CN101636634A

CN101636634A - 压电振动器以及振动陀螺仪

Info

Publication number: CN101636634A
Application number: CN200880008919A
Authority: CN
Inventors: 柳泽彻; 山本泉
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2028-03-19
Also published as: US20100116052A1; WO2008114818A1; JPWO2008114818A1; JP5201738B2; CN101636634B

Abstract

在压电振动器的驱动脚、检测脚分别进行共振振动的固有振动中，通过设定各固有振动的振动方向、共振频率间的频率差，驱动脚的振动难以漏到检测脚，能够抑制压电振动器的漏振。在压电振动器中，通过使驱动脚的振动方向和检测脚的振动方向正交，另外，通过充分地扩大驱动脚的平面方向的共振频率与驱动脚的面外方向的共振频率的频率差，抑制漏振的成长。由此能够使压电振动器小型化，而且减小漏振。

Description

压电振动器以及振动陀螺仪

技术领域

本发明涉及压电振动器以及使用压电振动器的振动陀螺仪，特别涉及具有基部和从该基部延伸的驱动脚以及检测脚的压电振动器以及使用该压电振动器的振动陀螺仪。

背景技术

使用石英振动器等压电振动器的振荡器广泛地用于在电子·通信领域使用的例如时钟或基准频率的频率源等各种电子装置等领域。例如，可以把压电振动器用作角速度传感器，构成通过检测与角速度对应的科里奥利力引起的振动，来检测移动体的角速度的振动陀螺仪，用于飞机、车辆等移动体的姿态控制、导航等。

作为压电振动器，公知使驱动脚和检测脚对于基部在互相相反的方向上延伸的结构(参照专利文献1)。图26(a)所示的压电振动器101是使一对驱动脚103a、103b和一对检测脚104a、104b对于基部102在互相相反的方向上延伸的结构。在该压电振动器101中，使一对驱动脚103a、103b在驱动脚形成的平面上互相反相地振动，通过以压电振动器的对称轴为中心的转动角速度ω导致的科里奥利力的作用，使用检测脚104a、104b检测在与所述平面正交的平面上互相反相感应的振动。

在图26(a)的结构中，因为驱动脚和检测脚固定在基部102上，所以在检测时存在基部102的中心线容易扭曲，检测灵敏度低的问题。因此，提出了增加驱动脚或者检测脚的条数的结构。图26(b)表示增加了检测脚的条数的例子。在该压电振动器111的结构例中，在基部112的一个方向上具有驱动脚113a、113b，在与基部112的上述方向相反一侧的方向上设置检测脚114a～114d。

在对于基部使驱动脚和检测脚在互相相反的方向上延伸的结构中，因为是两脚部向相反侧延伸的结构，所以存在难以使压电振动器小型化的问题。

另一方面，作为压电振动器，还公知对于基部使驱动脚和检测脚在一个方向上延伸的结构(参照专利文献2～4)。图26(c)表示对于基部122使驱动脚123a、123b和检测脚124在一个方向上延伸的压电振动器121的结构例。

在使用压电振动器的振动陀螺仪中，在围绕位于压电振动器的驱动振动平面上的轴施加角速度ω时，在与振动驱动方向正交的方向上产生与该角速度ω成比例的科里奥利力，结果，压电振动器具有与驱动振动方向正交的方向的振动成分。振动陀螺仪通过检测与该驱动振动方向正交的方向的振动成分，检测角速度ω。

可以得出角速度ω为0时检测输出为0，但是由于驱动脚的激振，有时产生被称为漏振(leakage vibration)的振动，漏振是在检测方向上产生振动。理想的是，在驱动方向上激振的驱动脚的振动成分仅为驱动方向，作为驱动振动模式的共振频率fd和检测模式的共振频率fs之差的失调度Δf越小检测灵敏度越大越好，但实际上由于压电振动器的制作精度、内部或者外部的耦合，包含误差而产生漏振，因为失调度Δf越小该漏振越大，所以要设定失调度Δf的大小使灵敏度和漏振双方的大小适度。

该漏振成为检测输出、灵敏度降低的主要原因。目前，为了抑制压电振动器的检测输出、灵敏度的降低，执行失调度Δf的调整、减小漏振的修整。

在上述专利文献2～4中表示的结构例中，公开了通过修正振动脚的质量来进行调整。在专利文献2中，使用锉刀、拔根器、激光器等来消减驱动脚的质量，在专利文献3中，公开了在带中埋入研磨材料的结构。另外，在专利文献4中，公开了使用多个激光的例子。

专利文献1：特开平11-14373号公报

专利文献2：特开2000-337880号公报

专利文献3：特开2002-243451号公报

专利文献4：特开2004-93158号公报

发明内容

如上所述，在对于基部使驱动脚和检测脚在相反方向上延伸的结构中存在小型化困难的课题，另外，在对于基部使驱动脚和检测脚在一个方向上延伸的结构中，虽然消除了小型化的课题，但为了修整振动脚的质量需要进行加工，存在加工需要花费时间，成本升高的问题。

另外，在对于基部使驱动脚和检测脚在一个方向上延伸的压电振动器的结构中，在现有的驱动形式中，除了在没有通过漏振施加角速度的状态下也产生输出之外，存在在通过科里奥利力检测角速度的检测模式中检测输出受到驱动脚的振动的影响的问题。

图27、28用于说明驱动脚的驱动模式和检测模式以及漏振。图27(a)、28(a)表示对于基部使驱动脚和检测脚在一个方向上延伸的压电振动器的结构例，图27(b)～(d)、28(b)～(d)表示驱动脚和检测脚的截面图以及立体图，图27(b)、28(b)表示驱动模式，图27(c)、28(c)表示检测模式，图27(d)、28(d)表示漏振状态。

驱动模式是在多个驱动脚(在图27(a)、28(a)中表示两个驱动脚)形成的平面，反相驱动驱动脚(图27(b)、28(b)中的相反方向的箭头)的振动模式。通过基于角速度而产生的科里奥利力，驱动脚在与上述的面正交的方向(面外方向)上振动。检测模式是驱动脚、检测脚都在面外方向上振动的模式，是驱动脚在面外方向上反相振动的模式。当施加了角速度时，检测脚通过由于科里奥利力而产生的驱动脚的振动和检测模式进行共振，来进行检测(图27(c)、28(c))。

在此，由于制造中的形成误差，驱动脚通常在截面形状的对称性方面存在偏差。由此，驱动脚对于X轴具有角度地进行振动(图27(d)、28(d))。因为该驱动脚的截面形状的非对称性造成的振动成为反相，所以在不施加角速度的状态下成为误检测，在检测模式下放大了驱动脚的振动。

因此，本发明的目的在于解决现有的问题，在压电振动器中能够小型化，而且减小漏振。

此外，本发明的目的在于能够不需要修整振动脚的质量这样的加工来抑制漏振，以及通过不需要修整加工来减低加工时间和加工成本。

本发明在压电振动器的驱动脚、检测脚分别进行共振的固有振动中，通过设定各固有振动的振动方向、共振频率间的频率差，使驱动脚的振动难以漏到检测脚，抑制压电振动器的漏振。这在压电振动器中，通过使驱动脚的振动方向和检测脚的振动方向正交，使驱动模式的共振频率和驱动脚朝向面外方向反相进行振动的模式的共振频率的频率差足够大，驱动脚的漏振难以传到检测脚，由此来抑制漏振。

