JP2013181940A - Gyro sensor and electronic apparatus - Google Patents

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昌宏 石井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration element capable of detecting angular velocities of two axes intersecting with each other around respective axes.SOLUTION: A gyro sensor 2 includes: a base portion 41; a first coupling arm 44 and a second coupling arm 45 that are extended along an X axis with the base portion 41 interposed therebetween; a first detection vibrating arm 421 and a second detection vibrating arm 422 that are extended along a Y axis with the base portion 41 interposed therebetween; a first drive vibrating arm 46 extended from the first coupling arm 44 along the Y axis; and a second drive vibrating arm 47 extended from the second coupling arm 45 along the Y axis. Each of the first drive vibrating arm 46 and the second drive vibrating arm 47 vibrates in a Z axis direction. Each of the first coupling arm 44, the second coupling arm 45, the first detection vibration arm 421, and the second detection vibration arm 422 is provided with detecting means and vibrates in a plane including the X axis and the Y axis when an angular velocity is applied around a detection axis.

Description

本発明は、ジャイロセンサーおよび電子機器に関する。   The present invention relates to a gyro sensor and an electronic device.

従来から、角速度を検出するための振動片として、特許文献1のジャイロセンサーが知られている。
特許文献1のジャイロセンサーは、基部と、基部から両側へY軸方向に延出する第1、第2検出振動腕と、基部から両側へX軸方向に延出する第1、第2連結腕と、第1連結腕の先端部から両側へY軸方向に延出する第1、第2駆動振動腕と、第2連結腕の先端部から両側へY軸方向に延出する第3、第4駆動振動腕とを有している。また、第1〜第4駆動振動腕には駆動電極が形成されており、第1、第2検出振動腕には、検出電極が形成されている。
Conventionally, the gyro sensor of patent document 1 is known as a vibration piece for detecting angular velocity.
The gyro sensor of Patent Document 1 includes a base, first and second detection vibrating arms extending from the base to both sides in the Y-axis direction, and first and second connecting arms extending from the base to both sides in the X-axis direction. And first and second drive vibrating arms extending in the Y-axis direction from the tip of the first connecting arm to both sides, and third and third extending from the tip of the second connecting arm to the both sides in the Y-axis direction. 4 drive vibration arms. Further, drive electrodes are formed on the first to fourth drive vibrating arms, and detection electrodes are formed on the first and second detection vibrating arms.

このようなジャイロセンサーは、次のようにして角速度を検出する。まず、第1〜第4駆動振動腕を、第1、第2駆動振動腕と第3、第4駆動振動腕とがYZ平面に対して面対称となるように振動させる。この状態でZ軸まわりに角速度が加わると、ジャイロセンサーにコリオリ力が作用し、第1、第2検出振動腕にX軸方向の検出振動が励起される。そして、この振動により生じた第1、第2検出振動腕の歪みを検出電極が検出することにより、Z軸まわりの角速度を求めることができる。   Such a gyro sensor detects angular velocity as follows. First, the first to fourth drive vibrating arms are vibrated so that the first and second drive vibrating arms and the third and fourth drive vibrating arms are plane-symmetric with respect to the YZ plane. When an angular velocity is applied around the Z axis in this state, a Coriolis force acts on the gyro sensor, and detection vibration in the X axis direction is excited on the first and second detection vibrating arms. Then, the detection electrode detects the distortion of the first and second detection vibrating arms caused by this vibration, whereby the angular velocity around the Z axis can be obtained.

しかしながら、特許文献1のジャイロセンサーでは、Z軸まわりの角速度の検出しか行うことができない。すなわち、X軸まわりの角速度やY軸まわりの角速度を検出することができない。そのため、例えば、X軸およびY軸の回りに発生する角速度を検出したい場合には、ジャイロセンサーを縦置きして配置する必要がありセンサーデバイスの厚みが大きくなってしまう。また複数軸について角速度を検出したい場合には、複数のジャイロセンサーを配置する必要がある。そのため、装置が大型化するという問題がある。   However, the gyro sensor of Patent Document 1 can only detect the angular velocity around the Z axis. That is, the angular velocity around the X axis and the angular velocity around the Y axis cannot be detected. For this reason, for example, when it is desired to detect angular velocities generated around the X axis and the Y axis, it is necessary to place the gyro sensor in a vertical position, which increases the thickness of the sensor device. If it is desired to detect angular velocities for a plurality of axes, it is necessary to arrange a plurality of gyro sensors. Therefore, there is a problem that the apparatus becomes large.

特開2006−201011号公報JP 2006-201011 A

本発明の目的は、互いに交差する2軸の各軸まわりの角速度を検出することのできるジャイロセンサーを提供すること、また、このジャイロセンサーを備える信頼性に優れた電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a gyro sensor that can detect angular velocities around two axes intersecting each other, and to provide a highly reliable electronic device including the gyro sensor. .

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
本発明のジャイロセンサーは、互いに交差する3つの軸を第1軸、第2軸および第3軸としたとき、
基部と、
前記基部を挟んで前記第1軸に沿って延出された第1連結腕および第2連結腕と、
前記基部を挟んで前記第2軸に沿って延出された第1検出振動腕および第2検出振動腕と、
前記第1連結腕から前記第2軸に沿って延出された第1駆動振動腕と、
前記第2連結腕から前記第2軸に沿って延出された第2駆動振動腕と、を含み、
前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の各々は、前記第3軸の方向に振動し、
前記第1連結腕、前記第2連結腕、前記第1検出振動腕および前記第2検出振動腕の各々は、歪み検出手段を備え、且つ、検出軸回りに角速度が印加されたときに前記第1軸および前記第2軸を含む平面内で振動することを特徴とする。
これにより、互いに交差する2軸の各軸まわりの角速度を検出することのできるジャイロセンサーを提供することができる。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[Application Example 1]
The gyro sensor of the present invention has three axes intersecting each other as a first axis, a second axis, and a third axis.
The base,
A first connecting arm and a second connecting arm extending along the first axis across the base,
A first detection vibrating arm and a second detection vibrating arm extending along the second axis across the base;
A first drive vibrating arm extending from the first connecting arm along the second axis;
A second drive vibrating arm extending from the second connecting arm along the second axis,
Each of the first drive vibrating arm and the second drive vibrating arm vibrates in the direction of the third axis,
Each of the first connection arm, the second connection arm, the first detection vibration arm, and the second detection vibration arm includes a strain detection unit, and the first connection arm, the second detection arm, and the second detection vibration arm, when an angular velocity is applied around the detection axis. It vibrates in a plane including one axis and the second axis.
Accordingly, it is possible to provide a gyro sensor that can detect angular velocities around the two axes that intersect each other.

[適用例2]
本発明のジャイロセンサーは、前記第2軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第1検出振動腕および前記第2検出振動腕の各々は、前記第1軸の同じ方向に振動することを特徴とする。
これにより、第2軸まわりの角速度を検知することができる。
[Application Example 2]
In the gyro sensor of the present invention, when an angular velocity is applied around the second axis, each of the first detection vibrating arm and the second detection vibrating arm vibrates in the same direction of the first axis. Features.
Thereby, the angular velocity around the second axis can be detected.

[適用例3]
本発明のジャイロセンサーは、前記第1軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第1連結腕および前記第2連結腕の各々は、前記第2軸の同じ方向に振動することを特徴とする。
これにより、第1軸まわりの角速度を検知することができる。
[Application Example 3]
The gyro sensor according to the present invention is characterized in that when an angular velocity is applied around the first axis, each of the first connecting arm and the second connecting arm vibrates in the same direction of the second axis. To do.
Thereby, the angular velocity around the first axis can be detected.

[適用例4]
本発明のジャイロセンサーは、前記第1検出振動腕および前記第2検出振動腕の出力信号に基づいて、前記第2軸まわりの角速度を検出し、
前記第1連結腕および前記第2連結腕の出力信号に基づいて、前記第1軸まわりの角速度を検出することを特徴とする。
これにより、第1軸まわりの角速度および第2軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検知することができる。
[Application Example 4]
The gyro sensor of the present invention detects an angular velocity around the second axis based on output signals of the first detection vibrating arm and the second detection vibrating arm,
An angular velocity about the first axis is detected based on output signals of the first connecting arm and the second connecting arm.
Thereby, the angular velocity around the first axis and the angular velocity around the second axis can be detected independently.

[適用例5]
本発明のジャイロセンサーは、前記第1駆動振動腕が延出する方向とは反対の方向に延出する第3駆動振動腕と、
前記第2駆動振動腕が延出する方向とは反対の方向に延出する第4駆動振動腕と、を含むことを特徴とする。
これにより、駆動振動腕の数が増え、角速度の検出精度が向上する。また、第1〜第4駆動振動腕をバランスよく振動させることができる。
[Application Example 5]
The gyro sensor of the present invention includes a third drive vibrating arm extending in a direction opposite to a direction in which the first drive vibrating arm extends,
And a fourth drive vibrating arm extending in a direction opposite to the direction in which the second drive vibrating arm extends.
As a result, the number of drive vibrating arms is increased, and the angular velocity detection accuracy is improved. In addition, the first to fourth drive vibrating arms can be vibrated with good balance.

[適用例6]
本発明のジャイロセンサーは、互いに交差する3つの軸を第1軸、第2軸および第3軸としたとき、
基部と、
前記基部から前記第1軸に沿って互いに反対に延びる第1連結腕および第2連結腕と、
前記第1連結腕から前記第2軸に沿って延びる第1駆動振動腕と、
前記第2連結腕から前記第2軸に沿って延びる第2駆動振動腕と、
前記基部の一端から前記第1軸および前記第2軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第1軸方向の反対側へ延びる第1検出振動腕および第2検出振動腕と、
前記基部の他端から前記第1軸および前記第2軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第1軸方向の反対側へ延びる第3検出振動腕および第4検出振動腕と、を含み、
前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の各々は、前記第3軸の方向に振動し、
前記第1検出振動腕、前記第2検出振動腕、前記第3検出振動腕および前記第4検出振動腕の各々は、歪み検出手段を備え、且つ、検出軸回りに角速度が印加されたときに前記第1軸および前記第2軸を含む平面内で振動することを特徴とする。
これにより、互いに交差する2軸の各軸まわりの角速度を検出することのできるジャイロセンサーを提供することができる。
[Application Example 6]
The gyro sensor of the present invention has three axes intersecting each other as a first axis, a second axis, and a third axis.
The base,
A first connecting arm and a second connecting arm extending oppositely from each other along the first axis from the base;
A first drive vibrating arm extending from the first connecting arm along the second axis;
A second drive vibrating arm extending from the second connecting arm along the second axis;
A first detection vibrating arm and a second detection vibrating arm extending from one end of the base in a direction intersecting both the first axis and the second axis and opposite to each other in the first axis direction;
A third detection vibration arm and a fourth detection vibration arm that extend from the other end of the base in a direction intersecting both the first axis and the second axis and to the opposite sides of the first axis direction,
Each of the first drive vibrating arm and the second drive vibrating arm vibrates in the direction of the third axis,
Each of the first detection vibration arm, the second detection vibration arm, the third detection vibration arm, and the fourth detection vibration arm includes a strain detection unit, and an angular velocity is applied around the detection axis. It vibrates in a plane including the first axis and the second axis.
Accordingly, it is possible to provide a gyro sensor that can detect angular velocities around the two axes that intersect each other.

