DE112017003796T5 - Winkelgeschwindigkeitssensor, sensorelement und multi-achsen-winkelgeschwindigkeitssensor - Google Patents

Winkelgeschwindigkeitssensor, sensorelement und multi-achsen-winkelgeschwindigkeitssensor Download PDF

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Abstract

Ein Winkelgeschwindigkeitssensor weist einen piezoelektrischen Körper, eine Treibeschaltung und eine Detektionsschaltung auf. Der piezoelektrische Körper weist einen Rahmen, ein Paar von Treibearmen und einen Detektionsarm auf. Der Rahmen wird in einem Paar von getragenen Teilen, die in einem Abstand voneinander in einer x-Achsen-Richtung angeordnet sind, getragen. Das Paar von Treibearmen erstreckt sich entlang einander von dem Rahmen in einer y-Achsen-Richtung an Position zwischen dem Paar von getragenen Teilen und in einem Abstand voneinander in der x-Achsen-Richtung angeordnet. Der Detektionsarm erstreckt sich von dem Rahmen in der y-Achsen-Richtung an einer Position zwischen dem Paar von Treibearmen in der x-Achsen-Richtung. Die Treibeschaltung führt Spannungen mit einander entgegengesetzten Phasen dem Paar von Treibearmen zu, sodass das Paar von Treibearmen vibriert, wobei es sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der x-Achsen-Richtung biegt. Die Detektionsschaltung detektiert aufgrund der Biegedeformation des Detektionsarms in einer z-Achsen-Richtung erzeugte Signale.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Winkelgeschwindigkeitssensor, ein Sensorelement, das in einem Winkelgeschwindigkeitssensor verwendet wird, und einen Multi-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor, der den Winkelgeschwindigkeitssensor enthält.
  • Technischer Hintergrund
  • Als Winkelgeschwindigkeitssensor ist ein so genannter „piezoelektrischer Vibrationstyp“ bekannt (beispielsweise Patentliteratur 1). In diesem Sensor wird eine Wechselspannung einem piezoelektrischen Körper zugeführt, um den piezoelektrischen Körper anzuregen. Wenn dieser angeregte piezoelektrische Körper gedreht wird, wird eine Corioliskraft mit einer Größe, die der Drehgeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit) entspricht, in einer Richtung senkrecht auf die Anregungsrichtung erzeugt. Der piezoelektrische Körper vibriert aufgrund dieser Corioliskraft ebenso. Ferner kann durch Detektieren eines elektrischen Signals, das gemäß der Deformation des piezoelektrischen Körpers, die von dieser Corioliskraft verursacht wird, die Winkelgeschwindigkeit des piezoelektrischen Körpers detektiert werden.
  • Literaturverzeichnis
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2005-037235A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält einen piezoelektrischen Körper, eine Treibeschaltung und eine Detektionsschaltung. Der piezoelektrische Körper weist einen Rahmen, ein Paar von Treibearmen und einen Detektionsarm auf. Der Rahmen wird in einem Paar von getragenen Teilen getragen, die in einem Abstand in einer x-Achsen-Richtung in einem orthogonalen Koordinatensystem xyz angeordnet sind. Das Paar von Treibearmen erstreckt sich entlang einander von dem Rahmen in einer y-Achsen-Richtung an Positionen zwischen dem Paar der getragenen Teile und ist in einem Abstand voneinander in x-Achsen-Richtung angeordnet. Der Detektionsarm erstreckt sich von dem Rahmen in der y-Achsen-Richtung an einer Position zwischen dem Paar von ersten Treibearmen in der x-Achsen-Richtung. Die Treibeschaltung führt Spannungen mit einander entgegengesetzten Phasen dem Paar von ersten Treibearmen zu, sodass das Paar von ersten Treibearmen vibriert, wobei es sich in Richtung einander entgegengesetzter Seiten in der x-Achsen-Richtung biegt. Die Detektionsschaltung detektiert Signale, die aufgrund der Biegedeformation des Detektionsarms in einer z-Achsen-Richtung oder x-Achsen-Richtung erzeugt werden.
  • Ein Sensorelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen piezoelektrischen Körper, eine Mehrzahl von Anregungselektroden, eine Mehrzahl von Detektionselektroden, eine Mehrzahl von Kontakten und eine Mehrzahl von Verdrahtungen auf. Der piezoelektrische Körper weist einen Rahmen, ein Paar von Treibearmen und einen Detektionsarm auf. Das Paar von Treibearmen erstreckt sich entlang einander von dem Rahmen in der y-Achsen-Richtung an Positionen, die in einem Abstand voneinander in der x-Achsen-Richtung in dem orthogonalen Koordinatensystem xyz angeordnet sind. Der Detektionsarm erstreckt sich von dem Rahmen in der y-Achsen-Richtung an einer Position zwischen dem Paar von ersten Treibearmen in der x-Achsen-Richtung. Die Mehrzahl von Anregungselektroden befindet sich in einer Anordnung, die in der Lage ist, Spannungen, die das Paar von Treibearmen in der x-Achsen-Richtung anregen, zuzuführen. Die Mehrzahl von Detektionselektroden befindet sich in einer Anordnung, die in der Lage ist, Signale zu detektieren, die gemäß der Vibration des Detektionsarms in der x-Achsen-Richtung oder z-Achsen-Richtung erzeugt werden. Die Mehrzahl von Kontakten ist in dem piezoelektrischen Körper an Positionen vorgesehen, die näher an den zwei Seiten der x-Achsen-Richtung sind als das Paar von Treibearmen. Die Mehrzahl von Verdrahtungen verbindet die Mehrzahl von Anregungselektroden, sodass einander entgegengesetzten Phasen von der Mehrzahl von Anregungselektroden dem Paar von Treibearmen zugeführt werden, sodass das Paar von Treibearmen vibriert, wobei es sich in Richtung einander entgegengesetzter Seiten in der x-Achsen-Richtung biegt.
  • Ein Multi-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen x-Achsen-Sensor, der eine Winkelgeschwindigkeit um eine x-Achse in einem orthogonalen Koordinatensystem xyz detektiert, einen y-Achsen-Sensor, der eine Winkelgeschwindigkeit um eine y-Achse und einen z-Achsen-Sensor, der eine Winkelgeschwindigkeit um eine z-Achse detektiert, auf. Der x-Achsen-Sensor ist der Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Der y-Achsen-Sensor weist einen piezoelektrischen Körper, eine y-Achsen-Treibeschaltung und eine y-Achsen-Detektionsschaltung auf. Der piezoelektrische Körper in dem y-Achsen-Sensor weist einen y-Achsen-Treibearm und einen y-Achsen-Detektionsarm auf, wobei sich jeder in die y-Achsen-Richtung erstreckt. Die y-Achsen-Treibeschaltung führt dem y-Achsen-Treibearm Spannungen zu, sodass der y-Achsen-Treibearm in der x-Achsen-Richtung vibriert. Die y-Achsen-Detektionsschaltung detektiert Signale, die aufgrund der Biegedeformation in der z-Achsen-Richtung des Detektionsarms erzeugt werden. Der z-Achsen-Sensor ist der Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen piezoelektrischen Körper in einem Sensorelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil des Sensorelements in 1 vergrößert zeigt und 2B ist eine Querschnittsansicht entlang der IIb-IIb-Linie in 2A.
    • 3A, 3B, 3C und 3D sind schematische Ansichten zum Erklären der Arbeitsweise des Sensorelements in 1.
    • 4A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil eines Sensorelements gemäß einer zweiten Ausführungsform vergrößert zeigt und 4B ist eine Querschnittsansicht entlang der IVb-IVb-Linie in 4A.
    • 5A und 5B sind schematische Ansichten zum Erklären der Arbeitsweise des Sensorelements in 4A.
    • 6A ist eine ebene Ansicht, die die Konfiguration eines Sensorelements gemäß einer dritten oder vierten Ausführungsform zeigt und 6B ist eine schematische Ansicht zum Erklären der Arbeitsweise des Sensorelements in 6A.
    • 7A, 7B, 7C und 7D sind schematische Ansichten zum Erklären der Arbeitsweise des Sensorelements in 6A.
    • 8A ist eine ebene Ansicht, die die Konfiguration eines Sensorelements gemäß einer fünften oder sechsten Ausführungsform zeigt und 8B und 8C sind schematische Ansichten zum Erklären der Arbeitsweise des Sensorelements in 8A.
    • 9A ist eine ebene Ansicht, die die Konfiguration eines Sensorelements gemäß einer siebten oder achten Ausführungsform zeigt und 9B und 9C sind schematische Ansichten zum Erklären der Arbeitsweise des Sensorelements in 9A.
    • 10A, 10B, 10C und 10D sind schematische Ansichten zum Erklären der Arbeitsweise des Sensorelements in 9A.
    • 11A ist eine ebene Ansicht, die ein Sensorelement gemäß einer neunten Ausführungsform zeigt und 11 B ist eine ebene Ansicht, die ein Sensorelement gemäß einer zehnten Ausführungsform zeigt.
    • 12 ist eine ebene Ansicht, die die Konfiguration eines Multi-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensors zeigt.
    • 13A, 13B, 13C und 13D sind schematische Ansichten zum Erklären der Arbeitsweisen von y-Achsen-Sensoren, die in dem Multi-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor in 12 enthalten sind.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Unten werden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Beachte, dass die folgenden Figuren schematisch sind. Dementsprechend werden Details manchmal weggelassen. Ferner entsprechen Größenverhältnisse etc. nicht immer den tatsächlichen. Ferner entsprechen Größenverhältnisse etc. zwischen zwei oder mehreren Figuren auch nicht immer einander.
  • Ferner ist bei jeder Figur zur Einfachheit der Erklärung ein orthogonales Koordinatensystem xyz beigefügt. Beachte, dass das orthogonale Koordinatensystem xyz basierend auf der Form des Sensorelements (piezoelektrischer Körper) definiert ist. Das heißt, dass die x-Achse, y-Achse und z-Achse nicht immer eine elektrische Achse, mechanische Achse und optische Achse eines Kristalls angeben. In dem Sensorelement kann jede Richtung als „oben“ oder „unten“ verwendet werden. In der folgenden Beschreibung werden zur Einfachheit jedoch die „obere Oberfläche“ oder „untere Oberfläche“ und andere Begriffe manchmal verwendet, wobei die positive Seite der z-Achsen-Richtung der obere Teil ist. Ferner bedeutet, wenn einfach auf „betrachtet auf einer Ebene“ Bezug genommen wird „betrachtet in der z-Achsen-Richtung“ gemeint, wenn es nicht speziell erläutert ist.
  • Für gleiche oder ähnliche Konfigurationen werden manchmal unterschiedliche Buchstaben des Alphabets angefügt, so wie beispielsweise der „Treibearm 7A“ und „Treibearm 7B“. Ferner wird auf die Arme einfach manchmal als die „Treibearme 7“ Bezug genommen und nicht unterschieden.
  • In der zweiten und folgenden Ausführungsformen wird manchmal für die Konfigurationen, die gleich oder ähnlich den Konfigurationen in den schon erläuterten Ausführungsformen sind, von den Bezeichnungen Gebrauch gemacht, die den Konfigurationen in den schon erläuterten Ausführungsformen beigefügt sind. Ferner werden manchmal Illustrationen und Erläuterungen weggelassen. Beachte, dass die Konfigurationen, die den Konfigurationen in den schon erläuterten Ausführungsformen entsprechen (ähneln), dieselben sind wie die Konfigurationen in den schon erläuterten Ausführungsformen, wenn es nicht speziell erläutert ist, selbst in einem Fall, in dem Bezeichnungen, die unterschiedlich sind von jenen der Konfigurationen in den schon erläuterten Ausführungsformen, beigefügt sind.
  • <Erste Ausführungsform>
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration eines Sensorelements 1 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. Beachte, dass in dieser Ansicht die Darstellung einer leitenden Schicht, die auf der Oberfläche des Sensorelements 1 vorgesehen ist, im Grunde genommen weggelassen ist.
  • Das Sensorelement 1 ist zum Beispiel eines, das einen Winkelgeschwindigkeitssensor 51 (die Bezeichnung ist in 2B gezeigt) eines piezoelektrischen Vibrationstyps bildet, der die Winkelgeschwindigkeit um die x-Achse detektiert. Das Sensorelement 1 hat einen piezoelektrischen Körper 3. Wenn der piezoelektrische Körper 3 gedreht wird in einem Zustand, in dem Spannung dem piezoelektrischen Körper 3 zugeführt wird und der piezoelektrische Körper 3 vibriert, wird in dem piezoelektrischen Körper 3 Vibration aufgrund einer Corioliskraft erzeugt. Durch Detektieren der gemäß der Vibration aufgrund der Corioliskraft erzeugten Spannung wird die Winkelgeschwindigkeit detektiert. Genauer ist dies wie folgt.
  • (Form des piezoelektrischen Körpers)
  • Der piezoelektrische Körper 3 ist zum Beispiel als Ganzes integral geformt. Der piezoelektrische Körper 3 kann ein einzelner Kristall oder auch ein Polykristall sein. Ferner kann das Material des piezoelektrischen Körpers 3 geeignet ausgewählt werden. Es ist zum Beispiel Quarzkristall (SIO2), LiTaO3, LiNbO3, PZT, oder Silizium.
  • In dem piezoelektrischen Körper 3 wird die elektrische Achse oder Polarisationsachse (unten wird manchmal nur die Polarisationsachse als die repräsentative der beiden bezeichnet) so festgelegt, dass sie der x-Achse entspricht. Beachte, dass die Polarisationsachse auch gegenüber der x-Achse in einem vorgegebenen Bereich (beispielsweise nicht mehr als 15°) geneigt sein kann. Ferner können in einem Fall, in dem der piezoelektrische Körper 3 ein einzelner Kristall ist, die mechanische Achse und die optische Achse in geeigneten Richtungen festgelegt werden. Beispielsweise wird die mechanische Achse in der y-Achsen-Richtung festgelegt und die optische Achse wird in der z-Achsen-Richtung festgelegt.
  • In dem piezoelektrischen Körper 3 wird beispielsweise die Dicke (z-Achsen-Richtung) als Ganzes konstant gemacht. Ferner ist der piezoelektrische Körper 3 beispielsweise in einer achsensymmetrischen Form in Bezug auf eine nicht gezeigte Symmetrieachse parallel zur y-Achse gebildet.
  • Der piezoelektrische Körper 3 hat beispielsweise einen Rahmen 5, ein Paar von Treibearmen 7A und 7B und einen Detektionsarm 9, die sich alle von dem Rahmen 5 erstrecken und ein Paar von Befestigungsteilen 11, die den Rahmen 5 tragen.
  • Das Paar von Treibearmen 7 ist der Teil, der durch die Anwendung von Spannungen (elektrischen Feldern) angeregt wird. Der Detektionsarm 9 ist ein Teil, der gemäß einer Corioliskraft vibriert und ein elektrisches Signal (zum Beispiel eine Spannung) erzeugt, die der Winkelgeschwindigkeit entspricht. Der Rahmen 5 ist ein Teil, der zum Tragen der Treibearme 7 und des Detektionsarms 9 und des Transfers der Vibration von den Treibearmen 7 zu dem Detektionsarm 9 beiträgt. Die Befestigungsteile 11 sind Teile, die zur Befestigung des Sensorelements 1 auf einem nicht gezeigten Befestigungskörper (beispielsweise einem Teil eines Gehäuses oder einer Platine) beitragen.
  • Der Rahmen 5 ist beispielsweise in einer langen Form gebildet, sodass er sich geradlinig in der x-Achsen-Richtung erstreckt. Die zwei Enden davon werden getragene Teile 5A, die von dem Paar von Befestigungsteilen 11 getragen werden. Dementsprechend wird der Rahmen 5 in die Lage versetzt, sich zu deformieren, sodass er sich wie ein Balken, der an zwei Enden getragen wird, biegt.
