CN109477719A - 角速度传感器、传感器元件以及多轴角速度传感器 - Google Patents
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Abstract
角速度传感器具有压电体、驱动电路以及检测电路。压电体具有一对框体、一对驱动臂以及一对检测臂。一对框体在正交坐标系xyz的y轴方向上相互对置。一对驱动臂分别架设于一对框体之间,且在x轴方向上相互对置。一对检测臂在x轴方向上成为一对驱动臂之间的位置处从一对框体向y轴方向延伸。驱动电路向一对驱动臂施加相互相反的相位的电压,以使得一对驱动臂在x轴方向上向相互相反侧弯曲并振动。检测电路检测通过一对检测臂在z轴方向上的弯曲变形而产生的信号。
Description
技术领域
本公开涉及角速度传感器、该角速度传感器所使用的传感器元件、以及包括所述角速度传感器的多轴角速度传感器。
背景技术
作为角速度传感器,公知所谓的压电振动式的角速度传感器(例如专利文献1)。在该传感器中,向压电体施加交流电压来激发压电体。若该被激发的压电体旋转,则以与旋转速度(角速度)相应的大小,在与激发方向正交的方向上产生科里奥利力,借助该科里奥利力,压电体也会振动。而且,通过检测根据该科里奥利力引起的压电体的变形而产生的电信号,从而能够检测压电体的角速度。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特表2003-510592号公报
发明内容
本公开的一方式所涉及的角速度传感器具有压电体、驱动电路和检测电路。所述压电体具有一对框体、一对驱动臂以及一对第一检测臂。所述一对框体在正交坐标系xyz的y轴方向上相互对置。所述一对驱动臂分别架设于所述一对框体之间,且在x轴方向上相互对置。所述一对第一检测臂在x轴方向上成为所述一对驱动臂之间的位置处从所述一对框体向y轴方向延伸。所述驱动电路向所述一对驱动臂施加相互相反的相位的电压,以使得所述一对驱动臂在x轴方向上向相互相反侧弯曲并振动。所述检测电路检测通过所述一对第一检测臂在z轴方向或者x轴方向上的弯曲变形而产生的信号。
本公开的一方式所涉及的传感器元件具有压电体、多个激发电极、多个检测电极和多个布线。所述压电体具有一对框体、一对驱动臂以及一对第一检测臂。所述一对框体在正交坐标系xyz的y轴方向上相互对置。所述一对驱动臂分别架设于所述一对框体之间,且x轴方向上相互对置。所述一对第一检测臂在x轴方向上成为所述一对驱动臂之间的位置处从所述一对框体向y轴方向延伸。所述多个激发电极以能施加在x轴方向上激发所述一对驱动臂的电压的配置被设置。所述多个检测电极以能检测通过所述一对第一检测臂在z轴方向或者x轴方向上的振动而产生的信号的配置被设置。所述多个布线将所述多个激发电极连接,以使得从所述多个激发电极向所述一对驱动臂施加相互相反的相位,以便所述一对驱动臂在x轴方向上向相互相反侧弯曲并振动。
本公开的一方式所涉及的多轴角速度传感器具有:检测正交坐标系xyz的绕x轴的角速度的x轴传感器;检测绕y轴的角速度的y轴传感器;和检测绕z轴的角速度的z轴传感器。所述x轴传感器是上述一方式所涉及的角速度传感器。所述y轴传感器具有压电体、y轴驱动电路和y轴检测电路。所述y轴传感器的所述压电体具有向y轴方向延伸的y轴驱动臂以及y轴检测臂。所述y轴驱动电路向所述y轴驱动臂施加电压,以使得所述y轴驱动臂在x轴方向上进行振动。所述y轴检测臂检测通过所述检测臂在z轴方向上的弯曲变形而产生的信号。所述z轴传感器是上述一方式所涉及的角速度传感器。
附图说明
图1是表示本公开的实施方式所涉及的传感器元件的立体图。
图2的(a)是将图1的传感器元件的一部分放大来表示的立体图,图2的(b)是图2的(a)的IIb-IIb线处的剖视图。
图3的(a)、图3的(b)、图3的(c)以及图3的(d)是用于说明图1的传感器元件的作用的示意图。
图4的(a)是将第二实施方式所涉及的传感器元件的一部分放大来表示的立体图,图4的(b)是图4的(a)的IVb-IVb线处的剖视图。
图5的(a)以及图5的(b)是用于说明图4的(a)的传感器元件的作用的示意图。
图6是表示第三或者第四实施方式所涉及的传感器元件的结构的俯视图。
图7的(a)、图7的(b)、图7的(c)以及图7的(d)是用于说明图6的传感器元件的作用的示意图。
图8的(a)是表示第五实施方式所涉及的传感器元件的俯视图,图8的(b)是表示第六实施方式所涉及的传感器元件的俯视图。
图9是表示多轴角速度传感器的结构的俯视图。
图10的(a)、图10的(b)、图10的(c)以及图10的(d)是用于说明图9的多轴角速度传感器所包含的y轴传感器的作用的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本公开所涉及的实施方式。需要说明的是,以下的附图是示意性的图。因此,有时细节被省略,还有,尺寸比率等未必一定要和现实的尺寸比率一致。再有,多个附图相互的尺寸比率也未必一定要一致。
再者,在各图中,为了方便说明而赋予正交坐标系xyz。需要说明的是,正交坐标系xyz是基于传感器元件(压电体)的形状来定义的。即,x轴、y轴以及z轴未被限于表示晶体的电气轴、机械轴以及光轴。传感器元件也可以将任意的方向作为上方或者下方来使用,但以下为了方便,有时将z轴方向的正侧作为上方,并使用上表面或者下表面等的用语。再有,在简称为俯视的情况下,如无特别说明,设为在z轴方向进行观察。
关于相同或者类似的结构,有时如“驱动臂7A”、“驱动臂7B”那样,赋予相互不同的字母表的附加符号,还有该情况下有时简称为“驱动臂7”,对这些不加以区别。
在第二实施方式以下,针对与已经说明过的实施方式的结构共用或者类似的结构,使用对已经说明过的实施方式的结构赋予的符号,还有有时会省略图示或说明。需要说明的是,针对与已经说明过的实施方式的结构对应(类似)的结构,在赋予了与已经说明过的实施方式的结构不同的符号的情况下,如无特别说明的方面,也和已经说明过的实施方式的结构同样。
<第一实施方式>
图1是表示第一实施方式所涉及的角速度传感器51的结构(特别是传感器元件1)的立体图。其中,在该图中,设置于传感器元件1的表面的导电层的图示基本上被省略。
