CN104964679B - 陀螺仪传感器和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供实现了小型化的陀螺仪传感器和电子设备。陀螺仪传感器具有:第1质量部,具有第1检测部;第2质量部,具有第2检测部;第1驱动部,使第1质量部在第1轴的方向上振动;力转换部,由锚部固定,第1质量部和第2质量部由力转换部连接,力转换部以锚部为轴进行移位,使第2质量部在平面视图中与第1轴交叉的第2轴的方向上振动,陀螺仪传感器具有:第3质量部,在第1轴上与第1质量部相对,且具有第3检测部;以及第2驱动部,使第3质量部在与第1质量部相反的第1轴的方向上振动,力转换部连接在第2质量部与第3质量部之间,并且,利用第1质量部和第3质量部的第1轴的方向的振动,使第2质量部在第2轴的方向上振动。
Description
本发明专利申请是发明名称为“陀螺仪传感器和电子设备”、申请日为2012年05月17日、申请号为“201210153320.1”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及陀螺仪传感器和使用该陀螺仪传感器的电子设备。
背景技术
近年来,在汽车导航系统和摄像机的抖动校正等的姿势控制中,大量使用检测角速度的陀螺仪传感器。在这种陀螺仪传感器中,存在如下的传感器:在各轴具有能够检测绕着相互垂直的X轴、Y轴、Z轴的角速度的检测元件。
专利文献1所公开的陀螺仪传感器是检测相对于相互垂直的第1~第3检测轴的角速度的多轴角速度传感器,具有检测相对于第1检测轴的角速度的第1振动型角速度传感器元件、检测相对于第2检测轴的角速度的第2振动型角速度传感器元件、检测相对于第3检测轴的角速度的第3振动型角速度传感器元件、控制第1~第3振动型角速度传感器元件的IC以及收纳第1~第3振动型角速度传感器元件和IC的封装。在该陀螺仪传感器中,第1振动型角速度传感器元件的振动平面与第1检测轴平行,第2振动型角速度传感器元件的振动平面与第2检测轴平行,第3振动型角速度传感器元件的振动平面与第3检测轴垂直,实现薄型化。
专利文献1:日本特开2010-266321号公报
但是,现有的陀螺仪传感器检测绕3个轴的角速度,所以,当在芯片内排列各轴时,存在如下问题:安装面积增大,无法实现伴随器件整体小型化的要求的传感器元件的进一步小型化。
并且,振动按照每个轴的角速度传感器而独立,所以,必须按照每个角速度传感器设置驱动电路,单独需要集成电路(IC),安装面积增大,难以使传感器小型化。并且,按照多个角速度传感器存在振动模式,所以,存在相互干涉的问题。
发明内容
为了解决上述现有技术的问题点,本发明的目的在于,提供实现了小型化的陀螺仪传感器。
本发明正是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的,可以作为以下应用例来实现。
[应用例1]一种陀螺仪传感器,其特征在于,该陀螺仪传感器具有:第1质量部,其具有第1检测部;第2质量部,其具有第2检测部;第1驱动部,其使所述第1质量部在第1轴的方向上振动;以及力转换部,其由锚部固定,所述第1质量部和所述第2质量部由所述力转换部连接,所述力转换部以所述锚部为轴进行移位,使所述第2质量部在平面视图中与所述第1轴交叉的第2轴的方向上振动,所述陀螺仪传感器具有:第3质量部,其在所述第1轴上与所述第1质量部相对,且具有第3检测部;以及第2驱动部,其使所述第3质量部在与所述第1质量部相反的所述第1轴的方向上振动,所述力转换部连接在所述第2质量部与所述第3质量部之间,并且,利用所述第1质量部和所述第3质量部的所述第1轴的方向的振动,使所述第2质量部在所述第2轴的方向上振动。
根据上述结构,能够通过力转换部进行位移,使得第1轴的方向的驱动在第2轴的方向上振动。由此,能够使多个质量部的驱动部共同化,所以,能够实现传感器整体的小型化。
