JP2015064387A - Vibration gyro element and gyro sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は角速度の検出に用いる振動ジャイロ素子、振動ジャイロ素子の支持構造およびジャイロセンサに関する。 The present invention relates to a vibration gyro element used for detecting angular velocity, a support structure for the vibration gyro element, and a gyro sensor.
近年、撮像機器の手ぶれ補正や、GPS衛星信号を用いた車両等の移動体ナビゲーションシステムなどの姿勢制御として、振動ジャイロ素子を容器に収容したジャイロセンサが多く用いられている。
振動ジャイロ素子として、例えば、略T字型の駆動振動系を中央の検出振動系に関して左右対称に配置した所謂、ダブルT型振動ジャイロ素子が知られている(特許文献1、図1参照)。
これらのジャイロセンサにおいて、携帯性の向上および機器設計の自由度向上のために、小型化の要求がある。このジャイロセンサの小型化を図るために、ジャイロ素子の小型化をする必要がある。通常ジャイロ素子の支持としては、ジャイロ素子の中央の基部(重心部)を基板などに接着支持しているが、ジャイロ素子を小型化していくと、基板との支持面積も小さくなり、振動または衝撃が加わった時の強度が確保できない問題がある。このため、例えば、特許文献1(図4)に示すように基部から支持枠を延出させ、基部と支持枠をそれぞれ支持する構造が提案されている。
In recent years, a gyro sensor in which a vibrating gyro element is housed in a container is often used for camera shake correction of an imaging device and attitude control of a mobile navigation system such as a vehicle using a GPS satellite signal.
As a vibration gyro element, for example, a so-called double T-type vibration gyro element in which a substantially T-shaped drive vibration system is arranged symmetrically with respect to a central detection vibration system is known (see
In these gyro sensors, there is a demand for miniaturization in order to improve portability and increase the degree of freedom in device design. In order to reduce the size of the gyro sensor, it is necessary to reduce the size of the gyro element. Normally, the gyro element is supported by bonding the central base (center of gravity) of the gyro element to the substrate, etc. However, as the gyro element is made smaller, the support area with the substrate becomes smaller and vibration or impact occurs. There is a problem that the strength cannot be ensured when. For this reason, for example, as shown in Patent Document 1 (FIG. 4), a structure has been proposed in which a support frame is extended from the base and each of the base and the support frame is supported.
しかしながら、この従来のジャイロ素子において、基部を支持することにより検出振動が抑圧されて角速度の検出感度を低下させ、また、支持枠はジャイロ素子の駆動振動系と検出振動系の外側に設けられていることから、ジャイロ素子の小型化には限界があった。 However, in this conventional gyro element, the detection vibration is suppressed by supporting the base to reduce the detection sensitivity of the angular velocity, and the support frame is provided outside the drive vibration system and the detection vibration system of the gyro element. Therefore, there is a limit to downsizing the gyro element.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、振動ジャイロ素子の角速度検出感度を維持し、かつ支持強度を確保して小型化を可能にする振動ジャイロ素子、振動ジャイロ素子の支持構造およびジャイロセンサを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vibrating gyro element and a vibrating gyroscope that maintain the angular velocity detection sensitivity of the vibrating gyro element and ensure the support strength to enable downsizing. An object is to provide a support structure for an element and a gyro sensor.