[適用例7]
本発明のジャイロセンサーは、互いに交差する3つの軸を第1軸、第2軸および第3軸としたとき、
基部と、
前記基部の一端から前記第1軸および前記第2軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第1軸方向の反対側へ延びる第1検出振動腕および第2検出振動腕と、
前記基部の他端から前記第1軸および前記第2軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第1軸方向の反対側へ延びる第3検出振動腕および第4検出振動腕と、
前記第1検出振動腕および前記第2検出振動腕の間に位置し、前記基部の一端から前記第1軸に沿って延出された第1駆動振動腕と、
前記第3検出振動腕および前記第4検出振動腕の間に位置し、前記基部の他端から前記第1軸に沿って延出された第2駆動振動腕と、を含み、
前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の先端部は、前記第1軸および前記第2軸の両軸に対して傾斜した方向へ延在する少なくとも2つの枝部に分岐し、
前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の各々は、前記第3軸の方向に振動し、
前記第1検出振動腕、前記第2検出振動腕、前記第3検出振動腕および前記第4検出振動腕の各々は、歪み検出手段を備え、且つ、検出軸回りに角速度が印加されたときに前記第1軸および前記第2軸を含む平面内で振動することを特徴とする。
これにより、互いに交差する2軸の各軸まわりの角速度を検出することのできるジャイロセンサーを提供することができる。
[Application Example 7]
The gyro sensor of the present invention has three axes intersecting each other as a first axis, a second axis, and a third axis.
The base,
A first detection vibrating arm and a second detection vibrating arm extending from one end of the base in a direction intersecting both the first axis and the second axis and opposite to each other in the first axis direction;
A third detection vibrating arm and a fourth detection vibrating arm extending from the other end of the base in a direction intersecting both the first axis and the second axis and to the opposite sides of the first axis direction,
A first drive vibration arm located between the first detection vibration arm and the second detection vibration arm and extending from one end of the base portion along the first axis;
A second drive vibration arm located between the third detection vibration arm and the fourth detection vibration arm and extending from the other end of the base portion along the first axis;
The distal ends of the first drive vibrating arm and the second drive vibrating arm branch into at least two branches extending in a direction inclined with respect to both the first axis and the second axis,
Each of the first drive vibrating arm and the second drive vibrating arm vibrates in the direction of the third axis,
Each of the first detection vibration arm, the second detection vibration arm, the third detection vibration arm, and the fourth detection vibration arm includes a strain detection unit, and an angular velocity is applied around the detection axis. It vibrates in a plane including the first axis and the second axis.
Accordingly, it is possible to provide a gyro sensor that can detect angular velocities around the two axes that intersect each other.

[適用例8]
本発明のジャイロセンサーは、前記第2軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第1検出振動腕、前記第2検出振動腕、前記第3検出振動腕および前記第4検出振動腕の各々は、前記第1軸の同じ方向に振動することを特徴とする。
これにより、第2軸まわりの角速度を検知することができる。
[Application Example 8]
In the gyro sensor of the present invention, when an angular velocity is applied around the second axis, each of the first detection vibration arm, the second detection vibration arm, the third detection vibration arm, and the fourth detection vibration arm Vibrates in the same direction of the first axis.
Thereby, the angular velocity around the second axis can be detected.

[適用例9]
本発明のジャイロセンサーでは、前記第1軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第1検出振動腕、前記第2検出振動腕、前記第3検出振動腕および前記第4検出振動腕の各々は、前記第2軸の同じ方向に振動することを特徴とすることが好ましい。
これにより、第1軸まわりの角速度を検知することができる。
[Application Example 9]
In the gyro sensor of the present invention, each of the first detection vibrating arm, the second detection vibrating arm, the third detection vibrating arm, and the fourth detection vibrating arm when an angular velocity is applied around the first axis. Preferably vibrate in the same direction of the second axis.
Thereby, the angular velocity around the first axis can be detected.

[適用例10]
本発明のジャイロセンサーは、前記第1検出振動腕、前記第2検出振動腕、前記第3検出振動腕および前記第4検出振動腕の出力信号に基づいて、前記第1軸まわりの角速度および前記第2軸まわりの角速度の少なくとも一方を検出することを特徴とする。
これにより、第1軸まわりの角速度および第2軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検知することができる。
[適用例11]
本発明の電子機器は、本発明のジャイロセンサーを備えたことを特徴とする。
これにより、信頼性に優れる電子機器が得られる。
[Application Example 10]
The gyro sensor of the present invention includes an angular velocity around the first axis and an output of the first detection vibrating arm, the second detection vibrating arm, the third detection vibrating arm, and the fourth detection vibrating arm. It is characterized in that at least one of the angular velocities around the second axis is detected.
Thereby, the angular velocity around the first axis and the angular velocity around the second axis can be detected independently.
[Application Example 11]
An electronic apparatus according to the present invention includes the gyro sensor according to the present invention.
Thereby, an electronic device having excellent reliability can be obtained.

本発明のジャイロセンサー第1実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 1st Embodiment of the gyro sensor of this invention. 図1中のA−A線断面図およびB−B線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 1, and the BB sectional drawing. 図1中のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line in FIG. 図1に示すジャイロセンサーの駆動を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the drive of the gyro sensor shown in FIG. Y軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。It is a top view which shows the vibration of a gyro sensor when the angular velocity around a Y-axis is added. X軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。It is a top view which shows the vibration of a gyro sensor when the angular velocity around an X-axis is added. 本発明の第2実施形態にかかるジャイロセンサーの平面図である。It is a top view of the gyro sensor concerning a 2nd embodiment of the present invention. 図7中のD−D線断面図およびE−E線断面図である。It is the DD sectional view taken on the line in FIG. 7, and the EE sectional view taken on the line. Y軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。It is a top view which shows the vibration of a gyro sensor when the angular velocity around a Y-axis is added. X軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。It is a top view which shows the vibration of a gyro sensor when the angular velocity around an X-axis is added. 本発明の第3実施形態にかかるジャイロセンサーの平面図である。It is a top view of the gyro sensor concerning a 3rd embodiment of the present invention. 図11中のF−F線断面図、G−G線断面図、H−H線断面図およびI−I線断面図である。It is the FF sectional view taken on the line in FIG. 11, the GG sectional view, the HH sectional view, and the II sectional view. 本発明のジャイロセンサーを備える電子機器(ノート型パーソナルコンピュータ)である。It is an electronic device (notebook type personal computer) provided with the gyro sensor of this invention. 本発明のジャイロセンサーを備える電子機器(携帯電話機)である。It is an electronic device (cellular phone) provided with the gyro sensor of the present invention. 本発明のジャイロセンサーを備える電子機器(ディジタルスチルカメラ)である。It is an electronic device (digital still camera) provided with the gyro sensor of the present invention.

以下、本発明のジャイロセンサーおよび電子機器を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明のジャイロセンサー第1実施形態を示す平面図、図2は、図1中のA−A線断面図およびB−B線断面図、図3は、図1中のC−C線断面図、図4は、図1に示すジャイロセンサーの駆動を説明する断面図、図5は、Y軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図、図6は、X軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。
Hereinafter, a gyro sensor and an electronic device according to the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
1 is a plan view showing a first embodiment of a gyro sensor according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA and BB in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line C--B in FIG. FIG. 4 is a sectional view for explaining driving of the gyro sensor shown in FIG. 1, FIG. 5 is a plan view showing vibration of the gyro sensor when an angular velocity around the Y axis is applied, and FIG. It is a top view which shows the vibration of a gyro sensor when the angular velocity around an X-axis is added.

なお、以下では、図1に示すように、互いに直交する3軸を、X軸(第1軸)、Y軸(第2軸)およびZ軸(第3軸)とする。また、X軸に平行な方向を「X軸方向」とも言い、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」とも言い、Z軸に平行な方向を「Z軸方向」と言もう。また、X軸およびY軸で規定される平面を「XY平面」とも言い、Y軸およびZ軸で規定される平面を「YZ平面」とも言い、Z軸およびX軸で規定される平面を「XZ平面」とも言う。   In the following, as shown in FIG. 1, the three axes orthogonal to each other are referred to as an X axis (first axis), a Y axis (second axis), and a Z axis (third axis). A direction parallel to the X axis is also referred to as an “X axis direction”, a direction parallel to the Y axis is also referred to as a “Y axis direction”, and a direction parallel to the Z axis is referred to as a “Z axis direction”. A plane defined by the X axis and the Y axis is also referred to as an “XY plane”, a plane defined by the Y axis and the Z axis is also referred to as a “YZ plane”, and a plane defined by the Z axis and the X axis is represented by “ It is also called “XZ plane”.

図1に示すジャイロセンサー2は、X軸まわりの角速度ωxと、Y軸まわりの角速度ωyとを検出することのできるジャイロセンサーである。ジャイロセンサー2は、振動片3と、振動片3に形成された複数の電極とで構成されている。
振動片3は、圧電体材料で構成されている。圧電体材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。特に、振動片3を構成する圧電体材料としては、水晶が好ましい。水晶で振動片3を構成すると、振動片3の振動特性(特に周波数温度特性)を優れたものとすることができる。また、エッチングにより高い寸法精度で振動片3を形成することができる。
A gyro sensor 2 shown in FIG. 1 is a gyro sensor capable of detecting an angular velocity ωx around the X axis and an angular velocity ωy around the Y axis. The gyro sensor 2 includes a vibrating piece 3 and a plurality of electrodes formed on the vibrating piece 3.
The vibrating piece 3 is made of a piezoelectric material. Examples of the piezoelectric material include crystal, lithium tantalate, lithium niobate, lithium borate, and barium titanate. In particular, the piezoelectric material constituting the resonator element 3 is preferably quartz. If the resonator element 3 is made of quartz, the vibration characteristics (particularly frequency temperature characteristics) of the resonator element 3 can be made excellent. Further, the resonator element 3 can be formed with high dimensional accuracy by etching.

このような振動片3は、XY平面に広がりを有し、Z軸方向に厚みを有している。また、振動片3は、基部41と、第1、第2検出振動腕421、422と、第1、第2連結腕44、45と、第1、第2、第3、第4駆動振動腕46、47、48、49とを有している。   Such a resonator element 3 has a spread in the XY plane and a thickness in the Z-axis direction. The resonator element 3 includes a base 41, first and second detection vibrating arms 421 and 422, first and second connecting arms 44 and 45, and first, second, third and fourth driving vibrating arms. 46, 47, 48, 49.

基部41は、振動片3の中央部に位置している。また、第1検出振動腕421および第2検出振動腕422は、それぞれ、基部41からY軸方向に互いに反対に延出している。また、第1連結腕44および第2連結腕45は、基部41からX軸方向に互いに反対に延出している。また、第1駆動振動腕46および第3駆動振動腕48は、第1連結腕44の先端部からY軸方向に互いに反対に延出している。また、第2、第4駆動振動腕47、49は、第2連結腕45の先端部からY軸方向に互いに反対に延出している。   The base 41 is located at the center of the resonator element 3. Further, the first detection vibrating arm 421 and the second detection vibrating arm 422 respectively extend from the base portion 41 in the Y axis direction opposite to each other. The first connecting arm 44 and the second connecting arm 45 extend from the base portion 41 in the X-axis direction opposite to each other. Further, the first drive vibrating arm 46 and the third drive vibrating arm 48 extend in the Y-axis direction opposite to each other from the distal end portion of the first connecting arm 44. The second and fourth drive vibrating arms 47 and 49 extend in the Y-axis direction opposite to each other from the distal end portion of the second connecting arm 45.

なお、図示の構成では、第1連結腕44および第2連結腕45の幅は、基部41の幅よりも狭くなっているが、基部41と同じ幅で形成して一体にしてもよい。また、第1、第3駆動振動腕46、48は、第1連結腕44の延在方向の途中から延出してもよく、同様に、第2、第4駆動振動腕47、49は、第2連結腕45の延在方向の途中から延出してもよい。   In the configuration shown in the figure, the widths of the first connecting arm 44 and the second connecting arm 45 are narrower than the width of the base 41, but may be formed integrally with the base 41. The first and third drive vibrating arms 46 and 48 may extend from the middle of the extending direction of the first connecting arm 44. Similarly, the second and fourth drive vibrating arms 47 and 49 You may extend from the middle of the extension direction of the 2 connection arms 45. FIG.

第1、第2検出振動腕421、422は、重心(中心)Gと交わるXZ平面に関して対称に設けられている。また、これら第1、第2検出振動腕421、422は、略矩形の横断面形状をなしている。
また、第1、第2、第3、第4駆動振動腕46、47、48、49および第1、第2、検出振動腕421、422の振動腕の先端部を根元部よりも幅広または厚肉(所謂ハンマーヘッド形状)にしても良い。このように振動腕の先端をハンマーヘッド形状にすることにより、駆動変位または検出変位を大きくすることができる。
The first and second detection vibrating arms 421 and 422 are provided symmetrically with respect to the XZ plane intersecting with the center of gravity (center) G. The first and second detection vibrating arms 421 and 422 have a substantially rectangular cross-sectional shape.
In addition, the distal ends of the first, second, third, and fourth drive vibrating arms 46, 47, 48, and 49 and the first, second, and detection vibrating arms 421 and 422 are wider or thicker than the root portion. Meat (so-called hammerhead shape) may be used. By making the tip of the vibrating arm into a hammerhead shape in this way, the drive displacement or detection displacement can be increased.

