振動(dòng)元件、振子、電子設(shè)備及移動(dòng)體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種振動(dòng)元件、振子、電子設(shè)備及移動(dòng)體，所述振動(dòng)元件減少面外振動(dòng)的結(jié)合從而具有優(yōu)良的振動(dòng)特性。振動(dòng)元件具有驅(qū)動(dòng)臂(22)。另外，驅(qū)動(dòng)臂(22)具有上表面(221)及下表面(222)、向上表面(221)開放的槽(228)和向下表面(222)開放的槽(229)。另外，上表面(221)以相對于下表面(222)而向+X軸側(cè)偏移L1的方式被配置，槽(228)以相對于槽(229)而向+X軸側(cè)偏移L2的方式被配置。而且，L1、L2滿足L2/L1＞0的關(guān)系。
【專利說明】
振動(dòng)元件、振子、電子設(shè)備及移動(dòng)體
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種振動(dòng)元件、振子、電子設(shè)備及移動(dòng)體。
【背景技術(shù)】
[0002]—直以來，已知一種如專利文獻(xiàn)I那樣的振動(dòng)元件。
[0003]在先文獻(xiàn)I的振動(dòng)元件中，通過使用光刻技法和蝕刻技法而對水晶基板進(jìn)行圖案形成，從而獲得振動(dòng)元件的外形形狀。具體而言，通過在水晶基板的上表面及下表面上形成與外形形狀相對應(yīng)的抗蝕劑掩膜，并隔著該抗蝕劑掩膜而從兩面對水晶基板進(jìn)行濕蝕刻，從而能夠獲得陀螺元件的外形形狀。但是，在這種方法中存在上下的掩膜發(fā)生偏移的情況，從而存在因該掩膜偏移而導(dǎo)致振動(dòng)臂的截面形狀偏離設(shè)計(jì)形狀的問題。順便說明一下，在裝置的精度方面，該問題難以避免。
[0004]在產(chǎn)生了掩膜偏移的振動(dòng)元件中，截面形狀發(fā)生變形，從而結(jié)合于面內(nèi)振動(dòng)，在面外也會產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)產(chǎn)生這種面外振動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生振動(dòng)泄漏、噪聲，從而使振動(dòng)特性劣化。
[0005]專利文獻(xiàn)I:日本特開2010-226639號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種減少面外振動(dòng)的結(jié)合從而具有優(yōu)良的振動(dòng)特性的振動(dòng)兀件、振子、電子設(shè)備及移動(dòng)體。
[0007]本發(fā)明是為了解決上述的課題的至少一部分而完成的，并能夠作為以下的方式或應(yīng)用例而實(shí)現(xiàn)。
[0008]應(yīng)用例I
[0009]本應(yīng)用例的振動(dòng)元件的特征在于，具備:基部;振動(dòng)臂，其與所述基部連接，并在所述基部的面內(nèi)方向所包含的第一方向上進(jìn)行彎曲振動(dòng)，所述振動(dòng)臂具有:第一主面;相對于所述第一主面而存在表背關(guān)系的第二主面；向所述第一主面開放的第一槽;和向所述第二主面開放的第二槽，所述第一主面以相對于所述第二主面而向所述第一方向的一側(cè)偏移的方式被配置，所述第一槽以相對于所述第二槽而向所述第一方向的一側(cè)偏移的方式被配置，在將所述第一主面的所述第一方向上的中心相對于所述第二主面的所述第一方向上的中心的在所述第一方向上的偏移量設(shè)為LI，并將所述第一槽的開口的所述第一方向上的中心相對于所述第二槽的開口的所述第一方向上的中心的在所述第一方向上的偏移量設(shè)為L2時(shí)，滿足L2/L1>0的關(guān)系。
[0010]由此，能夠提供一種減少面外振動(dòng)的結(jié)合從而具有優(yōu)良的振動(dòng)特性的振動(dòng)元件。
[0011]應(yīng)用例2
[0012]在本應(yīng)用例的振動(dòng)元件中，優(yōu)選為，所述第一槽以開口相對于底面而向所述第一方向的一側(cè)偏移的方式，相對于所述基部的厚度方向而被傾斜配置，所述第二槽以底面相對于開口而向所述第一方向的一側(cè)偏移的方式，相對于所述基部的厚度方向而被傾斜配置。
[0013]由此，能夠更加有效地減少面外振動(dòng)的結(jié)合。
[0014]應(yīng)用例3
[0015]本應(yīng)用例的振動(dòng)元件的特征在于，具備:基部;振動(dòng)臂，其與所述基部連接，并在所述基部的面內(nèi)方向所包含的第一方向上進(jìn)行彎曲振動(dòng)，所述振動(dòng)臂具有:第一主面;相對于所述第一主面而存在表背關(guān)系的第二主面;和向所述第一主面開放的槽，所述第一主面以相對于所述第二主面而向所述第一方向的一側(cè)偏移的方式被配置，所述槽以其開口相對于底面而向所述第一方向的一側(cè)偏移的方式，相對于所述基部的厚度方向而被傾斜配置，在將所述第一主面的所述第一方向上的中心相對于所述第二主面的所述第一方向上的中心的在所述第一方向上的偏移量設(shè)為LI，并將使所述槽在深度方向上假設(shè)性地延長而與所述第二主面交叉的區(qū)域設(shè)為假想開口，將所述槽的開口的所述第一方向上的中心相對于所述假想開口的所述第一方向上的中心的在所述第一方向上的偏移量設(shè)為L2時(shí)，滿足L2/L1>0的關(guān)系。
