專利名稱：振動(dòng)片、振子和應(yīng)用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陀螺儀振子中的振動(dòng)片、振子和具備該振子的電子裝置。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，在用壓電材料形成了陀螺儀振子中的振動(dòng)片的情況下，采取了在振動(dòng)片上設(shè)置驅(qū)動(dòng)電極和檢測(cè)電極、利用驅(qū)動(dòng)電極使振動(dòng)片進(jìn)行彎曲振動(dòng)、用檢測(cè)電極檢測(cè)因在振動(dòng)片中產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)時(shí)在該振動(dòng)片中被激勵(lì)的科里奧利力引起的變形的方法。
例如，在專利文獻(xiàn)1中，公開了在Z軸方向上具有厚度的H型的振動(dòng)片中，音叉臂在Y軸方向上延伸、在XY平面上配置音叉以檢測(cè)Y軸旋轉(zhuǎn)的角速度的振動(dòng)片。關(guān)于該振動(dòng)片中的電極的結(jié)構(gòu)，在驅(qū)動(dòng)臂(激勵(lì)枝)的相向的XY平面上設(shè)置了驅(qū)動(dòng)電極，在作為檢測(cè)臂(拾取枝)的側(cè)面的相向的YZ平面上設(shè)置了檢測(cè)電極。為了檢測(cè)在檢測(cè)臂中發(fā)生的變形，在檢測(cè)臂的側(cè)面中在厚度方向上分割檢測(cè)電極來(lái)構(gòu)成該檢測(cè)電極。
專利文獻(xiàn)1特開平7-55479號(hào)公報(bào)(圖1至圖3)對(duì)于上述的振動(dòng)片來(lái)說(shuō)，利用光刻法對(duì)壓電材料的單晶進(jìn)行加工，高精度地形成了H型形狀的外形和電極。但是，根據(jù)以下的原因，不能高精度地形成檢測(cè)臂的側(cè)面的檢測(cè)電極。即，除了利用外形刻蝕刻蝕了檢測(cè)臂的側(cè)面外，由于存在因壓電材料的結(jié)晶軸方向引起的各向異性，故已被刻蝕的平面不是平坦的。此外，為了在厚度方向上分割檢測(cè)電極，必須傾斜地射入光進(jìn)行曝光，與垂直地對(duì)平面進(jìn)行曝光的情況相比，曝光精度變差。這樣，難以在檢測(cè)臂的側(cè)面上高精度地形成電極，使生產(chǎn)率下降了。
再者，對(duì)于檢測(cè)電極的尺寸精度與變形的檢測(cè)靈敏度來(lái)說(shuō)，是有關(guān)聯(lián)的，如果檢測(cè)電極的尺寸精度差，則存在使變形的檢測(cè)靈敏度下降的問(wèn)題。因此，作為陀螺儀振子的振動(dòng)片，存在使角速度的檢測(cè)能力下降的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而進(jìn)行的，其目的在于提供在生產(chǎn)率方面優(yōu)越的、能高精度地檢測(cè)角速度的振動(dòng)片。此外，作為另一目的，提供能高精度地檢測(cè)角速度的振子和具備上述振子的電子裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明的振動(dòng)片是一種由在Z軸方向上具有厚度的壓電材料構(gòu)成的振動(dòng)片，其特征在于具備棒狀的多個(gè)臂部，沿成為上述振動(dòng)片的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的Y軸方向延伸；以及棒狀的梁，在與上述臂部的延伸方向大致垂直的X軸方向上延伸，在XY平面上與上述臂部連接，在與上述臂部的XY平面相向的面上和與YZ平面相向的面上設(shè)置了使上述臂部在XY平面上進(jìn)行彎曲振動(dòng)用的驅(qū)動(dòng)電極，在與上述梁的XY平面相向的面上設(shè)置了檢測(cè)上述梁的變形用的檢測(cè)電極，其中，上述變形是受到因以上述振動(dòng)片的Y軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而在上述臂部中激勵(lì)的科里奧利力的作用而產(chǎn)生的。
