KR100764257B1 - 진동 자이로 소자, 진동 자이로 소자의 지지 구조 및자이로 센서 - Google Patents

진동 자이로 소자, 진동 자이로 소자의 지지 구조 및자이로 센서 Download PDF

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Abstract

진동 자이로 소자의 각속도 검출 감도를 유지하고, 또한 지지 강도를 확보하여 소형화를 가능하게 하는 진동 자이로 소자, 진동 자이로 소자의 지지 구조 및 자이로 센서를 제공한다.
베이스부(10)와, 베이스부(10)로부터 직선형으로 양측으로 연장된 1쌍의 검출용 진동 아암(11a, 11b)과, 베이스부(10)로부터 양측으로 검출용 진동 아암(11a, 11b)에 직교하는 방향으로 연장된 1쌍의 연결 아암(13a, 13b)과, 각 연결 아암의 선단부로부터 그것과 직교하여 양측으로 연장된 각 1쌍의 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)과, 베이스부(10)로부터 각 검출용 아암을 따라 연장되는 2쌍의 들보(20a, 20b, 21a, 21b)와, 같은 방향으로 연장된 각 들보가 연결된 1쌍의 지지부(22a, 22b)를 동일 평면에 구비하고, 지지부(22a, 22b)를 검출용 진동 아암이 연장되는 방향으로 검출용 진동 아암의 외측 또한 상기 구동용 진동 아암의 사이에 배치한다.

Description

진동 자이로 소자, 진동 자이로 소자의 지지 구조 및 자이로 센서{VIBRATING GYRO ELEMENT, SUPPORT STRUCTURE OF VIBRATING GYRO ELEMENT, AND GYRO SENSOR}
도 1은, 본 실시형태의 진동 자이로 소자를 나타낸 개략적 평면도이다.
도 2는, 자이로 센서를 나타낸 개략적 단면도이다.
도 3은, 진동 자이로 소자의 구동 진동 상태를 설명하는 모식적 평면도이다.
도 4는, 진동 자이로 소자의 검출 진동 상태를 설명하는 모식적 평면도이다.
도 5는, 진동 자이로 소자의 변형예를 나타낸 개략적 평면도이다.
도 6은, 진동 자이로 소자의 변형예를 나타낸 개략적 평면도이다.
도 7은, 진동 자이로 소자의 변형예를 나타낸 개략적 평면도이다.
도 8은, 진동 자이로 소자의 변형예를 나타낸 개략적 평면도이다.
도 9는, 진동 자이로 소자의 변형예를 나타낸 개략적 평면도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1, 2, 3, 4, 5, 6…진동 자이로 소자 10…베이스부
11a, 11b…검출용 진동 아암 13a, 13b…연결 아암
14a, 14b…구동 진동 아암 15a, 15b…구동 진동 아암
20a, 20b, 21a, 21b…들보, 22a, 22b…지지부
80…자이로 센서 82…지지대
83…고정 부재
84…구동 회로와 검출 회로를 포함하는 IC G…무게중심
본 발명은 각(角)속도의 검출에 사용하는 진동 자이로 소자, 진동 자이로 소자의 지지 구조 및 자이로 센서에 관한 것이다.
최근 촬상 기기의 손떨림 보정이나, GPS 위성 신호를 사용한 차량 등의 이동체 네비게이션 시스템 등의 자세 제어로서, 진동 자이로 소자를 용기에 수용한 자이로 센서가 많이 사용되고 있다.
진동 자이로 소자로서, 예를 들면 대략 T자형의 구동 진동계를 중앙의 검출 진동계에 대해 좌우 대칭으로 배치한, 소위 더블 T형 진동 자이로 소자가 알려져 있다(특허 문헌 1, 도 1 참조).