角速度传感器51例如是检测绕x轴的角速度的压电振动式,具有传感器元件1、和支承传感器元件1的多个(图示的例子中四个)端子2。传感器元件1具有压电体3。在向压电体3施加电压而压电体3发生振动的状态下,若压电体3旋转,则在压电体3会产生基于科里奥利力的振动。通过检测因基于该科里奥利力的振动而产生的电压,从而能检测角速度。具体地说,如下所述。
(压电体的形状)
压电体3例如其整体一体地形成。压电体3既可以是单晶体,也可以是多晶体。再有,适宜地选择压电体3的材料为佳,例如,是水晶(SiO2),LiTaO3、LiNbO3、PZT或者硅。
在压电体3中,电气轴乃至极化轴(以下,有时代表两者而仅提到极化轴。)设定为与x轴一致。需要说明的是,极化轴也可以在规定的范围(例如15°以内)内相对于x轴倾斜。再有,在压电体3为单晶体的情况下,机械轴以及光轴可以被设为适宜的方向,但例如将机械轴设为y轴方向,将光轴设为z轴方向。
压电体3例如,作为整体而将厚度(z轴方向)设为恒定。再有,压电体3例如相对于与y轴平行的未图示的对称轴形成为线对称的形状,并且相对于与x轴平行的未图示的对称轴形成为线对称。
压电体3,例如具有一对框体5A以及5B、架设在一对框体5的一对驱动臂7A以及7B、以及从一对框体5延伸的一对检测臂9A以及9B。
一对驱动臂7是通过施加电压(电场)而被激发的部分。检测臂9是通过科里奥利力进行振动,并生成与角速度相应的电信号(例如电压)的部分。框体5是有助于振动从驱动臂7向检测臂9的传递的部分。
一对框体5在y轴方向上相互对置。各框体5例如设为在x轴方向上以直线状延伸的长条状。框体5的剖面形状例如为大体矩形。框体5的宽度(y轴方向)以及厚度(z轴方向)也可以任意一个比另一方大。其中,框体5如后述,预定为在俯视中挠曲变形。因此,框体5的宽度可以较小。例如,框体5的宽度可以设为框体5的厚度的2倍以下、或者1倍以下。再有,例如框体5的长度以及宽度可以被调整为:挠曲变形的固有频率接近驱动臂7的通过电压施加而被激发的方向上的固有频率、以及/或者检测臂9的通过科里奥利力而发生振动的方向上的固有频率。
一对驱动臂7架设于一对框体5,在x轴方向上相互对置。因此,一对框体5以及一对驱动臂7作为整体构成包围开口的框形状(环形状)。各驱动臂7例如设为在y轴方向上以直线状延伸的长条状。一对框体5与一对驱动臂7,例如在相互的两端彼此连接,由此构成矩形。
可以适宜地设定驱动臂7的具体的形状等。例如,驱动臂7在其长度方向的中央,使宽度比其他部分更宽。即,驱动臂7具有:从一对框体5延伸的一对主体部7a;和位于一对主体部7a之间且宽度比一对主体部7a宽的宽幅部7b。主体部7a,例如遍及其长度方向的大体整体,剖面形状恒定。其中,驱动臂7也可以不设置上述那样的宽幅部7b,遍及其长度方向的大体整体,剖面形状恒定。主体部7a以及宽幅部7b的剖面形状(xz平面)例如是矩形的。
驱动臂7如后述,在x轴方向上被激发。因此,对于驱动臂7而言,若其宽度(x轴方向)增大,则激发方向(x轴方向)上的固有频率升高,若其长度(其他观点中为质量)增大,则激发方向上的固有频率降低。驱动臂7的各种尺寸,例如被设定为驱动臂7的激发方向上的固有频率接近想要激发的频率。
一对检测臂9从一对框体5向y轴方向延伸,其前端被设为自由端。再有,一对检测臂9例如向一对框体5的内侧(一对框体5之间)延伸。检测臂9的与框体5对应的连接位置(x轴方向),位于一对驱动臂7之间,例如,位于其间的中央。
可适宜地设定检测臂9的具体的形状等。例如,检测臂9被设为在前端侧部分其宽度(x轴方向)加宽的锤形状。即,检测臂9具有主体部9a和位于主体部9a的前端且宽度比主体部9a宽的宽幅部9b。主体部9a,例如,遍及其长度方向的大体整体,剖面形状是恒定的。其中,检测臂9也可以不设置上述那样的宽幅部9b,遍及其长度方向的整体,剖面形状恒定。主体部9a以及宽幅部9b的剖面形状(xz平面)例如为矩形。
检测臂9如后述,在本实施方式中,通过科里奥利力而在z轴方向上振动。因此,对于检测臂9而言,若其厚度(z轴方向)增大,则振动方向(z轴方向)上的固有频率升高,若其长度(其他观点中为质量)增大,则激发方向山的固有频率降低。检测臂9的各种尺寸,例如设定为检测臂9的振动方向山的固有频率接近驱动臂7的激发方向上的固有频率。
(焊盘以及端子)
多个端子2是用于将传感器元件1安装到未图示的安装基体(例如封装件的一部分或者电路基板)的构件。多个端子2例如构成为:允许多个端子2与传感器元件1的接合位置的平行移动以及/或者旋转移动,进而能允许后述的压电体3的振动,以弹性支承传感器元件1。图示的例子中,端子2由厚度以及宽度较小、另外具有适宜的弯曲部的长条状的板材构成。
传感器元件1,例如使其下表面与未图示的安装基体对置地配置。多个端子2例如一端侧部分与在压电体3的表面(例如下表面)设置的多个焊盘13接合,另一端侧部分与未图示的安装基体的焊盘接合。由此,能进行传感器元件1与安装基体的电连接,还有,传感器元件1(压电体3)在能振动的状态下被支承。
多个焊盘13的压电体3中的位置可适宜地设定。图示的例子中,图示在一对框体(两边)设置四个焊盘13的方式。除此以外,例如也可以在一对驱动臂7(两边)设置四个焊盘13,或在一对框体5以及一对驱动臂7(四边)设置四个焊盘13,或在一对框体5以及一对驱动臂7所成的四个角部设置四个焊盘13。
(激发电极、检测电极以及布线)
图2的(a)是将传感器元件1的一部分放大来表示的立体图。再有,图2的(b)是图2的(a)的IIb-IIb线处的剖视图。
传感器元件1具有:用于向驱动臂7施加电压的激发电极15A以及15B;用于取出在检测臂9产生的信号的检测电极17A以及17B;以及将这些连接的多个布线19。这些构件由在压电体3的表面形成的导体层构成。导体层的材料,例如是Cu、Al等的金属。
需要说明的是,激发电极15以及检测电极17的附加符号A、B是基于正交坐标系xyz而被赋予的。因此,如后述,一个驱动臂7的激发电极15A和另一驱动臂7的激发电极15A未必一定要是相同电位。对于激发电极15B、检测电极17A以及17B而言也是同样的。
激发电极15A在各驱动臂7上分别设置于上表面以及下表面(与z轴方向的两侧面对的一对面)。再有,激发电极15B在各驱动臂7上分别设置于一对侧面(与x轴方向的两侧面对的一对面)。
