JP6492537B2 - センサー素子、物理量センサー、電子機器および移動体 - Google Patents
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本発明のセンサー素子は、基部と、
前記基部から延出している腕部、および、前記腕部の延出方向に沿って設けられている溝を有していて駆動振動する駆動振動腕と、
前記駆動振動腕に配置されている駆動電極と、
を備え、
前記溝の基端が前記腕部の基端よりも先端側に位置しており、
前記腕部の長さをL1とし、前記基部と前記溝との間の距離をL2としたとき、
0.1≦L2/L1≦0.4の関係を満たすことを特徴とする。
本発明のセンサー素子では、0.12≦L2/L1≦0.2の関係を満たすことが好ましい。
本発明のセンサー素子では、前記駆動振動腕は、前記腕部の基端部に設けられていて先端側から基端側に向かって幅が拡がるテーパー部を有することが好ましい。
本発明のセンサー素子では、前記溝の基端は、前記テーパー部よりも先端側に位置していることが好ましい。
本発明のセンサー素子では、前記溝の先端は、前記腕部の先端よりも基端側に位置しており、
前記腕部の先端と前記溝の先端との間の距離をL3としたとき、
0.05≦L3/L1≦0.2の関係を満たすことが好ましい。
これにより、駆動振動のインピーダンスを低減することができる。
本発明のセンサー素子では、0.1≦L3/L1≦0.15の関係を満たすことが好ましい。
これにより、駆動振動のインピーダンスをより効果的に低減することができる。
本発明のセンサー素子では、前記駆動振動腕は、前記腕部の先端側に設けられていて前記腕部よりも幅の大きい幅広部を有していることが好ましい。
本発明のセンサー素子では、前記溝は、前記駆動振動腕の表裏関係にある1対の主面のそれぞれに設けられていることが好ましい。
本発明の物理量センサーは、本発明のセンサー素子を備えることを特徴とする。
本発明の電子機器は、本発明のセンサー素子を備えることを特徴とする。
本発明の移動体は、本発明のセンサー素子を備えることを特徴とする。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係るセンサー素子を示す平面図、図2(a)は、図1中のA1−A1線断面図、図2(b)は、図1中のA2−A2線断面図である。
圧電基板2の構成材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料が挙げられる。これらの中でも、圧電基板2の構成材料としては、水晶を用いることが好ましい。水晶を用いることで、他の材料と比較して優れた周波数温度特性を有するセンサー素子1が得られる。なお、以下では、圧電基板2を水晶で構成した場合について説明する。
このような圧電基板2は、基部21と、駆動振動腕(第1駆動振動腕)221および駆動振動腕(第2駆動振動腕)222と、検出振動腕(第1検出振動腕)231および検出振動腕(第2検出振動腕)232と、調整振動腕241および調整振動腕242と、支持部(枠体)25と、4つの連結部261、262、263、264とを有し、これらが一体的に形成されている。
前述した圧電基板2の表面に設けられている電極は、図2に示すように、駆動信号電極311と、駆動接地電極312と、第1検出信号電極321と、第2検出信号電極322と、検出接地電極323と、を有している。また、当該電極は、図1に示すように、駆動信号端子313と、駆動接地端子314と、第1検出信号端子325、第2検出信号端子326と、検出接地端子327と、を有している。
以上、センサー素子1の構成について説明した。
以下、駆動振動腕221について詳述する。なお、以下では、駆動振動腕221について代表的に説明するが、駆動振動腕222の構成は、駆動振動腕221と同様である。
図5は、本発明の第2実施形態に係るセンサー素子を示す平面図、図6(a)は、図5中のB1−B1線断面図、図6(b)は、図5中のB2−B2線断面図、図6(c)は、図5中のB3−B3線断面図である。
圧電基板4は、Zカット水晶板で構成されている。この圧電基板4は、基部41と、基部41から延出している駆動振動腕421〜424および検出振動腕431、432と、固定部441、442と、固定部441と基部41とを連結している支持梁451、452と、固定部442と基部41とを連結している支持梁453、454と、を有している。なお、この圧電基板4は、図6に示すように、左右対称に形成されている。
前述した圧電基板4の表面に設けられている電極は、図6に示すように、駆動信号電極511と、駆動接地電極512と、検出信号電極521と、検出接地電極522と、を有している。また、当該電極は、図5に示すように、駆動信号端子513と、駆動接地端子514と、検出信号端子523と、検出接地端子524と、を有している。
以上、センサー素子1Aの構成について説明した。
以下、駆動振動腕421について詳述する。なお、以下では、駆動振動腕421について代表的に説明するが、駆動振動腕422〜424の構成は、駆動振動腕421と同様である。
図7に示す駆動振動腕421は、前述したように、基部41から延出している腕部4211と、腕部4211の先端側に設けられていて腕部4211よりも幅の広い幅広部4212と、腕部4211の延出方向に沿って設けられている溝4213と、を有する。
次に、本発明の物理量センサーについて説明する。
