專利名稱：彎曲振動片以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彎曲振動片以及使用了彎曲振動片的各種電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
一直以來，在數(shù)碼照相機、攝像機、導(dǎo)航裝置、車身勢態(tài)檢測裝置、指示設(shè)備、游戲控制器、移動電話、頭載式顯示器等各種電子設(shè)備中，作為對角速度、角加速度、加速度、力等的物理量進行檢測的傳感器，使用了彎曲振動片的壓電振動陀螺儀被廣泛地應(yīng)用。壓電振動陀螺儀用的彎曲振動片中，開發(fā)并提出了多種結(jié)構(gòu)的彎曲振動片。例如，已知一種通過基座而將作為被驅(qū)動對和檢測對的兩對叉狀部件連結(jié)在一起的、角速度傳感器用的雙側(cè)音叉型彎曲振動片(例如，參照專利文獻I)。
此外，已知一種如下的雙側(cè)音叉型的旋轉(zhuǎn)速度傳感器，即，將一對驅(qū)動用激勵分支和一對檢測用檢測分支結(jié)合在框架的一側(cè)及其相反側(cè)，并經(jīng)由懸架裝置而將該框架結(jié)合在安裝基部上，所述安裝基部隔著開口而被配置在所述框架的內(nèi)側(cè)(例如，參照專利文獻2)。受到了科里奧利的加速度的激勵分支的振動使框架產(chǎn)生隨時間變化的扭轉(zhuǎn)且使該扭轉(zhuǎn)被傳遞，從而使檢測分支振動。雖然安裝基部通過粘合劑等而被固定在外殼的安裝結(jié)構(gòu)體上，但其與框架之間的懸架裝置，使彎曲振動片的壓電材料的熱膨脹率和外殼的材料的熱膨脹率的不符對音叉的振動造成的影響成為最低。由于在將所涉及的雙側(cè)音叉型彎曲振動片小型化的情況下，振動臂的質(zhì)量減小，因此所產(chǎn)生的科里奧利力減小，從而有可能使角速度傳感器的靈敏度下降。因此，已知一種通過如下的方式來實現(xiàn)角速度傳感器的高靈敏度化的技術(shù)，所述方式為，在振動臂的支承部側(cè)的端部上設(shè)置槽以使其剛性降低，從而使驅(qū)動模式下的驅(qū)動用振動臂的力矩增大進而使科里奧利力增大的方式，或者，在對驅(qū)動用振動臂與檢測用振動臂進行連結(jié)的支承部上設(shè)置孔以使其剛性降低，從而使驅(qū)動用振動臂的振動有效地傳遞至檢測用振動臂的方式(例如，參照專利文獻3)。作為雙側(cè)音叉型以外的壓電振動陀螺儀用的彎曲振動片，已知一種所謂的雙T字型的結(jié)構(gòu)(例如，參照專利文獻4)。該彎曲振動片具有如下的結(jié)構(gòu)，S卩，關(guān)于通過從中央的支承部起向相反方向延伸的一對檢測用振動臂而構(gòu)成的檢測振動系統(tǒng)，以左右對稱的方式配置大致T字型的兩個驅(qū)動振動系統(tǒng)，所述兩個驅(qū)動振動系統(tǒng)分別具有向相反方向延伸的一對驅(qū)動用振動臂。圖9概要地圖示了現(xiàn)有的雙音叉型彎曲振動片的典型示例。在該圖中，彎曲振動片I具有一對的驅(qū)動用振動臂3，其從中央處的支承部2起向一側(cè)平行地延伸；一對的檢測用振動臂4，其向所述驅(qū)動用振動臂3的相反側(cè)平行地延伸。在支承部2上，從驅(qū)動用振動臂3的驅(qū)動電極(未圖示)引出的驅(qū)動用電極襯墊5，在各個所述驅(qū)動用振動臂的基端附近各配置有一個。而且，在所述支承部上，從檢測用振動臂4的檢測電極(未圖示)引出的檢測用電極襯墊6，在各個所述檢測用振動臂的基端附近各配置有兩個。在向所述驅(qū)動電極施加預(yù)定的交流電壓時，驅(qū)動用振動臂3將在與其主面相同在XY面內(nèi)以相互反向的方式進行彎曲振動。當(dāng)在該驅(qū)動模式的狀態(tài)下彎曲振動片I繞長度方向上的Y軸而旋轉(zhuǎn)時，與所述彎曲振動片I的角速度相對應(yīng)的科里奧利力將發(fā)揮作用，從而驅(qū)動用振動臂3將在與主面垂直的Z軸方向上以相互反向的方式進行彎曲振動，并且與該彎曲振動共振，檢測用振動臂4同樣在Z軸方向上以相互反向的方式進行彎曲振動。通過由檢測用電極襯墊6取得此時在檢測用振動臂4的所述檢測電極之間產(chǎn)生的電位差，從而求出彎曲振動片I的所述旋轉(zhuǎn)及其角速度等。圖10概要地圖示了圖9中的雙音叉型彎曲振動片的改變例。如上述專利文獻2、3所述，該圖中的彎曲振動片I'在支承部2的大致中央處形成有矩形的貫穿孔7。由此，由于在檢測模式下驅(qū)動用振動臂3的面外振動有效地進行傳送而使檢測用振動臂4振動，因此提高了傳感器的檢測靈敏度。