此外,改善了振动平衡,能够增大从第1轴的方向的振动向第2轴的方向的振动的转换,能够提高Q值。
[应用例2]根据应用例1所述的陀螺仪传感器,其特征在于,所述陀螺仪传感器具有第4质量部,该第4质量部在所述第2轴上与所述第2质量部相对,且具有第4检测部,所述力转换部连接在所述第3质量部与所述第4质量部之间以及所述第1质量部与所述第4质量部之间,所述力转换部利用所述第1质量部和所述第3质量部的所述第1轴的方向的振动,使所述第2质量部在所述第2轴的方向上振动,并且使所述第4质量部在与所述第2质量部相反的所述第2轴的方向上振动。
根据上述结构,能够使第1质量部和第3质量部、或第2质量部和第4质量部在相互相反的方向上驱动振动,即使施加例如角速度以外的加速度等物理量,也能够通过差动检测来抵消加速度成分,能够提高角速度检测的精度。
[应用例3]一种电子设备,其特征在于,该电子设备具有应用例1所述的陀螺仪传感器。
根据上述结构,得到具有使多轴检测用的驱动部共同化来实现小型化,且能够高精度地检测角速度的陀螺仪传感器的电子设备。
附图说明
图1是示出本发明的陀螺仪传感器的概略结构的说明图。
图2是示出力转换部的概略结构的说明图。
图3是力转换部的作用的说明图。
图4是对绕X轴作用的旋转进行检测的说明图,(1)是立体图,(2)是(1)的a-a剖面图。
图5是对绕Y轴作用的旋转进行检测的说明图,(1)是立体图,(2)是(1)的b-b剖面图。
图6是对绕Z轴作用的旋转进行检测的说明图。
图7是力转换部的变形例1的说明图。
图8是力转换部的变形例1的作用的说明图。
图9是力转换部的变形例2的说明图。
图10是力转换部的变形例2的作用的说明图。
图11是示出本申请发明的变形例的说明图。
图12是应用了具有本发明的陀螺仪传感器的电子设备的手机的说明图。
标号说明
10:陀螺仪传感器;12:振动系统结构体;20:第2质量部;21:第2突起部;22:第2检测部;24:第2框体;25:空洞部;26a、26b:移位板;27a、27b:旋转轴;28:固定部;30:第4质量部;32:驱动弹簧部;40:第1质量部;41:第1突起部;42、42a、42b:第1检测部;44:第1框体;45a、45b:空洞部;46、46a、46b:移位板;47a、47b:旋转轴;50:内框部;52:弹簧部;54:第1弹簧部;56:第2弹簧部;57:检测部;58:可动电极;59:固定电极;60:第3质量部;62:固定部;64:驱动弹簧部;66:驱动弹簧部;70:驱动部;70a、70b:第1驱动部;70c、70d:第2驱动部;80、80a、80b:力转换部;82:第1锚梁;84:第2锚梁;86:梁(旋转体);88:第2连接梁;89:第1连接梁;90、91、92、93:锚部;94:连结弹簧;95:第1连结弹簧部;96:第2连结弹簧部;100:旋转体;102:空洞部;104:弹簧;106:第2连接梁;108:第1连接梁;200:旋转体;202:第2连接梁;204:第1连接梁;206:弹簧;500:手机;502:操作按钮;504:接听口;506:发送口;508:显示部。
具体实施方式
下面,参照附图详细说明本发明的陀螺仪传感器和电子设备的实施方式。图1是示出本发明的陀螺仪传感器的概略结构的说明图。另外,在各图中,为了便于说明,作为相互垂直的3个轴,图示了X轴、Y轴、Z轴。并且,在本实施方式中,将与X轴(第1轴)平行的方向称为X轴方向,将与Y轴(第2轴)平行的方向称为Y轴方向,将与Z轴(第3轴)平行的方向称为Z轴方向。
