CN1811339A

CN1811339A - 压电振动陀螺元件及陀螺传感器

Info

Publication number: CN1811339A
Application number: CNA2006100030017A
Authority: CN
Inventors: 小仓诚一郎
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2026-01-24
Also published as: CN100562710C; JP2006201118A; US7255005B2; US20060162446A1

Abstract

本发明提供一种特性良好的压电振动陀螺元件和陀螺传感器，由石英构成的压电振动陀螺元件(1)在同一平面上具有：从基部(10)向两侧直线延伸、并具有槽部(17)的检测用振动臂(11a、11b)；连接在检测用振动臂的末端上的附重部(19)；从基部(10)向两侧沿与检测用振动臂正交的方向延伸的连接臂(13a、13b)；从连接臂的末端部与其正交地向两侧延伸、并具有槽部(16)的驱动用振动臂(14a、14b、15a、15b)；连接在驱动用振动臂的末端上的附重部(18)，当把驱动用振动臂(14a、14b、15a、15b)的长度设为Ld、宽度设为Wd，把检测用振动臂(11a、11b)的长度设为Lp、宽度设为Wp，把连接臂(13a、13b)的长度设为Lc、宽度设为Wc时，压电振动陀螺元件按照如下的关系构成：100≤Wd/Ld²≤580、135≤Wp/Lp²≤800、65≤Wc/Lc²≤390。

Description

压电振动陀螺元件及陀螺传感器

技术领域

本发明涉及压电振动陀螺元件及陀螺传感器。

背景技术

近年来，作为摄像设备的晃动校正和使用GPS卫星信号的车辆等移动体导航***的状态控制，多使用把压电振动陀螺元件收容于容器中的陀螺传感器。

作为压电振动陀螺元件，例如，公知有将从中央的基部延伸的检测振动***、和大致呈T字型的驱动振动***相对于中央基部左右对称配置的所谓双T型振动陀螺元件(参照专利文献1、图1)。

[专利文献1]日本特开2001-12955号公报

在这种压电振动陀螺元件或陀螺传感器中，为了实现小型化并将其安装在有限的空间内，需要适当变更驱动用振动臂、检测用振动臂、和连接臂的长度及宽度。

在以往的压电振动陀螺元件中，把驱动用振动臂和检测用振动臂的长度、宽度设计为相同尺寸，使各自的振动频率接近。但是，检测用振动臂的振动频率受连接臂的振动和基部的振动的影响，所以在设计检测用振动臂时需要考虑连接臂和基部的振动。

因此，在变更驱动用振动臂和检测用振动臂的长度、宽度，使它们各自不同时，必须重复进行多次振动仿真和试制以获得合适的结构，将浪费许多时间。

本发明的发明者为了解决上述课题，着眼于各振动臂的长度和宽度与各振动频率的关系，想要发现作为压电振动陀螺元件能够获得良好特性的各振动臂的长度和宽度的关系，并且容易进行设计变更。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在保持压电振动陀螺元件的特性的同时能够容易进行设计变更的陀螺元件。并且，提供一种安装了这种特性良好的压电振动陀螺元件的陀螺传感器。

为了解决上述课题，本发明的由石英构成的压电振动陀螺元件的特征在于，在同一平面上至少具有：基部；从所述基部向两侧呈直线延伸、并具有槽部的一对检测用振动臂；连接在所述各检测用振动臂的末端的附重部；从所述基部向两侧沿与所述检测用振动臂正交的方向延伸的一对连接臂；从所述各连接臂的末端部与其正交地向两侧延伸、并具有槽部的各一对驱动用振动臂；连接在所述各驱动用振动臂的末端上的附重部，当把所述驱动用振动臂的长度设为Ld、宽度设为Wd，把所述检测用振动臂的长度设为Lp、宽度设为Wp，把所述连接臂的长度设为Lc、宽度设为Wc时，压电振动陀螺元件按照如下的关系构成：100≤Wd/Ld²≤580、135≤Wp/Lp²≤800、65≤Wc/Lc²≤390。

