振動(dòng)器以及振動(dòng)陀螺儀的制作方法
【專利摘要】實(shí)現(xiàn)即便小型化也能有效地降低諧振頻率振動(dòng)器、和能使用該振動(dòng)器以較高的靈敏度來檢測(cè)角速度的振動(dòng)陀螺儀。振動(dòng)器(1)具備第1圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部(2A、2B)、基端側(cè)錘部(3)、和基端側(cè)錘部用連結(jié)部(6A)。第1圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部(2A、2B)的X軸正方向的端部在Y軸方向上相互隔開間隔地對(duì)置，X軸負(fù)方向的端部相互連結(jié)?；藗?cè)錘部(3)配置在第1圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部(2A、2B)之間。基端側(cè)錘部用連結(jié)部(6A)配置成從第1圓弧狀梁部(2A)和第2圓弧狀梁部(2B)的連結(jié)部分起在X軸正方向上延伸，且與基端側(cè)錘部(3)連結(jié)。
【專利說明】振動(dòng)器以及振動(dòng)陀螺儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有在主面進(jìn)行面內(nèi)振動(dòng)的振動(dòng)模式和在與主面垂直的方向上進(jìn)行面外振動(dòng)的振動(dòng)模式的振動(dòng)器、以及檢測(cè)繞著與兩種振動(dòng)模式各自的振動(dòng)方向垂直的旋轉(zhuǎn)軸而施加給振動(dòng)器的角速度的振動(dòng)陀螺儀。
【背景技術(shù)】
[0002]檢測(cè)角速度的振動(dòng)陀螺儀具備如下的振動(dòng)器，該振動(dòng)器具有沿著與旋轉(zhuǎn)軸正交的驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行振動(dòng)的第I振動(dòng)模式(驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式)、和沿著與旋轉(zhuǎn)軸以及驅(qū)動(dòng)軸正交的檢測(cè)軸進(jìn)行振動(dòng)的第2振動(dòng)模式(檢測(cè)振動(dòng)模式)。若以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的振動(dòng)器繞著旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，則沿著檢測(cè)軸的科里奧利力施加給振動(dòng)器。若施加了科里奧利力，則振動(dòng)器以檢測(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、即由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度所產(chǎn)生的科里奧利力的大小相應(yīng)。因而，通過對(duì)檢測(cè)振動(dòng)模式的振動(dòng)振幅進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠檢測(cè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度。
[0003]利用于振動(dòng)陀螺儀的振動(dòng)器的構(gòu)造多種多樣。某種振動(dòng)器構(gòu)成為具備兩個(gè)懸臂梁的音叉型振動(dòng)器(參照專利文獻(xiàn)I。)。
[0004]圖1 (A)是具備以往的音叉型振動(dòng)器的振動(dòng)陀螺儀111的俯視圖，圖1 (B)是部分首1J視圖。
[0005]振動(dòng)陀螺儀111具備作為音叉型振動(dòng)器的振動(dòng)器101。振動(dòng)器101具備:腿部101A、101B、支承部101C、和基臺(tái)部101D。腿部101A、IOlB分別形成為蜿蜒形狀。腿部101A、IOlB的一端側(cè)與基臺(tái)部IOlD連結(jié),且成為固定端。腿部101A、101B的另一端側(cè)成為自由端。支承部IOic配置在腿部101A、IOlB之間，且形成為從基臺(tái)部IOlD起在與腿部101A、IOlB相同的方向上延伸。振動(dòng)器101由電介質(zhì)膜102、壓電體膜103、電極膜104、基板105、和公共電極106所構(gòu)成。電介質(zhì)膜102形成在基板105的上表面。壓電體膜103形成在電介質(zhì)膜102的上表面。電極膜104形成在壓電體膜103的上表面。公共電極106形成在基板105的下表面，且被接地。振動(dòng)器101的支承部IOlC被未圖示的支承基板支承。
[0006]電極膜104具備電極104A?104C。電極104A具有:分別沿著腿部101A、101B、和支承部IOlC的線路狀的部分；和與這些線路狀的部分連接、且形成在基臺(tái)部IOlD的部分。電極104B如從作為腿部IOlA的自由端的端部起經(jīng)由基臺(tái)部IOlD上而至支承部IOlC的端部這樣，形成為線路狀。電極104C如從作為腿部IOlB的自由端的端部起經(jīng)由基臺(tái)部IOlD上而至支承部IOlC的端部這樣，形成為線路狀。
[0007]電極104A?104C、公共電極106、以及壓電體膜103構(gòu)成了機(jī)電變換元件。在振動(dòng)器101中，作為腿部101AU01B的自由端的端部或者遠(yuǎn)離或者靠近地進(jìn)行開閉這樣的振動(dòng)被激勵(lì)。在振動(dòng)陀螺儀111中，這樣的振動(dòng)模式被用作驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式。在振動(dòng)器101中，腿部101A、101B在厚度方向上進(jìn)行彎曲振動(dòng)的振動(dòng)被激勵(lì)。在振動(dòng)陀螺儀111中，這樣的振動(dòng)模式被用作檢測(cè)振動(dòng)模式。振動(dòng)陀螺儀111在以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的狀態(tài)下，若以與腿部101A、101B平行的軸為中心而向振動(dòng)陀螺儀111施加角速度，則利用通過科里奧利力使得振動(dòng)器101以檢測(cè)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的特性,來檢測(cè)角速度。
[0008]在振動(dòng)陀螺儀中，期望角速度的檢測(cè)靈敏度較高。一般而言，在使用了音叉型振動(dòng)器的振動(dòng)陀螺儀中，為了提高角速度的檢測(cè)靈敏度，需要適當(dāng)?shù)卦O(shè)定振動(dòng)器的諧振頻率。由于音叉型振動(dòng)器的諧振頻率與腿部(梁)的長(zhǎng)度的平方成反比例，因此在使音叉型振動(dòng)器小型化的情況下，諧振頻率會(huì)變得尤其高。而且，伴隨著諧振頻率變高而檢測(cè)靈敏度會(huì)變低。因此，在上述的振動(dòng)陀螺儀111中，通過將腿部101AU01B設(shè)為蜿蜒形狀，從而即便使振動(dòng)器101小型化也能將腿部(梁)確保得較長(zhǎng)，可防止振動(dòng)器101的諧振頻率變高。
[0009]在此，對(duì)振動(dòng)器的諧振頻率與角速度的檢測(cè)靈敏度之間的關(guān)系進(jìn)行說明。
[0010]角速度的檢測(cè)靈敏度能夠表示為與施加給振動(dòng)器的科里奧利力的最大值、和每IN(牛頓)科里奧利力所輸出的檢測(cè)電壓(以下稱作檢測(cè)效率。)之積成比例的值?？评飱W利力的最大值能夠表示為振動(dòng)器的質(zhì)量、驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式下的振動(dòng)器的位移的最大速度、和施加給振動(dòng)器的角速度之積。因此，角速度的檢測(cè)靈敏度能夠表示為與檢測(cè)效率、振動(dòng)器的質(zhì)量、和驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式下的振動(dòng)器的位移的最大速度之積成比例的值。
