[发明专利]振动片、角速度传感器以及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及具有驱动臂和检测臂，用于通过检测振动或位移来检测物体的角速度的振动片，使用该振动片的角速度传感器，以及使用该角速度传感器的电子设备。

背景技术

近年来，作为充实车辆中的车体控制和汽车导航系统的自车位置检测、数码相机或数码摄像机等的振动控制校正功能(所谓抖动校正)等的角速度传感器的振动陀螺仪传感器(以下称作振动陀螺仪)被广泛利用。振动陀螺仪是如下部件：利用由作为高弹性材料的石英等压电性单晶体构成的陀螺仪振动片，检测由于物体的摆动或旋转等振动而在陀螺仪振动片的一部分上产生的电信号作为角速度，并计算旋转角来求出物体的位移。

针对搭载这种振动陀螺仪的电子设备，近年来伴随高功能化的要求日益增高，在振动陀螺仪中，强烈要求实现更高精度的角速度检测的高灵敏度化，乃至在推进电子设备的小型化进展中强烈要求薄型化(低高度)和节省面积等的小型化。

作为用于振动陀螺仪的振动片(陀螺仪元件)，以往以来广泛利用所谓音叉型的压电振动片(例如参照专利文献1)。专利文献1记载的振动片包括由石英构成的基部、和从基部的一端部起被分成两个分叉而平行延伸的一对振动臂。在各振动臂的第1表面设置有提供对振动臂进行激励的驱动电压的驱动电极(激励电极)，在垂直于第1表面的侧面设置有检测电极。并且，能够通过对驱动电极施加驱动信号(激励信号)，使振动臂振动。在此，在对该振动片施加驱动信号来使振动臂在沿第1表面的方向振动(面内振动)时，如果将振动臂的延伸方向的轴设为检测轴而使其旋转，则振动臂通过科里奥利力在垂直于第1表面的方向振动(面外振动)。该面外振动的振幅与振动片的旋转速度成比例，因而能够作为角速度进行检测。

振动陀螺仪具有将作为电子部件的IC芯片气密密封在作为底座基板的封装内的结构，所述作为电子部件的IC芯片具有上述那样的振动片、驱动该振动片使之振动的驱动电路、以及对在施加角速度时在振动片产生的检测振动进行检测的检测电路。即，例如与专利文献1所示的、具有以往广泛应用的压电振动片的压电振动器件具有相同的结构(例如参照专利文献2)。

在专利文献2记载的压电振动器件(石英振荡器)中，振动片(压电振动板)、和与该振动片一起构成振荡电路的作为电子部件的IC芯片(集成电路元件)被接合在封装(陶瓷封装)内，并被气密密封。

构成封装收纳部的封装底座具有上部开口的凹部。此外，在凹部设置多个阶梯，在由其中的一个阶梯形成的下部收纳部利用引线接合法等接合有IC芯片，在由其他阶梯形成的上部收纳部，通过例如导电性粘接剂等接合部件接合有振动片。

【专利文献1】日本特开平5-256723号公报

【专利文献2】日本特开2006-54602号公报

但是，在专利文献1记载的陀螺仪振动片的结构中，只能处理相对于一个检测轴的旋转角速度检测，因此为了检测相对于其他检测轴的旋转角速度，例如，需要垂直竖立配置振动片。此外，为了利用一个角速度传感器实现相对于多个检测轴的旋转角速度检测，需要在一个角速度传感器中内置多个振动片，因此存在不利于角速度传感器的低高度和节省面积等的小型化的问题。

此外，在专利文献1记载的陀螺仪振动片的结构中，在同一振动臂上接近配置驱动电极和检测电极，因此存在驱动振动和检测振动可能耦合从而使检测精度劣化的问题。

发明内容

本发明正是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式或应用例来实现。

[应用例1]本应用例的振动片的特征在于，具有：基部；第1驱动臂，其从所述基部的第1轴方向的一端起沿所述第1轴方向延伸；第2驱动臂，其从所述基部的所述第1轴方向的另一端起沿所述第1轴方向延伸；驱动电极，其分别设置于所述第1驱动臂和所述第2驱动臂；检测臂，其从所述基部起沿垂直于所述第1轴方向的第2轴方向延伸；检测电极，其设置于所述检测臂；以及支撑部，其从所述基部起延伸，所述支撑部被设置成包围所述检测臂。

能够将上述应用例的振动片用于角速度传感器。根据上述应用例的振动片，具有沿第1轴方向延伸形成的第1和第2驱动臂、以及沿垂直于该第1轴方向的第2轴方向延伸的检测臂，因此例如能够在与元件同一平面内使第1驱动臂和第2驱动臂振动(面内振动)的状态下，检测由于与第1和第2驱动臂的面内振动垂直的方向的面内振动方向和面外振动方向的科里奥利力而造成的检测臂的挠曲。由此，能够通过1个振动片，在水平配置振动片的状态下进行相对于多个检测轴的旋转角速度检测，因此能够实现低高度和面积节省等的小型化，同时能够实现相对于多个检测轴的角速度检测。