按照該結(jié)構(gòu)，可在平坦的XY平面上形成檢測(cè)電極，可容易地得到尺寸精度良好的檢測(cè)電極。根據(jù)這一點(diǎn)，可得到在生產(chǎn)率方面優(yōu)越的、角速度的檢測(cè)靈敏度良好的振動(dòng)片。
作為本發(fā)明的振動(dòng)片的材料的壓電材料，希望是石英。
此外，作為本發(fā)明的振動(dòng)片的材料的壓電材料，可以是磷酸鎵(GaPO4)。
這樣，通過(guò)利用石英或磷酸鎵作為構(gòu)成振動(dòng)片的壓電材料，可得到穩(wěn)定的振動(dòng)，可高精度地檢測(cè)角速度。
此外，本發(fā)明的振動(dòng)片的特征在于在上述梁的XY平面的一個(gè)面上具備成為對(duì)的至少一對(duì)檢測(cè)電極，在上述梁的XY平面的另一個(gè)面上具備成為對(duì)的至少一對(duì)檢測(cè)電極。
這樣，通過(guò)在梁的表面背面上分別在同一平面上設(shè)置至少一對(duì)檢測(cè)電極，可檢測(cè)作為對(duì)于振動(dòng)片的Y軸旋轉(zhuǎn)的干擾的加速度。
此外，本發(fā)明的振動(dòng)片的特征在于在上述梁的位于二個(gè)上述臂部之間的部分上具備上述檢測(cè)電極。
這樣，通過(guò)在位于受到科里奧利力的作用而較大地發(fā)生梁的變形的二個(gè)臂部之間的部分上具備檢測(cè)電極，可高精度地檢測(cè)變形，可得到角速度的檢測(cè)能力優(yōu)越的振動(dòng)片。
此外，本發(fā)明的振動(dòng)片的特征在于利用光刻形成了上述振動(dòng)片的形狀和上述驅(qū)動(dòng)電極、上述檢測(cè)電極。
這樣，通過(guò)利用光刻形成振動(dòng)片的外形形狀和驅(qū)動(dòng)電極、檢測(cè)電極，可良好地形成外形和電極的尺寸精度，可得到角速度的檢測(cè)靈敏度優(yōu)越的振動(dòng)片。
此外，本發(fā)明的振子的特征在于具備上述振動(dòng)片。
這樣，振子具備上述的振動(dòng)片，可得到在生產(chǎn)率方面優(yōu)越的、角速度的檢測(cè)靈敏度良好的振動(dòng)片。
此外，本發(fā)明的電子裝置的特征在于具備上述振子。
這樣，電子裝置具備在角速度的檢測(cè)靈敏度方面優(yōu)越的振子，可提供特性優(yōu)越的電子裝置。


圖1是示出本實(shí)施方式的振動(dòng)片的形狀的立體圖。
圖2是示出在振動(dòng)片的一個(gè)面上配置了的電極的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖3是示出在圖2的背面上配置了的電極的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖4(a)是示出振動(dòng)片的在驅(qū)動(dòng)模式下的工作的立體圖，(b)是示出振動(dòng)片的在檢測(cè)模式下的工作的立體圖。
圖5是示出在驅(qū)動(dòng)模式和檢測(cè)模式下的電場(chǎng)圖形的圖，(a)是在驅(qū)動(dòng)模式下的沿圖2中的A-A切斷線的剖面圖，(b)是在驅(qū)動(dòng)模式下的沿圖2中的B-B切斷線的剖面圖，(c)是在檢測(cè)模式下的沿圖2中的C-C切斷線或D-D切斷線的剖面圖。
圖6是示出在振動(dòng)片中產(chǎn)生了加速度的狀態(tài)的立體圖。
圖7是示出產(chǎn)生了加速度的狀態(tài)的梁中的電場(chǎng)圖形的圖，(a)是沿圖2中的C-C切斷線的剖面圖，(b)是沿圖2中的D-D切斷線的剖面圖。
圖8是示出在變形例的振動(dòng)片的一個(gè)面上配置了的電極的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖9是示出在變形例中的圖8的背面上配置了的電極的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖10是示出在另一變形例中的振動(dòng)片形狀的俯視圖。