[0011]這些檢測(cè)效率、振動(dòng)器的質(zhì)量、驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式下的振動(dòng)器的位移的最大速度等，不僅與檢測(cè)靈敏度具有相關(guān)，還與振動(dòng)器的厚度、寬度尺寸、剛性、諧振模式及其諧振頻率具有相關(guān)。
[0012]近年來，強(qiáng)烈要求振動(dòng)陀螺儀的小型化。一般而言，若振動(dòng)器變小，則振動(dòng)器的諧振頻率會(huì)變高。因而，在將具有小振動(dòng)器的振動(dòng)陀螺儀搭載于數(shù)字照相機(jī)等上時(shí)，振動(dòng)器的諧振頻率與手抖的頻率之差會(huì)變大。因而，有時(shí)針對(duì)手抖等的靈敏度會(huì)變低。
[0013]因此，通過將振動(dòng)器設(shè)為特定的構(gòu)造，或者使振動(dòng)器以特定的振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)，從而即便振動(dòng)器小，也可而防止振動(dòng)器的諧振頻率變高。
[0014]進(jìn)而，為了改善振動(dòng)陀螺儀的偏移特性，需要在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式和檢測(cè)振動(dòng)模式這兩種模式中具有公共的節(jié)點(diǎn)。
[0015]通過以公共的節(jié)點(diǎn)來支承振動(dòng)器，從而能夠防止自支承振動(dòng)器的支承部的振動(dòng)的泄漏、自外部的不必要振動(dòng)的傳播，能夠獲得良好的偏移特性。
[0016]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0017]專利文獻(xiàn)
[0018]專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開第2008/010336號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]發(fā)明要解決的課題
[0020]在具備上述的蜿蜒形狀的腿部101A、101B的振動(dòng)器101中，由于腿部101A、101B的與基臺(tái)部IOlD連結(jié)的一側(cè)的端部為固定端，因此需要設(shè)置剛性強(qiáng)的基臺(tái)部101D。為此，基臺(tái)部IOlD占振動(dòng)器101的面積較大比例，即便為了減小振動(dòng)器101而將腿部101AU01B設(shè)為蜿蜒形狀，由于基臺(tái)部IOlD也不得不限定降低振動(dòng)器101的諧振頻率的效果。
[0021]因此，本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)即便小型化也能有效地降低諧振頻率的振動(dòng)器、和能使用該振動(dòng)器以較高的靈敏度來檢測(cè)角速度的振動(dòng)陀螺儀。
[0022]用于解決課題的手段
[0023]本發(fā)明的振動(dòng)器具備:第I圓弧狀梁部、第2圓弧狀梁部、基端側(cè)錘部、和基端側(cè)錘部用連結(jié)部。第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部的第I軸方向的一側(cè)的端部在相對(duì)于第I軸方向而正交的第2軸方向上相互隔開間隔地對(duì)置，且第I軸方向的另一側(cè)的端部相互連結(jié)?；藗?cè)錘部配置在第I圓弧狀梁部與第2圓弧狀梁部之間?；藗?cè)錘部用連結(jié)部設(shè)置成從第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部的連結(jié)部分起在第I軸方向上延伸，且與基端側(cè)錘部連結(jié)。
[0024]本發(fā)明的振動(dòng)器具有:面內(nèi)振動(dòng)模式，第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部的第I軸方向的一側(cè)的端部的間隔發(fā)生變化；和面外振動(dòng)模式，第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部在與第I軸方向以及第2軸方向正交的第3軸方向上交替地彎曲。
[0025]為使第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部為圓弧狀，在第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部的連結(jié)部分，第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部被連結(jié)成分別沿著第2軸方向。因此，即便不如以往的振動(dòng)器那樣設(shè)置基臺(tái)部，第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部的連結(jié)部分也會(huì)成為實(shí)質(zhì)性的固定端。因而，能夠省略在以往的振動(dòng)器中所設(shè)置的基臺(tái)部，與以往的振動(dòng)器相比，能夠減小面積相應(yīng)基臺(tái)部的面積。因而，即便是與以往的振動(dòng)器相同的面積，也能夠增大第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部的長(zhǎng)度尺寸，能夠降低面內(nèi)振動(dòng)模式的諧振頻率和面外振動(dòng)模式的諧振頻率。
[0026]而且，第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部的連結(jié)部分成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)，因?yàn)樵谠撨B結(jié)部分經(jīng)由設(shè)置成沿著第I軸方向的基端側(cè)錘部用連結(jié)部來連結(jié)基端側(cè)錘部，所以基端側(cè)錘部用連結(jié)部、基端側(cè)錘部也成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)。因此，成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)的區(qū)域的面積變大，從而振動(dòng)器的支承、布線的形成變得容易。進(jìn)而，因?yàn)橥ㄟ^基端側(cè)錘部向第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部的連結(jié)部分附加質(zhì)量，所以連結(jié)部分不易振動(dòng)，在支承連結(jié)部分之際，能夠有效地抑制振動(dòng)的泄漏。
[0027]上述的振動(dòng)器優(yōu)選具備第I前端側(cè)錘部和第2前端側(cè)錘部。第I前端側(cè)錘部與第I圓弧狀梁部的第I軸方向的一側(cè)的端部連結(jié)。第2前端側(cè)錘部與第2圓弧狀梁部的第I軸方向的一側(cè)的端部連結(jié)。
[0028]在該構(gòu)成中，因?yàn)榈贗前端側(cè)錘部和第2前端側(cè)錘部向第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部的第I軸方向的一側(cè)的端部附加質(zhì)量，所以能夠?qū)⑼ㄟ^繞著第I軸的角速度而施加給以面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的振動(dòng)器的科里奧利力設(shè)為更大的值。
[0029]上述的振動(dòng)器優(yōu)選具備支承部用連結(jié)部和支承部。支承部用連結(jié)部設(shè)置成從第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部的連結(jié)部分起在與基端側(cè)錘部用連結(jié)部相反的相反方向上延伸。支承部與支承部用連結(jié)部連結(jié)。