[0016]由此，能夠提供一種減少面外振動(dòng)的結(jié)合從而具有優(yōu)良的振動(dòng)特性的振動(dòng)元件。
[0017]應(yīng)用例4
[0018]在本應(yīng)用例的振動(dòng)元件中，優(yōu)選為，滿足L2/L1>2的關(guān)系。
[0019]由此，能夠更加有效地減少面外振動(dòng)的結(jié)合。
[0020]應(yīng)用例5
[0021]在本應(yīng)用例的振動(dòng)元件中，優(yōu)選為，滿足L2/L1<4的關(guān)系。
[0022]由此，能夠更加有效地減少面外振動(dòng)的結(jié)合。
[0023]應(yīng)用例6
[0024]在本應(yīng)用例的振動(dòng)元件中，優(yōu)選為，所述振動(dòng)元件為對角速度進(jìn)行檢測的角速度檢測元件。
[0025]由此，振動(dòng)元件的便利性得到提高。
[0026]應(yīng)用例7
[0027]本應(yīng)用例的振子的特征在于，具有:上述應(yīng)用例的振動(dòng)元件;封裝件，其對所述振動(dòng)元件進(jìn)行收納。
[0028]由此，能夠獲得可靠性較高的振子。
[0029]應(yīng)用例8
[0030]本應(yīng)用例的電子設(shè)備的特征在于，具備上述應(yīng)用例的振動(dòng)元件。
[0031 ]由此，能夠獲得可靠性較高的電子設(shè)備。
[0032]應(yīng)用例9
[0033]本應(yīng)用例的移動(dòng)體的特征在于，具備上述應(yīng)用例的振動(dòng)元件。
[0034]由此，能夠獲得可靠性較高的移動(dòng)體。
【附圖說明】
[0035]圖1為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的俯視圖。
[0036]圖2中的(a)為圖1中的A-A線剖視圖，(b)為圖1中的B-B線剖視圖。
[0037]圖3中的(a)為表示驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式的模式圖，(b)為表示檢測振動(dòng)模式的模式圖。
[0038]圖4為驅(qū)動(dòng)臂的剖視圖。
[0039]圖5為表示使用濕蝕刻技術(shù)而獲得水晶基板的方法的圖。
[0040]圖6為表示使用干蝕刻技術(shù)而獲得水晶基板的方法的圖。
[0041]圖7為表示偏移量與在Z軸方向上的振動(dòng)量之間的關(guān)系的曲線圖。
[0042]圖8為本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件所具有的驅(qū)動(dòng)臂的剖視圖。
[0043]圖9為本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件所具有的驅(qū)動(dòng)臂的剖視圖。
[0044]圖10為表示本發(fā)明的振子的優(yōu)選的實(shí)施方式的剖視圖。
[0045]圖11為表示陀螺儀傳感器的優(yōu)選的實(shí)施方式的剖視圖。
[0046]圖12為表示應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備的便攜型(或筆記本型)的個(gè)人計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0047]圖13為表示應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備的移動(dòng)電話機(jī)(也包括智能手機(jī)、PHS:Personal Handy-phone System，個(gè)人手持式電話系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0048]圖14為表示應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備的數(shù)碼照相機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0049]圖15為表示應(yīng)用了本發(fā)明的移動(dòng)體的汽車的結(jié)構(gòu)的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]以下，根據(jù)本發(fā)明的角速度檢測元件的調(diào)節(jié)方法而進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0051]第一實(shí)施方式
[0052]圖1為表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件的俯視圖。圖2中的(a)為圖1中的A-A線剖視圖，(b)為圖1中的B-B線剖視圖。圖3中的(a)為表示驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式的模式圖，(b)為表示檢測振動(dòng)模式的模式圖。圖4為驅(qū)動(dòng)臂的剖視圖。圖5為表示使用濕蝕刻技術(shù)而獲得水晶基板的方法的圖。圖6為表示使用干蝕刻技術(shù)而獲得水晶基板的方法的圖。圖7為表示偏移量與在Z軸方向上的振動(dòng)量之間的關(guān)系的曲線圖。