上記課題を解決するために、本発明の振動ジャイロ素子は、基部と、前記基部から直線状に両側へ延出された1対の検出用振動腕と、前記基部から両側へ前記検出用振動腕に直交する方向に延出された1対の連結腕と、前記各連結腕の先端部からそれと直交して両側へ延出された各1対の駆動用振動腕と、前記基部から前記各検出用腕に沿って延出される2対の梁と、同方向に延出された前記各梁が連結された1対の支持部と、を同一平面に備え、前記支持部を前記各検出用振動腕の延出する方向であって前記検出用振動腕の外側かつ前記駆動用振動腕の間に配置されたことを特徴とする。また、本発明の振動ジャイロ素子は、基部と、前記基部の重心を通る第1方向及び前記第1方向とは反対の方向に沿って駆動振動する振動部と、を備える振動体と、前記基部に対して、前記第1方向と直交し、前記基部の重心を通る第2方向の一方の方向側に配置されている第1の支持部と、前記基部と前記第1の支持部とを連結している第1及び第2の梁と、を備え、前記第1及び第2の梁は、前記第1方向または前記第1方向とは反対の方向に沿って延出している第1の構成部分と、前記第2方向に沿って延出している第2の構成部分とが、前記基部と前記第1の支持部との間にそれぞれ少なくとも2つ配置された構成を備え、前記第1の梁と前記第2の梁とは、前記第2方向を規定する線に対して線対称であることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a vibrating gyro element according to the present invention includes a base, a pair of detection vibrating arms linearly extending from the base to both sides, and the detection vibrating arms from the base to both sides. A pair of connecting arms extending in a direction orthogonal to each other, a pair of drive vibrating arms extending from the front end of each connecting arm to both sides orthogonal thereto, and each detection from the base Two pairs of beams extending along the arm and a pair of support portions connected to the beams extending in the same direction are provided on the same plane, and the support portions are provided for the detection vibrations. The arm is arranged in the direction in which the arm extends and is arranged outside the detection vibrating arm and between the driving vibrating arms. According to another aspect of the present invention, there is provided a vibrating gyro element including a base, and a vibrating body that includes a first direction passing through the center of gravity of the base and a vibrating unit that vibrates along a direction opposite to the first direction, and the base In contrast, the first support portion disposed on one side of the second direction perpendicular to the first direction and passing through the center of gravity of the base portion is connected to the base portion and the first support portion. First and second beams, wherein the first and second beams extend along the first direction or a direction opposite to the first direction. At least two portions disposed between the base portion and the first support portion, and the first component portion extending along the second direction. The beam and the second beam are symmetric with respect to a line defining the second direction.
この構成によれば、振動ジャイロ素子の基部から延出された梁と、この梁を連結する支持部を形成することにより、支持部の面積を大きく確保できる。そして、この支持部を接着支持することにより角速度検出感度を維持しながら支持強度を向上させることができる。また、支持部を検出用振動腕の延出する方向であって検出用振動腕の外側かつ駆動用振動腕の間に配置することにより、振動ジャイロ素子の小型化を可能にする。 According to this configuration, by forming the beam extending from the base portion of the vibrating gyro element and the support portion connecting the beam, a large area of the support portion can be secured. The support strength can be improved while maintaining the angular velocity detection sensitivity by adhering and supporting the support portion. In addition, the vibration gyro element can be reduced in size by disposing the support portion in the direction in which the detection vibration arm extends, outside the detection vibration arm and between the drive vibration arms.
また、本発明の振動ジャイロ素子は、前記検出用振動腕の長さは前記駆動用振動腕の長さより短く形成されたことを特徴とする。 In the vibrating gyro element of the present invention, the length of the detection vibrating arm is shorter than the length of the driving vibrating arm.
このようにすれば、支持部の面積を大きくすることができ、振動ジャイロ素子の支持強度を向上させることができる。 In this way, the area of the support portion can be increased, and the support strength of the vibrating gyro element can be improved.
また、本発明の振動ジャイロ素子は、前記1対の支持部は振動ジャイロ素子の重心に対して回転対称な位置に設けられていることを特徴とする。 The vibrating gyro element according to the present invention is characterized in that the pair of support portions are provided at rotationally symmetric positions with respect to the center of gravity of the vibrating gyro element.
この構成によれば、振動ジャイロ素子のバランスが確保でき、安定した姿勢を保つことができる。 According to this configuration, the balance of the vibration gyro element can be secured and a stable posture can be maintained.
また、本発明の振動ジャイロ素子の支持構造は、前記の振動ジャイロ素子と、前記振動ジャイロ素子が載置される支持台と、前記振動ジャイロ素子の前記支持部と支持台とを固定するための固定部材と、を備えることを特徴とする。 Further, the vibration gyro element support structure of the present invention includes the vibration gyro element, a support base on which the vibration gyro element is placed, and the support portion and the support base of the vibration gyro element. And a fixing member.
この構成によれば、支持部は面積を大きく形成することができるため、振動ジャイロ素子の基部を支持せずとも、支持部を固定部材により支持することで角速度検出感度を維持しながら確実な支持が可能となる。 According to this configuration, since the support portion can be formed to have a large area, the support portion is supported by the fixing member without supporting the base portion of the vibration gyro element, and the support is ensured while maintaining the angular velocity detection sensitivity. Is possible.