[0030]此外，上述的振動(dòng)器優(yōu)選支承部配置成包圍第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部。
[0031]在這些構(gòu)成中，支承部用連結(jié)部、支承部也成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)。因此，成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)的區(qū)域的面積變大，從而振動(dòng)器的支承、布線的形成變得容易。進(jìn)而，因?yàn)橥ㄟ^支承部用連結(jié)部和支承部向第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部的連結(jié)部分附加質(zhì)量，所以連結(jié)部分不易振動(dòng)，在支承連結(jié)部分之際，能夠進(jìn)一步抑制振動(dòng)的泄漏。
[0032]上述的振動(dòng)器優(yōu)選具備前端側(cè)支承部。前端側(cè)支承部設(shè)置成從基端側(cè)錘部的第I軸方向的端部起在第I軸方向上延伸，且與支承部連結(jié)。
[0033]在該構(gòu)成中，由于通過基端側(cè)錘部用連結(jié)部和前端側(cè)支承部來支承基端側(cè)錘部，因此振動(dòng)體的機(jī)械強(qiáng)度增強(qiáng)。[0034]上述的振動(dòng)器的支承部?jī)?yōu)選構(gòu)成為內(nèi)周沿著第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部。
[0035]此外，上述的振動(dòng)器的支承部?jī)?yōu)選較之第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部，與第I軸以及第2軸正交的第3軸方向的尺寸大。
[0036]在這些構(gòu)成中，由于支承部的質(zhì)量變大，因此能夠進(jìn)一步抑制振動(dòng)自支承部的泄漏。
[0037]本發(fā)明的振動(dòng)陀螺儀優(yōu)選具備:上述的振動(dòng)器；驅(qū)動(dòng)振動(dòng)器以使振動(dòng)器以第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部的第I軸方向的一側(cè)的端部的間隔發(fā)生變化的面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)；和檢測(cè)部，其針對(duì)以面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的振動(dòng)器來檢測(cè)因通過繞著第I軸的角速度施加給振動(dòng)器的科里奧利力所引起的、第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部在第3軸方向上交替彎曲的面外振動(dòng)模式的振動(dòng)。
[0038]在該構(gòu)成中，雖然使用小振動(dòng)器但也能降低振動(dòng)器的諧振頻率，可以提高角速度的檢測(cè)靈敏度。由于振動(dòng)器中成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)的區(qū)域的面積大，因此振動(dòng)器的支承、布線變得容易。進(jìn)而，通過在成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)的區(qū)域支承振動(dòng)器，從而可防止振動(dòng)的泄漏、自外部的不必要振動(dòng)的傳播，能夠提高角速度的檢測(cè)靈敏度。
[0039]上述的振動(dòng)陀螺儀的振動(dòng)器優(yōu)選由硅基板構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)部以及檢測(cè)部具備壓電體膜、接地電極、驅(qū)動(dòng)電極或檢測(cè)電極。
[0040]在該構(gòu)成中，振動(dòng)器成為與驅(qū)動(dòng)部、檢測(cè)部相獨(dú)立的構(gòu)成。因此，能夠?qū)⒄駝?dòng)器的形狀設(shè)為成為理想振動(dòng)模式的形狀，可提高角速度的檢測(cè)靈敏度。此外，振動(dòng)器通過針對(duì)硅基板的半導(dǎo)體微細(xì)加工能夠?qū)崿F(xiàn)較高的形狀精度。此外，壓電體膜、電極能夠利用薄膜微細(xì)加工工藝來形成。
[0041]優(yōu)選上述的振動(dòng)陀螺儀的壓電體膜、接地電極、驅(qū)動(dòng)電極、和檢測(cè)電極僅設(shè)置在振動(dòng)器的一個(gè)面。
[0042]在該構(gòu)成中，能夠順序地實(shí)施半導(dǎo)體微細(xì)加工工藝和薄膜微細(xì)加工工藝，從而能夠?qū)崿F(xiàn)，能夠使制造工序簡(jiǎn)易化。
[0043]上述的振動(dòng)陀螺儀的驅(qū)動(dòng)部以及檢測(cè)部?jī)?yōu)選是具備浮動(dòng)電極的構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)電極或檢測(cè)電極設(shè)置成隔著壓電體膜而與浮動(dòng)電極對(duì)置。
[0044]在該構(gòu)成中，能夠通過增大施加給壓電體膜的電場(chǎng)來增大壓電體膜的形變量，以提高角速度的檢測(cè)靈敏度。此外，因?yàn)闊o需設(shè)置與浮動(dòng)電極連接的布線，所以無需為了設(shè)置布線而對(duì)硅基板、壓電體膜進(jìn)行加工，從而能夠簡(jiǎn)化制造工序。
[0045]上述的振動(dòng)陀螺儀的驅(qū)動(dòng)電極優(yōu)選具有:第I驅(qū)動(dòng)電極，其設(shè)置成隔著壓電體膜而與接地電極對(duì)置；和第2驅(qū)動(dòng)電極，其設(shè)置成隔著壓電體膜而與接地電極對(duì)置、且與第I驅(qū)動(dòng)電極相鄰。
[0046]在該構(gòu)成中，通過向第I驅(qū)動(dòng)電極和第2驅(qū)動(dòng)電極施加相反極性的驅(qū)動(dòng)電壓，從而較之僅施加單一極性的驅(qū)動(dòng)電壓的情況，能夠使施加給壓電體膜的電場(chǎng)的強(qiáng)度成為2倍。因?yàn)槟軌蛲ㄟ^變更對(duì)第I驅(qū)動(dòng)電極和第2驅(qū)動(dòng)電極施加的驅(qū)動(dòng)電壓的電壓極性來變更施加給壓電體膜的電場(chǎng)的朝向，所以能夠容易地實(shí)現(xiàn)與使壓電體膜的極化方向相反的情況相同的形變。
[0047]發(fā)明效果[0048]根據(jù)本發(fā)明，能夠省略在以往的振動(dòng)器中設(shè)置的基臺(tái)部，較之以往的振動(dòng)器，能夠減小面積相應(yīng)基臺(tái)部的面積。即便是與以往的振動(dòng)器相同的面積，也能夠增大第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部的長(zhǎng)度尺寸，能夠降低面內(nèi)振動(dòng)模式的諧振頻率和面外振動(dòng)模式的諧振頻率，所以能夠?qū)崿F(xiàn)角速度的檢測(cè)靈敏度高的振動(dòng)陀螺儀。而且，通過設(shè)置基端側(cè)錘部用連結(jié)部和基端側(cè)錘部，從而成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)的區(qū)域的面積會(huì)增加，故在振動(dòng)陀螺儀中振動(dòng)器的支承、布線的形成變得容易。此外，通過設(shè)置基端側(cè)錘部用連結(jié)部和基端側(cè)錘部，來向第I圓弧狀梁部和第2圓弧狀梁部的連結(jié)部分附加質(zhì)量，所以連結(jié)部分不易振動(dòng)，在支承連結(jié)部分之際能夠有效地抑制振動(dòng)的泄漏。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]圖1是說明具備以往的振動(dòng)器的振動(dòng)陀螺儀的構(gòu)成的圖。
