JP3230359B2 - 共振型振動素子 - Google Patents
共振型振動素子Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジャイロ等の共振型振
動素子に関するものである。
動素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４には、従来のジャイロ等の共振型振
動素子の斜視図が示されている。この共振型振動素子15
は、シリコンのマイクロマシニング技術等を利用して作
製した微細素子の共振型振動素子である。同図におい
て、Ｓｉ基板１上には窒化膜（図示せず）とポリシリコ
ン膜５が形成され、この窒化膜およびポリシリコン膜５
を、例えば、シリコンのドライエッチング等により加工
し、その後、ポリシリコン膜下部の犠牲層（ＰＳＧ膜）
をエッチングすることで、Ｓｉ基板１から浮いた状態で
４本の梁を介して両端固定の第１の振動体８が形成さ
れ、中央部には上下方向（紙面に対して垂直方向）に振
動する片持梁の第２の振動体10が形成されている。
動素子の斜視図が示されている。この共振型振動素子15
は、シリコンのマイクロマシニング技術等を利用して作
製した微細素子の共振型振動素子である。同図におい
て、Ｓｉ基板１上には窒化膜（図示せず）とポリシリコ
ン膜５が形成され、この窒化膜およびポリシリコン膜５
を、例えば、シリコンのドライエッチング等により加工
し、その後、ポリシリコン膜下部の犠牲層（ＰＳＧ膜）
をエッチングすることで、Ｓｉ基板１から浮いた状態で
４本の梁を介して両端固定の第１の振動体８が形成さ
れ、中央部には上下方向（紙面に対して垂直方向）に振
動する片持梁の第２の振動体10が形成されている。
【０００３】この第１の振動体８の両側には、横方向
（梁４の長さ方向に対して直交方向）の外側に向かって
櫛形電極６Ｂが形成され、この櫛形電極６Ｂと対向する
位置に、横方向の内側に向かって櫛形電極６Ａが櫛形電
極６Ｂに噛み合う状態で配置されている。これら櫛形電
極６Ａ，６Ｂには、図示しない駆動用導体層が接続され
ている。この駆動用導体層に交流電圧を印加すると、櫛
形電極６Ａ，６Ｂ間に静電力が発生し、この静電力によ
り、第１の振動体８および第２の振動体10は、矢印Ｆの
横方向（梁４に対して直交方向）に振動するようになっ
ている。
（梁４の長さ方向に対して直交方向）の外側に向かって
櫛形電極６Ｂが形成され、この櫛形電極６Ｂと対向する
位置に、横方向の内側に向かって櫛形電極６Ａが櫛形電
極６Ｂに噛み合う状態で配置されている。これら櫛形電
極６Ａ，６Ｂには、図示しない駆動用導体層が接続され
ている。この駆動用導体層に交流電圧を印加すると、櫛
形電極６Ａ，６Ｂ間に静電力が発生し、この静電力によ
り、第１の振動体８および第２の振動体10は、矢印Ｆの
横方向（梁４に対して直交方向）に振動するようになっ
ている。
【０００４】上記構成の共振型振動素子15の櫛形電極６
Ａ，６Ｂを駆動し、第１の振動体８および第２振動体10
を横方向に駆動し、この振動素子15にＺ軸を回転軸とす
る角速度が作用すると、図４の紙面に対して垂直方向に
コリオリ力が発生し、このコリオリ力が第２の振動体10
に加えられ、第２の振動体10はコリオリ力の方向に振動
する。このときの第２の振動体10のコリオリ力による振
動の振幅の大きさに対応する信号を、容量変化等の方法
で測定することで、例えば、角速度の大きさを検知する
ものである。
Ａ，６Ｂを駆動し、第１の振動体８および第２振動体10
を横方向に駆動し、この振動素子15にＺ軸を回転軸とす
る角速度が作用すると、図４の紙面に対して垂直方向に
コリオリ力が発生し、このコリオリ力が第２の振動体10
に加えられ、第２の振動体10はコリオリ力の方向に振動
する。このときの第２の振動体10のコリオリ力による振
動の振幅の大きさに対応する信号を、容量変化等の方法
で測定することで、例えば、角速度の大きさを検知する
ものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高感度な共
振型振動素子15にするためには、第１の振動体８の４本
の梁４による横方向（梁４に長さ方向に対して直交方
向）の横共振周波数と、第２の振動体10のコリオリ力の