이들 자이로 센서에 있어서, 휴대성의 향상 및 기기 설계의 자유도 향상을 위해서, 소형화의 요구가 있다. 이 자이로 센서의 소형화를 도모하기 위해서, 자이로 소자를 소형화할 필요가 있다. 통상 자이로 소자의 지지로서는, 자이로 소자의 중앙의 베이스부(무게중심부)를 기판 등에 접착 지지하고 있는데, 자이로 소자를 소형화해 가면, 기판과의 지지 면적도 작아져, 진동 또는 충격이 가해졌을 때의 강도를 확보할 수 없다는 문제가 있다. 이 때문에, 예를 들면 특허 문헌 1(도 4)에 나타낸 바와 같이 베이스부로부터 지지 프레임을 연장시켜, 베이스부와 지지 프 레임을 각각 지지하는 구조가 제안되어 있다.
(특허 문헌 1) 일본 특개 2001-12955호 공보(도 1, 도 4)
그러나, 이 종래의 자이로 소자에 있어서, 베이스부를 지지함으로써 검출 진동이 억압되어 각속도의 검출 감도를 저하시키고, 또 지지 프레임은 자이로 소자의 구동 진동계와 검출 진동계의 외측에 설치되어 있으므로, 자이로 소자의 소형화에는 한계가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 그 목적은, 진동 자이로 소자의 각속도 검출 감도를 유지하고, 또한 지지 강도를 확보하여 소형화를 가능하게 하는 진동 자이로 소자, 진동 자이로 소자의 지지 구조 및 자이로 센서를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 진동 자이로 소자는, 베이스부와, 상기 베이스부로부터 직선형으로 양측으로 연장된 1쌍의 검출용 진동 아암과, 상기 베이스부로부터 양측으로 상기 검출용 진동 아암에 직교하는 방향으로 연장된 1쌍의 연결 아암과, 상기 각 연결 아암의 선단부로부터 그것과 직교하여 양측으로 연장된 각 1쌍의 구동용 진동 아암과, 상기 베이스부로부터 상기 각 검출용 아암을 따라 연장되는 2쌍의 들보(beam)와, 같은 방향으로 연장된 상기 각 들보가 연결된 1쌍의 지지부를 동일 평면에 구비하고, 상기 지지부를 상기 각 검출용 진동 아암이 연장되는 방향으로 상기 검출용 진동 아암의 외측 또한 상기 구동용 진동 아암의 사이에 배치한 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 진동 자이로 소자의 베이스부로부터 연장된 들보와, 이 들보를 연결하는 지지부를 형성함으로써, 지지부의 면적을 크게 확보할 수 있다. 그리고, 이 지지부를 접착 지지함으로써 각속도 검출 감도를 유지하면서 지지 강도를 향상시킬 수 있다. 또, 지지부를 검출용 진동 아암이 연장되는 방향으로 검출용 진동 아암의 외측 또한 구동용 진동 아암의 사이에 배치함으로써, 진동 자이로 소자의 소형화를 가능하게 한다.
또, 본 발명의 진동 자이로 소자는, 상기 검출용 진동 아암의 길이는 상기 구동용 진동 아암의 길이보다 짧게 형성된 것을 특징으로 한다.
이렇게 하면, 지지부의 면적을 크게 할 수 있어, 진동 자이로 소자의 지지 강도를 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명의 진동 자이로 소자는, 상기 1쌍의 지지부는 진동 자이로 소자의 무게중심에 대해 회전 대칭인 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 진동 자이로 소자의 밸런스를 확보할 수 있어, 안정된 자세를 유지할 수 있다.
또, 본 발명의 진동 자이로 소자의 지지 구조는, 상기 진동 자이로 소자와, 상기 진동 자이로 소자가 재치(載置)되는 지지대와, 상기 진동 자이로 소자의 상기 지지부와 지지대를 고정하기 위한 고정 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 지지부는 면적을 크게 형성할 수 있으므로, 진동 자이로 소자의 베이스부를 지지하지 않더라도, 지지부를 고정 부재에 의해 지지함으로써 각속도 검출 감도를 유지하면서 확실한 지지가 가능해진다.
또, 본 발명의 진동 자이로 소자의 지지 구조에 있어서, 상기 고정 부재는 탄성을 갖는 재료인 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 고정 부재가 탄성을 갖고 있기 때문에, 외부로부터의 진동 또는 충격을 완화하여, 진동 자이로 소자의 구동 진동 및 검출 진동을 안정적으로 유지할 수 있다. 그리고, 지지부로 누설되어 온 미소한 진동을, 고정 부재가 완충재로서 기능하여, 구동 진동 및 검출 진동에 대한 영향을 저감할 수 있다.