圖11是示出本實(shí)施方式的振子的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖12是示出本實(shí)施方式的電子裝置的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
以下，按照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
(第1實(shí)施方式)圖1是示出本實(shí)施方式的振動(dòng)片的形狀的立體圖。首先，說(shuō)明本實(shí)施方式的振動(dòng)片的形狀。
振動(dòng)片10使用作為壓電材料的石英的大致Z板，利用光刻形成了外形形狀。在振動(dòng)片10中具有棒狀的2個(gè)臂部1a、1b，臂部1a、1b沿Y軸方向以既定的長(zhǎng)度延伸。而且，臂部1a、1b與相對(duì)于該臂部1a、1b的延伸方向大致垂直地延伸的棒狀的梁2進(jìn)行了連接。此外，形成了臂下端部1c、1d，使得臂部1a、1b的各自的一端從梁2突出。
梁2由位于臂部1a、1b之間的檢測(cè)梁部2a和位于臂部1a、1b的外側(cè)的連接梁部2b、2c構(gòu)成。在梁2的連接梁部2b的端部上連接了第1連接部3，在連接梁部2c的端部上連接了第2連接部4。此外，在梁2的檢測(cè)梁部2a的中央部上連接了第3連接部8。而且，第1連接部3、第2連接部4、第3連接部8連接到基臺(tái)5上。此外，以上的振動(dòng)片10的各部在Z軸方向(厚度方向)上具有同一厚度。
再有，作為振動(dòng)片10的材料，也可用壓電材料的磷酸鎵(GaPO4)。
圖2是示出在振動(dòng)片10的一個(gè)面(表面)上配置了的電極的結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖3是示出在圖2的背面上配置了的電極的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
在臂部1a的XY平面的中央部形成了驅(qū)動(dòng)電極20，從臂部1a的XY平面的端部到Y(jié)Z平面形成了另一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極21。
驅(qū)動(dòng)電極20從臂部1a的臂下端部1c通過(guò)XZ平面連結(jié)到背面的驅(qū)動(dòng)電極20上。這樣，在沿臂部1a的A-A切斷線的剖面中，將驅(qū)動(dòng)電極20形成為與臂部1a的XY平面相向，將驅(qū)動(dòng)電極21形成為與YZ平面相向。
此外，在振動(dòng)片10的背面的臂部1a上形成了的驅(qū)動(dòng)電極20上連接了引導(dǎo)電極22，通過(guò)第1連接部3到達(dá)基臺(tái)5的端部。而且，從基臺(tái)5的端部通過(guò)XZ平面連結(jié)到在基臺(tái)5的表面上設(shè)置了的驅(qū)動(dòng)電極焊區(qū)24上。再者，從該驅(qū)動(dòng)電極焊區(qū)24經(jīng)過(guò)基臺(tái)5的端部通過(guò)XZ平面連結(jié)到背面，連結(jié)到從臂部1b的XY平面的端部到Y(jié)Z平面形成了的驅(qū)動(dòng)電極20上。
在臂部1a上設(shè)置了的另一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極21通過(guò)引導(dǎo)電極23連接到在基臺(tái)5上設(shè)置了的驅(qū)動(dòng)電極焊區(qū)25上。而且，從驅(qū)動(dòng)電極焊區(qū)25通過(guò)引導(dǎo)電極23連結(jié)到在臂部1b的XY平面的中央部設(shè)置了的驅(qū)動(dòng)電極21上。再者，驅(qū)動(dòng)電極21從臂部1b的臂下端部1d通過(guò)XZ平面連結(jié)到背面的驅(qū)動(dòng)電極21上。這樣，在沿臂部1b的C-C切斷線的剖面中，將驅(qū)動(dòng)電極21形成為與臂部1b的XY平面相向，將驅(qū)動(dòng)電極20形成為與YZ平面相向。
