[發明專利]彎曲振動片以及電子設備

有效

• 申請號: 201210212645.2
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102840858A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 志村匡史;菊池尊行
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G01C19/5607
• 分類號: G01C19/5607
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;張彬

技術領域

本發明涉及一種彎曲振動片以及使用了彎曲振動片的各種電子設備。

背景技術

一直以來，在數碼照相機、攝像機、導航裝置、車身勢態檢測裝置、指示設備、游戲控制器、移動電話、頭載式顯示器等各種電子設備中，作為對角速度、角加速度、加速度、力等的物理量進行檢測的傳感器，使用了彎曲振動片的壓電振動陀螺儀被廣泛地應用。壓電振動陀螺儀用的彎曲振動片中，開發并提出了多種結構的彎曲振動片。例如，已知一種通過基座而將作為被驅動對和檢測對的兩對叉狀部件連結在一起的、角速度傳感器用的雙側音叉型彎曲振動片（例如，參照專利文獻1）。

此外，已知一種如下的雙側音叉型的旋轉速度傳感器，即，將一對驅動用激勵分支和一對檢測用檢測分支結合在框架的一側及其相反側，并經由懸架裝置而將該框架結合在安裝基部上，所述安裝基部隔著開口而被配置在所述框架的內側（例如，參照專利文獻2）。受到了科里奧利的加速度的激勵分支的振動使框架產生隨時間變化的扭轉且使該扭轉被傳遞，從而使檢測分支振動。雖然安裝基部通過粘合劑等而被固定在外殼的安裝結構體上，但其與框架之間的懸架裝置，使彎曲振動片的壓電材料的熱膨脹率和外殼的材料的熱膨脹率的不符對音叉的振動造成的影響成為最低。

由于在將所涉及的雙側音叉型彎曲振動片小型化的情況下，振動臂的質量減小，因此所產生的科里奧利力減小，從而有可能使角速度傳感器的靈敏度下降。因此，已知一種通過如下的方式來實現角速度傳感器的高靈敏度化的技術，所述方式為，在振動臂的支承部側的端部上設置槽以使其剛性降低，從而使驅動模式下的驅動用振動臂的力矩增大進而使科里奧利力增大的方式，或者，在對驅動用振動臂與檢測用振動臂進行連結的支承部上設置孔以使其剛性降低，從而使驅動用振動臂的振動有效地傳遞至檢測用振動臂的方式（例如，參照專利文獻3）。

作為雙側音叉型以外的壓電振動陀螺儀用的彎曲振動片，已知一種所謂的雙T字型的結構（例如，參照專利文獻4）。該彎曲振動片具有如下的結構，即，關于通過從中央的支承部起向相反方向延伸的一對檢測用振動臂而構成的檢測振動系統，以左右對稱的方式配置大致T字型的兩個驅動振動系統，所述兩個驅動振動系統分別具有向相反方向延伸的一對驅動用振動臂。

圖9概要地圖示了現有的雙音叉型彎曲振動片的典型示例。在該圖中，彎曲振動片1具有：一對的驅動用振動臂3，其從中央處的支承部2起向一側平行地延伸；一對的檢測用振動臂4，其向所述驅動用振動臂3的相反側平行地延伸。在支承部2上，從驅動用振動臂3的驅動電極（未圖示）引出的驅動用電極襯墊5，在各個所述驅動用振動臂的基端附近各配置有一個。而且，在所述支承部上，從檢測用振動臂4的檢測電極（未圖示）引出的檢測用電極襯墊6，在各個所述檢測用振動臂的基端附近各配置有兩個。

在向所述驅動電極施加預定的交流電壓時，驅動用振動臂3將在與其主面相同在XY面內以相互反向的方式進行彎曲振動。當在該驅動模式的狀態下彎曲振動片1繞長度方向上的Y軸而旋轉時，與所述彎曲振動片1的角速度相對應的科里奧利力將發揮作用，從而驅動用振動臂3將在與主面垂直的Z軸方向上以相互反向的方式進行彎曲振動，并且與該彎曲振動共振，檢測用振動臂4同樣在Z軸方向上以相互反向的方式進行彎曲振動。通過由檢測用電極襯墊6取得此時在檢測用振動臂4的所述檢測電極之間產生的電位差，從而求出彎曲振動片1的所述旋轉及其角速度等。

圖10概要地圖示了圖9中的雙音叉型彎曲振動片的改變例。如上述專利文獻2、3所述，該圖中的彎曲振動片1′在支承部2的大致中央處形成有矩形的貫穿孔7。由此，由于在檢測模式下驅動用振動臂3的面外振動有效地進行傳送而使檢測用振動臂4振動，因此提高了傳感器的檢測靈敏度。

在驅動用振動臂3進行面內振動的驅動模式的狀態下，從檢測用電極襯墊6輸出的檢測信號應該為零，并且優選為零。然而，可知在圖9或圖10的任一情況下，當將彎曲振動片1小型化時，盡管該彎曲振動片未繞Y軸旋轉，也存在從檢測用電極襯墊6輸出錯誤信號的情況。所涉及的驅動模式下的錯誤檢測信號的輸出有可能使角速度傳感器的檢測靈敏度以及精度劣化。