[0050]圖2是說明本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)器的構(gòu)成的圖。
[0051]圖3是說明本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)器的振動(dòng)模式的圖。
[0052]圖4是說明本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀的構(gòu)成的圖。
[0053]圖5是說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀的構(gòu)成的圖。
[0054]圖6是說明本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀的構(gòu)成的圖。
[0055]圖7是說明本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀的構(gòu)成的圖。
[0056]圖8是說明本發(fā)明的第5實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀的構(gòu)成的圖。
[0057]圖9是說明本發(fā)明的第6實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀的構(gòu)成的圖。
[0058]圖10是說明本發(fā)明的第7實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀的構(gòu)成的圖。
[0059]圖11是說明本發(fā)明的第8實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀的構(gòu)成的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060]在以下的說明中，將振動(dòng)陀螺儀的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)為正交坐標(biāo)系的X軸，將振動(dòng)陀螺儀的驅(qū)動(dòng)軸設(shè)為Y軸，將振動(dòng)陀螺儀的檢測(cè)軸設(shè)為Z軸。
[0061]《第I實(shí)施方式》
[0062]圖2是本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)器I的俯視圖(X-Y面俯視圖)。
[0063]振動(dòng)器I由硅基板構(gòu)成。振動(dòng)器I具備--第1圓弧狀梁部2A、第2圓弧狀梁部2B、基端側(cè)錘部3、第I前端側(cè)錘部4A、第2前端側(cè)錘部4B、支承部5、和連結(jié)部6A~6D。由于振動(dòng)器I利用半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)來形成，因此振動(dòng)器I的X-Y面上的X軸為對(duì)稱軸的形狀對(duì)稱性極其高。
[0064]第1圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B分別是在俯視的情況下為圓弧狀的懸臂梁。第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B在X軸負(fù)方向的端部(以下稱作下端。)相互連結(jié)，且構(gòu)成了具有開口部的環(huán)狀部件。第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B各自的X軸正方向的端部(以下稱作上端。)在Y軸方向上相互隔開間隔地對(duì)置，且該間隔形成了環(huán)狀部件的開口部。
[0065]基端側(cè)錘部3是在俯視的情況下下端側(cè)的一邊為圓弧狀的大致矩形狀?；藗?cè)錘部3配置在第I圓弧狀梁部2A與第2圓弧狀梁部2B之間。即，基端側(cè)錘部3配置在由第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B構(gòu)成的環(huán)狀部件的內(nèi)側(cè)。基端側(cè)錘部3的下端側(cè)經(jīng)由連結(jié)部6A而與第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分相連結(jié)。
[0066]第I前端側(cè)錘部以及第2前端側(cè)錘部4A、4B在俯視的情況下分別為扇狀。第I前端側(cè)錘部以及第2前端側(cè)錘部4A、4B配置在第I圓弧狀梁部2A與第2圓弧狀梁部2B之間。即，第I前端側(cè)錘部以及第2前端側(cè)錘部4A、4B配置在由第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B構(gòu)成的環(huán)狀部件的內(nèi)側(cè)。第I前端側(cè)錘部4A的上端側(cè)經(jīng)由連結(jié)部6B而與第I圓弧狀梁部2A的上端相連結(jié)。第2前端側(cè)錘部4B的上端側(cè)經(jīng)由連結(jié)部6C而與第2圓弧狀梁部2B的上端相連結(jié)。
[0067]支承部5在俯視的情況下為矩形狀。支承部5配置成經(jīng)由第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分而與基端側(cè)錘部3對(duì)置。S卩，支承部5配置在由第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B構(gòu)成的環(huán)狀部件的外側(cè)。支承部5的上端側(cè)經(jīng)由連結(jié)部6D而與第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分相連結(jié)。第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B由支承部5支承為可振動(dòng)。連結(jié)部6A為基端側(cè)錘部用連結(jié)部。連結(jié)部6B為前端側(cè)錘部用連結(jié)部。連結(jié)部6C為前端側(cè)錘部用連結(jié)部。連結(jié)部6D為支承部用連結(jié)部。
[0068]圖3 (A)是對(duì)振動(dòng)器I的面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行說明的圖。振動(dòng)器I的面內(nèi)振動(dòng)模式是振動(dòng)器I以通過連結(jié)部6A、6D的中心且與X軸平行的軸為對(duì)稱軸而在振動(dòng)器I的主面(X-Y面)內(nèi)進(jìn)行振動(dòng)的振動(dòng)模式。在振動(dòng)器I的面內(nèi)振動(dòng)模式下，振動(dòng)器振動(dòng)使得第I圓弧狀梁部2A的上端側(cè)與第2圓弧狀梁部2B的上端側(cè)之間的間隔、以及第I前端側(cè)錘部4A與第2前端側(cè)錘部4B之間的間隔發(fā)生變化。第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B的下端偵U、基端側(cè)錘部3、支承部5、以及連結(jié)部6A、6D成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)。更詳細(xì)而言，第I圓弧狀梁部2A的上端側(cè)和第2圓弧狀梁部2B的上端側(cè)、以及第I前端側(cè)錘部4A和第2前端側(cè)錘部4B沿著Y軸往返地相對(duì)于對(duì)稱軸呈線對(duì)稱振動(dòng)。