在驅(qū)動用振動臂3進行面內(nèi)振動的驅(qū)動模式的狀態(tài)下，從檢測用電極襯墊6輸出的檢測信號應(yīng)該為零，并且優(yōu)選為零。然而，可知在圖9或圖10的任一情況下，當(dāng)將彎曲振動片I小型化時，盡管該彎曲振動片未繞Y軸旋轉(zhuǎn)，也存在從檢測用電極襯墊6輸出錯誤信號的情況。所涉及的驅(qū)動模式下的錯誤檢測信號的輸出有可能使角速度傳感器的檢測靈敏 度以及精度劣化。特別是，當(dāng)將彎曲振動片小型化時，與此相對應(yīng)地支承部也將小型化，但在被形成于支承部的表面上的電極襯墊上，從與外部布線的連接的角度出發(fā)需要某種程度的面積。因此，支承部的平面尺寸越小，則驅(qū)動用電極襯墊與檢測用電極襯墊之間的距離越減小，從而在這些襯墊之間產(chǎn)生較大的靜電耦合容量。而且，在驅(qū)動模式下被施加于驅(qū)動用振動臂的驅(qū)動電流，與在檢測模式下從檢測用電極襯墊輸出的檢測電流相比相差較大?？烧J為這種較大的靜電耦合容量為錯誤檢測信號產(chǎn)生的一個原因。此外，由于支承部因小型化而使其剛性降低，因而驅(qū)動模式下的驅(qū)動用振動臂的振動變得容易傳遞至檢測用振動臂。可認為自所涉及的驅(qū)動用振動臂的機械性的振動泄漏使檢測用振動臂不必要地振動的現(xiàn)象，也為錯誤檢測信號產(chǎn)生的另一原因。專利文獻I :日本特開昭64-31015號公報專利文獻2 :日本特開平7-55479號公報專利文獻3 :日本特開2004-251663號公報專利文獻4 :日本特開2003-166828號公報

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是鑒于上述的現(xiàn)有的問題點而完成的，其目的在于，提供一種即使小型化，也能夠有效地抑制驅(qū)動模式下的錯誤檢測信號的產(chǎn)生的、適用于壓電振動陀螺儀等高靈敏度、高精度的傳感器元件的彎曲振動片。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的彎曲振動片的特征在于，具備至少一對的驅(qū)動用振動臂；一對的檢測用振動臂；支承部，其用于對驅(qū)動用振動臂以及檢測用振動臂進行支承；驅(qū)動電極，其被配置在驅(qū)動用振動臂上；檢測電極，其被配置在檢測用振動臂上；驅(qū)動用電極襯墊，其與驅(qū)動電極相連接并位于支承部上；檢測用電極襯墊，其與檢測電極相連接并位于支承部上，支承部在寬度方向上的至少一側(cè)的側(cè)部處具有凹部，驅(qū)動用電極襯墊被配置在，凹部的驅(qū)動用振動臂側(cè)，檢測用電極襯墊被配置在，凹部的檢測用振動臂側(cè)。
如上文所述這樣，由于通過在支承部的寬度方向上的側(cè)部處設(shè)置的凹部，從而能夠從驅(qū)動用振動臂直線到達檢測用振動臂、以及從驅(qū)動用電極襯墊直線到達檢測用電極襯墊的支承部的部分受到限制，因此能夠減小驅(qū)動模式下在驅(qū)動用電極襯墊與檢測用電極襯墊之間產(chǎn)生的靜電耦合容量。此外，減少了從驅(qū)動用振動臂向檢測用振動臂傳送的振動泄漏。因此，通過所涉及的比較簡單的結(jié)構(gòu)，即使支承部小型化，也能夠有效地對因驅(qū)動模式下的靜電耦合容量的產(chǎn)生以及自驅(qū)動用振動臂的振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生進行抑制。在某一實施例中，能夠?qū)崿F(xiàn)如下的雙側(cè)音叉型的彎曲振動片，S卩，所述一對的檢測用振動臂通過從支承部起平行地延伸的兩根振動臂而構(gòu)成，所述至少一對的驅(qū)動用振動臂通過從支承部起向檢測用振動臂的相反側(cè)平行地延伸的兩根振動臂而構(gòu)成。在另一實施例中，能夠?qū)崿F(xiàn)如下的所謂的雙T字型的彎曲振動片，所述雙T字型的彎曲振動片還具備兩根一對的連結(jié)臂，所述兩根一對的連結(jié)臂從支承部起向兩側(cè)以相互反向的方式各延伸出一根，所述一對的檢測用振動臂通過兩根振動臂而構(gòu)成，所述兩根振動臂從支承部起向連結(jié)臂的延長方向的正交方向兩側(cè)以相互反向的方式各延伸出一根，所述 至少一對的驅(qū)動用振動臂通過四根兩對的振動臂而構(gòu)成，所述四根兩對的振動臂從各個連結(jié)臂的頂端部起，分別向該連結(jié)臂的延長方向的正交方向兩側(cè)以相互反向的方式各延伸出一根。在某一實施例中，由于凹部被設(shè)置在支承部的寬度方向上的兩側(cè)部處，從而能夠左右平衡良好地對因驅(qū)動模式下在驅(qū)動用電極襯墊與檢測用電極襯墊之間產(chǎn)生的靜電耦合容量、以及自驅(qū)動用振動臂的振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生進行抑制。