如以上所述，驅(qū)動(dòng)電極20和驅(qū)動(dòng)電極21為不同的極，被構(gòu)成為一對(duì)驅(qū)動(dòng)電極。
再有，從各自的臂部1a、1b的XY平面的端部到Y(jié)Z平面形成了的驅(qū)動(dòng)電極至少處在YZ平面上即可，在后述的驅(qū)動(dòng)模式下在臂部1a、1b中可激勵(lì)X軸方向的彎曲振動(dòng)。
此外，在振動(dòng)片10的一個(gè)面(表面)的XY平面上形成了一對(duì)檢測(cè)電極30、31。檢測(cè)電極30被設(shè)置在接近于檢測(cè)梁部2a的棱線的部分上，連接了引導(dǎo)電極32。引導(dǎo)電極32通過(guò)第3連接部8連接到在基臺(tái)5上設(shè)置了的檢測(cè)電極焊區(qū)34上。此外，檢測(cè)電極31被設(shè)置在接近于檢測(cè)梁部2a的另一條棱線的部分上，連接了引導(dǎo)電極33。而且，引導(dǎo)電極33通過(guò)第3連接部8連接到在基臺(tái)5上設(shè)置了的檢測(cè)電極焊區(qū)35上。這樣，檢測(cè)電極30、31成為一對(duì)，可檢測(cè)在表面的檢測(cè)梁部2a上發(fā)生的變形。
再者，在振動(dòng)片10的另一個(gè)面(背面)的XY平面上與上述同樣地形成了一對(duì)檢測(cè)電極40、41。檢測(cè)電極40被設(shè)置在接近于檢測(cè)梁部2a的棱線的部分上，連接了引導(dǎo)電極42。引導(dǎo)電極42通過(guò)第3連接部8，從基臺(tái)5的端部經(jīng)由XZ平面連結(jié)到在基臺(tái)5的表面上形成了的檢測(cè)電極焊區(qū)44上。此外，檢測(cè)電極41被設(shè)置在接近于檢測(cè)梁部2a的另一條棱線的部分上，連接了引導(dǎo)電極43。而且，引導(dǎo)電極43通過(guò)第3連接部8，從基臺(tái)5的端部經(jīng)由XZ平面連結(jié)到在基臺(tái)5的表面上形成了的檢測(cè)電極焊區(qū)45上。這樣，檢測(cè)電極40、41成為一對(duì)，可檢測(cè)在背面的檢測(cè)梁部2a上發(fā)生的變形。
再有，將驅(qū)動(dòng)電極焊區(qū)24、25和檢測(cè)電極焊區(qū)34、35、44、45設(shè)置成用引線鍵合或?qū)щ娦哉辰Y(jié)劑等的連接方法連接到另外設(shè)置了的布線上。
利用光刻以高尺寸精度形成了在以上的振動(dòng)片10中配置了的電極，使用了Au作為電極的材料。
其次，說(shuō)明以上的結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)片的驅(qū)動(dòng)模式和檢測(cè)模式的工作。
圖4是說(shuō)明振動(dòng)片的工作的立體圖，圖4(a)是示出在驅(qū)動(dòng)模式下的工作的立體圖，圖4(b)是示出在檢測(cè)模式下的工作的立體圖。
圖5是示出壓電材料內(nèi)的電場(chǎng)圖形的圖，圖5(a)是在驅(qū)動(dòng)模式下的沿圖2中的A-A切斷線的剖面圖，該圖(b)是在驅(qū)動(dòng)模式下的沿圖2中的B-B切斷線的剖面圖，該圖(c)是在檢測(cè)模式下的沿圖2中的C-C切斷線或D-D切斷線的剖面圖。