また、本発明の振動ジャイロ素子の支持構造において、前記固定部材は弾性を有する材料であることを特徴とする。 In the vibrating gyro element support structure of the present invention, the fixing member is made of an elastic material.
この構成によれば、固定部材が弾性を有しているので、外部からの振動或は衝撃を和らげ、振動ジャイロ素子の駆動振動および検出振動を安定に保つことができる。そして、支持部に漏洩してきている微小の振動を、固定部材が緩衝材として機能し、駆動振動および検出振動への影響を低減することができる。 According to this configuration, since the fixing member has elasticity, it is possible to soften external vibrations or impacts and to keep the driving vibration and the detection vibration of the vibrating gyro element stable. And the fixed member functions as a buffer material for the minute vibration leaking to the support part, and the influence on the drive vibration and the detection vibration can be reduced.
また、本発明のジャイロセンサは、前記の振動ジャイロ素子と、前記振動ジャイロ素子が載置される支持台と、前記振動ジャイロ素子の前記支持部と支持台とを固定するための固定部材と、前記振動ジャイロ素子を駆動振動させるための駆動回路と、前記振動ジャイロ素子に角速度が加わったときに前記振動ジャイロ素子に生ずる検出振動を検出する検出回路と、を備えることを特徴とする。 Further, the gyro sensor of the present invention, the vibration gyro element, a support base on which the vibration gyro element is placed, a fixing member for fixing the support portion and the support base of the vibration gyro element, A drive circuit for driving and vibrating the vibrating gyro element, and a detection circuit for detecting a detection vibration generated in the vibrating gyro element when an angular velocity is applied to the vibrating gyro element.
この構成によれば、振動ジャイロ素子の支持部を接着支持することにより角速度検出感度を維持しながら支持強度を向上させ、また、小型化された振動ジャイロ素子を搭載し、小型化されたジャイロセンサを提供することができる。 According to this configuration, the support strength of the vibration gyro element is improved by adhering and supporting the support portion of the vibration gyro element while maintaining the angular velocity detection sensitivity, and the size of the vibration gyro element is reduced and the size of the gyro sensor is reduced. Can be provided.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
(実施形態)
図1は本実施形態の振動ジャイロ素子を示す概略平面図である。
振動ジャイロ素子1は、圧電材料である水晶から形成されている。水晶には電気軸と呼ばれるX軸、機械軸と呼ばれるY軸および光学軸と呼ばれるZ軸を有している。そして、振動ジャイロ素子1はZ軸方向に所定の厚みを持ち、XY平面内に形成されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic plan view showing a vibrating gyro element of this embodiment.
The vibrating
振動ジャイロ素子1は、基部10から図中上下両側へ直線状に延出する1対の検出用振動腕11a,11bと、基部10から該検出用振動腕11a,11bと直交する向きに図中左右両側へ延出する1対の連結腕13a,13bと、各連結腕13a,13bの先端部から検出用振動腕11a,11bと平行に図中上下両側へ延出する左右各1対の駆動用振動腕14a,14b,15a,15bとを有している。