[0053]此外，在下文中，如圖1所示，將相互正交的三個(gè)軸設(shè)為X軸、Y軸及Z軸。另外，為了便于說明，將+Z軸側(cè)也稱作“上”，將-Z軸側(cè)也稱作“下”。另外，圖2的剖視圖為模式化地表示檢測臂、驅(qū)動(dòng)臂的剖視圖，與實(shí)際的形狀稍有不同。
[0054]圖1所示的陀螺元件(角速度檢測元件)1為能夠?qū)@Y軸的角速度coy進(jìn)行檢測的振動(dòng)元件。這種陀螺元件I具有水晶基板2和被形成于水晶基板2的表面上的各種電極31、32、33、34 及各種端子 51、52、53、54。
[0055]此外，也可以使用如下的基板(壓電基板)來代替水晶基板2，例如，由鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)、鋯鈦酸鉛(PZT)、四硼酸鋰(Li2B4O7)、硅酸鎵鑭(La3Ga5S114)等各種壓電體材料形成的基板(壓電基板)。但是，通過使用水晶基板2，從而與使用其他的壓電基板時(shí)相比較，可獲得具有優(yōu)良的頻率溫度特性的陀螺元件I。
[0056]如圖1所示，水晶基板2呈在由作為水晶的晶軸的X軸(電軸)及Y軸(機(jī)械軸)規(guī)定的XY平面上具有展寬，并在Z軸(光軸)方向上具有厚度的板狀。即，水晶基板2由Z切割水晶板構(gòu)成。此外，雖然在本實(shí)施方式中，Z軸與水晶基板2的厚度方向一致，但是并不限定于此，從減少常溫附近的頻率溫度變化的觀點(diǎn)出發(fā)，也可以使Z軸相對于水晶基板2的厚度方向而稍微(例如，小于±15°左右)傾斜。此外，水晶基板2的厚度未被特別限定，例如，能夠設(shè)為50μπι?250μηι左右。
[0057]如圖1所示，這種水晶基板2呈大致“H”型，并具有:基部21;—對驅(qū)動(dòng)臂(振動(dòng)臂)22、23，其從基部21的-Y軸側(cè)的端部起向-Y軸側(cè)延伸;一對檢測臂(振動(dòng)臂)24、25，其從基部21的+Y軸側(cè)的端部起向+Y軸側(cè)延伸。
[0058]基部21對驅(qū)動(dòng)臂22、23及檢測臂24、25進(jìn)行支承。另外，基部21呈在XY平面上具有展寬，并在Z軸方向上具有厚度的平板狀。而且，在基部21處，陀螺元件I被固定在對象物(例如，后文敘述的封裝件8的基座81)上。另外，在基部21的下表面上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)信號端子51、驅(qū)動(dòng)接地端子52、檢測信號端子53及檢測接地端子54。
[0059]一對驅(qū)動(dòng)臂22、23在X軸方向上并排設(shè)置，并相互從基部21起向-Y軸側(cè)延伸。另外，如圖2(a)所示，驅(qū)動(dòng)臂22具有向上表面221開口的槽228和向下表面222開口的槽229，從而形成大致“H”型的橫截面形狀。同樣，驅(qū)動(dòng)臂23具有向上表面231開口的槽238和向下表面232開口的槽239，從而形成大致“H”型的橫截面形狀。如此，通過在驅(qū)動(dòng)臂22、23上設(shè)置槽228、229、238、239，從而減少熱彈性損失，增大Q值，由此能夠發(fā)揮更加優(yōu)良的振動(dòng)特性。
[0060]另外，如圖2(a)所示，在驅(qū)動(dòng)臂22、23上分別設(shè)置有驅(qū)動(dòng)信號電極31及驅(qū)動(dòng)接地電極32。驅(qū)動(dòng)信號電極31被配置于驅(qū)動(dòng)臂22的兩主面(上表面及下表面)及驅(qū)動(dòng)臂23的兩側(cè)面上，驅(qū)動(dòng)接地電極32被配置于驅(qū)動(dòng)臂22的兩側(cè)面及驅(qū)動(dòng)臂23的兩主面(上表面及下表面)上。另外，驅(qū)動(dòng)信號電極31經(jīng)由未圖示的配線而與驅(qū)動(dòng)信號端子51相連接，驅(qū)動(dòng)接地電極32經(jīng)由未圖示的配線而與驅(qū)動(dòng)接地端子52相連接。
[0061 ] 一對檢測臂24、25在X軸方向上并排設(shè)置，并相互從基部21起向+Y軸側(cè)延伸。另外，如圖2(b)所示，在檢測臂24、25的各主面(上表面及下表面)上，以在X軸方向上并排的方式而設(shè)置有檢測信號電極33及檢測接地電極34。另外，檢測信號電極33經(jīng)由未圖示的配線而與檢測信號端子53相連接，檢測接地電極34經(jīng)由未圖示的配線而與檢測接地端子54相連接。
[0062]在這種結(jié)構(gòu)的陀螺元件I中，以如下方式對角速度coy進(jìn)行檢測。
[0063]通過經(jīng)由驅(qū)動(dòng)信號端子51及驅(qū)動(dòng)接地端子52而向驅(qū)動(dòng)信號電極31與驅(qū)動(dòng)接地電極32之間施加預(yù)定頻率的交變電壓，從而使驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式被激勵(lì)，由此如圖3 (a)所示，驅(qū)動(dòng)臂22、23在X軸方向(第一方向)上以反相進(jìn)行彎曲振動(dòng)。在該狀態(tài)下，當(dāng)向陀螺元件I施加繞Y軸的角速度《抑寸，科里奧利力將會發(fā)揮作用，從而如圖3(b)所示，新激勵(lì)了檢測振動(dòng)模式，驅(qū)動(dòng)臂22、23在Z軸方向(第二方向)上以反相進(jìn)行彎曲振動(dòng)，與此相呼應(yīng)，檢測臂24、25也在Z軸方向上以反相進(jìn)行彎曲振動(dòng)。于是，通過該檢測臂24、25的彎曲振動(dòng)，從而在檢測信號電極33與檢測接地電極34之間產(chǎn)生電荷。然后，從檢測信號端子53與檢測接地端子54之間提取出該電荷以作為檢測信號，并根據(jù)所提取出的檢測信號的大小來求取角速度《y。
