振动元件、振子、振荡器、电子设备以及移动体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种振动元件、振子、振荡器、电子设备以及移动体。
【背景技术】
[0002]作为振动元件，例如已知一种被用于车辆中的车身控制、汽车导航系统的本车位置检测、数码照相机或摄像机等的振动控制补正(所谓的手抖补正)等，并对角速度、加速度等物理量进行检测的传感器。作为传感器例如已知一种角速度传感器(振动陀螺传感器)(例如，参照专利文献I)。
[0003]例如，在专利文献I中记载的振动陀螺传感器具备基部、从基部延伸出的连结臂、从连结臂的前端部延伸出的驱动臂和从基部延伸出的检测臂。这种振动陀螺传感器在使驱动臂进行弯曲振动的状态下，承受预定方向的角速度时，科里奥利力将作用于驱动臂上，随此，检测臂将进行弯曲振动。通过对这种检测臂的弯曲振动进行检测从而能够对角速度进行检测。
[0004]这种振动陀螺传感器的基部和驱动臂例如由压电体材料形成。而且，通过使用光刻技术或蚀刻技术而对压电体材料进行加工，从而形成基部和驱动臂。
[0005]此外，在专利文献2中记载有具备多个检测模式(第一检测用振动模式和第二检测用振动模式)的压电振动型横摆率传感器(振子)。该传感器通过使第一检测用振动模式下的谐振频率与第二检测用振动模式下的谐振频率接近，而使检测臂的振幅增大，从而提高传感器的灵敏度。
[0006]然而，虽然在专利文献2所记载的传感器(振子)中记载了频率的关系，但是并未考虑到温度与频率的关系，因此在抑制由温度变化引起的频率特性等特性的劣化方面存在困难。
[0007]本发明的目的在于，提供一种能够对随着由温度变化引起的频率变化而产生的灵敏度等特性的劣化进行抑制的振动元件与振子，并提供一种可靠性较高的振荡器、电子设备以及移动体。
[0008]专利文献1:日本特开2006-105614号公报
[0009]专利文献2:日本特开2012-98091号公报
【发明内容】
[0010]本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的发明，能够作为以下的应用例来实现。
[0011]应用例I
[0012]本发明的振动元件的特征在于，具有驱动模式和在与该驱动模式下的振动方向正交的方向上进行振动的第一检测模式以及第二检测模式，在将横轴设为气氛温度并将纵轴设为频率的变化时的、所述各个模式下的表示由温度的变化弓I起的频率的变化的频率温度特性曲线中，将所述驱动模式下的所述频率温度特性曲线的顶点温度设为Ta [°C ]，将所述第一检测模式下的所述频率温度特性曲线的顶点温度设为Tb[°c ]，并将所述第二检测模式下的所述频率温度特性曲线的顶点温度设为Tc [°C ]时，所述Ta低于所述Tb及所述Tc，或者，所述Ta高于所述Tb及所述Tc。
[0013]根据这种振动元件，能够对随着由温度变化引起的频率变化而产生的灵敏度等特性的劣化进行抑制。
[0014]应用例2
[0015]本发明的振动元件优选为，在将所述驱动模式下的谐振频率设为fa，将所述第一检测模式下的谐振频率设为fb，并将所述第二检测模式下的谐振频率设为fc时，所述fa处于所述fb与所述fc之间。
[0016]由此，能够对随着由温度变化引起的频率变化而产生的灵敏度等特性的劣化进行抑制，并且使灵敏度进一步提升。
[0017]应用例3
[0018]本发明的振动元件具备:基部；一对驱动用振动臂，其从所述基部延伸出；一对检测用振动臂，其从所述基部向与所述一对驱动用振动臂相反的方向延伸出。
[0019]由此，能够提供一种对随着由温度变化引起的频率变化而产生的灵敏度等特性劣化进行抑制，并且可靠性较高的H型的振动元件。
[0020]应用例4
[0021]本发明的振子的特征在于，具备:本发明的振动元件；封装件，其收纳有所述振动元件。
[0022]由此，能够提供具有优异的振动特性的振子。
[0023]应用例5
[0024]本发明的振荡器的特征在于，具备:本发明的振动元件；振荡电路，其与所述振动元件电连接。
[0025]由此，能够提供一种可靠性较高的振荡器。
[0026]应用例6
[0027]本发明的电子设备的特征在于，具备本发明的振动元件。
[0028]由此，能够提供一种可靠性较高的电子设备。
[0029]应用例7
[0030]本发明的移动体的特征在于，具备本发明的振动元件。
[0031]由此，能够提供一种可靠性较高的移动体。
【附图说明】
[0032]图1为模式化地表示具备本发明的振动元件的实施方式的振荡器的概要结构的剖视图。
[0033]图2为图1所不的振荡器的俯视图。
[0034]图3为表示图1所示的振荡器所具备的振动元件的俯视图。
[0035]图4(a)为图3所示的振动元件的驱动用振动臂的放大俯视图，图4(b)为图4(a)所示的驱动用振动臂的剖视图。