また、図2に示すように、第1検出振動腕421の上面および下面に第1検出信号電極(電極)710aが形成されており、第2検出振動腕422の上面および下面に第2検出信号電極(電極)710bが形成されている。
また、第1検出振動腕421の両側面に第1検出接地電極(電極)720aが形成されており、第2検出振動腕422の両側面に第2検出接地電極(電極)720bが形成されている。このような第1、第2検出接地電極720a、720bは、第1、第2検出信号電極710a、710bに対してグランドとなる電位を有する。
As shown in FIG. 2, first detection signal electrodes (electrodes) 710 a are formed on the upper and lower surfaces of the first detection vibrating arm 421, and the second detection signals are formed on the upper and lower surfaces of the second detection vibrating arm 422. An electrode (electrode) 710b is formed.
The first detection ground electrode (electrode) 720a is formed on both side surfaces of the first detection vibrating arm 421, and the second detection ground electrode (electrode) 720b is formed on both side surfaces of the second detection vibration arm 422. Yes. Such first and second detection ground electrodes 720a and 720b have a potential to be ground with respect to the first and second detection signal electrodes 710a and 710b.

なお、図示の構成では、第1検出振動腕421および第2検出振動腕422の断面形状が矩形であるが、第1、第2検出振動腕421、422の上面および下面の少なくとも一方の面に溝を設けても良い。その場合、溝の内壁に沿うように第1検出信号電極710a(第2検出信号電極710b)を形成するのが望ましい。このような形態とすることにより、第1検出信号電極710a(第2検出信号電極710b)と側面に形成された第1検出接地電極720a(第2検出接地電極720b)との間隔が狭くなり、電界効率が良くなって、少ない歪量で大きな電荷量を電極間で発生させることができ、高感度化に寄与する。   In the configuration shown in the figure, the first detection vibrating arm 421 and the second detection vibrating arm 422 have a rectangular cross-sectional shape. However, the first detection vibrating arm 421 and the second detection vibrating arm 421 are provided on at least one of the upper and lower surfaces. A groove may be provided. In that case, it is desirable to form the first detection signal electrode 710a (second detection signal electrode 710b) along the inner wall of the groove. By adopting such a form, the interval between the first detection signal electrode 710a (second detection signal electrode 710b) and the first detection ground electrode 720a (second detection ground electrode 720b) formed on the side surface is reduced, Electric field efficiency is improved, and a large amount of charge can be generated between the electrodes with a small amount of strain, contributing to high sensitivity.

このような配置で第1、第2検出信号電極710a、710bおよび第1、第2検出接地電極720a、720bを形成することにより、第1検出振動腕421に生じた検出振動は、第1検出信号電極710aと第1検出接地電極720aとの間の電荷として現れ、その電荷を信号(出力信号)として取り出すことができ、第2検出振動腕422に生じた検出振動は、第2検出信号電極710bと第2検出接地電極720bとの間の電荷として現れ、その電荷を信号として取り出すことができる。すなわち、第1検出信号電極710aおよび第1検出接地電極720aは、第1検出振動腕421の歪みを検知する検知手段を構成し、第2検出信号電極710bおよび第1検出接地電極720bは、第2検出振動腕422の歪みを検知する検知手段を構成する。   By forming the first and second detection signal electrodes 710a and 710b and the first and second detection ground electrodes 720a and 720b in such an arrangement, the detection vibration generated in the first detection vibration arm 421 is the first detection. It appears as a charge between the signal electrode 710a and the first detection ground electrode 720a, and the charge can be taken out as a signal (output signal). The detection vibration generated in the second detection vibration arm 422 is the second detection signal electrode. It appears as a charge between 710b and the second detection ground electrode 720b, and the charge can be taken out as a signal. That is, the first detection signal electrode 710a and the first detection ground electrode 720a constitute detection means for detecting distortion of the first detection vibrating arm 421, and the second detection signal electrode 710b and the first detection ground electrode 720b The detection means for detecting the distortion of the 2-detection vibrating arm 422 is configured.

第1、第2連結腕44、45は、重心(中心)Gと交わるYZ平面に関して対称に設けられている。また、これら第1、第2連結腕44、45は、略矩形の横断面形状をなしている。
図3に示すように、第1連結腕44の上面には、Y軸方向に離間して設けられた2つの圧電体素子(検出手段)55、56が設けられている。圧電体出素子55、56は、X軸方向に延在しており、また、XY平面にて、第1連結腕44の軸44aに対して対称的に設けられている。
The first and second connecting arms 44 and 45 are provided symmetrically with respect to the YZ plane intersecting with the center of gravity (center) G. The first and second connecting arms 44 and 45 have a substantially rectangular cross-sectional shape.
As shown in FIG. 3, two piezoelectric elements (detecting means) 55 and 56 that are spaced apart in the Y-axis direction are provided on the upper surface of the first connecting arm 44. The piezoelectric element 55, 56 extends in the X-axis direction, and is provided symmetrically with respect to the axis 44a of the first connecting arm 44 in the XY plane.

圧電体素子55は、第1連結腕44の上面側から、第1電極層551、圧電体層552および第2電極層553が積層した積層体にて構成されている。また、圧電体素子56は、第1連結腕44の上面側から、第1電極層561、圧電体層562および第2電極層563が積層した積層体にて構成されている。
第1電極層551、561および第2電極層553、553は、金(Au)、金合金、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、アルミニウム合金、銀(Ag)、銀合金、クロム(Cr)、クロム合金、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、タングステン(W)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、コバルト(Co)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)等の金属材料、酸化インジウムスズ(ITO)等の導電材料により形成することができる。
The piezoelectric element 55 is configured by a laminated body in which the first electrode layer 551, the piezoelectric layer 552, and the second electrode layer 553 are laminated from the upper surface side of the first connecting arm 44. In addition, the piezoelectric element 56 is configured by a laminated body in which the first electrode layer 561, the piezoelectric layer 562, and the second electrode layer 563 are laminated from the upper surface side of the first connecting arm 44.
The first electrode layers 551 and 561 and the second electrode layers 553 and 553 are made of gold (Au), gold alloy, platinum (Pt), aluminum (Al), aluminum alloy, silver (Ag), silver alloy, chromium (Cr). , Chromium alloy, copper (Cu), molybdenum (Mo), niobium (Nb), tungsten (W), iron (Fe), titanium (Ti), cobalt (Co), zinc (Zn), zirconium (Zr), etc. A conductive material such as a metal material or indium tin oxide (ITO) can be used.

圧電体層552、562の構成材料としては、例えば、酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)、タンタル酸リチウム(LiTaO)、ニオブ酸リチウム(LiNbO)、ニオブ酸カリウム(KNbO)、四ホウ酸リチウム(Li)、チタン酸バリウム(BaTiO)、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等が挙げられるが、AIN、ZnOを用いるのが好ましい。 Examples of constituent materials of the piezoelectric layers 552 and 562 include zinc oxide (ZnO), aluminum nitride (AlN), lithium tantalate (LiTaO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), potassium niobate (KNbO 3 ), Examples thereof include lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), barium titanate (BaTiO 3 ), and PZT (lead zirconate titanate), but it is preferable to use AIN or ZnO.

このような圧電体素子55では、圧電体層552の歪みが第1電極層551と第2電極層553との間の電荷として現れ、第1電極層551と第2電極層553とから信号として取り出すことができる。同様に、圧電体素子56では、圧電体層562の歪みが第1電極層561と第2電極層563との間の電荷として現れ、第1電極層561と第2電極層563とから信号として取り出すことができる。   In such a piezoelectric element 55, the distortion of the piezoelectric layer 552 appears as a charge between the first electrode layer 551 and the second electrode layer 553, and signals from the first electrode layer 551 and the second electrode layer 553. It can be taken out. Similarly, in the piezoelectric element 56, the distortion of the piezoelectric layer 562 appears as a charge between the first electrode layer 561 and the second electrode layer 563, and as a signal from the first electrode layer 561 and the second electrode layer 563, It can be taken out.

ここで、第1連結腕44がY軸方向に湾曲変形すると、その変形に応じて圧電体素子55(圧電体層552)が収縮するとともに、圧電体素子56(圧電体層562)が伸長した状態、または、圧電体素子55(圧電体層552)が伸長するとともに、圧電体素子56(圧電体層562)が収縮した状態となり、発生した歪みに応じた電気的信号を得ることができる。   Here, when the first connecting arm 44 is curved and deformed in the Y-axis direction, the piezoelectric element 55 (piezoelectric layer 552) contracts and the piezoelectric element 56 (piezoelectric layer 562) expands according to the deformation. As the piezoelectric element 55 (piezoelectric layer 552) expands and the piezoelectric element 56 (piezoelectric layer 562) contracts, an electrical signal corresponding to the generated strain can be obtained.

同様に、第2連結腕45の上面には、Y軸方向に離間して設けられた2つの圧電体素子(歪み検出素子)57、58が設けられている。圧電体出素子57、58は、xy平面にて、第2連結腕45の軸に対して対称的に設けられている。圧電素子57、58は、重心Gを通るyz平面に関して圧電素子55、56と対照的に形成されている。なお、圧電体素子57、58の構成および機能は、前述した圧電素子55、56と同様であるため、その説明を省略する。   Similarly, two piezoelectric elements (strain detection elements) 57 and 58 provided apart from each other in the Y-axis direction are provided on the upper surface of the second connecting arm 45. The piezoelectric element elements 57 and 58 are provided symmetrically with respect to the axis of the second connecting arm 45 in the xy plane. The piezoelectric elements 57 and 58 are formed in contrast to the piezoelectric elements 55 and 56 with respect to the yz plane passing through the center of gravity G. In addition, since the structure and function of the piezoelectric elements 57 and 58 are the same as those of the piezoelectric elements 55 and 56 described above, description thereof is omitted.

第1駆動振動腕46および第3駆動振動腕48は、第1連結腕44の先端部から互いに反対に延出している。また、第2駆動振動腕47および第4駆動振動腕49は、第2連結腕45の先端部から互いに反対に延出している。第1、第3駆動振動腕46、48および第2、第4駆動振動腕47、49は、重心Gを通るYZ平面に関して対称的に形成されている。また、第1、第2駆動振動腕46、47および第3、第4駆動振動腕48、49は、重心Gを通るXZ平面に関して対称的に形成されている。これら第1〜第4駆動振動腕46〜49は、それぞれ、略矩形の横断面形状をなしている。   The first drive vibrating arm 46 and the third drive vibrating arm 48 extend opposite to each other from the distal end portion of the first connecting arm 44. Further, the second drive vibrating arm 47 and the fourth drive vibrating arm 49 extend in the opposite directions from the tip of the second connecting arm 45. The first and third drive vibrating arms 46 and 48 and the second and fourth drive vibrating arms 47 and 49 are formed symmetrically with respect to the YZ plane passing through the center of gravity G. The first and second drive vibrating arms 46 and 47 and the third and fourth drive vibrating arms 48 and 49 are formed symmetrically with respect to the XZ plane passing through the center of gravity G. Each of the first to fourth drive vibrating arms 46 to 49 has a substantially rectangular cross-sectional shape.

第1駆動振動腕46には、一対の駆動信号電極730と一対の駆動接地電極740とが形成されている。具体的には、駆動信号電極730の一方は、側面461の上面側に形成されており、他方は、側面462の下面側に形成されている。また、駆動接地電極740の一方は、側面461の下面側であって、側面462に形成された駆動信号電極730と対向するように形成され、他方は、側面462の上面側であって、側面461に形成された駆動信号電極730と対向するように形成されている。   A pair of drive signal electrodes 730 and a pair of drive ground electrodes 740 are formed on the first drive vibrating arm 46. Specifically, one of the drive signal electrodes 730 is formed on the upper surface side of the side surface 461, and the other is formed on the lower surface side of the side surface 462. One of the drive ground electrodes 740 is formed on the lower surface side of the side surface 461 so as to face the drive signal electrode 730 formed on the side surface 462, and the other is on the upper surface side of the side surface 462. It is formed so as to face the drive signal electrode 730 formed at 461.

同様に、第3駆動振動腕48にも、一対の駆動信号電極730と一対の駆動接地電極740とが形成されている。具体的には、駆動信号電極730の一方は、側面481の上面側に形成されており、他方は、側面482の下面側に形成されている。また、駆動接地電極740の一方は、側面481の下面側であって、側面482に形成された駆動信号電極730と対向するように形成され、他方は、側面482の上面側であって、側面481に形成された駆動信号電極730と対向するように形成されている。   Similarly, a pair of drive signal electrodes 730 and a pair of drive ground electrodes 740 are also formed on the third drive vibrating arm 48. Specifically, one of the drive signal electrodes 730 is formed on the upper surface side of the side surface 481, and the other is formed on the lower surface side of the side surface 482. One of the drive ground electrodes 740 is formed on the lower surface side of the side surface 481 so as to face the drive signal electrode 730 formed on the side surface 482, and the other is the upper surface side of the side surface 482, It is formed to face the drive signal electrode 730 formed at 481.