[0064]以上，對陀螺元件I的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡單說明。
[0065]接下來，對驅(qū)動(dòng)臂22、23的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0066]如圖4所示，驅(qū)動(dòng)臂22具有:上表面(第一主面)221;下表面(第二主面)222，其相對于上表面221而存在表背關(guān)系；槽(第一槽)228，其向上表面221開放;槽(第二槽)229，其向下表面222開放。另外，驅(qū)動(dòng)臂22中，上表面221以相對于下表面222而向+X軸側(cè)(一側(cè))偏移的方式被配置，從而驅(qū)動(dòng)臂22形成大致平行四邊形的橫截面形狀。
[0067]同樣，驅(qū)動(dòng)臂23具有:上表面(第一主面)231;下表面(第二主面)232，其相對于上表面231而存在表背關(guān)系；槽(第一槽)238，其向上表面231開放;開放槽(第二槽)239，其向下表面232開放。另外，驅(qū)動(dòng)臂23中，上表面231以相對于下表面232而向+X軸側(cè)(一側(cè))偏移的方式被配置，從而驅(qū)動(dòng)臂23形成大致平行四邊形的橫斷面形狀。
[0068]在此，關(guān)于上表面221、231相對于下表面222、232而向+乂軸方向偏移的情況，主要認(rèn)為有兩個(gè)理由。第一個(gè)理由為，存在從設(shè)計(jì)階段起便使上表面221、231相對于下表面222、232而向+X軸方向錯(cuò)開配置，并按照該設(shè)計(jì)而形成了驅(qū)動(dòng)臂22、23的情況。第二個(gè)理由為，存在本打算形成具有上表面221、231與下表面222、232未發(fā)生偏移的大致矩形的橫截面形狀的水晶基板2，但由于制造上的問題而使上表面221、231相對于下表面222、232發(fā)生了偏移的情況。
[0069]另外，作為制造上的問題，主要認(rèn)為有兩個(gè)問題。第一個(gè)問題為，例如，通過濕蝕刻而從水晶晶片20制造水晶基板2時(shí)的上下掩膜的偏移。即，如圖5(a)所示，本來上下掩膜M1、M2必須以一致重疊的方式被形成，但是由于掩膜Ml、M2的制造精度的限制等，因此如圖5(b)所示，存在上下掩膜Ml、M2在X軸方向上偏移形成的情況。當(dāng)隔著如上述那樣發(fā)生了偏移的掩膜M1、M2而對水晶晶片20進(jìn)行濕蝕刻時(shí)，如圖5(c)所示，將形成變形為大致平行四邊形形狀的驅(qū)動(dòng)臂2 2、23。第二個(gè)問題在于，例如，通過干蝕刻而從水晶晶片20制造水晶基板2時(shí)的水晶晶片上的位置。即，如圖6(a)所示，通過干蝕刻的裝置而使等離子體以放射狀被加速并與水晶晶片20發(fā)生碰撞。因此，在水晶晶片20的中央部201處，如圖6(b)所示，形成大致矩形的截面形狀的驅(qū)動(dòng)臂22、23，但是在外周部202處，如圖6(c)所示，形成變形為大致平行四邊形的形狀的驅(qū)動(dòng)臂22、23。
[0070]如果驅(qū)動(dòng)臂22、23由于這種原因而變形為平行四邊形形狀，則以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式而使陀螺元件I驅(qū)動(dòng)時(shí)，在驅(qū)動(dòng)臂22、23的X軸方向上的振動(dòng)中將會結(jié)合有Z軸方向上的振動(dòng)。于是，與該驅(qū)動(dòng)臂22、23的Z軸方向上的振動(dòng)相呼應(yīng)，檢測臂24、25將會在Z軸方向上振動(dòng)。SP，盡管并未施加角速度coy，但卻從檢測臂24、25產(chǎn)生檢測信號(電荷)，從而產(chǎn)生角速度ωy的誤檢測、角速度coy的檢測精度的降低。
[0071]因此，在陀螺元件I中，為了使驅(qū)動(dòng)臂22、23在以驅(qū)動(dòng)振動(dòng)模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)不在Z軸方向上進(jìn)行振動(dòng)(為了減少Z軸方向上的振動(dòng))，而對驅(qū)動(dòng)臂2 2內(nèi)的槽228、229的位置及驅(qū)動(dòng)臂23內(nèi)的槽238、239的位置進(jìn)行了研究。雖然在下文中將對該情況進(jìn)行詳細(xì)說明，但是由于驅(qū)動(dòng)臂22、23為相同的結(jié)構(gòu)，因此在下文中，對驅(qū)動(dòng)臂22進(jìn)行代表說明，而對于驅(qū)動(dòng)臂23，則省略其說明。
