、10A、IOB劃分的圓形環(huán)狀部
2、矩形環(huán)狀部3、連結(jié)部4A?4D、懸臂梁部5A?5D、重物部7A?7D。圓形環(huán)狀部2為第一環(huán)狀部。矩形環(huán)狀部3配置在圓形環(huán)狀部2的外側(cè)。矩形環(huán)狀部3為第二環(huán)狀部。矩形環(huán)狀部3具備角部6A?6D。振子I利用半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)而形成，因此以振子I的Z軸為對(duì)稱軸的形狀對(duì)稱性極高。
[0050]圓形環(huán)狀部2是平面形狀為圓環(huán)狀的部位，外周側(cè)由開(kāi)口部8A?8D劃分，內(nèi)周側(cè)由開(kāi)口部9A?9D劃分。在圓形環(huán)狀部2中，從與連結(jié)部4A連結(jié)的連結(jié)位置到與連結(jié)部4B連結(jié)的連結(jié)位置的區(qū)域?yàn)椴糠汁h(huán)狀區(qū)域2A，從與連結(jié)部4B連結(jié)的連結(jié)位置到與連結(jié)部4C連結(jié)的連結(jié)位置的區(qū)域?yàn)椴糠汁h(huán)狀區(qū)域2B，從與連結(jié)部4C連結(jié)的連結(jié)位置到與連結(jié)部4D連結(jié)的連結(jié)位置的區(qū)域?yàn)椴糠汁h(huán)狀區(qū)域2C，從與連結(jié)部4D連結(jié)的連結(jié)位置到與連結(jié)部4A連結(jié)的連結(jié)位置的區(qū)域?yàn)椴糠汁h(huán)狀區(qū)域2D。矩形環(huán)狀部3是平面形狀為矩形環(huán)狀的部位，內(nèi)側(cè)由開(kāi)口部8A?8D劃分。矩形環(huán)狀部3具備梁部3A?3D，梁部3A?3D由角部6A?6D連結(jié)而構(gòu)成。梁部3A?3D分別為直線狀。連結(jié)部4A?4D是將各梁部3A?3D的中央部與圓形環(huán)狀部2連結(jié)的部位。懸臂梁部5A?是以從圓形環(huán)狀部2的與連結(jié)部4A?4D連結(jié)的連結(jié)位置向圓形環(huán)狀部2的徑向內(nèi)側(cè)延伸的方式設(shè)置的部位。懸臂梁部5A?
分別具有一方的端部即固定端和另一方的端部即可動(dòng)端。懸臂梁部5A?的固定端與圓形環(huán)狀部2連接。懸臂梁部5A?的可動(dòng)端與重物部7A?7D連接。重物部7A?7D是平面形狀為扇形的部位，分別由懸臂梁部5A?支承。重物部7A?7D由開(kāi)口部IOAUOB劃分。重物部7A?7D以增加振子I的質(zhì)量來(lái)施加大的柯氏力的方式設(shè)置。
[0051]圖3(A)是對(duì)振子I的第一面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行說(shuō)明的圖。振子I的第一面內(nèi)振動(dòng)模式是將X軸及Y軸作為對(duì)稱軸而使振子I以沿著X軸和Y軸伸縮的方式進(jìn)行振動(dòng)的振動(dòng)模式。在該振動(dòng)模式中，圓形環(huán)狀部2及矩形環(huán)狀部3中的與連結(jié)部4A?4D連結(jié)的部分成為振動(dòng)的波腹(腹點(diǎn))，在X軸方向和Y軸方向上以反相位進(jìn)行振動(dòng)。具體而言，如以下這樣進(jìn)行振動(dòng)。在振子I沿著X軸收縮且沿著Y軸伸長(zhǎng)時(shí)，圓形環(huán)狀部2沿著X軸收縮且沿著Y軸伸長(zhǎng)而成為橢圓形狀，矩形環(huán)狀部3以梁部3A和梁部3C向中心方向撓曲且梁部3B和梁部3D向外方向撓曲的方式進(jìn)行變形，從而重物部7A與重物部7C接近，且重物部7B與重物部7D分離。在振子I沿著X軸伸長(zhǎng)且沿著Y軸收縮時(shí)，圓形環(huán)狀部2沿著X軸伸長(zhǎng)且沿著Y軸收縮而成為橢圓形狀，矩形環(huán)狀部3以梁部3A和梁部3C向外方向撓曲且梁部3B和梁部3D向中心方向撓曲的方式進(jìn)行變形，從而重物部7A與重物部7C分離，且重物部7B與重物部7D接近。并且，角部6A?6D成為振子I的節(jié)點(diǎn)。另外，在振子I的第一面內(nèi)振動(dòng)模式中，連結(jié)部4A?4D、懸臂梁部5A?及重物部7A?7D以沿著X軸或Y軸往復(fù)的方式進(jìn)行振動(dòng)。