图1所示的陀螺仪传感器10将在振动系统结构体12上形成的如下部分作为主要的基本结构:第1质量部40,其具有第1检测部,该第1检测部对在平面视图中与第1轴垂直的第2轴的绕轴移位进行检测(Y轴旋转检测),并且对分别与第1轴和第2轴垂直的第3轴的绕轴移位进行检测(Z轴旋转检测);第2质量部20,其具有对第1轴的绕轴移位进行检测(X轴旋转检测)的第2检测部;第3质量部60,其在第1轴方向上与第1质量部40相对,并且具有第1检测部;第4质量部30,其在第2轴方向上与第2质量部20相对,并且具有第2检测部;驱动部70,其具有在第1轴方向上驱动第1质量部40的第1驱动部和使第3质量部60在与第1质量部40相反的第1轴方向上振动的第2驱动部;4个力转换部80,其连接第1质量部~第4质量部的相邻的质量部彼此;锚部90,其固定力转换部80;以及驱动弹簧部。另外,移位例如包含基于旋转运动的移位。
作为基板的振动系统结构体12以硅为主要材料而构成,通过在硅基板(硅晶片)上使用薄膜形成技术(例如外延生长技术、化学气相生长技术等沉积技术)或各种加工技术(例如干蚀刻、湿蚀刻等蚀刻技术)加工成期望的外形形状,所述各部形成为一体。或者,也可以在对硅基板和玻璃基板进行贴合后,仅将硅基板加工成期望的外形形状,从而形成所述各部。振动系统结构体12的主要材料为硅,由此,能够实现优良的振动特性,并且能够发挥优良的耐久性。并且,能够应用硅半导体器件制作中使用的精密加工技术,能够实现陀螺仪传感器10的小型化。
首先,说明对绕第1轴(X轴)作用的旋转进行检测的部分。
如图1所示,设于第2质量部20的能够对绕X轴作用的旋转进行检测的第2检测部22具有第2框体24和移位板26a、26b。
第2框体24在内侧具有空洞部25,在以Z轴为法线的平面视图中为大致矩形的框体。第2框体24使在以Z轴为法线的平面视图中与Y轴交叉的侧面与驱动弹簧部32连接。
在第2框体24的空洞部25中设置一对移位板26a、26b。移位板26a、26b利用旋转轴27a、27b连结在第2框体24的与Y轴方向平行的侧面。旋转轴27a、27b形成在从各移位板26a、26b的重心偏移的位置。旋转轴27a、27b均以旋转方向沿着Y轴方向的方式设置。旋转轴27a、27b在施加了移位时,绕该轴扭转变形,使移位板26a、26b在Z轴方向上旋转。并且,移位板26a、26b被安装成,以基于重力(Z轴方向的移位)的旋转方向相对于旋转轴27a、27b为相互相反的方向的方式旋转。换言之,旋转轴27a、27b从移位板26a、26b的重心偏移的方向与旋转轴27a、27b从移位板26a、26b的重心偏移的方向是相互相反的方向。在与移位板26a、26b相对的部位,隔开规定间隔设置下部电极(未图示)。
第4质量部30采用与第2质量部20相同的结构,具有能够对绕X轴(第1轴)作用的旋转进行检测的第2检测部22。第2质量部20和第4质量部30被安装成在Y轴上相对。在第2质量部20和第4质量部30的外侧形成驱动弹簧部32。驱动弹簧部32连结第2框体24和固定部28。驱动弹簧部32由一对驱动弹簧部32a、32b构成,各驱动弹簧部32a、32b呈在X轴方向上往返且在Y轴方向上延伸的形状。并且,在以Z轴为法线的XY平面视图中,驱动弹簧部32a、32b相对于与振动系统结构体12的中心C相交的X轴对称地设置。通过使各驱动弹簧部32a、32b为这种形状,能够抑制第2质量部20和第4质量部30向X轴方向和Z轴方向变形,并且能够使其在Y轴方向上顺畅地伸缩。
接着,说明对绕第2轴(Y轴)和绕第3轴(Z轴)作用的旋转进行检测的部分。具体而言,说明设于第1质量部40的能够对绕Y轴或/和绕Z轴作用的旋转进行检测的第1检测部42。
首先,能够对绕Y轴作用的旋转进行检测的第1检测部42a如图1所示,在第1框体44的空洞部45a设置一对移位板46a、46b。移位板46a、46b利用旋转轴47a、47b连结在第1框体44的与X轴方向平行的侧面。旋转轴47a、47b形成在从各移位板46a、46b的重心偏移的位置。旋转轴47a、47b均以旋转方向沿着X轴方向的方式设置。旋转轴47a、47b在施加了移位时,绕该轴扭转变形,使移位板46a、46b在Z轴方向上旋转。并且,移位板46a、46b被安装成,以基于重力(Z轴方向的移位)的旋转方向相对于旋转轴47a、47b为相互相反的方向的方式旋转。换言之,旋转轴47a、47b从移位板46a、46b的重心偏移的方向与旋转轴47a、47b从移位板46a、46b的重心偏移的方向是相互相反的方向。在与移位板46a、46b相对的部位,隔开规定间隔设置下部电极(未图示)。