一对激发电极15A以及一对激发电极15B,例如分别设置于各驱动臂7的两个主体部7a上(每一根驱动臂7各设置八个激发电极15)。各驱动臂7上,一方的主体部7a的一对激发电极15A和另一方的主体部7a的一对激发电极15A通过布线19来连接。同样地,在各驱动臂7上,一方的主体部7a的一对激发电极15B和另一方的主体部7a的一对激发电极15B通过布线19来连接。
虽然并未特别图示,但各驱动臂7上,也可以遍及其长度方向的大体整体(没有区别两个主体部7a),设置一对激发电极15A以及/或者一对激发电极15B。例如,也可以每一根驱动臂7各设置四个激发电极15。特别是,在未设置宽幅部7b的方式中,上述那样的遍及各驱动臂7的长度方向整体的激发电极15的形成较为容易。
根据上述所能理解的,在激发电极15的说明中,未必一定要区别是否按每个主体部7a来设置激发电极15。以下,即便按每个主体部7a来设置一对激发电极15A以及一对激发电极15B,有时也表现为在一根驱动臂7设置一对(两个)激发电极15A以及一对(两个)激发电极15B。
在各驱动臂7(各主体部7a)的上下左右的各面上,激发电极15,例如形成为覆盖各面的大部分。其中,激发电极15A以及15B的至少一方(在本实施方式中为激发电极15A)在宽度方向上比各面更小地形成,以使得相互不会短路。再有,驱动臂7的框体5侧以及宽幅部7b侧的一部分也可以被设为激发电极15的非配置位置。
各驱动臂7(各主体部7a)上,一对激发电极15A,例如被设为相互相同的电位。例如,一对激发电极15A通过布线19而被相互连接。再有,各驱动臂7上,一对激发电极15B,例如被设为相互相同的电位。例如,两个激发电极15B通过压电体3上的布线等而被相互连接。
上述那样的激发电极15的配置以及连接关系中,若向激发电极15A与激发电极15B之间施加电压,则例如在驱动臂7,产生从上表面朝着一对侧面(x轴方向的两侧)的电场以及从下表面朝着一对侧面的电场。另一方面,极化轴与x轴方向一致。因此,若着眼于电场的x轴方向的分量,则在驱动臂7之中的x轴方向的一侧部分中,电场的朝向与极化轴的朝向一致,在另一侧部分中电场的朝向与极化轴的朝向相反。
其结果是,驱动臂7之中的x轴方向的一侧部分在y轴方向上收缩,另一侧部分在y轴方向上伸长。而且,驱动臂7如双金属那样向x轴方向的一侧弯曲。若被施加给激发电极15A以及15B的电压被设为相反,则驱动臂7会向相反方向弯曲。根据上述那样的原理,若对激发电极15A以及15B施加交流电压,则驱动臂7在x轴方向上振动。
需要说明的是,虽然未特别图示,但在驱动臂7的上表面以及/或者下表面,设置沿着驱动臂7的长度方向延伸的1个以上的凹槽(该凹槽也可以是凹部在驱动臂7的长度方向排列而构成),激发电极15A也可以遍及该凹槽内地设置。该情况下,激发电极15A与激发电极15B夹着凹槽的壁部而在x轴方向上对置,激发的效率得以提高。
一对驱动臂7中,驱动臂7A的激发电极15A与驱动臂7B的激发电极15B被设为相同电位,驱动臂7A的激发电极15B与驱动臂7B的激发电极15A被设为相同电位。例如,应该被设为相同电位的激发电极15彼此通过布线19来连接。
因此,在上述那样的连接关系中,若向激发电极15A与激发电极15B之间施加交流电压,则一对驱动臂7变成被施加相互相反的相位的电压,进行振动,以使得在x轴方向上朝相互相反的朝向挠曲变形。
检测电极17A在各检测臂9上,分别设置在面对x轴方向的负侧的面之中的z轴方向的正侧(例如比该面的中央更靠正侧)的区域、以及面对x轴方向的正侧的面之中的z轴方向的负侧(例如比该面的中央更靠负侧)的区域。检测电极17B在检测臂9上,分别设置在面对x轴方向的负侧的面之中的z轴方向的负侧(例如比该面的中央更靠负侧)的区域、以及面对x轴方向的正侧的面之中的z轴方向的正侧(例如比该面的中央更靠正侧)的区域。
需要说明的是,图2的(a)以及图2的(b)仅表示检测臂9B,但在检测臂9A以及后述的其他实施方式中的检测臂9中也是同样的。即,检测电极17的附加符号A对应于-x的侧面的+z的区域以及+x的侧面的-z的区域,检测电极17的附加符号B对应于-x的侧面的-z的区域以及+x的侧面的+z的区域。
检测臂9的各侧面上,检测电极17A以及17B空出适宜的间隔地沿着检测臂9延伸,以使得相互不会短路。各检测臂9中,两个检测电极17A彼此被连接,两个检测电极17B彼此被连接。连接,例如通过多个布线19来进行。
上述那样的检测电极17的配置以及连接关系中,若检测臂9在z轴方向挠曲变形,则例如会产生与z轴方向平行的电场。即,检测臂9的各侧面中,在检测电极17A与检测电极17B之间产生电压。电场的朝向是由极化轴的朝向和弯曲的朝向(z轴方向的正侧或者负侧)来决定的,在x轴方向的正侧部分与负侧部分是相互相反的。向检测电极17A以及检测电极17B输出该电压(电场)。若检测臂9在z轴方向上振动,则电压被检测为交流电压。需要说明的是,电场既可以是如上述与z轴方向平行的电场为主导,也可以是与x轴方向平行且在z轴方向的正侧部分与负侧部分中为相互相反朝向的电场的比例较大。无论是哪一个,在检测电极17A与检测电极17B之间都会产生与检测臂9向z轴方向的挠曲变形对应的电压。
需要说明的是,虽然未特别图示,但也可以在检测臂9形成从上表面向下表面贯通并沿着检测臂9的长度方向延伸的1条以上的贯通槽(狭缝)。而且,在被贯通槽分割开的多个长条状部分的每一个中,也可以如图示例的检测臂9那样,配置以及连接检测电极17A以及17B。该情况下,多个检测电极17与仅设置于检测臂9的外侧面的情况相比较,作为整体的面积增大。其结果是,能够将检测臂9中产生的电荷有效地作为电信号来取出。
一对检测臂9中,在本实施方式中,检测臂9A的检测电极17A与检测臂9B的检测电极17B被连接,检测臂9A的检测电极17B与检测臂9B的检测电极17A被连接。连接,例如是通过多个布线19来进行的。
上述那样的连接关系中,在一对检测臂9在z轴方向上向相互相反侧挠曲地发生了振动时,两者中产生的信号被叠加。