또, 본 발명의 자이로 센서는, 상기 진동 자이로 소자와, 상기 진동 자이로 소자가 재치되는 지지대와, 상기 진동 자이로 소자의 상기 지지부와 지지대를 고정하기 위한 고정 부재와, 상기 진동 자이로 소자를 구동 진동시키기위한 구동 회로와, 상기 진동 자이로 소자에 각속도가 가해졌을 때 상기 진동 자이로 소자에 발생하는 검출 진동을 검출하는 검출 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 진동 자이로 소자의 지지부를 접착 지지함으로써 각속도 검출 감도를 유지하면서 지지 강도를 향상시키고, 또 소형화된 진동 자이로 소자를 탑재하여, 소형화된 자이로 센서를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체화한 실시형태에 관해 도면에 따라서 설명한다.
(실시형태)
도 1은 본 실시형태의 진동 자이로 소자를 나타낸 개략적 평면도이다.
진동 자이로 소자(1)는, 압전 재료인 수정으로 형성되어 있다. 수정은 전기축이라고 불리는 X축, 기계축이라고 불리는 Y축 및 광학축이라고 불리는 Z축을 갖 고 있다. 그리고, 진동 자이로 소자(1)는 Z축 방향으로 소정의 두께를 갖고, XY 평면 내에 형성되어 있다.
진동 자이로 소자(1)는, 베이스부(10)로부터 도면 중 상하 양측으로 직선형으로 연장되는 1쌍의 검출용 진동 아암(11a, 11b)과, 베이스부(10)로부터 이 검출용 진동 아암(11a, 11b)과 직교하는 방향으로 도면 중 좌우 양측으로 연장되는 1쌍의 연결 아암(13a, 13b)과, 각 연결 아암(13a, 13b)의 선단부로부터 검출용 진동 아암(11a, 11b)과 평행하게 도면 중 상하 양측으로 연장되는 좌우 각 1쌍의 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)을 갖고 있다.
또, 검출용 진동 아암(11a, 11b) 표면에는 검출 전극(도시 생략)이 형성되고, 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b) 표면에는 구동 전극(도시 생략)이 형성되어 있다. 이렇게, 검출용 진동 아암(11a, 11b)으로 각속도를 검출하는 검출 진동계를 구성하고, 연결 아암(13a, 13b)과 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)으로 진동 자이로 소자를 구동하는 구동 진동계를 구성하고 있다.
또, 검출용 진동 아암(11a, 11b)의 각각의 선단부에는 웨이트부(12a, 12b)가 형성되고, 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)의 각각의 선단부에는 웨이트부(16a, 16b, 17a, 17b)가 형성되어, 각속도의 검출 감도의 향상이 도모되고 있다. 또한, 여기서 검출용 진동 아암(11a, 11b)은 웨이트부(12a, 12b)를 각각 포함하고, 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)은 웨이트부(16a, 16b, 17a, 17b)를 각각 포함한 명칭이다.
또, 검출용 진동 아암(11a, 11b)은 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)에 대해 길이가 짧게 형성되어 있다.
또한, 베이스부(10)로부터 상기 검출용 진동 아암(11a)과 직교하는 방향으로 도면 중 좌우 양측으로 연장되고, 도중에 상기 검출용 진동 아암(11a)과 평행하게 연장되는 L자형의 1쌍의 들보(20a, 20b)가 형성되고, 들보(20a, 20b)의 선단은 함께 지지부(22a)에 연결되어 있다. 마찬가지로, 베이스부(10)로부터 상기 검출용 진동 아암(11b)과 직교하는 방향으로 도면 중 좌우 양측으로 연장되고, 도중에 상기 검출용 진동 아암(11b)과 평행하게 연장되는 L자형의 1쌍의 들보(21a, 21b)가 형성되고, 들보(21a, 21b)의 선단은 함께 지지부(22b)에 연결되어 있다.
