JP2015087251A - 振動素子、物理量検出装置、電子機器、および移動体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に振動素子100は、振動腕20を駆動させる信号が入力される駆動入力電極30と、振動腕20の屈曲に基づく信号を出力するための駆動出力電極32と、コリオリ力による振動腕22の屈曲に基づく信号を検出するための第1検出電極40および第2検出電極42と、基部10に設けられ、駆動入力電極30に接続された駆動入力配線50と、基部10に設けられ、駆動出力電極32に接続された駆動出力配線52と、基部10に設けられ、第1検出電極40に接続された第1検出配線60と、基部10に設けられ、第2検出電極42に接続された第2検出配線62と、基部10の、平面視において駆動入力配線50と第1検出配線60との間、および駆動入力配線50と第2検出配線62との間に設けられ、固定された電位が入力される固定電位配線70と、を含む。
【選択図】図1
Description
本適用例に係る振動素子は、
基部と、
前記基部に接続された複数の振動腕と、
前記振動腕に設けられ、前記振動腕を駆動させる信号が入力される駆動入力電極と、
前記振動腕に設けられ、前記振動腕の屈曲に基づく信号を出力するための駆動出力電極と、
前記振動腕に設けられ、コリオリ力による前記振動腕の屈曲に基づく信号を検出するための第1検出電極および第2検出電極と、
前記基部に設けられ、前記駆動入力電極に接続された駆動入力配線と、
前記基部に設けられ、前記駆動出力電極に接続された駆動出力配線と、
前記基部に設けられ、前記第1検出電極に接続された第1検出配線と、
前記基部に設けられ、前記第2検出電極に接続された第2検出配線と、
前記基部の、平面視において前記駆動入力配線と前記第1検出配線との間、および前記駆動入力配線と前記第2検出配線との間に設けられ、固定された電位が入力される固定電位配線と、
を含む。
本適用例に係る振動素子において、
前記基部から、第1軸に沿って互いに反対方向に延出する第1連結腕および第2連結腕と、
前記振動腕に設けられ、コリオリ力による前記振動腕の屈曲に基づく信号を検出するための第3検出電極および第4検出電極と、
を含み、
複数の前記振動腕のうちの第1駆動振動腕および第2駆動振動腕は、前記第1連結腕から、前記第1軸と直交する第2軸に沿って互いに反対方向に延出し、
複数の前記振動腕のうちの第3駆動振動腕および第4駆動振動腕は、前記第2連結腕から、前記第2軸に沿って互いに反対方向に延出し、
複数の前記振動腕のうちの第1検出振動腕および第2検出振動腕は、前記基部から、前記第2軸に沿って互いに反対方向に延出し、
前記駆動入力電極および前記駆動出力電極は、前記第1駆動振動腕、前記第2駆動振動腕、前記第3駆動振動腕、および前記第4駆動振動腕に設けられ、
前記第1検出電極および前記第2検出電極は、前記第1検出振動腕に設けられ、
前記第3検出電極および前記第4検出電極は、前記第2検出振動腕に設けられていてもよい。
本適用例に係る振動素子において、
複数の前記振動腕のうちの第1駆動振動腕および第2駆動振動腕は、第1軸に沿って並んで配置され、前記基部から前記第1軸と直交する第2軸に沿って延出し、
複数の前記振動腕のうちの第1検出振動腕および第2検出振動腕は、前記第1軸に沿って並んで配置され、前記基部から前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の延出方向と反対方向に延出し、
前記駆動入力電極および前記駆動出力電極は、前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕に設けられ、
前記第1検出電極および前記第2検出電極は、前記第1検出振動腕および前記第2検出振動腕に設けられていてもよい。
本適用例に係る振動素子において、
前記基部は、
平面視において前記駆動入力配線と前記第1検出配線との間、および前記駆動入力配線と前記第2検出配線との間に、前記第1軸および前記第2軸と交差する第3軸に沿った側面を有し、
前記固定電位配線は、前記側面に設けられていてもよい。
本適用例に係る振動素子は、
基部と、