同様に、第2駆動振動腕47にも、一対の駆動信号電極730と一対の駆動接地電極740とが形成されている。具体的には、駆動信号電極730の一方は、側面472の上面側に形成されており、他方は、側面471の下面側に形成されている。また、駆動接地電極740の一方は、側面472の下面側であって、側面471に形成された駆動信号電極730と対向するように形成され、他方は、側面471の上面側であって、側面472に形成された駆動信号電極730と対向するように形成されている。   Similarly, a pair of drive signal electrodes 730 and a pair of drive ground electrodes 740 are also formed on the second drive vibrating arm 47. Specifically, one of the drive signal electrodes 730 is formed on the upper surface side of the side surface 472 and the other is formed on the lower surface side of the side surface 471. One of the drive ground electrodes 740 is formed on the lower surface side of the side surface 472 so as to face the drive signal electrode 730 formed on the side surface 471, and the other is the upper surface side of the side surface 471, It is formed so as to face the drive signal electrode 730 formed at 472.

同様に、第4駆動振動腕49にも、一対の駆動信号電極730と一対の駆動接地電極740とが形成されている。具体的には、駆動信号電極730の一方は、側面492の上面側に形成されており、他方は、側面491の下面側に形成されている。また、駆動接地電極740の一方は、側面492の下面側であって、側面491に形成された駆動信号電極730と対向するように形成され、他方は、側面491の上面側であって、側面492に形成された駆動信号電極730と対向するように形成されている。   Similarly, a pair of drive signal electrodes 730 and a pair of drive ground electrodes 740 are also formed on the fourth drive vibrating arm 49. Specifically, one of the drive signal electrodes 730 is formed on the upper surface side of the side surface 492, and the other is formed on the lower surface side of the side surface 491. One of the drive ground electrodes 740 is formed on the lower surface side of the side surface 492 so as to face the drive signal electrode 730 formed on the side surface 491, and the other is the upper surface side of the side surface 491, It is formed so as to face the drive signal electrode 730 formed at 492.

このような配置で駆動信号電極730および駆動接地電極740を形成すると、駆動信号電極730と駆動接地電極740との間に駆動信号を印加することによって、第1〜第4駆動振動腕46〜49をそれぞれZ軸方向へ、かつ、同じ側へ屈曲振動させることができる。
以上、ジャイロセンサー2の構成について説明した。ジャイロセンサー2は、次のようにしてX軸まわりの角速度ωxおよびY軸まわりの角速度ωyを検出する。以下、図4ないし図6に基づいて説明するが、説明の便宜上、図4では、各種電極および圧電体素子の図示を省略している。また、図4(a)は、図1中のA−A線断面図に相当する断面図であり、(b)は、図1中のB−B線断面図に相当する断面図である。
When the drive signal electrode 730 and the drive ground electrode 740 are formed in such an arrangement, by applying a drive signal between the drive signal electrode 730 and the drive ground electrode 740, the first to fourth drive vibrating arms 46 to 49 are applied. Can be bent and vibrated in the Z-axis direction and on the same side.
The configuration of the gyro sensor 2 has been described above. The gyro sensor 2 detects the angular velocity ωx around the X axis and the angular velocity ωy around the Y axis as follows. Hereinafter, although description will be made based on FIGS. 4 to 6, for convenience of description, illustration of various electrodes and piezoelectric elements is omitted in FIG. 4. 4A is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 4B is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view taken along the line BB in FIG.

角速度が加わらない状態において、駆動信号電極730および駆動接地電極740間に交番電圧を印加すると、第1〜第4駆動振動腕46〜49は、それぞれ、Z軸方向にかつ互いに同じ側へ屈曲振動する。この際、第1、第2検出振動腕421、422は、それぞれ、図4に示すように、第1〜第4駆動振動腕46〜49とのバランスを取るように、Z軸方向にかつ第1〜第4駆動振動腕46〜49と逆向きに屈曲振動する。このような第1、第2検出振動腕421、422の振動によって、Z軸方向の振動が相殺されるため、振動漏れを防止または抑制することができる。   When an alternating voltage is applied between the drive signal electrode 730 and the drive ground electrode 740 in a state where the angular velocity is not applied, the first to fourth drive vibrating arms 46 to 49 bend and vibrate in the Z-axis direction and to the same side, respectively. To do. At this time, as shown in FIG. 4, the first and second detection vibrating arms 421 and 422 are arranged in the Z-axis direction and in the first direction so as to be balanced with the first to fourth driving vibrating arms 46 to 49, respectively. Bend and vibrate in the opposite direction to the first to fourth drive vibrating arms 46 to 49. Such vibrations of the first and second detection vibrating arms 421 and 422 cancel out vibrations in the Z-axis direction, so that vibration leakage can be prevented or suppressed.

この状態で、ジャイロセンサー2にY軸まわりの角速度ωyが加わると、図5に示すように、コリオリ力Aが作用し、このコリオリ力Aを駆動力として、矢印Bで示す振動(Y軸回り角速度検出振動モード)が励起される。このとき、第1、第2検出振動腕421、422に生じる変形は、X軸に関して同じ方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±10%以内の周波数であることが好ましい。   In this state, when an angular velocity ωy about the Y axis is applied to the gyro sensor 2, a Coriolis force A acts as shown in FIG. 5, and this Coriolis force A is used as a driving force to cause vibrations (around the Y axis). The angular velocity detection vibration mode) is excited. At this time, the deformation generated in the first and second detection vibrating arms 421 and 422 is in the same direction with respect to the X axis. The detection vibration mode is preferably a frequency within ± 10% of the drive frequency.

なお、この第1、第2検出振動腕421、422の振動方向に関しては、第1、第2検出振動腕421、422がX軸に関して同方向に振動していると言い換えることができる。これは、第1〜第4駆動振動腕46〜49がコリオリ力の作用によって図5のように振動し、なおかつ、第1、第2検出振動腕421、422は、基部41を挟んで上側と下側にそれぞれ延出しているため、第1検出振動腕421は、第1、第2駆動振動腕46、47に対応した変形をし、第2検出振動腕422は、第3、第4駆動振動腕48、49に対応した変形をするためである。   In addition, regarding the vibration direction of the first and second detection vibrating arms 421 and 422, it can be said that the first and second detection vibrating arms 421 and 422 are vibrating in the same direction with respect to the X axis. This is because the first to fourth drive vibrating arms 46 to 49 vibrate as shown in FIG. 5 due to the action of the Coriolis force, and the first and second detection vibrating arms 421 and 422 are located on the upper side across the base 41. Since each of the first detection vibrating arms 421 extends downward, the first detection vibrating arm 421 is deformed corresponding to the first and second drive vibrating arms 46 and 47, and the second detection vibrating arm 422 is third and fourth driven. This is for performing deformation corresponding to the vibrating arms 48 and 49.

このような検出振動モードにより発生した第1検出振動腕421の歪みを第1検出信号電極710aおよび第1検出接地電極720aから信号として取り出すとともに、第2検出振動腕422の歪みを第2検出信号電極710bおよび第2検出接地電極720bから信号として取り出し、これら2つの信号に基づいて、Y軸まわりの角速度ωyが求められる。
特に、第1、第2検出振動腕421、422がY軸に沿って延在しているため、角速度ωyが加わった際に、より効率的に(大きく)X軸方向に振動する。そのため、前記信号の強度が大きくなり、より正確に角速度ωyを検出することができる。
The distortion of the first detection vibrating arm 421 generated in such a detection vibration mode is taken out as a signal from the first detection signal electrode 710a and the first detection ground electrode 720a, and the distortion of the second detection vibration arm 422 is taken as the second detection signal. A signal is extracted from the electrode 710b and the second detection ground electrode 720b, and an angular velocity ωy about the Y axis is obtained based on these two signals.
In particular, since the first and second detection vibrating arms 421 and 422 extend along the Y-axis, when the angular velocity ωy is applied, the first and second detection vibrating arms 421 and 422 vibrate more efficiently (largely) in the X-axis direction. Therefore, the intensity of the signal is increased, and the angular velocity ωy can be detected more accurately.

一方、ジャイロセンサー2にX軸まわりの角速度ωxが加わると、図6に示すように、コリオリ力Aが作用し、このコリオリ力Aを駆動力として、矢印Bで示す振動(X軸回り角速度検出振動モード)が励起される。このとき、第1、第2連結腕44、45に生じる変形は、Y軸に関して同じ方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±10%以内の周波数であることが好ましい。   On the other hand, when an angular velocity ωx around the X axis is applied to the gyro sensor 2, a Coriolis force A acts as shown in FIG. 6, and this Coriolis force A is used as a driving force to cause vibration indicated by an arrow B (detection of angular velocity around the X axis). Vibration mode) is excited. At this time, the deformation generated in the first and second connecting arms 44 and 45 is in the same direction with respect to the Y axis. The detection vibration mode is preferably a frequency within ± 10% of the drive frequency.

なお、この第1、第2連結腕44、45の振動方向に関しては、第1、第2連結腕44、45がY軸に関して同方向に振動していると言い換えることができる。これは、第1〜第4駆動振動腕46〜49がコリオリ力の作用によって図6のように振動し、なおかつ、第1、第2連結腕44、45は、基部41を挟んで左側と右側にそれぞれ延出しているため、第1連結腕44は、第1、第3駆動振動腕46、48に対応した変形をし、第2連結腕45は、第2、第4駆動振動腕47、49に対応した変形をするためである。   In addition, regarding the vibration direction of the first and second connecting arms 44 and 45, it can be said that the first and second connecting arms 44 and 45 vibrate in the same direction with respect to the Y axis. This is because the first to fourth drive vibrating arms 46 to 49 vibrate as shown in FIG. 6 due to the action of the Coriolis force, and the first and second connecting arms 44 and 45 are located on the left and right sides with the base 41 interposed therebetween. Therefore, the first connecting arm 44 is deformed corresponding to the first and third driving vibrating arms 46 and 48, and the second connecting arm 45 is changed to the second and fourth driving vibrating arms 47, 48, respectively. This is because the deformation corresponding to 49 is performed.

このような検出振動モードにより発生した第1連結腕44の歪みを一対の圧電体素子55、56から信号として取り出すとともに、第2連結腕45の歪みを一対の圧電体素子57、58から信号として取り出し、これら4つの信号に基づいて、X軸まわりの角速度ωxが求められる。   The distortion of the first connecting arm 44 generated in such a detection vibration mode is taken out as a signal from the pair of piezoelectric elements 55 and 56, and the distortion of the second connecting arm 45 is taken as a signal from the pair of piezoelectric elements 57 and 58. Based on these four signals, the angular velocity ωx around the X axis is obtained.

特に、第1、第2連結腕44、45がX軸に沿って延在しているため、角速度ωxが加わった際に、より効率的に(大きく)Y軸方向に振動する。そのため、前記信号の強度が大きくなり、より正確に角速度ωxを検出することができる。
なお、ジャイロセンサー2に、X軸およびY軸の両軸に対して傾斜した軸まわりの角速度ωxyが加わったときには、前述した角速度ωyが加わったときの振動モードと、角速度ωxが加わったときの振動モードとが同時に発生する。このようなときでも、第1、第2検出振動腕412、422の歪みから角速度ωyを、第1、第2連結腕44、45の歪みから角速度ωxを、それぞれ、独立して検出することができる。
In particular, since the first and second connecting arms 44 and 45 extend along the X axis, when the angular velocity ωx is applied, the first and second connecting arms 44 and 45 vibrate more efficiently (largely) in the Y axis direction. Therefore, the intensity of the signal is increased, and the angular velocity ωx can be detected more accurately.
When the angular velocity ωxy about the axis inclined with respect to both the X axis and the Y axis is added to the gyro sensor 2, the vibration mode when the angular velocity ωy is added and the angular velocity ωx are added. Vibration mode occurs at the same time. Even in such a case, the angular velocity ωy can be detected independently from the distortion of the first and second detection vibrating arms 412, 422, and the angular velocity ωx can be detected independently from the distortion of the first and second connecting arms 44, 45. it can.

