振動(dòng)元件、電子裝置、電子設(shè)備以及移動(dòng)體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種振動(dòng)元件、電子裝置、電子設(shè)備以及移動(dòng)體,其中,振動(dòng)元件具備:基部;支承臂,其從所述基部延伸出;驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂,其從所述支承臂起向與所述支承臂的延伸方向交叉的方向延伸出;驅(qū)動(dòng)部,其被設(shè)置于所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂上,且具有第一電極層、第二電極層以及被設(shè)置于所述第一電極層與所述第二電極層之間的第一壓電體層,并且所述第一電極層被配置于所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂側(cè);監(jiān)測(cè)部,其被設(shè)置于所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂上,且具有第三電極層、第四電極層以及被設(shè)置于所述第三電極層與所述第四電極層之間的第二壓電體層,所述第三電極層被配置于所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂側(cè),并且所述監(jiān)測(cè)部對(duì)所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)。
【專利說明】振動(dòng)元件、電子裝置、電子設(shè)備以及移動(dòng)體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種振動(dòng)元件、電子裝置、電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
【背景技術(shù)】
[0002] 雖然一直以來角速度傳感器被使用于對(duì)船舶、飛機(jī)、火箭等的姿態(tài)進(jìn)行自主控制 的技術(shù),但最近也被用于車輛中的車身控制、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的本車位置檢測(cè)、數(shù)碼照相機(jī)、 攝像機(jī)以及移動(dòng)電話的振動(dòng)控制補(bǔ)償(所謂手抖補(bǔ)償)等。伴隨著這些電子設(shè)備的小型化, 而要求角速度傳感器的小型化以及低高度化(薄型化)。
[0003] 對(duì)此,雖然由通過壓電材料的機(jī)械加工與蝕刻加工而形成具有驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂和檢 測(cè)用振動(dòng)臂的角速度傳感器用的振動(dòng)元件的制造方法,實(shí)現(xiàn)了小型化,但近年來為了應(yīng)對(duì) 更進(jìn)一步的小型化,在專利文獻(xiàn)1中,公開了一種通過在單晶硅等的半導(dǎo)體基板上層疊壓 電體和電極之后進(jìn)行微加工,從而形成振動(dòng)元件的技術(shù)。
[0004] 然而,由于在半導(dǎo)體基板上層疊壓電體和電極并進(jìn)行微加工而形成的振動(dòng)元件靜 電電容較大、且阻抗較高,因此存在激勵(lì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的彎曲振動(dòng)非常困難的問題。
[0005] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2009-156832號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的發(fā)明,并可以作為以下的方式 或應(yīng)用例而實(shí)現(xiàn)。
[0007] 應(yīng)用例1
[0008] 本應(yīng)用例所涉及的振動(dòng)元件,其特征在于,具備:基部;支承臂,其從所述基部延 伸出;驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂,其從所述支承臂起向與所述支承臂的延伸方向交叉的方向延伸出; 驅(qū)動(dòng)部,其被設(shè)置于所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂上,且具有第一電極層、第二電極層以及被設(shè)置于所 述第一電極層與所述第二電極層之間的第一壓電體層,并且所述第一電極層被配置于所述 驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂側(cè);監(jiān)測(cè)部,其被設(shè)置于所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂上,且具有第三電極層、第四電極 層以及被設(shè)置于所述第三電極層與所述第四電極層之間的第二壓電體層,所述第三電極層 被配置于所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂側(cè),并且所述檢測(cè)部對(duì)所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)。
[0009] 根據(jù)本應(yīng)用例,由于在第一電極層與第二電極層之間具有第一壓電體層的驅(qū)動(dòng)部 靜電電容較大、且阻抗較高,因此不易對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的彎曲振動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。因此,由于通 過在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂上設(shè)置監(jiān)測(cè)部從而能夠?qū)⑴c在監(jiān)測(cè)部中產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的彎曲振 動(dòng)的振幅相對(duì)應(yīng)的電荷放大并作為監(jiān)測(cè)電壓而施加到驅(qū)動(dòng)電路上,因此具有如下效果,即, 可供給對(duì)彎曲振動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的充分的固定電壓,從而能夠穩(wěn)定地對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的彎曲振 動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0010] 應(yīng)用例2
[0011] 在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中,其特征在于,所述驅(qū)動(dòng)部和所述監(jiān)測(cè)部在所述 驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的寬度方向上以相互隔開間隔的方式并列設(shè)置。
[0012] 根據(jù)本應(yīng)用例,由于通過在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的寬度方向上以相互隔開間隔而排列的 方式來設(shè)置驅(qū)動(dòng)部和監(jiān)測(cè)部,從而在驅(qū)動(dòng)部伸縮而驅(qū)動(dòng)了的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的與長(zhǎng)度方向交 叉的方向上具有位移的彎曲振動(dòng)被驅(qū)動(dòng)時(shí),能夠在監(jiān)測(cè)部中產(chǎn)生由以與驅(qū)動(dòng)部相反的相位 進(jìn)行伸縮而生成的振動(dòng)的振幅所對(duì)應(yīng)的電荷,并向驅(qū)動(dòng)電路施加監(jiān)測(cè)電壓,因此具有如下 效果,即,可供給對(duì)彎曲振動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的充分的固定電壓,從而能夠穩(wěn)定地對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂 的彎曲振動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0013] 應(yīng)用例3
[0014] 在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中,其特征在于,所述驅(qū)動(dòng)部具有第一驅(qū)動(dòng)部和第 二驅(qū)動(dòng)部,并且所述第一驅(qū)動(dòng)部與所述第二驅(qū)動(dòng)部在所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的寬度方向上以相 互隔開間隔的方式并列設(shè)置。
[0015] 根據(jù)本應(yīng)用例,由于通過在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的寬度方向上以相互隔開間隔而并列的 方式來設(shè)置第一驅(qū)動(dòng)部和第二驅(qū)動(dòng)部,從而可使第一驅(qū)動(dòng)部與第二驅(qū)動(dòng)部以相反相位進(jìn)行 伸縮,由此能夠大幅地降低阻抗,因此具有如下效果,即,能夠很容易地對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的 彎曲振動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0016] 應(yīng)用例4
[0017] 在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中,其特征在于,在俯視觀察驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂時(shí),所述 監(jiān)測(cè)部被設(shè)置于與所述驅(qū)動(dòng)部相比靠基部側(cè)的位置處。
[0018] 根據(jù)本應(yīng)用例,由于通過在設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂上的監(jiān)測(cè)部和驅(qū)動(dòng)部中使監(jiān)測(cè)部 位于與驅(qū)動(dòng)部相比靠基部側(cè),從而能夠在不使監(jiān)測(cè)部與連接端子部的連接配線斷線的條件 下,形成在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的長(zhǎng)度方向上具有充分長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)部,因此具有如下效果,即,不 會(huì)使阻抗變差,并能夠很容易地對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的彎曲振動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0019] 應(yīng)用例5
[0020] 在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中,其特征在于,在所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂上,所述監(jiān)測(cè) 部被設(shè)置于與所述支承臂交叉的一側(cè)。