在另一實施例中，由于支承部的寬度方向兩側(cè)部處的凹部以在所述支承部的寬度方向上重疊的方式而設(shè)置，從而能夠從驅(qū)動用振動臂直線到達檢測用振動臂、以及從驅(qū)動用電極襯墊直線到達檢測用電極襯墊的支承部的部分被消除或被大幅度地限制，因此能夠更加有效地對因驅(qū)動模式下的靜電耦合容量的產(chǎn)生以及自驅(qū)動用振動臂的振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生進行抑制。此外，在另一實施例中，由于支承部的側(cè)部處的凹部以在厚度方向上貫穿該支承部的方式而形成，從而能夠更加可靠地對因驅(qū)動模式下的靜電耦合容量的產(chǎn)生以及自驅(qū)動用振動臂的振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生進行抑制。而且，根據(jù)另一實施例，由于支承部的側(cè)部處的凹部以在厚度方向上不貫穿該支承部的方式而形成，從而不會使支承部的剛性大幅下降，由此能夠?qū)σ蝌?qū)動模式下的靜電耦合容量的產(chǎn)生以及自驅(qū)動用振動臂的振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生進行抑制。在某一實施例中，由于支承部還具有在其平面部上形成的孔部，從而與僅在其寬度方向兩側(cè)部處設(shè)置凹部的情況相比，能夠?qū)蓮尿?qū)動用振動臂直線到達檢測用振動臂、以及從驅(qū)動用電極襯墊直線到達檢測用電極襯墊的支承部的部分進行限制，因此能夠?qū)σ蝌?qū)動模式下的靜電耦合容量的產(chǎn)生以及自驅(qū)動用振動臂的振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生進行抑制。在某一實施例中，能夠?qū)⒅С胁康钠矫娌康目撞颗渲迷?，?cè)部處的凹部的驅(qū)動用振動臂側(cè)。在另一實施例中，能夠?qū)⒅С胁康钠矫娌可系目撞颗渲迷?，?cè)部處的凹部的檢測用振動臂側(cè)。以此種方式，側(cè)部的凹部與平面部的孔部能夠根據(jù)彎曲振動片的設(shè)計條件、驅(qū)動用電極襯墊以及檢測用電極襯墊的配置等，而配置為可最恰當(dāng)?shù)匾种棋e誤檢測信號的產(chǎn)生。根據(jù)某一實施例，由于支承部的平面部上的孔部以在厚度方向上貫穿該支承部的方式而形成，從而能夠更加可靠地對因驅(qū)動模式下的靜電耦合容量的產(chǎn)生以及自驅(qū)動用振動臂的振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生進行抑制。根據(jù)另一實施例，由于支承部的平面部上的孔部以在厚度方向上不貫穿該支承部的方式而形成，從而不會使支承部的剛性大幅度下降，由此能夠?qū)σ蝌?qū)動模式下的靜電耦合容量的產(chǎn)生以及自驅(qū)動用振動臂的振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生進行抑制。根據(jù)本發(fā)明的另一側(cè)面的記述，由于具備上述的本發(fā)明的彎曲振動片，因此能夠提供具備高靈敏度、高精度的傳感器性能并且能夠?qū)嵤┬⌒突碾娮釉O(shè)備。


圖I為表示本發(fā)明的第一實施例的彎曲振動片的概要俯視圖。 圖2為表示第二實施例的改變例的概要俯視圖。圖3為表示第三實施例的另一改變例的概要俯視圖。圖4為將第一至第三實施例的驅(qū)動模式下的錯誤檢測電流的大小與現(xiàn)有例進行比較而表示的線圖。圖5為表示凹部的改變例的、支承部的局部放大俯視圖。圖6為表示凹部的另一改變例的、支承部的局部放大俯視圖。圖7為安裝有第一實施例的彎曲振動片的角速度傳感器的概要剖視圖。圖8為表示本發(fā)明的第四實施例的彎曲振動片的概要俯視圖。圖9為表示與第一實施例相對應(yīng)的現(xiàn)有的彎曲振動片的概要俯視圖。圖10為表示另一個現(xiàn)有的彎曲振動片的概要俯視圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選的實施例進行詳細說明。另外，附圖中，對相同或類似的結(jié)構(gòu)要素標注相同或類似的參照符號。圖I概略地圖示了本發(fā)明的第一實施例的雙側(cè)音叉型彎曲振動片11。彎曲振動片11具有中央處的大致矩形的支承部12、被該支承部所支承的、一對的驅(qū)動用振動臂13和一對的檢測用振動臂14。