  • Die Querschnittsform des Rahmens 5 ist zum Beispiel im Wesentlichen rechteckig. Eines von der Breite (y-Achsen-Richtung) und der Dicke (z-Achsen-Richtung) des Rahmens 5 kann auch größer sein als das andere. Beachte, dass geplant ist, dass der Rahmen 5 sich deformiert, sodass er sich biegt, wenn er auf einer Ebene betrachtet wird, wie später erläutert. Dementsprechend kann die Breite des Rahmens 5 verhältnismäßig klein sein. Beispielsweise kann die Breite des Rahmens 5 nicht mehr als zweimal oder nicht mehr als einmal die Dicke des Rahmens 5 gemacht werden. Ferner können beispielsweise die Länge und die Breite des Rahmens angepasst werden, sodass eine Eigenfrequenz der Biegedeformation näher an der Eigenfrequenz des Treibearms 7 in der Richtung, die aufgrund der Spannungsanwendung angeregt wird, und/oder der Eigenfrequenz des Detektionsarms 9 in der Richtung der Vibration aufgrund der Corioliskraft liegt.
  • Die Treibearme 7 erstrecken sich von dem Rahmen 5 in der y-Achsen-Richtung ihre vorderen Enden sind als freie Enden gebildet. Dementsprechend werden die Treibearme 7 in die Lage versetzt, sich zu deformieren, sodass sie sich auf frei schwingende Art biegen. Das Paar von Treibearmen 7 erstreckt sich stehend ausgerichtet (beispielsweise parallel) relativ zueinander an Positionen, die voneinander in der x-Achsen-Richtung in einem Abstand angeordnet sind. Das Paar von Treibearmen 7 ist beispielsweise achsensymmetrisch in Bezug auf eine nicht gezeigte Symmetrieachse, die durch die Mitte zwischen dem Paar von getragenen Teilen 5A und parallel zur y-Achse verläuft, vorgesehen.
  • Wie später beschrieben wird (3A und 3B) ist vorgesehen, dass das Paar von Treibearmen 7 den Rahmen 5 deformiert, sodass er sich aufgrund von Anregung in der x-Achsen-Richtung biegt (vibriert), wenn er in einer Ebene betrachtet wird. Dementsprechend können beispielsweise die Positionen des Paars von Treibearmen 7 in der x-Achsenrichtung in Bezug auf den Rahmen 5 geeignet festgelegt werden, sodass die Biegedeformation des Rahmens 5Aufgrund der Vibration des Paars von Treibearmen 7 groß wird. Beispielsweise wird, wenn ein Abschnitt zwischen dem Paar von getragenen Teilen 5A in 3 gleiche Teile geteilt wird, das Paar von Treibearmen 7 jeweils an den zwei Seitenbereichen positioniert.
  • Eine konkrete Form etc. des Treibearms kann geeignet festgelegt werden. Beispielsweise hat der Treibearm 7 eine lange rechteckige Quaderform. Das heißt, dass die Querschnittsform (xz-Ebene) rechteckig ist. Obwohl es nicht speziell gezeigt ist kann der Treibearm 7 auch hammerförmig sein, sodass die Breite (xz-Achsen-Richtung) an dem seitlichen Abschnitt am vorderen Ende zunimmt. Das Paar von Treibearmen 7 hat beispielsweise vorgegebene Formen und Größen, die im Wesentlichen achsensymmetrisch zueinander sind. Dementsprechend sind die Vibrationseigenschaften der beiden zueinander äquivalent.
  • Die Treibearme 7 werden, wie später erläutert wird, in der x-Achsen-Richtung angeregt. Dementsprechend werden in den Treibearmen 7 die Eigenfrequenzen in der Anregungsrichtung (x-Achsen-Richtung) höher, wenn ihre breiten (x-Achsen-Richtung) größer werden, und die Eigenfrequenzen in der Anregungsrichtung werden kleiner, wenn ihre Längen (aus anderer Sicht ihre Masse) größer werden. Die verschiedenen Dimensionen der Treibearme 7 werden beispielsweise festgelegt, sodass die Eigenfrequenzen der Treibearme 7 in der Anregungsrichtung nahe an den Frequenzen sind, mit denen eine Anregung verursacht werden soll.
  • Der Detektionsarm 9 erstreckt sich von dem Rahmen 5 in der y-Achsen-Richtung. Sein vorderes Ende ist als das freie Ende gebildet. Dementsprechend wird der Detektionsarm 9 in die Lage versetzt, sich zu deformieren, sodass er sich auf frei schwingende Weise biegen kann. Ferner erstreckt sich der Detektionsarm 9 zwischen dem Paar von Treibearmen 7 ausgerichtet (beispielsweise parallel) in Bezug auf das Paar von Treibearmen 7. Der Detektionsarm 9 ist beispielsweise in der Mitte zwischen dem Paar von getragenen Teilen 5A und/oder in der Mitte zwischen dem Paar von Treibearmen 7 positioniert.
  • Eine konkrete Form etc. des Detektionsarms 9 kann geeignet gewählt werden. Beispielsweise hat der Detektionsarm 9 eine lange rechteckige Quaderform. Das heißt, dass die Querschnittsform (xz-Ebene) rechteckig ist. Obwohl es nicht speziell gezeigt ist kann der Detektionsarm 9 auch hammerförmig sein, sodass die Breite (x-Achsen-Richtung) an dem seitlichen Abschnitt am vorderen Ende zunimmt.
  • Der Detektionsarm 9 vibriert, wie später erläutert wird, in der z-Achsen-Richtung aufgrund der Corioliskraft in der vorliegenden Ausführungsform. Dementsprechend erhöht sich in dem Detektionsarm 9 die Eigenfrequenz in der Vibrationsrichtung (z-Achsen-Richtung), wenn seine Dicke (z-Achsen-Richtung) größer wird und die Eigenfrequenz in der Anregungsrichtung wird kleiner, wenn seine Länge (aus anderer Sicht seine Masse) größer wird. Die verschiedenen Dimensionen des Detektionsarms 9 werden beispielsweise so festgelegt, dass die Eigenfrequenz in der Vibrationsrichtung des Detektionsarms 9 nahe an der Eigenfrequenz in der Anregungsrichtung des Treibearms 7 ist. Die Länge des Detektionsarms 9 ist beispielsweise äquivalent zu der Länge des Treibearms 7. Beachte, dass die beiden sich auch unterscheiden können.
  • Das Paar von Befestigungsteilen 11 ist beispielsweise in Formen ausgebildet sodass die y-Achsen-Richtung ihre Längsrichtung ist. Genauer haben die Befestigungsteile 11 Plattenformen mit rechteckigen ebenen Formen, wobei die z-Achsen-Richtung die Richtung der Dicke ist. Die Breiten (x-Achsen-Richtung) der Befestigungsteile sind beispielsweise größer als die Breite (y-Achsen-Richtung) des Rahmens 5, die breiten (x-Achsen-Richtung) des Treibearms 7 und die Breite (x-Achsen-Richtung) des Detektionsarms 9. Dementsprechend wird es schwerer, die Befestigungsteile 11 zu deformieren, sodass sie sich in einer Ebene betrachtet biegen in Vergleich zu den anderen Abschnitten (5,7 und 9). Jedoch können die Befestigungsteile 11 teilweise oder insgesamt in Vergleich mit den anderen Abschnitten (5,7 oder 9) auch in ihrer Breite verringert werden. Die Längen der Befestigungsteile 11 können geeignet festgelegt werden. Beispielsweise können die Längen von dem Rahmen 5Bis zu einzelnen Enden der Befestigungsteile 11 kürzer sein als die Längen der Treibearme 7 oder des Detektionsarms 9 (Beispiel gezeigt), können äquivalent sein oder können länger sein.
  • Der Rahmen 5 ist wie bereits erläutert an seinen zwei Enden (getragene Teile 5A) an dem Paar von Befestigungsteilen 11 fixiert. Die Positionen der getragenen Teile 5A in der y-Achsen-Richtung in Bezug auf die Befestigungsteile 11 kann geeignet festgelegt werden. In dem gezeigten Beispiel sind die getragenen Teile 5A in den Mitten der Befestigungsteile 11 in der y-Achsen-Richtung positioniert.
  • Mindestens vier Kontakte sind auf den unteren Oberflächen des Paars von Befestigungsteilen 11 vorgesehen. Die Kontakte 13 liegenden Kontakten gegenüber, die auf einem nicht gezeigten Befestigungskörper vorgesehen sind und sind mit Bezug auf diese Kontakte auf dem Befestigungskörper durch Kugeln aus Lot oder leitenden Kleber verbunden. Aufgrund dessen sind das Sensorelement 1 und der Befestigungskörper elektrisch verbunden. Ferner wird das Sensorelement 1 (piezoelektrischer Körper 3) in einem Zustand getragen, in dem die Treibearme 7 und der Detektionsarm 9 vibrieren können. Die vier Kontakte 13 sind beispielsweise jeweils an den zwei Enden des Paars von Befestigungsteilen 11 vorgesehen.
  • (Anregungselektroden, Detektionselektroden und Verdrahtung)
  • 2A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil des Sensorelements 1 vergrößert zeigt. Ferner ist 2B eine Querschnittsansicht entlang der Ilb-Ilb-Linie in 2A.
  • Das Sensorelement 1 hat Anregungselektroden 15A und 15B zum Zuführen von Spannungen zu den Treibearmen 7, Detektionselektroden 17A und 17B zum Extrahieren von in dem Detektionsarm 9 erzeugten Signalen und eine Mehrzahl von Verdrahtungen 19, die sie verbinden. Sie werden durch eine leitende Schicht gebildet, die auf der Oberfläche des piezoelektrischen Körpers 3 gebildet ist. Das Material der leitenden Schichten ist beispielsweise Cu, Al oder ein anderes Metall.
  • Beachte, dass zusätzliche Bezeichnungen A und B der Anregungselektroden 15 und Detektionselektroden 17 basierend auf dem orthogonalen Koordinatensystem xyz beigefügt sind. Dementsprechend haben, wie später erläutert wird, die Anregungselektrode 15A des Treibearms 7 und die Anregungselektrode 15A des anderen Treibearms 7 nicht immer dasselbe Potenzial. Das gleiche gilt auch für die Anregungselektroden 15B. In einem Aspekt, bei dem eine Mehrzahl von Detektionsarmen 9 (Ausführungsform, die später beschrieben wird) vorgesehen ist gilt dasselbe auch für die Detektionselektroden 17A und 17B.
  • In jedem Treibearm 7 sind die Anregungselektroden 15A auf jeder von der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche (ein Paar von Oberflächen, die den beiden Seiten in der z-Achsen-Richtung gegenüberliegen) vorgesehen. Ferner sind in jedem Treibearm 7 die Anregungselektroden 15B auf jedem eines Paars von seitlichen Oberflächen (Paar von Oberflächen, die den zwei Seiten in der x-Achsen-Richtung gegenüberliegen) vorgesehen.
  • Beachte, dass in den später beschriebenen Ausführungsformen manchmal Treibearme 7 vorgesehen sind, die sich von dem Rahmen 5 in Richtung der negativen Seite der y-Achsen-Richtung erstrecken. Selbst bei solchen Treibearmen 7 entsprechen die zusätzlichen Bezeichnungen A der Anregungselektroden 15 der oberen Oberfläche und unteren Oberfläche und die zusätzlichen Bezeichnungen B der Anregungselektroden 15 entsprechen den seitlichen Oberflächen.
  • Auf der oberen, unteren, linken und rechten Oberfläche jedes Treibearms 7 sind die Anregungselektroden 15B beispielsweise derart ausgestaltet, dass sie die Hauptteile der Oberflächen bedecken. Jedoch sind mindestens manche der Anregungselektroden 15A und 15B (Anregungselektroden 15A in der vorliegenden Ausführungsform) in der Breitenrichtung kleiner ausgestaltet als die Oberflächen, sodass die Elektroden nicht miteinander kurzgeschlossen werden. Ferner können Abschnitte der Treibearme 7 auf der Fußseite und der Seite am vorderen Ende aufgespart werden als Positionen, an denen keine Anregungselektroden 15 angeordnet werden.
  • In jedem Treibearm 7 werden den zwei Anregungselektroden 15A beispielsweise dieselben Potenziale gegeben. Beispielsweise werden die zwei Anregungselektroden 15A gegenseitig durch die Verdrahtung 19 miteinander verbunden. Ferner werden in jedem Treibearm 7 den zwei Anregungselektroden 15B beispielsweise dieselben Potenziale gegeben. Beispielsweise werden die zwei Anregungselektroden 15B gegenseitig durch die Verdrahtung 19 miteinander verbunden.
  • In solchen Anordnungs- und Verbindungsbeziehungen der Anregungselektroden 15 werden, wenn Spannungen den Anregungselektroden 15A und den Anregungselektroden 15B zugeführt werden, beispielsweise in dem Treibearm 7 ein elektrisches Feld von der oberen Oberfläche in Richtung des Paares von seitlichen Oberflächen (den zwei Seiten in der x-Achsen-Richtung) und ein elektrisches Feld von der unteren Oberfläche in Richtung des Paares von seitlichen Oberflächen erzeugt. Andererseits fällt die Polarisationsachse mit der x-Achsen-Richtung zusammen. Dementsprechend fallen, wenn die Komponenten in der x-Achsen-Richtung der elektrischen Felder beachtet werden, die Orientierung des elektrischen Felds und die Orientierung der Polarisationsachse in einem seitlichen Abschnitt in der x-Achsen-Richtung in dem Treibearm 7 zusammen, während die Orientierung des elektrischen Fels und die Orientierung der Polarisationsachse in dem anderen seitlichen Abschnitt einander entgegengesetzt sind.
  • Als Ergebnis zieht sich in jedem Treibearm 7 ein seitlicher Abschnitt in der x-Achsen-Richtung in der y-Achsen-Richtung zusammen und der andere seitliche Abschnitt verlängert sich in der y-Achsen-Richtung. Ferner wird der Treibearm 7 auf eine Seite der x-Achsen-Richtung wie ein Bimetall gebogen. Wenn die Spannungen, die den Anregungselektroden 15A und 15B zugeführt werden, invertiert werden, wird der Treibearm 7 in der entgegengesetzten Richtung gebogen. Gemäß einem solchen Prinzip vibriert der Treibearm 7 in der x-Achsen-Richtung wenn eine Wechselspannung an die Anregungselektroden 15A und 15B angelegt wird.
  • Beachte, dass, obwohl es nicht speziell gezeigt ist, auf der oberen Oberfläche und/oder unteren Oberfläche von jedem Treibearm 7 ein oder mehrere eingelassene Nute, die sich entlang der Längsrichtung des Treibearms 7 erstrecken (die eingelassene Nut kann auch durch konkave Abschnitte gebildet sein, die in der Längsrichtung des Treibearms 7 angeordnet sind) vorgesehen sein können und die Anregungselektrode 15A kann auch über dem Inneren dieser eingelassenen Nut vorgesehen sein. Dieser Fall resultiert aufgrund dessen, dass die Anregungselektrode 15A und die Anregungselektrode 15B in der x-Achsen-Richtung einander gegenüber liegen während sie den Wandabschnitt der eingelassenen Nut dazwischen einpferchen, wodurch die Effizienz der Anregung verbessert wird.
  • In dem Paar von Treibearmen 7 wird den Anregungselektroden 15A auf dem Treibearm 7A und den Anregungselektroden 15B auf dem Treibearm 7B dasselbe Potenzial gegeben und die Anregungselektroden 15B auf dem Treibearm 7A und die Anregungselektroden 15A auf dem Treibearm 7B wird dasselbe Potenzial gegeben. Beispielsweise sind die Anregungselektroden 15, den dasselbe Potenzial gegeben werden soll, durch die Verdrahtung 19 verbunden.