方向（紙面に垂直方向）の垂直共振周波数を一致させ、
共に共振状態で使用する必要がある。そのため、予め設
計段階で、横方向に振動する第１の振動体８の横共振周
波数と、第２の振動体10のコリオリ力の方向の垂直共振
周波数とを合うように、第１の振動体８や第２の振動体
10の形状、寸法、重量等を設計作製するが、第１の振動
体８や第２の振動体10の形状、寸法、重量等は、シリコ
ンのマイクロマシニング技術の加工精度により、設計通
りに作製されない場合が度々あり、横方向、垂直方向の
共振周波数が互いに設計値からずれることが度々発生
し、振動素子15の感度が低下するという問題がある。そ
のため、第１の振動体８や第２の振動体10を、レーザ等
によってトリミングし、第１の振動体８の横共振周波数
と、第２の振動体の垂直共振周波数を一致させる必要が
ある。
振型振動素子15にするためには、第１の振動体８の４本
の梁４による横方向（梁４に長さ方向に対して直交方
向）の横共振周波数と、第２の振動体10のコリオリ力の
方向（紙面に垂直方向）の垂直共振周波数を一致させ、
共に共振状態で使用する必要がある。そのため、予め設
計段階で、横方向に振動する第１の振動体８の横共振周
波数と、第２の振動体10のコリオリ力の方向の垂直共振
周波数とを合うように、第１の振動体８や第２の振動体
10の形状、寸法、重量等を設計作製するが、第１の振動
体８や第２の振動体10の形状、寸法、重量等は、シリコ
ンのマイクロマシニング技術の加工精度により、設計通
りに作製されない場合が度々あり、横方向、垂直方向の
共振周波数が互いに設計値からずれることが度々発生
し、振動素子15の感度が低下するという問題がある。そ
のため、第１の振動体８や第２の振動体10を、レーザ等
によってトリミングし、第１の振動体８の横共振周波数
と、第２の振動体の垂直共振周波数を一致させる必要が
ある。
【０００６】しかしながら、前記共振型振動素子15は、
シリコンのマイクロマシニング技術を応用して作製した
微細な振動素子15のため、レーザ照射等でトリミング加
工を行うことは極めて困難である。すなわち、微細な振
動素子15のトリミング領域に対してレーザビームのスポ
ット径が大きく、所望の共振周波数を得るために必要な
微小のトリミング調整部分をトリミングしようとして
も、レーザビームのスポット径が、微小のトリミングし
たい部分よりも大き過ぎてトリミングし過ぎてしまい、
所望の共振周波数を得るためのトリミングの調整ができ
ず、振動素子15の第１の振動体８の共振周波数と、第２
の振動体10の共振周波数を一致調整することは極めて困
難であった。
シリコンのマイクロマシニング技術を応用して作製した
微細な振動素子15のため、レーザ照射等でトリミング加
工を行うことは極めて困難である。すなわち、微細な振
動素子15のトリミング領域に対してレーザビームのスポ
ット径が大きく、所望の共振周波数を得るために必要な
微小のトリミング調整部分をトリミングしようとして
も、レーザビームのスポット径が、微小のトリミングし
たい部分よりも大き過ぎてトリミングし過ぎてしまい、
所望の共振周波数を得るためのトリミングの調整ができ
ず、振動素子15の第１の振動体８の共振周波数と、第２
の振動体10の共振周波数を一致調整することは極めて困
難であった。
【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、検知感度が良好で、か
つ、極めて小型の共振型振動素子を提供することにあ
る。
れたものであり、その目的は、検知感度が良好で、か
つ、極めて小型の共振型振動素子を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、共振周波数で振動させる振動体を備えた共振型
振動素子において、前記振動体が、弾性材料基板と圧電
体との積層構造からなる片持梁又は両持梁の弾性材料基
板側表面に形成されており、前記圧電体に印加する直流
電圧を調整することにより振動体の共振周波数を調整す
ることを特徴として構成されている。
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、共振周波数で振動させる振動体を備えた共振型