이 1쌍의 지지부(22a, 22b)는, 각 검출용 진동 아암(11a, 11b)이 연장되는 방향으로 검출용 진동 아암(11a, 11b)의 외측 또한 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)의 사이에 배치되어 있다. 또한, 이 1쌍의 지지부(22a, 22b)는, 진동 자이로 소자(1)의 무게중심(G)에 대해 회전 대칭인 위치에 배치되어 있다.
다음에, 진동 자이로 소자(1)의 동작에 관해 설명한다.
도 3 및 도 4는 진동 자이로 소자의 동작을 설명하는 모식적 평면도이다. 도 3 및 도 4에 있어서, 진동 형태를 간이하게 표현하기 위해서 각 진동 아암은 선으로 표시하고, 상술한 들보(20a, 20b, 21a, 21b) 및 지지부(22a, 22b)는 생략한다.
도 3에 있어서, 진동 자이로 소자(1)의 구동 진동 상태를 설명한다. 진동 자이로 소자(1)는 각속도가 가해지지 않는 상태에서, 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)이 화살표 E로 나타낸 방향으로 굴곡 진동을 행한다. 이 굴곡 진동은, 실선으로 나타낸 진동 자태와 2점쇄선으로 나타낸 진동 자태를 소정의 주파수로 반복하고 있다. 이 때, 구동용 진동 아암(14a, 14b)과 구동용 진동 아암(15a, 15b)이, 무게중심(G)를 통과하는 Y축에 대해 선대칭의 진동을 행하고 있으므로, 베이스부(10), 연결 아암(13a, 13b), 검출용 진동 아암(11a, 11b)은 거의 진동하지 않는다.
이 구동 진동을 행하고 있는 상태에서, 진동 자이로 소자(1)에 Z축둘레의 각속도 ω가 가해지면, 도 4에 나타낸 것 같은 진동을 행한다. 즉, 구동 진동계를 구성하는 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b) 및 연결 아암(13a, 13b)에 화살표 B방향의 코리올리의 힘이 작용해, 새로운 진동이 여기된다. 이 화살표 B방향의 진동은 무게중심(G)에 대해 둘레방향의 진동이다. 또 동시에, 검출용 진동 아암(11a, 11b)은 화살표 B의 진동에 호응하여, 화살표 C방향의 검출 진동이 여기된다. 그리고, 이 진동에 의해 발생한 압전 재료의 변형을, 검출용 진동 아암(11a, 11b)에 형성한 검출 전극이 검출하여 각속도가 구해진다.
또 이 때, 베이스부(10)의 주연(周緣)부는 화살표 D방향으로, 무게중심(G)에 대해 둘레방향으로 진동한다. 이것은, 검출 진동이 구동 진동계와 검출용 진동 아암(11a, 11b)의 평형 진동뿐만 아니라, 베이스부(10)를 포함한 평형 진동으로 되어 있기 때문이다. 이 화살표 D로 나타낸 베이스부(10)의 주연부의 진동 진폭은, 화살표 B로 나타낸 구동 진동계의 진동 진폭, 또는 화살표 C로 나타낸 검출용 진동 아암(11a, 11b)의 진동 진폭에 비해 미소하지만, 예를 들면 베이스부(10)를 접착 고정한 경우, 이 고정에 의해 베이스부(10)의 주연부의 진동이 억압되어, 검출 진 동도 억압된다. 이로부터, 베이스부(10)를 지지함으로써 각속도의 검출 감도가 저하하게 된다.
다음에, 진동 자이로 소자의 지지 구조 및 자이로 센서에 관해, 도 2를 사용해 설명한다. 도 2는 자이로 센서를 나타낸 개략적 단면도이고, 진동 자이로 소자(1)를 도 1의 A-A 단선을 따른 단면으로서 표시하고 있다.