  • Dementsprechend werden, wenn eine Wechselspannung den Anregungselektroden 15A und den Anregungselektroden 15B in einer solchen Verbindungsbeziehung zugeführt wird, Spannungen mit einander entgegengesetzten Phasen dem Paar von Treibearmen 7 zugeführt, wodurch sie vibrieren, sodass sie sich deformieren, wobei sie sich in einander entgegengesetzten Richtungen in der x-Achsen-Richtung biegen.
  • Die Detektionselektroden 17A in dem Detektionsarm 9 werden in jedem von einem Bereich auf der positiven Seite der z-Achsen-Richtung in der Oberfläche, die der negativen Seite der x-Achsen-Richtung gegenüberliegt (beispielsweise der positiven Seite von der Mitte dieser Oberfläche) und einem Bereich auf der negativen Seite der z-Achsen-Richtung in der Oberfläche, die der positiven Seite der x-Achsen-Richtung gegenüberliegt (beispielsweise der negativen Seite von der Mitte dieser Oberfläche) vorgesehen. Die Detektionselektroden 17 in dem Detektionsarm 9 sind in jeder von einem Bereich auf der negativen Seite der z-Achsen-Richtung in der Oberfläche, die der negativen Seite der x-Achsen-Richtung gegenüberliegt (beispielsweise der negativen Seite von der Mitte der Oberfläche) und einem Bereich auf der positiven Seite der z-Achsen-Richtung in der Oberfläche, die der positiven Seite der x-Achsen-Richtung gegenüberliegt (beispielsweise der positiven Seite von der Mitte dieser Oberfläche), vorgesehen.
  • Beachte, dass in den Ausführungsformen, die später beschrieben werden, manchmal ein Detektionsarm 9 vorgesehen ist, der sich von dem Rahmen 5 in Richtung der negativen Seite der y-Achsen-Richtung erstreckt. Selbst in solch einem Detektionsarm 9 entsprechen die zusätzlichen Bezeichnungen A der Detektionselektrode 17 dem Bereich von +z auf der seitlichen Oberfläche von -x und dem Bereich von -z auf der seitlichen Oberfläche von +x und die zusätzlichen Bezeichnungen B der Detektionselektrode 17 entsprechen dem Bereich von -z auf der seitlichen Oberfläche von -x und dem Bereich von +z auf der seitlichen Oberfläche von +x.
  • Auf jeder seitlichen Oberfläche des Detektionsarms 9 erstrecken sich die Detektionselektroden 17A und 17B entlang des Detektionsarms 9, wobei sie geeignet in einem Abstand zueinander angeordnet sind, sodass sie nicht miteinander kurzgeschlossen werden. Die zwei Detektionselektroden 17A sind beispielsweise durch die Verdrahtung 19 miteinander verbunden. Ferner sind die zwei Detektionselektroden 17B beispielsweise miteinander durch die Verdrahtung 19 verbunden.
  • In solchen Anordnungs- und Verbindungsbeziehungen der Detektionselektrode 17 wird, falls der Detektionsarm 9 beispielsweise eine Deformation in der z-Achsen-Richtung verursacht, ein elektrisches Feld parallel zu der z-Achsen-Richtung erzeugt. Das heißt, dass auf jeder seitlichen Oberfläche des Detektionsarms 9 eine Spannung zwischen der Detektionselektrode 17A und der Detektionselektrode 17B erzeugt wird. Die Orientierung des elektrischen Felds wird durch die Orientierung der Polarisationsachse und der Orientierung des Biegens (positive Seite oder negative Seite der z-Achsen-Richtung) bestimmt. Die Orientierungen der elektrischen Felder sind zwischen dem positiven seitlichen Abschnitt und dem negativen seitlichen Abschnitt der x-Achsen-Richtung einander entgegengesetzt. Diese Spannungen (elektrische Felder) werden an die Detektionselektroden 17A und die Detektionselektroden 17B ausgegeben. Wenn der Detektionsarm 9 in der z-Achsen-Richtung vibriert, werden die Spannungen als Wechselspannung detektiert beachte, dass unter den elektrischen Feldern das elektrische Feld parallel zu der z-Achsen-Richtung wie oben beschrieben dominant sein kann oder das Verhältnis der elektrischen Felder, die parallel zu der x-Achsen-Richtung sind und einander entgegengesetzte Orientierungen zwischen dem positiven seitlichen Abschnitt und dem negativen seitlichen Abschnitt der z-Achsen-Richtung haben, größer sein können. In jedem Fall wird eine Spannung gemäß der Biegedeformation zu der z-Achsen-Richtung des Detektionsarms 9 zwischen der Detektionselektrode 17A und der Detektionselektrode 17B erzeugt.
  • Beachte, dass, obwohl es nicht speziell gezeigt ist, in dem Detektionsarm 9 ein oder auch mehrere Nute (Schlitze), die ihn von der oberen Oberfläche zu der unteren Oberfläche penetrieren und sich entlang der Längsrichtung des Detektionsarms 9 erstrecken, gebildet sein können. Ferner können auch in jeden der zwei oder mehr länglichen Abschnitte, die durch die Durchgangsnute eingeteilt werden, wie bei dem Detektionsarm 9 in dem gezeigten Beispiel die Detektionselektroden 17A und 17B angeordnet und verbunden sein in diesem Fall wird die Mehrzahl von Detektionselektroden 17 als Ganzes in der Fläche größer im Vergleich zu dem Fall, in dem sie nur auf den äußeren seitlichen Oberflächen des Detektionsarms 9 vorgesehen sind. Als Ergebnis kann eine in dem Detektionsarm 9 erzeugte Ladung effizient als elektrisches Signal extrahiert werden.
  • Die Mehrzahl von Verdrahtungen 19 verbindet die Anregungselektroden 15 und die Detektionselektroden 17 wie oben erläutert. Ferner verbindet die Mehrzahl von Verdrahtungen 19 insgesamt vier Mengen von Elektroden von zwei Mengen von Anregungselektroden 15, eingeteilt aus der Sicht des Potenzials, und zwei Mengen von Detektionselektroden 17, eingeteilt aus der Sicht des Potenzials, mit den vier Kontakten 13. In dem die Mehrzahl von Verdrahtungen geeignet auf den oberen Oberflächen, unteren Oberflächen und/oder seitlichen Oberflächen von verschiedenen Teilen in dem piezoelektrischen Körper 3, in einer Ausführungsform, in dem all die Verdrahtung auf den Oberflächen des piezoelektrischen Körpers 3 vorgesehen sind, angeordnet werden können die obigen Verbindungen ohne sie miteinander kurzzuschließen realisiert werden. Beachte, dass durch Vorsehen einer Isolierschicht auf den Verdrahtungen 19, die auf den piezoelektrischen Körper 3 positioniert sind, und Vorsehen der anderen Verdrahtung in 19 darauf auch ein dreidimensionaler Verdrahtungsabschnitt gebildet werden kann.
  • Wie in 2B gezeigt hat der Winkelgeschwindigkeit sind zu 51 eine Treibeschaltung 103, die den Anregungselektroden 15 Spannungen zuführt, und eine Detektionsschaltung 105, die die elektrischen Signale von den Detektionselektroden 17 detektiert.
  • Die Treibeschaltung 103 ist beispielsweise derart gebildet, dass sie eine Oszillatorschaltung und einen Verstärker aufweist und eine Wechselspannung mit einer vorgegebenen Frequenz der Anregungselektrode 15A und der Anregungselektrode 15B zuführt. Beachte, dass die Frequenz in dem Winkelgeschwindigkeitssensor 51 im Voraus bestimmt werden kann oder von einer Vorrichtung in einem externen Abschnitt vorgegeben werden kann.
  • Die Detektionsschaltung 105 ist derart gebildet, dass sie beispielsweise einen Verstärker und eine Wellendetektionsschaltung aufweist, eine Potenzialdifferenz zwischen der Detektionselektrode 17A und der Detektionselektrode 17B detektiert und ein elektrisches Signal gemäß dem Detektionsergebnis an die Vorrichtung in dem externen Abschnitt oder Ähnliches ausgibt. Genauer wird beispielsweise der obige Potenzialunterschied als die Wechselspannung detektiert und die Detektionsschaltung 105 gibt ein Signal gemäß der Amplitude der detektierten Wechselspannung aus. Die Winkelgeschwindigkeit wird basierend auf dieser Amplitude spezifiziert. Ferner gibt die Detektionsschaltung 105 ein Signal gemäß einer Phasendifferenz zwischen der Anwendungsspannung der Treibeschaltung 103 und dem detektierten elektrischen Signal aus. Die Orientierung der Drehung basierend auf dieser Phasendifferenz spezifiziert.
  • Beachte, dass die Treibeschaltung 103 und die Detektionsschaltung 105 insgesamt eine Steuerschaltung 107 bilden. Die Steuerschaltung 107 wird beispielsweise durch einen IC(integrierte Schaltung)-Chip gebildet und ist auf einer Platine oder einem Befestigungskörper mit einer geeigneten Form, auf der oder an dem das Sensorelement 1 befestigt ist, befestigt.
  • (Arbeitsweise des Winkelgeschwindigkeitssensors)
  • 3A und 3B sind schematische ebene Ansichten zum Erläutern der Anregungen in dem piezoelektrischen Körper 3. In den beiden Ansichten sind die Phasen der Wechselspannungen, die den Anregungselektroden 15 zugeführt werden, gegenseitig um 180° versetzt.
  • Wie oben erläutert werden die Treibearme 7A und 7B mit einander entgegengesetzten Phasen angeregt, sodass sie in einander entgegengesetzten Orientierungen in der x-Achsen-Richtung durch Zuführen der Wechselspannungen zu den Anregungselektroden 15 deformiert werden.
  • Zu diesem Zeitpunkt werden, wie in 3A gezeigt, falls das Paar von Treibearmen 7 sich zu den äußeren Seiten der x-Achsen-Richtung relativ zueinander krümmt, die Biegemomente davon an den Rahmen 5 transferiert, wodurch sich der Rahmen 5A auf die positive Seite der y-Achsen-Richtung krümmt. Als Ergebnis wird der Detektionsarm 9 auf die positive Seite der y-Achsen-Richtung versetzt.
  • Umgekehrt werden, wie in 3B gezeigt, falls das Paar von Treibearmen 7 sich auf die inneren Seiten in der x-Achsen-Richtung relativ zueinander krümmt, die Biegemomente davon an den Rahmen 5 transferiert, wodurch der Rahmen 5A auf die negative Seite der y-Achsen-Richtung versetzt wird. Als Ergebnis wird der Detektionsarm 9 auf die negative Seite der y-Achsen-Richtung versetzt.
  • Dementsprechend endet der Detektionsarm 9 damit, dass er durch die Anregung des Paares von Treibearmen 7 in der y-Achsen-Richtung vibriert.
  • 3C und 3D sind schematische perspektivische Ansichten zum Erklären der Vibration des Detektionsarms 9 gemäß der Corioliskraft. 3C und 3D entsprechenden Zuständen in 3A und 3B. Beachte, dass in diesen Ansichten die Illustration für Deformationen der Treibearme 7 und des Rahmens 5 weggelassen ist. Dasselbe gilt auch für die schematischen Ansichten zum Erklären der Vibration des Detektionsarms 9 in den anderen Ausführungsformen, die später erläutert werden.
  • Wenn das Sensorelement 1 um die x-Achse in dem Zustand, in dem der piezoelektrische Körper 3 vibriert, wie mit Bezug auf 3A und 3B beschrieben, gedreht wird, wird, da der Detektionsarm 9 in der y-Achsen-Richtung vibriert (versetzt wird) eine Vibration (Deformation) in der Richtung (z-Achsen-Richtung) senkrecht zu der Drehachse (x-Achse) und zu der Vibrationsrichtung (y-Achse) aufgrund der Corioliskraft verursacht. Das Signal (Spannung), das durch die Deformation erzeugt wird, wird durch die Detektionselektroden 17 wie oben erläutert extrahiert. Je größer die Winkelgeschwindigkeit ist, desto größer ist die Corioliskraft (und folglich die Spannung des detektierten Signals). Deshalb wird die Winkelgeschwindigkeit detektiert.
  • Wie oben beschrieben weist der Winkelgeschwindigkeitssensor 51 den piezoelektrischen Körper 3, die Treibeschaltung 103 und die Detektionsschaltung 105 auf. Der piezoelektrische Körper 3 hat den Rahmen 5, das Paar von Treibearmen 7 und den Detektionsarm 9. Der Rahmen 5 wird durch das Paar von getragenen Teilen 5A getragen, die voneinander in der x-Achsen-Richtung angeordnet sind. Das Paar von Treibearmen 7 erstreckt sich entlang einander von dem Rahmen 5 in der y-Achsen-Richtung an Positionen zwischen dem Paar von getragenen Teilen 5A und ist voneinander in einem Abstand angeordnet. Der Detektionsarm 9 erstreckt sich von dem Rahmen 5 in der y-Achsen-Richtung an einer Position zwischen dem Paar von Treibearmen 7 in der x-Achsen-Richtung. Die Treibeschaltung 103 führt Spannungen mit einander entgegengesetzten Phasen dem Paar von Treibearmen 7 zu, sodass das Paar von Treibearmen 7 vibriert, wobei es sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der x-Achsen-Richtung biegt und vibriert. Die Detektionsschaltung 105 detektiert, die aufgrund der Biegedeformation in der z-Achsen-Richtung oder x-Achsen-Richtung (z-Achsen-Richtung in der vorliegenden Ausführungsform) des Detektionsarms 9 erzeugten Signale.
  • Aus anderer Sicht hat das Sensorelement einen piezoelektrischen Körper 3, die Mehrzahl von Anregungselektroden 15, die Mehrzahl von Detektionselektroden 17, die Mehrzahl von Kontakten 13 und die Mehrzahl von Verdrahtungen 19. Der piezoelektrische Körper 3 hat den Rahmen 5, das Paar von Treibearmen 7 und den Detektionsarm 9. Das Paar von Treibearmen 7 erstreckt sich entlang einander von dem Rahmen 5 in der y-Achsen-Richtung an Positionen, die voneinander in einem Abstand in der x-Achsen-Richtung angeordnet sind. Der Detektionsarm 9 erstreckt sich von dem Rahmen 5 in der y-Achsen-Richtung an einer Position zwischen dem Paar von Treibearmen 7 in der x-Achsen-Richtung. Die Mehrzahl von Anregungselektroden 15 ist in einer Anordnung vorgesehen, die geeignet ist, Spannungen zuzuführen, die das Paar von Treibearmen 7 in der x-Achsen-Richtung anregen. Die Mehrzahl von Detektionselektroden 17 ist in einer Anordnung vorgesehen, die in der Lage ist, die durch das Vibrieren in der z-Achsen-Richtung oder x-Achsen-Richtung (z-Achsen-Richtung in der vorliegenden Ausführungsform) des Detektionsarms 9 erzeugten Signale zu detektieren. Die Mehrzahl von Kontakten 13 ist auf dem piezoelektrischen Körper 3 an Positionen vorgesehen, die näher an den zwei Seiten der x-Achsen-Richtung sind als das Paar von Treibearmen 7. Die Mehrzahl von Verdrahtungen 19 verbindet die Mehrzahl von Anregungselektroden 15, sodass einander entgegengesetzte Phasen von der Mehrzahl von Anregungselektroden 15 dem Paar von Treibearmen 7 zugeführt werden, sodass das Paar von Treibearmen 7 vibriert, wobei es sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der x-Achsen-Richtung biegt.
  • Dementsprechend wird eine Detektion gemäß einem neuen Vibrationsmodus möglich, sodass sich der Rahmen 5 gemäß den Anregungen des Paars von Treibearmen 7 biegt (vibriert), der Detektionsarm 9 versetzt wird (vibriert) und die Winkelgeschwindigkeit aufgrund der Corioliskraft, die auf diesen Detektionsarm 9, der versetzt wird, einwirkt, detektiert wird.