本发明的发明人确认了在驱动模式的共振频率和驱动脚在面外方向上进行振动的共振频率之间的频率差与泄漏量之间，存在使它们的积保持恒定地进行变化的关系。据此，在从驱动脚向检测脚的漏振中，通过增大驱动模式的共振频率和驱动脚朝向面外方向反相进行振动的模式的共振频率的频率差，驱动脚的振动难以漏到检测脚。

该各振动脚(驱动脚以及检测脚)的固有振动中的振动方向、共振频率可以在设计压电振动器时预先确定，不需要为了抑制漏振而进行的振动脚修整这样的加工。

另外，即使在各振动脚的共振频率从设定值偏移时，该共振频率的偏移只不过表现为振动脚的振幅变化，不会对从驱动脚对检测脚泄漏不需要的振动的漏振造成影响。

在本发明的压电振动器中，在压电振动器的驱动脚、检测脚的固有振动中，作为设定各固有振动的振动方向、共振频率的差的方式，可以采取多种方式。

本发明的压电振动器的各个方式，具有至少两条驱动脚、以及在该两条驱动脚形成的平面上设置的至少一条检测脚。该驱动脚以及检测脚具有共同固定各固定端的基部，将检测脚设置成在与驱动脚从基部延伸的延伸方向相反的一侧从基部突出。

在此，使检测脚与基部的位置关系为，在与驱动脚从基部延伸的延伸方向相反的一侧，以基部的端部位置为边界，使检测脚的前端部分从该边界为驱动脚一侧，不向与驱动脚相反的一侧突出。通过使该检测脚和基部的位置关系成为上述关系，驱动脚以及检测脚以基部的端部位置为边界被配置在同一侧，不超过边界向相反一侧延伸。由此，压电振动器的长度成为驱动脚或检测脚的延伸方向长的一方的长度、与基部的延伸方向的长度之和，所以与目前使驱动脚和检测脚向基部的两侧延伸的结构相比，能够缩短长度。

本发明的压电振动器的第一方式为：具有上述结构的驱动脚和检测脚，在频带中分离地设定驱动脚在与平面方向正交的方向上反相进行振动的振动模式的共振频率(fa)、以及驱动脚在平面方向上进行振动的振动模式的共振频率(fb)，由此能够减低从驱动脚向检测脚的漏振的振动传递。

在第一方式中，在驱动脚和检测脚都在与驱动脚形成的平面方向正交的方向(面外方向)上进行振动的固有振动中，在频带中分离驱动脚的共振频率(fa)、和驱动脚的共振频率(fb)，由此在驱动脚在共振频率(fa)的振动模式下进行振动时，减低该振动向检测脚泄漏的泄漏量，抑制漏振的影响。

本发明的压电振动器的第二方式为，具有与第一方式相同结构的驱动脚和检测脚，采用以下的频率关系：驱动脚在平面方向上反相进行振动的振动模式的第一共振频率(fb)与检测脚在与平面方向正交的方向上进行振动的振动模式的共振频率(fc)的频率差的绝对值(|fb-fc|)，小于驱动脚的第一共振频率(fb)与驱动脚在与平面方向正交的方向上进行振动的振动模式的驱动脚的第二共振频率(fa)的频率差的绝对值(|fb-fa|)。

在第二方式中，通过相对地增大|fb-fa|的频率差，驱动脚的科里奥利力引起的强制振动不会感应出被称为打水脚振动模式的驱动脚在与平面方向正交的方向(面外方向)上相互反相地进行振动的振动，通过相对地减小|fb-fa|的频率差，使检测脚与驱动脚的强制振动共振，进行角速度的检测。

本发明的压电振动器的第三方式为：具有与第一方式相同结构的驱动脚和检测脚，采用以下的频率关系：使驱动脚在与平面方向正交的方向上反相地以大体相同的振幅进行振动的振动模式的共振频率(fa)、与检测脚在与平面方向正交的方向上进行振动的振动模式的共振频率(fc)相差大，使驱动脚在与平面方向正交的方向上同相地进行振动的振动模式的共振频率(fB)、与检测脚在与所述平面方向正交的方向上进行振动的振动模式的共振频率(fc)大体相同。

在第三方式中，通过使驱动脚在与平面方向正交的方向上进行振动的振动模式的共振频率(fa)、与检测脚的振动模式的共振频率(fc)相差大，称为打水脚振动模式的驱动脚在面外方向上相互反相地进行振动的振动对于检测脚没有影响。另一方面，通过使驱动脚在面外方向上同相地进行振动的振动模式的共振频率(fB)、与检测脚在面外方向上进行振动的振动模式的共振频率(fc)大体相同，即使是在驱动脚中包含截面形状的非对称性的情况下，因为在驱动脚中产生的面外振动为反相，共振频率fB的模式是驱动脚在面外方向上同相地进行振动的模式，所以振动方法为反方向，所以能够抑制面外振动的扩大，抑制漏振。

在本发明的压电振动器的第四方式中，基部具有固定驱动脚以及检测脚的固定部、和把该固定部与支承部连接，并且在驱动脚的延伸方向上延伸的连接部。该连接部对于支承部自由地扭转在固定部上固定的驱动脚和检测脚。

在该第四方式中，在驱动模式中，驱动脚在多条驱动脚形成的平面上反相地进行驱动。在检测模式中，当通过角速度产生科里奥利力时，驱动脚在与所述平面正交的面外方向上反相地接受科里奥利力，通过连接部的扭转进行摇动。但是，驱动脚因为与固定部一体运动所以对于固定部不进行弯曲振动，在与平面正交的面外方向上不进行振动。另一方面，检测脚对应连接部的扭转向面外振动。连接部扭转进行振动的驱动脚的振动模式的共振频率(fD)、与检测脚在与平面方向正交的方向上进行振动的振动模式的共振频率(fc)大体相同。因为该面外方向的振动幅度取决于连接部扭转的容易度，另外，该连接部扭转的容易度取决于连接部的脚部的长度，所以通过增加连接部的脚部的长度能够得到大的振动幅度，能够提高检测灵敏度。

另外，通过使连接部的脚部在与驱动脚的延伸方向相同的方向上延伸，能够抑制压电振动器的长度由于连接部的脚部而变长。

另外，作为本发明的压电振动器使驱动脚和检测脚的固有频率为上述第一方式～第四方式的频率关系的结构，可以采用以下的方式。

在第一方式中，使检测脚的宽度比驱动脚的宽度细，把驱动脚以及检测脚的与长度方向正交的截面形状做成长方形。通过把驱动脚的截面形状做成长方形，能够在频率上分离驱动脚的平面方向的固有频率和面外方向的固有频率，能够减低漏振。

在第二方式中，使驱动脚的截面形状为在厚度方向上长的长方形，或者在宽度方向上长的长方形。

在第三方式中，在驱动脚的截面形状是在厚度方向上长的长方形时，使检测脚比驱动脚长。通过使检测脚比驱动脚长，降低检测脚的固有频率，使检测脚的固有频率与驱动脚的平面方向的固有频率接近。

在第四方式中，检测脚在其前端附加锤形。通过在检测脚的前端附加锤形，降低检测脚的固有频率，在频率上分离检测脚的固有频率和驱动脚的面外方向的固有频率，同时使检测脚的固有频率与驱动脚的平面方向的固有频率接近。

在第五方式中，在驱动脚的截面形状为宽度方向长的长方形时，在驱动脚的前端附加锤形。通过在驱动脚的前端附加锤形，能够降低固有频率。通过附加锤形，驱动脚的固有频率降低，使检测脚的固有频率与驱动脚的平面方向的固有频率接近。