布线19如上述那样连接激发电极15以及检测电极17。再有,将从电位的观点来看被分为两组的激发电极15、从电位的观点来看被分为两组的检测电极17的合计四组电极、和四个焊盘13连接。多个布线19被适宜地配置于压电体3的各种面,由此以其整体设置于压电体3的表面的方式相互不会短路,能够实现上述的连接。其中,在位于压电体3上的布线19之上设置绝缘层,在其上设置其他布线19,由此来形成立体布线部也是可以的。
如图2的(b)所示,角速度传感器51具有:向激发电极15施加电压的驱动电路103;和检测来自检测电极17的电信号的检测电路105。
驱动电路103,例如构成为包括振荡电路、放大器,向激发电极15A与激发电极15B之间施加规定频率的交流电压。需要说明的是,频率既可以在角速度传感器51内预先确定,也可以从外部的设备等指定。
检测电路105,例如构成为包括放大器、检波电路,检测检测电极17A与检测电极17B的电位差,向外部的设备等输出与该检测结果相应的电信号。更具体地说,例如,上述的电位差被检测为交流电压,检测电路105输出与所检测到的交流电压的振幅相应的信号。基于该振幅来确定角速度。另外,检测电路105输出与驱动电路103的施加电压和检测到的电信号的相位差相应的信号。基于该相位差来确定旋转的朝向。
需要说明的是,驱动电路103以及检测电路105作为整体构成控制电路107。控制电路107,例如由芯片IC(Integrated Circuit)构成,被安装在安装传感器元件1的电路基板或者适宜的形状的安装基体。
(角速度传感器的动作)
图3的(a)以及图3的(b)用于说明压电体3的激发的示意性的俯视图。图3的(a)以及图3的(b)中,施加给激发电极15的交流电压的相位相互错开180°。
如上述,驱动臂7A以及7B以相互相反的相位被激发,以便通过向激发电极15施加交流电压而在x轴方向上朝相互相反的朝向变形。
此时,如图3的(a)所示,若一对驱动臂7在x轴方向上向一对驱动臂7的内侧挠曲,则其弯曲力矩向一对框体5传递,一对框体5在y轴方向上向一对框体5的外侧挠曲。其结果是,一对检测臂9在一对y轴方向上向一对框体5的外侧位移。
相反,如图3的(b)所示,若一对驱动臂7在x轴方向上向一对驱动臂7的外侧挠曲,则该弯曲力矩向一对框体5传递,一对框体5在y轴方向上向一对框体5的内侧挠曲。其结果是,一对检测臂9在一对y轴方向上向一对框体5的内侧位移。
因此,一对驱动臂7被激发,由此一对检测臂9在y轴方向上振动。
图3的(c)以及图3的(d)是用于说明科里奥利力引起的一对检测臂9的振动的示意性的立体图。图3的(c)以及图3的(d)和图3的(a)以及图3的(b)的状态对应。需要说明的是,该图中,关于驱动臂7以及框体5的变形省略图示。在用于说明后述的其他实施方式中的检测臂9的振动的示意图中也是同样的。
如参照图3的(a)以及图3的(b)说明过的,在压电体3振动的状态下,若传感器元件1绕x轴旋转,则一对检测臂9在y轴方向振动(位移),因此通过科里奥利力在与旋转轴(x轴)和振动方向(y轴)正交的方向(z轴方向)上振动(变形)。
再有,一对检测臂9在y轴方向上朝相互相反侧位移地进行振动,因此通过科里奥利力在绕x轴的旋转方向上朝相互相同侧位移。在其他观点中,一对检测臂9在z轴方向上朝相互相反侧位移。
而且,因各检测臂9的变形而产生的信号(电压),由检测电极17取出。一对检测臂9中被取出的信号叠加后被从焊盘13输出。角速度越大,则科里奥利力(设置所检测的信号的电压)越增大。由此,能检测角速度。
如上所述,角速度传感器51具有压电体3、驱动电路103以及检测电路105。压电体3具有一对框体5、一对驱动臂7以及一对检测臂9。一对框体5在正交坐标系xyz的y轴方向上相互对置。一对驱动臂7分别架设于一对框体5之间,且在x轴方向上相互对置。一对检测臂9在x轴方向上在成为一对驱动臂7之间的位置处从一对框体5朝y轴方向延伸。驱动电路103向一对驱动臂7施加相互相反相位的电压,以使得一对驱动臂7在x轴方向上向相互相反侧弯曲地振动。检测电路105检测因一对检测臂9在z轴方向或者x轴方向(在本实施方式中为z轴方向)上的弯曲变形而产生的信号。
其他观点中,传感器元件1具有压电体3、多个激发电极15、多个检测电极17以及多个布线19。压电体3具有一对框体5、一对驱动臂7以及一对检测臂9。一对框体5在正交坐标系xyz的y轴方向上相互对置。一对驱动臂7分别架设于一对框体5之间,且在x轴方向上相互对置。一对检测臂9在x轴方向上在成为一对驱动臂7之间的位置处从一对框体5朝y轴方向延伸。多个激发电极15以能施加在x轴方向激发一对驱动臂7的电压的配置被设置。多个检测电极17以能检测通过检测臂9的x轴方向或者z轴方向(在本实施方式中为z轴方向)的振动而产生的信号的配置而被设置。多个布线19连接多个激发电极15,以使得一对驱动臂7在x轴方向上向相互相反侧弯曲振动地从多个激发电极15向一对驱动臂7施加相互相反的相位。
因此,能够实现基于新的振动方式的检测,即通过一对驱动臂7的激发使框体5弯曲(振动),使检测臂9位移(振动),根据作用于该正位移的检测臂9的科里奥利力来检测角速度。
作为比较例,例如列举使科里奥利力作用于所激发的驱动臂,使驱动臂振动,将基于科里奥利力的振动向检测臂传递。在本实施方式中,与这种比较例不同,科里奥利力直接作用于检测臂。其结果是,例如检测灵敏度提高。
再有,作为比较例,例如列举以下方式:在与驱动臂的振动方向(x轴方向)相同的方向上使检测臂弯曲变形(振动),使科里奥利力作用于该正在振动的检测臂。本实施方式,与这种方式在检测臂的振动方向上不同,对于在前述的比较例中无法检测角速度的轴(x轴)来说能够检测角速度。
还有,作为比较例,例如列举以下方式:在一对驱动臂7以及一根检测臂9以悬臂梁状从一根框体5延伸出的压电体中,与本实施方式同样地借助一对驱动臂7的x轴方向上的振动使框体5在y轴方向上挠曲并使检测臂9在y轴方向上振动(该比较例是新颖的)。与该方式相比较,在本实施方式中,一对驱动臂7各自的两端与一对框体5连接,在各框体5设置检测臂9,因此有效地向一对检测臂9传递一对驱动臂7的振动。其结果是,例如检测灵敏度提高。
另外,在本实施方式中,一对检测臂9向一对框体5的内侧延伸。
即,一对检测臂9位于由一对框体5以及一对驱动臂7构成的开口内。因此,例如与检测臂9向一对框体5的外侧延伸的方式(该方式也包含于本公开中)相比较,能实现传感器元件1的小型化。