前記基部から、第1軸に沿って互いに反対方向に延出する第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1軸と直交する第2軸に沿って互いに反対方向に延出する第1駆動振動腕および第2駆動振動腕と、
前記第2連結腕から、前記第2軸に沿って互いに反対方向に延出する第3駆動振動腕および第4駆動振動腕と、
前記基部から、前記第2軸に沿って互いに反対方向に延出する第1検出振動腕および第2検出振動腕と、
前記第1〜第4駆動振動腕に設けられ、前記第1〜第4駆動腕を駆動させる信号が入力される駆動入力電極と、
前記第1〜第4駆動振動腕に設けられ、前記第1〜第4駆動腕の屈曲に基づく信号を出力するための駆動出力電極と、
前記第1検出振動腕に設けられ、コリオリ力による前記第1検出振動腕の屈曲に基づく信号を検出するための第1検出電極および第2検出電極と、
前記第2検出振動腕に設けられ、コリオリ力による前記第2検出振動腕の屈曲に基づく信号を出力するための第3検出電極および第4検出電極と、
前記基部に設けられ、前記駆動入力電極に接続された駆動入力配線と、
前記基部に設けられ、前記駆動出力電極に接続された駆動出力配線と、
前記基部に設けられ、前記第1検出電極に接続された第1検出配線と、
前記基部に設けられ、前記第2検出電極に接続された第2検出配線と、
前記基部に設けられ、前記第3検出電極に接続された第3検出配線と、
前記基部に設けられ、前記第4検出電極に接続された第4検出配線と、
を含み、
前記第2検出配線および前記第4検出配線には、固定された電位が入力され、
前記基部は、
平面視において前記駆動入力配線と前記第1検出配線との間、および前記駆動入力配線と前記第3検出配線との間に、前記第1軸および前記第2軸と交差する第3軸に沿った側面を有し、
前記第2検出配線は、平面視において前記駆動入力配線と前記第1検出配線との間の前記側面に設けられ、
前記第4検出配線は、平面視において前記駆動入力配線と前記第3検出配線との間の前記側面に設けられている。
本適用例に係る振動素子は、
基部と、
第1軸に沿って並んで配置され、前記基部から前記第1軸と直交する第2軸に沿って延出する第1駆動振動腕および第2駆動振動腕と、
前記第1軸に沿って並んで配置され、前記基部から前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の延出方向と反対方向に延出する第1検出振動腕および第2検出振動腕と、
前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕に設けられ、前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕を駆動させる信号が入力される駆動入力電極と、
前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕に設けられ、前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の屈曲に基づく信号を出力するための駆動出力電極と、
前記第1検出振動腕および前記第2検出振動腕に設けられ、コリオリ力による前記第1検出振動腕および第2検出振動腕の屈曲に基づく信号を検出するための第1検出電極および第2検出電極と、
前記基部に設けられ、前記駆動入力電極に接続された駆動入力配線と、
前記基部に設けられ、前記駆動出力電極に接続された駆動出力配線と、
前記基部に設けられ、前記第1検出電極に接続された第1検出配線と、
前記基部に設けられ、前記第2検出電極に接続された第2検出配線と、
を含み、
前記第2検出配線は、固定された電位が入力され、
前記基部は、
平面視において前記駆動入力配線と前記第1検出配線との間に、前記第1軸および前記第2軸と直交する第3軸に沿った側面を有し、
前記第2検出配線は、前記側面に設けられている。
本適用例に係る振動素子において、
前記基部には、溝部が設けられ、
前記側面は、前記溝部の内面であってもよい。
本適用例に係る振動素子において、
前記基部には、貫通孔が設けられ、
前記側面は、前記貫通孔の内面であってもよい。
本適用例に係る振動素子において、
前記貫通孔は、固定された電位が入力される前記固定電位配線または前記第2検出配線によって充填されていてもよい。
本適用例に係る振動素子において、
