[发明专利]振动元件、振子以及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及振动元件、振子以及使用该振动元件和振子的电子设备。

背景技术

检测旋转角速度的角速度传感器广泛应用于导航系统、各种装置的姿势控制系统、摄像机或数字照相机的抖动防止装置等。在这些电子设备中多使用能够小型化的振动元件传感器。

以往，作为使用了振动元件的角速度传感器，公知有如下的角速度传感器：在与从固定部向Y轴方向伸出的驱动臂连接的振动基座中，具有向X轴方向伸出的检测臂。该振动元件对振动基座进行驱动以使其在X轴方向上进行振动，根据由于科里奥利力而在检测臂中产生的Y轴方向的振动，来检测绕Z轴的角速度。或者，对振动基座进行驱动以使其在Z轴方向上进行振动，根据由于科里奥利力而在检测臂中产生的Y轴方向的振动，来检测绕X轴的角速度(参照专利文献1)。

【专利文献1】日本特开平11-281364号公报

但是，在专利文献1的角速度传感器中，检测臂延伸到振动基座的外侧，存在振动元件的尺寸大型化的问题。并且，检测臂有可能冲撞封装的内壁而破损。

并且，在专利文献1的角速度传感器中，难以减小驱动臂的驱动模式与检测臂的检测模式的频率差即失谐频率而实现高灵敏度。

因此，需要提供在振子的面内具有旋转轴，小型且振动泄漏少、精度高的角速度传感器。

发明内容

本发明正是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式或应用例来实现。

[应用例1]本应用例的振动元件通过基于由角速度产生的科里奥利力的压电效应，来检测旋转运动，其特征在于，该振动元件具有：同轴配置的至少2个振动臂，其一个端部固定于支承部件，并使另一个端部相对；具有内部空间的摆动体，其固定于所述振动臂的所述另一个端部，或者一体形成；以及检测臂，其从所述摆动体的所述内部空间的壁起，沿着与所述振动臂的配置轴垂直的方向延伸到所述内部空间的内侧，所述振动臂在与包含所述检测臂的延伸方向的面平行的面内进行弯曲振动，设与所述弯曲振动的振动方向垂直的方向为厚度方向时，所述检测臂的厚度比所述振动臂的厚度薄。

并且，作为其他方式，本应用例的振动元件的特征在于，该振动元件具有：第1支承部和第2支承部；第1振动臂，其一端与所述第1支承部连接，且沿着第1轴延伸；第2振动臂，其一端与所述第2支承部连接，且沿着所述第1轴延伸；摆动体，其被所述第1振动臂和所述第2振动臂的另一端夹持，且具有开口部；以及检测臂，其从所述摆动体的所述开口部的内壁起，沿着在俯视图中与所述第1轴垂直的第2轴延伸。

根据上述应用例，在摆动体的开口部中设置检测臂，由此，能够使振动元件小型化，能够防止在封装安装时检测臂与封装内壁接触。

[应用例2]在上述应用例的振动元件中，其特征在于，所述检测臂的厚度比所述第1振动臂和所述第2振动臂的厚度薄。

根据上述应用例，相对于振动臂的厚度，减小(减薄)检测臂的厚度，由此，能够减小振动臂的面内方向的振动(驱动振动模式)的谐振频率与由于科里奥利力而在检测臂中产生的面外方向的振动(检测振动模式)的谐振频率之差、即所谓的失谐频率。因此，如果使用本应用例的振动元件，则能够实现高灵敏度的角速度传感器。

[应用例3]在上述应用例的振动元件中，其特征在于，设所述振动臂的所述弯曲振动的振动方向为所述振动臂的宽度方向时，所述振动臂的宽度比所述振动臂的厚度薄。

并且，作为其他方式，在上述应用例的振动元件中，其特征在于，所述第1振动臂和所述第2振动臂的宽度小于所述第1振动臂和所述第2振动臂的厚度。

根据上述应用例，抑制了振动臂在期望的振动方向以外的方向上进行不必要振动的情况，针对检测臂的振动泄漏小，能够实现检测误差小的角速度传感器。

[应用例4]在上述应用例的振动元件中，其特征在于，所述第1振动臂和所述第2振动臂在所述第2轴的方向上振动，绕所述第1轴施加旋转时，所述检测臂在与所述第1轴和所述第2轴垂直的方向上振动。

根据上述应用例，沿着振动元件延伸的面(由上述第1轴和第2轴规定的面)存在有检测轴，所以，不需要相对于要求多个检测轴(例如沿着上述第1轴、第2轴的检测轴)的传感器竖立安装振动元件(使振动元件延伸的面与检测轴垂直)，能够使传感器小型化。

[应用例5]在上述应用例的振动元件中，其特征在于，该振动元件具有2个以上的振动体，该振动体具有：具有所述检测臂的所述摆动体、以及与所述摆动体连接的所述振动臂。

并且，作为其他方式，在上述应用例的振动元件中，其特征在于，并列配置2个所述振动元件，一个所述振动元件和另一个所述振动元件彼此在相反方向上振动。