[0072]如圖4所示，在驅(qū)動(dòng)臂22中，向上表面221開放的槽228以相對于向下表面222開放的槽229而向+X軸側(cè)(一側(cè)，與上表面221相同的一側(cè))偏移的方式被配置。而且，在將上表面221的寬度中心O11相對于下表面222的寬度中心(X軸方向上的中心，對寬度進(jìn)行二等分的點(diǎn))012的向+X軸側(cè)的偏移量設(shè)為LI，并將槽228的寬度中心021相對于槽229的寬度中心O22的向+X軸側(cè)的偏移量設(shè)為L2時(shí)，滿足L2/L1>0的關(guān)系。在此，圖7為表示偏移量L1、L2與在Z軸方向上的振動(dòng)量(振幅)之間的關(guān)系的曲線圖。由該曲線圖可知，偏移量LI越大，則在Z軸方向上的振動(dòng)量越大，相反，偏移量L2越大，則在Z軸方向上的振動(dòng)量越小。因此，通過滿足L2/LI >0的關(guān)系，從而能夠減小驅(qū)動(dòng)臂22的Z軸方向上的振動(dòng)量。
[0073]此外，雖然只要偏移量L1、L2的關(guān)系如上所述那樣滿足L2/L1>0的關(guān)系，則并不被特別地限定，但是更加優(yōu)選為，滿足L2/L1>2的關(guān)系。由此，上述的效果會變得更加顯著。此時(shí)，槽228以其寬度中心021與上表面221的寬度中心O11相比位于+X軸側(cè)的方式而被偏置設(shè)置，槽229以其寬度中心O22與下表面222的寬度中心012相比位于-X軸側(cè)的方式而被偏置設(shè)置。另外，雖然作為L2/L1的上限未被特別限定，但是優(yōu)選為，例如，滿足L2/L1<4的關(guān)系。這種范圍為實(shí)際的上限，例如，能夠充分地確保槽228的+X軸側(cè)的壁部223的厚度及槽229的-X軸側(cè)的壁部224的厚度。因此，能夠在保證驅(qū)動(dòng)臂22的機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)發(fā)揮上述的效果。
[0074]第二實(shí)施方式
[0075]接下來，對本發(fā)明的振動(dòng)元件的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0076]圖8為本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件所具有的驅(qū)動(dòng)臂的剖視圖。
[0077]以下，關(guān)于第二實(shí)施方式的振動(dòng)元件，以與前文所述的第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明，對于相同的事項(xiàng)則省略其說明。
[0078]本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件除了槽的結(jié)構(gòu)不同以外，均與前文所述的第一實(shí)施方式相同。此外，對于與前文所述的第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號。另外，在本實(shí)施方式中，由于驅(qū)動(dòng)臂22、23為相同的結(jié)構(gòu)，因此對驅(qū)動(dòng)臂22進(jìn)行代表說明，而對于驅(qū)動(dòng)臂23則省略其說明。
[0079]在本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)臂22中，如圖8所示，槽228、229分別以仿照驅(qū)動(dòng)臂22的傾斜的方式而傾斜。即，槽228以其開口228a相對于底面228b而向+X軸側(cè)偏移的方式，相對于Z軸而被傾斜配置，槽229以其底面229b相對于開口 229a而向+X軸側(cè)偏移的方式，相對于Z軸而被傾斜配置。如此，通過對槽228、229進(jìn)行傾斜設(shè)置，從而能夠更加有效地減小驅(qū)動(dòng)臂22的Z軸方向上的振動(dòng)量。
[0080]此外，優(yōu)選為，穿過開口 228a(229a)的寬度中心和底面228b(229b)的寬度中心的線段L，與穿過上表面221的寬度中心O11和下表面222的寬度中心O12的線段I/大致平行。由此，上述的效果將變得更加顯著。
[0081]通過這種第二實(shí)施方式，也能夠發(fā)揮與前文所述的第一實(shí)施方式相同的效果。
[0082]第三實(shí)施方式
[0083]接下來，對本發(fā)明的振動(dòng)元件的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0084]圖9為本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件所具有的驅(qū)動(dòng)臂的剖視圖。
[0085]以下，關(guān)于第三實(shí)施方式的振動(dòng)元件，以與前文所述的第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明，而對于相同的事項(xiàng)則省略其說明。
[0086]本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的振動(dòng)元件除了槽的結(jié)構(gòu)不同以外，均與前文所述的第一實(shí)施方式相同。此外，對于與前文所述的第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號。另外，在本實(shí)施方式中，由于驅(qū)動(dòng)臂22、23為相同的結(jié)構(gòu)，因此對驅(qū)動(dòng)臂22進(jìn)行代表說明，而對于驅(qū)動(dòng)臂23則省略其說明。