在第六方式中，驱动脚在长度方向上具有沟槽，第七方式，进而使该沟槽的截面形状大致成为H型。通过做成在驱动脚的长度方向上有沟槽的结构，能够提高驱动脚的刚性，降低驱动脚的面外方向的固有频率，相对提高驱动脚的平面方向的固有频率，所以能够在频率上分离驱动脚的面外方向的固有频率和驱动脚的平面方向的固有频率。并且，通过使沟槽的截面形状大致成为H型能够提高驱动脚的刚性，所以能够提高上述效果。

在第八方式中，构成连接部的脚部，通过角速度引起的科里奥利力进行扭转。因此，也可以把该连接部的脚部作为检测脚使用，通过在该脚部上设置检测单元，能够取得检测角速度的检测信号。

并且，本发明能够构成以下的振动陀螺仪：使用上述压电振动器，按照规定频率驱动压电驱动器的驱动脚，通过检测在检测脚上产生的振动来测定外力。本发明的振动陀螺仪通过具有上述本发明的压电振动器的各个特征，能够小型化，能够抑制漏振。另外，因为压电振动器不需要修整加工等加工操作所以能够抑制成本，使用该压电振动器的振动陀螺仪也能够抑制成本。

根据本发明，能够在压电振动器中实现小型化，而且减小漏振。

另外，根据本发明，能够不需要修整振动脚的质量这样的加工地抑制漏振。由此，在抑制漏振时，能够削减修整加工的加工时间和加工成本。

附图说明

图1是用于说明本发明的压电振动器的一个结构例、以及把该压电振动器作为振动陀螺仪使用时选择的振动模式的概要图。

图2是用于说明本发明的压电振动器的驱动脚的固有振动模式的图。

图3是用于说明本发明的压电振动器的驱动脚的固有振动模式的图。

图4是用于说明本发明的压电振动器的驱动脚的固有振动模式的图。

图5是用于说明本发明的压电振动器的检测脚的固有振动模式的图。

图6是用于说明本发明的压电振动器的检测脚的固有振动模式的图。

图7用于说明从本发明的压电振动器的驱动模式感应检测模式。

图8用于说明从本发明的压电振动器的驱动模式感应检测模式。

图9用于说明从本发明的压电振动器的驱动模式感应检测模式。

图10是表示失调度和漏振的关系的图。

图11是用于说明驱动脚的固有频率fa、fb和检测脚的固有频率fc的关系的图。

图12表示用于说明本发明的压电振动器的第一方式～第三方式的、各方式中的驱动脚和检测脚的振动状态。

图13表示用于说明本发明的压电振动器的第一方式～第三方式的、各方式中的频率关系。

图14用于说明抑制由于本发明的压电振动器的驱动脚的截面形状的非对称性而发生的漏振。

图15用于说明本发明的压电振动器的驱动脚和检测脚对于基部的配置结构的第一～第四结构例。

图16用于说明本发明的压电振动器的驱动脚和检测脚对于基部的配置结构的第五～第七结构例。

图17用于说明本发明的压电振动器的驱动脚和检测脚对于基部的配置结构的第八、第九结构例。

图18用于说明本发明的压电振动器的驱动脚和检测脚对于基部的配置结构的第十～第十五结构例。

图19用于说明本发明的压电振动器的第十六结构例。

图20是本发明的第十六结构例的驱动脚的截面图。

图21是用于说明本发明的第四方式的形式例的平面图。

图22用于说明本发明的第四方式的一个形式例的驱动模式以及检测模式的动作状态。

图23用于说明本发明的第四方式的一个形式例的驱动模式以及检测模式的动作状态。

图24是用于说明本发明的压电振动器的另一结构例的图。

图25是用于说明本发明的压电振动器的电路结构例的图。

图26是用于说明现有的压电振动器的结构的图。

图27是用于说明驱动脚的驱动模式和检测模式以及漏振的图。

图28是用于说明驱动脚的驱动模式和检测模式以及漏振的图。

符号说明

1压电振动器；2基部；3、3a、3b、3A、3B驱动脚；4、4a、4b检测脚；5固定部；6支承部；7连接部；8端部；9边界；10、10a、10b沟槽；11a、11b驱动电极；11c检测电极；101压电振动器；102基部；103a、103b驱动脚；104a、104b检测脚；111压电振动器；112基部；113a、113b驱动脚；114a、114b检测脚；121压电振动器；122基部；123a、123b驱动脚；124a、124b检测脚

具体实施方式

下面使用附图详细说明本发明。

图1(a)用于说明压电振动器1的一个结构例。这里表示的压电振动器1表示了具有两条驱动脚3(3a，3b)和在两条驱动脚形成的平面内设置的一条检测脚4的例子，但驱动脚的条数不限于两条，可以做成两条以上，检测脚的条数不限于一条，可以做成一条以上。

驱动脚3和检测脚4都把各固定端固定在基部2上，使驱动脚3和检测脚4相对于基部2在同一侧延伸，对于基部2不向与延伸方向相反的一侧突出。

在图1中，基部2表示了通过连接部7连接固定驱动脚3以及检测脚4的固定部5、和在振动陀螺仪的外壳等上安装的支承部6的结构。驱动脚3和检测脚4固定在基部2的固定部5上，检测脚4把基部2的支承部6的端部8的位置作为基准，以其延长线上的边界9为界，不向与越过该边界9的脚相反的一侧延伸。关于该检测脚的结构例，使用图11～图16说明。

图1(b)～图1(c)在驱动脚3(3a，3b)以及检测脚4形成的平面内，表示各脚部的截面，图1(b)表示驱动模式下的振动状态，图1(c)表示检测模式下的振动状态。

这里，驱动模式以及检测模式是把压电振动器1作为振动陀螺仪使用时选择的振动模式。

驱动模式是通过对设置在驱动脚上的电极供给驱动电流来进行振动的振动状态，此时的振动脚的振动频率由驱动脚的固有振动频率决定，振幅由供给的电力和Q值来决定。

另外，检测模式是在压电振动器1处于振动模式时通过受到角速度ω的外力产生科里奥利力，驱动脚进行面外振动时感应的振动模式。在科里奥利力作用时，检测模式被强制振动，所以检测脚的振动频率由驱动脚的振动频率决定，振幅根据此时的驱动脚的振动频率和检测脚的固有频率的失调度来决定。

图1(b)表示在驱动脚3a、3b形成的平面内反相地驱动该驱动脚时的驱动模式。图中，驱动脚3a、3b在相反方向上进行振动的状态(图中的箭头)表示驱动脚反相地进行驱动时的一个驱动方向。

可以根据在压电振动器1的驱动脚的电极上施加的驱动电流的供给状态来设定上述驱动模式。

图1(c)表示通过对处于驱动模式的驱动脚3a、3b施加角速度ω的外力，检测脚开始振动的检测模式。

通过施加角速度ω的外力而发生的科里奥利力，产生驱动脚3a、3b在与驱动脚3a、3b形成的平面正交的方向(面外方向)上进行振动的振动成分。图中的箭头表示面外方向的振动成分。

检测脚4因为在基部2上与驱动脚3a、3b耦合，所以受到驱动脚3a、3b的面外方向的强制振动，在面外方向上进行振动。设置在检测脚4上的检测电极检测该振动。

压电振动器1的驱动脚以及检测脚具有由该脚的形状、脚的固定状态决定的固有振动模式，通过按照该固有振动模式具有的固有频率使脚进行振动，脚以规定的振动形式进行振动。在该固有振动模式下，脚还以固有频率以外的频率进行振动，在基于固有频率的共振频率下能够得到大的振幅。