また、検出用振動腕11a,11b表面には検出電極(図示せず)が形成され、駆動用振動腕14a,14b,15a,15b表面には駆動電極(図示せず)が形成されている。このように、検出用振動腕11a,11bにて角速度を検出する検出振動系を構成し、連結腕13a,13bと駆動用振動腕14a,14b,15a,15bにて振動ジャイロ素子を駆動する駆動振動系を構成している。
The vibrating
Further, detection electrodes (not shown) are formed on the surfaces of the
また、検出用振動腕11a,11bのそれぞれの先端部には重り部12a,12bが形成され、駆動用振動腕14a,14b,15a,15bのそれぞれの先端部には重り部16a,16b,17a,17bが形成され、角速度の検出感度の向上が図られている。なお、ここで検出用振動腕11a,11bは重り部12a,12bをそれぞれ含み、駆動用振動腕14a,14b,15a,15bは重り部16a,16b,17a,17bをそれぞれ含んだ名称である。
また、検出用振動腕11a,11bは駆動用振動腕14a,14b,15a,15bに対して長さが短く形成されている。
In addition,
The
さらに、基部10から該検出用振動腕11aと直交する向きに図中左右両側へ延出し、途中で該検出用振動腕11aと平行に延出するL字状の1対の梁20a,20bが形成され、梁20a,20bの先端は共に支持部22aに連結されている。同様に、基部10から該検出用振動腕11bと直交する向きに図中左右両側へ延出し、途中で該検出用振動腕11bと平行に延出するL字状の1対の梁21a,21bが形成され、梁21a,21bの先端は共に支持部22bに連結されている。
この1対の支持部22a,22bは、各検出用振動腕11a,11bの延出する方向であって検出用振動腕11a,11bの外側かつ駆動用振動腕14a,14b,15a,15bの間に配置されている。さらに、この1対の支持部22a,22bは、振動ジャイロ素子1の重心Gに対して回転対称な位置に配置されている。
Furthermore, a pair of L-
The pair of
次に、振動ジャイロ素子1の動作について説明する。
図3および図4は振動ジャイロ素子の動作を説明する模式平面図である。図3および図4において、振動形態を簡易に表現するために各振動腕は線で表し、前述した梁20a,20b,21a,21bおよび支持部22a,22bは省略する。
Next, the operation of the vibrating
3 and 4 are schematic plan views for explaining the operation of the vibrating gyro element. In FIGS. 3 and 4, each vibrating arm is represented by a line in order to simply express the vibration form, and the
図3において、振動ジャイロ素子1の駆動振動状態を説明する。振動ジャイロ素子1は角速度が加わらない状態において、駆動用振動腕14a,14b,15a,15bが矢印Eで示す方向に屈曲振動を行う。この屈曲振動は、実線で示す振動姿態と二点鎖線で示す振動姿態を所定の周波数で繰り返している。このとき、駆動用振動腕14a,14bと駆動用振動腕15a,15bとが、重心Gを通るY軸に関して線対称の振動を行っているため、基部10、連結腕13a,13b、検出用振動腕11a,11bは、ほとんど振動しない。
In FIG. 3, the drive vibration state of the
この駆動振動を行っている状態で、振動ジャイロ素子1にZ軸回りの角速度ωが加わると、図4に示すような振動を行う。つまり、駆動振動系を構成する駆動用振動腕14a,14b,15a,15bおよび連結腕13a,13bに矢印B方向のコリオリ力が働き、新たな振動が励起される。この矢印B方向の振動は重心Gに対して周方向の振動である。また同時に、検出用振動腕11a,11bは矢印Bの振動に呼応して、矢印C方向の検出振動が励起される。そして、この振動により発生した圧電材料の歪を、検出用振動腕11a,11bに形成した検出電極が検出して角速度が求められる。
When an angular velocity ω about the Z axis is applied to the
またこのとき、基部10の周縁部は矢印D方向に、重心Gに対して周方向に振動する。これは、検出振動が駆動振動系と検出用振動腕11a,11bとの釣り合い振動だけでなく、基部10を含めた釣り合い振動となっているためである。この矢印Dで示す基部10の周縁部の振動振幅は、矢印Bで示す駆動振動系の振動振幅、または矢印Cで示す検出用振動腕11a,11bの振動振幅に比べて微小であるが、例えば基部10を接着固定した場合、この固定により基部10の周縁部の振動が抑圧され、検出振動も抑圧される。このことから、基部10を支持することで角速度の検出感度が低下することになる。
At this time, the peripheral edge of the base 10 vibrates in the arrow D direction and in the circumferential direction with respect to the center of gravity G. This is because the detected vibration is not only balanced vibration between the drive vibration system and the