  • Als Vergleichsbeispiel kann beispielsweise eines erwähnt werden, das die Corioliskraft dazu bringt auf die Treibearme, die angeregt werden, zu wirken, wodurch sie zum Vibrieren gebracht werden, und diese Vibration gemäß der Corioliskraft auf den Detektionsarm transferiert. In der vorliegenden Ausführungsform wirkt anders als in den Vergleichsbeispiel die Corioliskraft direkt auf den Detektionsarm. Als Ergebnis wird beispielsweise die Detektionsempfindlichkeit verbessert.
  • Ferner kann als Vergleichsbeispiel beispielsweise eine Ausführungsform erwähnt werden, bei der der Detektionsarm deformiert wird, wobei er sich in dieselbe Richtung wie die Vibrationsrichtung (x-Achsen-Richtung) der Treibearme biegt (vibriert) und die Corioliskraft dazu gebracht wird, auf diesen vibrierenden Detektionsarm zu wirken. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von solch einer Ausführungsform in der Vibrationsrichtung des Detektionsarms und es wird ermöglicht, die Winkelgeschwindigkeit für die Drehachse (x-Achse) zu detektieren für die die Winkelgeschwindigkeit nicht in dem vorher erklärten Vergleichsbeispiel detektiert werden konnte.
  • Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform der Detektionsarm 9 in der Mitte zwischen dem Paar von Treibearmen 7 positioniert.
  • Die Biegedeformation des Rahmens 5 neigt dazu, in der Mitte zwischen dem Paar von Treibearmen 7 größer zu werden. Durch Positionieren des Detektionsarms 9 an einer solchen Position ist es möglich, die Amplitude des Detektionsarms 9 größer zu machen und die Detektionsempfindlichkeit zu erhöhen. Insbesondere kann in einem Fall, in dem das Paar von Treibearmen 7 und ein getragener Teil 5A achsensymmetrisch in Bezug auf dieselbe Symmetrieachse sind die Amplitude des Detektionsarms 9 am größten gemacht werden. Beachte, dass in der oben als Vergleichsbeispiel bezeichneten Technik, in der der Detektionsarm dazu gebracht wurde, sich in der Vibrationsrichtung der Treibearme zu biegen (zu vibrieren) und die Corioliskraft dazu gebracht wurde, auf den vibrierenden Detektionsarm zu wirken, gemäß ihrem Prinzip beispielsweise ein Paar von Detektionsarmen achsensymmetrisch in Bezug auf die Mitte zwischen dem Paar von Treibearmen angeordnet werden oder ein Treibearm und ein Detektionsarm wie eine Stimmgabel angeordnet werden.
  • Ferner hat in der vorliegenden Ausführungsform der piezoelektrische Körper 3 nur ein Paar von Treibearmen 7 als Arme, die sich von dem Rahmen 5 erstrecken, denen Spannungen zugeführt werden und die vibrieren (wie später beschrieben wird ist es auch möglich, einen anderen Treibearm 7 vorzusehen, der sich ausgerichtet in Bezug auf das Paar von Treibearmen 7 erstreckt). Das heißt, dass ein anderer Treibearm, der sich von dem Rahmen 5 in Richtung der Seite gegenüber den Treibearmen 7 (in dem gezeigten Beispiel die negative Seite der y-Achsen-Richtung) erstreckt, nicht vorgesehen.
  • Dementsprechend kann der Rahmen 5 zuverlässig von dem Paar von Treibearmen 7 dazu gebracht werden, sich zu deformieren, sodass er sich biegt. Beachte, dass beispielsweise in dem Vergleichsbeispiel, in dem der Detektionsarm in der Mitte des Paars von Treibearmen positioniert ist (siehe Patentliteratur 1) ein anderes Paar von Treibearmen vorgesehen ist, das sich in Richtung der entgegengesetzten Seite zu dem Paar von Treibearmen erstreckt und das andere Paar von Treibearmen mit derselben Phase angeregt wird, wie der für das Paar von Treibearmen, sodass kein Biegen wie in der vorliegenden Ausführungsform in dem Basisteil entsprechend dem Rahmen 5 verursacht wird.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • (Konfiguration des Winkelgeschwindigkeitssensors)
  • 4A ist eine perspektivische Ansicht genau wie 2A, die einen Abschnitt eines Sensorelements 201 gemäß einer zweiten Ausführungsform vergrößert zeigt. 4B ist eine Ansicht genau wie 2B, die einen Winkelgeschwindigkeitssensor 251 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt und eine Querschnittsansicht enthält, die der IVb-IVb-Linie in 4A entspricht.
  • Der Winkelgeschwindigkeitssensor 251 gemäß der zweiten Ausführungsform bringt auf dieselbe Art wie der Winkelgeschwindigkeitssensor 51 gemäß der ersten Ausführungsform das Paar von Treibearmen 7 dazu, in der x-Achsen-Richtung zu vibrieren, sodass dadurch der Rahmen 5 dazu gebracht wird, sich zu biegen (zu vibrieren), wodurch wiederum der Detektionsarm 9 in die y-Achsen-Richtung versetzt wird (vibriert). Ferner wird die Corioliskraft dazu gebracht, direkt auf den Detektionsarm 9 zu wirken. Jedoch ist im Unterschied zu dem Winkelgeschwindigkeitssensor 51, der die Drehung um die x-Achse detektiert, der Winkelgeschwindigkeitssensor 251 derart ausgestaltet, dass er die Drehung um die z-Achse detektiert. Genauer ist dies wie folgt.
  • Das Sensorelement 201 weist einen piezoelektrischen Körper 3, eine Mehrzahl von Anregungselektroden 15, eine Mehrzahl von Detektionselektroden 217, eine Mehrzahl von Kontakten 13 (hier nicht gezeigt) und eine Mehrzahl von Verdrahtungen 19 auf. Wie aus diesen Bezeichnungen verstanden wird, kann die grundlegende Konfiguration des Sensorelements 201 im Wesentlichen dieselbe sein wie die des Sensorelements 1 in der ersten Ausführungsform mit Ausnahme der Mehrzahl von Detektionselektroden 217 (und der Verdrahtungen 19, die davon betroffen sind). 1 kann als perspektivische Ansicht, die das Sensorelement 201 zeigt, angesehen werden.
  • Beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform anders als bei der ersten Ausführungsform es beabsichtigt ist, dass der Detektionsarm 9 in der x-Achsen-Richtung aufgrund der Corioliskraft vibriert. Aufgrund eines solchen Unterschieds können verschiedene Dimensionen von jenen in der ersten Ausführungsform unterschiedlich sein.
  • Beispielsweise ist in dem Detektionsarm 9, je größer die Breite davon ist (x-Achsen-Richtung), die Eigenfrequenz in der Vibrationsrichtung (x-Achsen-Richtung) umso höher. Dann ist, je größer die Länge davon ist (aus anderer Sicht die Masse), die Eigenfrequenz in der Anregungsrichtung umso niedriger. Die verschiedenen Dimensionen des Detektionsarms 9 werden beispielsweise derart festgelegt, dass die Eigenfrequenz in der Vibrationsrichtung des Detektionsarms 9 nah an der Eigenfrequenz in dem Treibearm 7 in der Anregungsrichtung ist. Beispielsweise sind die Breite und die Länge des Detektionsarms 9 dieselben wie die Breite und Länge des Treibearms 7. Beachte, dass die Dimensionen der beiden unterschiedlich sein können.
  • Die Detektionselektroden 217A und 217B sind welche, die die aufgrund der Biegedeformation des Detektionsarms 9 in der x-Achsen-Richtung erzeugten Signale extrahieren. Deshalb werden Ihnen beispielsweise dieselben Konfigurationen wie jene der Anregungselektroden 15A und 15B zum Anregen der Treibearme 7 in der x-Achsen-Richtung gegeben. Dementsprechend kann die Erklärung für die Anregungselektroden 15 in der ersten Ausführungsform als die Erklärung für die Detektionselektroden 217 verwendet werden, indem die Anregungselektroden 15 durch die Detektionselektroden 217 ersetzt werden. Dasselbe gilt auch für die gegenseitige Verbindung des Paars von Detektionselektroden 217A und die gegenseitige Verbindung des Paars von Detektionselektroden 217B.
  • In der ersten Ausführungsform wurde auf den Effekt Bezug genommen, dass ein Schlitz, der von der oberen Oberfläche zu der unteren Oberfläche penetriert, in dem Detektionsarm 9 vorgesehen sein kann. In der zweiten Ausführungsform kann in derselben Weise wie die Treibearme 7 der Detektionsarm 9 mit einer eingelassenen Nut in der oberen Oberfläche und/oder unteren Oberfläche davon versehen sein.
  • (Arbeitsweise des Winkelgeschwindigkeitssensors)
  • Die Anregung des piezoelektrischen Körpers 3 in der zweiten Ausführungsform ist dieselbe wie die in der ersten Ausführungsform. 3A und 3B können als die Ansichten, die die Anregungszustände des piezoelektrischen Körpers 3 in der zweiten Ausführungsform zeigen, angesehen werden. Dementsprechend vibriert das Paar von Treibearmen 7, sodass sie sich in der x-Achsen-Richtung gegenseitig annähern oder getrennt werden und der Detektionsarm 9 wird in der y-Achsen-Richtung versetzt (vibriert).
  • 5A und 5B sind schematische ebene Ansichten zum Erläutern der Vibration des Detektionsarms 9 aufgrund der Corioliskraft. 5A und 5B entsprechenden Zuständen in 3A und 3B.
  • Wenn das Sensorelement 1 um die z-Achse in dem Zustand, in dem der piezoelektrische Körper 3 vibriert, gedreht wird, vibriert es (wird es deformiert), wie mit Bezug auf 3A und 3B beschrieben, in der Richtung (x-Achsen-Richtung) senkrecht zu der Drehachse (z-Achse) und zu der Vibrationsrichtung (y-Achse) aufgrund der Corioliskraft, da der Detektionsarm 9 in der y-Achsen-Richtung vibriert (versetzt wird).
  • Wie oben beschrieben wird auch in der vorliegenden Erfindung der Rahmen an dem Paar von getragenen Teilen 5A, die voneinander in der x-Achsen-Richtung in einem Abstand angeordnet sind, getragen (aus einem anderen Blickwinkel werden die Mehrzahl von Kontakten 13 näher an den zwei Seiten der x-Achsen-Richtung vorgesehen als das Paar von Treibearmen 7), die Treibearme 7 erstrecken sich entlang einander von dem Rahmen 5 in der y-Achsen-Richtung an Positionen zwischen dem Paar von getragenen Teilen 5A und sind voneinander in der x-Achsen-Richtung in einem Abstand angeordnet, der Detektionsarm 9 erstreckt sich von dem Rahmen 5 in der y-Achsen-Richtung an einer Position zwischen dem Paar von Treibearmen 7 in der x-Achsen-Richtung, die Treibeschaltung 103 führt Spannungen mit einander entgegengesetzten Phasen dem Paar von Treibearmen 7 zu, sodass das Paar von Treibearmen 7 vibriert, wobei es sich auf einander entgegengesetzten Seiten in der x-Achsen-Richtung biegt (die Mehrzahl von Anregungselektroden 15 sind derart angeordnet, dass eine solche Spannungszuführung möglich ist) und die Detektionsschaltung 105 detektiert die aufgrund der Biegedeformation in eine geeignete Richtung (x-Achsen-Richtung in der vorliegenden Ausführungsform) des Detektionsarms 9 erzeugten Signale (die Mehrzahl von Detektionselektroden 217 sind derart angeordnet, dass eine solche Detektion möglich ist).
  • Dementsprechend werden dieselben Effekte wie jene durch die erste Ausführungsform erhalten. Beispielsweise wird die Detektion gemäß einem neuen Vibrationsmodus möglich. Ferner wirkt beispielsweise die Corioliskraft direkt auf den Detektionsarm, wodurch eine Verbesserung der Detektionsempfindlichkeit erwartet werden kann. Ferner wird es beispielsweise möglich, die Winkelgeschwindigkeit um die Achse (z-Achse) zu detektieren, für die die Winkelgeschwindigkeit nicht in dem Vergleichsbeispiel detektiert werden konnte, in dem der Detektionsarm dazu gebracht wurde, sich in dieselbe Richtung zu biegen (vibrieren) wie die Vibrationsrichtung (x-Achsen-Richtung) der Treibearme und die Corioliskraft dazu gebracht wurde auf diesen vibrierenden Detektionsarm zu wirken.
  • <Dritte und vierte Ausführungsform>
  • wie aus der ersten und der zweiten Ausführungsform verstanden sind in der vorliegenden Offenbarung, wenn der Winkelgeschwindigkeitssensor, der die Drehung um die x-Achse detektiert und der Winkelgeschwindigkeitssensor, der die Drehung um die z-Achse detektiert, verglichen werden, im Grunde in den Konfigurationen davon nur die Konfigurationen der Detektionselektroden 17 und 217 (und die durch sie betroffenen Verdrahtungen 19) unterschiedlich. In ihren Arbeitsweisen sind nur die Richtungen unterschiedlich, in den die Corioliskraft wirkt. Deshalb werden in der folgenden Beschreibung manchmal der Winkelgeschwindigkeitssensor, der die Drehung um die x-Achse detektiert, und der Winkelgeschwindigkeitssensor, der die Drehung um die z-Achse detektiert, zusammen erläutert und die Bezeichnungen von beiden werden denselben Figuren hinzugefügt.
  • (Konfiguration des Winkelgeschwindigkeitssensors)
  • 6A ist eine ebene Ansicht, die die Konfiguration eines Sensorelements 301 gemäß einer dritten Ausführungsform oder eines Sensorelements 401 gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
  • Der piezoelektrische Körper 303 in dem Sensorelement 301 oder 401 ist derart gebildet, dass er aus zwei piezoelektrischen Körpern 3 in der ersten und zweiten Ausführungsform in Kombination besteht. Das heißt, dass der piezoelektrische Körper 3 zwei Einheiten 304A und 304B hat, wobei jede Einheit 304 einen Rahmen 5 und mindestens ein Paar von (zwei Paare in der vorliegenden Ausführungsform) Treibearmen 7 und den Detektionsarm 9 aufweist, die sich alle entlang einander von dem Rahmen 5 in der y-Achsen-Richtung erstrecken. Die zwei Einheiten 304 sind derart angeordnet, dass die Seiten entgegengesetzt zur Erstreckungsrichtung der Treibearme 7 und des Detektionsarms 9 sich einander gegenüber liegen und von einem gemeinsamen Paar von Befestigungsteilen 11 getragen werden. Der Abstand zwischen den zwei Einheiten 304 kann geeignet festgelegt werden, sodass beispielsweise die Rahmen 5A und 5B sich nicht gegenseitig kontaktieren. Die zwei Einheiten 304 haben beispielsweise dieselben Formen und Größen (Formen und Größen achsensymmetrisch in Bezug auf eine nicht gezeigte Symmetrieachse parallel zur x-Achse).
  • Ferner hatte der piezoelektrische Körper 3 in der ersten Ausführungsform ein Paar von Treibearmen 7Bezüglich eines Rahmens 5. Jedoch hat die Einheit 304 in dem piezoelektrischen Körper 303 zwei Paare von Treibearmen 7 in Bezug auf einen Rahmen 5. Wie später erläutert wird (6B und 6C) werden den zwei Treibearmen 7, die aneinander angrenzen (zwei von 7C und 7D, zwei von 7E und 7F, zwei von 7G und 7H und zwei von 7E und 7J) Spannungen mit derselben Phase zugeführt, sodass die zwei sich zusammen gemeinsam auf dieselben Seiten in der x-Achsen-Richtung biegen. Dementsprechend können Die zwei Treibearme 7, die aneinander angrenzen, als dem einen Treibearm 7 in der ersten Ausführungsform entsprechend angesehen werden. Durch Unterteilen des Treibearms 7 in der ersten Ausführungsform in zwei Arme auf diese Weise, zum Beispiel, kann die Masse des gesamten Arms 7 gesichert werden, auch wenn die Länge des Treibearms 7 verkürzt wird und folglich eine Reduktion der Größe und eine Verbesserung der Detektionsempfindlichkeit beide realisiert werden können.