[0052]圖3(B)是對(duì)振子I的第二面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行說(shuō)明的圖。振子I的第二面內(nèi)振動(dòng)模式是以從X軸傾斜了 ±45°的方向?yàn)閷?duì)稱軸，且以X軸及Y軸為反對(duì)稱軸，使振子I以沿著從X軸傾斜了 ±45°的方向伸縮的方式進(jìn)行振動(dòng)的振動(dòng)模式。在該振動(dòng)模式中，圓形環(huán)狀部2中與從X軸傾斜了 ±45°的方向的軸交叉的部分成為振動(dòng)的波腹(腹點(diǎn))。具體而言，如以下這樣進(jìn)行振動(dòng)。在圓形環(huán)狀部2沿著從X軸傾斜了+45°的方向伸長(zhǎng)且沿著從X軸傾斜了 -45°的方向收縮而成為橢圓形狀時(shí)，重物部7A與重物部7B接近，且重物部7C與重物部7D接近。在圓形環(huán)狀部2沿著從X軸傾斜了-45°的方向伸長(zhǎng)且沿著從X軸傾斜了 +45°的方向收縮而成為橢圓形狀時(shí)，重物部7A與重物部7D接近，且重物部7B與重物部7C接近。于是，梁部3A?3D的中心部或角部6A?6D成為振子I的節(jié)點(diǎn)。另外，在振子I的第二面內(nèi)振動(dòng)模式中，懸臂梁部5A?和重物部7A?7D以對(duì)置的部分彼此呈反對(duì)稱地?fù)锨姆绞窖刂鳻軸或Y軸振動(dòng)。
[0053]重物部7A?7D各自的第一面內(nèi)振動(dòng)模式下的振動(dòng)方向與第二面內(nèi)振動(dòng)模式下的振動(dòng)方向錯(cuò)開(kāi)90°。因此，通過(guò)使第一面內(nèi)振動(dòng)模式與第二面內(nèi)振動(dòng)模式的共振頻率大致一致，從而能夠?qū)⑸鲜龅恼駝?dòng)模式作為振動(dòng)陀螺儀中的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式和檢測(cè)振動(dòng)模式來(lái)利用。
[0054]另外，在上述的振動(dòng)模式中，矩形環(huán)狀部3的角部6A?6D成為在第一面內(nèi)振動(dòng)模式和第二面內(nèi)振動(dòng)模式中共用的節(jié)點(diǎn)。因此，只要通過(guò)作為節(jié)點(diǎn)的角部6A?6D來(lái)支承振子1，就能夠防止經(jīng)由支承振子的部位的振動(dòng)的泄漏或來(lái)自外部的不需要的振動(dòng)的傳播。
[0055]接著，對(duì)使用了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的振子I的振動(dòng)陀螺儀11的結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說(shuō)明。圖4(A)是振動(dòng)陀螺儀11的俯視圖。圖4(B)是圖4(A)中B-B’所示的位置處的振動(dòng)陀螺儀11的局部放大剖視圖。需要說(shuō)明的是，在此，為了進(jìn)行電極結(jié)構(gòu)的說(shuō)明，將振子I的各部分尺寸變更而圖示。
[0056]振動(dòng)陀螺儀11具備基板17、浮動(dòng)電極12、壓電體膜13、接地電極14A、14B、驅(qū)動(dòng)電極15A?15D、檢測(cè)電極16A?16D。
[0057]浮動(dòng)電極12設(shè)置在基板17的上表面。壓電體膜13是由氮化鋁、鋯鈦酸鉛、鈮酸鉀鈉、氧化鋅等中的任一種壓電材料構(gòu)成的薄膜，以覆蓋浮動(dòng)電極12和基板17的方式設(shè)置。接地電極14A、14B、驅(qū)動(dòng)電極15A?15D及檢測(cè)電極16A?16D設(shè)置在壓電體膜13的上表面?；?7由硅基板構(gòu)成。
[0058]接地電極14A以從在角部6B設(shè)置的外部連接用的焊盤(pán)分開(kāi)成兩支而呈線路狀延伸的方式設(shè)置在梁部3B和梁部3C上，并設(shè)置成經(jīng)由連結(jié)部4B、4C及懸臂梁部5B、5C而延伸到重物部7B、7C的前端。另外，接地電極14A以從圓形環(huán)狀部2與懸臂梁部5B、5C的連結(jié)位置再次分成兩支而向部分環(huán)狀區(qū)域2A、2B延伸的方式設(shè)置。接地電極14B以從在角部6D設(shè)置的外部連接用的焊盤(pán)分成兩支而呈線路狀地延伸的方式設(shè)置在梁部3D和梁部3A上，并設(shè)置成經(jīng)由連結(jié)部4D、4A及懸臂梁部5D、5A而延伸到重物部7D、7A的前端。另外，接地電極14B以從圓形環(huán)狀部2與懸臂梁部?、5Α的連結(jié)位置再次分為兩支而向部分環(huán)狀區(qū)域2C、2D延伸的方式設(shè)置。