次に、振動ジャイロ素子の支持構造およびジャイロセンサについて、図2を用いて説明する。図2はジャイロセンサを示す概略断面図であり、振動ジャイロ素子1を図1のA−A断線に沿う断面として表している。
ジャイロセンサ80は、振動ジャイロ素子1、IC84、収容器81、蓋体86を備えている。セラミックなどで形成された収容器81の底面にはIC84が配置され、Auなどのワイヤ85で収容器81に形成された配線(図示せず)と電気的接続がなされている。IC84には振動ジャイロ素子1を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わったときに振動ジャイロ素子1に生ずる検出振動を検出する検出回路とを含んでいる。振動ジャイロ素子1は、収容器81に形成された支持台82と振動ジャイロ素子1の支持部22a,22bとを導電性接着剤などの固定部材83を介して、接着支持されている。また、支持台82表面には配線(図示せず)が形成され、振動ジャイロ素子1の電極と配線間の導通が固定部材83を介してなされている。この固定部材83は、弾性のある材料であることが望ましい。弾性を有する固定部材83としてはシリコーンを基材とする導電性接着剤などが知られている。そして、収容器81の上部で収容器81内を真空雰囲気に保持され、蓋体86にて封止されている。
Next, the supporting structure of the vibrating gyro element and the gyro sensor will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the gyro sensor, and the vibrating
The
以上のように、本実施形態の振動ジャイロ素子1および振動ジャイロ素子1の支持構造は、基部10から延出された梁20a,20b,21a,21bを連結する支持部22a,22bを形成することにより、支持部22a,22bの面積を大きく確保でき、支持強度を向上させることができる。
また、基部10から延出する梁20a,20b,21a,21bは水晶で形成されているため弾性を有し、基部10の周縁部の振動が抑圧されることが無く、角速度の検出感度が低下することがない。
As described above, the
Further, the
さらに、支持部22a,22bを、検出用振動腕11a,11bの延出する方向であって検出用振動腕11a,11bの外側かつ駆動用振動腕14a,14b,15a,15bの間に配置することにより、振動ジャイロ素子1の小型化を可能にする。
また、1対の支持部22a,22bは振動ジャイロ素子1の重心Gに対して回転対称な位置に設けられていることから、振動ジャイロ素子1のバランスが確保でき、安定した姿勢を保つことができ良好な特性を得ることができる。
Further, the
Further, since the pair of
また、振動ジャイロ素子1の支持構造において、固定部材83は弾性を有する材料で構成されているため、外部からの振動および衝撃を和らげ、駆動振動および検出振動を安定に保つことができる。そして、支持部22a,22bに漏洩してきている微小の振動を、固定部材83が緩衝材として機能し、駆動振動および検出振動への影響を低減することができる。
さらに、上記支持構造で支持された振動ジャイロ素子1を搭載したジャイロセンサ80は、角速度の検出感度を維持しつつ小型化することができる。
(振動ジャイロ素子の変形例)
Further, in the support structure of the
Furthermore, the
(Modification of vibrating gyro element)
図5から図9は振動ジャイロ素子の変形例を示す概略平面図である。これらの変形例では図1に示した梁および支持部の形状に特徴を有し、図1と同じ構成部については同符号を付し、説明を省略する。
図5において、振動ジャイロ素子2の基部10の両側から該検出用振動腕11aと平行に延出する1対の梁30a,30bが形成され、梁30a,30bの先端は支持部32aに連結されている。同様に、基部10の両側から該検出用振動腕11bと平行に延出する1対の梁31a,31bが形成され、梁31a,31bの先端は支持部32bに連結されている。
この1対の支持部31a,31bは、各検出用振動腕11a,11bの延出する方向であって検出用振動腕11a,11bの外側かつ駆動用振動腕14a,14b,15a,15bの間に配置されている。
振動ジャイロ素子2は、前述の実施形態と同様な支持構造で、支持部32a,32bを導電性接着剤などの固定部材によって支持台に接着支持される。
5 to 9 are schematic plan views showing modifications of the vibrating gyro element. These modifications are characterized by the shape of the beam and the support portion shown in FIG. 1, and the same components as those in FIG.