并且，本发明的由石英构成的压电振动陀螺元件的特征在于，在同一平面上至少具有：基部；从所述基部向两侧呈直线延伸的一对检测用振动臂；连接在所述各检测用振动臂的末端的附重部；从所述基部向两侧沿与所述检测用振动臂正交的方向延伸的一对连接臂；从所述各连接臂的末端部与其正交地向两侧延伸的各一对驱动用振动臂；连接在所述各驱动用振动臂的末端上的附重部，当把所述驱动用振动臂的长度设为Ld、宽度设为Wd，把所述检测用振动臂的长度设为Lp、宽度设为Wp，把所述连接臂的长度设为Lc、宽度设为Wc时，压电振动陀螺元件按照如下的关系构成：90≤Wd/Ld²≤540、135≤Wp/Lp²≤790、65≤Wc/Lc²≤380。

并且，本发明的由石英构成的压电振动陀螺元件的特征在于，在同一平面上至少具有：基部；从所述基部向两侧呈直线延伸、并具有长度为其长度的大致一半的槽部的一对检测用振动臂；从所述基部向两侧沿与所述检测用振动臂正交的方向延伸的一对连接臂；从所述各连接臂的末端部与其正交地向两侧延伸、并具有长度为其长度的大致一半的槽部的各一对驱动用振动臂，当把所述驱动用振动臂的长度设为Ld、宽度设为Wd，把所述检测用振动臂的长度设为Lp、宽度设为Wp，把所述连接臂的长度设为Lc、宽度设为Wc时，压电振动陀螺元件按照如下的关系构成：22≤Wd/Ld²≤125、23≤Wp/Lp²≤135、37≤Wc/Lc²≤215。

并且，本发明的由石英构成的压电振动陀螺元件的特征在于，在同一平面上至少具有：基部；从所述基部向两侧呈直线延伸、并具有到达其末端部的槽部的一对检测用振动臂；从所述基部向两侧沿与所述检测用振动臂正交的方向延伸的一对连接臂；从所述各连接臂的末端部与其正交地向两侧延伸、并具有到达其末端部的槽部的各一对驱动用振动臂，当把所述驱动用振动臂的长度设为Ld、宽度设为Wd，把所述检测用振动臂的长度设为Lp、宽度设为Wp，把所述连接臂的长度设为Lc、宽度设为Wc时，压电振动陀螺元件按照如下的关系构成：18≤Wd/Ld²≤105、20≤Wp/Lp²≤115、32≤Wc/Lc²≤185。

并且，本发明的由石英构成的压电振动陀螺元件的特征在于，在同一平面上至少具有：基部；从所述基部向两侧呈直线延伸的一对检测用振动臂；从所述基部向两侧沿与所述检测用振动臂正交的方向延伸的一对连接臂；从所述各连接臂的末端部与其正交地向两侧延伸的各一对驱动用振动臂，当把所述驱动用振动臂的长度设为Ld、宽度设为Wd，把所述检测用振动臂的长度设为Lp、宽度设为Wp，把所述连接臂的长度设为Lc、宽度设为Wc时，压电振动陀螺元件按照如下的关系构成：20≤Wd/Ld²≤120、23≤Wp/Lp²≤135、37≤Wc/Lc²≤215。

根据以上的压电振动陀螺元件，如果把各振动臂的长度和宽度设定在上述各振动臂的长度和宽度的关系的范围内，则能够提供容易进行设计变更、并且保持压电振动陀螺元件的特性的良好的压电振动陀螺元件。并且，能够容易使压电振动陀螺元件小型化。

并且，本发明的陀螺传感器的特征在于，具有：所述压电振动陀螺元件；用于使所述压电振动陀螺元件驱动振动的驱动电路；以及检测电路，在对所述压电振动陀螺元件施加了角速度时，检测在所述压电振动陀螺元件中产生的检测振动。