在振動(dòng)片10的驅(qū)動(dòng)模式下，如圖4(a)中所示，臂部1a、1b在XY平面內(nèi)進(jìn)行彎曲振動(dòng)。關(guān)于臂部1a的電極結(jié)構(gòu)，在臂部1a的XY平面的中央部形成了相向的驅(qū)動(dòng)電極20，從臂部1a的XY平面的端部起到Y(jié)Z平面形成了另一個(gè)相向的驅(qū)動(dòng)電極21。此外，在另一個(gè)臂部1b中也配置了驅(qū)動(dòng)電極20和驅(qū)動(dòng)電極21。在臂部1b中，將驅(qū)動(dòng)電極構(gòu)成為彎曲振動(dòng)與臂部1a的彎曲振動(dòng)反相。據(jù)此，如圖5(a)、(b)中所示，例如，如果對(duì)驅(qū)動(dòng)電極20施加正的電壓，對(duì)另一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極21施加負(fù)的電壓，則以從驅(qū)動(dòng)電極20朝向驅(qū)動(dòng)電極21的方式產(chǎn)生電場(chǎng)。這樣，以臂部1a、1b的中心為邊界，在右側(cè)的一半部分和左側(cè)的一半部分中電場(chǎng)的方向相反，如果一方產(chǎn)生伸展的變形，則另一方產(chǎn)生縮小的變形，臂部1a、1b彎曲。而且，如果對(duì)驅(qū)動(dòng)電極20和驅(qū)動(dòng)電極21交替地施加電壓，則臂部1a、1b可進(jìn)行彎曲振動(dòng)。
這樣，對(duì)于臂部1a和臂部1b來(lái)說(shuō)，由于將驅(qū)動(dòng)電極構(gòu)成為相互以反相的方式振動(dòng)，故以臂部1a、1b的前端接近或遠(yuǎn)離的方式進(jìn)行彎曲振動(dòng)。
其次，對(duì)于振動(dòng)片的檢測(cè)模式進(jìn)行說(shuō)明。在振動(dòng)片10以上述的驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行彎曲振動(dòng)的期間內(nèi)，如果產(chǎn)生以Y軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，則在臂部1a、1b中在用圖4(b)的實(shí)線箭頭示出的Z軸方向上交替地激勵(lì)用實(shí)線箭頭示出的科里奧利力F和用虛線箭頭示出的科里奧利力F。而且受到在臂部1a、1b中被激勵(lì)了的科里奧利力的作用，在梁2中產(chǎn)生因扭曲引起的剪切變形。
如圖5(c)中所示，在梁2的檢測(cè)梁部2a中的XY平面上配置了一對(duì)檢測(cè)電極30、31，在背面的XY平面上配置了一對(duì)檢測(cè)電極40、41。如果在檢測(cè)梁部2a中產(chǎn)生扭曲，則在沿圖2中的C-C切斷線和D-D切斷線的剖面上產(chǎn)生同樣的電場(chǎng)。關(guān)于電場(chǎng)的產(chǎn)生圖形，例如從檢測(cè)電極30至檢測(cè)電極31產(chǎn)生電場(chǎng)，在另一方，從檢測(cè)電極40至檢測(cè)電極41產(chǎn)生電場(chǎng)。
從檢測(cè)電極30、31和檢測(cè)電極40、41作為電壓取出在該檢測(cè)梁部2a的表面和背面上發(fā)生了的變形并進(jìn)行差分放大，通過(guò)用運(yùn)算電路進(jìn)行處理，可檢測(cè)角速度的方向、大小。
再有，關(guān)于檢測(cè)電極的配置，在本實(shí)施方式中在檢測(cè)梁部2a上進(jìn)行了設(shè)置，但在連接梁部2b、2c中也發(fā)生了變形，即使至少在連接梁部2b、2c的某一個(gè)上設(shè)置檢測(cè)電極，也可檢測(cè)梁2的變形，可進(jìn)行角速度的檢測(cè)。
其次，說(shuō)明振動(dòng)片10的Y軸旋轉(zhuǎn)中的對(duì)于角速度的檢測(cè)作為外部擾動(dòng)的Z軸方向的加速度的檢測(cè)。
圖6是示出對(duì)振動(dòng)片施加了Z軸方向的加速度時(shí)的狀態(tài)的立體圖。圖7是示出對(duì)振動(dòng)片施加了Z軸方向的加速度時(shí)的壓電材料內(nèi)的電場(chǎng)圖形的圖，圖7(a)是沿圖2中的C-C切斷線的剖面圖，該圖(b)是沿圖2中的D-D切斷線的剖面圖。