能够对绕Z轴作用的旋转进行检测的第1检测部42b如图1所示,在第1框体44内设置有内框部50、弹簧部52以及检测部57。
内框部50设于第1框体44的空洞部45b,外周由第1框体44包围。内框部50在以Z轴为法线的平面视图中为大致矩形的框体,使与Y轴交叉的侧面经由弹簧部52与第1框体44连接。
弹簧部52由第1弹簧部54和第2弹簧部56构成。第1弹簧部54由一对第1弹簧部54a、54b构成,各第1弹簧部54a、54b呈在X轴方向上往返且在Y轴方向上延伸的形状。并且,在以Z轴为法线的平面视图中,第1弹簧部54a、54b相对于与第1框体44的中心D相交的X轴对称地设置。通过使各第1弹簧部54a、54b为这种形状,能够抑制第1弹簧部54向X轴方向和Z轴方向变形,并且能够使其在检测方向即Y轴方向上顺畅地伸缩。并且,相对于与第1检测部42b的中心D相交的Y轴,第2弹簧部56的结构与第1弹簧部54对称地设置,第2弹簧部56由一对第2弹簧部56a、56b构成。通过使各第2弹簧部56a、56b为这种形状,能够抑制第2弹簧部56向X轴方向和Z轴方向变形,并且能够使其在检测方向即Y轴方向上顺畅地伸缩。
检测部57由可动电极58和固定电极59构成。可动电极58沿着作为驱动方向的X轴方向使两端与内框部50连接,以相邻的电极彼此隔开规定间隔的方式设置多个。固定电极59在可动电极58之间的间隙中沿着作为驱动方向的X轴方向设置,固定在下部基板(未图示)的锚上。这种可动电极58和固定电极59形成为交替配置的梳齿状。上述结构的检测部57通过未图示的电源对电极施加电压,由此,在各可动电极58与各固定电极59之间产生静电力。当内框部50在Y轴方向上移位时,可动电极58接近或远离固定电极59,由此,静电电容变化。能够检测该静电电容的变化从而求出Y轴方向的移位量。
第3质量部60采用与第1质量部40相同的结构,具有能够对绕Y轴或/和绕Z轴作用的旋转进行检测的第1检测部42。第1质量部40和第3质量部60被安装成在X轴上相对。在第1质量部40和第3质量部60的外侧设置驱动弹簧部64、66。驱动弹簧部64、66连结第1框体44和固定部62。驱动弹簧部64由一对驱动弹簧部64a、64b构成,各驱动弹簧部64a、64b呈在Y轴方向上往返且在X轴方向上延伸的形状。并且,在以Z轴为法线的平面视图中,驱动弹簧部64a、64b相对于与第1框体44的中心C相交的Y轴对称地设置。通过使各驱动弹簧部64a、64b为这种形状,能够抑制驱动弹簧部64向Y轴方向和Z轴方向变形,并且能够使其在驱动方向A即X轴方向上顺畅地伸缩。
并且,相对于与第1框体44的中心C相交的X轴,驱动弹簧部66的结构与驱动弹簧部64对称地设置,驱动弹簧部66由一对驱动弹簧部66a、66b构成。通过使各驱动弹簧部66a、66b为这种形状,能够抑制驱动弹簧部66向Y轴方向和Z轴方向变形,并且能够使其在驱动方向即X轴方向上顺畅地伸缩。
另外,第1质量部40和第3质量部60也可以构成为,具有能够对绕Y轴和Z轴作用的旋转进行检测的第1检测部42a、42b中的任意一方。
驱动部70具有使第1框体44在X轴方向上以规定频率振动的功能。即,驱动部70使第1框体44以重复在+X轴方向上移位的状态、和在-X轴方向上移位的状态的方式振动。驱动部70由未图示的驱动电极和固定电极构成,在与Y轴交叉的侧面设置一个。除此之外,只要是能够使第1框体在X方向上振动的结构即可,如果构成为设置在与Y轴交叉的两侧面,则能够进行更加稳定的驱动运动。固定电极具有隔着驱动电极在X轴方向上相对配置的梳齿状的一对电极片。这种结构的驱动部70通过未图示的电源对电极片施加电压,由此,在各驱动电极与各电极片之间产生静电力,使驱动弹簧部伸缩,并且使第1框体44以规定频率在X轴方向上振动。另外,驱动部70可以应用静电驱动方式、压电驱动方式或利用了磁场的洛伦兹力的电磁驱动方式等。