根据这种结构，能够提供安装了所述压电振动陀螺元件的、能够良好地进行角速度检测的陀螺传感器。

附图说明

图1是表示作为压电振动陀螺元件的双T型振动陀螺元件的概略俯视图。

图2是说明压电振动陀螺元件的驱动振动状态的示意性俯视图。

图3是说明压电振动陀螺元件的检测振动状态的示意性俯视图。

图4是表示压电振动陀螺元件的类型的概略俯视图。

图5是表示压电振动陀螺元件的类型的概略俯视图。

图6是表示5种类型的压电振动陀螺元件的常数值的表。

图7是表示本实施方式的压电振动陀螺元件的概略俯视图。

图8(a)是表示驱动用振动臂的槽部的形状的剖视图，(b)是表示检测用振动臂的槽部的形状的剖视图。

图9是表示本实施方式的压电振动陀螺元件的变形例的概略俯视图。

图10是表示本实施方式的压电振动陀螺元件的概略俯视图。

图11是表示本实施方式的压电振动陀螺元件的概略俯视图。

图12是表示本实施方式的压电振动陀螺元件的概略俯视图。

图13是表示本实施方式的压电振动陀螺元件的概略俯视图。

图14是表示本实施方式的陀螺传感器的结构的概略俯视图。

具体实施方式

在详细说明本实施方式之前，对作为压电振动陀螺元件的双T型振动陀螺元件的动作进行说明。

图1是表示典型的双T型振动陀螺元件的概略俯视图。

压电振动陀螺元件8由作为压电材料的石英形成。石英具有被称为电轴的X轴、被称为机械轴的Y轴、以及被称为光轴的Z轴。并且，压电振动陀螺元件8在Z轴方向具有规定的厚度，并形成于XY平面内。

压电振动陀螺元件8具有：从基部10向图中上下两侧呈直线延伸的一对检测用振动臂11a、11b；从基部10沿与该检测用振动臂11a、11b正交的方向向图中左右两侧延伸的一对连接臂13a、13b；从各连接臂13a、13b的末端部与检测用振动臂11a、11b平行地向图中上下两侧延伸的左右各一对驱动用振动臂14a、14b、15a、15b。这样，把驱动用振动臂14a、14b、15a、15b和连接臂13a、13b配置成，使它们关于通过压电振动陀螺元件8的重心G的Y轴线对称。

并且，在检测用振动臂11a、11b的表面形成检测电极(未图示)，在驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的表面形成驱动电极(未图示)。这样，利用检测用振动臂11a、11b构成检测角速度的检测振动***，利用连接臂13a、13b和驱动用振动臂14a、14b、15a、15b构成驱动压电振动陀螺元件8的驱动振动***。

另外，压电振动陀螺元件8通过支撑基部10的重心G，从而可以进行角速度的检测。

下面，对这种压电振动陀螺元件8的驱动振动状态和检测振动状态进行说明。

图2是说明压电振动陀螺元件8的驱动振动状态的示意性俯视图，图3是说明压电振动陀螺元件8的检测振动状态的示意性俯视图。在图2和图3中，为了简化表示振动方式，利用线表示各振动臂。

在图2中，在未对压电振动陀螺元件8施加角速度的状态下，驱动用振动臂14a、14b、15a、15b在箭头E所示的方向进行弯曲振动。该弯曲振动以规定的频率重复实线所示的振动状态和双点划线所示的振动状态。此时，驱动用振动臂14a、14b和驱动用振动臂15a、15b进行关于通过重心G的Y轴线对称的振动，所以基部10、连接臂13a、13b、检测用振动臂11a、11b几乎不振动。

在进行该驱动振动的状态下，对压电振动陀螺元件8施加绕着Z轴的角速度ω时，进行图3所示的振动。即，箭头B方向的科里奥利力作用于构成驱动振动***的驱动用振动臂14a、14b、15a、15b和连接臂13a、13b，激励新的振动。该箭头B方向的振动是相对于重心G的圆周方向的振动。同时，检测用振动臂11a、11b响应箭头B的振动，被激励起箭头C方向的检测振动。并且，形成于检测用振动臂11a、11b上的检测电极检测由于该检测振动而产生的压电材料的变形，从而求出角速度。

并且，此时，基部10的周缘部沿箭头D方向，相对于重心G在圆周方向振动。这是因为检测振动不仅是驱动振动***和检测用振动臂11a、11b的平衡振动，而且是包括基部10的平衡振动。与箭头B所示的驱动振动***的振动振幅或箭头C所示的检测用振动臂11a、11b的振动振幅相比，该箭头D所示的基部10的周缘部的振动振幅非常微小。