图9(b)用于说明脚的振动状态。在图9(b)中，特性曲线示意地表示固有频率f0的脚的驱动频率和振幅的关系。这里，当以频率ft使脚强制振动时，脚以强制振动的频率ft进行振动，此时的振幅由特性曲线决定。在强制振动的频率ft是该脚的固有频率f0时，振幅最大。

下面使用图2～图6说明压电振动器的固有振动模式。图2～图4表示驱动脚的固有振动模式，图5、6表示检测脚的共振模式。图3(a)、图4(a)、图5(a)、图6(a)、图8(a)表示静止状态的压电振动器。

图2～图4对于驱动脚的共振模式表示了两种方式。

图2(a)、图3表示驱动脚的第一振动模式，是在驱动脚形成的平面内反相地进行振动的振动形式。图中的箭头表示在一振动状态下的驱动脚3a、3b的振动方向。驱动脚3a、3b重复在互相相反的方向上进行振动的振动状态。图3(b)、(c)表示在平面方向上驱动脚3a、3b在互相相反的方向上进行振动的振动状态。此时的共振频率由驱动脚的形状、驱动脚的固定状态决定。

另外，图2(b)、图4表示驱动脚得到第二振动模式，是驱动脚在与形成的平面正交的方向(面外方向)上反相进行振动的振动模式。图中的箭头表示一振动状态下的驱动脚3a、3b的振动方向，互相在面外方向上反方向地进行振动。图4(b)、(c)表示在面外方向上驱动脚3a、3b互相在相反方向上进行振动的振动状态。在该面外方向上反相的振动模式被称为打水脚方式。

另一方面，图5、图6表示检测脚的固有振动模式的形式。

检测脚4是在与驱动脚3a、3b形成的平面正交的方向(面外方向)上进行振动的振动形式。图中的箭头表示振动方向。图6(b)、(c)表示在面外方向上驱动脚3a、3b互相在相同方向上进行振动，检测脚4在与驱动脚3a、3b的振动方向相反的方向上进行振动的振动状态。此时的共振频率由检测脚的形状、检测脚的固定状态来决定。

下面使用图7～图9说明本发明的压电振动器的驱动模式到检测模式的感应。图7根据驱动脚以及检测脚的截面的位置表示振动状态，图8用立体图表示驱动脚以及检测脚的振动状态。

下面把驱动脚的第一振动模式作为驱动模式，把检测脚的振动模式作为检测模式来进行说明。从驱动模式感应检测模式。对压电振动器的驱动电极供给驱动电流以规定频率对其进行驱动来成为驱动模式，通过在该驱动模式状态下受到角速度ω等外力而产生科里奥利力，从驱动模式感应压电振动器的检测模式。此时的振动频率不是检测模式的共振频率，而是驱动模式下的振动频率。

图7、8表示通过图2(a)所示的第一振动模式驱动驱动脚来成为驱动模式，从该驱动模式感应检测模式的情况。在第一振动模式下在平面内反相地驱动驱动脚(图8(b))。这里，假定驱动脚的共振频率为fb，检测脚的共振频率为fc，使驱动脚以频率ft进行振动。在自激振荡时，ft成为和fb大体相等的值。

因为驱动脚在平面方向上反相地进行振动，所以当在该反相的振动状态下施加角速度时两驱动脚在面外方向上受到反相的科里奥利力。但是，在驱动振动频率的附近，不存在驱动脚在面外方向上反相地进行振动的方式，仅存在在面外方向上同相振动的振动模式、或者不伴随向面外方向的振动的振动模式。因此，实际上感应位于驱动振动频率附近的振动模式的振动。该感应的振动，成为驱动脚在面外方向上同相地进行振动的振动模式、或者不伴随向面外方向的振动的振动模式。

例如，当在使驱动脚以频率ft进行振动成为驱动模式的状态下施加角速度ω时，驱动脚3a、3b在面外方向上同相地进行振动。检测脚4为了补偿驱动脚3a、3b的面外方向的振动，在面外方向上与驱动脚反相地以频率ft进行共振(图8(c))。

图9(a)、(b)表示此时的频率关系。

驱动脚具有在共振频率fb处具有振幅峰值的特性曲线(用实线表示)，检测脚具有在共振频率fc处具有振幅峰值的特性曲线(用虚线表示)。在驱动脚的共振频率fb和检测脚的共振频率fc接近时，驱动脚和检测脚的特性曲线在一部分中产生重合的部分。

当通过科里奥利力强制振动驱动脚时，驱动脚以频率ft进行振动。在图9(a)中，驱动脚的振幅成为用A点表示的大小。这里，在使频率ft与驱动脚的共振频率fb一致时，驱动脚的振幅在特性曲线中以最大的振幅进行振动。另一方面，检测脚与驱动脚的振动进行共振，以相同的频率ft进行振动，此时的振幅成为用检测脚的特性曲线上的B点表示的大小。

驱动脚以及检测脚的共振频率是在其附近频率中振幅成为最大的频率，即使在从共振频率偏移的情况下也进行振动，该振幅与从共振频率的偏移相对应地减小。

这里，振幅W与强制振动的频率ft和共振频率fs之差的倒数成比例，可以用下式表示。

W＝k/|ft-fs|…(1)

k是比例常数，与强制振动的振幅成比例。

如上所述，在驱动模式中在驱动脚形成的平面方向上驱动驱动脚，使用通过施加角速度ω产生的科里奥利力的强制振动使驱动脚向面外方向进行振动，通过使检测脚在该驱动脚的面外振动中共振来进行检测。驱动脚除了在图2(a)、图3中表示的在平面方向上进行振动的固有模式外，还包含像图4所示的称为打水脚模式的第二振动模式那样，在面外方向上进行振动的固有模式。

在把在平面方向上进行振动的振动模式作为驱动模式时，相对于驱动脚的振动方向是平面方向，检测脚的振动方向是面外方向，所以能够抑制从驱动脚向检测脚的漏振。

例如，在设检测脚的共振频率为fc，设在驱动模式中使用的驱动脚的共振频率为fb时，从上述式(1)表示的关系可知，在频率差|fb-fc|小时，相当于漏振的检测模式的振幅变大。

图10表示该失调度与漏振的关系，漏振处于与失调度的倒数成比例的关系。这里，失调度是与频率差相当的值，失调度越小，漏振越大。

因此，在本发明中，根据失调度和漏振的关系，通过在频率上使图4所示的被称为打水脚模式的第二振动模式的在面外方向上进行振动的固有模式的共振频率fa，远离在驱动模式中使用的驱动脚的共振频率fb，减低从驱动脚向检测脚的漏振。

图11用于说明驱动脚的共振频率fa、fb与检测脚的共振频率fc的关系。在图11(a)中，假定驱动脚3a、3b作为面外方向的共振频率具有fa，作为平面方向的共振频率具有fb，检测脚4在面外方向上具有共振频率fc。

图11(a)表示驱动模式的状态下的频率关系。在驱动模式中，在以频率ft在平面方向上驱动驱动脚时，驱动脚按照由驱动脚的特性曲线(固有频率fb)上的频率ft决定的振幅在平面方向上进行振动。对此，因为检测脚具有面外方向的固有振动，所以检测脚不与驱动脚共振。在施加科里奥利力，驱动脚在面外方向上进行振动时，检测脚与该驱动脚共振，输出检测信号。