前記基部には、凸部が設けられ、
前記側面は、前記凸部の面であってもよい。
本適用例に係る物理量検出装置は、
本適用例に係る振動素子と、
前記駆動入力電極に前記振動腕を駆動させる信号を出力し、かつ前記駆動出力電極から出力される信号が入力される駆動回路と、
前記第1検出電極から出力される信号に基づいて、所定の物理量を検出する検出回路と、
を含む。
本適用例に係る電子機器は、
本適用例に係る振動素子を含む。
本適用例に係る移動体は、
本適用例に係る振動素子を含む。
1.1. 振動素子
まず、第1実施形態に係る振動素子について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る振動素子100を模式的に示す平面図である。図2は、第1実施形態に係る振動素子100を模式的に示す図1のII−II線断面図である。なお、図1,2および以下に示す図では、互いに直交する3つの軸として、X軸(第1軸)、Y軸(第2軸)、およびZ軸(第3軸)を図示している。
いわゆる音叉型の振動片である。
基部10の第1主面2aに設けられている。第2検出配線62は、第2検出電極42に接続されている。第2検出配線62は、基部10の第1主面2aにおいて、外部部材に接続される端子部62aを有している。図示の例では、端子部62aの平面形状は、矩形である。
接続を行うことが困難である。そのため、製造コストが高くなってしまう。振動素子100では、このような問題を回避することができ、簡易な工程で実装されることができる。
次に、第1実施形態に係る振動素子の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
1.3.1. 第1変形例
次に、第1実施形態の第1変形例に係る振動素子について、図面を参照しながら説明する。図3は、第1実施形態の第1変形例に係る振動素子101を模式的に示す断面図であって、図2に対応している。
ってもよい。
次に、第1実施形態の第2変形例に係る振動素子について、図面を参照しながら説明する。図4は、第1実施形態の第2変形例に係る振動素子102を模式的に示す断面図であって、図2に対応している。
部71は、駆動入力配線50および検出配線60,62よりも+Z軸方向側に(基部10側とは反対側に)突出した部分である。これにより、空間を介して生じる寄生容量を低減することができる。
次に、第1実施形態の第3変形例に係る振動素子について、図面を参照しながら説明する。図7は、第1実施形態の第3変形例に係る振動素子103を模式的に示す断面図であって、図2に対応している。
2.1. 振動素子
次に、第2実施形態に係る振動素子について、図面を参照しながら説明する。図8および図9は、第2実施形態に係る振動素子200を模式的に示す平面図である。図10は、第2実施形態に係る振動素子200を模式的に示す図8のX−X線断面図である。
出電極46は、第2検出振動腕232の側面3および幅広部5に設けられている。第4検出電極46は、例えば、第2検出電極42と、中心点Gを通りXZ平面に平行な面に関して、面対称に配置されている。第4検出電極46は、コリオリ力による検出振動腕232の屈曲に基づく信号(第2検出信号)を検出するための電極である。第4検出電極46は、例えば、第2検出信号に対して、基準となる電位を有する電極である。
222,224,226が矢印Bの方向に振動する。この矢印Bの方向の振動は、中心点Gに対して周方向の振動である。そして、駆動振動腕220,222,224,226の振動によって、連結腕210,212が矢印Bの方向に振動する。この振動が基部10を介して、検出振動腕230,232に伝達され、検出振動腕230,232を矢印Cで示すように振動させる。矢印Cの方向の振動は、中心点Gに対して矢印Bとは周方向に反対向きの振動である。この検出振動腕230,232の屈曲振動により、第1検出電極40と第2検出電極42との間に発生する電位差、および第3検出電極44と第4検出電極46との間に発生する電位差を検出することによって、Z軸まわりの角速度を求めることができる。