如果對(duì)振動(dòng)片10施加沿Z軸方向的加速度Fa，則如圖6中所示，臂部1a、1b在Z軸方向上以同相的關(guān)系發(fā)生變形，在梁2中產(chǎn)生扭曲。此時(shí)，在檢測(cè)梁部2a的沿圖2中的C-C切斷線的剖面上例如從檢測(cè)電極30至檢測(cè)電極31產(chǎn)生電場(chǎng)，從檢測(cè)電極41至檢測(cè)電極40產(chǎn)生電場(chǎng)。另一方面，此時(shí)在檢測(cè)梁部2a的沿圖2中的D-D切斷線的剖面上例如從檢測(cè)電極31至檢測(cè)電極30產(chǎn)生電場(chǎng)，從檢測(cè)電極40至檢測(cè)電極41產(chǎn)生電場(chǎng)。
這樣，由于在檢測(cè)梁部2a中產(chǎn)生的電場(chǎng)與檢測(cè)角速度的檢測(cè)模式中的電場(chǎng)的產(chǎn)生的圖形不同，故可識(shí)別產(chǎn)生了加速度的模式，可進(jìn)行與角速度的區(qū)別。
如以上所述，本實(shí)施方式的振動(dòng)片10在厚度方向上不分割檢測(cè)電極30、31、40、41，可在XY平面上形成，可容易地得到尺寸精度良好的檢測(cè)電極30、31、40、41。此外，因?yàn)榭蛇M(jìn)行振動(dòng)片10的Y軸旋轉(zhuǎn)中的相對(duì)于角速度的檢測(cè)作為干擾的Z軸方向的加速度的檢測(cè)，故可分離角速度和加速度。據(jù)此，可得到在生產(chǎn)率方面優(yōu)越的、角速度的檢測(cè)靈敏度良好的振動(dòng)片10。
(變形例1)以下，說(shuō)明檢測(cè)電極的配置的變形例。
圖8是示出在振動(dòng)片的一個(gè)面(表面)上配置了的電極的結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖9是示出在圖8的背面上配置了的電極的結(jié)構(gòu)的俯視圖。由于就振動(dòng)片的外形形狀和驅(qū)動(dòng)電極、進(jìn)而是振動(dòng)片的工作來(lái)說(shuō)與上述中已說(shuō)明的振動(dòng)片是同樣的，故附以相同的符號(hào)而省略其說(shuō)明。
在振動(dòng)片100的表面的檢測(cè)梁部2a的XY平面上設(shè)置了二對(duì)檢測(cè)電極。檢測(cè)電極101、103在表面的XY平面上構(gòu)成一對(duì)檢測(cè)電極，用檢測(cè)電極102、104構(gòu)成了另一對(duì)檢測(cè)電極。檢測(cè)電極101、103分別連接到引導(dǎo)電極105、107上，通過(guò)第3連接部8，連接到在基臺(tái)5上設(shè)置了的檢測(cè)電極焊區(qū)109、111上。同樣，檢測(cè)電極102、104分別連接到引導(dǎo)電極106、108上，通過(guò)第3連接部8，連接到在基臺(tái)5上設(shè)置了的檢測(cè)電極焊區(qū)110、112上。
此外，在振動(dòng)片100背面的檢測(cè)梁部2a的XY平面上與上述同樣地設(shè)置了二對(duì)檢測(cè)電極。用檢測(cè)電極121、123構(gòu)成了一對(duì)檢測(cè)電極，用檢測(cè)電極122、124構(gòu)成了另一對(duì)檢測(cè)電極。檢測(cè)電極121、123分別連接到引導(dǎo)電極125、127上，通過(guò)第3連接部8，從基臺(tái)5的端部經(jīng)由XZ平面，連結(jié)到在基臺(tái)5的表面上形成了的檢測(cè)電極焊區(qū)129、131上。同樣，檢測(cè)電極122、124分別連接到引導(dǎo)電極126、128上，通過(guò)第3連接部8，從基臺(tái)5的端部經(jīng)由XZ平面，連結(jié)到在基臺(tái)5的表面上形成了的檢測(cè)電極焊區(qū)130、132上。
這樣，在梁2的檢測(cè)梁部2a中，通過(guò)在表面上設(shè)置二對(duì)檢測(cè)電極、在背面上設(shè)置二對(duì)檢測(cè)電極，可使由檢測(cè)梁部2a的形狀或電極的尺寸誤差產(chǎn)生的變形的檢測(cè)誤差平均化，可更加高精度地檢測(cè)檢測(cè)梁部2a的變形。據(jù)此，可更加高精度地進(jìn)行角速度的檢測(cè)。