<第二实施方式>
(角速度传感器的结构)
图4的(a)是将第二实施方式所涉及的传感器元件201的一部分放大来表示的、与图2的(a)同样的立体图。图4的(b)是表示第二实施方式所涉及的角速度传感器251的、与图2的(b)同样的图,包括与图4的(a)的IVb-IVb线对应的剖视图。
第二实施方式所涉及的角速度传感器251和第一实施方式所涉及的角速度传感器51同样,通过使一对驱动臂7在x轴方向振动,从而使框体5弯曲(振动),进而使检测臂9在y轴方向位移(振动)。而且,使科里奥利力直接作用于检测臂9。其中,角速度传感器51检测绕x轴的旋转,相对于此,角速度传感器251检测绕z轴的旋转。具体地说,如下所述。
传感器元件201具有压电体3、多个激发电极15、多个检测电极217、多个焊盘13(在此未图示)以及多个布线19。根据这些符号可以理解,除了多个检测电极217(与此相关的布线19)以外,传感器元件201的基本结构可大体上和第一实施方式的传感器元件1同样。图1可以作为表示角速度传感器251的立体图来捕捉。
其中,本实施方式中,检测臂9和第一实施方式不同,意图通过科里奥利力在x轴方向上振动。基于上述那样的不同,各种尺寸可以和第一实施方式不同。
例如,对于检测臂9而言,若其宽度(x轴方向)增大,则振动方向(x轴方向)上的固有频率升高,若其长度(其他观点中为质量)增大,则激发方向上的固有频率降低。检测臂9的各种尺寸,例如设定为检测臂9的振动方向上的固有频率接近于驱动臂7的激发方向上的固有频率。
检测电极217A以及217B取出根据检测臂9的x轴方向的弯曲变形而产生的信号,因此例如设为与用于使在x轴方向上激发驱动臂7的激发电极15A以及15B同样的结构。因此,关于第一实施方式中的激发电极15的说明,将激发电极15当作为检测电极217,从而可以作为针对检测电极217的说明。对于一对检测电极217A彼此的连接、以及一对检测电极217B彼此的连接来说也是同样的。
第一实施方式中,提到了可以在检测臂9设置将上表面以及下表面贯通的狭缝。在第二实施方式中,检测臂9可以和驱动臂7同样地,在其上表面以及/或者下表面设置凹槽。
(角速度传感器的动作)
第二实施方式中的压电体3的激发和第一实施方式中同样。图3的(a)以及图3的(b)可以捕捉为表示第二实施方式中的压电体3的激发状态的图。因此,一对驱动臂7在x轴方向上相互接近以及背离地进行振动,一对检测臂9在y轴方向上位移(振动)。
图5的(a)以及图5的(b)是用于说明基于科里奥利力的检测臂9的振动的示意性的俯视图。图5的(a)以及图5的(b)和图3的(a)以及图3的(b)的状态对应。
如参照图3的(a)以及图3的(b)所说明过的,在压电体3振动的状态下,若传感器元件1绕z轴旋转,则一对检测臂9在y轴方向上振动(位移),因此通过科里奥利力而在与旋转轴(z轴)和振动方向(y轴)正交的方向(x轴方向)上振动(变形)。
再有,因为一对检测臂9在y轴方向上向相互相反侧位移地振动,所以通过科里奥利力,针对绕z轴的旋转方向而向相互相同侧位移。其他观点中,一对检测臂9在x轴方向上向相互相反侧位移。
而且,因各检测臂9的变形而产生的信号(电压)由检测电极17取出。一对检测臂9中取出的信号被叠加并从焊盘13向检测电路105输出。角速度越大,则科里奥利力(甚至所检测的信号的电压)越增大。由此,能检测角速度。
如上,在本实施方式中,一对框体5也在y轴方向上相互对置,一对驱动臂7分别架设于一对框体5之间且在x轴方向上相互对置,一对检测臂9在x轴方向上在成为一对驱动臂7之间的位置处从一对框体5向y轴方向延伸,驱动电路103向一对驱动臂7施加相互相反的相位的电压(能施加这种电压地配置多个激发电极15),以使得一对驱动臂7在x轴方向上向相互相反侧弯曲振动,检测电路105检测(能实现这种检测地配置多个检测电极217)因检测臂9在适宜的方向(在本实施方式中为x轴方向)上的弯曲变形而产生的信号。
因此,能实现与第一实施方式同样的效果。例如,能够实现基于新的振动方式的检测。再有,例如,科里奥利力直接作用于检测臂,可期待检测灵敏度的提高。还有,例如针对与使检测臂在与驱动臂的振动方向(x轴方向)相同的方向上弯曲变形(振动),并使科里奥利力作用于该正在振动的检测臂的比较例中无法检测角速度的轴(z轴),能够检测角速度。
<第三以及第四实施方式>
根据第一以及第二实施方式可以理解,本公开中,若对检测绕x轴的旋转的角速度传感器和检测绕z轴的旋转的角速度传感器进行比较,则基本上在该结构中,仅仅检测电极17以及217(以及与此相关的布线19)的结构不同,在其作用中,仅科里奥利力作用的方向不同。因而,以下,有时一起说明检测绕x轴的旋转的角速度传感器和检测绕z轴的旋转的角速度传感器,并将两者的符号赋予相同附图。
(角速度传感器的结构)
图6是表示第三实施方式所涉及的传感器元件301或者第四实施方式所涉及的传感器元件401的结构的俯视图。
传感器元件301或者401的压电体303在第一以及第二实施方式的压电体3中追加了一对检测臂9C以及9D。检测臂9C以及9D和检测臂9A以及9B同样,在x轴方向上成为一对驱动臂7之间的位置处,从一对框体5向y轴方向延伸。其中,检测臂9C以及9D和检测臂9A以及9B相反地向一对框体5的外侧延伸。
从框体5A延伸的检测臂9A以及9C,例如被设为将框体5A作为对称轴而相互线对称的配置以及形状。同样地,从框体5B延伸的检测臂9B以及9D例如被设为将框体5B作为对称轴而相互线对称的配置以及形状。其中,也可以不将这些设为相互线对称的配置以及形状。
在检测臂9C以及9D设置的检测电极和在检测臂9A以及9B设置的检测电极同样。例如,在检测绕x轴的旋转的传感器元件301(第三实施方式)中,设置参照图2的(a)以及图2的(b)而说明过的第一实施方式所涉及的检测电极17A以及17B。在检测绕z轴的旋转的传感器元件401(第四实施方式)中,设置参照图4的(a)以及图4的(b)而说明过的第二实施方式所涉及的检测电极217A以及217B。在检测臂9C以及9D各自中,检测电极17A(217A)彼此被连接,并且检测电极17B(217B)彼此被连接。关于多个检测臂9间的检测电极的连接关系,在以下的动作的说明之际进行说明。