图11(b)表示驱动脚的平面方向的共振频率fb和驱动脚的面外方向的共振频率fa以及检测脚的面外方向的共振频率fc互相接近的情况。此时，当以频率ft在平面方向上驱动驱动脚时，驱动脚按照由特性曲线(共振频率fb)上的频率ft决定的振幅在平面方向上进行振动。如果在没有尺寸误差的理想状态下形成驱动脚，则因为振动方向完全成为平面方向，所以不产生作为面外振动模式的具有共振频率fa的振动。实际上由于制造上的尺寸误差等驱动脚发生微小的面外振动。像此时的情况那样，当作为面外振动模式的具有共振频率fa的振动接近时与该振动进行共振，面外振动成长。另外，因为检测脚的共振频率fc接近，所以该面外振动与检测脚进行共振，使检测脚进行大的振动。这成为漏振。

另一方面，在使驱动脚的面外方向的共振频率fa远离检测脚的共振频率fc时(图11(c))，因为由于制造上的尺寸误差等产生的驱动脚的面外振动不成长，所以其振幅很小，即使频率ft和检测脚的面外振动的共振频率fc接近也几乎不会产生漏振。该关系对应于在上述的式(1)中，通过增大作为分母的频率差|ft-fa|，减小振幅W。

因此，相对于目前通过修整驱动脚，减小式(1)的成为振动源的强制振动的振幅(在式(1)中与常数k对应)来抑制漏振，在本发明中可以通过增大作为式(1)中的分母的频率差|ft-fa|来抑制漏振。

另外，根据本发明，即使尺寸误差大使驱动脚的面外振动大一些，但因为该面外振动不成长，所以能够抑制漏振的振幅。

另外，该频率差是以使驱动脚的面外方向的共振频率fa离开驱动脚的平面方向的共振频率fb的方式来决定的，可以通过驱动脚的形状或长度等的设定或者驱动脚的固定方法进行。因为在该驱动脚的形状或者长度等的设定中不需要高的成形精度，所以能够用简易的成形加工形成脚，并可以不需要修整。

下面使用图12、13说明本发明的压电振动器的第一形式～第三形式。图12表示各形式的驱动脚和检测脚的振动状态，图13表示各形式的频率关系。

关于本发明的压电振动器的第一形式，在频带中分离地设定驱动脚3a、3b在与平面方向正交的方向(面外方向)上反相地进行振动的振动模式的共振频率(fa)、和驱动脚3a、3b在平面方向上反相地进行振动的振动模式的共振频率(fb)(图12(a)、图13(a)中的a)。

在第一形式中，驱动脚3a、3b通过在频带中使驱动脚在与平面方向正交的方向(面外方向)上进行振动的共振频率(fa)和驱动脚在平面方向上进行振动的共振频率(fb)相远离，在驱动脚在共振频率(fb)附近进行振动时，抑制驱动脚向面外方向的振动的成长，结果减低向检测脚的泄漏量。

在本发明的压电振动器中，驱动脚3a、3b的振动模式和检测脚4的振动模式在基于各共振频率fa、fb以及fc的振动状态中，关于驱动脚和检测脚之间的振动传递具有互相没有影响的正交性(图12(a)、图13(b)、(c))。

在图13(b)、(c)中，由于正交性，驱动脚的平面方向的振动不会对检测脚的面外方向振动造成影响(图13(b)中的b1)，但实际上由于制造上的尺寸误差等还产生微小的向面外方向的振动。但是，在本发明的压电振动器中，因为驱动脚的平面方向的共振频率fb和驱动脚的面外方向的共振频率fa在频带上分离，所以面外振动不成长，因此不会对检测脚造成影响。图13(c)所示的驱动脚的频率fa的振动模式是驱动脚在与平面方向正交的方向(面外方向)上互相反相地进行振动的振动，也被称为打水脚振动。

本发明的压电振动器的第二形式采取以下的频率关系：驱动脚3a、3b在平面方向反相地进行振动的振动模式的第一共振频率fb和检测脚4在与平面方向正交的方向上进行振动的振动模式的共振频率fc(检测模式)的频率差的绝对值(|fb-fc|)小于驱动脚3a、3b的第一共振频率fb和驱动脚3a、3b在与平面方向正交的方向上进行振动的振动模式的驱动脚的第二共振频率fa的频率差的绝对值(|fb-fa|)(图12(b)、图13(c))。

在该形式中，通过相对地增大|fb-fa|的频率差(图13(c)中的c1)，可以抑制由于驱动脚的制造误差而产生的面外振动以打水脚振动模式进行共振，同时，在由于科里奥利力使驱动脚强制振动时，通过使其振幅足够大于由于制造误差引起的面外振动，并相对地减小|fb-fc|的频率差(图13(c)中的c2)，能够使检测模式进行共振，使检测脚进行振动，来检测角速度。

本发明的压电振动器的第三形式采取以下的频率关系：使驱动脚3a、3b在面外方向上反相地以几乎相同的振幅进行振动的振动模式的共振频率fa和驱动脚在平面方向上进行振动的振动模式的共振频率fb有很大的不同(图12(c)、图13(d)中的d1)，使驱动脚在面外方向上同相地进行振动的振动模式的共振频率fB和检测脚在面外方向上进行振动的振动模式的共振频率fc大体相同(图12(c)、图13(d)中的d2)。

在该形式中，通过使驱动脚的面外振动模式的共振频率fa与驱动脚的平面振动模式的共振频率fb有很大的不同(图13(d)中的d1)，由于驱动脚的制造误差引起的面外振动不会在被称为打水脚振动模式的驱动脚在面外方向上互相反相地进行振动的振动中进行共振，通过使驱动脚在面外方向上同相地进行振动的振动模式的共振频率fB和检测脚在面外方向上进行振动的振动模式的共振频率fc大体相同(图13(d)中的d2)，由于制造上的尺寸误差引起的面外振动不会成长。

本发明的压电振动器通过把在面外同相地使驱动脚进行振动的振动模式用作检测，能够抑制由于驱动脚的截面形状的非对称性而产生的漏振。下面使用图14进行说明。在图14中，把驱动振动的方向作为X轴，把与X轴正交的方向作为Z轴。

图14(a)表示驱动脚3A对于X轴为对称形状的情况。在驱动脚3A的形状对于X轴对称的情况下，当使驱动脚3A在X轴的方向上振动时，驱动振动与X轴平行。

另一方面，图14(b)表示驱动脚3B对于X轴为非对称形状的情况。驱动脚由于制造误差，有时截面形状不对称成为非对称的形状。

在驱动脚3B的形状对于X轴为非对称时，在脚中产生容易弯曲的方向和难以弯曲的方向，截面主轴倾斜，当使驱动脚3B在X轴的方向上振动时，驱动振动不与X轴平行，产生Z轴方向的振动成分，驱动振动的振动方向对于X轴具有角度。该Z轴方向的振动成分成为漏振(图14(b))。

因为压电振动器具有的多个驱动脚通过相同的工序形成，所以其截面形状具有大体相同的形状特性。在图14中通过变形的矩形表示非对称性。

一般，因为以音叉振动进行两条驱动脚的振动，所以两脚反相驱动，进行互相离开，接近的运动。当具有同向的非对称性的两个驱动脚反相振动时，在面外振动的漏振也成为反相(图14(d))。