振動素子において、前記振動体が、弾性材料基板と圧電
体との積層構造からなる片持梁又は両持梁の弾性材料基
板側表面に形成されており、前記圧電体に印加する直流
電圧を調整することにより振動体の共振周波数を調整す
ることを特徴として構成されている。
【０００９】
【作用】弾性材料の基板と圧電体の積層構造からなる片
持梁又は両持梁の弾性材料の基板側に、共振周波数で振
動させる振動体を形成する。前記圧電体に直流電圧を印
加し、圧電体に圧縮応力を発生させると、弾性材料の基
板には引っ張り応力が加わり、振動体は引っ張られて引
っ張り応力を生ずる。この張力によって振動体の共振周
波数は高まるので、圧電体の印加電圧を調整することに
より、振動体の共振周波数を予め設計段階で設定した共
振周波数に調整することが可能となる。
持梁又は両持梁の弾性材料の基板側に、共振周波数で振
動させる振動体を形成する。前記圧電体に直流電圧を印
加し、圧電体に圧縮応力を発生させると、弾性材料の基
板には引っ張り応力が加わり、振動体は引っ張られて引
っ張り応力を生ずる。この張力によって振動体の共振周
波数は高まるので、圧電体の印加電圧を調整することに
より、振動体の共振周波数を予め設計段階で設定した共
振周波数に調整することが可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本実施例の説明において、従来例と同一の名称部
分には同一符号を付し、その詳細な重複説明は省略す
る。図１には、第１の実施例の共振型振動素子が示され
ている。本実施例の共振型振動素子15は、従来例と同様
に、シリコンのマイクロマシニング技術等を利用して作
製した微細な素子のジャイロ等の共振型振動素子15であ
る。
する。本実施例の説明において、従来例と同一の名称部
分には同一符号を付し、その詳細な重複説明は省略す
る。図１には、第１の実施例の共振型振動素子が示され
ている。本実施例の共振型振動素子15は、従来例と同様
に、シリコンのマイクロマシニング技術等を利用して作
製した微細な素子のジャイロ等の共振型振動素子15であ
る。
【００１１】一般に、共振型振動素子の共振周波数は、
振動素子に応力を加えることで変化することが知られて
いる。その周波数の初期周波数ｆ0 と周波数の変化量Δ
ｆとの割合Δｆ／ｆ0 は、両持梁の場合、Δｆ／ｆ0 ＝
（１＋0.295 Ｌ2 σ／ＥＴ2）1/2 −１で表される。こ
こでＬは梁の長さ、Ｔは梁の厚さ、σは応力を表す。発
明者らは、この応力σと周波数変化に着目し、Ｓｉ基板
１と圧電体２の積層構造の共振型振動素子を提案するも
のである。
振動素子に応力を加えることで変化することが知られて
いる。その周波数の初期周波数ｆ0 と周波数の変化量Δ
ｆとの割合Δｆ／ｆ0 は、両持梁の場合、Δｆ／ｆ0 ＝
（１＋0.295 Ｌ2 σ／ＥＴ2）1/2 −１で表される。こ
こでＬは梁の長さ、Ｔは梁の厚さ、σは応力を表す。発
明者らは、この応力σと周波数変化に着目し、Ｓｉ基板
１と圧電体２の積層構造の共振型振動素子を提案するも
のである。
【００１２】第１の実施例の共振型振動素子15の特徴的
なことは、チタン酸、ジルコン酸鉛等からなる圧電体２
と弾性材料基板としてのＳｉ基板１との積層構造を形成
し、この積層構造の片持梁のＳｉ基板１側に、第１およ
び第２の振動体８，10を設けたことである。
なことは、チタン酸、ジルコン酸鉛等からなる圧電体２
と弾性材料基板としてのＳｉ基板１との積層構造を形成
し、この積層構造の片持梁のＳｉ基板１側に、第１およ
び第２の振動体８，10を設けたことである。
【００１３】前記第１の振動体８は４本の梁４によって
両端固定されており、従来例と同様に、この第１の振動
体８の中央部には、上下方向（紙面に垂直方向）に振動
する片持梁の第２の振動体10が設けられている。前記第
１の振動体８の両側には、従来例と同様に、第１の振動
体８を梁４の長さ方向に対して直交する方向（横方向）
に振動させる櫛形電極（図示せず）が設けられている。
両端固定されており、従来例と同様に、この第１の振動
体８の中央部には、上下方向（紙面に垂直方向）に振動
する片持梁の第２の振動体10が設けられている。前記第
１の振動体８の両側には、従来例と同様に、第１の振動
体８を梁４の長さ方向に対して直交する方向（横方向）