  • Die Position der Mitte zwischen den aneinander angrenzenden zwei Treibearmen 7 (oder die Position jedes Treibearms 7) kann dieselbe sein wie die Position des Treibearms 7, die in der ersten Ausführungsform erläutert ist. Der Abstand zwischen den aneinander angrenzenden zwei Treibearmen kann geeignet festgelegt werden. Die Formen und Dimensionen der aneinander angrenzenden zwei Treibearme 7 sind beispielsweise bei beiden dieselben. Beachte, dass sie sich auch voneinander unterscheiden können. Der piezoelektrische Körper 303 hat beispielsweise eine achsensymmetrische Form in Bezug auf eine nicht gezeigte Symmetrieachse (Detektionsarm 9) die Formen und Anordnungen der Mehrzahl von Treibearmen 7 sind auch achsensymmetrisch.
  • Beachte, dass auch eine größere Anzahl von Treibearmen 7 als die zwei Paare in Bezug auf einen Rahmen vorgesehen sein kann. Ferner kann eine Konfiguration, die zwei oder mehrere Paare von Treibearmen 7 in Bezug auf einen Rahmen vorsieht (Konfiguration, die einen Treibearm 7 in zwei oder mehr teilt) nicht nur auf die erste oder zweite Ausführungsform (piezoelektrischer Körper 3) sondern auch auf die anderen Ausführungsformen angewendet werden.
  • Das Sensorelement 301, dass die Drehung um die x-Achse detektiert (dritte Ausführungsform) entspricht den zwei Sensorelementen 1 (erste Ausführungsform) in Kombination, deshalb können die Konfigurationen und Verbindungsbeziehungen der Anregungselektroden 15 und der Detektionselektroden 17 in jeder Einheit 304 in dem Sensorelement 301 dieselben sein wie jene in dem Sensorelement 1. In derselben Weise entspricht das Sensorelement 401, dass die Drehung um die z-Achse detektiert (vierte Ausführungsform), zwei Sensorelementen 201 (zweite Ausführungsform) in Kombination, deshalb können die Konfigurationen und Verbindungsbeziehungen der Anregungselektroden 15 und der Detektionselektroden 217 in jeder Einheit 304 in dem Sensorelement 401 dieselben sein wie jene in dem Sensorelement 201.
  • Die zwei Treibearme 7, die einander benachbart sind, entsprechen einem Treibearm 7 in der ersten Ausführungsform und es werden ihnen Spannungen mit denselben Phasen zugeführt. Deshalb wird zwischen diesen beiden Treibearmen 7 den Anregungselektroden 15A dasselbe Potenzial gegeben (beispielsweise sind die Anregungselektroden 15A miteinander durch die Verdrahtung 19 verbunden) und den Anregungselektroden 15B wird dasselbe Potenzial gegeben (beispielsweise sind die Anregungselektroden 15B durch die Verdrahtung 19 miteinander verbunden).
  • Die Verbindungsbeziehungen der Anregungselektroden 15 und der Detektionselektroden 17 (oder 217) zwischen den Einheiten 304 werden bei der folgenden Erklärung der Arbeitsweise erläutert.
  • (Arbeitsweise des Winkelgeschwindigkeitssensors)
  • 6B und 6C sind schematische ebene Ansichten, die die Anregungszustände des piezoelektrischen Körpers 303 in der dritten oder vierten Ausführungsform zeigen und entsprechen 3A und 3B in der ersten Ausführungsform.
  • Die Anregungen jeder Einheit 304 ist im Grunde dieselbe wie die Anregung des piezoelektrischen Körpers 3 in der ersten Ausführungsform. Jedoch werden in jeder Einheit 304 den aneinander angrenzenden zwei Treibearmen 7 Spannungen mit denselben Phasen zugeführt, sodass sie sich gemeinsam auf dieselben Seiten biegen, sodass sie einem Treibearm 7 in dem piezoelektrischen Körper 3 entsprechen.
  • Zwischen den zwei Einheiten 304 werden beispielsweise Spannungen mit denselben Phasen zugeführt, sodass die Treibearme 7, die auf derselben Seite (positive Seite oder negative Seite) in der x-Achsen-Richtung in Bezug auf den Detektionsarm 9 positioniert sind, sich auf dieselbe Seite in der x-Achsen-Richtung biegen. Dementsprechend krümmen sich die Rahmen 5A und 5B in einander entgegengesetzte Richtungen. Ferner werden die Detektionsarme 9A und 9B in einander entgegengesetzte Richtungen versetzt.
  • Zur Zuführung von Spannungen wie oben beschrieben, zum Beispiel in den Treibearmen 7, die auf derselben Seite in der x-Achsen-Richtung in Bezug auf die Detektionsarme 9 (7C, 7D, 7G und 7H oder 7E, 7F, 7E und 7J) positioniert sind, werden den Anregungselektroden 15A dieselben Potenziale gegeben und den Anregungselektroden 15B werden dieselben Potenziale gegeben. Die Anregungselektroden 15, die dasselbe Potenzial haben sollen, werden beispielsweise miteinander durch die Mehrzahl von Verdrahtungen 19 verbunden. Ferner sind alle Anregungselektroden 15 durch zwei von den vier Kontakten 13 mit der Treibeschaltung 103 verbunden.
  • 7A und 7B sind schematische perspektivische Ansichten zum Erklären der Vibrationen des Detektionsarms 9 gemäß der Corioliskraft in dem Sensorelement 301 gemäß der dritten Ausführungsform, die die Drehung um die x-Achse detektiert. 7A und 7B entsprechen den Zuständen in 6B und 6C.
  • Wenn das Sensorelement 301 um die x-Achse in dem Zustand gedreht wird, in dem der piezoelektrische Körper 303 vibriert, wie mit Bezug auf 6B und 6C erläutert, vibriert in jeder Einheit 304, auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform der Detektionsarm 9 in der z-Achsen-Richtung aufgrund der Corioliskraft. Zu diesem Zeitpunkt vibrieren die Detektionsarme 9A und 9B mit Phasen, die Versetzungen auf einander entgegengesetzte Seiten in der y-Achsen-Richtung verursachen, wodurch sie die Corioliskraft auf derselben Seite in Bezug auf die Drehrichtung um die x-Achsen-Richtung erhalten. Aus einem anderen Blickwinkel vibrieren die Detektionsarme 9A und 9B, sodass sie sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der z-Achsen-Richtung biegen.
  • Um die in solchen Detektionsarmen 9A und 9B erzeugten Signale zu addieren sind zum Beispiel die Detektionselektroden 17A in dem Detektionsarm 9A und die Detektionselektroden 17B in dem Detektionsarm 9B verbunden und die Detektionselektrode 17B in dem Detektionsarm 9A und die Detektionselektrode 17A in dem Detektionsarm 9B sind verbunden. Die Verbindungen werden beispielsweise durch die Mehrzahl von Verdrahtungen 19 erreicht. Ferner sind alle Detektionselektroden 17 durch zwei von den vier Kontakten 13 mit der Detektionsschaltung 105 verbunden.
  • 7C und 7D sind schematische ebene Ansichten zum Erläutern der Vibrationen des Detektionsarms 9 aufgrund der Corioliskraft in dem Sensorelement 401 gemäß der vierten Ausführungsform zum Detektieren der Drehung um die z-Achse. 7C und 7D entsprechen den Zuständen in 6B und 6C.
  • Wenn sich das Sensorelement 401 in einem Zustand um die z-Achse dreht, in dem der piezoelektrische Körper 303 wie mit Bezug auf 6B und 6C beschrieben vibriert, vibrieren in jeder Einheit 304 in derselben Weise wie in der zweiten Ausführungsform die Detektionsarme 9 in der x-Achsen-Richtung gemäß der Corioliskraft. Zu diesem Zeitpunkt vibrieren die Detektionsarme 9A und 9B mit Phasen, die Versetzungen auf einander entgegengesetzte Seiten in der y-Achsen-Richtung verursachen, wodurch sie die Corioliskraft auf derselben Seite in Bezug auf die Drehrichtung um die z-Achse erhalten. Aus einem anderen Blickwinkel vibrieren die Detektionsarme 9A und 9B, sodass sie sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der x-Achsen-Richtung biegen.
  • Um die in solchen Detektionsarmen 9A und 9B erzeugten Signale zu addieren sind zum Beispiel die Detektionselektrode 217A in dem Detektionsarm 9A und die Detektionselektrode 217B in dem Detektionsarm 9B verbunden und die Detektionselektrode 217B in dem Detektionsarm 9A und die Detektionselektrode 217A in dem Detektionsarm 9B sind verbunden. Die Verbindungen werden beispielsweise durch die Mehrzahl von Verdrahtungen 19 erreicht. Ferner sind alle Detektionselektroden 217 durch zwei von den vier Kontakten 13 mit der Detektionsschaltung 105 verbunden.
  • Wie oben beschrieben weist der Winkelgeschwindigkeitssensor oder das Sensorelement in der dritten oder vierten Ausführungsform einen Winkelgeschwindigkeitssensor oder ein Sensorelement in der ersten oder zweiten Ausführungsform auf, deshalb werden dieselben Effekte wie jene durch den Winkelgeschwindigkeitssensor oder das Sensorelement in der ersten oder zweiten Ausführungsform erhalten. Beispielsweise wird eine Detektion gemäß einem neuen Vibrationsmodus möglich.
  • Ferner hat in der dritten und vierten Ausführungsform der piezoelektrische Körper 303 zwei Kombinationen von Teilen, jede bestehend aus dem Rahmen 5 (mindestens) einem Paar von Treibearmen 7 und dem Detektionsarm 9, sodass die Seiten des Rahmens 5 entgegengesetzt zu den Seiten von denen von jeder sich das Paar von Treibearmen 7 erstreckt, einander gegenüber liegen (hat zwei Einheiten 304).
  • Dementsprechend kann beispielsweise durch Addieren der in den zwei Detektionsarme 9 detektierten Signale die Detektionsempfindlichkeit verbessert werden. Ferner wird beispielsweise in der ersten Ausführungsform der Bereich, der sich zwischen dem Paar von Befestigungsteilen 11 und auf der negativen Seite der y-Achsen-Richtung befindet, ein ungenutzter Raum. Jedoch wird ein solcher Raum effektiv verwendet. Als Resultat werden die Verbesserung der Empfindlichkeit und die Verringerung der Größe beide erreicht.
  • (Modifikation der dritten und vierten Ausführungsform)
  • In der dritten und vierten Ausführungsform wurden unter den zwei Einheiten 304 Treibearmen 7 mit derselben Phase angeregt und die Detektionsarme 9 vibrierten, sodass sie auf einander entgegengesetzte Seiten in der y-Achsen-Richtung versetzt wurden. Obwohl es nicht speziell gezeigt ist können, im Gegensatz zu diesen Ausführungsformen, unter den zwei Einheiten 304, die Treibearme 7 mit entgegengesetzten Phasen angeregt werden und die Detektionsarme 9 können vibrieren, sodass sie auf dieselben Seiten in der y-Achsen-Richtung versetzt werden.
  • In diesem Fall werden die Verbindungen der Anregungselektroden 15 und Detektionselektroden 17 zwischen den zwei Einheiten 304 entgegengesetzt zu denen in der dritten und vierten Ausführungsform. Beispielsweise verbinden zwischen den Treibearmen 7, die auf derselben Seite in der x-Achsen-Richtung positioniert sind, die Mehrzahl von Verdrahtungen 19 die Anregungselektrode 15A in der Einheit 304A und die Anregungselektrode 15B in der Einheit 304B und verbinden die Anregungselektrode 15B in der Einheit 304A und die Anregungselektrode 15A in der Einheit 304B ferner sind zwischen den zwei Detektionsarmen 9A und 9B die Detektionselektroden 17A miteinander verbunden und die Detektionselektroden 17B sind miteinander verbunden. Der Punkt, dass alle Anregungselektroden 15 durch zwei von den vier Kontakten 13 mit der Treibeschaltung 103 verbunden sind und alle Detektionselektroden 17 durch die anderen zwei von den vier Kontakten 13 mit der Detektionsschaltung 105 verbunden sind, ist derselbe wie in der dritten und vierten Ausführungsform.
  • In dem Fall, dass die zwei Rahmen 5 dazu gebracht werden sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der y-Achsen-Richtung zu krümmen, wie in der dritten und vierten Ausführungsform, zum Beispiel, heben sich Kräfte, die die Gesamtheit der Einheiten 304 in der y-Achsen-Richtung bewegen, gegenseitig zwischen den zwei Einheiten 304 durch das Paar von Befestigungsteilen 11 auf, wodurch die Erzeugung von ungewollter Vibration unterdrückt wird. Ferner werden die Momente von den zwei Rahmen 5 an die Befestigungsteile 11 transferiert, sodass die Befestigungsteile 11 dazu gebracht werden sich zu krümmen, und diese Momente von den zwei Rahmen 5 wirken, sodass sie die Befestigungsteile 11 dazu bringen, sich auf dieselben Seiten zu krümmen. Dementsprechend kann eine Erhöhung von Versetzungen der Detektionsarmen 9 aufgrund des Biegens der Befestigungsteile 11 erwartet werden, jedoch abhängig von den breiten der Befestigungsteile 11 und des Abstands zwischen den zwei Rahmen 5 und ähnlichem.
  • Andererseits erhalten in dem Fall, in dem die zwei Rahmen 5 dazu gebracht werden sich auf dieselben Seiten in der y-Achsen-Richtung zu krümmen, wie in der oben beschriebenen Modifikation, beispielsweise die zwei Rahmen 5 einen im Wesentlichen konstanten Abstand zueinander aufrecht. Aus einem anderen Blickwinkel ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich die zwei Rahmen 5 aneinander annähern wie in 6C gezeigt verringert und folglich ist die Wahrscheinlichkeit einer ungewollten Interaktion verringert.
  • In der dritten und vierten Ausführungsform und der oben beschriebenen Modifikation wurden die zwei Einheiten 304 durch dieselbe Frequenz angeregt. Jedoch sind die zwei Einheiten 304 im Grunde strukturiert, sodass sie unabhängig vibrieren können, deshalb können sie auch durch Frequenzen, die unterschiedlich voneinander sind, angeregt werden.
  • Ferner wurden in der dritten und vierten Ausführungsform und der oben beschriebenen Modifikation die zwei Einheiten 304 für die Detektion der Winkelgeschwindigkeiten um dieselben Drehachsen (x-Achse oder z-Achse) verwendet. Jedoch sind die zwei Einheiten 304 im Grunde strukturiert, sodass sie unabhängig vibrieren können, deshalb können sie auch für die Detektion um Drehachsen verwendet werden, die unterschiedlich voneinander sind. Beispielsweise kann eine der zwei Einheiten 304 für die Detektion der Winkelgeschwindigkeit um die x-Achse verwendet werden und die andere der zwei Einheiten 304 kann für die Detektion der Winkelgeschwindigkeit um die z-Achse verwendet werden. In anderen Worten kann eine der zwei Einheiten 304 mit der Detektionselektrode 17 in der ersten Ausführungsform versehen werden und die andere der zwei Einheiten 304 kann mit der Detektionselektrode 217 in der zweiten Ausführungsform versehen werden.
  • In dem Fall, dass die Anregungsfrequenzen und/oder Detektionsziel-Drehachsen unter den zwei Einheiten 304 wie oben beschrieben unterschiedlich sind können die zwei Einheiten 304 auch voneinander in den Dimensionen etc. unterschiedlich sein. Beachte, dass, wenn die Anregungsfrequenzen und/oder Detektionsziel-Drehachsen zwischen den zwei Einheiten 304 unterschiedlich sind, acht Kontakte insgesamt von den vier Kontakten 13, die der ersten Einheit 304 entsprechen und den vier Kontakten 13, die der zweiten Einheit 304 entsprechen, erforderlich sind.