In FIG. 5, a pair of
The pair of
The vibrating
次に、図6において、振動ジャイロ素子3には基部10の4箇所の角部から、一旦各検出用振動腕11a,11bの延出する方向に延出した、略S字状の梁40a,40b,41a,41bが設けられている。梁40a,40bの先端は支持部42aに連結され、梁41a,41bは支持部42bに連結されている。
この1対の支持部41a,41bは、各検出用振動腕11a,11bの延出する方向であって検出用振動腕11a,11bの外側かつ駆動用振動腕14a,14b,15a,15bの間に配置されている。
振動ジャイロ素子3は、前述の実施形態と同様な支持構造で、支持部42a,42bを導電性接着剤などの固定部材によって支持台に接着支持される。
Next, in FIG. 6, the vibrating
The pair of
The
図7において、振動ジャイロ素子4には基部10の4箇所の角部から、一旦各検出用振動腕11a,11bと直交する方向に延出した、略S字状の梁50a,50b,51a,51bが設けられている。梁50a,50bの先端は支持部52aに連結され、梁51a,51bは支持部52bに連結されている。
この1対の支持部51a,51bは、各検出用振動腕11a,11bの延出する方向であって検出用振動腕11a,11bの外側かつ駆動用振動腕14a,14b,15a,15bの間に配置されている。
振動ジャイロ素子4は、前述の実施形態と同様な支持構造で、支持部52a,52bを導電性接着剤などの固定部材によって支持台に接着支持される。
In FIG. 7, the vibrating gyro element 4 includes substantially S-shaped
The pair of
The vibrating gyro element 4 has a support structure similar to that of the above-described embodiment, and the
次に、図8において、振動ジャイロ素子5には基部10の4箇所の角部から、斜め方向に延出した梁60a,60b,61a,61bが設けられている。梁60a,60bの先端は支持部62aに連結され、梁61a,61bは支持部62bに連結されている。
この1対の支持部61a,61bは、各検出用振動腕11a,11bの延出する方向であって検出用振動腕11a,11bの外側かつ駆動用振動腕14a,14b,15a,15bの間に配置されている。
振動ジャイロ素子5は、前述の実施形態と同様な支持構造で、支持部62a,62bを導電性接着剤などの固定部材によって支持台に接着支持される。
Next, in FIG. 8, the vibrating gyro element 5 is provided with
The pair of
The vibration gyro element 5 has a support structure similar to that of the above-described embodiment, and the
図9は図1で説明した振動ジャイロ素子1において、重り部16a,16b,17a,17bを設けない形態である。
振動ジャイロ素子6には基部10の4箇所の角部から該検出用振動腕11a,11bと直交する向きに図中左右両側へ延出し、途中で該検出用振動腕11a,11bと平行に延出するL字状の梁70a,70b,71a,71bが設けられている。梁70a,70bの先端は支持部72aに連結され、梁71a,71bは支持部72bに連結されている。
この1対の支持部71a,71bは、各検出用振動腕11a,11bの延出する方向であって検出用振動腕11a,11bの外側かつ駆動用振動腕14a,14b,15a,15bの間に配置されている。
振動ジャイロ素子6は、前述の実施形態と同様な支持構造で、支持部72a,72bを導電性接着剤などの固定部材によって支持台に接着支持される。
FIG. 9 shows a configuration in which the
The vibrating
The pair of
The
このように、振動ジャイロ素子の材料である水晶は固有の弾性を有しているが、基部10から延出する梁の長さおよび形状を適宜変えることにより、梁の弾性を調整することができる。このことから、基部10の振動を支持部に伝わることを抑制し、安定した駆動振動および検出振動を得ることができる。
以上の振動ジャイロ素子の変形例においても、本実施形態で説明したのと同様の作用を有し、同様の効果を享受することができる。
As described above, the crystal that is the material of the vibrating gyro element has inherent elasticity, but the elasticity of the beam can be adjusted by appropriately changing the length and shape of the beam extending from the
The above-described modification of the vibration gyro element also has the same operation as described in the present embodiment, and can enjoy the same effect.
なお、本実施形態の振動ジャイロ素子はフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング加工で一体に形成することができ、また、1枚の水晶ウエハから多数の振動ジャイロ素子を形成することができる。
また、振動ジャイロ素子の材料として、他の圧電材料であるタンタル酸リチウム(LiTaO3)或はニオブ酸リチウム(LiNbO5)などを利用しても良い。さらに、圧電材料だけでなくエリンバ材に代表される恒弾性材料を用いて実施することも可能である。
Note that the vibrating gyro element of this embodiment can be integrally formed by etching using a photolithography technique, and a large number of vibrating gyro elements can be formed from one crystal wafer.
Further, as the material of the vibrating gyro element, other piezoelectric materials such as lithium tantalate (LiTaO 3 ) or lithium niobate (LiNbO 5 ) may be used. Furthermore, it is possible to carry out using not only a piezoelectric material but also a constant elastic material represented by an erimba material.
1,2,3,4,5,6…振動ジャイロ素子、10…基部、11a,11b…検出用振動腕、13a,13b…連結腕、14a,14b…駆動振動腕、15a,15b…駆動振動腕、20a,20b,21a,21b…梁、22a,22b…支持部、80…ジャイロセンサ、82…支持台、83…固定部材、84…駆動回路と検出回路を含むIC、G…重心。 1, 2, 3, 4, 5, 6 ... vibrating gyro element, 10 ... base, 11a, 11b ... detecting vibrating arm, 13a, 13b ... connecting arm, 14a, 14b ... driving vibrating arm, 15a, 15b ... driving vibration Arm, 20a, 20b, 21a, 21b ... beam, 22a, 22b ... support part, 80 ... gyro sensor, 82 ... support base, 83 ... fixing member, 84 ... IC including drive circuit and detection circuit, G ... center of gravity.