[0021] 根據(jù)本應(yīng)用例,由于通過將監(jiān)測(cè)部設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂與支承臂交叉的一側(cè),從 而能夠在不使驅(qū)動(dòng)部與連接端子部之間的連接配線斷線的條件下,形成在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的 長(zhǎng)度方向上具有充分長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)部,因此具有如下效果,即,不會(huì)使阻抗變差,并能夠很容 易地對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的彎曲振動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0022] 應(yīng)用例6
[0023] 在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中,其特征在于,在俯視觀察所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂時(shí), 所述監(jiān)測(cè)部被設(shè)置于所述第一驅(qū)動(dòng)部與所述第二驅(qū)動(dòng)部之間,并且所述監(jiān)測(cè)部的相對(duì)于寬 度方向的中心線與對(duì)所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的相對(duì)于寬度方向的中心線不交叉。
[0024] 根據(jù)本應(yīng)用例,通過在驅(qū)動(dòng)如下的彎曲振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂上,對(duì)監(jiān)測(cè)部的相對(duì) 于寬度方向的中心線與驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的相對(duì)于寬度方向的中心線進(jìn)行并行配置,從而能夠 避免因驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的相對(duì)于寬度方向的中心線部分進(jìn)行伸縮而產(chǎn)生的電荷相抵,并可獲 得監(jiān)測(cè)電壓,其中,所述彎曲振動(dòng)為在與驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的長(zhǎng)度方向交叉的方向上具有位移 的振動(dòng)。因此,具有如下效果,即,能夠向驅(qū)動(dòng)電路施加監(jiān)測(cè)電壓,從而可供給對(duì)彎曲振動(dòng)進(jìn) 行驅(qū)動(dòng)充分的電壓,由此能夠穩(wěn)定地對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的彎曲振動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0025] 應(yīng)用例7
[0026] 在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中,其特征在于,具備從所述基部起向與所述支承 臂的延伸方向交叉的方向延伸出的檢測(cè)用振動(dòng)臂。
[0027] 根據(jù)本應(yīng)用例,由于通過采用在具有從自基部延伸出的支承臂起向與支承臂的延 伸方向交叉的方向延伸出的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的振動(dòng)元件中,具備從基部起向與所述支承臂的 延伸方向交叉的方向延伸出的檢測(cè)用振動(dòng)臂的結(jié)構(gòu),從而在對(duì)振動(dòng)元件施加了角速度ω 的情況下,科里奧利力將發(fā)揮作用而在檢測(cè)用振動(dòng)臂上激勵(lì)起彎曲振動(dòng)從而產(chǎn)生電荷,因 此具有如下效果,即,根據(jù)該電荷可求得施加于振動(dòng)元件上的角速度ω。
[0028] 應(yīng)用例8
[0029] 在上述應(yīng)用例所述的振動(dòng)元件中,其特征在于,在所述基部上設(shè)置有與所述驅(qū)動(dòng) 部以及所述監(jiān)測(cè)部電連接的端子。
[0030] 根據(jù)本應(yīng)用例,通過在振動(dòng)元件的基部上設(shè)置與驅(qū)動(dòng)部和監(jiān)測(cè)部電連接的端子, 從而具有如下效果,即,能夠在不阻礙驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂和檢測(cè)用振動(dòng)臂的彎曲振動(dòng)的條件下, 與封裝件等的安裝端子進(jìn)行電接合并進(jìn)行機(jī)械接合。
[0031] 應(yīng)用例9
[0032] 本應(yīng)用例的振動(dòng)元件的特征在于,在將相互正交的三根假想軸分別設(shè)為X軸、Υ軸 和Ζ軸時(shí),所述振動(dòng)元件具備:驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂,其沿著通過X軸和Υ軸而被規(guī)定的ΧΥ平面延 伸出,且至少在X軸方向上進(jìn)行振動(dòng);檢測(cè)用振動(dòng)臂,其沿著通過X軸和Υ軸而被規(guī)定的ΧΥ 平面延伸出,且在施加以Ζ軸為軸的角速度時(shí),以沿著所述ΧΥ平面的方式進(jìn)行位移,在所述 驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂上設(shè)置有對(duì)所述振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的監(jiān)測(cè)部。
[0033] 應(yīng)用例10
[0034] 本應(yīng)用例所涉及的電子裝置的特征在于,具備上述應(yīng)用例中所述的振動(dòng)元件、和 電路元件。
[0035] 根據(jù)本應(yīng)用例,具有如下效果,即,可獲得能夠穩(wěn)定地對(duì)振動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電子裝置。
[0036] 應(yīng)用例11
[0037] 本應(yīng)用例所涉及的電子設(shè)備的特征在于,具備上述應(yīng)用例中所述的振動(dòng)元件。
[0038] 根據(jù)本應(yīng)用例,具有如下效果,S卩,可構(gòu)成具備了能夠穩(wěn)定地對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂進(jìn)行 驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)元件的電子設(shè)備。
[0039] 應(yīng)用例12
[0040] 本應(yīng)用例所涉及的移動(dòng)體的特征在于,具備上述應(yīng)用例中所述的振動(dòng)元件。
[0041] 根據(jù)本應(yīng)用例,具有如下效果,即,可構(gòu)成具備了能夠穩(wěn)定地對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂進(jìn)行 驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)元件的移動(dòng)體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0042] 圖1為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的結(jié)構(gòu)的示意圖,(a)為俯 視圖,(b)為A_A剖視圖。
[0043] 圖2為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的圖1 (a沖的B-B線剖視 圖和電路結(jié)構(gòu)的不意圖。
[0044] 圖3為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例的圖1 (a)的A-A 線剖視圖,(a)為表示改變例1的剖視圖,(b)為表示改變例2的剖視圖,(c)表示改變例3 的剖視圖。
[0045] 圖4為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的結(jié)構(gòu)的示意圖,(a)為俯 視圖,(b)為C-C線剖視圖。
[0046] 圖5為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例1的結(jié)構(gòu)的俯視 圖。
[0047] 圖6為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例2的結(jié)構(gòu)的俯視 圖。
[0048] 圖7為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例3的結(jié)構(gòu)的俯視 圖。
[0049] 圖8為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例4的結(jié)構(gòu)的俯視 圖。
[0050] 圖9為表示具備本發(fā)明的振動(dòng)元件的電子裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖,(a)為俯視圖, (b)為D-D線剖視圖。
[0051] 圖10為表示作為具備本發(fā)明的振動(dòng)元件的電子設(shè)備的便攜式(或筆記本式)的個(gè) 人計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0052] 圖11為表示作為具備本發(fā)明的振動(dòng)元件的電子設(shè)備的移動(dòng)電話機(jī)(也包括PHS) 的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0053] 圖12為表示作為具備本發(fā)明的振動(dòng)元件的電子設(shè)備的數(shù)碼照相機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體 圖。
[0054] 圖13為表示作為具備本發(fā)明的振動(dòng)元件的移動(dòng)體的汽車的結(jié)構(gòu)的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 以下,根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0056] 振動(dòng)元件
[0057] 第一實(shí)施方式
[0058] 圖1為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的結(jié)構(gòu)的示意圖,圖1 (a) 為俯視圖,圖1 (b)為圖1 (a)的A-A剖視圖。此外,圖2為表不本發(fā)明的第一實(shí)施方式所 涉及的振動(dòng)元件的圖1中的B-B線剖視圖和電路結(jié)構(gòu)的示意圖。在此,在圖1以及后文敘 述的圖2?圖9中,為便于說明,作為相互正交的三軸,而圖示了 X軸、Y軸以及Z軸,并將 該圖示的箭頭標(biāo)記的前端側(cè)設(shè)為"+側(cè)",將基端側(cè)設(shè)為側(cè)"。此外,在下文中,將與X軸 平行的方向稱為"X軸方向",將與Y軸平行的方向稱為"Y軸方向",將與Z軸平行的方向稱 為"Z軸方向"。
[0059] 另外,作為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件,以用于角速度傳感器的被稱為 雙T型的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)元件為一個(gè)示例來進(jìn)行說明。
[0060] 圖1所示的振動(dòng)元件1由具備了如下部件的基板8構(gòu)成,S卩:基部10 ;從基部10 延伸的兩個(gè)支承臂12a、12b ;配置了監(jiān)測(cè)部30a、30b和驅(qū)動(dòng)部32a、32b的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng) 臂14a、14b ;配置了檢測(cè)部34a、34b、34c、34d的兩個(gè)檢測(cè)用振動(dòng)臂16a、16b。