に振動させる櫛形電極（図示せず）が設けられている。
【００１４】前記圧電体２に直流電圧を印加すると、圧
電体２は圧縮応力を発生して、Ｓｉ基板１の両持梁の第
１の振動体８に引っ張り応力を加える。この引っ張り応
力により第１の振動体８は引っ張られ、この張力により
共振周波数が高まるが、第２の振動体10はフリー状態の
ため、第２の振動体10には引っ張り応力が加わらない。
そこで、第１の振動体８の共振周波数を第２の振動体10
の共振周波数よりもやや低めに設定し、第１の振動体８
の共振周波数を圧電体２の印加電圧を調整することによ
って、第２の振動体10の共振周波数に合わせる構成とし
ている。
電体２は圧縮応力を発生して、Ｓｉ基板１の両持梁の第
１の振動体８に引っ張り応力を加える。この引っ張り応
力により第１の振動体８は引っ張られ、この張力により
共振周波数が高まるが、第２の振動体10はフリー状態の
ため、第２の振動体10には引っ張り応力が加わらない。
そこで、第１の振動体８の共振周波数を第２の振動体10
の共振周波数よりもやや低めに設定し、第１の振動体８
の共振周波数を圧電体２の印加電圧を調整することによ
って、第２の振動体10の共振周波数に合わせる構成とし
ている。
【００１５】このように、圧電体２の印加電圧を調整
し、第１の振動体８の共振周波数と、第２の振動体10の
共振周波数とを一致するように調整することで、共振型
振動素子15の感度が高められる。
し、第１の振動体８の共振周波数と、第２の振動体10の
共振周波数とを一致するように調整することで、共振型
振動素子15の感度が高められる。
【００１６】この共振型振動素子15の図示しない櫛形電
極を駆動して、第１の振動体８を横方向（梁４の長さ方
向に直交する方向）に振動し、Ｚ軸を回転軸とする角速
度が作用すると、図１の紙面に垂直方向にコリオリ力が
発生し、このコリオリ力が第２の振動体10に加えられ、
第２の振動体10はコリオリ力の方向に振動する。この振
動の振幅の大きさを測定することで、従来と同様に角速
度を検出するものである。
極を駆動して、第１の振動体８を横方向（梁４の長さ方
向に直交する方向）に振動し、Ｚ軸を回転軸とする角速
度が作用すると、図１の紙面に垂直方向にコリオリ力が
発生し、このコリオリ力が第２の振動体10に加えられ、
第２の振動体10はコリオリ力の方向に振動する。この振
動の振幅の大きさを測定することで、従来と同様に角速
度を検出するものである。
【００１７】第１の実施例によれば、弾性材料基板とし
てのＳｉ基板１と圧電体２との積層構造の片持梁のＳｉ
基板１側に、両持梁の第１の振動体８を設け、片持梁の
Ｓｉ基板１側の中央部に第２の振動体10を設ける構成と
したので、圧電体２の印加電圧を調整することにより、
第１の振動体８に引っ張り応力を与え、この引っ張り応
力によって第１の振動体８の共振周波数と、第２の振動
体10の共振周波数とを一致するように調整することがで
きるため、シリコンのマイクロマシニング技術で作製し
た微細な共振型振動素子15であっても、この振動素子15
はその製造プロセスにおいて生じた誤差や使用環境の変
化にとらわれることがなく、高感度、高精度で、例え
ば、角速度検出が可能となる。
てのＳｉ基板１と圧電体２との積層構造の片持梁のＳｉ
基板１側に、両持梁の第１の振動体８を設け、片持梁の
Ｓｉ基板１側の中央部に第２の振動体10を設ける構成と
したので、圧電体２の印加電圧を調整することにより、
第１の振動体８に引っ張り応力を与え、この引っ張り応
力によって第１の振動体８の共振周波数と、第２の振動
体10の共振周波数とを一致するように調整することがで
きるため、シリコンのマイクロマシニング技術で作製し
た微細な共振型振動素子15であっても、この振動素子15
はその製造プロセスにおいて生じた誤差や使用環境の変
化にとらわれることがなく、高感度、高精度で、例え
ば、角速度検出が可能となる。
【００１８】図２には、第２の実施例の共振型振動素子
の斜視図が示されている。この振動素子15は共振子とし
て機能するもので、その振動体は第１の実施例と同様に
片持梁で支持されているが、紙面に対して垂直方向に振
動する振動体は両端固定されている。弾性材料基板とし
てのＳｉ基板１の裏面には、第１の実施例と同様に圧電