驱动部70在第1质量部40的与Y轴方向交叉的侧面安装一对第1驱动部70a、70b,在第3质量部60的与Y轴方向交叉的侧面安装一对第2驱动部70c、70d。第1质量部40的驱动部70a、70b和第3质量部60的驱动部70c、70d施加相位错开180度的交变电压,由此,在各驱动电极与各电极片之间分别产生静电力。当驱动弹簧部64、66在X轴方向上伸缩时,第1质量部40和第3质量部60能够以相互相反的相位且以规定频率在X轴方向上振动。另外,第1驱动部70a、70b仅形成任意一方即可。第2驱动部70c、70d也同样。
力转换部80设置在第2质量部20与第1质量部40之间、第1质量部40与第4质量部30之间、第4质量部30与第3质量部60之间、第3质量部60与第2质量部20之间。图2是示出力转换部的概略结构的说明图。图2所示的力转换部80示出连接在第2质量部20与第1质量部40之间的结构。力转换部80具有:第1锚梁82,其从锚部90起在第1轴方向延伸;第2锚梁84,其从锚部90起在第2轴方向延伸;梁(旋转体)86,其连接所述第1锚梁82的端部和所述第2锚梁84的端部,且刚性比所述第1锚梁82和所述第2锚梁84的刚性大;第1连接梁89,其连接梁86和第1质量部40或第3质量部60;以及第2连接梁88,其连接梁86和第2质量部20或第4质量部30。
锚部90是固定力转换部80的部件,与下部基板(未图示)粘接固定。第1锚梁82的一端与锚部90连接,另一端在X轴方向上延伸。第2锚梁84的一端与锚部90连接,另一端在Y轴方向上延伸。第1锚梁82和第2锚梁84的另一端与作为旋转体的梁86连接。梁86形成为圆弧状,刚性比第1锚梁82和第2锚梁84的刚性大。第2质量部20在与Y轴交叉的侧面形成有第2突起部21。第2突起部21沿着Y轴方向延伸。第1质量部40在与X轴交叉的侧面形成有第1突起部41。第1突起部41沿着X轴方向延伸。第2连接梁88与梁86的端部和第2突起部21连接。第1连接梁89与梁86的端部和第1突起部41连接。另外,在第1突起部41、第2突起部21的前端设有梁连接用的突起。
图3是力转换部的作用的说明图,(1)示出初始状态,(2)示出在+X轴方向上移动的状态。当(1)所示的初始状态的第1质量部在+X轴方向(箭头A)上移动时,力转换部80以锚部90为轴,在刚性高的梁86维持形状的状态下,与第1锚梁82和第2锚梁84一起在箭头B的方向上旋转。第1连接梁89以与第2锚梁84连接的一侧从初始状态起向+Y轴方向弯曲的方式变形。另一方面,第2连接梁88与第2突起部21一起在箭头C方向上移动,与第2锚梁84连接的一侧向-X轴方向弯曲。
下面,说明上述结构的本发明的陀螺仪传感器10的作用。
一般地,科里奥利力能够如公式1那样表示。
Fcori=2mv×Ω
其中,Fcori表示科里奥利力,m表示质量,v表示速度,Ω表示角速度。
图4是对绕X轴作用的旋转进行检测的说明图,(1)是立体图,(2)是(1)的a-a剖面图。通过驱动部在驱动方向A上驱动第1质量部和第3质量部。此时,驱动部在相互相反的方向上驱动所述第1质量部和所述第3质量部。经由力转换部与第1质量部和第3质量部连接的第2质量部20和第4质量部30以锚部为轴,使驱动方向A的振动移位而在Y轴方向上振动。