[0059]驅(qū)動(dòng)電極15A以從在角部6A的旁邊設(shè)置的外部連接用的焊盤(pán)呈線路狀延伸的方式設(shè)置在梁部3A上，并設(shè)置成經(jīng)由連結(jié)部4A而向部分環(huán)狀區(qū)域2A延伸。驅(qū)動(dòng)電極15B以從在角部6B的旁邊設(shè)置的外部連接用的焊盤(pán)呈線路狀延伸的方式設(shè)置在梁部3C上，并設(shè)置成經(jīng)由連結(jié)部4C而向部分環(huán)狀區(qū)域2B延伸。驅(qū)動(dòng)電極15C以從在角部6C的旁邊設(shè)置的外部連接用的焊盤(pán)呈線路狀延伸的方式設(shè)置在梁部3C上，并設(shè)置成經(jīng)由連結(jié)部4C而向部分環(huán)狀區(qū)域2C延伸。驅(qū)動(dòng)電極15D以從在角部6D的旁邊設(shè)置的外部連接用的焊盤(pán)呈線路狀延伸的方式設(shè)置在梁部3A上，并設(shè)置成經(jīng)由連結(jié)部4A而向部分環(huán)狀區(qū)域2D延伸。
[0060]檢測(cè)電極16A以從在角部6A設(shè)置的外部連接用的焊盤(pán)呈線路狀延伸的方式設(shè)置在梁部3A上，并設(shè)置成經(jīng)由連結(jié)部4A及懸臂梁部5A而延伸到重物部7A的前端。檢測(cè)電極16B以從在角部6B的旁邊設(shè)置的外部連接用的焊盤(pán)呈線路狀延伸的方式設(shè)置在梁部3B上，并設(shè)置成經(jīng)由連結(jié)部4B及懸臂梁部5B而延伸到重物部7B的前端。檢測(cè)電極16C以從在角部6C設(shè)置的外部連接用的焊盤(pán)呈線路狀延伸的方式設(shè)置在梁部3C上，并設(shè)置成經(jīng)由連結(jié)部4C及懸臂梁部5C而延伸到重物部7C的前端。檢測(cè)電極16D以從在角部6D的旁邊設(shè)置的外部連接用的焊盤(pán)呈線路狀延伸的方式設(shè)置在梁部3D上，并設(shè)置成經(jīng)由連結(jié)部4D及懸臂梁部而延伸到重物部7D的前端。
[0061]驅(qū)動(dòng)電極15A?I?與浮動(dòng)電極12、壓電體膜13、接地電極14A、14B —起構(gòu)成作為驅(qū)動(dòng)部而發(fā)揮功能的電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換元件。檢測(cè)電極16A?16D與浮動(dòng)電極12、壓電體膜13、接地電極14A、14B —起構(gòu)成作為檢測(cè)部而發(fā)揮功能的電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換元件。
[0062]驅(qū)動(dòng)電極15A?I?在部分環(huán)狀區(qū)域2A?2D中以沿著Y軸的方式設(shè)置，因此當(dāng)對(duì)驅(qū)動(dòng)電極15A?I?施加交變電壓時(shí)，振子I以圖3㈧所示的第一面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)。即，振動(dòng)陀螺儀11將振子I的第一面內(nèi)振動(dòng)模式作為驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式使用。
[0063]在振動(dòng)陀螺儀11中，在振子I以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的狀態(tài)下，當(dāng)在振子I上施加有繞作為旋轉(zhuǎn)軸的Z軸的角速度時(shí)，在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸及振子I的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式下的振動(dòng)方向正交的方向上施加有柯氏力。通過(guò)該柯氏力，振子I以圖3(B)所示的第二面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)。即，振動(dòng)陀螺儀11將振子I的第二面內(nèi)振動(dòng)模式作為檢測(cè)振動(dòng)模式使用。檢測(cè)振動(dòng)模式的振動(dòng)成為與施加在振子I上的角速度的大小、即通過(guò)角速度而產(chǎn)生的柯氏力的大小對(duì)應(yīng)的振幅。于是，懸臂梁部5A和懸臂梁部5C以及懸臂梁部5B和懸臂梁部分別向相反方向撓曲，在檢測(cè)電極16A和檢測(cè)電極16C以及在檢測(cè)電極16B和檢測(cè)電極16D上分別以反相位產(chǎn)生檢測(cè)電壓。當(dāng)對(duì)將檢測(cè)電極16A、16C的檢測(cè)電壓加在一起后的電壓與將檢測(cè)電極16B、16D的檢測(cè)電壓加在一起后的電壓進(jìn)行差動(dòng)放大時(shí)，反相位的檢測(cè)電壓被相加。因此，能夠以得到與檢測(cè)振動(dòng)模式產(chǎn)生的振動(dòng)的振幅對(duì)應(yīng)的輸出的方式構(gòu)成檢測(cè)電路。