次に、第2実施形態に係る振動素子の製造方法について、説明する。第2実施形態に係る振動素子200の製造方法は、振動片1を形成する工程において、振動片1をダブルT型の振動片に形成し、電極30,32,40,42および配線50,52,60,62,70を形成する工程において、さらに、電極44,46および配線64,66,72を形成すること以外は、第1実施形態に係る振動素子100の製造方法と、基本的に同じである。したがって、その詳細な説明を省略する。
次に、第2実施形態の変形例に係る振動素子について、図面を参照しながら説明する。図13および図14は、第2実施形態に係る振動素子201を模式的に示す平面図である。図15は、第2実施形態の変形例に係る振動素子201を模式的に示す図13のXV−XV線断面図である。
、固定電位配線62,66は、接地されている。したがって、振動素子201では、検出電極42,46は、固定された電位が入力される電極であり、具体的には、グランド電位を有している。
3.1. 振動素子
次に、第3実施形態に係る振動素子について、図面を参照しながら説明する。図16および図17は、第3実施形態に係る振動素子300を模式的に示す平面図である。図18は、第3実施形態に係る振動素子300を模式的に示す図16のXVIII−XVIII線断面図である。
、検出振動腕230,232と、支持部240と、梁部250,252,254,256と、を有している。
いる。駆動出力配線52は、支持部240に端子部52aを有し、端子部52aと駆動出力電極32とを接続している。
次に、第3実施形態に係る振動素子の製造方法について、説明する。第3実施形態に係る振動素子300の製造方法は、振動片1を形成する工程において、振動片1をH型の振動片に形成すること以外は、第1実施形態に係る振動素子100の製造方法と、基本的に同じである。したがって、その詳細な説明を省略する。
次に、第3実施形態の変形例に係る振動素子について、図面を参照しながら説明する。図19および図20は、第3実施形態に係る振動素子301を模式的に示す平面図である。図21は、第3実施形態の変形例に係る振動素子301を模式的に示す図19のXXI−XXI線断面図である。
た透視図であって、第2主面2b側の構成を説明するための図である。
次に、第4実施形態に係る物理量検出装置について、図面を参照しながら説明する。図22は、第4実施形態に係る物理量検出装置400を模式的に示す断面図である。物理量検出装置400は、本発明に係る振動素子を含む。以下では、本発明に係る振動素子として、振動素子100を用いた例について説明する。なお、便宜上、図22では、リッド420を透視して図示している。
,52a,60a,62aおよび固定電位配線70と接続されている。すなわち、ICチップ430は、振動素子100の電極30,32,40,42および固定電位配線70と電気的に接続されている。
に平滑化され、可変増幅回路457に入力される。
次に、第5実施形態に係る電子機器について、図面を参照しながら説明する。第5実施形態に係る電子機器は、本発明に係る振動素子を含む。以下では、本発明に係る振動素子として、振動素子100を含む電子機器について、説明する。より具体的には、第5実施形態に係る電子機器は、物理量検出装置400を含んでいる。
ことができる。
次に、第6実施形態に係る移動体について、図面を参照しながら説明する。第6実施形態に係る移動体は、本発明に係る振動素子を含む。以下では、本発明に係る振動素子として、振動素子100を含む移動体について、説明する。より具体的には、第6実施形態に係る移動体は、物理量検出装置400を含んでいる。
0,301…振動素子、400,401…物理量検出装置、410…パッケージベース、412…ワイヤー、414…パッド、420…リッド、422…キャビティー、430…ICチップ、440…駆動回路、441…I/V変換回路、442…AC増幅回路、443…振幅調整回路、450…検出回路、451,452…チャージアンプ回路、453…差動増幅回路、454…AC増幅回路、455…同期検波回路、456…平滑回路、457…可変増幅回路、458…フィルター回路、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、1108…表示部、1200…携帯電話機、1202…操作ボタン、1204…受話口、1206…送話口、1208…表示部、1300…デ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…メモリー、1310…表示部、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、1500…自動車、1502…車体