驅(qū)動用振動臂13從支承部12起向一側(cè)平行地延伸，而檢測用振動臂14向驅(qū)動用振動臂13的相反側(cè)平行地延伸。在驅(qū)動用振動臂13上形成有驅(qū)動電極(未圖示)，以在驅(qū)動模式下使該驅(qū)動用振動臂在與其主面相同的XY面內(nèi)向相互接近或背離的朝向進行彎曲振動。在檢測用振動臂14上形成有檢測電極(未圖示)，以對在檢測模式下，該檢測用振動臂在與其主面垂直的Z軸方向上以相互反向的方式進行彎曲振動時所產(chǎn)生的電位差進行檢測。支承部12在其寬度方向上的兩側(cè)部處設(shè)置有凹部15a、15b。凹部15a、15b以左右對稱的方式被形成為如下形狀，即，從所述支承部的各個側(cè)部向?qū)挾确较蜓娱L且在厚度方向上貫穿該支承部的細長的槽狀，并且凹部15a、15b被配置為靠近檢測用振動臂14。而且，在所述支承部上，于其平面部的大致中央處設(shè)置有貫穿孔16。貫穿孔16在所述支承部的寬度方向上被形成為細長的矩形，且被配置在凹部15a、15b的所述驅(qū)動用振動臂側(cè)。凹部15a、15b以及貫穿孔16以相互在所述支承部的寬度方向上部分重疊的方式而設(shè)定了尺寸并進行了配置。在支承部12的表面上，從驅(qū)動用振動臂13的所述驅(qū)動電極引出的兩個驅(qū)動用電極襯墊17，在貫穿孔16的所述驅(qū)動用振動臂側(cè)，且各個所述驅(qū)動用振動臂的基端附近各配置有一個。而且，在所述支承部的表面上，從檢測用振動臂14的所述檢測電極引出的四個檢測用電極襯墊18，在凹部15a、15b的所述檢測用振動臂側(cè)，且各個所述檢測用振動臂的基端附近各配置有兩個。驅(qū)動用電極襯墊17與檢測用電極襯墊18，在所述支承部上通過凹部15a、15b和貫穿孔16而在長度方向上被隔開。在驅(qū)動模式下，當(dāng)從驅(qū)動用電極襯墊17向所述驅(qū)動電極施加預(yù)定的交流電壓時，驅(qū)動用振動臂13將在與其主面相同的XY面內(nèi)以相互反向的方式進行彎曲振動。當(dāng)在該狀態(tài)下彎曲振動片11繞長度方向上的Y軸旋轉(zhuǎn)時，由于根據(jù)其角速度而產(chǎn)生的科里奧利力的作用，從而驅(qū)動用振動臂13將在與所述主面垂直的Z軸方向上以相互反向的方式進行彎曲
振動。與該彎曲振動共振，檢測用振動臂14同樣在Z軸方向上以相互反向的方式進行彎曲振動，通過由檢測用電極襯墊18取得在所述檢測電極之間產(chǎn)生的電位差，從而能夠求出彎曲振動片11的所述旋轉(zhuǎn)及其角速度等。如上文所述，驅(qū)動用電極襯墊17與檢測用電極襯墊18，在支承部12上通過所述凹部與所述貫穿孔而在長度方向上被隔開。由此，即使將支承部12小型化，也能夠有效地將在所述驅(qū)動用電極襯墊和所述檢測用電極襯墊之間產(chǎn)生的靜電耦合容量控制得較小。此外，在驅(qū)動模式下因驅(qū)動用振動臂13的面內(nèi)振動而產(chǎn)生的振動泄漏通過如下的方式而被緩和，即，在支承部12的中央?yún)^(qū)域傳送的成分通過貫穿孔16而被隔斷，并且在貫穿孔16的左右兩側(cè)傳送的成分通過兩個凹部15a、15b而被隔斷，且在從左右方向朝向內(nèi)側(cè)繞回時相抵消。因此，即使因支承部12的小型化而造成其剛性降低，也能夠有效地對因驅(qū)動模式下的自驅(qū)動用振動臂13的振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生進行抑制。特別是在本實施例中，通過將凹部15a、15b以及貫穿孔16設(shè)置為，在所述支承部的寬度方向上部分重疊，從而在支承部12上不存在能夠從驅(qū)動用振動臂13直線到達檢測用振動臂14、以及從驅(qū)動用電極襯墊17直線到達檢測用電極襯墊18的部分。由此，更加有效地抑制了因上述的靜電耦合容量以及振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生。圖2概要地圖示了本發(fā)明的第二實施例的雙側(cè)音叉型彎曲振動片21。本實施例的彎曲振動片21在其支承部22從第一實施例的支承部12上省略了貫穿孔16這一點上，與第一實施例不同。因此，支承部22與第一實施例相比，結(jié)構(gòu)和加工較為簡單，且具有較高的剛性。驅(qū)動用電極襯墊17與檢測用電極襯墊18，在支承部22上通過凹部15a、15b而在長度方向上被隔開。由此，即使將支承部22小型化，也能夠有效地將在所述驅(qū)動用電極襯墊和所述檢測用電極襯墊之間產(chǎn)生的靜電耦合容量抑制得較小。此外，在驅(qū)動模式下因驅(qū)動用振動臂13的面內(nèi)振動而產(chǎn)生的振動泄漏，通過被兩個凹部15a、15b隔斷且在從左右方向朝向內(nèi)側(cè)繞回時相抵消從而被緩和。雖然在支承部22的中央?yún)^(qū)域進行傳送的成分，就此向檢測用振動臂14側(cè)被傳送，但是與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠抑制因驅(qū)動模式下的自驅(qū)動用振動臂的振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生。