[0064]另外，在振動(dòng)陀螺儀11中，在振子I以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的狀態(tài)下，當(dāng)在振動(dòng)面內(nèi)的規(guī)定方向上施加有加速度時(shí)，沿著該加速度方向而施加有慣性力。于是，懸臂梁部5A和懸臂梁部5C以及懸臂梁部5B和懸臂梁部分別向同方向撓曲，在檢測(cè)電極16A和檢測(cè)電極16C以及在檢測(cè)電極16B和檢測(cè)電極16D上分別以同相位產(chǎn)生檢測(cè)電壓。當(dāng)對(duì)將檢測(cè)電極16A、16C的檢測(cè)電壓加在一起后的電壓與將檢測(cè)電極16B、16D的檢測(cè)電壓加在一起后的電壓進(jìn)行差動(dòng)放大時(shí)，同相位的檢測(cè)電壓相互抵消。因此，能夠以不檢測(cè)該加速度產(chǎn)生的輸出的方式構(gòu)成檢測(cè)電路。
[0065]如以上那樣構(gòu)成本實(shí)施方式的振動(dòng)陀螺儀11。振動(dòng)陀螺儀11在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式和檢測(cè)振動(dòng)模式中的任一種振動(dòng)模式下，角部6A?6D都成為節(jié)點(diǎn)，因此通過(guò)在作為節(jié)點(diǎn)的角部6A?6D對(duì)振子I進(jìn)行支承，由此能夠防止振子I的經(jīng)由支承部的振動(dòng)的泄漏或來(lái)自外部的不需要的振動(dòng)的傳播，從而能夠抑制檢測(cè)電壓的漂移而提高角速度的檢測(cè)靈敏度。
[0066]另外，振子I為由硅基板一體形成的結(jié)構(gòu)，且由壓電體膜13、電極12、14A、14B、15A?15D、16A?16D構(gòu)成電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換元件，由此能夠使用振子的半導(dǎo)體微細(xì)加工工藝和電極及壓電體膜的薄膜微細(xì)加工工藝來(lái)制造振動(dòng)陀螺儀11。因此，能夠使形狀精度變得極其高。需要說(shuō)明的是，通過(guò)在壓電體膜13與基板17之間設(shè)置浮動(dòng)電極12，能夠使施加在壓電體膜13上的電場(chǎng)變得垂直，能夠使壓電體膜13的變形增大。另外，浮動(dòng)電極12不需要在振子I上設(shè)置通孔等來(lái)配線，能夠使振子I以理想的振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)。
[0067]《第二實(shí)施方式》
[0068]接著，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的振動(dòng)陀螺儀21進(jìn)行說(shuō)明。
[0069]圖5是振動(dòng)陀螺儀21的局部放大剖視圖。振動(dòng)陀螺儀21為具有與第一實(shí)施方式的振動(dòng)陀螺儀11不同的電極結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
[0070]振動(dòng)陀螺儀21具備接地電極22、壓電體膜23、第一驅(qū)動(dòng)電極25A、第二驅(qū)動(dòng)電極25B及基板27。接地電極22配置在壓電體膜23與基板27之間。接地電極22是將第一實(shí)施方式的浮動(dòng)電極12與地線連接的電極。第一驅(qū)動(dòng)電極25A和第二驅(qū)動(dòng)電極25B以經(jīng)由壓電體膜23而與接地電極22對(duì)置的方式設(shè)置。在這樣的電極結(jié)構(gòu)中，通過(guò)在第一驅(qū)動(dòng)電極25A和第二驅(qū)動(dòng)電極25B上施加反相位的驅(qū)動(dòng)電壓，即使為與第一實(shí)施方式所示的電極結(jié)構(gòu)相同的驅(qū)動(dòng)電壓，也能夠使施加在壓電體膜23上的電場(chǎng)強(qiáng)度成為2倍，能夠進(jìn)一步增大振子I的振動(dòng)振幅。