Claims (13)
- 基部と、
前記基部に接続された複数の振動腕と、
前記振動腕に設けられ、前記振動腕を駆動させる信号が入力される駆動入力電極と、
前記振動腕に設けられ、前記振動腕の屈曲に基づく信号を出力するための駆動出力電極と、
前記振動腕に設けられ、コリオリ力による前記振動腕の屈曲に基づく信号を検出するための第1検出電極および第2検出電極と、
前記基部に設けられ、前記駆動入力電極に接続された駆動入力配線と、
前記基部に設けられ、前記駆動出力電極に接続された駆動出力配線と、
前記基部に設けられ、前記第1検出電極に接続された第1検出配線と、
前記基部に設けられ、前記第2検出電極に接続された第2検出配線と、
前記基部の、平面視において前記駆動入力配線と前記第1検出配線との間、および前記駆動入力配線と前記第2検出配線との間に設けられ、固定された電位が入力される固定電位配線と、
を含む、振動素子。 - 請求項1において、
前記基部から、第1軸に沿って互いに反対方向に延出する第1連結腕および第2連結腕と、
前記振動腕に設けられ、コリオリ力による前記振動腕の屈曲に基づく信号を検出するための第3検出電極および第4検出電極と、
を含み、
複数の前記振動腕のうちの第1駆動振動腕および第2駆動振動腕は、前記第1連結腕から、前記第1軸と直交する第2軸に沿って互いに反対方向に延出し、
複数の前記振動腕のうちの第3駆動振動腕および第4駆動振動腕は、前記第2連結腕から、前記第2軸に沿って互いに反対方向に延出し、
複数の前記振動腕のうちの第1検出振動腕および第2検出振動腕は、前記基部から、前記第2軸に沿って互いに反対方向に延出し、
前記駆動入力電極および前記駆動出力電極は、前記第1駆動振動腕、前記第2駆動振動腕、前記第3駆動振動腕、および前記第4駆動振動腕に設けられ、
前記第1検出電極および前記第2検出電極は、前記第1検出振動腕に設けられ、
前記第3検出電極および前記第4検出電極は、前記第2検出振動腕に設けられている、振動素子。 - 請求項1において、
複数の前記振動腕のうちの第1駆動振動腕および第2駆動振動腕は、第1軸に沿って並んで配置され、前記基部から前記第1軸と直交する第2軸に沿って延出し、
複数の前記振動腕のうちの第1検出振動腕および第2検出振動腕は、前記第1軸に沿って並んで配置され、前記基部から前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の延出方向と反対方向に延出し、
前記駆動入力電極および前記駆動出力電極は、前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕に設けられ、
前記第1検出電極および前記第2検出電極は、前記第1検出振動腕および前記第2検出振動腕に設けられている、振動素子。 - 請求項1ないし3のいずれか1項において、
前記基部は、
平面視において前記駆動入力配線と前記第1検出配線との間、および前記駆動入力配線
と前記第2検出配線との間に、前記第1軸および前記第2軸と交差する第3軸に沿った側面を有し、
前記固定電位配線は、前記側面に設けられている、振動素子。 - 基部と、
前記基部から、第1軸に沿って互いに反対方向に延出する第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1軸と直交する第2軸に沿って互いに反対方向に延出する第1駆動振動腕および第2駆動振動腕と、
前記第2連結腕から、前記第2軸に沿って互いに反対方向に延出する第3駆動振動腕および第4駆動振動腕と、
前記基部から、前記第2軸に沿って互いに反対方向に延出する第1検出振動腕および第2検出振動腕と、
前記第1〜第4駆動振動腕に設けられ、前記第1〜第4駆動振動腕を駆動させる信号が入力される駆動入力電極と、
前記第1〜第4駆動振動腕に設けられ、前記第1〜第4駆動振動腕の屈曲に基づく信号を出力するための駆動出力電極と、
前記第1検出振動腕に設けられ、コリオリ力による前記第1検出振動腕の屈曲に基づく信号を検出するための第1検出電極および第2検出電極と、