特別是在本實施例中，凹部15a、15b被設(shè)置成，在長度方向上觀察時檢測用電極襯墊18以及檢測用振動臂14位于其背后。由此，支承部22上能夠從驅(qū)動用振動臂13直線到達檢測用振動臂14、以及從驅(qū)動用電極襯墊點17直線到達檢測用電極襯墊18的部分被大幅度地限制。因此，更加有效地抑制了因上述的靜電耦合容量以及振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生。圖3概要地圖示了本發(fā)明的第三實施例的雙側(cè)音叉型彎曲振動片31。本實施例的彎曲振動片31中，在其支承部32上，與第一實施例的凹部15a、15b相對應(yīng)的凹部33a、33b被配置于驅(qū)動用振動臂13側(cè)，而與第一實施例的貫穿孔16相對應(yīng)的貫穿孔34被配置為靠近檢測用振動臂14。凹部33a、33b以及貫穿孔34以相互在所述支承部的寬度方向上部分重疊的方式而設(shè)定了尺寸并進行了配置。如上文所述，驅(qū)動用電極襯墊17和檢測用電極襯墊18與第一實施例相同，在所述支承部上通過凹部33a、33b和貫穿孔34而在長度方向上被隔開。由此，即使將支承部32小型化，也能夠有效地將在所述驅(qū)動用電極襯墊與所述檢測用電極襯墊之間產(chǎn)生的靜電耦 合容量抑制得較小。此外，在驅(qū)動模式下因驅(qū)動用振動臂13的面內(nèi)振動而產(chǎn)生的振動泄漏通過如下的方式而被緩和，即，所述振動泄漏被兩個凹部33a、33b隔斷且在從左右方向朝向內(nèi)側(cè)繞入時相抵消，之后在支承部32的中央?yún)^(qū)域被貫穿孔34隔斷而以繞過貫穿孔34的左右兩側(cè)的方式進行傳送。由此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠抑制因驅(qū)動模式下的自驅(qū)動用振動臂的振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生。特別是在本實施例中，通過將凹部33a、33b以及貫穿孔34設(shè)置為，在所述支承部的寬度方向上部分重疊，從而在支承部32上，不存在能夠從驅(qū)動用振動臂13直線到達檢測用振動臂14、以及從驅(qū)動用電極襯墊17直線到達檢測用電極襯墊18的部分。由此，更加有效地抑制了因上述的靜電耦合容量以及振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生。關(guān)于第一實施例至第三實施例的雙側(cè)音叉型彎曲振動片11至31，對在驅(qū)動用振動臂13進行面內(nèi)振動的驅(qū)動模式下所述彎曲振動片不繞Y軸旋轉(zhuǎn)時，從檢測用電極襯墊18輸出的錯誤的檢測電流進行了模擬。為了進行比較，關(guān)于圖9以及圖10的現(xiàn)有例，同樣對在驅(qū)動模式下彎曲振動片I、I,不繞Y軸旋轉(zhuǎn)時，從檢測用電極襯墊6輸出的錯誤的檢測電流進行了模擬。圖4將第一實施例至第三實施例中的上述模擬的結(jié)果與現(xiàn)有例相比較并進行了圖示。在該圖中，縱軸作為錯誤檢測信號，而對相對于被施加于驅(qū)動用電極襯墊17的驅(qū)動電流的、從檢測用電極襯墊18輸出的檢測電流的比例進行ppm換算并表示。SI表示來自一個檢測用振動臂的錯誤檢測信號的大小，S2表示來自另一個檢測用振動臂的錯誤檢測信號的大小。如該圖所示，錯誤檢測信號在第一實施例中最小。雖然第二實施例、第三實施例的錯誤檢測信號大于第一實施例，但是實用方面呈現(xiàn)足夠小的值。此外，相對于第一實施例的錯誤檢測信號中S1、S2均為負值的情況，第二實施例、第三實施例的錯誤檢測信號中S1、S2均為正值。在任一情況下，SI和S2均表示大致相同的值。與此相對，現(xiàn)有例的錯誤檢測信號在任一情況下均表示在本發(fā)明的各個實施例的2. 5倍以上的較大的值。此外，在現(xiàn)有例中，在任一情況下，均表現(xiàn)為，一個錯誤檢測信號(SI)為負值，而另一個錯誤檢測信號(S2)為正值，且其絕對值為一個(SI)大于另一個