(角速度传感器的动作)
虽然未特别图示,但向传感器元件301或者401的一对驱动臂7施加了交流电压时的压电体303的激发状态和图3的(a)以及图3的(b)基本上同样。即,通过在x轴方向上激发一对驱动臂7,从而一对框体5在y轴方向上弯曲,进而,检测臂9在y轴方向上位移。其中,第三以及第四实施方式中,不仅检测臂9A以及9B,检测臂9C以及9D也位移。具体地说,检测臂9C和连接于相同的框体5(5A)的检测臂9A一起位移,检测臂9D和连接于相同的框体5(5B)的检测臂9B一起位移。
图7的(a)以及图7的(b)是用于说明检测绕x轴的旋转的第三实施方式所涉及的传感器元件301中的、基于科里奥利力的检测臂9的振动的示意性的立体图。图7的(a)以及图7的(b)和激发的相位相互相差180°的状态(虽然未图示检测臂9C以及9D,但参照图3的(a)以及图3的(b))相对应。
在压电体303因电压施加而振动的状态下,若传感器元件301绕x轴旋转,则与第一实施方式同样,检测臂9通过科里奥利力而在z轴方向上振动。此时,对于多个检测臂9A~9D而言,以在y轴方向上向相互相同侧位移的相位进行振动的检测臂彼此在z轴方向上向相互相同侧弯曲地振动,在y轴方向上向相互相反侧位移的相位进行振动的检测臂彼此在z轴方向上向相互相反侧弯曲地振动。
具体地说,一起被连接于框体5A的检测臂9A以及9C在z轴方向上向相互相同侧弯曲地振动。一起被连接于框体5B的检测臂9B以及9D在z轴方向上向相互相同侧弯曲地振动。再有,检测臂9A以及C的组和检测臂9B以及9D的组在z轴方向上向相互相反侧弯曲地振动。
为了将上述那样的检测臂9A~9D中产生的信号叠加,例如,检测臂9A的检测电极17A、检测臂9B的检测电极17B、检测臂9C的检测电极17A以及检测臂9D的检测电极17B被相互连接,检测臂9A的检测电极17B、检测臂9B的检测电极17A、检测臂9C的检测电极17B以及检测臂9D的检测电极17A被相互连接。该连接,例如通过多个布线19来进行。而且,全部的检测电极17经由四个焊盘13之中的两个而与检测电路105连接。
图7的(c)以及图7的(d)是用于说明检测绕z轴的旋转的第四实施方式所涉及的传感器元件401中的、基于科里奥利力的检测臂9的振动的示意性的俯视图。图7的(c)以及图7的(d)和激发的相位相互相差180°的状态(虽然未图示检测臂9C以及9D,但可以参照图3的(a)以及图3的(b)相对应。
压电体303通过电压施加而进行振动的状态下,若传感器元件401绕z轴旋转,则和第二实施方式同样,检测臂9通过科里奥利力而在x轴方向上振动。此时,对于多个检测臂9A~9D而言,以在y轴方向上向相互相同侧位移的相位进行振动的检测臂彼此在x轴方向上向相互相同侧弯曲地振动,以在y轴方向上向相互相反侧位移的相位进行振动的检测臂彼此在x轴方向上向相互相反侧弯曲地振动。
具体地说,一起被连接于框体5A的检测臂9A以及9C在x轴方向上向相互相同侧弯曲地振动。一起被连接于框体5B的检测臂9B以及9D在x轴方向上向相互相同侧弯曲地振动。再有,检测臂9A以及C的组和检测臂9B以及9D的组在x轴方向上向相互相反侧弯曲地振动。
为了将上述那样的检测臂9A~9D中产生的信号叠加,例如检测臂9A的检测电极217A、检测臂9B的检测电极217B、检测臂9C的检测电极217A以及检测臂9D的检测电极217B被相互连接,检测臂9A的检测电极217B、检测臂9B的检测电极217A、检测臂9C的检测电极217B以及检测臂9D的检测电极217A被连接。该连接,例如通过多个布线19来进行。而且,全部的检测电极217经由四个焊盘13之中的两个而与检测电路105连接。
如上,第三或者第四实施方式的角速度传感器或者传感器元件包括第一或者第二实施方式的角速度传感器或者传感器元件,能达到与第一或者第二实施方式的角速度传感器或者传感器元件同样的效果。例如,能够实现基于新的振动方式的检测。
再有,第三以及第四实施方式中,压电体3具有从一对框体5向一对框体5的内侧延伸的一对检测臂9A以及9B和从一对框体5向一对框体5的外侧延伸的一对检测臂9C以及9D。因此,与第一或者第二实施方式相比较,科里奥利力所作用的检测臂9的质量变为2倍。其结果是,例如检测灵敏度提高。
<第五实施方式>
图8的(a)是表示第五实施方式所涉及的传感器元件的压电体503的俯视图。该传感器元件检测绕x轴或者绕z轴的角速度。
压电体503是在第一或者第二实施方式的压电体3中对框体的形状进行了变形的结构。具体地说,框体505A以及505B分别通过相对于x轴倾斜的两边来构成,而不是在x轴方向以直线状延伸的结构。更具体地说,例如各框体505通过具有与x轴平行的底边(未图示)的等腰三角形的两条等边构成。再有,例如一对框体505以及一对驱动臂7构成正六边形。一对检测臂9位于框体505所构成的等腰三角形的顶角。
上述那样的形状中,也能实现与第一或者第二实施方式同样的振动方式。再有,例如由于能够将一对检测臂9的距离分开,故容易确保一对检测臂9的长度(质量),并使检测灵敏度提高。
<第六实施方式>
图8的(b)是表示第六实施方式所涉及的传感器元件的压电体603的俯视图。该传感器元件检测绕x轴或者绕z轴的角速度。
压电体603和第五实施方式的压电体503同样,在第一或者第二实施方式的压电体3中对框体的形状进行了变形。具体地说,例如框体605A以及605B分别由梯形的上底以及两个脚构成。再有,例如一对框体605以及一对驱动臂7构成正八边形。一对检测臂9位于框体605所构成的上底的中央。
上述那样的形状中,也能实现与第一或者第二实施方式同样的振动方式。再有,例如,由于能够将一对检测臂9的距离分开,故容易确保一对检测臂9的长度(质量)并使检测灵敏度提高。
需要说明的是,第五以及第六实施方式那样的变形,也可以适用于第一以及第二实施方式以外的其他方式(例如第三或者第四实施方式)。
<多轴角速度传感器>
(整体结构)
图9是表示包括上述的角速度传感器的多轴角速度传感器750的结构的俯视图。