这样，检测用振动臂11a、11b的振动受到连接臂13a、13b和基部10的振动的影响。

在以上所述的压电振动陀螺元件8中，为了提高角速度的检测灵敏度，需要增大检测振动的振动振幅，增大检测用振动臂11a、11b的挠曲变位量。要想使利用科里奥利力的检测振动的振幅成为最大振幅，只要使检测用振动臂11a、11b的频率与驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的频率一致即可，这属于公知技术。

但是，实际上在科里奥利力不起作用时，驱动振动的极小的一部分作为微小的泄漏传递到基部10上，当驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的驱动频率和检测用振动臂11a、11b的检测频率相同时，容易拾取该泄漏部分，所以通常把各自的频率设计成约偏移1000Hz。

并且，压电振动陀螺元件的驱动频率从实用角度考虑优选设定在20kHz～120kHz的范围内。这是因为在使驱动频率大于等于120kHz时，虽然容易实现压电振动陀螺元件的小型化，但另一方面可以预想到角速度的检测灵敏度降低、消耗功率增加，在使驱动频率小于等于20kHz时，虽然角速度的检测灵敏度提高，但是压电振动陀螺元件趋于大型化。

本发明的发明者着眼于各振动臂的长度和宽度与各振动频率具有关系的情况，发现了作为压电振动陀螺元件能够获得良好特性的各振动臂的长度和宽度的关系。在分析各振动臂的长度和宽度的这种关系时，研究了5种类型的压电振动陀螺元件。图4和图5是表示这5种类型的压电振动陀螺元件的概略俯视图。在用于以下说明的图中，对与图1的压电振动陀螺元件相同功能的部分赋予相同符号，并省略说明。

图4(a)表示类型1的压电振动陀螺元件，在驱动用振动臂14a、14b、15a、15b各自的末端设置附重部18，并且在驱动用振动臂14a、14b、15a、15b上形成槽部16。同样，在检测用振动臂11a、11b各自的末端设置附重部19，并在检测用振动臂11a、11b上形成槽部17。

图4(b)表示类型2的压电振动陀螺元件，该类型2为如下的状态：在类型1的驱动用振动臂14a、14b、15a、15b和检测用振动臂11a、11b上不设置槽部。

图5(a)表示类型3的压电振动陀螺元件，该类型3为如下的状态：在驱动用振动臂14a、14b、15a、15b和检测用振动臂11a、11b上分别设置槽部16、17，并将这些槽部的长度设置为各振动臂的大致一半。

图5(b)表示类型4的压电振动陀螺元件，该类型4为如下的状态：在驱动用振动臂14a、14b、15a、15b和检测用振动臂11a、11b上分别设置槽部16、17，并使这些槽部到达各振动臂的末端附近。

图5(c)表示类型5的压电振动陀螺元件，该类型5为如下的状态：不设置类型3和类型4的槽部。

在以上5种类型的压电振动陀螺元件中，当把驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的驱动频率设为fd、把长度设为Ld、把宽度设为Wd时，下述关系式(1)成立，

fd＝Cd×Wd/Ld² ……(1)

当把检测用振动臂11a、11b的检测频率设为fp、把长度设为Lp、把宽度设为Wp时，下述关系式(2)成立，

fp＝Cp×Wp/Lp² ……(2)

当把连接臂13a、13b的振动频率设为fc、把长度设为Lc、把宽度设为Wc时，下述关系式(3)成立，

fc＝Cc×Wc/Lc² ……(3)

另外，Cd、Cp、Cc是由各振动臂的惯性矩、弹性常数、材料密度等决定的常数，在各种类型的压电振动陀螺元件中具有不同的值。

对各种类型的压电振动陀螺元件计算该常数Cd、Cp、Cc，得到图6所示的值。

例如，当把驱动振动频率设在20kHz～120kHz的范围内时，下述关系式(4)成立，

20000(Hz)≤fd≤120000(Hz) ……(4)

根据该关系式(4)和关系式(1)及图6所示的Cd的值，求出Wd/Ld²的值。同样，可以求出Wp/Lp²的值和Wc/Lc²的值。

另外，作为Wd、Wp、Wc和Ld、Lp、Lc的单位使用m。

当在各种类型的压电振动陀螺元件中计算它们的值时，可以导出以下结果。

<类型1的压电振动陀螺元件>

100≤Wd/Ld²≤580 ……(5)

