振动片、角速度传感器、电子设备以及移动体的制作方法_4

文档序号:9685305阅读:来源:国知局
[0123]0.25t 彡 dl 彡 0.4t,且,0.25t 彡 d2 彡 0.4t......(12)
[0124]如图5所不的实施方式中,在Xz横截面上,将第一侧面513与第二侧面514之间的最大宽度为W,而将第一槽部55的开口宽度以及第二槽部56的开口宽度设为M时,优选为满足式(13),再优选为满足式(14),再优选为满足式(15)。第一槽部以及第二槽部的开口宽度M越宽电阻Cl下降,斜向振动成分多,加工容易。但是,开口宽度M越宽驱动臂5的机械强度下降。另外,在图3的实施方式的情况下,能够满足0.1W彡M < 0.5W。
[0125]0.1ff ^ M ^ 0.8W......(13)
[0126]0.2ff ^ M ^ 0.7W......(14)
[0127]0.35ff ^ M ^ 0.6W......(15)
[0128]封装件
[0129]其次,对收纳和固定振动片2的封装件9进行说明。
[0130]如图6所示,封装件9具有板状的底基板91、框状的框部件92、板状的盖部件93。底基板91、框部件92以及盖部件93以从下侧向上侧的顺序而被层压。底基板91和框部件92通过后文所述的陶瓷材料等而被形成,以相互成为一体的方式而被烧成并被接合。框部件92与盖部件93通过粘着剂或焊接材料等而被接合。而且,封装件9在以底基板91、框部件92以及盖部件93而被划分形成的内部空间S中收纳有振动片2。另外,在封装件9内,除了振动片2之外,能够收纳驱动振动片2的电子部件(振荡电路)等。
[0131]另外,作为底基板91的构成材料,优选为具有绝缘性(非导电性),例如,能够使用各种玻璃、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物类陶瓷等各种陶瓷材料、聚酰亚胺等各种树脂材料等。此外,作为框部件92以及盖部件93的构成材料,例如,能够使用与底基板91相同的构成材料、如Al、Cu的各种金属材料、各种玻璃材料等。
[0132]在该底基板91的上表面上,经由固定材料料96,固定有前述的振动片2。该固定材料料96例如由环氧类、聚酰亚胺类、硅类等粘着剂而被构成。这样的固定材料料96将未硬化(未固化)的粘着剂在底基板91上进行涂敷,再加上在该粘着剂上将振动片2进行载置之后,通过将该粘着剂进行硬化或固化而被形成。由此,振动片2切实地被固定在底基板91上。
[0133]另外,该固定还可以使用包含导电性粒子的环氧类、聚酰亚胺类、硅类等导电性粘着剂进行。
[0134]第二实施方式
[0135]其次,对本发明的振动片的第二实施方式进行说明。
[0136]图7为,本发明的第二实施方式所涉及的振动片具备的振动片的振动臂的剖视图。以下,对于第二实施方式,与前述的实施方式的不同点为中心进行说明,并对同样的事项,省略其说明。
[0137]图7所示的陀螺仪传感器(角速度传感器)3为,能够检测围绕z轴的角速度ωζ和围绕y轴的角速度的陀螺仪传感器。在xy平面上具有宽度且在z轴方向上具有厚度的陀螺仪传感器3具有基部4、第一检测臂7A、第二检测臂7B、第一驱动臂5A、第二驱动臂6A、第三驱动臂5B、第四驱动臂6B。基部4包括,基部主体4A、与基部主体4A连接的第一连接臂4B以及第二连接臂4C。
[0138]第三驱动臂5B从基部4沿着y方向在与第一驱动臂5A相反方向上进行延伸。第四驱动臂6B从基部4沿着y方向在与第二驱动臂6A相反方向上进行延伸。第一、第三驱动臂5A、5B具有与例如图2所示的第一驱动臂5相同的形状,第二、第四驱动臂6A、6B具有与例如图2所示的第二驱动臂6相同的形状。
[0139]当在陀螺仪传感器3上施加围绕z轴的角速度ωζ时,如图8所示,科里奥利力A产生作用,以该科里奥利力A为驱动力,如箭头B表示的振动(围绕ζ轴角速度检测振动模式)被激励。这时,在第一、第二检测臂7Α、7Β上产生的变形为,与X轴相反方向。此外,该检测振动模式优选为驱动频率的±10%以内的频率。另外,关于该第一、第二检测臂7Α、7Β的振动方向,可以换句话说,第一、第二检测臂7Α、7Β围绕ζ轴在相同的旋转方向上进行振动。这是因为,第一?第四驱动臂5Α、6Α、5Β、6Β通过科里奥利力A的作用如图8所示进行振动,再加上第一、第二检测臂7Α、7Β隔着基部4在上侧和下侧分别延伸出,从而第一检测臂7Α进行与第一、第二驱动臂5Α、6Α对应的变形,第二检测臂7Β进行与第三、第四驱动臂5Β、6Β对应的变形。