(變形例2)其次，說(shuō)明對(duì)振動(dòng)片的形狀進(jìn)行了變形的情況的變形例。
圖10是在振動(dòng)片中具備3個(gè)臂部的振動(dòng)片的俯視圖。在振動(dòng)片200中，具有棒狀的3個(gè)臂部201a、201b、201c，臂部201a、201b、201c沿Y軸方向以既定的長(zhǎng)度延伸。而且，臂部201a、201b、201c與棒狀的梁202連接，而棒狀的梁202與該臂部201a、201b、201c的延伸方向大致垂直地(沿X軸方向)延伸。此外，形成了臂下端部201d、201e、201f，使得臂部201a、201b、201c的各自的一端從梁202突出。
梁202由位于臂部201a、201b之間的檢測(cè)梁部202a、位于臂部201b、201c之間的檢測(cè)梁部202b和位于臂部201a、201c的外側(cè)的連接梁部202c、202d構(gòu)成。
在梁202的連接梁部202c的端部上連接了第1連接部203，在連接梁部202d的端部上連接了第2連接部204。此外，梁202的檢測(cè)梁部202a和202b的中央部連接了第3連接部205和第4連接部206。而且，將第1連接部203、第2連接部204、第3連接部205和第4連接部206連接到基臺(tái)205上。此外，以上的振動(dòng)片200的各部在Z軸方向(厚度方向)上具有同一厚度。
在臂部201a、201b、201c上分別配置了與上述的驅(qū)動(dòng)電極同樣的驅(qū)動(dòng)電極(未圖示)，在驅(qū)動(dòng)模式下相鄰的臂部沿X軸方向分別以反相的關(guān)系進(jìn)行彎曲振動(dòng)。
此外，在檢測(cè)梁部202a和202b的2個(gè)部位上分別配置了與上述的檢測(cè)電極同樣的檢測(cè)電極(未圖示)。在Y軸旋轉(zhuǎn)中的檢測(cè)模式下，臂部201a、201b、201c沿Z軸方向以相互反相的關(guān)系彎曲。因此，在檢測(cè)梁部202a、202b中產(chǎn)生變形，通過(guò)用檢測(cè)電極檢測(cè)該變形，可識(shí)別角速度的大小、方向。
(第2實(shí)施方式)圖11是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的振子的剖面圖。
振子50由振動(dòng)片10、電路元件52、容納容器51和蓋體53構(gòu)成。用陶瓷等形成的容納容器51的一面開放，設(shè)置了凹部。通過(guò)用導(dǎo)電性粘結(jié)劑將振動(dòng)片10粘結(jié)到該凹部上，將振動(dòng)片10固定在容納容器51上并與在容納容器51上形成了的布線(未圖示)進(jìn)行了電連接。此外，在容納容器51的凹部的底面上設(shè)置了驅(qū)動(dòng)振動(dòng)片10的驅(qū)動(dòng)電路或包含將已檢測(cè)的變形作為角速度信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理的運(yùn)算電路的電路元件52。利用引線鍵合將電路元件52連接到在容納容器上形成了的布線上。然后，用蓋體53密封了容納容器51的上表面，將內(nèi)部保持為真空氣氛。
這樣，振子50具備上述的振動(dòng)片10，可得到在生產(chǎn)率方面優(yōu)越的、角速度的檢測(cè)靈敏度良好的振子50。
(第3實(shí)施方式)其次，說(shuō)明與本發(fā)明有關(guān)的電子裝置的實(shí)施方式。
圖12是示出電子裝置的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。在電子裝置60中具備包含在上述的實(shí)施方式中已說(shuō)明的各自的振動(dòng)片的振子50。
作為使用了實(shí)施方式的振子的電子裝置，可舉出有必要檢測(cè)其姿態(tài)的變化的移動(dòng)電話機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和導(dǎo)航系統(tǒng)那樣的電子裝置。