[0061] 如圖1 (a)所示,支承臂12a向X軸方向的-側(cè)延伸,支承臂12b向X軸方向的+ 側(cè)延伸。
[0062] 此外,兩個(gè)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b為大致矩形,且分別從支承臂12a、12b起在與支 承臂12a、12b的延伸方向交叉的方向(Y軸方向)上延伸,并且驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a的中央部 與支承臂12a的、與基部10結(jié)合的一側(cè)的相反側(cè)(X軸方向的-側(cè))的頂端部相結(jié)合。此 夕卜,驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14b的中央部與支承臂12b的、與基部10結(jié)合的一側(cè)的相反側(cè)(X軸方向 的+側(cè))的頂端部相結(jié)合。
[0063] 而且,兩個(gè)檢測(cè)用振動(dòng)臂16a、16b為大致矩形,且分別使長(zhǎng)度方向的端部與基部 10結(jié)合,并在與支承臂12a、12b的延伸方向交叉的方向(Y軸方向)上延伸。檢測(cè)用振動(dòng)臂 16a向Y軸方向的-側(cè)延伸,檢測(cè)用振動(dòng)臂16b向Y軸方向的+側(cè)延伸。
[0064] 在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b的長(zhǎng)度方向的兩頂端部上,分別設(shè)置有具有與驅(qū)動(dòng)用振 動(dòng)臂14a、14b的寬度相比而較大的寬度的錘部18a、18b、18e、18f。同樣地,在檢測(cè)用振動(dòng)臂 16a、16b的、與基部10結(jié)合的一側(cè)的相反側(cè)的頂端部上,分別設(shè)置有具有與檢測(cè)用振動(dòng)臂 16a、16b的寬度相比而較大的寬度的錘部18c、18d。由于通過設(shè)置這種錘部從而能夠縮短 使振動(dòng)頻率降低的振動(dòng)臂的長(zhǎng)度,因此可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)元件1的小型化。此外,由于振動(dòng)臂的頂 端部的質(zhì)量的增加而能夠產(chǎn)生較多的電荷,因此能夠提高作為角速度傳感器元件的檢測(cè)靈 敏度。另外,可以根據(jù)需要而設(shè)置錘部18a、18b、18c、18d、18e、18f,也可以不設(shè)置。
[0065] 接下來,對(duì)監(jiān)測(cè)部30a、30b和驅(qū)動(dòng)部32a、32b進(jìn)行說明。另外,驅(qū)動(dòng)部是指,用于使 驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂發(fā)生在支承臂的延伸方向(X軸方向)上具有位移的彎曲振動(dòng)的壓電體元件, 監(jiān)測(cè)部為,用于使由驅(qū)動(dòng)部實(shí)施的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的振動(dòng)啟動(dòng)的壓電體元件。
[0066] 監(jiān)測(cè)部30a、30b和驅(qū)動(dòng)部32a、32b,分別為以Y軸方向?yàn)殚L(zhǎng)度方向的大致矩形,并 且分別被設(shè)置于上述的振動(dòng)元件1的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b上。此外,監(jiān)測(cè)部30a、30b與 驅(qū)動(dòng)部32a、32b在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b的寬度方向上相互隔開間隔而并列,監(jiān)測(cè)部30a、 30b在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b的寬度方向(X軸方向)上,被設(shè)置于基部10所配置的一側(cè)。
[0067] 如圖1 (a)所示,監(jiān)測(cè)部30a、30b從與支承臂12a、12b接合的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、 14b的中心部起,向基部10的接合有檢測(cè)用振動(dòng)臂16a-側(cè)的方向(Y軸方向)延伸設(shè)置。 此外,被設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a上的監(jiān)測(cè)部30a、和被設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14b上的監(jiān)測(cè) 部30b,通過被設(shè)置于支承臂12a、12b與基部10之上的配線部44而相連接。而且,監(jiān)測(cè)部 30a、30b與設(shè)置于基部10上的連接端子部36也通過被設(shè)置于基部10上的配線部44而進(jìn) 行連接。
[0068] 驅(qū)動(dòng)部32a、32b從與支承臂12a、12b接合的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b的中央部起, 向兩個(gè)方向(Y軸的+側(cè)以及-側(cè)方向)延伸設(shè)置。此外,被設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a上的 驅(qū)動(dòng)部32a、和被設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14b上的驅(qū)動(dòng)部32b,通過被設(shè)置于支承臂12a、12b 與基部10上的配線部46而相連接。而且,被設(shè)置于基部10上的連接端子部38也通過被 設(shè)置于基部10上的配線部46而被連接。
[0069] 接下來,對(duì)驅(qū)動(dòng)部32a、32b與監(jiān)測(cè)部30a、30b的層疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0070] 如圖1 (b)所示,驅(qū)動(dòng)部32a在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a上被構(gòu)成為包括,第一電極層 50a、第二電極層52a以及第一壓電體層60a。第一壓電體層60a被設(shè)置于第一電極層50a 與第二電極層52a之間,第一電極層50a被配置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a側(cè)。
[0071] 此外,同樣地,監(jiān)測(cè)部30a也在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a上被構(gòu)成為,包括第三電極層 50b、第四電極層52b以及第二壓電體層60b。第二壓電體層60b被設(shè)置于第三電極層50b 與第四電極層52b之間,第三電極層50b被配置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a側(cè)。
[0072] 另外,由于構(gòu)成驅(qū)動(dòng)部32a與監(jiān)測(cè)部30a的第一電極層50a和第三電極層50b、第 二電極層52a和第四電極層52b、以及第一壓電體層60a和第二壓電體層60b是通過光刻技 術(shù)分別對(duì)同一電極層及壓電體層進(jìn)行光刻而形成的,因此在下文中作為第一電極層50、第 二電極層52以及壓電體層60來進(jìn)行說明。
[0073] 因此,同樣地,對(duì)于除驅(qū)動(dòng)部32a、32b和監(jiān)測(cè)部30a、30b以外的檢測(cè)部34a、34b、 34c、34d、配線部44、46以及連接端子部36、38、40 &、4013、40(3、40(1而言,壓電體層60也被設(shè) 置于第一電極層50與第二電極層52之間,并且第一電極層50也被配置于具有振動(dòng)臂及基 部等的基板8側(cè)。
[0074] 接下來,對(duì)檢測(cè)部34&、3你、34〇、34(1進(jìn)行說明。另外,檢測(cè)部為,利用在檢測(cè)用振 動(dòng)臂的支承臂的延伸方向上具有位移的彎曲振動(dòng)而產(chǎn)生電荷的壓電體元件。
[0075] 檢測(cè)部34a、34b、34c、34d為,分別以Y軸方向?yàn)殚L(zhǎng)度方向的大致矩形,并且被設(shè)置 于振動(dòng)元件1的檢測(cè)用振動(dòng)臂16a、16b上。此外,檢測(cè)部34a、34b在檢測(cè)用振動(dòng)臂16a的 寬度方向(X軸方向)上以相互隔開間隔的方式并列設(shè)置,檢測(cè)部34c、34d在檢測(cè)用振動(dòng)臂 16b的寬度方向(X軸方向)上以相互隔開間隔的方式并列設(shè)置。
[0076] 檢測(cè)部34a與被設(shè)置于基部10上的連接端子部40a相連接,并向與檢測(cè)用振動(dòng)臂 16a的頂端部結(jié)合的錘部18c方向(Y軸的-側(cè)方向)延伸設(shè)置。
[0077] 檢測(cè)部34b與被設(shè)置于基部10上的連接端子部40b相連接,并向與檢測(cè)用振動(dòng)臂 16a的頂端部結(jié)合的錘部18c方向(Y軸的-側(cè)方向)延伸設(shè)置。
[0078] 檢測(cè)部34c與被設(shè)置于基部10上的連接端子部40c相連接,并向與檢測(cè)用振動(dòng)臂 16b的頂端部結(jié)合的錘部18d方向(Y軸的+側(cè)方向)延伸設(shè)置。
[0079] 檢測(cè)部34d與被設(shè)置于基部10上的連接端子部40d連接,并向與檢測(cè)用振動(dòng)臂 16b的頂端部結(jié)合的錘部18d方向(Y軸的+側(cè)方向)延伸設(shè)置。
[0080] 此外,檢測(cè)部34a、34b、34c、34d的層疊結(jié)構(gòu)與監(jiān)測(cè)部30a、30b及驅(qū)動(dòng)部32a、32b 相同,均采用包括第一電極層50、第二電極層52以及壓電體層60的構(gòu)成而被形成。另外, 對(duì)于上述的配線部44、46及連接端子部36、38、40 &、4013、40(3、40(1而言,也采用同樣的層疊 結(jié)構(gòu)而被形成。
[0081] 另外,第二電極層52為,與壓電體層60相同的配置結(jié)構(gòu),通過被設(shè)置于支承臂 12a、12b與基部10上的配線部44、46,從而使監(jiān)測(cè)部30a、30b、驅(qū)動(dòng)部32a、32b與連接端 子部36、38電連接,并且使檢測(cè)部34a、34b、34c、34d與連接端子部40a、40b、40c、40d電連 接。但是,第一電極層50通過被設(shè)置于基部10上的配線部48,而使六個(gè)連接端子部36、 38、40&、4013、40(3、40(1與成為接地端子的連接端子部42&、4213電連接。此外,雖然在本實(shí)施 方式中,六個(gè)連接端子部36、38、40&、4013、40(3、40(1所電連接的、成為接地端子的連接端子 部42a、42b為兩個(gè),但也可以為一個(gè)。