这里，当把检测模式作为驱动脚反相地进行振动的模式时，因为由于截面形状的非对称性而产生的漏振也是反相，所以振动方向和漏振的方向成为同一方向，面外振动的振幅被放大(图14(e))。

与此相对，当把检测模式作为驱动脚在面外同相地进行振动的模式时，由于截面形状的非对称性而产生的漏振在面外为反相，所以相对于一方驱动脚要放大面外方向的振动，另一方驱动脚要抑制面外方向的振动，结果面外振动的振幅被抑制，漏振变小(图14(f))。

因此，通过把驱动脚在平面内同相地进行振动的振动模式作为检测模式使用，能够提高漏振的抑制效果。

下面使用图15～图18说明本发明的压电振动器的驱动脚以及检测脚对于基部2的配置结构的例子。

图15(a)～图15(d)表示第一～第四结构例，图16(e)～图16(g)表示第五～第七结构例，图17(h)、(i)表示第八、第九结构例，图18(j)～图18(o)表示第十～第十五结构例。

第一结构例(图15(a))以及第二结构例(图15(b))是具有两条驱动脚3a、3b和一条检测脚4，从基部2在延伸方向上平行延伸的结构，第一结构例是使检测脚4从基部2的端部延伸的结构，第二结构例是在两条驱动脚3a、3b之间设置检测脚4的结构。驱动脚3a、3b使前端部分膨胀形成锤形，较细地形成检测脚4。

第三结构例(图15(c))是具有两条驱动脚3a、3b和两条检测脚4a、4b，从基部2在延伸方向上平行延伸的结构。在该结构中，分别从基部2的两个端部延伸出检测脚4a、4b，并且在该检测脚4a、4b之间设置两条驱动脚3a、3b。驱动脚3a、3b使前端部分膨胀形成锤形，较细地形成检测脚4。

第四结构例(图15(d))是具有两条驱动脚3a、3b和一条检测脚4，从基部2在延伸方向上平行地延伸出两条驱动脚3a、3b，另一方面，从基部2在与驱动脚3a、3b的延伸方向正交的方向上延伸出检测脚4的结构。驱动脚3a、3b以及检测脚4使前端部分膨胀形成锤形。通过使检测脚4成为使前端部分膨胀形成锤形的结构，能够缩短检测脚4的延伸方向的长度。

第五结构例(图16(e))以及第六结构例(图16(f))是具有两条驱动脚3a、3b和两条检测脚4a、4b，从基部2在延伸方向上互相平行地延伸出两条驱动脚3a、3b，另一方面，从基部2在与驱动脚3a、3b的延伸方向不同的方向上延伸出检测脚4a、4b的结构。第五结构例在与驱动脚3a、3b的延伸方向正交的方向上，在互相180度相反的方向上延伸出检测脚4a、4b，第六结构例在与驱动脚3a、3b的延伸方向形成的角为锐角，并且互相对称的方向上延伸出检测脚4a、4b。驱动脚3a、3b以及检测脚4a、4b使前端部分膨胀形成锤形。通过使检测脚4a、4b成为使前端部分膨胀形成锤形的结构，能够缩短检测脚4a、4b的延伸方向的长度。

第七结构例(图16(g))是具有两条驱动脚3a、3b和一条检测脚4，从基部2在延伸方向上互相平行地延伸出两条驱动脚3a、3b，另一方面，从基部2在与驱动脚3a、3b的延伸方向不同的方向上延伸出检测脚4的结构。在与驱动脚3a、3b的延伸方向形成的角为锐角的方向上延伸出检测脚4。驱动脚3a、3b以及检测脚4使前端部分膨胀形成锤形。通过使检测脚4成为使前端部分膨胀形成锤形的结构，能够缩短检测脚4的延伸方向的长度。

第八结构例(图17(h))以及第九结构例(图17(i))是具有两条驱动脚3a、3b和一条检测脚4，从基部2在延伸方向上互相平行地延伸出两条驱动脚3a、3b，另一方面，在基部2中从端部开始在与驱动脚3a、3b的延伸方向相同的方向上平行地延伸出检测脚4，对于固定部5在与驱动脚3a、3b的延伸方向正交的方向上设置构成基部2的支承部6的结构。

第八结构例是在与安装了检测脚4的一侧相反的一侧设置支承部6的结构，第九结构例是在与安装了检测脚4的一侧相同的一侧设置支承部6的结构。在该结构例中，使驱动脚3a、3b的前端部分膨胀形成锤形，较细地形成检测脚4。

第十结构例(图18(j))是具有两条驱动脚3a、3b和两条检测脚4a、4b，从基部2在延伸方向上互相平行地延伸出两条驱动脚3a、3b，另一方面，从基部2在与驱动脚3a、3b的延伸方向相同的方向上平行地延伸出一条检测脚4a，并且从基部2在与驱动脚3a、3b的延伸方向相反的方向上延伸出另一条检测脚4b。包夹基部2的固定部5在180度相反的方向上延伸出两条检测脚4a和4b。使检测脚4b的前端位置为不越过基部2的支承部6的端部8的延长线的位置。通过把基部2的支承部6的端部8的延长线作为基准，使检测脚4b的前端位置为不越过该基准的位置，能够使压电振动器的尺寸小型化。

另外，驱动脚3a、3b以及检测脚4b使前端部分膨胀形成锤形，对于检测脚4a使其较细。通过做成使检测脚4b的前端部分膨胀形成锤形的结构，能够缩短检测脚4的延伸方向的长度。

第十一结构例(图18(k))是具有两条驱动脚3a、3b和一条检测脚4，从基部2在延伸方向上互相平行地延伸出两条驱动脚3a、3b，另一方面，从基部2在与驱动脚3a、3b的延伸方向相反的方向上延伸出检测脚4。使检测脚4的前端位置为不越过基部2的支承部6的端部8的延长线的位置。通过把基部2的支承部6的端部8的延长线作为基准，使检测脚4的前端位置为不越过该基准的位置，能够使压电振动器的尺寸小型化。

另外，驱动脚3a、3b以及检测脚4使前端部分膨胀形成锤形。通过做成使检测脚4的前端部分膨胀形成锤形的结构，能够缩短检测脚4的延伸方向的长度。

第十二结构例(图18(l))是具有两条驱动脚3a、3b和两条检测脚4a、4b，从基部2在延伸方向上互相平行地延伸出两条驱动脚3a、3b，另一方面，从基部2在与驱动脚3a、3b的延伸方向相反的方向上延伸出检测脚4a、4b。使检测脚4a、4b的前端位置为不越过基部2的支承部6的端部8的延长线的位置。通过把基部2的支承部6的端部8的延长线作为基准，使检测脚4a、4b的前端位置为不越过该基准的位置，能够使压电振动器的尺寸小型化。

另外，驱动脚3a、3b以及检测脚4a、4b使前端部分膨胀形成锤形。通过做成使检测脚4a、4b的前端部分膨胀形成锤形的结构，能够缩短检测脚4a、4b的延伸方向的长度。

第十三结构例(图18(m))是具有两条驱动脚3a、3b和两条检测脚4a、4b，从基部2在延伸方向上互相平行地延伸出两条驱动脚3a、3b，另一方面，从基部2在与驱动脚3a、3b的延伸方向相同的方向上平行地延伸出一条检测脚4a，并且从基部2在与驱动脚3a、3b的延伸方向相反的方向上延伸出另一条检测脚4b的结构。夹着基部2的固定部5在180度相反的方向上延伸出两条检测脚4a和4b，并且两条检测脚4a和4b设置在固定部5的两端。使检测脚4b的前端位置为不越过基部2的支承部6的端部8的延长线的位置。通过把基部2的支承部6的端部8的延长线作为基准，使检测脚4b的前端位置为不越过该基准的位置，能够使压电振动器的尺寸小型化。