[0071]《第三實(shí)施方式》
[0072]接著，對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的振動(dòng)陀螺儀31進(jìn)行說(shuō)明。圖6(A)是振動(dòng)陀螺儀31的俯視圖。圖6(B)是圖6(A)中B-B’所示的位置處的振動(dòng)陀螺儀31的剖視圖。
[0073]振動(dòng)陀螺儀31在振子I的外側(cè)具備對(duì)第一實(shí)施方式所示的振子I的角部6A?6D進(jìn)行支承的支承框32。支承框32為支承部。支承框32具備上側(cè)框部33八、3丨02膜338、下側(cè)框部33C。上側(cè)框部33A與振子I 一體地設(shè)置。SiO2膜33B設(shè)置在上側(cè)框部33A的底面。下側(cè)框部33C由矩形框狀的硅基板構(gòu)成，設(shè)置在SiO2膜33B的底面。另外，振動(dòng)陀螺儀31具備接地電極34A~34D、驅(qū)動(dòng)電極35A、35B、檢測(cè)電極36A~36D。取代第一實(shí)施方式所示的接地電極14A而設(shè)置接地電極34B、34C。取代第一實(shí)施方式所示的接地電極14B而設(shè)置接地電極34A、34D。取代第一實(shí)施方式所示的驅(qū)動(dòng)電極15Α、1?而設(shè)置驅(qū)動(dòng)電極35A。取代第一實(shí)施方式所不的驅(qū)動(dòng)電極15B、15C而設(shè)置驅(qū)動(dòng)電極35B。取代第一實(shí)施方式所不的檢測(cè)電極16A~16D而設(shè)置檢測(cè)電極36A~36D。接地電極34A~34D、驅(qū)動(dòng)電極35A、35B、檢測(cè)電極36A~36D的外部連接用焊盤(pán)設(shè)置在支承框32上。
[0074]在這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，通過(guò)將接地電極34A~34D、驅(qū)動(dòng)電極35A、35B及檢測(cè)電極36A~36D的外部連接用焊盤(pán)設(shè)置在支承框32上，使通過(guò)線鍵合等的配線變得容易。并且，通過(guò)將外部連接用焊盤(pán)設(shè)置在不振動(dòng)的支承框32上，由此能夠防止鍵合線阻礙振子I的振動(dòng)或經(jīng)由鍵合線的振動(dòng)的泄漏。并且，能夠利用SOI (Silicon On Insulator)基板來(lái)制造振動(dòng)陀螺儀31。SOI基板是在SiO2膜的兩面設(shè)有硅的單晶結(jié)構(gòu)的基板。 [0075]在振動(dòng)陀螺儀31中利用SOI基板的情況下，只要從SOI基板的頂面?zhèn)冗M(jìn)行以SiO2膜為蝕刻.停止層的蝕刻來(lái)形成振子I和上側(cè)框部33A，且從SOI基板的底面?zhèn)纫許iO2膜作為蝕刻?停止層進(jìn)行蝕刻來(lái)形成下側(cè)框部33C即可。通過(guò)這樣利用SOI基板來(lái)制造振動(dòng)陀螺儀31，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件供給的穩(wěn)定性和高品質(zhì)化、制造成本的低廉化等。
[0076]圖6(C)是本實(shí)施方式的變形例的振動(dòng)陀螺儀41的局部放大剖視圖。振動(dòng)陀螺儀41具備支承框42。支承框42具備上側(cè)框部43八、3丨02膜438、下側(cè)框部43(:。上側(cè)框部43A與振子I 一體地設(shè)置。3丨02膜438設(shè)置在上側(cè)框部43A的底面。下方框部43C由矩形形狀的硅基板構(gòu)成，設(shè)置在SiO2膜43B的底面。
[0077]在這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，也能夠利用SOI基板來(lái)制造振動(dòng)陀螺儀41。具體而言，只要從SOI基板的頂面?zhèn)冗M(jìn)行以SiO2膜為蝕刻.停止層的蝕刻來(lái)形成振子I和上側(cè)框部43A，并從該蝕刻產(chǎn)生的開(kāi)口部對(duì)SiO2膜進(jìn)行蝕刻，由此來(lái)圖案形成SiO2膜43B即可。這種情況下利用SOI基板來(lái)制造振動(dòng)陀螺儀41，也能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件供給的穩(wěn)定性和高品質(zhì)化、制造成本的低廉化等。