[0036]图5(a)为图3所示的振动元件的检测用振动臂的放大俯视图，图5 (b)为图5(a)所示的检测用振动臂的剖视图。
[0037]图6(a)为图3所示的振动元件的调节用振动臂的放大俯视图，图6 (b)为图6(a)所示的调节用振动臂的剖视图。
[0038]图7为表示图3所示的振动元件中的检测用电极以及调节用电极的连接状态的图。
[0039]图8为用于对图3所示的振动片的动作进行说明的图。
[0040]图9为用于对图3所示的振动片的动作进行说明的图。
[0041]图10为表示各个模式下的频率温度特性曲线的曲线图。
[0042]图11 (a)为表示图5所示的检测用电极的泄漏输出的图，图11 (b)为表示图6以及图7所示的调节用电极的输出的图。
[0043]图12为模式化地表示具备本发明的振动元件的实施方式的振子的概要结构的剖视图。
[0044]图13为表示具备本发明的振动元件的便携型(或者笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。
[0045]图14为表示具备本发明的振动元件的移动电话(也包括PHS)的结构的立体图。
[0046]图15为表示具备本发明的振动元件的数码照相机的结构的立体图。
[0047]图16为表示作为本发明的移动体的一个示例的汽车的结构的立体图。
【具体实施方式】
[0048]以下，根据附图所示的优选实施方式，详细地对本发明进行说明。
[0049]振荡器
[0050]接下来，对具备本发明的振动片的实施方式的振荡器进行说明。
[0051]图1为表示具备本发明的振动元件的实施方式的振荡器的概要结构的模式剖视图，图2为图1所示的振荡器的俯视图，图3为表示图1所示的振荡器所具备的振动元件的俯视图，图4(a)为图3所示的振动片的驱动用振动臂的放大俯视图，图4(b)为图4(a)所示的驱动用振动臂的剖视图，图5(a)为图3所示的振动元件的检测用振动臂的放大俯视图，图5(b)为图5(a)所示的检测用振动臂的剖视图，图6(a)为图3所示的振动片的调节用振动臂的放大俯视图，图6(b)为图6(a)所示的调节用振动臂的剖视图，图7为表示图3所示的振动元件中的检测用电极以及调节用电极的连接状态的图，图8、图9为用于对图3所示的振动元件的动作进行说明的图，图10为表示各个模式下的频率温度特性曲线的曲线图，图11(a)为表示图5所示的检测用电极的泄漏输出的图，图11(b)为表示图6以及图7所示的调节用电极的输出的图。
[0052]另外，以下为了便于说明，在图1至图6、图8中，作为相互正交的三个轴而图示了X轴、y轴以及Z轴，并将与X轴平行的方向称为“X轴方向”，将与y轴平行的方向称为“y轴方向”，将与z轴平行的方向称为“z轴方向”。此外，将+z轴侧亦称为“上”，且将-Z轴侧亦称为“下”。
[0053]图1及图2所示的振荡器I为对作为物理量的角速度进行检测的陀螺传感器。
[0054]这样的振荡器I例如能够用于摄像设备的手抖补正，或使用了 GPS(GlobalPosit1ning System:全球定位系统)卫星信号的移动体导航系统中的车辆等的姿态检测、姿态控制等中。
[0055]如图1及图2所示，该振荡器I具有振动元件2、IC芯片3和对振动元件2及IC芯片3进行收纳的封装件4。
[0056]以下，对构成振荡器I的各个部分依次进行说明。
[0057]振动元件
[0058]振动元件2为对绕一个轴的角速度进行检测的陀螺传感器元件。
[0059]如图3所示，该振动元件2具有振动片58，所述振动片58具备基部21、一对驱动用振动臂221、222、一对检测用振动臂231、232、一对调节用振动臂(振动臂)241、242、支承部(框体)25、四个连结部261、262、263、264、驱动用电极群51、52、检测用电极群53、54和调节用电极群55、56。
[0060]在本实施方式中，振动片58由压电体材料一体形成。虽然作为这种压电体材料未被特别地限定，但是优选为使用水晶。由此，能够优化振动元件2的特性。
[0061]水晶具有相互正交的X轴(电轴)、Y轴(机械轴)以及Z轴(光学轴)。基部21、一对驱动用振动臂221、222、一对检测用振动臂231、232、一对调节用振动臂241、242、支承部以及四个连结部261、262、263、264例如能够通过对由Z轴处于厚度方向上且具有与X轴及Y轴平行的板面的水晶构成的基板进行蚀刻加工而形成。所涉及的基板的厚度根据振动元件2的振荡频率(谐振频率)、外形尺寸、加工性等而被适当设定。另外，以下，将基部21、一对驱动用振动臂221、222、一对检测用振动臂231、232、一对调节用振动臂241、242、支承部以及四个连结部261、262、263、264由水晶一体构成的情况作为示例而进行说明。