[0082] 在此,對(duì)作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件1的、角速度傳感器元件 的振動(dòng)動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0083] 在被設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b上的驅(qū)動(dòng)部32a、32b中,如果第一電極層50與 第二電極層52之間被施加有電壓,則將在壓電體層60上產(chǎn)生Z軸方向的電場(chǎng),從而使壓電 體層60在Y軸方向上伸展或收縮。如圖1 (a)所示,驅(qū)動(dòng)部32a、32b在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、 14b的寬度方向(X軸方向)上,被設(shè)置于與基部10配置側(cè)的相反側(cè)。因此,當(dāng)驅(qū)動(dòng)部32a、 32b因通電而在Y軸方向上伸縮時(shí),驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b的與基部10配置側(cè)的相反側(cè)將 進(jìn)行伸縮,從而發(fā)生在X軸方向上具有位移的彎曲振動(dòng)。此外,驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a與驅(qū)動(dòng)用 振動(dòng)臂14b以相互接近或離開的方式進(jìn)行彎曲振動(dòng)(驅(qū)動(dòng)振動(dòng))。
[0084] 另外,被設(shè)置于檢測(cè)用振動(dòng)臂16a、16b上的檢測(cè)部34&、3你、34(:、34(1被構(gòu)成為,通 過在檢測(cè)用振動(dòng)臂16a、16b的X軸方向上具有位移的彎曲振動(dòng),而使壓電體層60在Y軸方 向上被伸展或收縮,從而在壓電體層60上產(chǎn)生Z軸方向的電場(chǎng),并在第一電極層50與第二 電極層52之間輸出電荷。這種檢測(cè)部34a、34b分別伴隨著檢測(cè)用振動(dòng)臂16a的振動(dòng)(在X 軸方向上的彎曲振動(dòng))而輸出電荷。同樣地,檢測(cè)部34c、34d分別伴隨著檢測(cè)用振動(dòng)臂16b 的振動(dòng)(在X軸方向上的彎曲振動(dòng))而輸出電荷。
[0085] 另外,檢測(cè)部34a、34b在檢測(cè)用振動(dòng)臂16a的寬度方向(X軸方向)上以相互隔開 間隔的方式排列設(shè)置,并采用分別將電極設(shè)為正負(fù)的結(jié)構(gòu)。因此,當(dāng)檢測(cè)用振動(dòng)臂16a發(fā)生 在X軸方向上進(jìn)行位移的彎曲振動(dòng)(所謂面內(nèi)振動(dòng))時(shí),在檢測(cè)部34a伸展了的情況下檢測(cè) 部34b將收縮,而在檢測(cè)部34a收縮了的情況下檢測(cè)部34b將伸展。同樣地,檢測(cè)部34c、 34d在檢測(cè)用振動(dòng)臂16b的寬度方向(X軸方向)上以相互隔開間隔的方式排列設(shè)置,并采 用分別將電極設(shè)為正負(fù)的結(jié)構(gòu)。因此,當(dāng)檢測(cè)用振動(dòng)臂16b發(fā)生在X軸方向上進(jìn)行位移的 彎曲振動(dòng)(所謂面內(nèi)振動(dòng))時(shí),在檢測(cè)部34c伸展了的情況下檢測(cè)部34d將收縮,而在檢測(cè)部 34c收縮了的情況下檢測(cè)部34d將伸展。
[0086] 由于在未對(duì)作為角速度傳感器元件的振動(dòng)元件1施加角速度ω的情況下,驅(qū)動(dòng)用 振動(dòng)臂14a與驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14b將實(shí)施相對(duì)于通過振動(dòng)元件1的重心G (未圖示)的ΥΖ平 面而呈面對(duì)稱的振動(dòng),因此基部10以及檢測(cè)用振動(dòng)臂16a、16b幾乎不振動(dòng)。
[0087] 如果在以此方式使驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b進(jìn)行驅(qū)動(dòng)振動(dòng)的狀態(tài)下,對(duì)振動(dòng)元件1 施加有圍繞通過其重心G的法線的角速度ω,則在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b中將分別有科里 奧利力發(fā)揮作用。由此,支承臂12a、12b在Y軸方向上進(jìn)行彎曲振動(dòng),并使檢測(cè)用振動(dòng)臂 16a、16b的X軸方向的彎曲振動(dòng)(檢測(cè)振動(dòng))被激勵(lì),以消除與之相伴的由該彎曲振動(dòng)所發(fā) 生的力矩。
[0088] 而且,通過檢測(cè)用振動(dòng)臂16a的彎曲振動(dòng)而在檢測(cè)部34a、34b中產(chǎn)生的電荷將從 連接端子部40a、40b被輸出。此外,通過檢測(cè)用振動(dòng)臂16b的彎曲振動(dòng)而在檢測(cè)部34c、34d 中產(chǎn)生的電荷將從連接端子部40c、40d被輸出。
[0089] 根據(jù)以此方式從連接端子部40&、4013、40(3、40(1被輸出的電荷,能夠求出施加于振 動(dòng)元件1上的角速度ω。
[0090] 接下來,對(duì)用于驅(qū)動(dòng)振動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)電路和用于檢測(cè)角速度ω的檢測(cè)電路進(jìn)行 說明。
[0091] 圖2為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的圖1 (a)中的Β-Β線剖視 圖和電路結(jié)構(gòu)的不意圖。
[0092] 用于對(duì)振動(dòng)元件1的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路部90被構(gòu)成為, 包括:運(yùn)算放大器7〇a、電容器或電阻器等的電子部件72a、AGC(Automatic Gain Control : 自動(dòng)增益控制)74以及用于對(duì)驅(qū)動(dòng)部32a進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路76。
[0093] 通過從驅(qū)動(dòng)電路76向被設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a上的驅(qū)動(dòng)部32a的第一電極層 50和第二電極層52施加電壓,從而在壓電體層60上產(chǎn)生Z軸方向的電場(chǎng),由此使壓電體層 60在Y軸方向上伸展或收縮,并使驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a發(fā)生在X軸方向上具有位移的彎曲振 動(dòng)。與此相伴,監(jiān)測(cè)部30a在驅(qū)動(dòng)部32a伸展了的情況下進(jìn)行收縮,在驅(qū)動(dòng)部32a收縮了的 情況下進(jìn)行伸展。因此,在監(jiān)測(cè)部30a的壓電體層60中產(chǎn)生Z軸方向的電場(chǎng),并在第一電 極層50和第二電極層52上產(chǎn)生與驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a的彎曲振動(dòng)的振幅相對(duì)應(yīng)的電荷。
[0094] 其后,由于第一電極層50接地,因此所產(chǎn)生的電荷將從第二電極層52被輸入到驅(qū) 動(dòng)電路部90的由運(yùn)算放大器70a和電子部件72a構(gòu)成的電荷放大器(電流與電壓變換電 路),并且在被放大之后作為監(jiān)測(cè)電壓而被輸出。而且,與彎曲振動(dòng)的振幅相對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)電 壓通過AGC74而成為固定電壓,并被施加到驅(qū)動(dòng)電路76,其后,通過從驅(qū)動(dòng)電路76向驅(qū)動(dòng) 部32a的第一電極層50和第二電極層52施加與監(jiān)測(cè)電壓相對(duì)應(yīng)的固定電壓,從而能夠進(jìn) 行穩(wěn)定的彎曲振動(dòng)驅(qū)動(dòng)。因此,在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b上設(shè)置監(jiān)測(cè)部30a、30b具有如下 效果,即,能夠向驅(qū)動(dòng)部32a、32b供給對(duì)驅(qū)動(dòng)彎曲振動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的充分的固定電壓,從而能 夠穩(wěn)定地對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b的彎曲振動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0095] 用于對(duì)在振動(dòng)元件1的檢測(cè)用振動(dòng)臂16a、16b上所產(chǎn)生的電荷進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)電 路部92被構(gòu)成為,包含:運(yùn)算放大器70b、70c、電容器或電阻器等的電子部件72b、72c、差動(dòng) 放大器78、同步檢波電路80以及LPF (Low Pass Filter:低通濾波器)82。
[0096] 通過對(duì)振動(dòng)元件1施加角速度ω而從被設(shè)置于檢測(cè)用振動(dòng)臂16a上的檢測(cè)部 34a、34b產(chǎn)生的電荷,分別被由運(yùn)算放大器70b、70c、和電容器或電阻器等電子部件72b、 72c構(gòu)成的兩個(gè)電荷放大器放大,并在差動(dòng)放大器78中將從兩個(gè)檢測(cè)部34a、34b產(chǎn)生的電 荷相加。其后,通過在同步檢波電路80中被變換為直流成分,并利用LPF82去除高頻的噪 聲成分,從而能夠?qū)εc施加到振動(dòng)元件1上的角速度ω成比例的直流成分進(jìn)行檢測(cè)。
[0097] 以上,對(duì)振動(dòng)元件1的結(jié)構(gòu)、工作原理以及驅(qū)動(dòng)與檢測(cè)電路進(jìn)行了說明,接下來, 對(duì)構(gòu)成振動(dòng)元件1的材料進(jìn)行說明。
[0098] 作為構(gòu)成振動(dòng)元件1的基板8的材料,例如可舉出硅、石英以及玻璃等。特別是, 由于硅能夠較廉價(jià)地實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)良的振動(dòng)特性的振動(dòng)元件1,而且能夠應(yīng)用公知的微加工 技術(shù)(光刻技術(shù))通過蝕刻以較高的尺寸精度來形成振動(dòng)元件1,因此優(yōu)選之。
[0099] 第一電極層50例如可由金(Au)、金合金、鉬(Pt)、鋁(Α1)、鋁合金、銀(Ag)、銀合 金、鉻(Cr)、鉻合金、銅(Cu)、鑰(Mo)、鈮(Nb)、鎢(W)、鐵(Fe)、鈦(Ti)、鈷(Co)、鋅(Zn)、鋯 (Zr)等的金屬材料、與ΙΤ0、ZnO等的透明電極材料形成。
[0100] 其中,作為第一電極層50的結(jié)構(gòu)材料,還優(yōu)選為使用以金為主材料的金屬(金、金 合金)或鉬,更優(yōu)選為使用以金為主材料的金屬(特別是金)。
[0101] 特別是,由于金的導(dǎo)電性優(yōu)良(電阻較?。┣覍?duì)于氧化的耐受性優(yōu)良,因此作為電 極材料較為適宜。此外,金與鉬相比通過蝕刻能夠很容易地進(jìn)行圖案形成。而且,通過由金 或金合金來構(gòu)成第一電極層50,從而能夠提高壓電體層60的取向性。
[0102] 此外,雖然第一電極層50的平均厚度并未被特別限定,但例如優(yōu)選為1?300nm 左右,更優(yōu)選為10?200nm。由此,能夠防止第一電極層50給驅(qū)動(dòng)部32a、32b的驅(qū)動(dòng)特性 與驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b的振動(dòng)特性帶來不良影響的同時(shí),使上述的這種第一電極層50的 導(dǎo)電性優(yōu)良。