(S2)。由該模擬結(jié)果可知，根據(jù)本發(fā)明，能夠非常有效地抑制驅(qū)動模式下的錯誤檢測信號的產(chǎn)生。所述支承部的凹部也可以設(shè)置為，關(guān)于長度方向的中心左右不對稱。圖5概要地圖示了這種改變例的支承部的主要部分。本實施例的支承部41中，長于上述各個實施例的槽狀的兩個凹部42a、42b被形成為，從該支承部的各個側(cè)部起分別在長度方向上相互錯開，且在寬度方向上相互重疊。由此，支承部41上不存在能夠從驅(qū)動用振動臂13側(cè)直線到達檢測用振動臂14側(cè)的部分，從而驅(qū)動用電極襯墊與檢測用電極襯墊在長度方向上被隔開。圖6概要地圖示了以左右不對稱的方式對凹部進行了設(shè)置的另一改變例的支承部的主要部分。本實施例的支承部43中，長于第一實施例至第三實施例的槽狀的三個凹部 44a至44c被形成為，從該支承部的各個側(cè)部起分別在長度方向上相互錯開，且在寬度方向上相互重疊。由此，驅(qū)動用電極襯墊與檢測用電極襯墊在支承部43上，于長度方向上更可靠地被隔開。此外，在另一實施例中，也可以在所述支承部的側(cè)部處設(shè)置四個以上的凹部，而且也可以對這些凹部的尺寸進行各種改變。圖7概要地圖示了搭載有第一實施例的雙側(cè)音叉型彎曲振動片11的角速度傳感器51。角速度傳感器51具備彎曲振動片11，其在封裝件52的內(nèi)部作為壓電振動陀螺元件；IC芯片53，其對該彎曲振動片11進行驅(qū)動控制。封裝件52具有矩形箱型的基座54、與該基座54的上端氣密地接合的金屬制的蓋體55。IC芯片53被固定于，劃分在基座54內(nèi)的空腔的底部。彎曲振動片11通過金屬引線架57而被水平地固定并支承在聚酰亞胺樹脂基板56的上方，所述聚酰亞胺樹脂基板56水平地配置在IC芯片53的上方。彎曲振動片11在支承部12的電極襯墊17、18上設(shè)置有凸點，且以將所述電極襯墊的形成面設(shè)定為下側(cè)的方式而配置。引線架57如圖所示這樣，從聚酰亞胺樹脂基板56起被彎折并向斜上方延長，使其頂端與所述凸點熔敷從而與所述支承部的各個電極襯墊17、18電連接。所述聚酰亞胺樹脂基板經(jīng)由封裝件52的內(nèi)部布線而與IC芯片53以及封裝件外表面的外部電極相連接。通過從經(jīng)由該外部電極而被連接的外部電路以及電源施加固定的驅(qū)動電壓，從而彎曲振動片11以預(yù)定的頻率準確地進行振動。在另一實施例中，彎曲振動片11可以通過用例如具有絕緣性的環(huán)氧類樹脂粘合齊U，而將支承部12的下表面直接粘合在IC芯片53的上表面上，從而進行固定。本發(fā)明也可以應(yīng)用于雙側(cè)音叉型以外的彎曲振動片中。圖8概要地圖示了具有上述的雙T字型的結(jié)構(gòu)的、本發(fā)明的第四實施例的彎曲振動片。彎曲振動片61具有中央處的支承部62 ;被該支承部所支承的、一對的檢測用振動臂63和一對的連結(jié)臂64a、64b以及左右各一對的驅(qū)動用振動臂66a、66b。檢測用振動臂63從支承部62起向圖中上下兩側(cè)延伸。驅(qū)動用振動臂66a、66b將各個連結(jié)臂64a、64b的頂端部作為基部65a、65b,并從所述基部65a、65b起以與所述檢測用振動臂平行的方式向圖中上下兩側(cè)延伸，各個所述連結(jié)臂64a、64b從所述支承部起以與所述檢測用振動臂正交的朝向，向圖中左右兩側(cè)延伸。在各個所述檢測用振動臂的表面上設(shè)置有檢測電極(未圖示)，而在各個所述驅(qū)動用振動臂的表面上設(shè)置有驅(qū)動電極(未圖示)。
在支承部62的左右兩側(cè)部，于各個檢測用振動臂63和左右兩側(cè)的連結(jié)臂64a、64b之間分別以左右對稱的方式設(shè)置有凹部67a、67b。凹部67a、67b以左右對稱的方式被形成為，從所述支承部的各側(cè)部起在寬度方向上延長且在厚度方向上貫穿該支承部的細長的槽狀，且被配置為靠近所述連結(jié)臂。而且，在所述支承部的平面部上，于各個檢測用振動臂63與靠近該檢測用振動臂的凹部67a、67b之間的大致中央處，分別設(shè)置有在左右方向上較為細長的矩形的貫穿孔68。凹部67a、67b以及貫穿孔68以相互在所述支承部的寬度方向上部分重疊的方式設(shè)定了尺寸并進行了配置。在支承部62的表面上，分別從左右各對的驅(qū)動用振動臂66a、66b的所述驅(qū)動電極弓I出的兩個驅(qū)動用電極襯墊69，在各個所述連結(jié)臂的基端附近各配置有一個。