また、第1、第2検出振動腕421、422は、Y軸方向に延在しているため、角速度ωxによって新たな振動が励起されることが実質的に無く、同様に、第1、第2連結部44、45は、x軸方向に延在しているため、角速度ωyによって新たな振動が励起されることが実質的にない。そのため、X軸およびY軸の両軸に対して傾斜した軸まわりの角速度ωxyが加わっても、角速度ωx、ωyが合成されることなく、第1、第2検出振動腕421、422から角速度ωyを、第1、第2連結腕44、45から角速度ωxを、それぞれ独立して検出することができる。   In addition, since the first and second detection vibrating arms 421 and 422 extend in the Y-axis direction, no new vibration is substantially excited by the angular velocity ωx. Since the two connecting portions 44 and 45 extend in the x-axis direction, new vibrations are not substantially excited by the angular velocity ωy. Therefore, even if the angular velocity ωxy around the axis inclined with respect to both the X axis and the Y axis is added, the angular velocities ωy and ωy are not synthesized, and the angular velocity ωy is obtained from the first and second detection vibrating arms 421 and 422. Can be detected independently from the first and second connecting arms 44 and 45, respectively.

<第2実施形態>
次に、本発明のジャイロセンサーの第2実施形態について説明する。
図7は、本発明の第2実施形態にかかるジャイロセンサーの平面図、図8は、図7中のD−D線断面図およびE−E線断面図、図9は、Y軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図、図10は、X軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the gyro sensor of the present invention will be described.
7 is a plan view of a gyro sensor according to a second embodiment of the present invention, FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line DD and EE in FIG. 7, and FIG. 9 is an angular velocity around the Y axis. FIG. 10 is a plan view showing the vibration of the gyro sensor when an angular velocity around the X axis is applied.

以下、第2実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第2実施形態にかかるジャイロセンサーでは、その検出振動系の構成が異なる以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図7〜図10では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
The gyro sensor according to the second embodiment of the present invention is substantially the same as the first embodiment except that the configuration of the detection vibration system is different. 7-10, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.

図7に示すように、本実施形態のジャイロセンサー2Aの検出振動系は、4つの検出振動腕、すなわち第1、第2、第3、第4検出振動腕421A、422A、423A、424Aを有している。
第1、第2検出振動腕421A、422Aと第3、第4検出振動腕423A、424Aは、基部41からY軸方向に互いに反対に延出している。
As shown in FIG. 7, the detection vibration system of the gyro sensor 2A of the present embodiment includes four detection vibration arms, that is, first, second, third, and fourth detection vibration arms 421A, 422A, 423A, and 424A. doing.
The first and second detection vibrating arms 421A and 422A and the third and fourth detection vibrating arms 423A and 424A extend from the base 41 opposite to each other in the Y-axis direction.

第1検出振動腕421Aおよび第2検出振動腕422Aは、それぞれ、基部41の一端(図7中の上側の端)からY軸方向の一方側に延出している。また、第1検出振動腕421Aおよび第2検出振動腕422Aは、それぞれ、X軸およびY軸の両軸に傾斜する方向に延在しており、互いの離間距離が先端側に向けて漸増している(すなわち、互いにX軸方向反対側に向けて延出している)。また、第1検出振動腕421Aおよび第2検出振動腕422Aは、振動片3の重心(中心)Gを通るYZ平面に関して対称的に形成されている。   The first detection vibrating arm 421A and the second detection vibrating arm 422A each extend from one end of the base 41 (the upper end in FIG. 7) to one side in the Y-axis direction. Further, the first detection vibrating arm 421A and the second detection vibrating arm 422A extend in directions inclined to both the X-axis and the Y-axis, respectively, and the distance between them gradually increases toward the tip side. (That is, they extend toward opposite sides in the X-axis direction). Further, the first detection vibrating arm 421A and the second detection vibrating arm 422A are formed symmetrically with respect to the YZ plane passing through the center of gravity (center) G of the vibrating piece 3.

同様に、第3検出振動腕423Aおよび第4検出振動腕424Aは、それぞれ、基部41の他端からY軸方向の他方側に延出している。また、第3検出振動腕423Aおよび第4検出振動腕424Aは、それぞれ、X軸およびY軸の両軸に傾斜する方向に延在しており、互いの離間距離が先端側に向けて漸増している。(すなわち、互いにX軸方向反対側に向けて延出している)。また、第3検出振動腕423Aおよび第4検出振動腕424Aは、重心Gを通るYZ平面に関して対称的に形成されている。   Similarly, the third detection vibrating arm 423A and the fourth detection vibrating arm 424A each extend from the other end of the base 41 to the other side in the Y-axis direction. Further, the third detection vibrating arm 423A and the fourth detection vibrating arm 424A extend in directions inclined to both the X-axis and the Y-axis, respectively, and the separation distance from each other gradually increases toward the tip side. ing. (That is, they extend toward the opposite sides in the X-axis direction). Further, the third detection vibrating arm 423A and the fourth detection vibrating arm 424A are formed symmetrically with respect to the YZ plane passing through the center of gravity G.

また、第1、第2検出振動腕421A、422Aと第3、第4検出振動腕423A、424Aは、重心Gを通るXZ平面に関して対称的に形成されており、第1、第3検出振動腕421A、423Aと第2、第4検出振動腕422A、424Aは、重心Gを通るYZ平面に関して対称的に形成されている。これら第1〜第4検出振動腕421A〜424Aは、それぞれ、略矩形の横断面形状をなしている。   The first and second detection vibrating arms 421A and 422A and the third and fourth detection vibrating arms 423A and 424A are formed symmetrically with respect to the XZ plane passing through the center of gravity G, and the first and third detection vibrating arms 421A and 423A and the second and fourth detection vibrating arms 422A and 424A are formed symmetrically with respect to the YZ plane passing through the center of gravity G. Each of the first to fourth detection vibrating arms 421A to 424A has a substantially rectangular cross-sectional shape.

ここで、振動片3を水晶で構成した場合、第1〜第4検出振動腕421A〜422Aの延在方向は、水晶の分極方向と直交する方向に一致するのが好ましい。これにより、優れた検出精度を発揮することができる。
図8に示すように、第1検出振動腕421Aの上面および下面には第1検出信号電極710aが形成されている。これと同様に、第2検出振動腕422Aの上面および下面には第2検出信号電極710bが形成されており、第3検出振動腕423Aの上面および下面には第3検出信号電極710cが形成されており、第4検出振動腕424Aの上面および下面には第4検出信号電極710dが形成されている。
Here, when the resonator element 3 is made of quartz, it is preferable that the extending directions of the first to fourth detection vibrating arms 421A to 422A coincide with the direction orthogonal to the polarization direction of the quartz. Thereby, excellent detection accuracy can be exhibited.
As shown in FIG. 8, the first detection signal electrode 710a is formed on the upper and lower surfaces of the first detection vibrating arm 421A. Similarly, the second detection signal electrode 710b is formed on the upper and lower surfaces of the second detection vibrating arm 422A, and the third detection signal electrode 710c is formed on the upper and lower surfaces of the third detection vibrating arm 423A. A fourth detection signal electrode 710d is formed on the upper and lower surfaces of the fourth detection vibrating arm 424A.

また、第1検出振動腕421Aの両側面には第1検出接地電極720aが形成されている。これと同様に、第2検出振動腕422Aの両側面には第2検出接地電極720bが形成されており、第3検出振動腕423Aの両側面には第3検出接地電極720cが形成されており、第4検出振動腕424Aの両側面には第4検出接地電極720dが形成されている。
このようなジャイロセンサー2Aは、次のようにしてX軸まわりの角速度ωxおよびY軸まわりの角速度ωyを検出する。
In addition, first detection ground electrodes 720a are formed on both side surfaces of the first detection vibrating arm 421A. Similarly, the second detection ground electrode 720b is formed on both side surfaces of the second detection vibrating arm 422A, and the third detection ground electrode 720c is formed on both side surfaces of the third detection vibration arm 423A. A fourth detection ground electrode 720d is formed on both side surfaces of the fourth detection vibrating arm 424A.
Such a gyro sensor 2A detects the angular velocity ωx around the X axis and the angular velocity ωy around the Y axis as follows.

角速度が加わらない状態において、駆動信号電極730および駆動接地電極740間に交番電圧を印加すると、第1〜第4駆動振動腕46〜49は、それぞれ、Z軸方向にかつ互いに同じ側へ屈曲振動する。この際、第1〜第4検出振動腕421A〜424Aは、それぞれ、第1〜第4駆動振動腕46〜49とのバランスを取るように、Z軸方向にかつ第1〜第4駆動振動腕46〜49と逆向きに屈曲振動する。   When an alternating voltage is applied between the drive signal electrode 730 and the drive ground electrode 740 in a state where the angular velocity is not applied, the first to fourth drive vibrating arms 46 to 49 bend and vibrate in the Z-axis direction and to the same side, respectively. To do. At this time, the first to fourth detection vibrating arms 421A to 424A are arranged in the Z-axis direction and the first to fourth driving vibration arms so as to balance the first to fourth driving vibration arms 46 to 49, respectively. Bends and vibrates in the direction opposite to 46-49.

この状態で、ジャイロセンサー2AにY軸まわりの角速度ωyが加わると、図9に示すように、コリオリ力Aが作用し、このコリオリ力Aを駆動力して矢印Bで示す振動(Y軸回り角速度検出振動モード)が励振される。この時、第1〜第4検出振動腕421A〜424Aに生じる変形は、X軸に関して同方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±10%以内の周波数であることが好ましい。   In this state, when an angular velocity ωy about the Y axis is applied to the gyro sensor 2A, a Coriolis force A acts as shown in FIG. Angular velocity detection vibration mode) is excited. At this time, the deformation generated in the first to fourth detection vibrating arms 421A to 424A is in the same direction with respect to the X axis. The detection vibration mode is preferably a frequency within ± 10% of the drive frequency.

なお、この第1〜第4検出振動腕421A〜424Aの振動方向に関しては、第1〜第4検出振動腕421A〜424AがX軸に関して同方向に振動し、第1、第2検出振動腕421A、422Aと、第3、第4検出振動腕423A、424Aは、Y軸方向に関して逆方向に振動していると言い換えることができる。これは、第1〜第4駆動振動腕46〜49にX軸に関して同方向のコリオリ力が働くためX軸方向に関しては同方向に振動するが、第1、第2検出振動腕421A、422Aと、第3、第4検出振動腕423A、424Aは、Y軸に関して基部を挟んで逆方向に延出しているため、Y軸方向に関しては逆方向に振動するためである。   Regarding the vibration direction of the first to fourth detection vibrating arms 421A to 424A, the first to fourth detection vibrating arms 421A to 424A vibrate in the same direction with respect to the X axis, and the first and second detection vibrating arms 421A. In other words, 422A and the third and fourth detection vibrating arms 423A and 424A vibrate in the opposite direction with respect to the Y-axis direction. This is because the Coriolis force in the same direction with respect to the X axis acts on the first to fourth drive vibrating arms 46 to 49 and vibrates in the same direction with respect to the X axis direction, but the first and second detection vibrating arms 421A and 422A This is because the third and fourth detection vibrating arms 423A and 424A extend in the opposite direction with respect to the Y axis with the base interposed therebetween, and thus vibrate in the opposite direction with respect to the Y axis direction.

また、ジャイロセンサー2AにX軸まわりの角速度ωxが加わると、図10に示すように、コリオリ力Aが作用し、このコリオリ力Aを駆動力して矢印Bで示す振動(X軸回り角速度検出振動モード)が励振される。この時、第1〜第4検出振動腕421A〜424Aに生じる変形は、Y軸に関して同方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±10%以内の周波数であることが好ましい。   Further, when an angular velocity ωx around the X axis is applied to the gyro sensor 2A, as shown in FIG. 10, a Coriolis force A acts, and the Coriolis force A is driven to vibrate as indicated by an arrow B (angular velocity detection around the X axis). Vibration mode) is excited. At this time, the deformation generated in the first to fourth detection vibrating arms 421A to 424A is in the same direction with respect to the Y axis. The detection vibration mode is preferably a frequency within ± 10% of the drive frequency.