135≤Wp/Lp²≤800 ……(6)

65≤Wc/Lc²≤390 ……(7)

<类型2的压电振动陀螺元件>

90≤Wd/Ld²≤540 ……(8)

135≤Wp/Lp²≤790 ……(9)

65≤Wc/Lc²≤380 ……(10)

<类型3的压电振动陀螺元件>

22≤Wd/Ld²≤125 ……(11)

23≤Wp/Lp²≤135 ……(12)

37≤Wc/Lc²≤215 ……(13)

<类型4的压电振动陀螺元件>

18≤Wd/Ld²≤105 ……(14)

20≤Wp/Lp²≤115 ……(15)

32≤Wc/Lc²≤185 ……(16)

<类型5的压电振动陀螺元件>

20≤Wd/Ld²≤120 ……(17)

23≤Wp/Lp²≤135 ……(18)

37≤Wc/Lc²≤215 ……(19)

以下，参照附图说明对本发明进行具体化的实施方式。

(第1实施方式)

图7是表示本实施方式的类型1的压电振动陀螺元件的概略俯视图。

压电振动陀螺元件1由作为压电材料的石英形成。该压电振动陀螺元件1在由X轴(电轴)、Y轴(机械轴)、Z轴(光轴)构成的石英的Z轴方向具有规定的厚度，并形成于XY平面内。

压电振动陀螺元件1具有：从基部10向图中上下两侧呈直线延伸的一对检测用振动臂11a、11b；从基部10沿与该检测用振动臂11a、11b正交的方向向图中左右两侧延伸的一对连接臂13a、13b；从各连接臂13a、13b的末端部与检测用振动臂11a、11b平行地向图中上下两侧延伸的左右各一对驱动用振动臂14a、14b、15a、15b。这样，把驱动用振动臂14a、14b、15a、15b和连接臂13a、13b配置成，使它们关于通过压电振动陀螺元件1的重心G的Y轴线对称。

在驱动用振动臂14a、14b、15a、15b和检测用振动臂11a、11b的末端分别形成附重部18、19。通过设置该附重部18、19，可以增大产生的科里奥利力。

并且，在驱动用振动臂14a、14b、15a、15b和检测用振动臂11a、11b上分别形成槽部16、17。通过设置该槽部16、17，可以使电气机械转换效率变好，提高角速度的检测灵敏度。

并且，通过设置附重部18、19和槽部16、17，可以实现压电振动陀螺元件1的小型化。

图8表示该槽部16、17的剖视图。图8(a)是沿图7的A-A切断线的剖视图，图8(b)是沿图7的B-B切断线的剖视图。

在图8(a)中，在驱动用振动臂15b的厚度方向上从两面形成槽部16。其他驱动用振动臂14a、14b、15a也形成同样的槽部16。

在图8(b)中，在检测用振动臂11b的厚度方向上从两面形成槽部17。其他检测用振动臂11a也形成同样的槽部17。

并且，在检测用振动臂11a、11b的表面形成检测电极(未图示)，在驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的表面形成驱动电极(未图示)。通过对该驱动电极赋予电场，使驱动用振动臂14a、14b、15a、15b弯曲振动，利用检测电极检测在检测用振动臂11a、11b上产生的变形，从而可以检测角速度。

在该压电振动陀螺元件1中，设定各振动臂的长度和宽度以满足前述关系式(5)、(6)、(7)。具体地讲，设定驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的长度Ld约为650μm、宽度Wd约为100μm，设定检测用振动臂11a、11b的长度Lp约为500μm、宽度Wp约为75μm，设定连接臂13a、13b的长度Lc约为650μm、宽度Wc约为70μm。并且，设定驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的槽部16的长度约为425μm、宽度约为70μm，设定检测用振动臂11a、11b的槽部17的长度约为315μm、宽度约为45μm。

(类型1的压电振动陀螺元件的变形例)

图9是表示类型1的压电振动陀螺元件的变形例的概略俯视图。

在压电振动陀螺元件7中，设定各振动臂的长度和宽度以满足前述关系式(5)、(6)、(7)。具体地讲，设定驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的长度Ld约为600μm、宽度Wd约为160μm，设定检测用振动臂11a、11b的长度Lp约为420μm、宽度Wp约为90μm，设定连接臂13a、13b的长度Lc约为400μm、宽度Wc约为60μm。并且，设定驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的槽部16的长度约为400μm、宽度约为130μm，设定检测用振动臂11a、11b的槽部17的长度约为200μm、宽度约为70μm。