而且，在所述支承部的表面上，從檢測用振動臂63的所述檢測電極引出的四個檢測用電極襯墊70，在各個所述檢測用振動臂的基端附近各配置有兩個。驅(qū)動用電極襯墊69與檢測用電極襯墊70在所述支承部上，通過凹部67a、67b與貫穿孔68而在上下方向上被隔開。當(dāng)在驅(qū)動模式下，從驅(qū)動用電極襯墊69向所述驅(qū)動電極施加預(yù)定的交流電壓時， 驅(qū)動用振動臂66a、66b在與其主面相同的XY面內(nèi)如箭頭A所示那樣進行彎曲振動。當(dāng)在該狀態(tài)下彎曲振動片61于XY平面內(nèi)繞Z軸旋轉(zhuǎn)時，將沿著所述驅(qū)動用振動臂的長度方向而以相互反向的方式產(chǎn)生科里奧利力，通過該科里奧利力的作用，連結(jié)臂64a、64b同樣在XY平面內(nèi)如箭頭B所示那樣進行彎曲振動。所述彎曲振動經(jīng)由支承部62而被傳遞，從而使檢測用振動臂63同樣在XY平面內(nèi)如用箭頭C所示那樣進行彎曲振動。通過由檢測用電極襯墊70取得因該檢測用振動臂的彎曲振動而在所述檢測電極之間產(chǎn)生的電位差，從而求出彎曲振動片61的繞Z軸的所述旋轉(zhuǎn)及其角速度等。在本實施例中，如上文所述，驅(qū)動用電極襯墊69與檢測用電極襯墊70，在支承部62上通過凹部67a、67b以及貫穿孔68而在上下方向上被隔開。由此，即使將支承部62小型化，也能夠有效地將在所述驅(qū)動用電極襯墊與所述檢測用電極襯墊之間產(chǎn)生的靜電耦合容量抑制得較小。此外，在驅(qū)動模式下因驅(qū)動用振動臂66a、66b的面內(nèi)振動而產(chǎn)生的振動泄漏，通過如下的方式而被緩和，即，所述振動泄漏被左右兩個凹部67a、67b隔斷且在從左右方向朝向內(nèi)側(cè)繞回時相抵消，之后穿過支承部62的中央?yún)^(qū)域的成分通過貫穿孔68而被隔斷，從而以從所述貫穿孔68的左右兩側(cè)繞過的方式進行傳送。由此，能夠抑制因驅(qū)動模式下的自所述驅(qū)動用振動臂的振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生。在本實施例中，通過將凹部67a、67b以及貫穿孔68設(shè)置為在所述支承部的寬度方向上部分重疊，從而在支承部62上，不存在能夠從驅(qū)動用振動臂66a、66b經(jīng)由連結(jié)臂64a、64b而直線到達檢測用振動臂63、以及從驅(qū)動用電極襯墊69直線到達檢測用電極襯墊70的部分。由此，更加有效地抑制了因上述的靜電耦合容量以及振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生。在另一實施例中，可以將被設(shè)置在支承部的側(cè)部處的凹部形成為，在所述支承部的厚度方向上不貫穿的有底狀。此外，也可以將被設(shè)置在支承部的平面部上的貫穿孔變更為有底孔。由此，不會大幅度地降低支承部的剛性，從而能夠抑制因驅(qū)動模式下的靜電耦合容量的產(chǎn)生以及自驅(qū)動用振動臂的振動泄漏而導(dǎo)致的錯誤檢測信號的產(chǎn)生。此外，在另一實施例中，能夠?qū)⒈辉O(shè)置在支承部的側(cè)部處的凹部和被設(shè)置在平面部上的貫穿孔或有底孔設(shè)定為，在支承部的寬度方向上不重疊的尺寸。此外，所述凹部以及貫穿孔或有底孔能夠形成為，上述各個實施例以外的各種形狀。本發(fā)明并不限定于上述實施例，也可以在其技術(shù)范圍內(nèi)加以各種變形或改變而實施。例如，本發(fā)明的彎曲振動片除了能夠適用于對角速度進行檢測的傳感器元件以外，還能夠適用于對角加速度、加速度、力等的物理量進行檢測的傳感器元件中。此外，本發(fā)明的彎曲振動片除了能夠由水晶形成以外，還能夠由鉭酸鋰、鈮酸鋰等的壓電單晶體，或鋯鈦酸鉛等壓電陶瓷等的壓電材料，或硅半導(dǎo)體材料形成。而且，本發(fā)明的彎曲振動片通過將其作為傳感器元件而進行搭載，從而能夠廣泛地應(yīng)用于數(shù)碼照相機、攝像機、導(dǎo)航裝置、車身勢態(tài)檢測裝置、指示設(shè)備、游戲控制器、移動電話、頭載式顯示器等的電子設(shè)備中。符號說明1、Γ、11、21、31、61 …彎曲振動片；2、12、22、32、41、43、62…支承部；3、13、66a、66b…驅(qū)動用振動臂；4、14、63…檢測用振動臂；5、15、69…驅(qū)動用電極襯墊；6、16、70…檢 測用電極襯墊；7、18、68…貫穿孔；17a、17b、67a、67b…凹部；51…角速度傳感器;52…封裝件；53··· IC芯片;54…基座;55…蓋體;56…聚酰亞胺樹脂基板;57…引線架;64a、64b…連結(jié)臂；65a、65b…基部。