[0087]如圖9所示，在本實(shí)施方式的陀螺元件I中，成為從驅(qū)動(dòng)臂22中省略了槽229的結(jié)構(gòu)。另外，驅(qū)動(dòng)臂22以上表面221相對于下表面222而向+X軸側(cè)偏移的方式，相對于Z軸方向而傾斜。同樣，槽228以其開口 228a相對于底面228b而向+X軸側(cè)偏移的方式，相對于Z軸方向而傾斜。在此，將使槽228在其深度方向(穿過開口 228a的寬度中心和底面228b的寬度中心的線段L的延伸方向)假設(shè)性地延長而與下表面222交叉的區(qū)域設(shè)為假想開口 228c。
[0088]此時(shí)，在將上表面221的寬度中心On相對于下表面222的寬度中心O12的向+X軸側(cè)的偏移量設(shè)為LI，并將開口 228a的寬度中心021相對于假想開口 228c的寬度中心O23的向+X軸側(cè)的偏移量設(shè)為L2時(shí)，L1、L2滿足L2/L1>0的關(guān)系。通過滿足這種關(guān)系，基于與前文所述的第一實(shí)施方式相同的理由，能夠減小驅(qū)動(dòng)臂22的Z軸方向上的振動(dòng)量。
[0089]此外，雖然只要偏移量L1、L2的關(guān)系如上所述那樣滿足L2/L1>0的關(guān)系，則并不特別限定，但是更加優(yōu)選為，滿足L2/L1>2的關(guān)系。由此，上述的效果將變得更加顯著。另外，雖然作為L2/L1的上限未被特別限定，但是優(yōu)選為，例如，滿足L2/L1<4的關(guān)系。這種范圍為實(shí)際的上限，例如，能夠充分地確保槽228的+X軸側(cè)的壁部223的厚度。因此，能夠在保證驅(qū)動(dòng)臂22的機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)發(fā)揮上述的效果
[0090]通過這種第三實(shí)施方式，也能夠發(fā)揮與前文所述的第一實(shí)施方式相同的效果。
[0091 ] 振子
[0092]接下來，對具備上述的陀螺元件I的振子10進(jìn)行說明。
[0093]圖10為表示本發(fā)明的振子的優(yōu)選的實(shí)施方式的剖視圖。
[0094]圖10所示的振子10具有前文所述的陀螺元件I和對陀螺元件I進(jìn)行收納的封裝件8。
[0095]封裝件8具有箱狀的基座81和板狀的蓋82，所述基座81具有凹部811，所述蓋82以封堵凹部811的開口的方式而被接合在基座81上。而且，在通過利用蓋82封堵凹部811而形成的收納空間內(nèi)收納有陀螺元件I。收納空間為減壓(真空)狀態(tài)。另外，在凹部811的底面上形成有連接端子831、832、833、834。這些連接端子831?834分別通過被形成于基座81上的未圖示的內(nèi)部配線，而被引出至基座81的下表面。
[0096]而且，陀螺元件I在基部21處經(jīng)由導(dǎo)電性粘合材料861、862、863、864而被固定在凹部811的底面上。另外，經(jīng)由導(dǎo)電性粘合材料861、862、863、864，而使驅(qū)動(dòng)信號端子51與連接端子831、驅(qū)動(dòng)接地端子52與連接端子832、檢測信號端子53與連接端子833、檢測接地端子54與連接端子834電連接。作為導(dǎo)電性粘合材料861?864，只要具有導(dǎo)電性和粘合性則不被特別限定，例如，能夠使用使銀顆粒等導(dǎo)電性填料分散于硅酮類、環(huán)氧類、丙烯酸類、聚酰亞胺類、雙馬來酰亞胺類等的粘合材料中而得到的粘合材料。
[0097]陀螺儀傳感器
[0098]接下來，對具備陀螺元件I的陀螺儀傳感器進(jìn)行說明。
[0099]圖11為表示陀螺儀傳感器的優(yōu)選的實(shí)施方式的剖視圖。
[0100]圖11所示的陀螺儀傳感器100具有振子10和IC芯片9。IC芯片9通過焊接材料等而被固定在凹部811的底面上，并與陀螺元件I電連接。另外，IC芯片9具有用于使陀螺元件I進(jìn)行驅(qū)動(dòng)振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)回路、對在施加了角速度時(shí)于陀螺元件I中所產(chǎn)生的檢測振動(dòng)進(jìn)行檢測的檢測電路等。
[0101 ]此外，雖然在本實(shí)施方式中，IC芯片9被設(shè)置在封裝件8的內(nèi)部，但是IC芯片9也可以被設(shè)置在封裝件8的外部。
[0102]電子設(shè)備
[0103]接下來，對具備陀螺元件I的電子設(shè)備進(jìn)行說明。
[0104]圖12為表示應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備的便攜型(或筆記本型)的個(gè)人計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0105]在該圖中，個(gè)人計(jì)算機(jī)1100通過具備鍵盤1102的主體部1104和具備顯示部1108的顯示單元1106而構(gòu)成，顯示單元1106通過鉸鏈結(jié)構(gòu)部而以能夠相對于主體部1104進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被支承。在這種個(gè)人計(jì)算機(jī)1100中內(nèi)置有作為角速度檢測單元(陀螺儀傳感器)而發(fā)揮功能的陀螺元件I。