然后,在输入了X轴方向的绕轴角速度(Ωx)的情况下,科里奥利力作用在±Z轴方向上(箭头E)。当科里奥利力作用在Z轴方向上时,移位板26a、26b接近或远离下部电极,由此,静电电容变化。通过检测该静电电容的变化来求出Z轴方向的科里奥利力,由此,能够对绕X轴作用的旋转进行检测。第2质量部和第4质量部的Y轴方向的振动频率与第1质量部和第3质量部的振动频率一致。并且,第2质量部和第4质量部经由力转换部与第1质量部和第3质量部连接,所以,不需要在第2质量部和第4质量部上设置驱动部。因此,能够使多轴检测用的驱动部共同化,实现了传感器整体的小型化。
图5是对绕Y轴作用的旋转进行检测的说明图,(1)是立体图,(2)是(1)的b-b剖面图。通过驱动部在驱动方向A上驱动第1质量部40和第3质量部60。然后,在输入了Y轴方向的绕轴角速度(Ωy)的情况下,科里奥利力作用在±Z轴方向上(E)。当科里奥利力作用在Z轴方向上时,移位板46a、46b接近或远离下部电极,由此,静电电容变化。通过检测该静电电容的变化来求出Z轴方向的科里奥利力,由此,能够对绕Y轴作用的旋转进行检测。
图6是对绕Z轴作用的旋转进行检测的说明图。通过驱动部在驱动方向A上驱动第1质量部40和第3质量部60。然后,在输入了Z轴方向的绕轴角速度(Ωz)的情况下,科里奥利力作用在±Y轴方向上(箭头F)。当科里奥利力作用在Y轴方向上时,可动电极58接近或远离固定电极59,由此,检测部57检测到静电电容变化。通过检测该静电电容的变化来求出Y轴方向的科里奥利力,由此,能够对绕Z轴作用的旋转进行检测。
根据这种陀螺仪传感器10,能够使多轴检测用的驱动部共同化,能够实现传感器整体的小型化。
图7是力转换部的变形例1的说明图。图7所示的力转换部示出连接在第1质量部40与第2质量部20之间的结构。如图所示,变形例1的力转换部80a具有:旋转体100,其具有空洞部102;作为锚梁的弹簧104,其以能够伸缩的方式连接在配置在所述空洞部102中的锚部91与空洞部102的侧面之间;第2连接梁106,其连接所述旋转体100的一端和所述第2质量部20;以及第1连接梁108,其连接所述旋转体100的一端和所述第1质量部40。
在以Z轴为法线的平面视图中,旋转体100是在中心部具有比锚部91还大的空洞部102的大致矩形的部件,刚性比第1连接梁108和第2连接梁106的刚性高。在空洞部102中,以十字状安装配置在空洞部内的锚部91和能够伸缩的弹簧104。第2连接梁106的一端与旋转体100连接,另一端沿着Y轴方向延伸而与第2突起部21连接。第1连接梁108的一端与旋转体100连接,另一端沿着X轴方向延伸而与第1突起部41连接。
图8是力转换部的变形例1的作用的说明图,(1)示出初始状态,(2)示出在+X轴方向上移动的状态。当(1)所示的初始状态的第1质量部如(2)所示在+X轴方向(箭头A)上移动时,第1连接梁108与第1突起部41一起在+X轴方向上移动,与第1连接梁108连接的旋转体100使弹簧104弯曲,以锚部91为轴,如箭头G所示旋转。第1连接梁108向接近第1突起部41的方向弯曲。伴随旋转体100的旋转,与该旋转体100连接的第2连接梁106向+Y轴方向移动。第2连接梁106向远离第2突起部21的方向弯曲。然后,与第2连接梁106连接的第2突起部21向+Y轴方向移动(箭头C)。
图9是力转换部的变形例2的说明图。图9所示的力转换部80b示出连接在第1质量部40与第2质量部20之间的结构。如图所示,变形例2的力转换部80b具有旋转体200、第2连接梁202、第1连接梁204、弹簧206,并且,锚部92以旋转体200为中心相对地配置一对。
在以Z轴为法线的平面视图中,旋转体200是大致矩形的部件,刚性比第2连接梁202和第1连接梁204的刚性高。第2连接梁202的一端与旋转体200连接,另一端沿着Y轴方向延伸而与第2突起部21连接。第1连接梁204的一端与旋转体200连接,另一端沿着X轴方向延伸而与第1突起部41连接。弹簧206以能够伸缩的方式在穿过一对锚部92的直线上连接所述锚部92与旋转体200之间。
