[发明专利]角速度传感器及电子机器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于例如摄像机的手抖检测或虚拟现实(virtual reality)装置中的动作检测、汽车导航系统中的方向检测等的角速度传感器，尤其涉及一种具备三个振子臂的三音叉型的角速度传感器。

背景技术

以往，作为民用的角速度传感器，一种所谓的振动型陀螺仪传感器被广泛使用，其将振子通过规定的共振频率进行振动，并通过使用压电元件等对由于角速度的影响而产生的哥氏力(Coriolisforce)进行检测，从而检测角速度。振动型陀螺仪传感器具有简单的机构，短的起动时间、可低廉制造的优点，其被安装在例如，摄像机、虚拟现实装置、汽车导航系统等的电子机器中，并在分别进行手抖检测、动作检测、方向检测等时将其作为传感器被使用。

振动型陀螺仪传感器伴随着被安装的电子机器的小型化、高性能化，也被要求小型化、高性能化。存在以下要求：例如，由于电子机器的多功能化，和用于其他用途的各种传感器配合并被安装在同一集合基板上，并实现小型化。一般为以下这种技术(例如，参照专利文献1)：在进行该小型化的基础上，使用硅(Si)等的单结晶基板和在半导体制造领域所使用的薄膜形成工艺以及光刻技术来形成构造体，并使用被称为MEMS的加工技术。

在下面的专利文献1中公开了一种悬臂梁型角速度传感器，其在构成振子的单一臂部的一个表面上通过压电膜分别形成有激励用的驱动电极和角速度检测用的检测电极。该角速度传感器沿与压电膜的形成面相垂直方向激励臂部，并将与压电膜的形成面相平行的方向的振动成分作为角速度的检测方向。

而且，在下面的专利文献2中公开了一种音叉型的角速度传感器，其在构成振子的两个臂部的各自一个表面上通过压电膜分别形成有激励用的驱动电极和角速度检测用的检测电极。该角速度传感器沿与压电膜的形成面水平的方向激励臂部，并将向与压电膜的形成面相垂直的方向的振动作为角速度的检测方向。此外，在下面的专利文献3中公开了一种包括三个构成振子的剖面为三角形状臂部的三音叉型的角速度传感器，将这些臂部的排列方向作为激励方向，并将与此相垂直的方向的振动作为角速度检测方向。

专利文献1：日本特开2005-241382号公报

专利文献2：日本特开2006-17569号公报

专利文献3：日本特开2001-124561号公报

但是，在上述专利文献1中所记述的悬臂梁构造的角速度传感器中存在以下问题：当臂部的激励时，在该臂部的根部位上发生转距，并通过将由于该原因而引起的振动传递到支撑臂部的基部，从而使角速度检测特性劣化。

而且，在上述专利文献2、3所记述的音叉型的角速度传感器中，由于作为基本模式的各臂部的激励状态是以沿压电膜的形成面的方向进行激起振动的状态，所以基于压电膜的激起振动的刚心位于从振子的重心偏离的位置。因此，当由于干扰信号的重叠产生驱动频率偏移时，共振状态的振子的振动面易于偏离。其结果是，即使在不产生角速度的状态下，由于检测输出产生变动，从而有噪声会显著增加的问题。

发明内容

本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种可抑制向支撑臂部的基板的振动泄漏，并对噪声抵抗强的角速度传感器及安装其的电子机器。

并且，本发明进一步提供了一种可以避免由于冲击等的加速度成分而引起产生噪声的角速度传感器及电子机器。

为了解决上述问题，本发明的角速度传感器包括：基部；三个臂部，从上述基部一体地沿大致同一方向延伸；压电膜，形成在上述各臂部的一个表面上；驱动电极，用于激励，形成在上述三个臂部中的至少位于外侧的两个臂部的上述压电膜上；以及检测电极，用于角速度检测，形成在上述三个臂部中的至少位于中央的臂部的上述压电膜上，其中，上述三个臂部中位于外侧的两个臂部以同相进行激励，位于中央的臂部以和位于上述外侧的两个臂部反相进行激励，同时，上述驱动电极对上述臂部沿和上述压电膜的形成面相垂直的第一方向进行激励，上述检测电极对沿与上述臂部的上述压电膜的形成面相平行的第二方向的振动进行检测。

所述三个臂部构成音叉型的振子。在这三个臂部中、位于外侧的两个臂部中，通过当对驱动电极施加驱动频率的交流信号时所产生的压电膜的反压电效应，激起成为基本模式的振动。而且，在这三个臂部中、位于中央的臂部上所形成的检测电极通过压电膜的压电效应，对与产生角速度时所发生的振动面相垂直的方向的振动成分进行检测，并将其作为角速度信号进行输出。