第十四结构例(图18(n))是具有两条驱动脚3a、3b和一条检测脚4，从基部2在延伸方向上互相平行地延伸出两条驱动脚3a、3b，另一方面，从基部2在与驱动脚3a、3b的延伸方向不同的方向上延伸出检测脚4的结构。在与驱动脚3a、3b的延伸方向形成的角为钝角的方向上延伸出检测脚4。

使检测脚4的前端位置为不越过基部2的支承部6的端部8的延长线的位置。通过把基部2的支承部6的端部8的延长线作为基准，使检测脚4的前端位置为不越过该基准的位置，能够使压电振动器的尺寸小型化。另外，通过使检测脚4的延伸方向从基部2为倾斜方向，相比检测脚4与驱动脚3a、3b为180度相反方向的结构，能够加长脚的长度，并且能够提高检测脚的设计的自由度。

第十五结构例(图18(o))是具有两条驱动脚3a、3b和两条检测脚4a、4b，从基部2在延伸方向上互相平行地延伸出两条驱动脚3a、3b，另一方面，从基部2在与驱动脚3a、3b的延伸方向不同的方向上延伸出检测脚4a、4b的结构。在与驱动脚3a、3b的延伸方向形成的角为钝角的方向上，夹着基部2在不同的相反侧延伸出检测脚4a、4b。

使检测脚4a、4b的前端位置为不越过基部2的支承部6的端部8的延长线的位置。通过把基部2的支承部6的端部8的延长线作为基准，使检测脚4的前端位置为不越过该基准的位置，能够使压电振动器的尺寸小型化。另外，通过使检测脚4a、4b的延伸方向从基部2为倾斜方向，相比检测脚4a、4b与驱动脚3a、3b为180度相反方向的结构，能够加长脚的长度，并且能够提高检测脚的设计的自由度。

另外，在上述各结构例中，通过驱动脚3a、3b使前端部分膨胀形成锤形，可以调整脚的长度，使压电振动器的尺寸小型化。

在各结构例中，使检测脚的宽度比驱动脚的宽度细，使驱动脚以及检测脚的与长度方向正交的截面形状为长方形。通过使检测脚的宽度比驱动脚的宽度细，能够在频率上分离检测脚的向平面方向的振动的共振频率和驱动脚的平面方向的共振频率。通过使驱动脚的截面形状为长方形，能够在频率上分离驱动脚的向平面方向的振动的共振频率和驱动脚的向面外方向的振动的固有频率。

另外，可以使驱动脚的截面形状为厚度方向长的长方形，或者宽度方向长的长方形。

在使驱动脚的截面形状为厚度方向长的长方形时，驱动脚的向平面方向的振动的固有频率低于打水脚模式的固有频率，在使驱动脚的截面形状为宽度方向长的长方形时，驱动脚的向平面方向的振动的固有频率高于打水脚模式的固有频率。

因为驱动脚的厚度和检测脚的厚度相同，所以在使驱动脚的截面形状为厚度方向长的长方形时，驱动脚的向平面方向的振动(驱动模式)的共振频率低于检测脚的向面外方向的振动(检测模式)的共振频率。为了得到足够的灵敏度，需要使驱动模式的共振频率和检测模式的共振频率接近，所以在此时为了降低检测模式的固有频率，需要通过加长检测脚，或者在检测脚的前端附加锤形来降低检测模式的固有频率。

另外，在使驱动脚的截面形状为宽度方向长的长方形时，驱动脚的向平面方向的振动(驱动模式)的共振频率高于检测脚的向面外方向的振动(检测模式)的共振频率。为了得到足够的检测灵敏度，需要使驱动模式的共振频率和检测模式的共振频率接近，所以此时为了降低驱动模式的共振频率，需要通过加长驱动脚，或者在驱动脚的前端附加锤形来降低驱动模式的共振频率。

作为在频率上分离驱动脚的向平面方向的振动的共振频率和驱动脚的向面外方向的振动的共振频率的另一方法，可以采用在驱动脚的一部分上形成沟槽的结构。

使用图19、图20说明第十六结构例。第十六结构例是在驱动脚的一部分上形成沟槽的结构。如图19所示，在驱动脚3a、3b上形成沟槽10a、10b，如图20的截面图所示，使驱动脚3a、3b的截面形状为近似H型来形成沟槽10。通过做成具有该沟槽部10的形状，关于X轴的截面惯性矩小于关于Z轴的截面惯性矩。由此，驱动脚的向平面方向(X轴方向)的振动(驱动模式)的固有频率比驱动脚的向面外方向(Z轴方向)的振动(打水脚模式)的固有频率足够高，能够在频率上分离驱动模式和打水脚模式。

此时，因为能够通过沟槽的效果在频率上分离驱动脚的平面方向和面外方向的共振频率，所以可以使驱动脚的厚度和宽度相同，因此即使驱动脚和检测脚的长度大体相同，也能够使驱动脚的平面方向的共振频率和检测脚的共振频率接近，所以可以如图19所示的形状那样采用驱动脚和检测脚的长度大体相同，不附加锤形的结构。另外，此时也可以采用在第一到第十五结构例中表示的任何一种结构。

本发明的压电振动器的第四形式是基部具有的与支承部连接的连接部的结构，是在与驱动脚的延伸方向相同的方向上延伸出该连接部，使其端部与支承部连接形成的、对于支承部能够自由扭转的结构。

图21是用于说明第四形式的形式例的平面图，图22、23表示第四形式的一个形式例的驱动模式以及检测模式的动作状态。

图21(a)所示的形式是具有两条驱动脚、两条检测脚和一个连接部的结构例。在该结构例中，在固定部5的同一侧形成两条驱动脚3a、3b和两条检测脚4a、4b，以在内侧为驱动脚3a、3b，在外侧为检测脚4a、4b的方式对照地延伸形成驱动脚3a、3b和检测脚4a、4b，在两条驱动脚3a、3b之间在与驱动脚3a、3b相同的方向上延伸形成连接部7的脚部。在连接部7的与固定部5相反一侧的另一端设置支承部6。连接部7也可以作为检测脚使用。

图21(b)所示的形式是具有两条驱动脚和一条检测脚和一个连接部的结构例。在该结构例中，在固定部5的同一侧形成两条驱动脚3a、3b和一条检测脚4，以内侧是驱动脚3a、3b，外侧是检测脚4的方式延伸形成驱动脚3a、3b和检测脚4，在两条驱动脚3a、3b之间在与驱动脚3a、3b相同的方向上延伸形成连接部7的脚部。另外，在连接部7的与固定部5相反一侧的另一端设置了支承部6。连接部7也可以作为检测脚使用。

图21(c)表示的形式是把连接部作为检测脚使用的结构例，是具有两条驱动脚和兼用作检测脚的一个连接部的结构例。在该结构例中，在固定部5的同一侧延伸形成两条驱动脚3a、3b，在两条驱动脚3a、3b之间在与驱动脚3a、3b相同的方向上延伸形成连接部7的脚部。另外，在连接部7的与固定部5相反一侧的另一端设置了支承部6。

图21所示的结构在外观上，驱动脚或者检测脚以连接部为中心成为T字型配置。另外，在图21中，支承部6作为膨胀的形状做成具有稳定性的结构。该支承部可以用作在未图示的构造体上安装的安装部。另外，固定部5、连接部7以及支承部6形成了基部2。