Claims (5)
前記基部に対して、前記第1方向と直交し、前記基部の重心を通る第2方向の一方の方向側に配置されている第1の支持部と、
前記基部と前記第1の支持部とを連結している第1及び第2の梁と、を備え、
前記第1及び第2の梁は、前記第1方向または前記第1方向とは反対の方向に沿って延出している第1の構成部分と、前記第2方向に沿って延出している第2の構成部分とが、前記基部と前記第1の支持部との間にそれぞれ少なくとも2つ配置された構成を備え、
前記第1の梁と前記第2の梁とは、前記第2方向を規定する線に対して線対称である、ことを特徴とする振動ジャイロ素子。 A vibrating body comprising: a base portion; and a vibrating portion that drives and vibrates along a first direction passing through the center of gravity of the base portion and a direction opposite to the first direction;
A first support portion disposed on one direction side of the second direction perpendicular to the first direction and passing through the center of gravity of the base portion with respect to the base portion;
First and second beams connecting the base and the first support, and
The first and second beams include a first component extending along the first direction or a direction opposite to the first direction, and a first component extending along the second direction. Two components are provided with a configuration in which at least two components are disposed between the base and the first support, respectively.
The vibrating gyro element according to claim 1, wherein the first beam and the second beam are symmetrical with respect to a line defining the second direction.
前記基部に対して、前記第2方向の他方の方向側に配置されている第2の支持部と、
前記基部と前記第2の支持部とを連結している第3及び第4の梁と、を備え、
前記第3及び第4の梁は、前記第1の構成部分と前記第2の構成部分とが、前記基部と前記第2の支持部との間にそれぞれ少なくとも2つ配置された構成を備え、
前記第3の梁と前記第4の梁とは、前記第2方向を規定する線に対して線対称である、ことを特徴とする振動ジャイロ素子。 The vibrating gyro element according to claim 1,
A second support portion disposed on the other direction side of the second direction with respect to the base portion;
Third and fourth beams connecting the base and the second support, and
The third and fourth beams have a configuration in which at least two of the first component and the second component are arranged between the base and the second support, respectively.
The vibrating gyro element, wherein the third beam and the fourth beam are line symmetric with respect to a line defining the second direction.
前記第1の梁及び前記第2の梁と前記第3の梁及び前記第4の梁とは、前記第1方向を規定する線に対して線対称である、ことを特徴とする振動ジャイロ素子。 The vibrating gyro element according to claim 2,
The vibrating gyro element, wherein the first beam, the second beam, the third beam, and the fourth beam are line-symmetric with respect to a line that defines the first direction. .
前記振動体は、
前記基部から両側へ前記第2方向に沿って延出している第1及び第2の検出用振動腕と、
前記基部から両側へ前記第1方向及び前記第1方向とは反対の方向に沿って延出している第1及び第2の連結腕と、
前記第1の連結腕から両側へ前記第2方向に沿って延出している第1及び第2の駆動用振動腕と、
前記第2の連結腕から両側へ前記第2方向に沿って延出している第3及び第4の駆動用振動腕と、を備え、
前記振動部は、前記第1乃至第4の駆動用振動腕である、ことを特徴とする振動ジャイロ素子。 The vibrating gyro element according to any one of claims 1 to 3,
The vibrator is
First and second detection vibrating arms extending from the base to both sides along the second direction;
First and second connecting arms extending from the base to both sides along a direction opposite to the first direction and the first direction;
First and second drive vibrating arms extending from the first connecting arm to both sides along the second direction;
Third and fourth drive vibrating arms extending along the second direction from the second connecting arm to both sides,
The vibrating gyro element, wherein the vibrating section is the first to fourth driving vibrating arms.
前記振動ジャイロ素子が載置されている支持台と、を備えている、ことを特徴とするジャイロセンサ。 A vibrating gyro element according to any one of claims 1 to 4,
And a support base on which the vibrating gyro element is placed.
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