  • Die Modifikation gemäß den Vibrationen der obigen zwei Einheiten 304 kann nicht nur auf die dritte Ausführungsform und vierte Ausführungsform angewendet werden sondern auch auf andere Ausführungsformen, die jede zwei Einheiten haben (fünfte, sechste, neunte und zehnte Ausführungsform, die später beschrieben werden).
  • <Fünfte und sechste Ausführungsform>
  • 8A bis 8C sind ebene Ansichten, die ein Sensorelement 501 gemäß einer fünften Ausführungsform oder ein Sensorelement 601 gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigen und sind Ansichten, die 6A bis 6C gemäß der dritten oder vierten Ausführungsform entsprechen.
  • Ein piezoelektrischer Körper 503 gemäß der fünften oder sechsten Ausführungsform hat, auf dieselbe Weise wie der piezoelektrische Körper 303 gemäß der dritten oder vierten Ausführungsform zwei Kombinationen von Teilen (Einheiten 504A und 504B) die jeweils aus einem Rahmen 5, (mindestens) einem Paar von Treibearmen 7 und einem Detektionsarm 9 bestehen. Jedoch sind die zwei Einheiten 504 in der fünften oder sechsten Ausführungsform anders als die zwei Einheiten 304 in der dritten oder vierten Ausführungsform derart angeordnet, dass die erweiterten Seiten des Treibearms 7 und des Detektionsarms 9 sich einander gegenüber liegen. Damit einher sind die zwei Rahmen 5 beispielsweise mit den Befestigungsteilen 11, die die y-Achsen-Richtung als die Längsrichtungen haben, in den Endstücken der Befestigungsteile 11 verbunden.
  • Wie aus einem Vergleich zwischen 8A bis 8C und 6A bis 6C verstanden werden wird, können die fünfte oder sechste Ausführungsform als eine Ausführungsform angesehen werden, die die Orientierungen in der y-Achsen-Richtung der Einheiten 304 umkehren (oder die Positionen in der y-Achsen-Richtung der zwei Einheiten 304 gegenseitig umkehren). Dementsprechend können in jeder Einheit 504 die Konfigurationen des Rahmens 5, der Treibearme 7, des Detektionsarms 9, der Anregungselektroden 15 und der Detektionselektroden 17 oder 217 dieselben wie jene in der ersten bis vierten Ausführungsform sein. Ferner kann unter den zwei Einheiten 504 die gegenseitige Verbindung der Anregungselektroden 15 und die gegenseitige Verbindung der Detektionselektroden 17 oder 217 dieselbe sein wie jene in der dritten oder vierten Ausführungsform. Außerdem kann die Arbeitsweise davon leicht von der ersten bis vierten Ausführungsform abgeleitet werden, sodass die Erläuterung weggelassen wird.
  • Beachte, dass die Positionen der Kontakte 13 auf dieselbe Weise wie in der ersten bis vierten Ausführungsform jeweils an den zwei Enden des Paares von Befestigungsteilen 11 in der y-Achsen-Richtung (gezeigtes Beispiel) vorgesehen werden können oder auf den Seiten näher an der Mitte der y-Achsen-Richtung als die Verbindungspositionen des Paars von Befestigungsteilen 11 und des Paares von Rahmen 5 vorgesehen werden können. Im ersteren Fall wird beispielsweise die Halterung des Sensorelements 501 oder 601 stabiler und die Parallelität der Befestigung kann verbessert werden. Im letzteren Fall, beispielsweise in einem Fall, in dem auch das Biegen der Befestigungsteile 11 zum Versetzen der Detektionsarme 9 verwendet wird, wird es leichter, die Befestigungsteile 11 dazu zu bringen, sich zu verbiegen.
  • <Siebte und achte Ausführungsform>
  • (Konfiguration des Winkelgeschwindigkeitssensors)
  • 9A ist eine ebene Ansicht, die die Konfiguration eines Sensorelements 701 gemäß einer Sitten Ausführungsform oder eines Sensorelements 801 gemäß einer achten Ausführungsform zeigt.
  • In dem piezoelektrischen Körper 703 gemäß dem Sensorelement 701 oder 801 erstrecken sich, in derselben Art wie beim piezoelektrischen Körper 303 gemäß der dritten oder vierten Ausführungsform, die Treibearme 7 und der Detektionsarm 9 in Richtung der zwei Seiten der y-Achsen-Richtung. Beachte, dass im Unterschied zu dem piezoelektrischen Körper 303, in dem sich die Treibearme 7 und der Detektionsarm 9 von den zwei Rahmen 5 in Richtung der zwei Seiten der y-Achsen-Richtung erstrecken, sich in dem piezoelektrischen Körper 703 die Treibearme 7 von einem Rahmen 5 in Richtung der zwei Seiten der y-Achsen-Richtung erstrecken.
  • Der piezoelektrische Körper 703 ist beispielsweise achsensymmetrisch geformt in Bezug auf eine nicht gezeigte Symmetrieachse parallel zur x-Achse. Dementsprechend haben beispielsweise ein Paar von Treibearmen 7A und 7B und ein Detektionsarm 9A, die sich in Richtung der positiven Seite der y-Achsen-Richtung erstrecken, und ein Paar von Treibearmen 7K und 7L und ein Detektionsarm 9B, die sich in Richtung der negativen Seite der y-Achsen-Richtung erstrecken, dieselben Formen und Dimensionen und haben äquivalente Vibrationseigenschaften.
  • Wie später erläutert wird sind, wenn man sich nur auf den Rahmen 5 und die Treibearme 7 und den Detektionsarm 9 auf der positiven Seite der y-Achsen-Richtung fokussiert, die Arbeitsweisen davon im Grunde dieselben wie jene in der ersten oder zweiten Ausführungsform. Dasselbe gilt auch für den Fall, dass man sich nur auf den Rahmen 5 und die Treibearme 7 und den Detektionsarm 9 auf der negativen Seite der y-Achsen-Richtung fokussiert. Dementsprechend können in dem Sensorelement 701, dass die Drehung um die x-Achse detektiert (siebte Ausführungsform) die Konfigurationen und Verbindungsbeziehungen der Anregungselektroden 15 und der Detektionselektroden 17, wenn man sich nur auf die positive Seite oder negative Seite der y-Achsen-Richtung fokussiert, dieselben sein wie jene in dem Sensorelement 1 (erste Ausführungsform). Auf dieselbe Weise können in dem Sensorelement 801, dass die Drehung um die z-Achse detektiert (achte Ausführungsform) die Konfigurationen und Verbindungsbeziehungen der Anregungselektroden 15 und der Detektionselektroden 217, wenn man sich nur auf die positive oder negative Seite der y-Achsen-Richtung fokussiert, dieselben sein wie jene in dem Sensorelement 201 (zweite Ausführungsform).
  • Die Verbindungsbeziehungen der Anregungselektroden 15 und Detektionselektroden 17 (oder 217) zwischen der positiven Seite und der negativen Seite der y-Achsen-Richtung werden in der folgenden Erläuterung der Arbeitsweise erklärt.
  • (Arbeitsweise des Winkelgeschwindigkeitssensors)
  • 9B und 9C sind schematische ebene Ansichten, die die Anregungszustände des piezoelektrischen Körpers 703 in der siebten oder achten Ausführungsform zeigen und entsprechen 3A 3B in der ersten Ausführungsform.
  • Bei der Anregung des piezoelektrischen Körpers 703 sind die Arbeitsweisen, wenn man sich auf den Rahmen 5 und die Treibearme 7 auf einer Seite (positive Seite oder negative Seite) der y-Achsen-Richtung fokussiert, dieselben wie jene in der ersten bis sechsten Ausführungsform. Andererseits werden, wenn man sich auf die Treibearme 7 und Detektionsarme 9 auf den zwei Seiten der y-Achsen-Richtung fokussiert, im Gegensatz zu der dritten oder sechsten Ausführungsform den Treibearmen 7, die auf derselben Seite in der x-Achsen-Richtung in Bezug auf die Detektionsarme 9 positioniert sind, Spannungen mit entgegengesetzten Phasen zugeführt, sodass sie sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der x-Achsen-Richtung biegen. Als Ergebnis werden ein Biegemoment des Rahmens 5 durch die Treibearme 7A und 7B auf der positiven Seite der y-Achsen-Richtung und ein Biegemoment des Rahmens 5 durch die Treibearme 7K und 7L auf der negativen Seite der y-Achsen-Richtung überlagert. Ferner vibrieren die zwei Detektionsarme 9, sodass sie zusammen auf dieselbe Seite in der y-Achsen-Richtung versetzt werden.
  • Für die Spannungszuführung wie oben beschrieben werden beispielsweise unter den Treibearmen 7, die auf derselben Seite in der x-Achsen-Richtung (7A und 7K oder 7B und 7L) positioniert sind, die Anregungselektrode 15A und die Anregungselektrode 15B auf dasselbe Potenzial gelegt. Das heißt, dass wenn dies nur durch Bezeichnungen der Treibearme 7 und Anregungselektroden 15A angegeben wird, 7A und 15A, 7B und 15B, 7K und 15B und 7L und 15A jeweils dasselbe Potenzial haben. Die Anregungselektroden 15, die dasselbe Potenzial haben sollen, werden beispielsweise durch die Mehrzahl von Verdrahtungen 19 miteinander verbunden. Ferner werden alle Anregungselektroden 15 durch zwei von den vier Kontakten 13 mit der Treibeschaltung 103 verbunden.
  • 10A und 10B sind schematische perspektivische Ansichten zum Erklären der Vibrationen der Detektionsarme 9 aufgrund der Corioliskraft in dem Sensorelement 701 gemäß der Sitten Ausführungsform zum Detektieren von Drehung um die x-Achse. 10A und 10B entsprechenden Zuständen in 9B und 9C.
  • Wie mit Bezug auf 9B und 9C gezeigt vibrieren in dem piezoelektrischen Körper 703, im Unterschied zu dem piezoelektrischen Körper 303 gemäß der dritten Ausführungsform, die zwei Detektionsarme 9 mit Phasen, wobei sie auf dieselben Seiten in der y-Achsen-Richtung versetzt werden. Dementsprechend erhalten, wenn das Sensorelement 701 in dem Zustand, in dem die zwei Detektionsarme 9 vibrieren um die x-Achse gedreht wird, im Unterschied zu der dritten Ausführungsform die zwei Detektionsarme 9 die Corioliskraft auf den entgegengesetzten Seiten in Bezug auf die Drehrichtung um die x-Achse. Aus einem anderen Blickwinkel vibrieren die Detektionsarme 9A und 9B, sodass sie sich auf dieselben Seiten in der z-Achsen-Richtung biegen.
  • Um die in solchen Detektionsarmen 9A und 9B erzeugten Signale zu addieren sind beispielsweise zwischen den Detektionsarmen 9A und 9B die Detektionselektroden 17A miteinander verbunden und die Detektionselektroden 17B sind miteinander verbunden. Die Verbindungen werden beispielsweise durch die Mehrzahl von Verdrahtungen 19 gemacht. Ferner sind alle Detektionselektroden 17 durch zwei von den vier Kontakten 13 mit der Detektionsschaltung 105 verbunden.
  • 10C und 10D sind schematische perspektivische Ansichten zum Erläutern der Vibrationen der Detektionsarme 9 aufgrund der Corioliskraft in dem Sensorelement 801 gemäß der achten Ausführungsform zum Detektieren der Drehung um die z-Achse. 10C und 10D entsprechen den Zuständen in 9B und 9C.
  • Wie mit Bezug auf 9B und 9C erläutert vibrieren in dem piezoelektrischen Körper 703 im Unterschied zu dem piezoelektrischen Körper 303 gemäß der vierten Ausführungsform die zwei Detektionsarme 9 mit Phasen, wodurch sie auf dieselbe Seiten in der y-Achsen-Richtung versetzt werden. Dementsprechend empfangen, wenn das Sensorelement 801 um die z-Achse in dem Zustand gedreht wird, in dem die zwei Detektionsarme 9 vibrieren, im Unterschied zu der vierten Ausführungsform die zwei Detektionsarme 9 die Corioliskraft auf den entgegengesetzten Seiten in Bezug auf die Drehrichtung um die z-Achse. Aus einem anderen Blickwinkel vibrieren die Detektionsarme 9A und 9B, sodass sie sich auf dieselben Seiten der x-Achsen-Richtung biegen.
  • Um die in solchen Detektionsarmen 9A und 9B erzeugten Signale zu addieren werden beispielsweise zwischen den Detektionsarmen 9A und 9B die Detektionselektroden 217A miteinander verbunden und die Detektionselektroden 217B werden miteinander verbunden. Die Verbindungen werden beispielsweise durch die Mehrzahl von Verdrahtungen 19 hergestellt. Ferner sind alle Detektionselektroden 217 durch zwei von den vier Kontakten 13 mit der Detektionsschaltung 105 verbunden.
  • Wie oben beschrieben weist der Winkelgeschwindigkeitssensor oder das Sensorelement in der siebten oder achten Ausführungsform einen Winkelgeschwindigkeitssensor oder ein Sensorelement in der ersten oder zweiten Ausführungsform auf, deshalb werden dieselben Effekte wie jene durch den Winkelgeschwindigkeitssensor oder das Sensorelement in der ersten oder zweiten Ausführungsform erhalten. Beispielsweise wird die Detektion gemäß einem neuen Vibrationsmodus möglich.
  • Ferner hat in der siebten und achten Ausführungsform der piezoelektrische Körper 703 die Treibearme 7K und 7L und einen Detektionsarm 9B, die sich von dem Rahmen 5, der mit den Treibearmen 7A und 7B und dem Detektionsarm 9A verbunden ist, in Richtung der Seite gegenüber den Treibearmen 7A und 7P und dem Detektionsarm 9A erstrecken. Die Treibeschaltung 103 (2B oder 4B) führt den Treibearmen 7A, 7B, 7K und 7L Spannungen zu, sodass der Treibearm 7B und der Treibearm 7L, die auf der positiven Seite der x-Achsen-Richtung in Bezug auf die Detektionsarme 9 positioniert sind, vibrieren, wobei sie sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der x-Achsen-Richtung biegen und der Treibearm 7A und der Treibearm 7K, die auf der negativen Seite der x-Achsen-Richtung in Bezug auf den Detektionsarm 9 positioniert sind, vibrieren, wobei sie sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der x-Achsen-Richtung biegen.
  • Dementsprechend wird ein Rahmen 5 durch zwei oder mehr Paare von Treibearmen 7, die sich in Richtung der zwei Seiten der y-Achsen-Richtung erstrecken, gebogen. Als Ergebnis wird beispielsweise das Versetzen der Detektionsarme 9 größer, sodass eine Verbesserung der Detektionsempfindlichkeit erwartet werden kann. Ferner kann beispielsweise auf dieselbe Art wie in der dritten und vierten Ausführungsform der Bereich auf der negativen Seite der y-Achse von dem Rahmen 5, der in der ersten oder zweiten Ausführungsform ein ungenutzter Raum geworden ist effektiv genutzt werden.
  • Beachte, dass in dem gezeigten Beispiel in dem piezoelektrischen Körper 703 die Konfiguration auf der positiven Seite der y-Achsen-Richtung und die Konfiguration auf der negativen Seite der y-Achsen-Richtung gegenseitig achsensymmetrische Formen haben. Jedoch müssen die Formen dies auch nicht sein. Genauer reicht es in dem Fall, in dem das Paar von Treibearmen 7A und 7B sich entlang einander von dem Rahmen 5 in der y-Achsen-Richtung an den Positionen zwischen dem Paar von getragenen Teilen 5A erstreckt und voneinander in der x-Achsen-Richtung in einem Abstand angeordnet ist und in dem der Detektionsarm 9A sich von dem Rahmen 5 entlang des Paares von Treibearmen 7A und 7B zwischen dem Paar von Treibearmen 7A und 7B erstreckt, aus, dass sich die Treibearme 7K und 7L entlang einander von dem Rahmen 5 in Richtung der entgegengesetzten Seite zu dem Paar von Treibearmen 7A und 7B an Positionen zwischen dem Paar von getragenen Teilen 5A erstrecken und die zwei Seiten in der x-Achsen-Richtung in Bezug auf den Detektionsarm 9A werden. Ferner ist es ausreichend, dass der Detektionsarm 9B sich entlang dem Paar von Treibearmen 7K und 7L zwischen dem Paar von Treibearmen 7K und 7L an einer Position zwischen dem Paar von Treibearmen 7A und 7B in der x-Achsen-Richtung erstreckt.