图10是力转换部的变形例2的作用的说明图,(1)示出初始状态,(2)示出在+X轴方向上移动的状态。当(1)所示的初始状态的第1质量部如(2)所示在+X轴方向(箭头A)上移动时,第1连接梁204与第1突起部41一起在+X轴方向上移动,与第1连接梁204连接的旋转体200使弹簧206弯曲,以锚部92为轴,如箭头H所示旋转。第1连接梁204向接近第1突起部41的方向弯曲。伴随旋转体200的旋转,与该旋转体200连接的第2连接梁202向+Y轴方向移动。第2连接梁202向远离第2突起部21的方向弯曲。与第2连接梁202连接的第2突起部21向+Y轴方向移动(箭头C)。
并且,如图7~图10所示,旋转体为矩形状,由此,能够增大以锚部为轴的旋转移位,能够增大将第1轴方向的振动转换为第2轴方向的振动的振动效率。
另外,在图1中,将第2质量部20和第4质量部30配置在第1质量部40与第3质量部60之间,但是,也可以将第2质量部20和第4质量部30配置在第1质量部40和第3质量部60的外侧。
图11是示出本申请发明的变形例的说明图。如图所示,与图1的结构的不同之处在于,在第1质量部40与第3质量部60之间形成连结弹簧94。其他结构采用与图1相同的结构,标注同一标号并省略详细说明。连结弹簧94由穿过配置在振动系统结构体12的中心C的锚部93并在X轴方向上延伸的第1连结弹簧部95、穿过锚部93并在Y轴方向上延伸的第2连结弹簧部96构成。第1连结弹簧部95是具有规定刚性的一对支承片,一端分别与第1质量部40和第3质量部60连接,另一端与第2连结弹簧部96连接。第2连结弹簧部96配置在构成第1连结弹簧部95的一对支承片之间。第2连结弹簧部96在中心与锚部93连接。第2连结弹簧部96在Y轴方向上延伸,刚性比第1连结弹簧部95的刚性小。因此,当第1连结弹簧部95在X轴方向上振动时,第2连结弹簧部96容易挠曲变形。
通过设置这种结构的连结弹簧94,具有如下优点:在将第1质量部40和第3质量部60的X轴方向的振动转换为第2质量部20和第4质量部30的Y轴方向的振动时,难以产生扭转。
图12是应用了具有本发明的陀螺仪传感器的电子设备的手机的说明图。如图所示,手机500具有多个操作按钮502、接听口504和发送口506,在操作按钮502与接听口504之间配置有显示部508。在这种手机500中内置有作为角速度检测单元发挥功能的陀螺仪传感器10。
Claims (3)
1.一种陀螺仪传感器,其特征在于,该陀螺仪传感器具有:
第1质量部,其具有第1检测部;
第2质量部,其具有第2检测部;
第1驱动部,其使所述第1质量部在第1轴的方向上振动;以及
力转换部,其由锚部固定,
所述第1质量部和所述第2质量部由所述力转换部连接,
所述力转换部以所述锚部为轴进行移位,使所述第2质量部在平面视图中与所述第1轴交叉的第2轴的方向上振动,
所述陀螺仪传感器具有:
第3质量部,其在所述第1轴上与所述第1质量部相对,且具有第3检测部;以及
第2驱动部,其使所述第3质量部在所述第1轴的方向上向与所述第1质量部的振动方向相反的方向振动,
所述力转换部连接在所述第2质量部与所述第3质量部之间,
并且,利用所述第1质量部和所述第3质量部的所述第1轴的方向的振动,使所述第2质量部在所述第2轴的方向上振动。
2.根据权利要求1所述的陀螺仪传感器,其特征在于,
所述陀螺仪传感器具有第4质量部,该第4质量部在所述第2轴上与所述第2质量部相对,且具有第4检测部,
所述力转换部连接在所述第3质量部与所述第4质量部之间以及所述第1质量部与所述第4质量部之间,
所述力转换部利用所述第1质量部和所述第3质量部的所述第1轴的方向的振动,使所述第2质量部在所述第2轴的方向上振动,并且使所述第4质量部在所述第2轴的方向上向与所述第2质量部的振动方向相反的方向振动。
3.一种电子设备,其特征在于,该电子设备具有权利要求1所述的陀螺仪传感器。
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