体２が形成され、Ｓｉ基板１と圧電体２の積層構造とな
っている。
の斜視図が示されている。この振動素子15は共振子とし
て機能するもので、その振動体は第１の実施例と同様に
片持梁で支持されているが、紙面に対して垂直方向に振
動する振動体は両端固定されている。弾性材料基板とし
てのＳｉ基板１の裏面には、第１の実施例と同様に圧電
体２が形成され、Ｓｉ基板１と圧電体２の積層構造とな
っている。
【００１９】第２の実施例では、圧電体２に直流電圧を
印加し、圧電体２に圧縮応力を発生させると、第１の実
施例と同様に、Ｓｉ基板１には引っ張り応力が加わる。
振動体10はＳｉ基板１に両端固定されているため、振動
体10に引っ張り応力が直接加わって引っ張られ、その張
力によって振動体10は共振周波数が高まる方向となるの
で、圧電体２の印加電圧を調整することで、振動体10の
周波数を設計段階の設定共振周波数に調整することがで
きる。
印加し、圧電体２に圧縮応力を発生させると、第１の実
施例と同様に、Ｓｉ基板１には引っ張り応力が加わる。
振動体10はＳｉ基板１に両端固定されているため、振動
体10に引っ張り応力が直接加わって引っ張られ、その張
力によって振動体10は共振周波数が高まる方向となるの
で、圧電体２の印加電圧を調整することで、振動体10の
周波数を設計段階の設定共振周波数に調整することがで
きる。
【００２０】図３には、本実施例の共振型振動素子の製
造プロセスの一例が示されている。まず、図３の（ａ）
に示すように、弾性材料基板としてのＳｉ基板１の上面
中央部に、振動体の振幅の大きさを容量変化として検出
するための電極として、リンＰやボロンＢをドープした
導電層11を形成し、Ｓｉ基板１の表裏両面に窒化膜７を
マスク形成する。図３の（ｂ）では、Ｓｉ基板１の裏面
の窒化膜７をパターニングし、図３の（ｃ）では、Ｓｉ
基板１の表面にＰＳＧ等の犠牲層９を形成してパターニ
ングする。次いで、犠牲層９および窒化膜７上にリンＰ
をドープした導電性のポリシリコン膜５を形成し、熱処
理を行ってポリシリコン膜５の残留応力を除去する。図
３の（ｄ）では、ポリシリコン膜５の表面を酸化シリコ
ン（ＳｉＯ2 ）膜13で保護し、裏面よりＴＭＡＨ（Tetr
a Methyl Ammonium Hydroxide ）等のエッチング液でシ
リコンの異方性エッチングを行い、Ｓｉ基板１の裏側に
肉薄部12を形成する。
造プロセスの一例が示されている。まず、図３の（ａ）
に示すように、弾性材料基板としてのＳｉ基板１の上面
中央部に、振動体の振幅の大きさを容量変化として検出
するための電極として、リンＰやボロンＢをドープした
導電層11を形成し、Ｓｉ基板１の表裏両面に窒化膜７を
マスク形成する。図３の（ｂ）では、Ｓｉ基板１の裏面
の窒化膜７をパターニングし、図３の（ｃ）では、Ｓｉ
基板１の表面にＰＳＧ等の犠牲層９を形成してパターニ
ングする。次いで、犠牲層９および窒化膜７上にリンＰ
をドープした導電性のポリシリコン膜５を形成し、熱処
理を行ってポリシリコン膜５の残留応力を除去する。図
３の（ｄ）では、ポリシリコン膜５の表面を酸化シリコ
ン（ＳｉＯ2 ）膜13で保護し、裏面よりＴＭＡＨ（Tetr
a Methyl Ammonium Hydroxide ）等のエッチング液でシ
リコンの異方性エッチングを行い、Ｓｉ基板１の裏側に
肉薄部12を形成する。
【００２１】次いで、図３の（ｅ）では、Ｓｉ基板１の
裏面に下部電極としての電極パターン（図示せず）を形
成し、この電極パターン表面側にチタン酸、ジルコン酸
鉛等のセラミック薄膜の圧電体２を形成する。この圧電
体２をイオンミリング等でパターニングした後、その表
面に上部電極としての電極パターンを形成し、その表面
上を酸化膜等でカバーし、Ｓｉ基板１の肉薄部12をＲＩ
Ｅでエッチング加工し、素子下部の片持梁を形成する。
図３の（ｆ）では、ポリシリコン膜５を酸化膜でマスク
し、このポリシリコン膜５をＲＩＥエッチングで目標の
形状に加工した後、酸化膜、犠牲層９を弗酸（ＨＦ）溶
液でエッチングして、Ｓｉ基板１から浮いた状態の振動
体10を得る。
裏面に下部電極としての電極パターン（図示せず）を形
成し、この電極パターン表面側にチタン酸、ジルコン酸
鉛等のセラミック薄膜の圧電体２を形成する。この圧電