[0103] 作為壓電體層60的結(jié)構(gòu)材料(壓電體材料),例如可舉出氧化鋅(ZnO)、氮化鋁 (A1N)、鉭酸鋰(LiTa0 3)、鈮酸鋰(LiNb03)、鈮酸鉀(KNb03)、四硼酸鋰(Li2B 407)、鈦酸鋇 (BaTi03)、PZT (鈦酸鋯酸鉛)等。
[0104] 其中,作為壓電體層60的結(jié)構(gòu)材料優(yōu)選為使用PZT。PZT (鈦酸鋯酸鉛)的c軸取 向性優(yōu)良,可實(shí)現(xiàn)低阻抗化。因此,通過以PZT為主材料來構(gòu)成壓電體層60,從而能夠降低 振動(dòng)元件1的CI值。此外,這些材料可通過反應(yīng)濺射法進(jìn)行成膜。
[0105] 此外,壓電體層60的平均厚度優(yōu)選為50?3000nm,更優(yōu)選為200?2000nm。由 此,能夠在防止壓電體層60給驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b與檢測(cè)用振動(dòng)臂16a、16b的振動(dòng)特性 帶來不良影響的同時(shí),使驅(qū)動(dòng)部32a、32b的驅(qū)動(dòng)特性與檢測(cè)部34a、34b、34c、34d的檢測(cè)特 性優(yōu)良。
[0106] 第二電極層52例如可由金(Au)、金合金、鉬(Pt)、鋁(A1)、鋁合金、銀(Ag)、銀合 金、鉻(Cr)、鉻合金、銅(Cu)、鑰(Mo)、鈮(Nb)、鎢(W)、鐵(Fe)、鈦(Ti)、鈷(Co)、鋅(Zn)、鋯 (Zr)等的金屬材料與ΙΤ0、ZnO等的透明電極材料形成。
[0107] 此外,雖然第二電極層52的平均厚度并未被特別限定,但例如優(yōu)選為1?300nm 左右,更優(yōu)選為10?200nm。由此,能夠在防止第二電極層52給驅(qū)動(dòng)部32a、32b的驅(qū)動(dòng)特 性與驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b的振動(dòng)特性帶來不良影響的同時(shí),使第二電極層52的導(dǎo)電性優(yōu) 越。
[0108] 另外,也可以在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b與第一電極層50之間,和壓電體層60與第 二電極層52之間設(shè)置基底層。通過設(shè)置基底層,從而能夠防止第一電極層50從驅(qū)動(dòng)用振 動(dòng)臂14a、14b上發(fā)生剝離,而且能夠防止第二電極層52從壓電體層60上發(fā)生剝離。
[0109] 基底層例如由Ti、Cr等構(gòu)成,而且,雖然基底層的平均厚度并未被特別限定,但例 如優(yōu)選為1?300nm左右。
[0110] 而且,也可以在壓電體層60與第二電極層52之間,和壓電體層60與上述基底層 之間設(shè)置絕緣體層(絕緣性的保護(hù)層)。這是由于絕緣體層具有在對(duì)壓電體層60進(jìn)行保護(hù) 的同時(shí)防止第一電極層50與第二電極層52之間的短路的功能。絕緣體層例如由Si02 (二 氧化硅)、A1N (氮化鋁)、SiN (氮化硅)等構(gòu)成,并且雖然絕緣體層的平均厚度并未被特別限 定,但優(yōu)選為50?500nm。其原因如下,S卩,如果絕緣體層的厚度不足所述下限值,則上述那 樣的防止短路的效果將有減小的趨勢(shì),另一方面,如果絕緣體層的厚度超出所述上限值,則 存在給監(jiān)測(cè)部、驅(qū)動(dòng)部32a、32b以及檢測(cè)部34a、34b、34c、34d的特性帶來不良影響的可能 性。
[0111] 接下來,對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的壓電體與電極的結(jié)構(gòu)的改 變例1?改變例3進(jìn)行說明。
[0112] 圖3為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的壓電體與電極的構(gòu)成的 改變例的圖1 (a)的A-A線剖視圖,圖3 (a)為表示改變例1的剖視圖,圖3 (b)為表示改 變例2的剖視圖,圖3 (c)為表示改變例3的剖視圖。
[0113] 以下,在改變例1、2以及3中,以與上述的圖1的實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說 明,對(duì)于相同事項(xiàng)則省略其說明。另外,對(duì)與上述的第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu),標(biāo)記相同符 號(hào)。
[0114] 改變例1
[0115] 如圖3 (a)所示,改變例1的振動(dòng)元件2a與第一實(shí)施方式的振動(dòng)元件1相比,在 如下這點(diǎn)上有所不同,即,在第一電極層50和壓電體層60上未被形成有監(jiān)測(cè)部30a與驅(qū)動(dòng) 部32a的圖案。由于即使在第一電極層50和壓電體層60上未被形成有監(jiān)測(cè)部30a與驅(qū)動(dòng) 部32a的圖案,在第一電極層50與第二電極層52之間施加電壓而在壓電體層60中產(chǎn)生Z 軸方向的電場(chǎng),也僅為第一電極層50、壓電體層60以及第二電極層52重疊的部分,因此在 對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a進(jìn)行驅(qū)動(dòng)方面是沒有問題的。此外,由于節(jié)省了在第一電極層50和壓 電體層60上由蝕刻而產(chǎn)生圖案的工序,因此具有縮短加工時(shí)間、實(shí)現(xiàn)制造成本的降低的效 果。
[0116] 改變例2
[0117] 如圖3 (b)所示,改變例2的振動(dòng)元件2b與第一實(shí)施方式的振動(dòng)元件1相比,在 如下這點(diǎn)上有所不同,即,在第一電極層50上未被形成有監(jiān)測(cè)部30a與驅(qū)動(dòng)部32a的圖案。 即使在第一電極層50上未被形成有監(jiān)測(cè)部30a與驅(qū)動(dòng)部32a的圖案,但由于在第一電極層 50與第二電極層52之間施加電壓而在壓電體層60中產(chǎn)生Z軸方向的電場(chǎng)的僅為第一電極 層50、壓電體層60以及第二電極層52重疊的部分,因此在對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a進(jìn)行驅(qū)動(dòng)方 面是也沒有問題的。此外,由于節(jié)省了在第一電極層50上由蝕刻而產(chǎn)生圖案的工序,因此 具有縮短加工時(shí)間、實(shí)現(xiàn)制造成本的降低的效果。
[0118] 改變例3
[0119] 如圖3 (c)所示,改變例3的振動(dòng)元件2c與第一實(shí)施方式的振動(dòng)元件1相比,在 如下這點(diǎn)上有所不同,即,監(jiān)測(cè)部30a及驅(qū)動(dòng)部32a的圖案被形成到作為基板的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng) 臂14a的一部分為止。由于通過在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a上形成監(jiān)測(cè)部30a與驅(qū)動(dòng)部32a的圖 案而將在監(jiān)測(cè)部30a與驅(qū)動(dòng)部32a中所激勵(lì)的振動(dòng)能量封在監(jiān)測(cè)部30a與驅(qū)動(dòng)部32a的被 圖案形成了的部分中,從而能夠減少振動(dòng)能量的漏泄,因此具有能夠獲得阻抗較低的振動(dòng) 元件2c的效果。
[0120] 第二實(shí)施方式
[0121] 接下來,對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0122] 圖4為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的結(jié)構(gòu)的示意圖,圖4 (a) 為俯視圖,圖4 (b)為圖4 (a)的C-C線剖視圖。
[0123] 以下,以與上述的第一實(shí)施方式的振動(dòng)元件1的不同點(diǎn)為中心,對(duì)第二實(shí)施方式 的振動(dòng)元件la進(jìn)行說明,并對(duì)相同的事項(xiàng)省略其說明。
[0124] 雖然如圖4所示,第二實(shí)施方式的振動(dòng)元件la的基板8a的外形形狀與第一實(shí)施 方式的振動(dòng)元件1的基板8的外形形狀相同,但驅(qū)動(dòng)部132a、132b、232a、232b與監(jiān)測(cè)部 130a、130b的結(jié)構(gòu)有所不同。
[0125] 驅(qū)動(dòng)部132a、132b、232a、232b從與支承臂112a、112b結(jié)合的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a、 114b的中央部起,向兩個(gè)方向(Y軸的+側(cè)以及-側(cè)方向)延伸設(shè)置。此外,驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂 114a上的驅(qū)動(dòng)部132a、232a在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a的寬度方向(X軸方向)上以相互隔開間 隔的方式并列設(shè)置,驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114b上的驅(qū)動(dòng)部132b、232b在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114b的寬 度方向(X軸方向)上以相互隔開間隔的方式并列設(shè)置。而且,兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部132a、132b分別 被設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a、114b上的基部110所配置的一側(cè)。
[0126] 另外,由于通過在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a上并列設(shè)置兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部132a、232a,在驅(qū)動(dòng) 用振動(dòng)臂114b上并列設(shè)置兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部132b、232b,從而提高了驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a、114b的 彎曲振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力,并能夠大幅降低阻抗,因此具有能夠很容易地對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a、 114b的彎曲振動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的效果。
[0127] 如圖4 (a)所示,驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a、114b上所具備的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部132a、232b通 過配線部146a和連接電極154a、154b而被連接,其中,所述配線部146a被設(shè)置在支承臂 112a、112b和基部110上,所述連接電極154a、154b被形成于,為了防止被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)用 振動(dòng)臂114a、114b上的監(jiān)測(cè)部130a、130b與驅(qū)動(dòng)部232a、132b的短路而設(shè)置的絕緣部件 162a、162b 之上。