图22、23表示图21(a)所示的结构例中的驱动模式和检测模式的动作状态。

图22(b)、图23(a)表示驱动脚的振动模式，是在驱动脚形成的平面的方向(平面方向)上反相地进行振动的振动形式。图中的箭头表示一振动状态下的驱动脚3a、3b的振动方向，相互在平面方向上反相地振动。

图22(c)、图23(b)表示检测脚的检测模式。当施加了角速度时，驱动脚3a、3b在面外方向上反相地受到科里奥利力，使驱动脚3a、3b延伸的基部2的固定部对于被固定的支承部6转动。由于该固定部5进行转动的力，连接部7扭转。检测脚4a、4b因为从固定部5延伸形成，所以受到连接部7的扭转动作在面外方向上反相地进行振动。驱动脚3a、3b由于扭转动作而摇动，但是因为和固定部一体地运动，所以对于固定部不振动。

通过使检测脚在与平面方向正交的方向上进行振动的振动模式的共振频率(fc)、和上述的驱动脚3a、3b通过扭转动作进行移动但不进行振动的振动模式的共振频率(fD)大体相等，能够高效率地把在驱动脚3a、3b中作用的科里奥利力在连接部7中感应的扭转动作变换为检测脚4a、4b的振动，能够得到大的输出。

该检测脚4a、4b的面外方向的振动幅度取决于连接部7的扭转的程度。因为连接部7的脚部的长度越长，连接部7扭转的容易度越容易，所以通过增长连接部7的脚部的长度，能够加大检测脚4a、4b的振动幅度，提高角速度的检测灵敏度。

下面使用图24说明本发明的压电振动器的另一结构例。该结构例可以通过使用两组图21(c)所示的形式来构成。

图24(a)的结构例是公用支承部6地相向配置两组压电振动器，在中心侧与支承部6连续地形成框的结构。图24(b)的结构例是公用固定部5地相向配置两组压电振动器，在两端部侧与支承部6连续地形成框的结构。

在这些结构例中，一方的压电振动器具有在驱动脚3a-1、3b-1之间设置的连接部7-1来作为检测脚，另一方的压电振动器具有在驱动脚3a-2、3b-2之间设置的连接部7-2来作为检测脚。

下面使用图25说明在本发明的压电振动器中驱动驱动脚的电路、以及从检测脚输出检测信号的电路的一例。

图25是作为压电振动器使用石英，反相地自激振荡驱动驱动脚3a、3b时的电路结构例。

在各驱动脚3a、3b上驱动电极11a以及驱动电极11b分别设置在各脚的相向的面上。在检测脚4上在脚的相向的面上设置检测电极11c、11d。在图17中，表示出作为检测电极设置了4个电极的结构，但是该电极数是一个例子，不限于4个电极。

另外，图25中表示的驱动电路例是一个例子，不限于该电路结构。

本发明的振动陀螺仪可以使用上述各结构的压电振动器来构成。

具有本发明的振动体装置的角速度传感器可以应用于飞机、车辆等移动体的姿态控制或导航中。

Claims

1.一种压电振动器，其特征在于，

具有：至少两条驱动脚；以及

在所述两条驱动脚形成的平面上设置的至少一条检测脚，

所述驱动脚以及所述检测脚具有共同固定各固定端的基部，

设置所述检测脚使其不在与所述驱动脚的延伸方向相反的方向上越过所述基部的端部地突出，

在频带中分离设定所述驱动脚在与所述平面方向正交的方向上反相地进行振动的振动模式的共振频率(fa)、和所述驱动脚在所述平面方向上进行振动的振动模式的共振频率(fb)，

减低从所述驱动脚向所述检测脚的漏振的振动传递。

2.根据权利要求1所述的压电振动器，其特征在于，

所述两条驱动脚以大体相同的振幅进行振动，

使所述驱动脚在与平面方向正交的方向上同相地进行振动的振动模式的共振频率(fB)、和所述检测脚在与所述平面方向正交的方向上进行振动的振动模式的共振频率(fc)大体相等。

3.一种压电振动器，其特征在于，

具有：至少两条驱动脚；以及

在所述两条驱动脚形成的平面上设置的至少一条检测脚，

所述驱动脚以及所述检测脚具有共同固定各固定端的基部，

所述驱动脚在平面方向上反相地进行振动的振动模式的第一共振频率(fb)、和所述检测脚在与所述平面方向正交的方向上进行振动的振动模式的共振频率(fc)的频率差的绝对值(|fb-fc|)，小于所述驱动脚的第一共振频率(fb)、和所述驱动脚在与所述平面方向正交的方向上进行振动的振动模式的驱动脚的第二共振频率(fa)的频率差的绝对值(|fb-fa|)。

4.根据权利要求1至3任何一项所述的压电振动器，其特征在于，

具有从所述检测脚输出检测信号的检测振动模式，

在所述检测振动模式中，所述驱动脚在与所述平面方向正交的方向上同相地进行振动。

5.根据权利要求1或3所述的压电振动器，其特征在于，

所述基部具有固定所述驱动脚以及所述检测脚的固定部、以及把该固定部与支承部连接，并且在所述驱动脚的延伸方向上延伸的连接部，

所述连接部对于支承部能够自由扭转，

使所述驱动脚不在与平面方向正交的方向上进行振动，所述连接部扭转进行振动的振动模式的共振频率(fD)、与所述检测脚在与所述平面方向正交的方向上进行振动的振动模式的共振频率(fc)大体相等。

6.根据权利要求1、3、5的任意一项所述的压电振动器，其特征在于，

具有从所述检测脚输出检测信号的检测振动模式，

在所述检测振动模式中，所述驱动脚不在与所述平面方向正交的方向上进行振动。

7.根据权利要求5或6所述的压电振动器，其特征在于，

所述连接部具有连接所述基部和所述支承部的脚部，该脚部构成所述检测脚。

8.根据权利要求1至7的任何一项所述的压电振动器，其特征在于，

所述检测脚的宽度比驱动脚的宽度细，

与所述驱动脚以及所述检测脚的长度方向正交的截面形状是长方形。

9.根据权利要求8所述的压电振动器，其特征在于，

所述驱动脚的截面形状是在厚度方向长的长方形，或者是在宽度方向长的长方形。

10.根据权利要求1至9的任何一项所述的压电振动器，其特征在于，

所述检测脚比所述驱动脚长。

11.根据权利要求1至9的任何一项所述的压电振动器，其特征在于，

所述驱动脚比所述检测脚长。

12.根据权利要求1至9的任何一项所述的压电振动器，其特征在于，

所述检测脚在其前端附加了锤形。

13.根据权利要求1至9的任何一项所述的压电振动器，其特征在于，

所述驱动脚在其前端附加了锤形。

14.根据权利要求12或13所述的压电振动器，其特征在于，

所述锤形比所述驱动脚或所述检测脚中的所述锤形和所述基部之间的脚部粗。

15.根据权利要求1至14的任何一项所述的压电振动器，其特征在于，

所述驱动脚在其长度方向上有沟槽。

16.根据权利要求14所述的压电振动器，其特征在于，

在所述驱动脚上形成的沟槽的截面形状大致为H型。

17.一种振动陀螺仪，其特征在于，

具有权利要求1至16的任何一项所述的压电振动器，

以规定频率驱动该压电振动器的驱动脚，通过检测在所述检测脚中产生的振动来测定外力。