体２をイオンミリング等でパターニングした後、その表
面に上部電極としての電極パターンを形成し、その表面
上を酸化膜等でカバーし、Ｓｉ基板１の肉薄部12をＲＩ
Ｅでエッチング加工し、素子下部の片持梁を形成する。
図３の（ｆ）では、ポリシリコン膜５を酸化膜でマスク
し、このポリシリコン膜５をＲＩＥエッチングで目標の
形状に加工した後、酸化膜、犠牲層９を弗酸（ＨＦ）溶
液でエッチングして、Ｓｉ基板１から浮いた状態の振動
体10を得る。
【００２２】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、圧電材料としてチタン酸、ジルコン酸鉛を
用いたが、チタン酸鉛等のセラミック薄膜でもよく、圧
電特性の優れた材料ならば、その材料の種類を限定しな
い。
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、圧電材料としてチタン酸、ジルコン酸鉛を
用いたが、チタン酸鉛等のセラミック薄膜でもよく、圧
電特性の優れた材料ならば、その材料の種類を限定しな
い。
【００２３】また、上記実施例では、ジャイロ等の共振
型振動素子について説明したが、本発明の共振型振動素
子はジャイロ以外の他の分野の共振子にも利用すること
ができる。
型振動素子について説明したが、本発明の共振型振動素
子はジャイロ以外の他の分野の共振子にも利用すること
ができる。
【００２４】さらに、上記実施例では、振動素子15の基
材としてＳｉ基板１を用いたが、異方性エッチングが可
能であれば、例えば、水晶等の他の単結晶材料でもよ
い。
材としてＳｉ基板１を用いたが、異方性エッチングが可
能であれば、例えば、水晶等の他の単結晶材料でもよ
い。
【００２５】さらにまた、上記実施例では、共振周波数
で振動する振動素子15を片持梁方式で支持する構成とし
たが、この振動素子15を両端固定の両持梁方式としても
よい。
で振動する振動素子15を片持梁方式で支持する構成とし
たが、この振動素子15を両端固定の両持梁方式としても
よい。
【００２６】
【発明の効果】本発明は、弾性材料の基板と圧電体との
積層構造の片持梁又は両持梁の弾性材料の基板側に振動
体を設ける構成としたので、圧電体の直流印加電圧を調
整することにより、振動体に引っ張り応力（引っ張り張
力）を加えることによって、振動体の共振周波数を予め
設計段階で設定した共振周波数に調整することができる
ため、シリコンのマイクロマシニング技術で製作した微
細な共振型振動素子であっても、この振動素子はその製
造プロセスにおいて生じた誤差や使用環境の変化にとら
われることがなく、高感度、高精度で、例えば、角速度
検出が可能となる。
積層構造の片持梁又は両持梁の弾性材料の基板側に振動
体を設ける構成としたので、圧電体の直流印加電圧を調
整することにより、振動体に引っ張り応力（引っ張り張
力）を加えることによって、振動体の共振周波数を予め
設計段階で設定した共振周波数に調整することができる
ため、シリコンのマイクロマシニング技術で製作した微
細な共振型振動素子であっても、この振動素子はその製
造プロセスにおいて生じた誤差や使用環境の変化にとら
われることがなく、高感度、高精度で、例えば、角速度
検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の共振型振動素子の斜視図であ
る。
る。
【図２】第２の実施例の共振型振動素子の斜視図であ
る。
る。
【図３】本発明の共振型振動素子の製造プロセスの一例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】従来の共振型振動素子の斜視図である。