[0069]圖3(B)是對(duì)振動(dòng)器I的面外振動(dòng)模式進(jìn)行說明的圖。振動(dòng)器I的面外振動(dòng)模式是振動(dòng)器I在以通過連結(jié)部6A、6D的中心且與X軸平行的軸為對(duì)稱軸而在振動(dòng)器I的主面(X-Y面)外進(jìn)行振動(dòng)的振動(dòng)模式。在振動(dòng)器I的面外振動(dòng)模式下，振動(dòng)器I振動(dòng)使得第I圓弧狀梁部2A的上端側(cè)與第2圓弧狀梁部2B的上端側(cè)、以及第I前端側(cè)錘部4A與第2前端側(cè)錘部4B沿著Z軸交替地彎曲。包括第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B的下端側(cè)、基端側(cè)錘部3、支承部5、以及連結(jié)部6A、6D在內(nèi)的、通過連結(jié)部6A、6D的中心且與X軸平行的軸的附近的區(qū)域成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)。更詳細(xì)而言，第I圓弧狀梁部2A的上端側(cè)和第2圓弧狀梁部2B的上端側(cè)、以及第I前端側(cè)錘部4A和第2前端側(cè)錘部4B沿著Z軸往返地相對(duì)于對(duì)稱軸呈線對(duì)稱振動(dòng)。
[0070]第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B、以及第I前端側(cè)錘部4A和第2前端側(cè)錘部4B，在上述的面內(nèi)振動(dòng)模式下的振動(dòng)方向和面外振動(dòng)模式下的振動(dòng)方向上相差90°。因此，通過使這些的面內(nèi)振動(dòng)模式和面外振動(dòng)模式的諧振頻率大體一致，從而能夠?qū)⑦@些的振動(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)模式來利用。
[0071]其次，對(duì)使用了第I實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)器I的振動(dòng)陀螺儀11的構(gòu)成例進(jìn)行說明。圖4(A)是振動(dòng)陀螺儀11的俯視圖(X-Y面俯視圖)。圖4(B)是圖4(A)中用B-B’所示的位置處的振動(dòng)陀螺儀11的部分放大剖視圖。振動(dòng)陀螺儀11具備:振動(dòng)器1、浮動(dòng)電極
12、壓電體膜13、驅(qū)動(dòng)電極14、檢測(cè)電極15A、15B、接地電極16、和基板17。[0072]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、氧化鋅等的任一壓電材料構(gòu)成的薄膜，設(shè)置成覆蓋浮動(dòng)電極12和基板17。驅(qū)動(dòng)電極14、檢測(cè)電極15A、15B、和接地電極16設(shè)置在壓電體膜13的上表面。基板17由硅基板構(gòu)成。
[0073]驅(qū)動(dòng)電極14設(shè)置成從設(shè)置于支承部5的外部連接用的焊盤起呈線路狀延伸到連結(jié)部6D、第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分、和第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B。檢測(cè)電極15A設(shè)置成從設(shè)置于支承部5的外部連接用的焊盤起呈線路狀延伸到連結(jié)部6D、第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分、和第I圓弧狀梁部2A。檢測(cè)電極15B設(shè)置成從設(shè)置于支承部5的外部連接用的焊盤起呈線路狀延伸到連結(jié)部6D、第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分、和第2圓弧狀梁部2B。
[0074]接地電極16設(shè)置成從設(shè)置于支承部5且相互連接的兩個(gè)外部連接用的焊盤起呈線路狀延伸到連結(jié)部6D、第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分、和第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B。
[0075]驅(qū)動(dòng)電極14與浮動(dòng)電極12、壓電體膜13、和接地電極16 —起，構(gòu)成了作為驅(qū)動(dòng)部發(fā)揮功能的機(jī)電變換元件。檢測(cè)電極15A、15B與浮動(dòng)電極12、壓電體膜13、和接地電極16一起，構(gòu)成了作為檢測(cè)部發(fā)揮功能的機(jī)電變換元件。
[0076]驅(qū)動(dòng)電極14在第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B的主面，較之檢測(cè)電極15A、15B、接地電極16而配置在內(nèi)周側(cè)。因而，若向驅(qū)動(dòng)電極14施加交變電壓，則振動(dòng)器I以圖3(A)所示的面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)。即,振動(dòng)陀螺儀11將振動(dòng)器I的面內(nèi)振動(dòng)模式用作驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式。
[0077]在振動(dòng)陀螺儀11中，若在振動(dòng)器I以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的狀態(tài)下，向振動(dòng)器I施加繞著作為旋轉(zhuǎn)軸的X軸的角速度，則在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸以及振動(dòng)器I在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式下的振動(dòng)方向而正交的方向上施加科里奧利力。由于科里奧利力，振動(dòng)器I以圖3(B)所示的面外振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)。即，振動(dòng)陀螺儀11將振動(dòng)器I的面外振動(dòng)模式用作檢測(cè)振動(dòng)模式。檢測(cè)振動(dòng)模式的振動(dòng)成為與施加給振動(dòng)器I的角速度的大小、即由角速度所產(chǎn)生的科里奧利力的大小相應(yīng)的振幅。于是，振動(dòng)使得:在第I圓弧狀梁部2A的上端側(cè)以及第I前端側(cè)錘部4A以通過連結(jié)部6A、6D的中心且與X軸平行的軸為對(duì)稱軸而向Z軸的一側(cè)移動(dòng)之際，第2圓弧狀梁部2B的上端側(cè)以及第2前端側(cè)錘部4B向Z軸的另一側(cè)移動(dòng)，相反地，在第I圓弧狀梁部2A的上端側(cè)以及第I前端側(cè)錘部4A向Z軸的另一側(cè)移動(dòng)之際，第2圓弧狀梁部2B的上端側(cè)以及第2前端側(cè)錘部4B向Z軸的一側(cè)移動(dòng)。即，第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B振動(dòng)成Z軸方向的位移相對(duì)于X-Y面成反對(duì)稱，在檢測(cè)電極15A、15B產(chǎn)生相反相位的檢測(cè)電壓。若將在檢測(cè)電極15A、15B分別產(chǎn)生的檢測(cè)電壓利用后級(jí)電路進(jìn)行差動(dòng)放大，則相反相位的檢測(cè)電壓被相加。因此，能夠構(gòu)成檢測(cè)電路以獲得與基于檢測(cè)振動(dòng)模式的振動(dòng)的振幅相應(yīng)的輸出。