자이로 센서(80)는, 진동 자이로 소자(1), IC(84), 수용기(81), 덮개체(86)를 구비하고 있다. 세라믹 등으로 형성된 수용기(81)의 저면에는 IC(84)가 배치되어, Au 등의 와이어(85)로 수용기(81)에 형성된 배선(도시 생략)과 전기적 접속이 이루어져 있다. IC(84)에는 진동 자이로 소자(1)를 구동 진동시키기 위한 구동 회로와, 각속도가 가해졌을 때 진동 자이로 소자(1)에 발생하는 검출 진동을 검출하는 검출 회로를 포함하고 있다. 진동 자이로 소자(1)는, 수용기(81)에 형성된 지지대(82)와 진동 자이로 소자(1)의 지지부(22a, 22b)가 도전성 접착제 등의 고정 부재(83)를 통해, 접착 지지되어 있다. 또, 지지대(82) 표면에는 배선(도시 생략)이 형성되어, 진동 자이로 소자(1)의 전극과 배선 사이의 도통이 고정 부재(83)를 통해 이루어져 있다. 이 고정 부재(83)는, 탄성이 있는 재료인 것이 바람직하다. 탄성을 갖는 고정 부재(83)로서는 실리콘을 기재로 하는 도전성 접착제 등이 알려져 있다. 그리고, 수용기(81)의 상부에서 수용기(81) 내부가 진공 분위기로 유지되고, 덮개체(86)로 밀봉되어 있다.
이상과 같이, 본 실시형태의 진동 자이로 소자(1) 및 진동 자이로 소자(1)의지지 구조는, 베이스부(10)로부터 연장된 들보(20a, 20b, 21a, 21b)를 연결하는 지 지부(22a, 22b)를 형성함으로써, 지지부(22a, 22b)의 면적을 크게 확보할 수 있어,지지 강도를 향상시킬 수 있다.
또, 베이스부(10)로부터 연장되는 들보(20a, 20b, 21a, 21b)는 수정으로 형성되어 있으므로 탄성을 가져, 베이스부(10)의 주연부의 진동이 억압되지 않고, 각속도의 검출 감도가 저하하는 일이 없다.
또한, 지지부(22a, 22b)를, 검출용 진동 아암(11a, 11b)이 연장되는 방향으로 검출용 진동 아암(11a, 11b)의 외측 또한 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)의 사이에 배치함으로써, 진동 자이로 소자(1)의 소형화를 가능하게 한다.
또, 1쌍의 지지부(22a, 22b)는 진동 자이로 소자(1)의 무게중심(G)에 대해 회전 대칭인 위치에 설치되어 있으므로, 진동 자이로 소자(1)의 밸런스를 확보할 수 있어, 안정된 자세를 유지할 수 있어 양호한 특성을 얻을 수 있다.
또, 진동 자이로 소자(1)의 지지 구조에 있어서, 고정 부재(83)는 탄성을 갖는 재료로 구성되어 있으므로, 외부로부터의 진동 및 충격을 완화하여, 구동 진동 및 검출 진동을 안정적으로 유지할 수 있다. 그리고, 지지부(22a, 22b)로 누설되어 온 미소한 진동을, 고정 부재(83)가 완충재로서 기능하여, 구동 진동 및 검출 진동에 대한 영향을 저감할 수가 있다.
또한, 상기 지지 구조에 의해 지지된 진동 자이로 소자(1)를 탑재한 자이로 센서(80)는, 각속도의 검출 감도를 유지하면서 소형화할 수 있다.
(진동 자이로 소자의 변형예)
도 5 내지 도 9는 진동 자이로 소자의 변형예를 나타낸 개략적 평면도이다. 이들 변형예에서는 도 1에 나타낸 들보 및 지지부의 형상에 특징을 갖고, 도 1과 동일한 구성부에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 5에 있어서, 진동 자이로 소자(2)의 베이스부(10)의 양측으로부터 상기 검출용 진동 아암(11a)과 평행하게 연장되는 1쌍의 들보(30a, 30b)가 형성되고, 들보(30a, 30b)의 선단은 지지부(32a)에 연결되어 있다. 마찬가지로, 베이스부(10)의 양측으로부터 상기 검출용 진동 아암(11b)과 평행하게 연장되는 1쌍의 들보(31a, 31b)가 형성되고, 들보(31a, 31b)의 선단은 지지부(32b)에 연결되어 있다.
이 1쌍의 지지부(32a, 32b)는, 각 검출용 진동 아암(11a, 11b)이 연장되는 방향으로 검출용 진동 아암(11a, 11b)의 외측 또한 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)의 사이에 배치되어 있다.