[0128] 此外,同樣地,驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a、114b上所具備的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部232a、132b通過配 線部146b和連接電極156a、156b而被連接,其中,所述配線部146b被設(shè)置在支承臂112a、 112b和基部110上,所述連接電極156a、156b被形成于,為了防止被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂 114a、114b上的監(jiān)測(cè)部130a、130b的短路而設(shè)置的絕緣部件164a、164b之上。
[0129] 而且,驅(qū)動(dòng)部132a、232b通過配線部146a而與被設(shè)置于基部110上的連接端子部 138連接,驅(qū)動(dòng)部232a、132b通過配線部146b而與被設(shè)置于基部110上的連接端子部238 連接。因此,通過經(jīng)由連接端子138、238而從圖2所示的驅(qū)動(dòng)電路76向驅(qū)動(dòng)部132a、132b、 232a、232b施加電壓,從而能夠使驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a、114b進(jìn)行彎曲振動(dòng)。
[0130] 監(jiān)測(cè)部130a、130b在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a、114b的寬度方向(X軸方向)上,于基部 110所配置的一側(cè),從與支承臂112a、112b結(jié)合的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a、114b上的中央部起, 向兩個(gè)方向(Y軸的+側(cè)以及-側(cè)方向)延伸設(shè)置。
[0131] 被設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a、114b上的監(jiān)測(cè)部130a、130b,通過被設(shè)置于支承臂 112a、112b和基部110上的配線部144而被連接,而且,通過連接電極158a而與連接端子部 136連接,所述連接電極158a被形成于,為了防止與被設(shè)置于基部110上的配線部146a的 短路而被設(shè)置的絕緣部件166a之上。
[0132] 此外,被設(shè)置于基部110上的連接端子部142由第一電極層150a而被形成,并通 過由第一電極層150a所形成的配線部148,而與兩個(gè)驅(qū)動(dòng)用的連接端子部136U38和四個(gè) 檢測(cè)用的連接端子部電連接。
[0133] 另外,如圖4 (b)所示,實(shí)現(xiàn)與為了防止短路而被形成的絕緣部件162a電連接的 連接電極154a的結(jié)構(gòu)為,以在被設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a和支承臂112a上的第一電極層 150a、壓電體層160和第二電極層150b之上進(jìn)行層疊的方式而被形成。
[0134] 絕緣部件1623、164&、1663例如由5丨02(二氧化硅)、4^(氮化鋁)、5丨^氮化硅)等 構(gòu)成,雖然各個(gè)絕緣部件162a、164a、166a的平均厚度未被特別限定,但優(yōu)選為50?500nm。
[0135] 而且,被形成在絕緣部件162a、164a、166a上的連接電極154a、156a、158a,例如可 由金(Au)、金合金、鉬(Pt)、鋁(Al)、鋁合金、銀(Ag)、銀合金、鉻(Cr)、鉻合金、銅(Cu)、鑰 (Mo)、鈮(Nb)、鎢(W)、鐵(Fe)、鈦(Ti)、鈷(Co)、鋅(Zn)、鋯(Zr)等的金屬材料與ΙΤ0、Ζη0等 的透明電極材料形成,雖然未被特別限定,但例如優(yōu)選為采用與第二電極層152a相同的材 料。此外,連接電極154a、156a、158a的平均厚度例如優(yōu)選為1?300nm左右。
[0136] 接下來,對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例1?改變例4進(jìn)行 說明。另外,雖然在圖5?圖8中,僅圖不了相當(dāng)于圖4 (a)的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114a的部分, 但相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂114b的部分相對(duì)于基部110的X軸方向的中心線(未圖示)構(gòu)成線 對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。
[0137] 改變例1
[0138] 圖5為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例1的結(jié)構(gòu)的俯視 圖。
[0139] 以下,在改變例1的振動(dòng)元件3a中,以與上文所述的第二實(shí)施方式的振動(dòng)元件la 的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明,對(duì)于相同的事項(xiàng)則省略其說明。
[0140] 雖然改變例1的振動(dòng)元件3a與第二實(shí)施方式的振動(dòng)元件la相比,在這一點(diǎn)上是 相同的,即,被形成在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂414上的驅(qū)動(dòng)部432a通過被形成在絕緣部件462上的 連接電極454而與被形成在支承臂412上的446a連接,其中,所述絕緣部件462用于防止 所述驅(qū)動(dòng)部432a與監(jiān)測(cè)部430的短路,但在以下這點(diǎn)上有所不同,S卩,與配線部444連接的 監(jiān)測(cè)部430從與支承臂412接合的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂414上的中央部起,向Y軸方向的+側(cè)延 伸。因此,被設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂414的支承臂412側(cè)的驅(qū)動(dòng)部432b能夠在無需形成絕緣 部件與形成連接電極的條件下與配線部446b連接。
[0141] 通過這種結(jié)構(gòu),具有如下效果,即,在驅(qū)動(dòng)部432b與配線部446b的連接中,能夠防 止由絕緣部件的形成不良或連接電極的形成不良而造成的短路,由此能夠減少振動(dòng)元件3a 的不良。
[0142] 改變例2
[0143] 接下來,對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例2進(jìn)行說明。
[0144] 圖6為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例2的結(jié)構(gòu)的俯視 圖。
[0145] 以下,在改變例2的振動(dòng)元件3b中,以與上文所述的第二實(shí)施方式的振動(dòng)元件la 的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明,對(duì)于形同的事項(xiàng)則省略其說明。
[0146] 改變例2的振動(dòng)元件3b與第二實(shí)施方式的振動(dòng)元件la相比,在如下這點(diǎn)上是相 同的,即,被形成在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂514上的驅(qū)動(dòng)部532a通過被形成在絕緣部件562上的連 接電極554而與被形成在支承臂512上的配線部546a連接,其中,所述絕緣部件562用于 防止所述驅(qū)動(dòng)部532a與監(jiān)測(cè)部530或驅(qū)動(dòng)部532b的短路。但是,在如下幾點(diǎn)上又有所不 同,即:監(jiān)測(cè)部530被設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂514上的寬度方向(X軸方向)的中心線(未圖示) 偵h驅(qū)動(dòng)部532b與配線部546b直接連接;監(jiān)測(cè)部530通過被形成在用于防止與驅(qū)動(dòng)部532b 的短路的絕緣部件562上的連接電極556而與配線部544連接。
[0147] 通過這種結(jié)構(gòu),具有如下效果,S卩,由于能夠使用于防止與驅(qū)動(dòng)部532b的短路的 絕緣部件562的寬度方向(Y軸方向)增大,因此能夠防止驅(qū)動(dòng)部532a與監(jiān)測(cè)部530和驅(qū)動(dòng) 部532b與監(jiān)測(cè)部530的短路,從而能夠減少振動(dòng)元件3b的不良。
[0148] 改變例3
[0149] 接下來,對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例3進(jìn)行說明。
[0150] 圖7為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例3的結(jié)構(gòu)的俯視 圖。
[0151] 以下,在改變例3的振動(dòng)元件3c中,以與上文所述的第二實(shí)施方式的振動(dòng)元件la 的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明,對(duì)于相同的事項(xiàng)則省略其說明。
[0152] 改變例3的振動(dòng)元件3c與第二實(shí)施方式的振動(dòng)元件la相比,在如下這點(diǎn)上是相 同的,即,被形成在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂614上的驅(qū)動(dòng)部632a通過被形成在絕緣部件662上的連 接電極654而與被形成在支承臂612上的配線部646a連接,其中,所述絕緣部件662用于 防止所述驅(qū)動(dòng)部632a與監(jiān)測(cè)部630或驅(qū)動(dòng)部632b的短路。但是,在如下幾點(diǎn)上又有所不 同,即:監(jiān)測(cè)部630相對(duì)于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂614上的寬度方向(X軸方向)的中心線(未圖示)而 言,被設(shè)置于與支承臂612相反側(cè);驅(qū)動(dòng)部632b與配線部646b直接連接;監(jiān)測(cè)部630通過 被形成在用于防止其與驅(qū)動(dòng)部632b的短路的絕緣部件662上的連接電極656而與配線部 644連接。
[0153] 通過這種結(jié)構(gòu),具有如下效果,S卩,由于能夠使用于防止與驅(qū)動(dòng)部632b的短路的 絕緣部件662的寬度方向(Y軸方向)增大,因此能夠防止驅(qū)動(dòng)部632a與監(jiān)測(cè)部630和驅(qū)動(dòng) 部632b與監(jiān)測(cè)部630的短路,從而能夠減少振動(dòng)元件3c的不良。
[0154] 改變例4
[0155] 接下來,對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例4進(jìn)行說明。
[0156] 圖8為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的改變例4的結(jié)構(gòu)的俯視 圖。
[0157] 以下,在改變例4的振動(dòng)元件3d中,以與上文所述的第二實(shí)施方式的振動(dòng)元件la 的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明,對(duì)于相同的事項(xiàng)則省略其說明。