[0078]此外，檢測(cè)電極15A設(shè)置在第I圓弧狀梁部2A的上表面。檢測(cè)電極15B設(shè)置在第2圓弧狀梁部2B的上表面。因而，若振動(dòng)器I以作為驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式的圖3(A)所示的面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)，則在以通過連結(jié)部6A、6D的中心且與X軸平行的軸為對(duì)稱軸的情況下，振動(dòng)使得:當(dāng)?shù)贗圓弧狀梁部2A的上端側(cè)以及第I前端側(cè)錘部4A遠(yuǎn)離對(duì)稱軸之際，第2圓弧狀梁部2B的上端側(cè)以及第2前端側(cè)錘部4B也遠(yuǎn)離對(duì)稱軸，相反地，當(dāng)?shù)贗圓弧狀梁部2A的上端側(cè)以及第I前端側(cè)錘部4A靠近對(duì)稱軸之際，第2圓弧狀梁部2B的上端側(cè)以及第2前端側(cè)錘部4B也靠近對(duì)稱軸。S卩，第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B相對(duì)于對(duì)稱軸呈線對(duì)稱地振動(dòng)，在檢測(cè)電極15A、15B產(chǎn)生相同相位的檢測(cè)電壓。若將在檢測(cè)電極15A、15B分別產(chǎn)生的檢測(cè)電壓利用后級(jí)電路進(jìn)行差動(dòng)放大，則相同相位的檢測(cè)電壓會(huì)彼此抵消。因此,能夠構(gòu)成檢測(cè)電路以使不檢測(cè)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式的振動(dòng)。
[0079]如以上，在本實(shí)施方式的振動(dòng)陀螺儀11中，由于第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B為圓弧狀，因此能夠?qū)⒌贗圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B的長(zhǎng)度設(shè)得長(zhǎng)于X軸方向的振動(dòng)器I的尺寸。因此，可防止上述的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式和檢測(cè)振動(dòng)模式的諧振頻率變高，同時(shí)能夠減小振動(dòng)器I。此外，通過將第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B的下端彼此之間連結(jié)，從而能夠不需要專利文獻(xiàn)I所記載的基臺(tái)部這樣的構(gòu)成，這一點(diǎn)也有助于減小振動(dòng)器I。
[0080]由于將第I前端側(cè)錘部4A設(shè)置在第I圓弧狀梁部2A的上端側(cè)，將第2前端側(cè)錘部4B設(shè)置在第2圓弧狀梁部2B的上端側(cè)，從而能夠?qū)⒃谡駝?dòng)器I以上述的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的狀態(tài)下向振動(dòng)器I施加繞著作為旋轉(zhuǎn)軸的X的角速度的情況下所產(chǎn)生的科里奧利力設(shè)為更大的值，來增大第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的振動(dòng)振幅。
[0081]此外，振動(dòng)陀螺儀11在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式和檢測(cè)振動(dòng)模式的任何振動(dòng)模式下均使第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分、基端側(cè)錘部3、支承部5、以及連結(jié)部6A、6D成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)的位置在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式和檢測(cè)振動(dòng)模式下一致。因此，通過以這些節(jié)點(diǎn)來支承振動(dòng)陀螺儀11，從而可防止振動(dòng)經(jīng)由振動(dòng)器I的支承部件、布線部件的泄漏，可防止自外部的不必要振動(dòng)的傳播。而且，通過將與支承部件或布線部件等的由不同于振動(dòng)器I的材料構(gòu)成的部件之間的接合之處設(shè)為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)，從而能防止因支承部件或布線部件等的熱應(yīng)力所引起的角速度的檢測(cè)靈敏度的偏移的產(chǎn)生。此外，因?yàn)榛藗?cè)錘部3以及支承部5經(jīng)由連結(jié)部6A、6D而與第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分相連結(jié)，所以能夠向第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分附加質(zhì)量。通過附加質(zhì)量，從而第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分不易振動(dòng)，在支承連結(jié)部分之際能夠有效地抑制振動(dòng)的泄漏、檢測(cè)靈敏度的偏移的產(chǎn)生。
[0082]此外，振動(dòng)器I是與硅基板形成為一體的構(gòu)成，由壓電體膜13和電極12、14、15A、15BU6構(gòu)成了機(jī)電變換元件，從而振動(dòng)陀螺儀11能夠使用振動(dòng)器的半導(dǎo)體微細(xì)加工工藝和電極以及壓電體膜的薄膜微細(xì)加工工藝來制造。因此，能夠?qū)⑿螤罹仍O(shè)為極其高的精度。另外，通過在壓電體膜13與基板17之間設(shè)置浮動(dòng)電極12，從而較之不設(shè)置浮動(dòng)電極12的情況，能夠增大施加給壓電體膜13的電場(chǎng)，能夠?qū)弘婓w膜13的形變?cè)O(shè)為較大的形變。此外，浮動(dòng)電極12無需在振動(dòng)器I設(shè)置通孔等加以布線，能夠使振動(dòng)器I以理想的振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)。
[0083]《第2實(shí)施方式》
[0084]其次，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀21進(jìn)行說明。
[0085]圖5是本實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀21的部分放大剖視圖。振動(dòng)陀螺儀21是具有與第I實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀11不同的電極構(gòu)造的構(gòu)成。
[0086]振動(dòng)陀螺儀21具備:接地電極22、壓電體膜23、第I驅(qū)動(dòng)電極24A、第2驅(qū)動(dòng)電極24B、和基板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I實(shí)施方式的浮動(dòng)電極12接地的電極。第I驅(qū)動(dòng)電極24A和第2驅(qū)動(dòng)電極24B設(shè)置成隔著壓電體膜23而與接地電極22對(duì)置。第I驅(qū)動(dòng)電極24A和第2驅(qū)動(dòng)電極24B施加相反相位的驅(qū)動(dòng)電壓。如果是這樣的電極構(gòu)造，則即便是與第I實(shí)施方式所示的電極構(gòu)造相同的驅(qū)動(dòng)電壓，也能將施加給壓電體膜23的電場(chǎng)的強(qiáng)度設(shè)為2倍，能夠進(jìn)一步增大振動(dòng)器I的振動(dòng)振幅。
[0087]《第3實(shí)施方式》
[0088]其次，對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀31進(jìn)行說明。圖6(A)是振動(dòng)陀螺儀31的俯視圖(X-Y面俯視圖)。圖6 (B)是以面外振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的振動(dòng)陀螺儀31的立體圖。