次いで、本発明の電子機器について、図10〜図12に基づき、詳細に説明する。
次いで、本発明の移動体について、図13に基づき、詳細に説明する。
図13は、本発明の移動体を適用した自動車の構成を示す斜視図である。
1A‥‥センサー素子
2‥‥圧電基板
4‥‥圧電基板
6‥‥パッケージ
7X‥‥センサー素子
7Y‥‥センサー素子
7Z‥‥センサー素子
8‥‥ICチップ
9‥‥応力緩和層
10‥‥物理量センサー
21‥‥基部
25‥‥支持部
41‥‥基部
61‥‥ベース
62‥‥リッド
63‥‥接合部材
81‥‥端子
101‥‥導電性ワイヤー
221‥‥駆動振動腕
222‥‥駆動振動腕
231‥‥検出振動腕
232‥‥検出振動腕
241‥‥調整振動腕
242‥‥調整振動腕
251‥‥部分
252‥‥部分
253‥‥部分
261‥‥連結部
262‥‥連結部
263‥‥連結部
264‥‥連結部
311‥‥駆動信号電極
312‥‥駆動接地電極
313‥‥駆動信号端子
314‥‥駆動接地端子
321‥‥第1検出信号電極
322‥‥第2検出信号電極
323‥‥検出接地電極
325‥‥第1検出信号端子
326‥‥第2検出信号端子
327‥‥検出接地端子
411‥‥本体部
412‥‥連結腕
413‥‥連結腕
421‥‥駆動振動腕
422‥‥駆動振動腕
423‥‥駆動振動腕
424‥‥駆動振動腕
431‥‥検出振動腕
432‥‥検出振動腕
441‥‥固定部
442‥‥固定部
451‥‥支持梁
452‥‥支持梁
453‥‥支持梁
454‥‥支持梁
511‥‥駆動信号電極
512‥‥駆動接地電極
513‥‥駆動信号端子
514‥‥駆動接地端子
521‥‥検出信号電極
522‥‥検出接地電極
523‥‥検出信号端子
524‥‥検出接地端子
611‥‥凹部
611a‥‥凹部
611b‥‥凹部
641‥‥接続端子
642‥‥端子
643‥‥配線層
644‥‥配線層
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
1501‥‥車体
1502‥‥車体姿勢制御装置
1503‥‥車輪
2211‥‥腕部
2212‥‥幅広部
2213‥‥溝
2214‥‥テーパー部
2215‥‥テーパー部
2221‥‥腕部
2222‥‥幅広部
2223‥‥溝
2311‥‥腕部
2312‥‥幅広部
2313‥‥溝
2321‥‥腕部
2322‥‥幅広部
2323‥‥溝
2411‥‥腕部
2412‥‥幅広部
2421‥‥腕部
2422‥‥幅広部
4211‥‥腕部
4212‥‥幅広部
4213‥‥溝
4214‥‥テーパー部
4215‥‥テーパー部
4221‥‥腕部
4222‥‥幅広部
4223‥‥溝
4231‥‥腕部
4232‥‥幅広部
4233‥‥溝
4241‥‥腕部
4242‥‥幅広部
4243‥‥溝
4311‥‥腕部
4312‥‥幅広部
4313‥‥溝
4321‥‥腕部
4322‥‥幅広部
4323‥‥溝
a1‥‥中心軸
a2‥‥中心軸
S‥‥収容空間
W1‥‥幅
W2‥‥幅
W3‥‥幅
ω‥‥角速度
ωX‥‥角速度
ωY‥‥角速度
ωZ‥‥角速度
Claims (9)
- 基部と、
前記基部から延出している腕部、および、前記腕部の延出方向に沿って設けられている溝を有し、前記延出方向および前記腕部の厚さ方向に対して直交する方向に沿って駆動振動する駆動振動腕と、
前記駆動振動腕に配置されている駆動電極と、
を備え、
前記駆動振動腕は、前記腕部の基端部に設けられていて先端側から基端側に向かって幅が拡がるテーパー部を有し、
前記溝の基端は、前記テーパー部よりも先端側に位置しており、
前記腕部の長さをL1とし、前記基部と前記溝との間の距離をL2としたとき、
0.1≦L2/L1≦0.4の関係を満たすことを特徴とするセンサー素子。 - 0.12≦L2/L1≦0.2の関係を満たす請求項1に記載のセンサー素子。
- 前記溝の先端は、前記腕部の先端よりも基端側に位置しており、
前記腕部の先端と前記溝の先端との間の距離をL3としたとき、
0.05≦L3/L1≦0.2の関係を満たす請求項1または2に記載のセンサー素子。 - 0.1≦L3/L1≦0.15の関係を満たす請求項3に記載のセンサー素子。
- 前記駆動振動腕は、前記腕部の先端側に設けられていて前記腕部よりも幅の大きい幅広部を有している請求項1ないし4のいずれか1項に記載のセンサー素子。
- 前記溝は、前記駆動振動腕の表裏関係にある1対の主面のそれぞれに設けられている請求項1ないし5のいずれか1項に記載のセンサー素子。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のセンサー素子を備えることを特徴とする物理量センサー。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のセンサー素子を備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のセンサー素子を備えることを特徴とする移動体。
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JP2014219778A JP6492537B2 (ja) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | センサー素子、物理量センサー、電子機器および移動体 |
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