[0158] 改變例4的振動(dòng)元件3d與第二實(shí)施方式的振動(dòng)元件la相比,在如下這點(diǎn)上是相 同的,即,被形成在驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂714上的驅(qū)動(dòng)部732a通過被形成在絕緣部件762上的連 接電極754而與被形成在支承臂712上的配線部746a連接,其中,所述絕緣部件762用于防 止所述驅(qū)動(dòng)部732a與監(jiān)測(cè)部730a、730b及驅(qū)動(dòng)部732b的短路。但是,在如下幾點(diǎn)上又有 所不同,即:兩個(gè)監(jiān)測(cè)部730a、730b從驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂714上的中央部起,向兩個(gè)方向(Y軸的 +側(cè)以及-側(cè)方向)被設(shè)置,并且兩個(gè)監(jiān)測(cè)部730a、730b通過被設(shè)置于驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂714上 的配線部748而被連接;驅(qū)動(dòng)部732b與配線部746b直接連接;連接兩個(gè)監(jiān)測(cè)部730a、730b 的配線部748通過被形成在用于防止其與驅(qū)動(dòng)部732b的短路的絕緣部件762上的連接電 極756而與配線部744連接;驅(qū)動(dòng)部732a、732b的X軸方向的寬度被形成為均勻。
[0159] 通過這種結(jié)構(gòu),具有如下效果,即,由于驅(qū)動(dòng)部732a、732b的X軸方向的寬度被形 成為均勻,因此可提高驅(qū)動(dòng)力、減少阻抗,由此能夠很容易地對(duì)驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂714的彎曲振 動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。此外,還具有如下效果,即,由于能夠使用于防止與驅(qū)動(dòng)部732b的短路的絕緣 部件762的寬度方向(Y軸方向)增大,因此能夠防止驅(qū)動(dòng)部732a與監(jiān)測(cè)部730a、730b和驅(qū) 動(dòng)部732b與監(jiān)測(cè)部730a、730b的短路,從而能夠減少振動(dòng)元件3d的不良。
[0160] 電子裝置
[0161] 接下來,對(duì)應(yīng)用了本發(fā)明的振動(dòng)元件的電子裝置(角速度傳感器)進(jìn)行說明。
[0162] 圖9為表示具備本發(fā)明的振動(dòng)元件的電子裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖,圖9 (a)為俯視 圖,圖9 (b)為圖9 (a)的D-D線剖視圖。另外,在圖9 (a)中,為了便于說明電子裝置內(nèi) 部的結(jié)構(gòu),而圖示了拆除蓋體后的狀態(tài)。此外,雖然使用第一實(shí)施方式的振動(dòng)元件1進(jìn)行說 明,但也可以是第二實(shí)施方式的振動(dòng)元件la或在改變例中所示的振動(dòng)元件2a、2b、2c、3a、 3b、3c、3d。
[0163] 如圖9 (a)所示,電子裝置5被構(gòu)成為,包括:振動(dòng)元件1 ;IC芯片170 ;封裝件主 體150,其用于對(duì)振動(dòng)元件1和1C芯片170進(jìn)行收納并且被形成為矩形箱狀;以及蓋體154。 另外,對(duì)振動(dòng)元件1和1C芯片170進(jìn)行收納的封裝件主體150的空腔180內(nèi),形成氮等的 惰性氣體環(huán)境或減壓環(huán)境。
[0164] 如圖9 (b)所示,封裝件主體150是以層疊第一基板151、第二基板152以及第三 基板153的方式而被形成的。安裝端子157在第一基板151的外部底面上形成多個(gè)。此外, 為了安裝1C芯片170,而在第一基板151的上表面的預(yù)定位置上設(shè)置有經(jīng)由貫通電極與層 間配線(未圖示)與安裝端子157電導(dǎo)通的多個(gè)連接電極172。
[0165] 第二基板152為,被去除了中央部的環(huán)狀體,并且形成有對(duì)1C芯片170進(jìn)行收納 的空腔180。此外,為了安裝振動(dòng)元件1,而在第二基板152的上表面的預(yù)定位置上設(shè)置有 經(jīng)由貫通電極與層間配線(未圖示)與連接電極172與安裝端子157電導(dǎo)通的多個(gè)連接電極 156。
[0166] 第三基板153為,被去除了中央部的環(huán)狀體,并且形成有對(duì)振動(dòng)元件1進(jìn)行收納的 空腔180。此外,在第三基板153的上表面上設(shè)置有,通過接合蓋體154從而用于對(duì)空腔180 內(nèi)進(jìn)行氣密密封的環(huán)形墊片155。
[0167] 振動(dòng)元件1以如下方式被配置,并通過由金屬或焊料等構(gòu)成的凸點(diǎn)等的接合部件 161而被接合,所述方式為,使被形成有驅(qū)動(dòng)部與檢測(cè)部一側(cè)朝向封裝件主體150側(cè),并且 分別使被設(shè)置于基部10的連接端子部36、38、40a?40(1、42 &、4213、和引線框160&?16011 的被配置于封裝件主體150的中央部的一個(gè)端部一致,其中,所述引線框160a?160h通過 非導(dǎo)電性接合部件(未圖示)而與支撐基板159接合。此外,引線框160a?160h的另一個(gè) 端部經(jīng)由導(dǎo)電性粘合劑等的導(dǎo)電性的接合部件158而與被設(shè)置于第二基板152上的連接電 極156接合,從而在實(shí)現(xiàn)機(jī)械性接合的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了電連接。
[0168] 另一方面,1C芯片170通過由金屬或焊料等構(gòu)成的凸點(diǎn)與釬焊材料或者導(dǎo)電性粘 合劑等的接合部件171而與被設(shè)置于第一基板151的上表面上的連接電極172接合,從而 在實(shí)現(xiàn)機(jī)械性接合的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了電連接。而且,也可以向1C芯片170的周圍的空腔180 部充填樹脂材料等,將1C芯片170固定。
[0169] 另外,1C芯片170具有用于對(duì)振動(dòng)元件1的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的驅(qū)動(dòng)電路部90 (參照 圖2)、與用于對(duì)檢測(cè)進(jìn)行控制的檢測(cè)電路部92(參照?qǐng)D2),通過該1C芯片170可輸出與施 加于振動(dòng)元件1上的角速度ω成比例的直流成分,并對(duì)角速度ω進(jìn)行檢測(cè)。
[0170] 以上,說明了的封裝件主體150的第一基板151、第二基板152以及第三基板153, 由具有絕緣性的材料構(gòu)成。雖然作為這種材料,并未被特別限定,但例如可使用氧化物類陶 瓷、氮化物類陶瓷、碳化物類陶瓷等的各種陶瓷。此外,被設(shè)置于封裝件主體150上的各個(gè) 電極、端子或與它們電連接的配線圖案與層內(nèi)配線圖案等,一般而言,通過如下方式而被形 成,即,將鎢(W)、鑰(Mo)等的金屬材料絲網(wǎng)印刷到絕緣材料上并進(jìn)行燒結(jié),并且在其上實(shí) 施鎳(Ni)、金(Au)等的電鍍。
[0171] 蓋體154可使用玻璃、陶瓷、金屬等。另外,當(dāng)作為蓋體154的材料而使用透光的 材料例如硼硅酸玻璃等時(shí),通過在將封裝件主體150密封之后,從外部經(jīng)由激光而使振動(dòng) 元件1的被形成于錘部18a?18f上的電極(未圖示)等部分蒸發(fā),從而能夠?qū)嵤┯少|(zhì)量削 減方式實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b與檢測(cè)用振動(dòng)臂16a、16b的頻率調(diào)整。因此,具有如 下效果,即,由于能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)用振動(dòng)臂14a、14b與檢測(cè)用振動(dòng)臂16a、16b的頻率設(shè)為所需的 頻率,因此能夠進(jìn)一步提高作為角速度傳感器元件的檢測(cè)精度。
[0172] 電子設(shè)備
[0173] 接下來,根據(jù)圖10?圖12,對(duì)應(yīng)用了本發(fā)明的振動(dòng)元件的電子設(shè)備的一個(gè)示例進(jìn) 行詳細(xì)說明。
[0174] 圖10為表示作為具備本發(fā)明的振動(dòng)元件的電子設(shè)備的、便攜式(或筆記本式)的個(gè) 人計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖。在該圖中,個(gè)人計(jì)算機(jī)1100由具備了鍵盤1102的主體部1104、 和具備了顯示部100的顯示單元1106構(gòu)成,顯示單元1106以能夠通過鉸鏈結(jié)構(gòu)部而相對(duì) 于主體部1104進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被支承。在這種個(gè)人計(jì)算機(jī)1100中,內(nèi)置有作為角速度傳 感器而發(fā)揮功能的振動(dòng)元件1。
[0175] 圖11為表示作為具備本發(fā)明的振動(dòng)元件的電子設(shè)備的移動(dòng)電話機(jī)(也包括PHS) 的結(jié)構(gòu)的立體圖。在該圖中,移動(dòng)電話機(jī)1200具備多個(gè)操作按鈕1202、聽筒1204以及話筒 1206,并且在操作按鈕1202與聽筒1204之間配置有顯示部100。在這種移動(dòng)電話機(jī)1200 中,內(nèi)置有作為角速度傳感器而發(fā)揮功能的振動(dòng)元件1。
[0176] 圖12為表示作為具備本發(fā)明的振動(dòng)元件的電子設(shè)備的數(shù)碼照相機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體 圖。另外,在該圖中,也簡(jiǎn)易地圖示了其與外部設(shè)備的連接。此處,通常的相機(jī)通過被攝物 體的光圖像而使銀鹽感光膠片感光,與此相對(duì),數(shù)碼照相機(jī)1300通過(XD(Charge Coupled Device :電荷耦合器件)等的攝像元件而對(duì)被攝物體的光圖像進(jìn)行光電變換,從而生成攝像 信號(hào)(圖像信號(hào))。
[0177] 在數(shù)碼照相機(jī)1300的殼體(機(jī)殼)1302的背面上設(shè)置有顯示部100,并且成為根據(jù) 由(XD產(chǎn)生的攝像信號(hào)來進(jìn)行顯示的結(jié)構(gòu),顯示部100作為將被攝物體顯示為電子圖像的 取景器而發(fā)揮功能。此外,在殼體1302的正面?zhèn)龋▓D中背面?zhèn)龋┰O(shè)置有包括光學(xué)透鏡(攝像 光學(xué)系統(tǒng))及C⑶等的受光單元1304。
[0178] 當(dāng)拍攝者對(duì)被顯示在顯示部100上的被攝物體圖像進(jìn)行確認(rèn),并按下快門按鈕 1306時(shí),該時(shí)間點(diǎn)的C⑶的攝像信號(hào)就被傳送并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器1308中。此外,在該數(shù)碼照 相機(jī)1300中,在殼體1302的側(cè)面上設(shè)置有影像信號(hào)輸出端子1312和數(shù)據(jù)通信用的輸入輸 出端子1314。而且,如圖所示,根據(jù)需要,而分別影像信號(hào)輸出端子1312上連接影像監(jiān)視器 1430,在數(shù)據(jù)通信用的輸入輸出端子1314上連接個(gè)人計(jì)算機(jī)(PO1440。而且,成為如下結(jié) 構(gòu),即,通過預(yù)定的操作,從而使被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器1308內(nèi)的攝像信號(hào)向影像監(jiān)視器1430或 個(gè)人計(jì)算機(jī)1440輸出。在這種數(shù)碼照相機(jī)1300中,內(nèi)置有作為角速度傳感器而發(fā)揮功能 的振動(dòng)元件1。