[0089]振動(dòng)陀螺儀31是具備從第I實(shí)施方式所示的振動(dòng)器I的構(gòu)成之中省略支承部5后的構(gòu)成的振動(dòng)器31A，且在基端側(cè)錘部33具備設(shè)置了外部連接用的焊盤的驅(qū)動(dòng)電極34、檢測(cè)電極35A、35B、和接地電極36這樣的構(gòu)成。在該構(gòu)成中，由于基端側(cè)錘部33兼有第I實(shí)施方式的支承部5的功能，因此能夠進(jìn)一步減小振動(dòng)器31A。
[0090]另外，由于振動(dòng)器31A未設(shè)有支承部，因此向第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分所附加的質(zhì)量成為小于第I實(shí)施方式的振動(dòng)器I的質(zhì)量。因此，圖3(B)所示的第I實(shí)施方式中的面外振動(dòng)模式較之圖6(B)所示的第3實(shí)施方式中的面外振動(dòng)模式，成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)的區(qū)域的面積大，自支承部件、布線部件的振動(dòng)的泄漏小。
[0091]《第4實(shí)施方式》
[0092]其次，對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀41進(jìn)行說明。圖7 (A)是振動(dòng)陀螺儀41的俯視圖(X-Y面俯視圖)。圖7 (B)是以面外振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的振動(dòng)陀螺儀41的立體圖。
[0093]振動(dòng)陀螺儀41是取代第I實(shí)施方式所示的振動(dòng)器I的支承部5而設(shè)置了支承部45的構(gòu)成。支承部45為設(shè)置了矩形開口的矩形框體，配置成包圍第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B。
[0094]在面外振動(dòng)模式下，在第I實(shí)施方式的支承部5、本實(shí)施方式的支承部45均產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。其中，在本實(shí)施方式中，除了包括第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B的下端側(cè)、基端側(cè)錘部3、以及連結(jié)部6A、6D在內(nèi)的、通過連結(jié)部6A、6D的中心且與X軸平行的軸的附近的區(qū)域之外，支承部45的上端側(cè)的邊和下端側(cè)的邊也成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)。支承部45向第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分附加質(zhì)量。因而，在本實(shí)施方式中，向第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分所附加的質(zhì)量成為大于第I實(shí)施方式的振動(dòng)器1、第3實(shí)施方式的振動(dòng)器31A的質(zhì)量。因此，圖7 (B)所示的第4實(shí)施方式中的面外振動(dòng)模式較之圖3(B)所示的第I實(shí)施方式中的面外振動(dòng)模式、圖6(B)所示的第3實(shí)施方式中的面外振動(dòng)模式，成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)的區(qū)域的面積大，振動(dòng)自支承部件、布線部件的泄漏小。
[0095]因此，在該構(gòu)成中，以成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)的區(qū)域來支承振動(dòng)器、進(jìn)行布線變得容易，能夠抑制振動(dòng)經(jīng)由支承部件、布線部件的泄漏、檢測(cè)靈敏度的偏移的產(chǎn)生。
[0096]《第5實(shí)施方式》
[0097]其次，對(duì)本發(fā)明的第5實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀51進(jìn)行說明。圖8是振動(dòng)陀螺儀51的俯視圖(X-Y面俯視圖)。[0098]振動(dòng)陀螺儀51是從第I實(shí)施方式所示的振動(dòng)器I的構(gòu)成之中取代支承部5而設(shè)置支承部55、且進(jìn)一步設(shè)置連結(jié)基端側(cè)錘部3與支承部55之間的連結(jié)部56的構(gòu)成。支承部55是設(shè)置了矩形開口的矩形框體，配置成包圍第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B。連結(jié)部56為前端側(cè)支承部，配置在通過連結(jié)部6A、6D的中心且與X軸平行的軸上。因而，連結(jié)部56也具有振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)。
[0099]在該構(gòu)成中，與第4實(shí)施方式同樣地，振動(dòng)自支承部件、布線部件的泄漏小。進(jìn)而，在該構(gòu)成中，能夠提高振動(dòng)陀螺儀51的機(jī)械強(qiáng)度。具體而言，在某些沖擊載荷作用于振動(dòng)陀螺儀51的情況下，由于基端側(cè)錘部3通過連結(jié)部56而與支承部55連結(jié)，因此基端側(cè)錘部3不會(huì)發(fā)生較大形變。因此，振動(dòng)陀螺儀51的耐沖擊性強(qiáng)。
[0100]《第6實(shí)施方式》
[0101]其次，對(duì)本發(fā)明的第6實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀61進(jìn)行說明。圖9是振動(dòng)陀螺儀61的俯視圖(X-Y面俯視圖)。
[0102]振動(dòng)陀螺儀61是取代第5實(shí)施方式所示的支承部55而具備設(shè)置了圓形開口的支承部65的構(gòu)成。支承部65為設(shè)置了圓形開口的矩形框體。支承部65構(gòu)成為開口的內(nèi)周沿著第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B。在該構(gòu)成中，通過縮窄第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B與支承部65之間的間隔，從而能夠增大支承部65占整體質(zhì)量的比例，以將向第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分所附加的質(zhì)量設(shè)為更大的質(zhì)量。由此，能夠增大成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)的區(qū)域的面積，并且能夠?qū)⒄駝?dòng)自支承部件、布線部件的泄漏設(shè)為小的值。
[0103]《第7實(shí)施方式》
[0104]其次，對(duì)本發(fā)明的第7實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀71進(jìn)行說明。圖10是以面外振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的狀態(tài)下的振動(dòng)陀螺儀71的立體圖。
[0105]該振動(dòng)陀螺儀71是具備將第6實(shí)施方式所示的設(shè)置了圓形開口的支承部65中的Z軸方向的尺寸增大后的支承部75的構(gòu)成。具體而言，支承部75較之第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B，Z軸方向的尺寸大。在該構(gòu)成中，通過增大支承部75的Z軸方向的尺寸，從而能夠進(jìn)一步增大支承部75占整體質(zhì)量的質(zhì)量，將向第I圓弧狀梁部2A和第2圓弧狀梁部2B的連結(jié)部分所附加的質(zhì)量設(shè)為更大的質(zhì)量。由此，能夠增大成為振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)的區(qū)域的面積，并且能夠?qū)⒄駝?dòng)自支承部件、布線部件的泄漏設(shè)為小的值。