多轴角速度传感器750具有检测绕x轴的角速度的角速度传感器51(以下,有时称为“x轴传感器51。)、检测绕y轴的角速度的y轴传感器751和检测绕z轴的角速度的角速度传感器251(以下,有时称为“z轴传感器251”。)。需要说明的是,图示的例子中,作为x轴传感器51而表示第一实施方式所涉及的角速度传感器,作为z轴传感器251而表示第二实施方式所涉及的角速度传感器,但x轴传感器51以及z轴传感器251也可以设为上述的其他实施方式的角速度传感器。
x轴传感器51具有传感器元件1、向传感器元件1施加电压的驱动电路103(图2的(b))和从传感器元件1检测信号的检测电路105(图2的(c))。关于这些结构以及动作,如已经描述过的。
z轴传感器251有传感器元件201、向传感器元件201施加电压的驱动电路103(图4的(b))和从传感器元件201检测信号的检测电路105(图4的(c))。关于这些结构以及动作如已经描述过的。
y轴传感器751具有传感器元件701、向传感器元件701施加电压的驱动电路103(图2的(b))和从传感器元件701检测信号的检测电路105(图2的(c))。
y轴传感器751和x轴传感器51以及z轴传感器251同样,是压电振动式的传感器。传感器元件701具有压电体703。压电体703,例如具有基部705、基部705所支承的1根以上的驱动臂7以及1根以上的检测臂9、支承基部705的一对安装部11。
传感器元件1、传感器元件701以及传感器元件201例如排列于x轴方向上。需要说明的是,三个传感器元件的排列顺序也可以是图示以外的顺序。这些传感器元件,例如被安装于相同的安装基体753。安装基体753,例如构成多轴角速度传感器750的封装件,构成为在绝缘基体设置未图示的焊盘以及外部端子。图示的例子中,安装基体753具有朝z轴方向正侧开口的凹部,传感器元件被收纳于该凹部内。再有,虽然未特别图示,但在该安装基体753安装例如包括驱动电路103以及检测电路105的IC。
需要说明的是,在x轴传感器51、y轴传感器751以及z轴传感器251中,驱动电路103可被共享。其他观点中,激发这三个角速度传感器的压电体时的频率可被设为相同。再有,在驱动电路103未被共享的情况下,激发三个角速度传感器的压电体时的频率既可以相互不同,也可以相互相同。
(y轴传感器)
y轴传感器751包括公知的传感器,可被设为各种结构,以下对其中一例加以说明。
压电体703,例如构成相对于与y轴平行的未图示的对称轴而线对称,具有从基部705向y轴方向的一侧(图示的例子中为正侧)延伸的四根(两对)驱动臂7C、7D、7E以及7F和从基部705向与驱动臂7相反的一侧延伸的两根检测臂9E以及9F。
图10的(a)以及图10的(b)是表示压电体703的激发状态的俯视图。
四根驱动臂7C、7D、7E以及7F例如被激发为:相对于压电体703的中央而位于x轴方向的相同侧(正侧或者负侧)的两根驱动臂彼此(7C以及7D、或者7E以及7F)在x轴方向上向相互相同侧弯曲,并且位于x轴方向的正侧的两根驱动臂与位于x轴方向的负侧的两根驱动臂在x轴方向上向相互相反侧弯曲。需要说明的是,通过该驱动臂7的振动,基部705没有必要弯曲,还有,检测臂9D以及9E没有必要进行振动。
为了实现上述动作,各驱动臂7中,和第一或者第二实施方式的驱动臂同样地进行激发电极15A以及15B的配置以及连接。再有,位于x轴方向的相同侧(正侧或者负侧)的两根驱动臂中,激发电极15A彼此被连接,激发电极15B彼此被连接。在位于x轴方向的正侧的两根驱动臂与位于x轴方向的负侧的两根驱动臂之间,和其他实施方式的驱动臂7A以及7B同样地连着接激发电极15A与激发电极15B。连接是通过多个布线19来进行的。而且,全部的激发电极15经由两个焊盘13而与驱动电路103连接。
图10的(c)以及图10的(d)是表示压电体703的基于科里奥利力的振动的立体图。
如上述,在驱动臂7正被振动的状态下,若压电体703绕y轴旋转,则科里奥利力在与振动方向(x轴方向)以及旋转轴(y轴)正交的方向(z轴方向)上作用于驱动臂7。其结果是,驱动臂7在z轴方向上进行弯曲变形地进行振动。位于x轴方向的负侧的驱动臂7C以及7D和位于x轴方向的正侧的驱动臂7E以及7F在x轴方向上向相互相反方向进行振动,因此绕旋转轴(绕y轴)向相同侧弯曲地进行振动。即,两者在z轴方向上向相互相反侧弯曲地进行振动。
该驱动臂7在z轴方向上的振动,是经由基部705向检测臂9E以及9F传递的。而且,检测臂9进行振动,以使得和在x轴方向上位于相同侧的驱动臂7向z轴方向的相反侧弯曲。再有,两根检测臂9在z轴方向上向相互相反侧弯曲地进行振动。
为了取出在上述那样的检测臂9产生的信号,例如,在各检测臂9中,设置第一实施方式中示出的配置以及连接的检测电极17(图2的(a)以及图2的(b))。还有,为了将向相互相反侧弯曲的两个检测臂9的信号叠加,在两个检测臂9间,检测电极17A与检测电极17B通过布线19来连接。而且,全部的检测电极17经由两个焊盘13而与检测电路105连接。
y轴传感器除了上述的结构之外,例如,可以设为日本特开2015-99130号公报所公开的具有八根驱动臂和两根检测臂的结构、具有一根驱动臂与一根检测臂的音叉状的结构、具有向y轴方向的相同侧延伸的一对驱动臂与一对检测臂的结构等各种结构。也可以是不具有安装部而安装于基部中的结构。
需要说明的是,在以上的实施方式中,检测臂9A~9D的任意一个都是第一检测臂的一例。在第三以及第四实施方式中,检测臂9A以及9B是第一检测臂的一例,检测臂9C以及9D是第二检测臂的一例。激发电极15A是第一激发电极的一例,激发电极15B是第二激发电极的一例。检测电极17A是第一检测电极的一例,检测电极17B是第二检测电极的一例。检测电极217A是其他观点的第一检测电极的一例,检测电极217B是其他观点的第二检测电极的一例。驱动臂7C~7F是y轴驱动臂的一例,检测臂9E以及9F是y轴检测臂的一例。y轴传感器751的驱动电路103是y轴驱动电路的一例,y轴传感器751的检测电路105是y轴检测电路的一例。
以上那样的多轴角速度传感器750中,x轴传感器51、y轴传感器751以及z轴传感器251的驱动臂7的激发方向基本上相同。因此,例如不会使得两个或者三个传感器间的振动的相互干涉复杂化,容易减少噪声。再有,例如能够由相同的压电晶片来形成这三种传感器用的压电体等。
本发明未被限定于以上的实施方式,可通过各种方式来实施。