진동 자이로 소자(2)는, 상술한 실시형태와 동일한 지지 구조이며, 지지부(32a, 32b)가 도전성 접착제 등의 고정 부재에 의해 지지대에 접착 지지된다.
다음에, 도 6에 있어서, 진동 자이로 소자(3)에는 베이스부(10)의 4개소의 각부(角部)로부터, 일단 각 검출용 진동 아암(11a, 11b)이 연장되는 방향으로 연장된, 대략 S자형의 들보(40a, 40b, 41a, 41b)가 설치되어 있다. 들보(40a, 40b)의 선단은 지지부(42a)에 연결되고, 들보(41a, 41b)는 지지부(42b)에 연결되어 있다.
이 1쌍의 지지부(42a, 42b)는, 각 검출용 진동 아암(11a, 11b)이 연장되는 방향으로 검출용 진동 아암(11a, 11b)의 외측 또한 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)의 사이에 배치되어 있다.
진동 자이로 소자(3)는, 상술한 실시형태와 동일한 지지 구조이며, 지지부 (42a, 42b)를 도전성 접착제 등의 고정 부재에 의해 지지대에 접착 지지된다.
도 7에 있어서, 진동 자이로 소자(4)에는 베이스부(10)의 4개소의 각부로부터, 일단 각 검출용 진동 아암(11a, 11b)과 직교하는 방향으로 연장된, 대략 S자형의 들보(50a, 50b, 51a, 51b)가 설치되어 있다. 들보(50a, 50b)의 선단은 지지부(52a)에 연결되고, 들보(51a, 51b)는 지지부(52b)에 연결되어 있다.
이 1쌍의 지지부(52a, 52b)는, 각 검출용 진동 아암(11a, 11b)이 연장되는 방향으로 검출용 진동 아암(11a, 11b)의 외측 또한 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)의 사이에 배치되어 있다.
진동 자이로 소자(4)는, 상술한 실시형태와 동일한 지지 구조이며, 지지부(52a, 52b)를 도전성 접착제 등의 고정 부재에 의해 지지대에 접착 지지된다.
다음에, 도 8에 있어서, 진동 자이로 소자(5)에는 베이스부(10)의 4개소의 각부로부터, 비스듬한 방향으로 연장된 들보(60a, 60b, 61a, 61b)가 설치되어 있다. 들보(60a, 60b)의 선단은 지지부(62a)에 연결되고, 들보(61a, 61b)는 지지부(62b)에 연결되어 있다.
이 1쌍의 지지부(62a, 62b)는, 각 검출용 진동 아암(11a, 11b)이 연장되는 방향으로 검출용 진동 아암(11a, 11b)의 외측 또한 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)의 사이에 배치되어 있다.
진동 자이로 소자(5)는, 상술한 실시형태와 동일한 지지 구조이며, 지지부(62a, 62b)를 도전성 접착제 등의 고정 부재에 의해 지지대에 접착 지지된다.
도 9는 도 1에서 설명한 진동 자이로 소자(1)에 있어서, 웨이트부(16a, 16b, 17a, 17b)를 설치하지 않는 형태이다.
진동 자이로 소자(6)에는 베이스부(10)의 4개소의 각부로부터 상기 검출용 진동 아암(11a, 11b)과 직교하는 방향으로 도면 중 좌우 양측으로 연장되고, 도중에 상기 검출용 진동 아암(11a, 11b)과 평행하게 연장되는 L자형의 들보(70a, 70b, 71a, 71b)가 설치되어 있다. 들보(70a, 70b)의 선단은 지지부(72a)에 연결되고, 들보(71a, 71b)는 지지부(72b)에 연결되어 있다.
이 1쌍의 지지부(72a, 72b)는, 각 검출용 진동 아암(11a, 11b)이 연장되는 방향으로 검출용 진동 아암(11a, 11b)의 외측 또한 구동용 진동 아암(14a, 14b, 15a, 15b)의 사이에 배치되어 있다.
진동 자이로 소자(6)는, 상술한 실시형태와 동일한 지지 구조이며, 지지부(72a, 72b)를 도전성 접착제 등의 고정 부재에 의해 지지대에 접착 지지된다.