なお、この第1〜第4検出振動腕421A〜424Aの振動方向に関しては、第1〜第4検出振動腕421A〜424AがY軸に関して同方向に振動し、第1、第2検出振動腕421A、422Aと第3、第4検出振動腕423A、424Aは、X軸方向に関して逆方向に振動していると言い換えることができる。これは第1〜第4検出振動腕421A〜424AにY軸に関して同方向のコリオリ力が働くためY軸方向に関しては同方向に振動するが、第1、第2検出振動腕421A、422Aと第3、第4検出振動腕423A、424Aは、X軸に関して基部を挟んで逆方向に延出しているため、X軸方向に関しては逆方向に振動するためである。   Regarding the vibration direction of the first to fourth detection vibrating arms 421A to 424A, the first to fourth detection vibrating arms 421A to 424A vibrate in the same direction with respect to the Y axis, and the first and second detection vibrating arms 421A. In other words, 422A and the third and fourth detection vibrating arms 423A and 424A vibrate in the opposite direction with respect to the X-axis direction. This is because the Coriolis force in the same direction with respect to the Y axis acts on the first to fourth detection vibrating arms 421A to 424A and vibrates in the same direction with respect to the Y axis, but the first and second detection vibrating arms 421A and 422A 3, because the fourth detection vibrating arms 423A and 424A extend in the reverse direction with the base interposed therebetween with respect to the X axis, and thus vibrate in the reverse direction with respect to the X axis direction.

ジャイロセンサー2Aでは、前述のX軸まわりの角速度ωxが加わったときと、Y軸まわりの角速度ωyが加わったときとの第1〜第4検出振動腕421A〜424Aの振動方向の異なりを利用して、角速度ωxおよび角速度ωyをそれぞれ独立して検出することができる。
具体的に説明すると、角速度ωyが加わったときに、第1検出信号電極710aと第1検出接地電極720aとから取り出される信号V1は、角速度ωyに起因した信号+Vyであり、第2検出信号電極710bと第2検出接地電極720bとから取り出される信号V2は、角速度ωyに起因した信号+Vyであり、第3検出信号電極710cと第3検出接地電極720cとから取り出される信号V3は、角速度ωyに起因した信号+Vyであり、第4検出信号電極710dと第4検出接地電極720dとから取り出される信号V4は、角速度ωyに起因した信号+Vyである。すなわち、V1=+Vy、V2=+Vy、V3=+Vy、V4=+Vyとなるように歪み検出手段を設ける。
The gyro sensor 2A uses the difference in vibration direction of the first to fourth detection vibrating arms 421A to 424A when the angular velocity ωx around the X axis is added and when the angular velocity ωy around the Y axis is added. Thus, the angular velocity ωx and the angular velocity ωy can be detected independently.
More specifically, when the angular velocity ωy is added, the signal V1 extracted from the first detection signal electrode 710a and the first detection ground electrode 720a is a signal + Vy resulting from the angular velocity ωy, and the second detection signal electrode The signal V2 extracted from the 710b and the second detection ground electrode 720b is a signal + Vy resulting from the angular velocity ωy, and the signal V3 extracted from the third detection signal electrode 710c and the third detection ground electrode 720c has the angular velocity ωy. The signal + Vy resulting from the fourth detection signal electrode 710d and the fourth detection ground electrode 720d is the signal + Vy resulting from the angular velocity ωy. That is, the strain detection means is provided so that V1 = + Vy, V2 = + Vy, V3 = + Vy, and V4 = + Vy.

また、角速度ωxが加わったときに、第1検出信号電極710aと第1検出接地電極720aとから取り出される信号V1は、角速度ωxに起因した信号+Vxであり、第2検出信号電極710bと第2検出接地電極720bとから取り出される信号V2は、角速度ωxに起因した信号−Vxであり、第3検出信号電極710cと第3検出接地電極720cとから取り出される信号V3は、角速度ωxに起因した信号−Vxであり、第4検出信号電極710dと第4検出接地電極720dとから取り出される信号V4は、角速度ωxに起因した信号+Vxである。すなわち、V1=+Vx、V2=−Vx、V3=−Vx、V4=+Vxである。なお、この時の信号V1〜V4の間で符号が異なるのは、前述したように、歪み検出手段がY軸回りの角速度に対し同符号の信号を生じるように構成されているためである。   Further, when the angular velocity ωx is added, the signal V1 extracted from the first detection signal electrode 710a and the first detection ground electrode 720a is a signal + Vx resulting from the angular velocity ωx, and the second detection signal electrode 710b and the second detection signal electrode 710b. The signal V2 extracted from the detection ground electrode 720b is a signal −Vx caused by the angular velocity ωx, and the signal V3 extracted from the third detection signal electrode 710c and the third detection ground electrode 720c is a signal caused by the angular velocity ωx. −Vx, and the signal V4 extracted from the fourth detection signal electrode 710d and the fourth detection ground electrode 720d is a signal + Vx caused by the angular velocity ωx. That is, V1 = + Vx, V2 = −Vx, V3 = −Vx, V4 = + Vx. The reason why the signs differ between the signals V1 to V4 at this time is that, as described above, the distortion detecting means is configured to generate a signal having the same sign for the angular velocity around the Y axis.

そのため、ジャイロセンサー2Aに、X軸およびY軸の両軸に対して傾斜した軸まわりの角速度ωxyが加わったときに、第1検出信号電極710aと第1検出接地電極720aとから取り出される信号V1は、前述した各軸まわりの角速度が加わったときに取り出される信号の合成であり、すなわち、(+Vx)+(+Vy)である。同様に、第2検出信号電極710bと第2検出接地電極720bとから取り出される信号V2は、(−Vx)+(+Vy)であり、第3検出信号電極710cと第3検出接地電極720cとから取り出される信号V3は、(−Vx)+(+Vy)であり、第4検出信号電極710dと第4検出接地電極720dとから取り出される信号V4は、(+Vx)+(+Vy)である。すなわち、信号V1〜V4は、以下の式で表すことができる。
V1=Vx+Vy・・・・(1)
V2=−Vx+Vy・・・・(2)
V3=−Vx+Vy・・・・(3)
V4=Vx+Vy・・・・(4)
Therefore, when the angular velocity ωxy about the axis inclined with respect to both the X axis and the Y axis is applied to the gyro sensor 2A, the signal V1 taken out from the first detection signal electrode 710a and the first detection ground electrode 720a. Is a synthesis of signals taken out when the angular velocities about the axes described above are added, that is, (+ Vx) + (+ Vy). Similarly, the signal V2 extracted from the second detection signal electrode 710b and the second detection ground electrode 720b is (−Vx) + (+ Vy), and from the third detection signal electrode 710c and the third detection ground electrode 720c. The extracted signal V3 is (−Vx) + (+ Vy), and the signal V4 extracted from the fourth detection signal electrode 710d and the fourth detection ground electrode 720d is (+ Vx) + (+ Vy). That is, the signals V1 to V4 can be expressed by the following equations.
V1 = Vx + Vy (1)
V2 = −Vx + Vy (2)
V3 = −Vx + Vy (3)
V4 = Vx + Vy (4)

このようにして得られた信号V1〜V4(式(1)〜式(4))から選択した複数の式を互いに加減算する(加算または減算する)ことにより、角速度ωxyから、X軸まわりの角速度ωxと、Y軸まわりの角速度ωyとを分離することができ、角速度ωxおよび角速度ωyをそれぞれ独立して検出することができる。
具体的には、例えば、V1−V2=2Vxとなり、角速度ωxyから角速度ωyに起因する信号Vyを排除することができる。これにより、X軸まわりの角速度ωxが分離されるとともに、角速度ωxが求まる。同様に、V4−V3=2Vxとなり、この式からも角速度ωxが求まる。角速度ωxを検出するには、上記2つの式のうちのいずれか一方を用いればよいが、両者を用いて角速度ωxを求めることにより、より精度よく角速度ωxを求めることができる。また、ジャイロセンサー2Aが正常に機能している場合には、(V1−V2)の値と(V4−V3)の値とが等しい。そのため、(V1−V2)の値と(V4−V3)の値とが許容範囲以上異なる場合には、ジャイロセンサー2Aの破損、故障等を疑うことができ、信頼性が向上する。また、これらの値の差を出荷前の品質検査等に用いることもできる。
By adding or subtracting (adding or subtracting) a plurality of expressions selected from the signals V1 to V4 (expressions (1) to (4)) obtained in this way, an angular velocity around the X axis is obtained from the angular velocity ωxy. ωx and the angular velocity ωy around the Y axis can be separated, and the angular velocity ωx and the angular velocity ωy can be detected independently.
Specifically, for example, V1−V2 = 2Vx, and the signal Vy resulting from the angular velocity ωy can be excluded from the angular velocity ωxy. Thereby, the angular velocity ωx around the X axis is separated and the angular velocity ωx is obtained. Similarly, V4−V3 = 2Vx, and the angular velocity ωx can be obtained from this equation. In order to detect the angular velocity ωx, either one of the above two formulas may be used. However, the angular velocity ωx can be obtained with higher accuracy by obtaining the angular velocity ωx using both of them. When the gyro sensor 2A is functioning normally, the value of (V1-V2) is equal to the value of (V4-V3). Therefore, when the value of (V1-V2) and the value of (V4-V3) are different from each other by an allowable range or more, the gyro sensor 2A can be suspected of being damaged or broken, and the reliability is improved. Also, the difference between these values can be used for quality inspection before shipment.

同様に、例えば、V1+V2=2Vyとなり、角速度ωxyから角速度ωxに起因する信号Vxを排除することができる。これにより、Y軸まわりの角速度ωyが分離されるとともに、角速度ωyが求まる。同様に、V4+V3=2Vyとなり、この式からも角速度ωyが求まる。角速度ωyを検出するには、上記2つの式のうちのいずれか一方を用いればよいが、両者を用いて角速度ωyを求めることにより、より精度よく角速度ωyを求めることができる。
このようなジャイロセンサー2Aによれば、簡単に、X軸まわりの角速度ωxおよびY軸まわりの角速度ωyをそれぞれ独立して検出することができる。
このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
Similarly, for example, V1 + V2 = 2Vy, and the signal Vx resulting from the angular velocity ωx can be excluded from the angular velocity ωxy. Thereby, the angular velocity ωy around the Y axis is separated and the angular velocity ωy is obtained. Similarly, V4 + V3 = 2Vy, and the angular velocity ωy can be obtained from this equation. In order to detect the angular velocity ωy, either one of the above two formulas may be used. However, by obtaining the angular velocity ωy using both of them, the angular velocity ωy can be obtained more accurately.
According to such a gyro sensor 2A, the angular velocity ωx around the X axis and the angular velocity ωy around the Y axis can be easily detected independently.
Also according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

<第3実施形態>
次に、本発明のジャイロセンサーの第3実施形態について説明する。
図11は、本発明の第3実施形態にかかるジャイロセンサーの平面図、図12は、図11中のF−F線断面図、G−G線断面図、H−H線断面図およびI−I線断面図である。
以下、第3実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the gyro sensor of the present invention will be described.
FIG. 11 is a plan view of a gyro sensor according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line FF, GG, cross-sectional view taken along line H-H, and I-- It is I line sectional drawing.
Hereinafter, the third embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

本発明の第3実施形態にかかるジャイロセンサーでは、駆動振動系の構成が異なる以外は、第2実施形態とほぼ同様である。なお、図11および図12では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
図11に示すように、本実施形態のジャイロセンサー2Bは、2つの駆動振動腕、すなわち第1駆動振動腕46Bおよび第2駆動振動腕47Bを有している。
The gyro sensor according to the third embodiment of the present invention is substantially the same as the second embodiment except that the configuration of the drive vibration system is different. In FIG. 11 and FIG. 12, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.
As shown in FIG. 11, the gyro sensor 2B of the present embodiment has two drive vibration arms, that is, a first drive vibration arm 46B and a second drive vibration arm 47B.

第1駆動振動腕46Bおよび第2駆動振動腕47Bは、基部41からY軸方向に互いに反対に延出している。また、第1駆動振動腕46Bは、第1検出振動腕421Aと第2検出振動腕422Aとの間に位置し、第2駆動振動腕47Bは、第3検出振動腕423Aと第4検出振動腕424Aとの間に位置している。このような第1、第2駆動振動腕46B、47Bは、重心Gを通るXZ平面に対して対称的に設けられている。   The first drive vibrating arm 46B and the second drive vibrating arm 47B extend from the base 41 opposite to each other in the Y-axis direction. The first drive vibration arm 46B is located between the first detection vibration arm 421A and the second detection vibration arm 422A, and the second drive vibration arm 47B is the third detection vibration arm 423A and the fourth detection vibration arm. It is located between 424A. Such first and second drive vibrating arms 46B and 47B are provided symmetrically with respect to the XZ plane passing through the center of gravity G.