  • Ferner kann die Konfiguration, die eine Anregung wie oben beschrieben durch die Treibearme 7A, 7B, 7K und 7L durchführt, auch verwendet werden, während einer der Detektionsarme 9A und 9B weggelassen werden kann. Selbst in diesem Fall werden die Effekte der Realisierung des Biegens des Rahmens 5 durch die zwei oder mehr Paare von Treibearmen 7, die sich in Richtung der zwei Seiten der y-Achsen-Richtung erstrecken, erhalten.
  • Neunte Ausführungsform
  • 11A ist eine ebene Ansicht, die einen piezoelektrischen Körper 903 eines Sensorelements gemäß einer neunten Ausführungsform zeigt. Dieses Sensorelement wird für die Detektion der Winkelgeschwindigkeit um die x-Achse oder die z-Achse bereitgestellt.
  • Der piezoelektrische Körper 903 wird durch Modifizieren der Form des Rahmens und der Verbindungspositionen des Rahmens in dem piezoelektrischen Körper 303 in der dritten oder vierten Ausführungsform erhalten. Genauer erstrecken sich alle der Rahmen 905A und 905B in den Einheiten 904A und 904B nicht in einer Linie sondern erstrecken sich, als wenn Sie die obere Basis und ein Paar von Schenkeln eines Trapezes wären. Ferner werden zwischen den Rahmen 905A und 905B getragene Teile 905A, die an die Befestigungsteile 11 gefügt sind, geteilt. Die Rahmen 905A und 905B sind nicht unabhängig voneinander mit den Befestigungsteilen 11 verbunden.
  • In diesem Fall kann die Form des Rahmens eine geeignete Form haben. Anders als die gezeigte Form kann beispielsweise der Rahmen als Ganzes gebogen sein oder kann als Ganzes in Richtung der x-Achse geneigt sein. Die Treibearme 7 und/oder der Detektionsarm 9 können sich auch von dem Abschnitt in dem Rahmen, der in Bezug auf die x-Achse geneigt ist, erstrecken. Eine solche Modifikation kann nicht nur auf die dritte oder vierte Ausführungsform angewendet werden sondern auch auf die erste, zweite und fünfte bis achte Ausführungsform und andere Aspekte.
  • Beachte, dass in dem gezeigten Beispiel nur ein Abschnitt in dem Rahmen 905, der der oberen Basis des Trapezes entspricht, als der Rahmen angesehen werden kann, und die Verbindungsabschnitte der oberen Basis und die Schenkel können als die getragenen Teile 905b angesehen werden. In diesem Fall kann gesagt werden, dass der Rahmen Linien förmig ist.
  • <Zehnte Ausführungsform>
  • 11B ist eine ebene Ansicht, die einen piezoelektrischen Körper 1003 in einem Sensorelement gemäß einer zehnten Ausführungsform zeigt. Das Sensorelement wird für die Detektion der Winkelgeschwindigkeit um die x-Achse oder die z-Achse bereitgestellt.
  • Der piezoelektrische Körper 1003 wird in derselben Art wie der piezoelektrische Körper 903 in der neunten Ausführungsform durch Modifizieren der Form des Rahmens und der Verbindungspositionen des Rahmens in dem piezoelektrischen Körper 303 in der dritten oder vierten Ausführungsform erhalten. Genauer weist jeder der Rahmen 1005A und 1005B in den Einheiten 1004A und 1004B ein Paar von gemeinsamen Abschnitten 1006, die sich in der y-Achsen-Richtung erstrecken, und einen Abschnitt auf, der sich erstreckt, als wenn er die drei Seiten eines Rechteck wäre, das zwischen dem Paar positioniert ist. Ferner werden zwischen den Rahmen 1005A und 1005B das Paar von gemeinsamen Abschnitten 1006, das an die Befestigungsteile 11 Angefügt ist, geteilt.
  • Können die zwei Rahmen auch miteinander gemeinsam auf der äußeren Seite von den Treibearmen 7 gemacht werden. Beachte, dass in dem gezeigten Beispiel der Abschnitt ohne die gemeinsamen Abschnitte 1006 von dem Rahmen 1005 als die Rahmen und die Verbindungsteile des obigen Abschnitts als die Rahmen angesehen werden können und die gemeinsamen Abschnitte 1006 als die getragenen Teile angesehen werden können oder die Eckabschnitte des Rechtecks als die getragenen Teile 1500b angesehen werden können und nur eine Seite des Rechtecks als der Rahmen angesehen werden kann.
  • <Multi-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor>
  • (Gesamtkonfiguration)
  • 12 ist eine ebene Ansicht, die die Konfiguration eines Multi-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensors 1150 zeigt, der einen oben beschriebenen Winkelgeschwindigkeitssensor aufweist.
  • Der Multi-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor 1150 hat beispielsweise einen x-Achsen-Sensor 351, der die Winkelgeschwindigkeit um die x-Achse detektiert, einen y-Achsen-Sensor 1151, der die Winkelgeschwindigkeit um die y-Achse detektiert, und einen z-Achsen-Sensor 451 der die Winkelgeschwindigkeit um die z-Achse detektiert. Beachte, dass in dem gezeigten Beispiel der Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß der dritten Ausführungsform als der x-Achsen-Sensor 351 gezeigt ist und der Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß der vierten Ausführungsform als der z-Achsen-Sensor 451 gezeigt ist. Jedoch können der x-Achsen-Sensor 351 und der z-Achsen-Sensor 451 durch die Winkelgeschwindigkeitssensoren in den oben beschriebenen anderen Ausführungsformen auch ersetzt werden.
  • Der x-Achsen-Sensor 351 hat ein Sensorelement 301, eine Treibeschaltung 103 (2B), die dem Sensorelement 301 Spannungen zuführt, und eine Detektionsschaltung 105 (2C) die die Signale von dem Sensorelement 301 detektiert. Die Konfigurationen und Arbeitsweisen von ihnen sind wie schon beschrieben.
  • Der z-Achsen-Sensor 451 hat ein Sensorelement 401, eine Treibeschaltung 103 (4B), die dem Sensorelement 401 Spannungen zuführt und eine Detektionsschaltung 105 (4C) die die Signale von dem Sensorelement 401 detektiert. Die Konfigurationen und Arbeitsweisen von ihnen sind wie schon beschrieben.
  • Der y-Achsen-Sensor 1151 hat ein Sensorelement 1101, eine Treibeschaltung 103 (2B) die dem Sensorelement 1101 Spannungen zuführt, und eine Detektionsschaltung 105 (2C) die die Signale von dem Sensorelement 1101 detektiert.
  • Der y-Achsen-Sensor 1151 ist in derselben Weise wie der x-Achsen-Sensor 351 und der z-Achsen-Sensor 451 vom Piezoelektrische-Vibration-Typ. Das Sensorelement 1101 hat einen piezoelektrischen Körper 1103. Der piezoelektrische Körper 1103 hat beispielsweise einen Basisteil 1105, ein oder mehrere Treibearme 7 und ein oder mehrere Detektionsarme 9, die von dem Basisteil 1105 getragen werden, und ein Paar von Befestigungsteilen 11, die das Basisteil 1105 tragen.
  • Das Sensorelement 301, das Sensorelement 1101 und das Sensorelement 401 sind beispielsweise in der x-Achsen-Richtung ausgerichtet. Beachte, dass die Anordnungsreihenfolge dieser drei Sensorelemente auch anders als die gezeigte Reihenfolge sein kann. Die piezoelektrischen Körper in diesen Sensorelementen sind beispielsweise integral ausgebildet und aneinander befestigt. Das heißt, dass der Multi-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor 1150 einen piezoelektrischen Körper 1102 hat, der den piezoelektrischen Körper 303 in dem Sensorelement 301, dem piezoelektrischen Körper 1103 in dem Sensorelement 1101 und den piezoelektrischen Körper 303 in dem Sensorelement 401 enthält. Genauer sind diese piezoelektrischen Körper beispielsweise befestigt, sodass die Befestigungsteile 11 durch die einander benachbarten piezoelektrischen Körper geteilt werden, deshalb hat der piezoelektrische Körper 1102 vier Befestigungsteile 11 insgesamt.
  • In einem Befestigungsteil 11, das sich von den piezoelektrischen Körpern von zwei Sensorelementen, die einander benachbart sind, geteilt wird ist ein Durchgangsloch 11A ausgebildet. Das Durchgangsloch 11A hat beispielsweise eine Schlitzform, die in der z-Achsen-Richtung penetriert und sich in der y-Achsen-Richtung (Richtung entlang des Befestigungselements 11) erstreckt, mit im Wesentlichen konstanter Breite. Die Kontakte 13 sind beispielsweise auf den äußeren Seiten des Durchgangslochs 11A in der y-Achsen-Richtung positioniert. Aufgrund der Bildung des Durchgangslochs 11A werden beispielsweise gegenseitige Beeinflussungen der Vibrationen der Sensorelemente abgeschwächt.
  • In dem x-Achsen-Sensor 351, dem y-Achsen-Sensor 1151 und dem z-Achsen-Sensor 451 kann die Treibeschaltung 103 geteilt werden. Aus einem anderen Blickwinkel können die Frequenzen, wenn die piezoelektrischen Körper von diesen 3 Winkelgeschwindigkeitssensoren angeregt werden, dieselben sein. Zu diesem Zeitpunkt können die Paare von Kontakte 13 zur Anregung zwischen den drei Winkelgeschwindigkeitssensoren geteilt werden. Dementsprechend ist es ausreichend, dass der Multi-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor 1150 insgesamt acht Kontakte aufweist, was die zwei Kontakte 13 für die Anregung und die zwei Kontakte 13 für die Detektion in jedem der Winkelgeschwindigkeitssensoren beinhaltet. In dem gezeigten Beispiel sind die acht Kontakte 13 jeweils an den Endabschnitten der vier Befestigungsteile 11, die wie oben erläutert geteilt werden, vorgesehen. Beachte, dass die Treibeschaltung 113 auch in einem Teil oder allen der Winkelgeschwindigkeitssensoren nicht geteilt werden kann. In diesem Fall können mehr als acht Kontakte 13 an geeigneten Positionen in den Befestigungsteilen 11 vorgesehen werden. Ferner können in diesem Fall die Frequenzen, wenn die 3 Winkelgeschwindigkeitssensoren angeregt werden, sich voneinander unterscheiden oder dieselben sein.
  • (y-Achsen-Sensor)
  • Dem y-Achsen-Sensor 1151 können verschiedene Konfigurationen gegeben werden inklusive bekannte Konfigurationen. In der folgenden Beschreibung wird ein Beispiel davon erläutert.
  • Der piezoelektrische Körper 1103 ist beispielsweise achsensymmetrisch in Bezug auf eine nicht gezeigte Symmetrieachse parallel zu der y-Achse gebildet und hat vier (zwei Paare von) Treibearmen 7O, 7P, 7Q und 7R, die sich von den Basisteil 1105 in Richtung auf eine Seite (positive Seite in dem gezeigten Beispiel) der y-Achsen-Richtung erstreckt, und zwei Detektionsarme 9C und 9D, die sich von den Basisteil 1105 in Richtung der Seite gegenüber des Treibearms 7 erstrecken.
  • 13A und 13B sind schematische ebene Ansichten zum Erläutern der Anregungszustände des piezoelektrischen Körpers 1103.
  • Die vier Treibearme 7O, 7P, 7Q und 7R werden beispielsweise, auf dieselbe Weise wie die Treibearme 7C, 7D, 7E und 7F in der dritten oder vierten Ausführungsform, angeregt, sodass die zwei, die auf derselben Seite (positive Seite oder negative Seite) in der x-Achsen-Richtung positioniert sind, sich auf dieselben Seiten in der x-Achsen-Richtung biegen, und die zwei, die auf der positiven Seite in der x-Achsen-Richtung positioniert sind, und die zwei, die auf der negativen Seite in der x-Achsen-Richtung positioniert sind, sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der x-Achsen-Richtung biegen. Beachte, dass durch die Vibrationen dieser Treibearme 7 sich das Basisteil 1105 nicht zu biegen braucht und die Detektionsarme 9C und 9D nicht zu vibrieren braucht.
  • Wie aus den obigen Arbeitsweisen verstanden können die Anordnung und die Verbindungen der Anregungselektroden 15 in dem piezoelektrischen Körper 1103 dieselben sein wie jene in der dritten oder vierten Ausführungsform. Ferner sind alle Anregungselektroden 15 durch zwei Kontakte 13 mit der Treibeschaltung 103 verbunden.
  • 13C und 13D sind schematische perspektivische Ansichten zum Erläutern der Vibration aufgrund der Corioliskraft des piezoelektrischen Körpers 1103.
  • Wenn der piezoelektrische Körper 1003 sich in dem Zustand, in dem die Treibearme 7 wie oben beschrieben vibriert werden, dreht, wirkt die Corioliskraft auf die Treibearme 7 in der Richtung (z-Achsen-Richtung) senkrecht zu der Vibrationsrichtung (x-Achsen-Richtung) und der Drehachse (y-Achse). Als Ergebnis vibrieren die Treibearme 7, sodass sie sich deformieren, sodass sie sich in die z-Achsen-Richtung biegen. Die Treibearme 7O und 7P, die auf der negativen Seite in der x-Achsen-Richtung positioniert sind, und die Treibearme 7Q und 7R, die auf der positiven Seite in der x-Achsen-Richtung positioniert sind, vibrieren auf einander entgegengesetzte Seiten in der x-Achsen-Richtung, deshalb vibrieren sie, sodass sie sich auf dieselbe Seite um die Drehachse (um die y-Achse) biegen. Das heißt, dass die zwei vibrieren, sodass sie sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der z-Achsen-Richtung biegen.
  • Die Vibrationen in der z-Achsen-Richtung von diesen Treibearmen 7 werden durch den Basisteil 1105 an die Detektionsarme 9C und 9D transferiert. Ferner vibrieren die Detektionsarme 9, sodass sie sich auf die entgegengesetzte Seite in der z-Achsen-Richtung zu den Treibearmen 7, die auf derselben Seite in der x-Achsen-Richtung positioniert sind, biegen. Ferner vibrieren die zwei Detektionsarme 9, sodass sie sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der z-Achsen-Richtung biegen.
  • Um die in solchen Detektionsarmen 9 erzeugten Signale zu extrahieren sind beispielsweise in jedem Detektionsarm 9 Detektionselektroden 17 mit Anordnungen und Verbindungen, wie in der ersten Ausführungsform (2A und 2B) gezeigt, vorgesehen. Ferner sind, um die Signale der zwei Detektionsarme 9, die sich auf einander entgegengesetzte Seiten biegen, zwischen den zwei Detektionsarmen 9 die Detektionselektrode 17A und die Detektionselektrode 17B durch die Verdrahtung 19 verbunden. Ferner sind alle Detektionselektroden 17 durch zwei Kontakte 13 mit der Detektionsschaltung 105 verbunden.
  • Der y-Achsen-Sensor kann verschiedene Konfigurationen anders als die oben beschriebene Konfiguration haben, beispielsweise eine, mit acht Treibearmen und zwei Detektionsarmen, offenbart in der japanischen Patentveröffentlichung Nummer 2015-99130A, eine mit Stimmgabelform mit einem Treibearm und einem Detektionsarm und eine mit einem Paar von Treibearmen und einem Paar von Detektionsarmen, die sich in Richtung derselben Seite in der y-Achsen-Richtung erstrecken. Es kann auch ein Sensor sein, der kein Befestigungsteil hat aber an dem Basisteil befestigt ist.