[0106]圖13為表示應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備的移動(dòng)電話機(jī)(也包括智能手機(jī)、PHS)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0107]在該圖中，移動(dòng)電話機(jī)1200具備多個(gè)操作按鈕1202、聽筒1204以及話筒1206，并且在操作按鈕1202與聽筒1204之間配置有顯示部1208。在這樣的移動(dòng)電話機(jī)1200中，內(nèi)置有作為角速度檢測單元(陀螺儀傳感器)而發(fā)揮功能的陀螺元件I。
[0108]圖14為表示應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備的數(shù)碼照相機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0109]在數(shù)碼照相機(jī)1300中的殼體(主體)1302的背面設(shè)置有顯示部1310，并且成為根據(jù)由CCD產(chǎn)生的攝像信號而進(jìn)行顯示的結(jié)構(gòu)，顯示部1310作為將被攝物體顯示為電子圖像的取景器而發(fā)揮功能。另外，在殼體1302的正面?zhèn)?圖中背面?zhèn)?設(shè)置有包括光學(xué)透鏡(攝像光學(xué)系統(tǒng))、CCD等在內(nèi)的受光單元1304。當(dāng)攝影者對被顯示在顯示部1310上的被攝物體圖像進(jìn)行確認(rèn)，并按下快門按鈕1306時(shí)，該時(shí)間點(diǎn)上的CCD的攝像信號將被傳送并被存儲至存儲器1308中。在這種數(shù)碼照相機(jī)1300中內(nèi)置有作為角速度檢測單元(陀螺儀傳感器)而發(fā)揮功能的陀螺元件I。
[0110]由于以上這種電子設(shè)備具備陀螺元件I，因此能夠發(fā)揮較高的可靠性。
[0111]此外，本發(fā)明的電子設(shè)備除了能夠應(yīng)用于圖12的個(gè)人計(jì)算機(jī)(便攜型個(gè)人計(jì)算機(jī))、圖13的移動(dòng)電話機(jī)、圖14的數(shù)碼照相機(jī)中以外，還能夠應(yīng)用于如下設(shè)備中，例如，智能手機(jī)、平板電腦終端、時(shí)鐘、噴墨式噴出裝置(例如噴墨式打印機(jī))、膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、攝像機(jī)、錄像機(jī)、車輛導(dǎo)航裝置、尋呼機(jī)、電子記事本(也包括附帶通信功能的產(chǎn)品)、電子辭典、電子計(jì)算器、電子游戲設(shè)備、文字處理器、工作站、可視電話、防盜用視頻監(jiān)視器、電子雙筒望遠(yuǎn)鏡、P0S(point of sale:銷售點(diǎn))終端、醫(yī)療設(shè)備(例如電子體溫計(jì)、血壓計(jì)、血糖計(jì)、心電圖測量裝置、超聲波診斷裝置、電子內(nèi)窺鏡)、魚群探測器、各種測量設(shè)備、計(jì)量儀器類(例如，車輛、航空器、船舶的計(jì)量儀器類)、飛行模擬器等。
[0112]移動(dòng)體
[0113]接下來，對具備圖1所示的陀螺元件I的移動(dòng)體進(jìn)行說明。
[0114]圖15為表示應(yīng)用了本發(fā)明的移動(dòng)體的汽車的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0115]在汽車1500中內(nèi)置有作為角速度檢測單元(陀螺儀傳感器)而發(fā)揮功能的陀螺元件1，能夠通過陀螺元件I而對車身1501的姿態(tài)進(jìn)行檢測。陀螺元件I的檢測信號被供給至車身姿態(tài)控制裝置1502，車身姿態(tài)控制裝置1502能夠根據(jù)該信號而對車身1501的姿態(tài)進(jìn)行檢測，并且能夠根據(jù)檢測結(jié)果而對懸架的軟硬進(jìn)行控制，或者對各個(gè)車輪1503的制動(dòng)器進(jìn)行控制。除此以外，這種姿態(tài)控制也能夠在雙足步行機(jī)器人、無線電控制直升機(jī)中進(jìn)行利用。如以上那樣，在實(shí)現(xiàn)各種移動(dòng)體的姿態(tài)控制時(shí)，安裝陀螺元件I。
[0116]以上，雖然根據(jù)圖示的實(shí)施方式對本發(fā)明的振動(dòng)元件、振子、電子設(shè)備及移動(dòng)體進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不限定于此，各部分的結(jié)構(gòu)能夠置換為具有相同功能的任意結(jié)構(gòu)。另外，也可以在本發(fā)明中附加其他任意的結(jié)構(gòu)物。另外，本發(fā)明也可以將上述的各個(gè)實(shí)施方式中的任意兩個(gè)以上的結(jié)構(gòu)(特征)組合。
[0117]符號說明
