[发明专利]音片型振子以及使用了该音片型振子的振动陀螺仪

说明书

技术领域

本发明涉及音片型振子以及使用了该音片型振子的振动陀螺仪，尤其涉及例如利用了弯曲振动的音片型振子和使用了该音片型振子的振动陀螺仪。

背景技术

图12是表示现有的音片型振子的一个例子的立体图。音片型振子1包括狭条状的两个压电体基板2a、2b。这些压电体基板2a、2b隔着电极3进行层叠。这些压电体基板2a、2b，如图12的箭头所示，相互反向地极化。在一方的压电体基板2a的主面上形成两个分割电极4、4。这些分割电极4、4形成为在压电体基板2a的宽度方向的中央部分割，沿压电体基板2a的纵长方向延伸。此外，在另一方的压电体基板2b的主面上，在其整个面上形成公共电极5。该音片型振子1通过在分割电极4、4和公共电极5之间连接振荡电路，在与压电体基板2a、2b的主面正交的方向上弯曲振动，在其弯曲振动的节点部形成支撑部件6、6。

该音片型振子1作为例如振动陀螺仪来使用。在该情况下，在分割电极4、4和公共电极5之间连接振荡电路。此外，分割电极4、4连接到差动电路，检测分割电极4、4的输出信号的差。根据振荡电路的驱动信号，音片型振子1在与压电体基板2a、2b的主面正交的方向上弯曲振动。这里，音片型振子1通过以其谐振频率进行振动的自激振荡驱动来弯曲振动。在该状态下，如果以音片型振子1的中心轴为中心施加旋转角速度，则在与无旋转时的弯曲振动的方向正交的方向上科里奥利力(Coriolis force)起作用。因此，音片型振子1的弯曲振动的方向发生改变，从两个分割电极4、4输出与科里奥利力对应的反相信号，从差动电路输出这些信号的差。因此，通过测定差动电路的输出信号，能够检测对音片型振子1所施加的旋转角速度(参照专利文献1)。

专利文献1：特开平7-332988号公报

伴随着安装有振动陀螺仪的摄像机等的小型化，振动陀螺仪也需要进一步小型化及小尺寸化。这里，如上所述的音片型振子的谐振频率ωr如下式所示，其中，设音片型振子的长度为L，厚度为H，密度为ρ，杨氏模量为E，转动惯量为I。

[数学式1]

ωr=(3.927L)2EIρH2]]>

根据上式可知，当音片型振子小型化时，其谐振频率变高。另一方面，如果音片型振子的谐振频率变高，则该谐振频率与施加给摄像机等的手抖频率的差变大，旋转角速度的检测灵敏度降低。一般的振动陀螺仪的谐振频率为50kHz以下，例如，在一般的压电陶瓷双压电晶片振子中，其厚度为0.4mm，长度为7mm，谐振频率大致是30kHz。

这样，如果使音片型振子小型化，则旋转角速度的检测灵敏度降低，如果为了提高旋转角速度的检测灵敏度而降低谐振频率，则音片型振子成为大型化。此外，在层叠了压电体的音片型振子中，压电体需要具有一定的厚度，振动陀螺仪的小尺寸化也有极限。

由此，本发明的主要目的是提供一种小型的、能够小尺寸化的、能够作为检测灵敏度良好的振动陀螺仪来使用的音片型振子和使用了该音片型振子的振动陀螺仪。

本发明的音片型振子包括：具有一个主面以及另一个主面的蜿蜒形状的振动体；形成为从振动体的一个主面的纵长方向一端侧向中央部延伸，并且在振动体的宽度方向上分割而成的两个驱动电极；检测电极，形成为从振动体的一个主面的纵长方向另一端侧向中央部延伸；金属膜，形成在振动体的另一个主面上；和支撑部，形成在成为振动体弯曲振动时的节点的部分，用于中空地支撑振动体；振动体的另一个主面上由金属膜形成的公共电极、和在振动体的中央部的振动片的一个主面上形成的公共电极，通过在振动体的中央部的振动片上形成的通孔连接。

通过对驱动电极施加驱动信号，能够在振动体中激发弯曲振动。这里， 通过将振动体形成为蜿蜒形状，即使音片型振子整体小型化，也能够确保保持低谐振频率所需的振子长度。因此，即使音片型振子整体小型化，也能够防止其谐振频率变高。