第1駆動振動腕46Bは、基部41から延出しY軸方向に延在する本体461Bと、本体461Bの先端から分岐した2つの枝部462B、463Bとを有している。各枝部462B、463Bは、X軸およびY軸の両軸に対して傾斜した方向に延在している。振動片3がZカット水晶板で構成されている場合には、本体461Bと各枝部462B、463Bは全て分極方向と直交する方向に延出している。   The first drive vibrating arm 46B has a main body 461B extending from the base 41 and extending in the Y-axis direction, and two branch portions 462B and 463B branched from the tip of the main body 461B. Each branch portion 462B, 463B extends in a direction inclined with respect to both the X axis and the Y axis. When the resonator element 3 is formed of a Z-cut quartz plate, the main body 461B and the branch portions 462B and 463B all extend in a direction orthogonal to the polarization direction.

これと同様に、第2駆動振動腕47Bは、基部41から延出しY軸方向に延在する本体471Bと、本体471Bの先端から分岐した2つの枝部472B、473Bとを有している。各枝部472B、473Bは、X軸およびY軸の両軸に対して傾斜した方向に延在している。振動片3がZカット水晶板で構成されている場合には、本体471Bと各枝部472B、473Bは全て分極方向と直交する方向に延出している。   Similarly, the second drive vibrating arm 47B has a main body 471B extending from the base portion 41 and extending in the Y-axis direction, and two branch portions 472B and 473B branched from the tip of the main body 471B. Each branch part 472B, 473B extends in a direction inclined with respect to both the X axis and the Y axis. When the resonator element 3 is formed of a Z-cut quartz plate, the main body 471B and the branch portions 472B and 473B all extend in a direction orthogonal to the polarization direction.

第1、第2駆動振動腕46B、47Bを上記のような構成とすることにより、ジャイロセンサー2Bの大型化を抑えつつ、第1、第2駆動振動腕46B、47Bの全長(本体および各枝部の長さの合計)をより長くすることができ、CI値を低下させることができる。
図12に示すように、このような第1駆動振動腕46Bには、複数の駆動信号電極730および複数の駆動接地電極740が形成されている。具体的には、駆動信号電極730は、本体461Bの側面461Baの上面側、本体461Bの側面461Bbの下面側、枝部462Bの側面462Baの下面側、枝部462Bの側面462Bbの上面側、枝部463Bの側面462Baの下面側、および、枝部463Bの側面463Bbの上面側に形成されている。また、駆動接地電極740は、本体461Bの側面461Baの下面側、本体461Bの側面461Bbの上面側、枝部462Bの側面462Baの上面側、枝部462Bの側面462Bbの下面側、枝部463Bの側面462Baの上面側、および、枝部463Bの側面463Bbの下面側に形成されている。
By configuring the first and second drive vibrating arms 46B and 47B as described above, the overall length of the first and second drive vibrating arms 46B and 47B (the main body and each branch) is suppressed while suppressing an increase in the size of the gyro sensor 2B. The sum of the lengths of the portions) can be made longer, and the CI value can be lowered.
As shown in FIG. 12, a plurality of drive signal electrodes 730 and a plurality of drive ground electrodes 740 are formed on the first drive vibrating arm 46B. Specifically, the drive signal electrode 730 includes the upper surface side of the side surface 461Ba of the main body 461B, the lower surface side of the side surface 461Bb of the main body 461B, the lower surface side of the side surface 462Ba of the branch portion 462B, the upper surface side of the side surface 462Bb of the branch portion 462B. It is formed on the lower surface side of the side surface 462Ba of the portion 463B and the upper surface side of the side surface 463Bb of the branch portion 463B. The drive ground electrode 740 includes a lower surface side of the side surface 461Ba of the main body 461B, an upper surface side of the side surface 461Bb of the main body 461B, an upper surface side of the side surface 462Ba of the branch portion 462B, a lower surface side of the side surface 462Bb of the branch portion 462B, It is formed on the upper surface side of the side surface 462Ba and on the lower surface side of the side surface 463Bb of the branch portion 463B.

同様に、第2駆動振動腕47Bにも、複数の駆動信号電極730および複数の駆動接地電極740が形成されている。具体的には、駆動信号電極730は、本体471Bの側面471Baの上面側、本体471Bの側面471Bbの下面側、枝部472Bの側面472Baの下面側、枝部472Bの側面472Bbの上面側、枝部473Bの側面472Baの下面側、および、枝部473Bの側面473Bbの上面側に形成されている。また、駆動接地電極740は、本体471Bの側面471Baの下面側、本体471Bの側面471Bbの上面側、枝部472Bの側面472Baの上面側、枝部472Bの側面472Bbの下面側、枝部473Bの側面472Baの上面側、および、枝部473Bの側面473Bbの下面側に形成されている。   Similarly, a plurality of drive signal electrodes 730 and a plurality of drive ground electrodes 740 are also formed on the second drive vibrating arm 47B. Specifically, the drive signal electrode 730 includes the upper surface side of the side surface 471Ba of the main body 471B, the lower surface side of the side surface 471Bb of the main body 471B, the lower surface side of the side surface 472Ba of the branch portion 472B, the upper surface side of the side surface 472Bb of the branch portion 472B. It is formed on the lower surface side of the side surface 472Ba of the portion 473B and the upper surface side of the side surface 473Bb of the branch portion 473B. The driving ground electrode 740 includes a lower surface side of the side surface 471Ba of the main body 471B, an upper surface side of the side surface 471Bb of the main body 471B, an upper surface side of the side surface 472Ba of the branch portion 472B, a lower surface side of the side surface 472Bb of the branch portion 472B, It is formed on the upper surface side of the side surface 472Ba and the lower surface side of the side surface 473Bb of the branch portion 473B.

駆動信号電極730および駆動接地電極740間に交番電圧を印加すると、第1、第2駆動振動腕46B、47Bは、それぞれ、Z軸方向にかつ互いに同じ側へ屈曲振動する。
以上、ジャイロセンサー2Bの構成について説明した。
このようなジャイロセンサー2BによるX軸まわりの角速度ωxおよびY軸まわりの角速度ωyの検出方法は、前述した第2実施形態のジャイロセンサー2Aと同様であるため、その説明を省略する。
このような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
When an alternating voltage is applied between the drive signal electrode 730 and the drive ground electrode 740, the first and second drive vibrating arms 46B and 47B bend and vibrate in the Z-axis direction and on the same side.
The configuration of the gyro sensor 2B has been described above.
The detection method of the angular velocity ωx around the X axis and the angular velocity ωy around the Y axis by the gyro sensor 2B is the same as that of the gyro sensor 2A of the second embodiment described above, and the description thereof is omitted.
Also according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

次に、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器について、図13〜図15に基づき、詳細に説明する。
図13は、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部100を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100にはジャイロセンサー2が内蔵されている。
Next, an electronic device including the gyro sensor of the present invention will be described in detail based on FIGS.
FIG. 13 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which an electronic device including the gyro sensor of the present invention is applied. In this figure, a personal computer 1100 includes a main body portion 1104 provided with a keyboard 1102 and a display unit 1106 provided with a display portion 100. The display unit 1106 is rotated with respect to the main body portion 1104 via a hinge structure portion. It is supported movably. Such a personal computer 1100 has a built-in gyro sensor 2.

図14は、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部100が配置されている。このような携帯電話機1200にはジャイロセンサー2が内蔵されている。   FIG. 14 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile phone (including PHS) to which an electronic device including the gyro sensor of the present invention is applied. In this figure, a cellular phone 1200 includes a plurality of operation buttons 1202, an earpiece 1204, and a mouthpiece 1206, and the display unit 100 is disposed between the operation buttons 1202 and the earpiece 1204. Such a cellular phone 1200 has a built-in gyro sensor 2.

図15は、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
FIG. 15 is a perspective view illustrating a configuration of a digital still camera to which an electronic device including the gyro sensor of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown.
Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a digital still camera 1300 photoelectrically converts a light image of a subject with an imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device). An imaging signal (image signal) is generated.

ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリ1308に転送・格納される。   A display unit is provided on the back of a case (body) 1302 in the digital still camera 1300, and is configured to display based on an imaging signal from the CCD. The display unit is a finder that displays an object as an electronic image. Function. A light receiving unit 1304 including an optical lens (imaging optical system), a CCD, and the like is provided on the front side (the back side in the drawing) of the case 1302. When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit and presses the shutter button 1306, the CCD image pickup signal at that time is transferred and stored in the memory 1308.

また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニター1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリ1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。
このようなディジタルスチルカメラ1300には、ジャイロセンサー2が内蔵されている。
In the digital still camera 1300, a video signal output terminal 1312 and an input / output terminal 1314 for data communication are provided on the side surface of the case 1302. As shown in the figure, a television monitor 1430 is connected to the video signal output terminal 1312 and a personal computer 1440 is connected to the input / output terminal 1314 for data communication as necessary. Further, the imaging signal stored in the memory 1308 is output to the television monitor 1430 or the personal computer 1440 by a predetermined operation.
Such a digital still camera 1300 incorporates a gyro sensor 2.

なお、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器は、図13のパーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、図14の携帯電話機、図15のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレーター等に適用することができる。   In addition to the personal computer (mobile personal computer) shown in FIG. 13, the mobile phone shown in FIG. 14, and the digital still camera shown in FIG. Inkjet printers), laptop personal computers, televisions, video cameras, video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations, televisions Telephone, crime prevention TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (for example, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measuring devices, instruments Type (for example, vehicle Aircraft, gauges of a ship), can be applied to a flight simulator or the like.

以上、本発明のジャイロセンサーおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。   As described above, the gyro sensor and the electronic device according to the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit is an arbitrary configuration having the same function. Can be substituted.

また、前述した実施形態では、なお、振動片を圧電性を有する材料で構成したものについて説明したが、これに限定されず、振動片を、例えばシリコン基板で構成してもよい。この場合には、各駆動振動腕を、例えば圧電膜を用いて振動させることができる。
また、前述した実施形態では、第1〜第4駆動振動腕を有するものについて説明したが、駆動振動腕の数は、特に限定されず、例えば、第3駆動振動腕と第4駆動振動腕を省略してもよいし、第2駆動振動腕と第4駆動振動腕を省略してもよい(この場合は、残りの第3駆動振動腕が「第2駆動振動腕」として機能する)。
In the above-described embodiment, the vibration piece is made of a material having piezoelectricity. However, the present invention is not limited to this, and the vibration piece may be made of a silicon substrate, for example. In this case, each drive vibrating arm can be vibrated using, for example, a piezoelectric film.
In the above-described embodiment, the first to fourth drive vibrating arms have been described. However, the number of the drive vibrating arms is not particularly limited. For example, the third drive vibrating arm and the fourth drive vibrating arm are provided. The second drive vibration arm and the fourth drive vibration arm may be omitted (in this case, the remaining third drive vibration arm functions as a “second drive vibration arm”).

また、前述した実施形態では、歪み検知手段として各連結腕に2つの圧電体素子を設けた構成について説明したが、圧電体素子の数は、特に限定されず、例えば、1つであってもよい。
また、前述した実施形態では、X軸、Y軸およびZ軸が互いに直交する場合について説明したが、X軸、Y軸およびZ軸は、互いに交差していればよく、必ずしも直交していなくてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which two piezoelectric elements are provided on each connecting arm as the strain detection means has been described. However, the number of piezoelectric elements is not particularly limited. Good.
In the above-described embodiment, the case where the X axis, the Y axis, and the Z axis are orthogonal to each other has been described. However, the X axis, the Y axis, and the Z axis need only intersect with each other, and are not necessarily orthogonal. Also good.