１ Ｓｉ基板 ２ 圧電体 ４ 梁 ５ ポリシリコン膜 ８ 第１の振動体 10 第２の振動体 15 共振型振動素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 厚地 健一 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (72)発明者 田中 克彦 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 平５−322579（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−63251（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−58914（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−190784（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−6720（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 19/56 G01P 9/04 H03H 3/007 H03H 9/17 H03H 9/24 H01L 27/20 H01L 41/08
Claims (1)
- 【請求項１】 共振周波数で振動させる振動体を備えた
共振型振動素子において、前記振動体が、弾性材料基板
と圧電体との積層構造からなる片持梁又は両持梁の弾性
材料基板側表面に形成されており、前記圧電体に印加す
る直流電圧を調整することにより振動体の共振周波数を
調整することを特徴とする共振型振動素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34353793A JP3230359B2 (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 共振型振動素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34353793A JP3230359B2 (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 共振型振動素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07174569A JPH07174569A (ja) | 1995-07-14 |
| JP3230359B2 true JP3230359B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=18362292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34353793A Expired - Fee Related JP3230359B2 (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 共振型振動素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3230359B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4935013B2 (ja) | 2005-07-21 | 2012-05-23 | ブラザー工業株式会社 | 光走査装置、画像表示装置及び光スキャナの共振周波数変更方法並びに反射ミラー位置の補正方法 |
| WO2008084578A1 (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 圧電薄膜共振子 |
| CN101919159B (zh) * | 2008-01-24 | 2014-01-08 | 村田电子有限公司 | 微机械谐振器 |
| JP5234323B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2013-07-10 | Ｔｄｋ株式会社 | 角速度センサ素子 |
| JP5231907B2 (ja) * | 2008-09-08 | 2013-07-10 | セイコーインスツル株式会社 | 静電振動子 |
-
1993
- 1993-12-16 JP JP34353793A patent/JP3230359B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07174569A (ja) | 1995-07-14 |
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