[0140]另一方面,当陀螺仪传感器3上施加围绕y轴的角速度coy时,如图9所示,科里奥利力A产生作用,以该科里奥利力A为驱动力,以箭头B表示的振动(围绕y轴角速度检测振动模式)被激励。这时,第一、第二检测臂7A、7B产生的变形关于X轴为同方向。此外,该检测振动模式优选为驱动频率的±10%以内。另外,关于该第一、第二检测臂7A、7B的振动方向,可以换句话说第一、第二检测臂7A、7B关于X轴以同方向进行振动。这是因为,通过科里奥利力A的作用,第一?第四驱动振动臂46?49如图9所示进行振动,而且在第一、第二检测臂7A、7B上,关于X轴在同方向且与第一?第四驱动臂5A、5B、6A、6B反方向的科里奥利力产生作用,从而关于X轴方向以同方向进行振动。
[0141]在此,围绕y轴的角速度《7的检测灵敏度依存于因第一?第四驱动臂54、6六、58、6B驱动时的斜向振动而在第一、第二检测臂7A、7B上产生的ζ方向的振幅。图10表示与第一、第二驱动臂5A、6A的斜向振动矢量SV1、SV2的ζ成分平衡的第一检测臂7Α的ζ方向的振动矢量SV3。可知斜向振动的角度Θ越大,振动矢量SV3变得越大。通过上述的图3或图4的第一驱动臂5的结构,能够将斜向振动的角度Θ设置得较大。由此,第一、第二检测臂7A、7B上产生的ζ方向的振幅变得较大,能够将围绕I轴的角速度coy的检测灵敏度提高。此外,通过上述的图3或图5的第一驱动臂5的结构,能够抑制斜向振动以外的振动。由此,能够抑制干扰,提升温度特性,稳定地检测角速度信号。
[0142]在陀螺仪传感器3中,能够利用施加前述的围绕ζ轴的角速度ω ζ时与施加围绕y轴的角速度《y时的检测臂7A、7B的振动方向的不同,对角速度ωΖ以及角速度coy分别独立地进行检测。具体地说明,当施加了角速度ωζ时,从第一检测臂7Α获取的信号(电压)Vl为以角速度ω ζ为起因的信号(电压)+Vz,从第二检测臂7Β获取的信号(电压)V2为以角速度ωζ为起因的信号(电压)-Vz。BP, Vl = +Vz、V2 = -Vz0
[0143]零一方面,当施加了角速度coy时,从第一检测臂7A获取的信号Vl为以角速度?y为起因的信号+Vy,从第二检测臂7B获取的V2为以角速度ω Y起因的信号+Vy。SP,Vl = +Vy、V2 = +Vy0另外,信号V1、V2的符号相同是因为,以相对于围绕ζ轴的角速度而产生不同符号的信号的方式而被构成。
[0144]因此,在陀螺仪传感器3上,当施加围绕具有y轴方向以及ζ轴方向的两方向成分的轴(即,相对于y轴以及ζ轴的两轴而倾斜的轴)的角速度Coyz时,从第一检测臂7A获取的信号Vl为(+Vy) +(+Vz),从第二检测臂7B获取的信号V2为(+Vy)+ (-Vz)。S卩,Vl =Vy+Vz、V2 = Vy-Vz0
[0145]通过将以这样的方式被获得的信号V1、V2在检测电路上进行加算或减算,能够将围绕角速度《yz的y轴的角速度coy和围绕ζ轴的角速度ω ζ进行分离,并能够将角速度?Y以及角速度ωζ分别独立地进行检测。具体而言,V1+V2 = 2Vy,能够排除以角速度ωζ起因的信号Vz。由此,求得围绕y轴的角速度coy。相反地,V1-V2 = 2Vz,能够排除以角速度《7起因的信号Vy。由此,求得围绕ζ轴的角速度ωζ。根据陀螺仪传感器3,能够简单地将围绕y轴的角速度coy以及围绕ζ轴的角速度ωζ分别独立地进行检测。这样的计算能够通过与陀螺仪传感器3连接的未图示的IC芯片等的检测电路而进行。
[0146]另外,上述的信号“Vz”、“Vy”的符号通过配线的构成使符号变为相反。S卩,存在上述“ +Vz ”变为“-Vz ”,“-Vz ”变为“ +Vz ”的同时,还存在“ +Vy ”变为“-Vy ”、“-Vy ”变为“ +Vy ”的情况。
[0147]电子设备
[0148]图11示意性地表示将作为电子设备的一个具体例的便携式电话机例如智能手机101的。在智能手机101中组合有具有振动片2的陀螺仪传感器1000。陀螺仪传感器1000能够对智能手机101的姿态进行检测。被实施所谓运动感测。陀螺仪传感器1000的检测信号能够向例如微型计算机芯片(MPU) 102供给。MPU102能够对应运动感测而执行各种处理。此外,运动感测还能够被用于便携式电话机、便携型游戏机、游戏控制器,汽车导航系统、定点设备、头戴式可视设备、平板电脑等各种电子设备中。
[0149]图12示意性地表示作为电子设备的其他具体示例的数码相机(以下称为“相机”)103。相机103中被组装有具有振动片2的陀螺仪传感器1000。陀螺仪传感器1000能够对相机103的姿态进行检测。陀螺仪传感器1000的检测信号
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