[0179] 另外,具備本發(fā)明的振動(dòng)元件的電子設(shè)備,除了能夠應(yīng)用于圖10的個(gè)人計(jì)算機(jī) (便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī))、圖11的移動(dòng)電話機(jī)、圖12的數(shù)碼照相機(jī)之外,還能夠應(yīng)用于如下裝 置,例如,噴墨式噴出裝置(例如噴墨打印機(jī))、膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、攝像機(jī)、錄像機(jī)、 汽車導(dǎo)航裝置、尋呼機(jī)、電子記事本(也包括帶有的通信功能的產(chǎn)品)、電子辭典、臺(tái)式電子 計(jì)算機(jī)、電子游戲機(jī)設(shè)備、文字處理器、工作站、可視電話、防盜用視頻監(jiān)視器、電子雙筒望 遠(yuǎn)鏡、P0S終端、醫(yī)療設(shè)備(例如,電子體溫計(jì)、血壓計(jì)、血糖儀、心電圖測(cè)量裝置、超聲波診斷 裝置、電子內(nèi)窺鏡)、魚群探測(cè)器、各種測(cè)量設(shè)備、計(jì)量?jī)x器類(例如,車輛、飛機(jī)、船舶的計(jì)量 儀器類)、飛行模擬器等。
[0180] 移動(dòng)體
[0181] 圖13為示意性地圖示了具備本發(fā)明的振動(dòng)元件的移動(dòng)體的汽車1500的立體圖。 在該圖內(nèi),在對(duì)輪胎進(jìn)行控制的電子控制單元1510中內(nèi)置有作為角速度傳感器而發(fā)揮功 能的振動(dòng)元件1。
[0182] 在汽車1500上搭載有本發(fā)明所涉及的振動(dòng)元件,并且能夠廣泛應(yīng)用于例如智能 無匙進(jìn)入系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)防盜鎖止裝置、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車空調(diào)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、安 全氣囊、輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TPMS :Tire Pressure Monitoring System)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、混 合汽車或電動(dòng)汽車的電池監(jiān)測(cè)器、車體姿態(tài)控制系統(tǒng)等的電子控制單元(E⑶:electronic control unit) 1510 中。
[0183] 雖然上文根據(jù)附圖,對(duì)本發(fā)明的振動(dòng)元件、振動(dòng)裝置、電子設(shè)備以及移動(dòng)體的實(shí)施 方式進(jìn)行了說明,但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式,各個(gè)部的結(jié)構(gòu)可置換為具有相同功 能的任意的結(jié)構(gòu)。此外,在本發(fā)明中,也可以附加其它的任意結(jié)構(gòu)件。此外,也可以對(duì)各個(gè) 實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)組合。
[0184] 符號(hào)說明
[0185] 1…振動(dòng)兀件;5…電子裝置;8…基板;10…基部;12a、12b…支承臂;14a、14b… 驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂;16a、16b…檢測(cè)用振動(dòng)臂;18 &、1813、18。、18(1、186、18卜.錘部;30&、301^..監(jiān) 測(cè)部;32a、32b …驅(qū)動(dòng)部;34&、3415、34(3、34士..檢測(cè)部;36、38、4(^、4013、40(3、40(1、423、421^.. 連接端子部;40、46、48…配線部;50…第一電極層;52...第二電極層;60…壓電體層;70a、 70b、70c…運(yùn)算放大器;72a、72b、72c…電子部件;74…AGC ;76…驅(qū)動(dòng)電路;78…差動(dòng)放大 器;80…同步檢波電路;82··· LPF ;90…驅(qū)動(dòng)電路部;92···檢測(cè)電路部;100…顯示部;15(l··· 封裝件主體;151…第一基板;152…第二基板;153…第三基板;154…蓋體;155…環(huán)形墊 片;156…連接電極;157…安裝端子;158…接合部件;159…支承基板;160a、160b、160c、 160(1、16〇6、16(^、16(^、16011...引線框 ;16卜.接合部件;1623、1643、1663...絕緣部件; 170…1C芯片;171…接合部件;172…連接電極;180…空腔;1100...個(gè)人計(jì)算機(jī);1102…鍵 盤;1104…主體部;1106…顯不單兀;1200…移動(dòng)電話機(jī);1202…操作按鈕;1204…聽筒; 1206…話筒;1300...數(shù)碼照相機(jī);1302...殼體;1304...受:光單兀;1306…快門按鈕;1308... 存儲(chǔ)器;1312···影像信號(hào)輸出端子;1314···輸入輸出端子;1430···影像監(jiān)視器;1440···個(gè)人 計(jì)算機(jī);1500···汽車;1510···電子控制單元。
【權(quán)利要求】
1. 一種振動(dòng)元件,其特征在于,具備: 基部; 支承臂,其從所述基部延伸出; 驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂,其從所述支承臂起向與所述支承臂的延伸方向交叉的方向延伸出; 驅(qū)動(dòng)部,其被設(shè)置于所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂上,且具備第一層疊結(jié)構(gòu)體,所述層疊結(jié)構(gòu)體具 有第一電極層、第二電極層、和被設(shè)置于所述第一電極層與所述第二電極層之間的第一壓 電體層; 監(jiān)測(cè)部,其被設(shè)置于所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂上,且具備第二層疊結(jié)構(gòu)體,所述層疊結(jié)構(gòu)體具 有第三電極層、第四電極層、和被設(shè)置于所述第三電極層與所述第四電極層之間的第二壓 電體層,并且產(chǎn)生與所述振動(dòng)用驅(qū)動(dòng)臂的振動(dòng)相對(duì)應(yīng)的電荷。
2. 如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)元件,其特征在于, 所述驅(qū)動(dòng)部和所述監(jiān)測(cè)部在所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的寬度方向上以相互隔開間隔的方式 并列設(shè)置。
3. 如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)元件,其特征在于, 所述驅(qū)動(dòng)部具有第一驅(qū)動(dòng)部和第二驅(qū)動(dòng)部, 并且所述第一驅(qū)動(dòng)部與所述第二驅(qū)動(dòng)部在所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的寬度方向上以相互隔 開間隔的方式并列設(shè)置。
4. 如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)元件,其特征在于, 在俯視觀察所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂時(shí),所述監(jiān)測(cè)部被設(shè)置于與所述驅(qū)動(dòng)部相比靠基部側(cè)的 位置處。
5. 如權(quán)利要求4所述的振動(dòng)元件,其特征在于, 在所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂上,所述監(jiān)測(cè)部被設(shè)置于與所述支承臂交叉的一側(cè)。
6. 如權(quán)利要求3所述的振動(dòng)元件,其特征在于, 在俯視觀察所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂時(shí),所述監(jiān)測(cè)部被設(shè)置于所述第一驅(qū)動(dòng)部與所述第二驅(qū) 動(dòng)部之間,并且所述監(jiān)測(cè)部的相對(duì)于寬度方向的中心線與所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂的相對(duì)于寬度 方向的中心線不一致。
7. 如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)元件,其特征在于, 具備從所述基部起向與所述支承臂的延伸方向交叉的方向延伸出的檢測(cè)用振動(dòng)臂。
8. 如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)元件,其特征在于, 在所述基部上設(shè)置有與所述驅(qū)動(dòng)部以及所述監(jiān)測(cè)部電連接的端子。
9. 一種振動(dòng)元件,其特征在于, 在將相互正交的三根假想軸分別設(shè)為X軸、Y軸以及Z軸時(shí),所述振動(dòng)元件具備: 驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂,其沿著通過X軸和Y軸而被規(guī)定的XY平面延伸出,且至少在X軸方向 上進(jìn)行振動(dòng); 檢測(cè)用振動(dòng)臂,其沿著通過X軸和Y軸而被規(guī)定的XY平面延伸出,且在施加了以Z軸 為軸的角速度時(shí),以沿著所述XY平面的方式進(jìn)行位移, 在所述驅(qū)動(dòng)用振動(dòng)臂上設(shè)置有產(chǎn)生與所述振動(dòng)相對(duì)應(yīng)的電荷的監(jiān)測(cè)部。
10. -種電子裝置,其特征在于, 具備權(quán)利要求1所述的振動(dòng)元件、和電路元件。
11. 一種電子裝置,其特征在于, 具備權(quán)利要求9所述的振動(dòng)元件、和電路元件。
12. -種電子設(shè)備,其特征在于, 具備權(quán)利要求1所述的振動(dòng)元件。
13. -種電子設(shè)備,其特征在于, 具備權(quán)利要求9所述的振動(dòng)元件。
14. 一種移動(dòng)體,其特征在于, 具備權(quán)利要求1所述的振動(dòng)元件。
15. -種移動(dòng)體,其特征在于, 具備權(quán)利要求9所述的振動(dòng)元件。
【文檔編號(hào)】G01C19/5719GK104101339SQ201410137013
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月5日
【發(fā)明者】市川史生 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社