  • Beachte, dass in den obigen Ausführungsformen außer für die Treibearme 7O bis 7R des y-Achsen-Sensors alle der Treibearme 7 Beispiele des ersten Treibearms sind. Außer den Detektionsarmen 9C und 9D des y-Achsen-Sensors sind alle der Detektionsarme 9B Beispiele für die Detektionsarme. In der siebten und achten Ausführungsform sind die Treibearme 7A und 7B Beispiele des Paares des ersten Treibearms und die Treibearme 7K und 7L sind Beispiele des Paars von zweiten Treibearmen. Die Anregungselektrode 15A ist ein Beispiel der ersten Anregungselektroden und die Anregungselektrode 15B ist ein Beispiel für die zweiten Anregungselektroden. Die Detektionselektrode 17A ist ein Beispiel für die erste Anregungselektrode und die Detektionselektrode 17B ist ein Beispiel für die zweite Detektionselektrode. Die Detektionselektrode 217A ist ein Beispiel für die erste Detektionselektrode aus einem anderen Blickwinkel und die Detektionselektrode 217B ist ein Beispiel für die zweite Detektionselektrode aus einem anderen Blickwinkel. Die Treibearme 7O bis 7R gemäß dem y-Achsen-Sensor sind Beispiele für die y-Achsen-Treibearme und die Detektionsarme 9C und 9D gemäß dem y-Achsen-Sensor sind Beispiele für die y-Achsen-Detektionsarme.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Aspekten ausgeführt werden.
  • Der piezoelektrische Körper braucht auch nicht Befestigungsteile zu haben, die sich in der y-Achsen-Richtung erstrecken, wie es in den Ausführungsformen gezeigt ist. Beispielsweise kann er auch durch das Vorsehen einer Mehrzahl von Kontakten an den zwei Enden des Rahmens befestigt werden. Das heißt, dass in dem Rahmen die mit den Kontakten vorgesehenen Abschnitte auch als getragene Teile definiert werden können.
  • Die Treibearme und die Detektionsarme brauchen auch nicht parallel zur y-Achse zu sein, sofern sie sich in der y-Achsen-Richtung erstrecken. Der piezoelektrische Körper kann auch eine Konfiguration haben, die nur (mindestens) ein Paar von Treibearmen, die sich in Richtung einer Seite in der y-Achsen-Richtung erstrecken, und einen Detektionsarm hat, der sich in Richtung der anderen Seite in der y-Achsen-Richtung (geformt wie eine Gabel die sich zwei teilt) hat. Das heißt, dass das Paar von Treibearmen und die Detektionsarme sich nicht in dieselbe Richtung (entlang einander) zu erstrecken brauchen. In diesem Fall gibt es beispielsweise keine Möglichkeit, dass die Treibearme und die Detektionsarme aneinander in der x-Achsen-Richtung anstoßen. Eine Kombination einer Anzahl von Treibearmen und einer Anzahl der Detektionsarme, die sich alle von einem Rahmen erstrecken, ist geeignet. Beispielsweise können auch in Bezug auf ein Paar von Treibearmen ein Detektionsarm, der sich in Richtung der positiven Seite in der y-Achsen-Richtung erstreckt, und ein Detektionsarm, der sich in Richtung der negativen Seite in der y-Achsen-Richtung erstreckt, vorgesehen sein. Ferner können auch zwischen dem Paar von Treibearmen zwei oder mehr Detektionsarme vorgesehen sein, die sich entlang einander erstrecken.
  • Das Sensorelement oder der Winkelgeschwindigkeitssensor kann als Teil eines im MEMS (mikroelektromechanischen Systems) konfiguriert sein. In diesem Fall kann ein piezoelektrischer Körper, der ein Sensorelement bildet, auf dem Substrat des MEMS befestigt sein oder das Substrat des MEMS kann durch einen piezoelektrischen Körper gebildet sein und der piezoelektrische Körper des Sensorelements kann als Teil davon gebildet sein.
  • Der Multi-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor kann auch einer sein, der nur zwei von dem x-Achsen-Sensor, y-Achsen-Sensor und z-Achsen-Sensor aufweist.
  • In den Ausführungsformen waren die piezoelektrischen Körper der drei Winkelgeschwindigkeitssensoren in der x-Achsen-Richtung aufeinander ausgerichtet aber können auch in der y-Achsen-Richtung ausgerichtet sein oder in einer L-Form ausgerichtet sein. Ferner können unter den piezoelektrischen Körpern in den drei Winkelgeschwindigkeitssensoren nur zwei aneinander befestigt sein oder alle von ihnen können getrennt ausgebildet sein und in demselben Gehäuse oder Substrat befestigt sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1... Sensorelement, 3... piezoelektrischer Körper, 5... Rahmen, 5a... Getragener Teil, 7... Treibearm (erster Treibearm), 9... Detektionsarm, 103... Treibeschaltung und 105... Detektionsschaltung.

Claims (12)

  1. Winkelgeschwindigkeitssensor aufweisend: einen piezoelektrischen Körper aufweisend einen Rahmen, der in einem Paar von getragenen Teilen getragen wird, die voneinander in einem Abstand in einer x-Achsen-Richtung in einem orthogonalen Koordinatensystem xyz angeordnet sind, ein Paar von ersten Treibearmen, die sich entlang einander von dem Rahmen in einer y-Achsen-Richtung an Positionen zwischen dem Paar von getragenen Teilen erstrecken und voneinander in einem Abstand in der x-Achsen-Richtung angeordnet sind, und einen Detektionsarm, der sich von dem Rahmen in der y-Achsen-Richtung an einer Position zwischen dem Paar von ersten Treibearmen in der x-Achsen-Richtung erstreckt; eine Treibeschaltung, die Spannungen mit einander entgegengesetzten Phasen dem Paar von ersten Treibearmen zuführt, sodass das Paar von ersten Treibearmen vibriert, wobei es sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der x-Achsen-Richtung biegt; und eine Detektionsschaltung, die aufgrund der Biegedeformation in der z-Achsen-Richtung oder der x-Achsen-Richtung des Detektionsarms erzeugte Signale detektiert.
  2. Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß Anspruch 1, wobei die Detektionsschaltung die aufgrund der Biegedeformation in der z-Achsen-Richtung des Detektionsarms erzeugten Signale detektiert.
  3. Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß Anspruch 1, wobei die Detektionsschaltung die aufgrund der Biegedeformation in der x-Achsen-Richtung des Detektionsarms erzeugten Signale detektiert.
  4. Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß einem der Ansprüche 1-3, wobei der Detektionsarm sich in der Mitte zwischen dem Paar von ersten Treibearmen befindet.
  5. Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei der piezoelektrische Körper als Arme, die sich von dem Rahmen erstrecken und durch zuführen von Spannungen vibrieren nur das Paar von ersten Treibearmen oder nur das Paar von ersten Treibearmen und ein oder mehrere Arme, die sich entlang dem Paar von ersten Treibearmen erstrecken, aufweist.
  6. Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß Anspruch 5, wobei: der Detektionsarm sich von dem Rahmen in Richtung derselben Seite erstreckt wie die Seite, in der sich das Paar von ersten Treibearmen aus dem Rahmen erstreckt, und der piezoelektrische Körper zwei Kombinationen aufweist, die jeweils den Rahmen, das Paar von ersten Treibearmen und den Detektionsarm aufweisen, sodass die Seiten des Rahmens gegenüber der Erstreckungsseite des Paares von ersten Treibearmen einander gegenüber liegen.
  7. Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß einem der Ansprüche 1-3, ferner aufweisend ein Paar von zweiten Treibearmen, die sich entlang einander von dem Rahmen in Richtung der gegenüberliegenden Seite zu dem Paar von ersten Treibearmen an Positionen zwischen dem Paar von getragenen Teilen und auf den zwei Seiten in der x-Achsen-Richtung in Bezug auf den Detektionsarm erstrecken, wobei die Treibeschaltung dem Paar von ersten Treibearmen und dem Paar von zweiten Treibearmen Spannungen zuführt, sodass der erste Treibearm und der zweite Treibearm von dem Paar von ersten Treibearmen und dem Paar von zweiten Treibearmen, die sich auf der positiven Seite in der x-Achsen-Richtung in Bezug auf die Detektionsarme befinden, vibrieren, wobei sie sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der x-Achsen-Richtung biegen, und sodass der erste Treibearm und der zweite Treibearm von dem Paar von ersten Treibearmen und dem Paar von zweiten Treibearmen, die sich auf der negativen Seite der x-Achsen-Richtung in Bezug auf die Detektionsarme befinden, vibrieren, wobei sie sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der x-Achsen-Richtung biegen.
  8. Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend ein Paar von ersten Anregungselektroden, die sich auf einem Paar von ersten Oberflächen befinden, die den zwei Seiten der z-Achsen-Richtung gegenüber liegen, in jedem von dem Paar von ersten Treibearmen, ein Paar von zweiten Anregungselektroden, die sich auf einem Paar von zweiten Oberflächen befinden, die den zwei Seiten der x-Achsen-Richtung gegenüber liegen, in jedem von dem Paar von ersten Treibearmen, ein Paar von ersten Detektionselektroden, die sich in dem Detektionsarm auf einer dritten Oberfläche, die der negativen Seite der x-Achsen-Richtung gegenüberliegt, um näher zu sein an der positiven Seite der z-Achsen-Richtung als die Mitte der dritten Oberfläche, bzw. auf einer vierten Oberfläche, die der positiven Seite der x-Achsen-Richtung gegenüberliegt, um näher zu sein an der negativen Seite der z-Achsen-Richtung als die Mitte der vierten Oberfläche, befinden, ein Paar von zweiten Detektionselektroden, die sich auf der dritten Oberfläche, um näher zu sein an der negativen Seite der z-Achsen-Richtung als die Mitte der dritten Oberfläche, bzw. auf der vierten Oberfläche, um näher zu sein an der positiven Seite der z-Achsen-Richtung als die Mitte der vierten Oberfläche, befinden und eine Mehrzahl von Verdrahtungen, die das Paar von Anregungselektroden in jedem von dem Paar von ersten Treibearmen miteinander verbindet, das Paar von zweiten Anregungselektroden in jedem von dem Paar von ersten Treibearmen miteinander verbindet, das Paar von ersten Anregungselektroden und das Paar von zweiten Anregungselektroden zwischen dem Paar von ersten Treibearmen verbindet, das Paar von ersten Detektionselektroden miteinander verbindet und das Paar von zweiten Detektionselektroden miteinander verbindet, wobei die Treibeschaltung Spannungen durch die Mehrzahl von Verdrahtungen dem Paar von ersten Anregungselektroden und dem Paar von zweiten Anregungselektroden in jedem von dem Paar von Treibearmen zuführt, und die Detektionsschaltung die Spannungen zwischen dem Paar von ersten Detektionselektroden und dem Paar von zweiten Detektionselektroden durch die Mehrzahl von Verdrahtungen detektiert.
  9. Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß Anspruch 3, ferner aufweisend: ein Paar von ersten Anregungselektroden, die sich auf einem Paar von ersten Oberflächen, die den zwei Seiten der z-Achsen-Richtung in jedem des Paares von ersten Treibearmen gegenüber liegen, befinden, ein Paar von zweiten Anregungselektroden, die sich auf einem Paar von zweiten Oberflächen, die den zwei Seiten der x-Achsen-Richtung in jedem des Paares von ersten Treibearmen gegenüber liegen, befinden, ein Paar von ersten Detektionselektroden die, in den Detektionsarmen, sich auf einem Paar von dritten Oberflächen, die den zwei Seiten der z-Achsen-Richtung gegenüber liegen, befinden, ein Paar von zweiten Detektionselektroden die, in den Detektionsarm, sich auf einem Paar von vierten Oberflächen, die den zwei Seiten der x-Achsen-Richtung gegenüber liegen, befinden, und eine Mehrzahl von Verdrahtungen, die das Paar von ersten Anregungselektroden in jedem von dem Paar von ersten Treibearmen miteinander verbinden, das Paar von zweiten Anregungselektroden in jedem von dem Paar von ersten Treibearmen miteinander verbinden, das Paar von ersten Anregungselektroden und das Paar von zweiten Anregungselektroden zwischen dem Paar von Treibearmen verbinden, das Paar von ersten Detektionselektroden miteinander verbindet und das Paar von zweiten Detektionselektroden miteinander verbindet, wobei die Treibeschaltung Spannungen durch die Mehrzahl von Verdrahtungen dem Paar von ersten Anregungselektroden und dem Paar von zweiten Anregungselektroden in jedem von dem Paar von Treibearmen zuführt, und die Detektionsschaltung die Spannungen zwischen dem Paar von ersten Detektionselektroden und dem Paar von zweiten Detektionselektroden durch die Mehrzahl von Verdrahtungen detektiert.
  10. Sensorelement aufweisend: einen piezoelektrischen Körper aufweisend einen Rahmen, ein Paar von Treibearmen, die sich entlang einander von dem Rahmen in einer y-Achsen-Richtung an Positionen, die voneinander in einem Abstand in einer x-Achsen-Richtung in einem orthogonalen Koordinatensystem xyz angeordnet sind, erstrecken, und einen Detektionsarm, der sich von dem Rahmen in der y-Achsen-Richtung an einer Position zwischen dem Paar von Treibearmen in der x-Achsen-Richtung erstreckt; eine Mehrzahl von Anregungselektroden in einer Anordnung, die in der Lage ist, Spannungen zuzuführen, die das Paar von Treibearmen in der x-Achsen-Richtung anregt; eine Mehrzahl von Detektionselektroden in einer Anordnung, die in der Lage ist, die aufgrund von Vibrationen der Detektionsarme in der x-Achsen-Richtung oder einer z-Achsen-Richtung erzeugten Signale zu detektieren; eine Mehrzahl von Kontakten, die sich in dem piezoelektrischen Körper an Positionen befinden, die näher sind an den zwei Seiten der x-Achsen-Richtung als das Paar von Treibearmen; und eine Mehrzahl von Verdrahtungen, die die Mehrzahl von Anregungselektroden verbinden, sodass einander entgegengesetzte Phasen von der Mehrzahl von Anregungselektroden dem Paar von Treibearmen zugeführt werden, sodass das Paar von Treibearmen vibriert, wobei es sich auf einander entgegengesetzte Seiten in der x-Achsen-Richtung biegt.
  11. Multiachsen-Winkelgeschwindigkeitssensor aufweisend: einen x-Achsen-Sensor, der eine Winkelgeschwindigkeit um eine x-Achse in einem orthogonalen Koordinatensystem xyz detektiert; einen y-Achsen-Sensor, der eine Winkelgeschwindigkeit um eine y-Achse detektiert; und einen z-Achsen-Sensor, der eine Winkelgeschwindigkeit um eine z-Achse detektiert, wobei der x-Achsen-Sensor der Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß Anspruch 2 ist, der y-Achsen-Sensor aufweist einen piezoelektrischen Körper, der einen y-Achsen-Treibearm und einen y-Achsen-Detektionsarm aufweist, die sich beide in die y-Achsen-Richtung erstrecken, eine y-Achsen-Treibeschaltung, die Spannungen dem y-Achsen-Treibearm zu führen, sodass der y-Achsen-Treibearm in der x-Achsen-Richtung vibriert, und eine y-Achsen-Detektionsschaltung, die aufgrund der Biegedeformation in der z-Achse des Detektionsarms erzeugte Signale detektiert und der z-Achsen-Sensor der Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß Anspruch 3 ist.
  12. Multi-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß Anspruch 11, wobei der piezoelektrische Körper in dem x-Achsen-Sensor, der piezoelektrische Körper in dem y-Achsen-Sensor und der piezoelektrische Körper in dem z-Achsen-Sensor aneinander befestigt sind.
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