[0078]《第四實(shí)施方式》
[0079]接著，對(duì)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的振動(dòng)陀螺儀51進(jìn)行說(shuō)明。圖7(A)是振動(dòng)陀螺儀51的俯視圖。圖7(B)是圖7(A)中B-B’所示的位置處的振動(dòng)陀螺儀51的局部放大剖視圖。
[0080]振動(dòng)陀螺儀5在第一實(shí)施方式所不的開(kāi)口部8A~8D(符號(hào)未圖不)的內(nèi)側(cè)具備對(duì)振子I的角部6A~6D進(jìn)行支承的支承柱52A~52D。支承柱52A~52D為支承部。支承柱52A~52D具備上側(cè)柱部53A、Si02膜53B及下側(cè)柱部53C。上側(cè)柱部53A與振子I 一體地設(shè)置。SiO2膜53B設(shè)置在上側(cè)柱部53A的底面。下側(cè)柱部53C由硅基板構(gòu)成，設(shè)置在SiO2膜538的底面。另外，振動(dòng)陀螺儀51具備接地電極54A、54B、驅(qū)動(dòng)電極55A~MD及檢測(cè)電極56A~56D。取代第一實(shí)施方式所示的接地電極14A、14B而設(shè)置接地電極54A、54B。取代第一實(shí)施方式所示的驅(qū)動(dòng)電極15A~I?而設(shè)置驅(qū)動(dòng)電極55A~55D。取代第一實(shí)施方式所示的檢測(cè)電極16A~16D而設(shè)置檢測(cè)電極56A~56D。除了上述的點(diǎn)以外，振動(dòng)陀螺儀51具有與第一實(shí)施方式所不的振動(dòng)陀螺儀11同樣的結(jié)構(gòu)。接地電極54A、54B、驅(qū)動(dòng)電極55A~55D、檢測(cè)電極56A~56D的外部連接用焊盤(pán)設(shè)置在支承柱52A~52D上。
[0081]在這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，將對(duì)振子I的角部6A~6D進(jìn)行支承的支承柱52A~52D設(shè)置在位于矩形環(huán)狀部3與圓形環(huán)狀部2之間的開(kāi)口部8A~8D(符號(hào)未圖示)的內(nèi)側(cè)，因此能夠?qū)⒄駝?dòng)陀螺儀51構(gòu)成為極其小型。另外，通過(guò)在支承柱52A~52D上設(shè)置接地電極54A、54B、驅(qū)動(dòng)電極55A~55D、檢測(cè)電極56A~56D的外部連接用焊盤(pán)，從而通過(guò)線鍵合等的配線變得容易。并且，通過(guò)將外部連接用焊盤(pán)設(shè)置在不振動(dòng)的支承柱52A~52D上，由此能夠防止鍵合線阻礙振子I的振動(dòng)或經(jīng)由鍵合線的振動(dòng)的泄漏。并且，能夠利用SOI (Silicon On Insulator)基板來(lái)制造振動(dòng)陀螺儀51。具體而言,只要從SOI基板的頂面?zhèn)冗M(jìn)行以SiO2膜為蝕刻.停止層的蝕刻來(lái)形成振子I和上側(cè)柱部53A，并從SOI基板的底面?zhèn)纫許iO2膜作為蝕刻?停止層進(jìn)行蝕刻來(lái)形成下側(cè)柱部53C即可。通過(guò)這樣利用SOI基板來(lái)制造振動(dòng)陀螺儀51，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件供給的穩(wěn)定性和高品質(zhì)化、制造成本的低廉化等。
[0082]圖7(C)是本實(shí)施方式的變形例的振動(dòng)陀螺儀61的局部放大剖視圖。振動(dòng)陀螺儀61具備支承柱62A~62D。支承柱62A~62D具備上側(cè)柱部63A、SiO2膜63B及下側(cè)部63C。上側(cè)柱部63A與振子I 一體地設(shè)置。SiO2膜63B設(shè)置在上側(cè)柱部63A的底面。下側(cè)部63C由硅基板構(gòu)成，設(shè)置在SiO2膜63B的底面。