这样，与第1实施方式相比，通过设定成使驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的宽度Wd***，使连接臂13a、13b的长度Lc变短，并且使检测用振动臂11a、11b的长度Lp变短，可以使压电振动陀螺元件7小型化。

(第2实施方式)

图10是表示本实施方式的类型2的压电振动陀螺元件的概略俯视图。该压电振动陀螺元件2为如下的状态：在前述类型1的压电振动陀螺元件1中，在驱动用振动臂和检测用振动臂上不设置槽部。

在压电振动陀螺元件2中，设定各振动臂的长度和宽度以满足前述关系式(8)、(9)、(10)。具体地讲，设定驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的长度Ld约为650μm、宽度Wd约为100μm，设定检测用振动臂11a、11b的长度Lp约为500μm、宽度Wp约为75μm，设定连接臂13a、13b的长度Lc约为650μm、宽度Wc约为70μm。

(第3实施方式)

图11是表示本实施方式的类型3的压电振动陀螺元件的概略俯视图。该压电振动陀螺元件3为如下的状态：在前述类型1的压电振动陀螺元件1中，在驱动用振动臂和检测用振动臂上不设置附重部。

在该压电振动陀螺元件3中，设定各振动臂的长度和宽度以满足前述关系式(11)、(12)、(13)。具体地讲，设定驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的长度Ld约为1000μm、宽度Wd约为100μm，设定检测用振动臂11a、11b的长度Lp约为850μm、宽度Wp约为75μm，设定连接臂13a、13b的长度Lc约为650μm、宽度Wc约为70μm。并且，设定驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的槽部16的长度约为425μm、宽度约为70μm，设定检测用振动臂11a、11b的槽部17的长度约为315μm、宽度约为45μm。

(第4实施方式)

图12是表示本实施方式的类型4的压电振动陀螺元件的概略俯视图。该压电振动陀螺元件4为如下的状态：在前述类型3的压电振动陀螺元件3中，使形成于驱动用振动臂和检测用振动臂上的槽部延伸到它们的末端附近。

在该压电振动陀螺元件4中，设定各振动臂的长度和宽度以满足前述关系式(14)、(15)、(16)。具体地讲，设定驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的长度Ld约为1000μm、宽度Wd约为100μm，设定检测用振动臂11a、11b的长度Lp约为850μm、宽度Wp约为75μm，设定连接臂13a、13b的长度Lc约为650μm、宽度Wc约为70μm。并且，设定驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的槽部16的长度约为850μm、宽度约为70μm，设定检测用振动臂11a、11b的槽部17的长度约为700μm、宽度约为45μm。

(第5实施方式)

图13是表示本实施方式的类型5的压电振动陀螺元件的概略俯视图。该压电振动陀螺元件5为如下的状态：在前述类型3的压电振动陀螺元件3中，在驱动用振动臂和检测用振动臂上不设置槽部。

在该压电振动陀螺元件5中，设定各振动臂的长度和宽度以满足前述关系式(17)、(18)、(19)。具体地讲，设定驱动用振动臂14a、14b、15a、15b的长度Ld约为1000μm、宽度Wd约为100μm，设定检测用振动臂11a、11b的长度Lp约为850μm、宽度Wp约为75μm，设定连接臂13a、13b的长度Lc约为650μm、宽度Wc约为70μm。

以上说明的压电振动陀螺元件1、2、3、4、5、7的动作与在图2和图3中说明的动作相同，所以省略说明。

如上所述，在压电振动陀螺元件的各种类型中，通过设定各振动臂的长度和宽度以满足前述关系式(5)～(19)，可以提供能够容易获得良好特性的压电振动陀螺元件。另外，在使压电振动陀螺元件小型化方面也容易进行设计。

(第6实施方式)