2、2A、2B……ジャイロセンサー 3……振動片 41……基部 421……第1検出駆動腕 421A……第1検出駆動腕 422……第2検出振動腕 422A……第2検出振動腕 423A……第3検出振動腕 424A……第4検出振動腕 44……第1連結腕 45……第2連結腕 46……第1駆動振動腕 461、462……側面 46B……第1駆動振動腕 461B……本体 461Ba、461Bb……側面 462B……枝部 462Ba、462Bb……側面 463B……枝部 463Ba、463Bb……側面 47……第2駆動振動腕 471、472……側面 47B……第2駆動振動腕 471B……本体 471Ba、471Bb……側面 472B……枝部 472Ba、472Bb……側面 473B……枝部 473Ba、473Bb……側面 48……第3駆動振動腕 481、482……側面 49…第4駆動振動腕 491、492……側面 55、56、57、58……圧電体素子 551、561……第1電極層 552、562……圧電体層 553、563……第2電極層 710a……第1検出信号電極 710b……第2検出信号電極 710c……第3検出信号電極 710d……第4検出信号電極 720a……第1検出接地電極 720b……第2検出接地電極 720c……第3検出接地電極 720d……第4検出接地電極 730……駆動信号電極 740……駆動接地電極 100‥‥表示部 1100‥‥パーソナルコンピューター 1102‥‥キーボード 1104‥‥本体部 1106‥‥表示ユニット 1200‥‥携帯電話機 1202‥‥操作ボタン 1204‥‥受話口 1206‥‥送話口 1300‥‥ディジタルスチルカメラ 1302‥‥ケース 1304‥‥受光ユニット 1306‥‥シャッターボタン 1308‥‥メモリ 1312‥‥ビデオ信号出力端子 1314‥‥入出力端子 1430‥‥テレビモニター 1440‥‥パーソナルコンピューター G‥‥重心(中心)   2, 2A, 2B ... Gyro sensor 3 ... Vibrating piece 41 ... Base 421 ... First detection driving arm 421A ... First detection driving arm 422 ... Second detection vibrating arm 422A ... Second detection vibrating arm 423A …… Third detection vibrating arm 424A …… Fourth detection vibrating arm 44 …… First connecting arm 45 …… Second connecting arm 46 …… First driving vibrating arm 461, 462 …… Side surface 46B …… First driving Vibration arm 461B …… Main body 461Ba, 461Bb …… Side surface 462B …… Branch part 462Ba, 462Bb …… Side face 463B …… Branch part 463Ba, 463Bb …… Side face 47 …… Second drive vibration arm 471, 472 …… Side face 47B… ... Second drive vibrating arm 471B ... Main body 471Ba, 471Bb ... Side 472B ... Branch 472Ba, 472Bb ... Side 473B ... Branch 73Ba, 473Bb: Side surface 48: Third drive vibration arm 481, 482 ... Side surface 49 ... Fourth drive vibration arm 491, 492 ... Side surface 55, 56, 57, 58 ... Piezoelectric element 551, 561 ... First electrode layer 552, 562 ... Piezoelectric layer 553, 563 ... Second electrode layer 710a ... First detection signal electrode 710b ... Second detection signal electrode 710c ... Third detection signal electrode 710d ... Fourth Detection signal electrode 720a... First detection ground electrode 720b... Second detection ground electrode 720c... Third detection ground electrode 720d ... Fourth detection ground electrode 730... Drive signal electrode 740. Display unit 1100 ... Personal computer 1102 ... Keyboard 1104 ... Main unit 1106 ... Display unit 1200 ... Mobile phone Speaker 1202 ... Operation button 1204 ... Earpiece 1206 ... Mouthpiece 1300 ... Digital still camera 1302 ... Case 1304 ... Light receiving unit 1306 ... Shutter button 1308 ... Memory 1312 ... Video signal output terminal 1314 ... Input / output terminal 1430 Television monitor 1440 Personal computer G Center of gravity (center)

Claims (11)

互いに交差する3つの軸を第1軸、第2軸および第3軸としたとき、
基部と、
前記基部を挟んで前記第1軸に沿って延出された第1連結腕および第2連結腕と、
前記基部を挟んで前記第2軸に沿って延出された第1検出振動腕および第2検出振動腕と、
前記第1連結腕から前記第2軸に沿って延出された第1駆動振動腕と、
前記第2連結腕から前記第2軸に沿って延出された第2駆動振動腕と、を含み、
前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の各々は、前記第3軸の方向に振動し、
前記第1連結腕、前記第2連結腕、前記第1検出振動腕および前記第2検出振動腕の各々は、歪み検出手段を備え、且つ、検出軸回りに角速度が印加されたときに前記第1軸および前記第2軸を含む平面内で振動することを特徴とするジャイロセンサー。
When three axes intersecting each other are defined as a first axis, a second axis, and a third axis,
The base,
A first connecting arm and a second connecting arm extending along the first axis across the base,
A first detection vibrating arm and a second detection vibrating arm extending along the second axis across the base;
A first drive vibrating arm extending from the first connecting arm along the second axis;
A second drive vibrating arm extending from the second connecting arm along the second axis,
Each of the first drive vibrating arm and the second drive vibrating arm vibrates in the direction of the third axis,
Each of the first connection arm, the second connection arm, the first detection vibration arm, and the second detection vibration arm includes a strain detection unit, and the first connection arm, the second detection arm, and the second detection vibration arm, when an angular velocity is applied around the detection axis. A gyro sensor that vibrates in a plane including one axis and the second axis.
前記第2軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第1検出振動腕および前記第2検出振動腕の各々は、前記第1軸の同じ方向に振動することを特徴とする請求項1に記載のジャイロセンサー。   The first detection vibrating arm and the second detection vibrating arm each vibrate in the same direction of the first axis when an angular velocity is applied around the second axis. The gyro sensor described. 前記第1軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第1連結腕および前記第2連結腕の各々は、前記第2軸の同じ方向に振動することを特徴とする請求項1に記載のジャイロセンサー。   The said 1st connection arm and the said 2nd connection arm each vibrate in the same direction of the said 2nd axis | shaft when an angular velocity is applied around the said 1st axis | shaft, The said 1st axis | shaft is characterized by the above-mentioned. Gyro sensor. 前記第1検出振動腕および前記第2検出振動腕の出力信号に基づいて、前記第2軸まわりの角速度を検出し、
前記第1連結腕および前記第2連結腕の出力信号に基づいて、前記第1軸まわりの角速度を検出することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のジャイロセンサー。
Detecting an angular velocity around the second axis based on output signals of the first detection vibrating arm and the second detection vibrating arm;
4. The gyro sensor according to claim 1, wherein an angular velocity around the first axis is detected based on output signals of the first connecting arm and the second connecting arm. 5.
前記第1駆動振動腕が延出する方向とは反対の方向に延出する第3駆動振動腕と、
前記第2駆動振動腕が延出する方向とは反対の方向に延出する第4駆動振動腕と、を含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載のジャイロセンサー。
A third drive vibration arm extending in a direction opposite to a direction in which the first drive vibration arm extends;
5. The gyro sensor according to claim 1, further comprising: a fourth drive vibrating arm extending in a direction opposite to a direction in which the second drive vibrating arm extends.
互いに交差する3つの軸を第1軸、第2軸および第3軸としたとき、
基部と、
前記基部から前記第1軸に沿って互いに反対に延びる第1連結腕および第2連結腕と、
前記第1連結腕から前記第2軸に沿って延びる第1駆動振動腕と、
前記第2連結腕から前記第2軸に沿って延びる第2駆動振動腕と、
前記基部の一端から前記第1軸および前記第2軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第1軸方向の反対側へ延びる第1検出振動腕および第2検出振動腕と、
前記基部の他端から前記第1軸および前記第2軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第1軸方向の反対側へ延びる第3検出振動腕および第4検出振動腕と、を含み、
前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の各々は、前記第3軸の方向に振動し、
前記第1検出振動腕、前記第2検出振動腕、前記第3検出振動腕および前記第4検出振動腕の各々は、歪み検出手段を備え、且つ、検出軸回りに角速度が印加されたときに前記第1軸および前記第2軸を含む平面内で振動することを特徴とするジャイロセンサー。
When three axes intersecting each other are defined as a first axis, a second axis, and a third axis,
The base,
A first connecting arm and a second connecting arm extending oppositely from each other along the first axis from the base;
A first drive vibrating arm extending from the first connecting arm along the second axis;
A second drive vibrating arm extending from the second connecting arm along the second axis;
A first detection vibrating arm and a second detection vibrating arm extending from one end of the base in a direction intersecting both the first axis and the second axis and opposite to each other in the first axis direction;
A third detection vibration arm and a fourth detection vibration arm that extend from the other end of the base in a direction intersecting both the first axis and the second axis and to the opposite sides of the first axis direction,
Each of the first drive vibrating arm and the second drive vibrating arm vibrates in the direction of the third axis,
Each of the first detection vibration arm, the second detection vibration arm, the third detection vibration arm, and the fourth detection vibration arm includes a strain detection unit, and an angular velocity is applied around the detection axis. A gyro sensor that vibrates in a plane including the first axis and the second axis.
互いに交差する3つの軸を第1軸、第2軸および第3軸としたとき、
基部と、
前記基部の一端から前記第1軸および前記第2軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第1軸方向の反対側へ延びる第1検出振動腕および第2検出振動腕と、
前記基部の他端から前記第1軸および前記第2軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第1軸方向の反対側へ延びる第3検出振動腕および第4検出振動腕と、
前記第1検出振動腕および前記第2検出振動腕の間に位置し、前記基部の一端から前記第1軸に沿って延出された第1駆動振動腕と、
前記第3検出振動腕および前記第4検出振動腕の間に位置し、前記基部の他端から前記第1軸に沿って延出された第2駆動振動腕と、を含み、
前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の先端部は、前記第1軸および前記第2軸の両軸に対して傾斜した方向へ延在する少なくとも2つの枝部に分岐し、
前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の各々は、前記第3軸の方向に振動し、
前記第1検出振動腕、前記第2検出振動腕、前記第3検出振動腕および前記第4検出振動腕の各々は、歪み検出手段を備え、且つ、検出軸回りに角速度が印加されたときに前記第1軸および前記第2軸を含む平面内で振動することを特徴とするジャイロセンサー。
When three axes intersecting each other are defined as a first axis, a second axis, and a third axis,
The base,
A first detection vibrating arm and a second detection vibrating arm extending from one end of the base in a direction intersecting both the first axis and the second axis and opposite to each other in the first axis direction;
A third detection vibrating arm and a fourth detection vibrating arm extending from the other end of the base in a direction intersecting both the first axis and the second axis and to the opposite sides of the first axis direction,
A first drive vibration arm located between the first detection vibration arm and the second detection vibration arm and extending from one end of the base portion along the first axis;
A second drive vibration arm located between the third detection vibration arm and the fourth detection vibration arm and extending from the other end of the base portion along the first axis;
The distal ends of the first drive vibrating arm and the second drive vibrating arm branch into at least two branches extending in a direction inclined with respect to both the first axis and the second axis,
Each of the first drive vibrating arm and the second drive vibrating arm vibrates in the direction of the third axis,
Each of the first detection vibration arm, the second detection vibration arm, the third detection vibration arm, and the fourth detection vibration arm includes a strain detection unit, and an angular velocity is applied around the detection axis. A gyro sensor that vibrates in a plane including the first axis and the second axis.
前記第2軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第1検出振動腕、前記第2検出振動腕、前記第3検出振動腕および前記第4検出振動腕の各々は、前記第1軸の同じ方向に振動することを特徴とする請求項6または7に記載のジャイロセンサー。   When an angular velocity is applied around the second axis, each of the first detection vibrating arm, the second detection vibrating arm, the third detection vibrating arm, and the fourth detection vibrating arm is The gyro sensor according to claim 6 or 7, wherein the gyro sensor vibrates in the same direction. 前記第1軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第1検出振動腕、前記第2検出振動腕、前記第3検出振動腕および前記第4検出振動腕の各々は、前記第2軸の同じ方向に振動することを特徴とする請求項6または7に記載のジャイロセンサー。   When an angular velocity is applied around the first axis, each of the first detection vibrating arm, the second detection vibrating arm, the third detection vibrating arm, and the fourth detection vibrating arm is The gyro sensor according to claim 6 or 7, wherein the gyro sensor vibrates in the same direction. 前記第1検出振動腕、前記第2検出振動腕、前記第3検出振動腕および前記第4検出振動腕の出力信号に基づいて、前記第1軸まわりの角速度および前記第2軸まわりの角速度の少なくとも一方を検出することを特徴とする請求項6ないし9のいずれか一項に記載のジャイロセンサー。   Based on the output signals of the first detection vibrating arm, the second detection vibrating arm, the third detection vibrating arm, and the fourth detection vibrating arm, the angular velocity around the first axis and the angular velocity around the second axis The gyro sensor according to any one of claims 6 to 9, wherein at least one of them is detected. 請求項1ないし10のいずれか一項に記載のジャイロセンサーを備えたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the gyro sensor according to any one of claims 1 to 10.
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