[0083]在這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，也能夠利用SOI基板來(lái)制造振動(dòng)陀螺儀61。具體而言，只要從SOI基板的頂面?zhèn)冗M(jìn)行以SiO2膜為蝕刻.停止層的蝕刻來(lái)形成振子I和上側(cè)柱部63A，并從該蝕刻形 成的開(kāi)口部對(duì)SiO2膜進(jìn)行蝕刻，由此來(lái)圖案形成Si02膜63B即可。這種情況下利用SOI基板來(lái)制造振動(dòng)陀螺儀61，也能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件供給的穩(wěn)定性和高品質(zhì)化、制造成本的低廉化等。
[0084]《第五實(shí)施方式》
[0085]接著，對(duì)本發(fā)明的第五實(shí)施方式的振動(dòng)陀螺儀71的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖8是振動(dòng)陀螺儀71的俯視圖。
[0086]振動(dòng)陀螺儀71具備懸臂梁部75A~7?和重物部77A~77D。取代第一實(shí)施方式所示的懸臂梁部5A~而設(shè)置懸臂梁部75A~75D。取代第一實(shí)施方式所示的重物部7A~7D而設(shè)置重物部77A~77D。在懸臂梁部75A~7?與重物部77A~77D的連結(jié)部分上沿著懸臂梁部75A~7?設(shè)置狹縫。由此，使懸臂梁部75A~7?變長(zhǎng)。由此，振子I的第二面內(nèi)振動(dòng)模式的共振頻率變得更低。若為這樣的結(jié)構(gòu)，則通過(guò)調(diào)整在懸臂梁部75A~75D與重物部77A~77D的連結(jié)部分上設(shè)置的狹縫的長(zhǎng)度，能夠調(diào)整振子I的第二面內(nèi)振動(dòng)模式的共振頻率，并能夠調(diào)整第一面內(nèi)振動(dòng)模式的共振頻率與第二面內(nèi)振動(dòng)模式的共振頻率的頻率差。
[0087]雖然能夠如以上的各實(shí)施方式所示那樣實(shí)施本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍不局限于實(shí)施方式，而是包括權(quán)利要求書(shū)及等同的范圍內(nèi)的任意變更。
[0088]例如，驅(qū)動(dòng)部或檢測(cè)部不局限于利用了壓電體膜的電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換元件，也可以構(gòu)成為靜電電容等利用了其他原理的元件。另外，在此，將振子和電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換元件形成為分別獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，但也可以將兩者一體地構(gòu)成。各部分的原料或制造方法、形狀不局限于上述的原料或制造方法、形狀，可以使圓形環(huán)狀部或矩形環(huán)狀部為多邊形的環(huán)狀，或者將驅(qū)動(dòng)部和檢測(cè)部配置在振子的不同的主面上。
[0089]符號(hào)說(shuō)明:[0090]I…振子
[0091]2…圓形環(huán)狀部
[0092]2A~2D…部分環(huán)狀區(qū)域
[0093]3…矩形環(huán)狀部
[0094]3A~3D…梁部
[0095]4A~4D…連結(jié)部
[0096]5A~?、75Α~7?…懸臂梁部
[0097]6A~6D…角部
[0098]7A~7D、77A~77D…重物部
[0099]8A ~8D、9A ~9D、10A、10B…開(kāi)口部
[0100]11、21、31、41、51、61、71…振動(dòng)陀螺儀
[0101]12…浮動(dòng)電極
[0102]13…壓電體膜
[0103]14A、14B…接地電極
[0104]15A~I?…驅(qū)動(dòng)電極
[0105]16A~16D…檢測(cè)電極
[0106]17…基板
[0107]22…接地電極
[0108]23…壓電體膜
[0109]25A…第一驅(qū)動(dòng)電極
[0110]25B…第二驅(qū)動(dòng)電極
[0111]27…基板
[0112]32、42…支承框
[0113]33A、43A…上側(cè)框部
[0114]33B、43B、53B、63B…SiO2 膜
[0115]33C、430.下側(cè)框部
[0116]34A~34D...接地電極
[0117]35A、35B…驅(qū)動(dòng)電極
[0118]36A~36D...檢測(cè)電極
[0119]52A ~52D、62A ~62D…支承柱
[0120]53A、63A…上側(cè)柱部
[0121]53C…下側(cè)柱部