權(quán)利要求
1.一種彎曲振動片，其特征在于，具備 至少一對的驅(qū)動用振動臂； 一對的檢測用振動臂； 支承部，其用于對所述驅(qū)動用振動臂以及所述檢測用振動臂進行支承； 驅(qū)動電極，其被配置在所述驅(qū)動用振動臂上； 檢測電極，其被配置在所述檢測用振動臂上； 驅(qū)動用電極襯墊，其與所述驅(qū)動電極相連接并位于所述支承部上； 檢測用電極襯墊，其與所述檢測電極相連接并位于所述支承部上， 所述支承部在寬度方向上的至少一側(cè)的側(cè)部處具有凹部， 所述驅(qū)動用電極襯墊被配置在，所述凹部的所述驅(qū)動用振動臂側(cè)， 所述檢測用電極襯墊被配置在，所述凹部的所述檢測用振動臂側(cè)。
2.如權(quán)利要求I所述的彎曲振動片，其特征在于， 所述一對的檢測用振動臂通過從所述支承部起平行地延伸的兩根振動臂而構(gòu)成，所述至少一對的驅(qū)動用振動臂通過從所述支承部起向所述檢測用振動臂的相反側(cè)平行地延伸的兩根振動臂而構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求I所述的彎曲振動片，其特征在于， 還具備兩根一對的連結(jié)臂，所述兩根一對的連結(jié)臂從所述支承部起向兩側(cè)以相互反向的方式各延伸出一根，所述一對的檢測用振動臂通過兩根振動臂而構(gòu)成，所述兩根振動臂從所述支承部起向所述連結(jié)臂的延長方向的正交方向兩側(cè)以相互反向的方式各延伸出一根，所述至少一對的驅(qū)動用振動臂通過四根兩對的振動臂而構(gòu)成，所述四根兩對的振動臂從各個所述連結(jié)臂的頂端部起，分別向該連結(jié)臂的延長方向的正交方向兩側(cè)以相互反向的方式各延伸出一根。
4.如權(quán)利要求I至3中的任一項所述的彎曲振動片，其特征在于， 所述凹部被設(shè)置在所述支承部的寬度方向上的兩側(cè)部處。
5.如權(quán)利要求4所述的彎曲振動片，其特征在于， 所述支承部的寬度方向兩側(cè)部處的所述凹部，以在所述寬度方向上重疊的方式而設(shè)置。
6.如權(quán)利要求I至3中的任一項所述的彎曲振動片，其特征在于， 所述凹部以在厚度方向上貫穿所述支承部的方式而形成。
7.如權(quán)利要求I至3中的任一項所述的彎曲振動片，其特征在于， 所述凹部以在厚度方向上不貫穿所述支承部的方式而形成。
8.如權(quán)利要求I至3中的任一項所述的彎曲振動片，其特征在于， 所述支承部還具有在其平面部上形成的孔部。
9.如權(quán)利要求8所述的彎曲振動片，其特征在于， 所述支承部的所述孔部被配置在，所述凹部的所述驅(qū)動用振動臂側(cè)。
10.如權(quán)利要求8所述的彎曲振動片，其特征在于， 所述支承部的所述孔部被配置在，所述凹部的所述檢測用振動臂側(cè)。
11.如權(quán)利要求8所述的彎曲振動片，其特征在于， 所述孔部以在厚度方向上貫穿所述支承部的方式而形成。
12.如權(quán)利要求8所述的彎曲振動片，其特征在于，所述孔部以在厚度方向上不貫穿所述支承部的方式而形成。
13.—種電子設(shè)備,其特征在于，具備權(quán)利要求I至3中的任一項所述的彎曲振動片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種彎曲振動片以及電子設(shè)備，所述彎曲振動片能夠有效地抑制驅(qū)動模式下的錯誤檢測信號的產(chǎn)生。雙側(cè)音叉型彎曲振動片(11)具有與支承部(12)相連接的一對的驅(qū)動用振動臂(13)以及朝向與所述驅(qū)動用振動臂(13)相反的一對的檢測用振動臂(14)。支承部具有在寬度方向上的兩側(cè)部處形成的細槽狀的凹部(17a、17b)、以及在所述支承部的平面部的大致中央且凹部的驅(qū)動用振動臂側(cè)形成的貫穿孔(18)。在支承部的表面上，以通過支承部的兩側(cè)部處的凹部與平面部上的貫穿孔而在長度方向上被隔開的方式，從驅(qū)動用振動臂的驅(qū)動電極引出的驅(qū)動用電極襯墊被配置在驅(qū)動用振動臂側(cè)，而從檢測用振動臂的檢測電極引出的檢測用電極襯墊被配置在檢測用振動臂側(cè)。
文檔編號G01C19/5607GK102840858SQ20121021264
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者志村匡史, 菊池尊行 申請人:精工愛普生株式會社