图14是表示本实施方式的陀螺传感器的结构的概略俯视图。

陀螺传感器60具有压电振动陀螺元件1、收容器61、盖体62、支撑基板63、引线板64和IC 65。在由陶瓷等形成的收容器61的底部配置IC 65，例如以面朝下方式安装。IC 65包括：用于使振动陀螺元件1驱动振动的驱动电路；在施加了角速度时检测在压电振动陀螺元件1中产生的检测振动的检测电路。

振动陀螺元件1利用引线板64支撑其中央部(基部)，引线板64被固定在配置于收容器61的底部的支撑基板63上。并且，收容器61的上部被盖体62密封着，以便把收容器61内部保持为真空气氛。

这样，本实施方式的陀螺传感器60能够提供安装了前述压电振动陀螺元件的、可以良好地检测角速度的陀螺传感器。特别是如果安装了小型化的压电振动陀螺元件，则可以获得特性良好的小型化的陀螺传感器。

另外，本实施方式的压电振动陀螺元件可以通过使用光刻技术的蚀刻加工形成为一体，能够由一个石英晶片形成多个压电振动陀螺元件。

并且，在本实施方式中，虽然对支撑基部的压电振动陀螺元件的方式进行了说明，但对于使梁从基部延伸出、并设有支撑该梁的末端部的支撑部的结构，也能够实施。

Claims

1.一种由石英构成的压电振动陀螺元件，其特征在于，在同一平面上至少具有：

基部；

从所述基部向两侧呈直线延伸、并具有槽部的一对检测用振动臂；

连接在所述各检测用振动臂的末端的附重部；

从所述基部向两侧沿与所述检测用振动臂正交的方向延伸的一对连接臂；

从所述各连接臂的末端部与其正交地向两侧延伸、并具有槽部的各一对驱动用振动臂；

连接在所述各驱动用振动臂的末端上的附重部，

当把所述驱动用振动臂的长度设为Ld、宽度设为Wd，把所述检测用振动臂的长度设为Lp、宽度设为Wp，把所述连接臂的长度设为Lc、宽度设为Wc时，压电振动陀螺元件按照如下的关系构成：

100≤Wd/Ld²≤580、

135≤Wp/Lp²≤800、

65≤Wc/Lc²≤390。

2.一种由石英构成的压电振动陀螺元件，其特征在于，在同一平面上至少具有：

基部；

从所述基部向两侧呈直线延伸的一对检测用振动臂；

连接在所述各检测用振动臂的末端的附重部；

从所述各连接臂的末端部与其正交地向两侧延伸的各一对驱动用振动臂；

连接在所述各驱动用振动臂的末端上的附重部，

90≤Wd/Ld²≤540、

135≤Wp/Lp²≤790、

65≤Wc/Lc²≤380。

3.一种由石英构成的压电振动陀螺元件，其特征在于，在同一平面上至少具有：

基部；

从所述基部向两侧呈直线延伸、并具有长度为其长度的大致一半的槽部的一对检测用振动臂；

从所述各连接臂的末端部与其正交地向两侧延伸、并具有长度为其长度的大致一半的槽部的各一对驱动用振动臂，

22≤Wd/Ld²≤125、

23≤Wp/Lp²≤135、

37≤Wc/Lc²≤215。

4.一种由石英构成的压电振动陀螺元件，其特征在于，在同一平面上至少具有：

基部；

从所述基部向两侧呈直线延伸、并具有到达其末端部的槽部的一对检测用振动臂；

从所述各连接臂的末端部与其正交地向两侧延伸、并具有到达其末端部的槽部的各一对驱动用振动臂，

18≤Wd/Ld²≤105、

20≤Wp/Lp²≤115、

32≤Wc/Lc²≤185。

5.一种由石英构成的压电振动陀螺元件，其特征在于，在同一平面上至少具有：

基部；

从所述基部向两侧呈直线延伸的一对检测用振动臂；

从所述各连接臂的末端部与其正交地向两侧延伸的各一对驱动用振动臂，

20≤Wd/Ld²≤120、

23≤Wp/Lp²≤135、

37≤Wc/Lc²≤215。

6.一种陀螺传感器，其特征在于，具有：

权利要求1～5中任一项所述的压电振动陀螺元件；

用于使所述压电振动陀螺元件驱动振动的驱动电路；以及

检测电路，在对所述压电振动陀螺元件施加了角速度时，检测在所述压电振动陀螺元件中产生的检测振动。