이렇게, 진동 자이로 소자의 재료인 수정은 고유의 탄성을 갖고 있는데, 베이스부(10)로부터 연장되는 들보의 길이 및 형상을 적절하게 변화시킴으로써, 들보의 탄성을 조정할 수 있다. 이로부터, 베이스부(10)의 진동이 지지부에 전달되는 것을 억제하여, 안정된 구동 진동 및 검출 진동을 얻을 수 있다.
이상의 진동 자이로 소자의 변형예에 있어서도, 본 실시형태에서 설명한 것과 동일한 작용을 갖고, 동일한 효과를 누릴 수 있다.
또한, 본 실시형태의 진동 자이로 소자는 포토리소그래피 기술을 사용한 에칭 가공에 의해 일체로 형성할 수 있고, 또 1장의 수정 웨이퍼로 다수의 진동 자이로 소자를 형성할 수 있다.
또, 진동 자이로 소자의 재료로서, 다른 압전 재료인 탄탈산리튬(LiTaO3) 또는 니오브산리튬(LiNbO5) 등을 이용해도 된다. 또한, 압전 재료뿐만 아니라 엘린바재(elinvar material)로 대표되는 항탄성 재료를 사용해 실시하는 것도 가능하다.
이 구성에 의하면, 진동 자이로 소자의 베이스부로부터 연장된 들보와, 이 들보를 연결하는 지지부를 형성함으로써, 지지부의 면적을 크게 확보할 수 있다. 그리고, 이 지지부를 접착 지지함으로써 각속도 검출 감도를 유지하면서 지지 강도를 향상시킬 수 있다. 또, 지지부를 검출용 진동 아암이 연장되는 방향으로 검출용 진동 아암의 외측 또한 구동용 진동 아암의 사이에 배치함으로써, 진동 자이로 소자의 소형화를 가능하게 한다.

Claims (6)

  1. 베이스부와,
    상기 베이스부로부터 직선형으로 양측으로 연장된 1쌍의 검출용 진동 아암과,
    상기 베이스부로부터 양측으로 상기 검출용 진동 아암에 직교하는 방향으로 연장된 1쌍의 연결 아암과,
    상기 각 연결 아암의 선단부로부터 그것과 직교하여 양측으로 연장된 각 1쌍의 구동용 진동 아암과,
    상기 베이스부로부터 상기 각 검출용 아암을 따라 연장되는 2쌍의 들보(beam)와,
    같은 방향으로 연장된 상기 각 들보가 연결된 1쌍의 지지부를 동일 평면에 구비하고,
    상기 지지부를, 상기 각 검출용 진동 아암이 연장되는 방향으로, 상기 검출용 진동 아암의 외측, 또한 상기 구동용 진동 아암의 사이에 배치한 것을 특징으로 하는 진동 자이로 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출용 진동 아암의 길이는 상기 구동용 진동 아암의 길이보다 짧게 형성된 것을 특징으로 하는 진동 자이로 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 1쌍의 지지부는 진동 자이로 소자의 무게중심에 대해 회전 대칭인 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 자이로 소자.
  4. 제1항 또는 제2항에 기재된 진동 자이로 소자와,
    상기 진동 자이로 소자가 재치(載置)되는 지지대와,
    상기 진동 자이로 소자의 상기 지지부와 지지대를 고정하기 위한 고정 부재 를 구비하는 것을 특징으로 하는 진동 자이로 소자의 지지 구조.
  5. 제4항에 있어서, 상기 고정 부재는 탄성을 갖는 재료인 것을 특징으로 하는 진동 자이로 소자의 지지 구조.
  6. 제1항 또는 제2항에 기재된 진동 자이로 소자와,
    상기 진동 자이로 소자가 재치되는 지지대와,
    상기 진동 자이로 소자의 상기 지지부와 지지대를 고정하기 위한 고정 부재와,
    상기 진동 자이로 소자를 구동 진동시키기 위한 구동 회로와,
    상기 진동 자이로 소자에 각(角)속도가 가해졌을 때 상기 진동 자이로 소자에 발생하는 검출 진동을 검출하는 검출 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 자이로 센서.
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