[0?18] I…陀螺兀件；2…水晶基板；8…封裝件；9…IC芯片；1…振子；20…水晶晶片；2l...基部;22、23...驅(qū)動(dòng)臂;24、25…檢測臂;3l...驅(qū)動(dòng)信號電極;32...驅(qū)動(dòng)接地電極;33...檢測信號電極;34...檢測接地電極;51...驅(qū)動(dòng)信號端子;52...驅(qū)動(dòng)接地端子;53...檢測信號端子;54...檢測接地端子;8l...基座；82..?蓋；100…陀螺儀傳感器；2(Π…中央部；202…外周部；221…上表面；222…下表面；223、224…壁部；228…槽；228a...開口； 228b...底面；228c...假想開口；229…槽；229a...開口 ;229b…底面；231…上表面；232…下表面；238…槽；239...槽;811"凹部；831、832、833、83令"連接端子;861、862、863、86令"導(dǎo)電性粘合材料；1100...個(gè)人計(jì)算機(jī)；1102...鍵盤；1104...主體部；1106...顯示單元；1108...顯示部；1200...移動(dòng)電話機(jī)；1202...操作按鈕；1204…聽筒；1206...話筒；1208…顯示部；1300…數(shù)碼照相機(jī)；1302...殼體；1304...受光單元；1306...快門按鈕；1308...存儲器；1310...顯示部；1500...汽車；150l...車身；1502...車身姿態(tài)控制裝置；1503...車輪;L1、L2...偏移量;L、I/…線段;Μ1、Μ2."掩膜;Oil、Ol2、021、022、023…寬度中心；ω y...角速度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種振動(dòng)元件，其特征在于，具備: 基部； 振動(dòng)臂，其與所述基部連接，并在所述基部的面內(nèi)方向所包含的第一方向上進(jìn)行彎曲振動(dòng)， 所述振動(dòng)臂具有:第一主面;相對于所述第一主面而存在表背關(guān)系的第二主面；向所述第一主面開放的第一槽;和向所述第二主面開放的第二槽， 所述第一主面以相對于所述第二主面而向所述第一方向的一側(cè)偏移的方式被配置， 所述第一槽以相對于所述第二槽而向所述第一方向的一側(cè)偏移的方式被配置， 在將所述第一主面的所述第一方向上的中心相對于所述第二主面的所述第一方向上的中心的在所述第一方向上的偏移量設(shè)為LI， 并將所述第一槽的開口的所述第一方向上的中心相對于所述第二槽的開口的所述第一方向上的中心的在所述第一方向上的偏移量設(shè)為L2時(shí)， 滿足L2/L1>0的關(guān)系。2.如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)元件，其中， 所述第一槽以開口相對于底面而向所述第一方向的一側(cè)偏移的方式，相對于所述基部的厚度方向而被傾斜配置， 所述第二槽以底面相對于開口而向所述第一方向的一側(cè)偏移的方式，相對于所述基部的厚度方向而被傾斜配置。3.一種振動(dòng)元件，其特征在于，具備: 基部； 振動(dòng)臂，其與所述基部連接，并在所述基部的面內(nèi)方向所包含的第一方向上進(jìn)行彎曲振動(dòng)， 所述振動(dòng)臂具有:第一主面;相對于所述第一主面而存在表背關(guān)系的第二主面;和向所述第一主面開放的槽， 所述第一主面以相對于所述第二主面而向所述第一方向的一側(cè)偏移的方式被配置， 所述槽以其開口相對于底面而向所述第一方向的一側(cè)偏移的方式，相對于所述基部的厚度方向而被傾斜配置， 在將所述第一主面的所述第一方向上的中心相對于所述第二主面的所述第一方向上的中心的在所述第一方向上的偏移量設(shè)為LI， 并將使所述槽在深度方向上假設(shè)性地延長而與所述第二主面交叉的區(qū)域設(shè)為假想開口，將所述槽的開口的所述第一方向上的中心相對于所述假想開口的所述第一方向上的中心的在所述第一方向上的偏移量設(shè)為L2時(shí)， 滿足L2/L1>0的關(guān)系。4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)元件，其中， 滿足L2/L1>2的關(guān)系。5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)元件，其中， 滿足L2/L1<4的關(guān)系。6.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)元件，其中， 所述振動(dòng)元件為對角速度進(jìn)行檢測的角速度檢測元件。7.一種振子，其特征在于，具有:權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)元件；封裝件，其對所述振動(dòng)元件進(jìn)行收納。8.一種電子設(shè)備，其特征在于，具備權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)元件。9.一種移動(dòng)體，其特征在于，具備權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)元件。
【文檔編號】H03H9/19GK106059526SQ201610188248
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年3月29日 公開號201610188248.4, CN 106059526 A, CN 106059526A, CN 201610188248, CN-A-106059526, CN106059526 A, CN106059526A, CN201610188248, CN201610188248.4
【發(fā)明人】中川啓史
【申請人】精工愛普生株式會社