驱动臂以及检测臂如果向y轴方向延伸,那么也可以不与y轴平行。对于压电体而言,作为检测臂,也可以只具有向一对框体的外侧延伸的一对检测臂(9C以及9D)。该情况下,例如,能减少驱动臂与检测臂在x轴方向上抵接的可能性。还有,在作为检测臂而压电体仅具有一对检测臂的情况下,也可以一对检测臂的一方向一对框体的内侧延伸,一对检测臂的另一方向框体的外侧延伸(例如压电体也可以仅具有检测臂9A以及9D。)。另外,也可以两根以上的检测臂从一根框体起并列地(向y轴方向的相同侧)延伸。驱动臂也可以设置两对以上。
传感器元件或者角速度传感器可以作为MEMS(Micro Electro MechanicalSystems)的一部分来构成。该情况下,既可以在MEMS的基板上安装构成传感器元件的压电体,也可以通过压电体来构成MEMS的基板,通过其一部分来构成传感器元件的压电体。
多轴角速度传感器也可以仅具有x轴传感器、y轴传感器以及z轴传感器之中的任意一个或两个。实施方式中,三个角速度传感器的压电体,排列在x轴方向上,但也可以排列在y轴方向上,或排列成L字。
-符号说明-
1...传感器元件,3...压电体,5...框体,7...驱动臂(第一驱动臂),9...检测臂,103...驱动电路,105...检测电路。
Claims (9)
1.一种角速度传感器,具有:
压电体,具有:在正交坐标系xyz的y轴方向上相互对置的一对框体;分别架设于所述一对框体之间,且在x轴方向上相互对置的一对驱动臂;以及在x轴方向上成为所述一对驱动臂之间的位置处从所述一对框体向y轴方向延伸的一对第一检测臂;
驱动电路,向所述一对驱动臂施加相互相反的相位的电压,以使得所述一对驱动臂在x轴方向上向相互相反侧弯曲并进行振动;和
检测电路,检测通过所述一对第一检测臂在z轴方向或者x轴方向上的弯曲变形而产生的信号。
2.根据权利要求1所述的角速度传感器,其中,
所述检测电路检测通过所述一对第一检测臂在z轴方向上的弯曲变形而产生的信号。
3.根据权利要求1所述的角速度传感器,其中,
所述检测电路检测通过所述一对第一检测臂在x轴方向上的弯曲变形而产生的信号。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的角速度传感器,其中,
所述一对第一检测臂向所述一对框体的内侧延伸。
5.根据权利要求4所述的角速度传感器,其中,
所述压电体还具有:
一对第二检测臂,在x轴方向上成为所述一对驱动臂之间的位置处,从所述一对框体向所述一对框体的外侧延伸。
6.根据权利要求2所述的角速度传感器,其中,
所述角速度传感器还具有:
一对第一激发电极,在所述一对驱动臂每一个上,位于与z轴方向的两侧面对的一对第一面;
一对第二激发电极,在所述一对驱动臂每一个上,位于与x轴方向的两侧面对的一对第二面;
一对第一检测电极,在所述一对第一检测臂每一个上,位于与x轴方向的负侧面对的第三面的比其中央更靠z轴方向的正侧的位置、和与x轴方向的正侧面对的第四面的比其中央更靠z轴方向的负侧的位置;
一对第二检测电极,位于所述第三面的比其中央更靠z轴方向的负侧的位置、和所述第四面的比其中央更靠z轴方向的正侧的位置;以及
多个布线,将所述一对驱动臂每一个上的所述一对第一激发电极彼此连接,将所述一对驱动臂每一个上的所述一对第二激发电极彼此连接,在所述一对驱动臂彼此,将所述一对第一激发电极与所述一对第二激发电极连接,将所述一对第一检测臂每一个上的所述一对第一检测电极彼此连接,并且将所述一对第一检测臂每一个上的所述一对第二检测电极彼此连接,
所述驱动电路经由所述多个布线,在所述一对驱动臂每一个,向所述一对第一激发电极与所述一对第二激发电极之间施加电压,
所述检测电路经由所述多个布线来检测所述一对第一检测电极与所述一对第二检测电极之间的电压。
7.根据权利要求3所述的角速度传感器,其中,
所述角速度传感器还具有:
一对第一激发电极,在所述一对驱动臂每一个上,位于与z轴方向的两侧面对的一对第一面;
一对第二激发电极,在所述一对驱动臂每一个上,位于与x轴方向的两侧面对的一对第二面;
一对第一检测电极,在所述一对第一检测臂每一个上,位于与z轴方向的两侧面对的一对第三面;
一对第二检测电极,在所述一对第一检测臂每一个上,位于与x轴方向的两侧面对的一对第四面;以及
多个布线,将所述一对驱动臂每一个上的所述一对第一激发电极彼此连接,将所述一对驱动臂每一个上的所述一对第二激发电极彼此连接,在所述一对驱动臂彼此,将所述一对第一激发电极与所述一对第二激发电极连接,将所述一对第一检测臂每一个上的所述一对第一检测电极彼此连接,并且将所述一对第一检测臂每一个上的所述一对第二检测电极彼此连接,
所述驱动电路经由所述多个布线,在所述一对驱动臂每一个,向所述一对第一激发电极与所述一对第二激发电极之间施加电压,
所述检测电路经由所述多个布线来检测所述一对第一检测电极与所述一对第二检测电极之间的电压。
8.一种传感器元件,具有:
压电体,具有:在正交坐标系xyz的y轴方向上相互对置的一对框体;分别架设于所述一对框体之间,且在x轴方向上相互对置的一对驱动臂;以及在x轴方向上成为所述一对驱动臂之间的位置处从所述一对框体向y轴方向延伸的一对第一检测臂;
多个激发电极,以能施加在x轴方向上激发所述一对驱动臂的电压的配置被设置;
多个检测电极,以能检测通过所述一对第一检测臂在z轴方向或者x轴方向上的振动而产生的信号的配置被设置;以及
多个布线,将所述多个激发电极连接,以使得从所述多个激发电极向所述一对驱动臂施加相互相反的相位,以便所述一对驱动臂在x轴方向上向相互相反侧弯曲并进行振动。
9.一种多轴角速度传感器,具有:
检测正交坐标系xyz的绕x轴的角速度的x轴传感器;
检测绕y轴的角速度的y轴传感器;和
检测绕z轴的角速度的z轴传感器,
所述x轴传感器是权利要求2所述的角速度传感器,
所述y轴传感器具有:
具有向y轴方向延伸的y轴驱动臂以及y轴检测臂的压电体;
向所述y轴驱动臂施加电压,以使得所述y轴驱动臂在x轴方向上振动的y轴驱动电路;以及
检测通过所述检测臂在z轴方向上的弯曲变形而产生的信号的y轴检测电路,
所述z轴传感器是权利要求3所述的角速度传感器。
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