[0122]54A、54B…接地電極
[0123]55A~5?…驅(qū)動(dòng)電極
[0124]56A~56D…檢測(cè)電極
[0125]630"下側(cè) 部
【權(quán)利要求】
1.一種振子，其具備: 第一環(huán)狀部； 第二環(huán)狀部，其配置在所述第一環(huán)狀部的外側(cè)；以及 連結(jié)部，其將所述第一環(huán)狀部和所述第二環(huán)狀部連結(jié)，其中， 所述第二環(huán)狀部通過(guò)連結(jié)直線狀的梁部而構(gòu)成， 所述連結(jié)部將所述第一環(huán)狀部和所述梁部的中心部連結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振子，其中， 所述第一環(huán)狀部的平面形狀為圓環(huán)狀， 所述第二環(huán)狀部的平面形狀為矩形環(huán)狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振子，其中， 所述振子具備懸臂梁部，該懸臂梁部以從所述第一環(huán)狀部的與所述連結(jié)部連結(jié)的連結(jié)位置向所述第一環(huán)狀部的徑向內(nèi)側(cè)延伸的方式設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振子，其中， 所述振子具備與所述懸臂梁部的端部連接的重物部。
5.—種振動(dòng)陀螺儀，其具備: 權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的振子； 驅(qū)動(dòng)部，其以使所述振子以第一面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)所述振子；以及檢測(cè)部，其對(duì)通過(guò)柯氏力而在以所述第一面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的所述振子上產(chǎn)生的所述振子的第二面內(nèi)振動(dòng)模式的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，其中，該柯氏力通過(guò)繞著與所述第一環(huán)狀部的主面正交的旋轉(zhuǎn)軸的角速度而施加在所述振子上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的振動(dòng)陀螺儀，其中， 所述第二環(huán)狀部具有多個(gè)角部， 并具備在所述角部支承所述振子的支承部。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的振動(dòng)陀螺儀，其中， 所述振子由硅基板構(gòu)成， 所述驅(qū)動(dòng)部及所述檢測(cè)部具備壓電體膜和接地電極、以及驅(qū)動(dòng)電極或檢測(cè)電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的振動(dòng)陀螺儀，其中， 所述壓電體膜、所述接地電極、所述驅(qū)動(dòng)電極、所述檢測(cè)電極僅設(shè)置在所述振子的一個(gè)面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動(dòng)陀螺儀，其中， 所述驅(qū)動(dòng)部及所述檢測(cè)部具備浮動(dòng)電極， 所述驅(qū)動(dòng)電極或所述檢測(cè)電極以經(jīng)由所述壓電體膜而與所述浮動(dòng)電極對(duì)置的方式設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動(dòng)陀螺儀，其中， 所述驅(qū)動(dòng)電極具有:以經(jīng)由所述壓電體膜而與所述接地電極對(duì)置的方式設(shè)置的第一驅(qū)動(dòng)電極；經(jīng)由所述壓電體膜與所述接地電極對(duì)置，且與所述第一驅(qū)動(dòng)電極相鄰設(shè)置的第二驅(qū)動(dòng)電極。
【文檔編號(hào)】G01C19/5677GK103620343SQ201280030119
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月4日
【發(fā)明者】藤本克己, 米田年麿, 羽田拓生, 堀內(nèi)秀哉 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所