[发明专利]弯曲振动片以及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种弯曲振动片以及使用了弯曲振动片的各种电子设备。

背景技术

一直以来，在数码照相机、摄像机、导航装置、车身势态检测装置、指示设备、游戏控制器、移动电话、头载式显示器等各种电子设备中，作为对角速度、角加速度、加速度、力等的物理量进行检测的传感器，使用了弯曲振动片的压电振动陀螺仪被广泛地应用。压电振动陀螺仪用的弯曲振动片中，开发并提出了多种结构的弯曲振动片。例如，已知一种通过基座而将作为被驱动对和检测对的两对叉状部件连结在一起的、角速度传感器用的双侧音叉型弯曲振动片（例如，参照专利文献1）。

此外，已知一种如下的双侧音叉型的旋转速度传感器，即，将一对驱动用激励分支和一对检测用检测分支结合在框架的一侧及其相反侧，并经由悬架装置而将该框架结合在安装基部上，所述安装基部隔着开口而被配置在所述框架的内侧（例如，参照专利文献2）。受到了科里奥利的加速度的激励分支的振动使框架产生随时间变化的扭转且使该扭转被传递，从而使检测分支振动。虽然安装基部通过粘合剂等而被固定在外壳的安装结构体上，但其与框架之间的悬架装置，使弯曲振动片的压电材料的热膨胀率和外壳的材料的热膨胀率的不符对音叉的振动造成的影响成为最低。

由于在将所涉及的双侧音叉型弯曲振动片小型化的情况下，振动臂的质量减小，因此所产生的科里奥利力减小，从而有可能使角速度传感器的灵敏度下降。因此，已知一种通过如下的方式来实现角速度传感器的高灵敏度化的技术，所述方式为，在振动臂的支承部侧的端部上设置槽以使其刚性降低，从而使驱动模式下的驱动用振动臂的力矩增大进而使科里奥利力增大的方式，或者，在对驱动用振动臂与检测用振动臂进行连结的支承部上设置孔以使其刚性降低，从而使驱动用振动臂的振动有效地传递至检测用振动臂的方式（例如，参照专利文献3）。

作为双侧音叉型以外的压电振动陀螺仪用的弯曲振动片，已知一种所谓的双T字型的结构（例如，参照专利文献4）。该弯曲振动片具有如下的结构，即，关于通过从中央的支承部起向相反方向延伸的一对检测用振动臂而构成的检测振动系统，以左右对称的方式配置大致T字型的两个驱动振动系统，所述两个驱动振动系统分别具有向相反方向延伸的一对驱动用振动臂。

图9概要地图示了现有的双音叉型弯曲振动片的典型示例。在该图中，弯曲振动片1具有：一对的驱动用振动臂3，其从中央处的支承部2起向一侧平行地延伸；一对的检测用振动臂4，其向所述驱动用振动臂3的相反侧平行地延伸。在支承部2上，从驱动用振动臂3的驱动电极（未图示）引出的驱动用电极衬垫5，在各个所述驱动用振动臂的基端附近各配置有一个。而且，在所述支承部上，从检测用振动臂4的检测电极（未图示）引出的检测用电极衬垫6，在各个所述检测用振动臂的基端附近各配置有两个。

在向所述驱动电极施加预定的交流电压时，驱动用振动臂3将在与其主面相同在XY面内以相互反向的方式进行弯曲振动。当在该驱动模式的状态下弯曲振动片1绕长度方向上的Y轴而旋转时，与所述弯曲振动片1的角速度相对应的科里奥利力将发挥作用，从而驱动用振动臂3将在与主面垂直的Z轴方向上以相互反向的方式进行弯曲振动，并且与该弯曲振动共振，检测用振动臂4同样在Z轴方向上以相互反向的方式进行弯曲振动。通过由检测用电极衬垫6取得此时在检测用振动臂4的所述检测电极之间产生的电位差，从而求出弯曲振动片1的所述旋转及其角速度等。

图10概要地图示了图9中的双音叉型弯曲振动片的改变例。如上述专利文献2、3所述，该图中的弯曲振动片1′在支承部2的大致中央处形成有矩形的贯穿孔7。由此，由于在检测模式下驱动用振动臂3的面外振动有效地进行传送而使检测用振动臂4振动，因此提高了传感器的检测灵敏度。

在驱动用振动臂3进行面内振动的驱动模式的状态下，从检测用电极衬垫6输出的检测信号应该为零，并且优选为零。然而，可知在图9或图10的任一情况下，当将弯曲振动片1小型化时，尽管该弯曲振动片未绕Y轴旋转，也存在从检测用电极衬垫6输出错误信号的情况。所涉及的驱动模式下的错误检测信号的输出有可能使角速度传感器的检测灵敏度以及精度劣化。