前記第2検出振動腕に設けられ、コリオリ力による前記第2検出振動腕の屈曲に基づく信号を検出するための第3検出電極および第4検出電極と、
前記基部に設けられ、前記駆動入力電極に接続された駆動入力配線と、
前記基部に設けられ、前記駆動出力電極に接続された駆動出力配線と、
前記基部に設けられ、前記第1検出電極に接続された第1検出配線と、
前記基部に設けられ、前記第2検出電極に接続された第2検出配線と、
前記基部に設けられ、前記第3検出電極に接続された第3検出配線と、
前記基部に設けられ、前記第4検出電極に接続された第4検出配線と、
を含み、
前記第2検出配線および前記第4検出配線には、固定された電位が入力され、
前記基部は、
平面視において前記駆動入力配線と前記第1検出配線との間、および前記駆動入力配線と前記第3検出配線との間に、前記第1軸および前記第2軸と交差する第3軸に沿った側面を有し、
前記第2検出配線は、平面視において前記駆動入力配線と前記第1検出配線との間の前記側面に設けられ、
前記第4検出配線は、平面視において前記駆動入力配線と前記第3検出配線との間の前記側面に設けられている、振動素子。 - 基部と、
第1軸に沿って並んで配置され、前記基部から前記第1軸と直交する第2軸に沿って延出する第1駆動振動腕および第2駆動振動腕と、
前記第1軸に沿って並んで配置され、前記基部から前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の延出方向と反対方向に延出する第1検出振動腕および第2検出振動腕と、
前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕に設けられ、前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕を駆動させる信号が入力される駆動入力電極と、
前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕に設けられ、前記第1駆動振動腕および前記第2駆動振動腕の屈曲に基づく信号を出力するための駆動出力電極と、
前記第1検出振動腕および前記第2検出振動腕に設けられ、コリオリ力による前記第1検出振動腕および第2検出振動腕の屈曲に基づく信号を検出するための第1検出電極および第2検出電極と、
前記基部に設けられ、前記駆動入力電極に接続された駆動入力配線と、
前記基部に設けられ、前記駆動出力電極に接続された駆動出力配線と、
前記基部に設けられ、前記第1検出電極に接続された第1検出配線と、
前記基部に設けられ、前記第2検出電極に接続された第2検出配線と、
を含み、
前記第2検出配線は、固定された電位が入力され、
前記基部は、
平面視において前記駆動入力配線と前記第1検出配線との間に、前記第1軸および前記第2軸と直交する第3軸に沿った側面を有し、
前記第2検出配線は、前記側面に設けられている、振動素子。 - 請求項4ないし6のいずれか1項において、
前記基部には、溝部が設けられ、
前記側面は、前記溝部の内面である、振動素子。 - 請求項4ないし6のいずれか1項において、
前記基部には、貫通孔が設けられ、
前記側面は、前記貫通孔の内面である、振動素子。 - 請求項8において、
前記貫通孔は、固定された電位が入力される前記固定電位配線または前記第2検出配線によって充填されている、振動素子。 - 請求項4ないし6のいずれか1項において、
前記基部には、凸部が設けられ、
前記側面は、前記凸部の面である、振動素子。 - 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の振動素子と、
前記駆動入力電極に前記振動腕を駆動させる信号を出力し、かつ前記駆動出力電極から出力される信号が入力される駆動回路と、
前記第1検出電極から出力される信号に基づいて、所定の物理量を検出する検出回路と、
を含む、物理量検出装置。 - 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の振動素子を含む、電子機器。
- 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の振動素子を含む、移動体。
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