[0106]《第8實(shí)施方式》
[0107]其次，對(duì)本發(fā)明的第8實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)陀螺儀81進(jìn)行說明。圖11是振動(dòng)陀螺儀81的俯視圖(X-Y面俯視圖)。
[0108]振動(dòng)陀螺儀81是取代第6實(shí)施方式的振動(dòng)陀螺儀61中的第I前端側(cè)錘部以及第2前端側(cè)錘部4A、4B而具備設(shè)置了縫隙89的第I前端側(cè)錘部以及第2前端側(cè)錘部84A、84B的構(gòu)成?？p隙89設(shè)置成增長(zhǎng)連結(jié)部6B、6C。在該構(gòu)成中，通過設(shè)置縫隙89，從而能夠增長(zhǎng)第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B的實(shí)質(zhì)性長(zhǎng)度，能夠進(jìn)一步降低第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部2A、2B的振動(dòng)的諧振頻率。
[0109]雖然如以上的各實(shí)施方式所示那樣能實(shí)施本發(fā)明，但是本發(fā)明的范圍并不限于實(shí)施方式，意圖還包含權(quán)利要求的范圍以及等同范圍內(nèi)的任何變更。
[0110]例如，驅(qū)動(dòng)部、檢測(cè)部并不限于利用了壓電體膜的機(jī)電變換元件，也能構(gòu)成為靜電電容等的利用了其他原理的元件。此外，雖然在此將振動(dòng)器和機(jī)電變換元件設(shè)為分別獨(dú)立的構(gòu)成，但是也能將兩者構(gòu)成為一體。各部的材料、制造方法、形狀均不限于上述的內(nèi)容，可以將驅(qū)動(dòng)部和檢測(cè)部配置在振動(dòng)器的不同主面上。
[0111]符號(hào)說明
[0112]1、31A…振動(dòng)器
[0113]2A、2B…圓弧狀梁部
[0114]3…基端側(cè)錘部
[0115]4A、4B、84A、84B …前端側(cè)錘部
[0116]5、45、55、65、75 …支承部
[0117]6A~6D…連結(jié)部
[0118]11、21、31、41、51、61、71、81…振動(dòng)陀螺儀
[0119]12...浮動(dòng)電極
[0120]13、23…壓電體膜
[0121]14、24A、24B、34 …驅(qū)動(dòng)電極
[0122]15A、15B、35A、35B …檢測(cè)電極
[0123]16、22、36…接地電極
[0124]56…前端側(cè)連結(jié)部
[0125]89…縫隙
【權(quán)利要求】
1.一種振動(dòng)器,具備: 第I圓弧狀梁部以及第2圓弧狀梁部，各自的第I軸方向的一側(cè)的端部在相對(duì)于第I軸方向正交的第2軸方向上相互隔開間隔地對(duì)置，且各自的第I軸方向的另一側(cè)的端部相互連結(jié)； 基端側(cè)錘部，其配置在所述第I圓弧狀梁部與所述第2圓弧狀梁部之間；和基端側(cè)錘部用連結(jié)部，其設(shè)置成從所述第I圓弧狀梁部與所述第2圓弧狀梁部的連結(jié)部分起在第I軸方向上延伸，且與所述基端側(cè)錘部連結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)器，其中， 所述振動(dòng)器具備: 第I前端側(cè)錘部，其與所述第I圓弧狀梁部的第I軸方向的一側(cè)的端部連結(jié)；和 第2前端側(cè)錘部，其與所述第2圓弧狀梁部的第I軸方向的一側(cè)的端部連結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動(dòng)器，其中， 所述振動(dòng)器具備: 支承部用連結(jié)部，其設(shè)置成從所述第I圓弧狀梁部和所述第2圓弧狀梁部的連結(jié)部分起在與所述基端側(cè)錘部用連結(jié)部相反的相反方向上延伸；和支承部，其與所述支承部用連結(jié)部連結(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振動(dòng)器，其中， 所述支承部配置成包圍所述第I圓弧狀梁部以及所述第2圓弧狀梁部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的振動(dòng)器，其中， 所述振動(dòng)器具備:前端側(cè)支承部，其設(shè)置成從所述基端側(cè)錘部的第I軸方向的端部起在第I軸方向上延伸，且與所述支承部連結(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的振動(dòng)器，其中， 所述支承部構(gòu)成為內(nèi)周沿著所述第I圓弧狀梁部以及所述第2圓弧狀梁部。
7.根據(jù)權(quán)利要求3~6中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)器，其中， 所述支承部較之所述第I圓弧狀梁部以及所述第2圓弧狀梁部，與第I軸以及第2軸正交的第3軸方向的尺寸大。
8.—種振動(dòng)陀螺儀，具備: 權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)器； 驅(qū)動(dòng)部，其驅(qū)動(dòng)所述振動(dòng)器，以使所述振動(dòng)器以所述第I圓弧狀梁部和所述第2圓弧狀梁部的第I軸方向的一側(cè)的端部的間隔發(fā)生變化的面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)；和 檢測(cè)部，其針對(duì)以所述面內(nèi)振動(dòng)模式進(jìn)行振動(dòng)的所述振動(dòng)器來檢測(cè)因通過繞著第I軸的角速度施加給所述振動(dòng)器的科里奧利力所引起的、所述第I圓弧狀梁部和所述第2圓弧狀梁部在第3軸方向上交替彎曲的面外振動(dòng)模式的振動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動(dòng)陀螺儀，其中， 所述振動(dòng)器由硅基板構(gòu)成， 所述驅(qū)動(dòng)部具備壓電體膜、接地電極、和驅(qū)動(dòng)電極， 所述檢測(cè)部具備壓電體膜、接地電極、和檢測(cè)電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9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、和所述檢測(cè)電極僅設(shè)置在所述振動(dòng)器的一個(gè)面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的振動(dòng)陀螺儀，其中， 所述驅(qū)動(dòng)部以及所述檢測(cè)部具備浮動(dòng)電極， 所述驅(qū)動(dòng)電極或所述檢測(cè)電極設(shè)置成隔著所述壓電體膜而與所述浮動(dòng)電極對(duì)置。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的振動(dòng)陀螺儀，其中， 所述驅(qū)動(dòng)電極具有: 第I驅(qū)動(dòng)電極，其設(shè)置成隔著所述壓電體膜而與所述接地電極對(duì)置；和第2驅(qū)動(dòng)電極，其設(shè)置成隔著所述壓電體膜而與所述接地電極對(duì)置、且與所述第I驅(qū)動(dòng)電極相鄰。`
【文檔編號(hào)】G01C19/5621GK103688136SQ201280035321
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月1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