在這樣的電子裝置中，具備在角速度的檢測(cè)靈敏度方面優(yōu)越的上述振子，可提供特性優(yōu)越的電子裝置。
權(quán)利要求
1.一種由在Z軸方向上具有厚度的壓電材料構(gòu)成的振動(dòng)片，其特征在于具備棒狀的多個(gè)臂部，沿成為上述振動(dòng)片的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的Y軸方向延伸；以及棒狀的梁，在與上述臂部的延伸方向大致垂直的X軸方向上延伸，在XY平面上與上述臂部連接，在與上述臂部的XY平面相向的面上和與YZ平面相向的面上設(shè)置了使上述臂部在XY平面上進(jìn)行彎曲振動(dòng)用的驅(qū)動(dòng)電極，在與上述梁的XY平面相向的面上設(shè)置了檢測(cè)上述梁的變形用的檢測(cè)電極，其中，上述變形是受到因以上述振動(dòng)片的Y軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而在上述臂部中激勵(lì)起的科里奧利力的作用而產(chǎn)生的。
2.如權(quán)利要求1中所述的振動(dòng)片，其特征在于上述壓電材料是石英。
3.如權(quán)利要求1中所述的振動(dòng)片，其特征在于上述壓電材料是磷酸鎵(GaPO4)。
4.如權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)中所述的振動(dòng)片，其特征在于在上述梁的XY平面的一個(gè)面上具備成為對(duì)的至少一對(duì)檢測(cè)電極，在上述梁的XY平面的另一個(gè)面上具備成為對(duì)的至少一對(duì)檢測(cè)電極。
5.如權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)中所述的振動(dòng)片，其特征在于在上述梁的位于二個(gè)上述臂部之間的部分上具備上述檢測(cè)電極。
6.如權(quán)利要求1至5的任意一項(xiàng)中所述的振動(dòng)片，其特征在于利用光刻形成了上述振動(dòng)片的形狀和上述驅(qū)動(dòng)電極、上述檢測(cè)電極。
7.一種振子，其特征在于具備權(quán)利要求1至6的任意一項(xiàng)中所述的振動(dòng)片。
8.一種應(yīng)用裝置，其特征在于具備權(quán)利要求7中所述的振子。
全文摘要
振動(dòng)片、振子和應(yīng)用裝置。本發(fā)明的課題是提供在生產(chǎn)率方面優(yōu)越的、能高精度地檢測(cè)角速度的振動(dòng)片。在由Z軸方向上具有厚度的壓電材料構(gòu)成的振動(dòng)片(10)中，具備沿成為振動(dòng)片(10)的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的Y軸方向延伸的棒狀的臂部(1a、1b)；以及在與臂部(1a、1b)的延伸的方向垂直的X軸方向上延伸的、在XY平面上與臂部(1a、1b)連接的棒狀的梁(2)，在與臂部(1a、1b)的XY平面相向的面上和與YZ平面相向的面上設(shè)置使臂部(1a、1b)在XY平面上進(jìn)行彎曲振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電極(20、21)，在與梁(2)的XY平面相向的面上設(shè)置了檢測(cè)梁(2)的變形用的檢測(cè)電極(30、31、40、41)，其中，上述變形是受到因以振動(dòng)片(10)的Y軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而在臂部(1a、1b)中激勵(lì)起的科里奧利力的作用而產(chǎn)生的。
文檔編號(hào)G01P9/04GK1737498SQ20051009056
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月19日
發(fā)明者江口誠(chéng) 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社