JP7405221B2 - 振動デバイス、電子機器および移動体 - Google Patents
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Description
前記A軸および前記B軸に平行な平面に沿って、かつ前記A軸に沿って屈曲振動する振動腕を有する振動素子と、前記振動素子と前記C軸に沿って並んで配置された支持基板と、を備えている振動構造体を有し、
前記支持基板は、前記振動素子を支持している基部と、前記基部を支持している支持部と、前記基部と前記支持部とを接続する梁部と、を有し、
前記振動構造体の前記B軸に沿った振動の共振周波数をf0とし、前記振動素子の駆動周波数をf1としたとき、
f0<f1である。
Ka>Kbであり、
前記C軸に沿った方向からの平面視で、
前記支持部は、前記振動素子に対して前記A軸に沿った一方側に位置している第1支持部と、前記A軸に沿った他方側に位置している第2支持部と、を有することが好ましい。
前記支持部は、前記振動素子に対して前記B軸に沿った一方側に位置している第1支持部と、前記B軸に沿った他方側に位置している第2支持部と、を有することが好ましい。
素子基部と、
前記素子基部から前記B軸に沿って両側に向けて延出している検出腕と、
前記素子基部から前記A軸に沿って延出している第1連結腕と、
前記素子基部から前記A軸に沿って前記第1連結腕が延出する方向とは反対側に延出している第2連結腕と、
前記第1連結腕の先端部から前記B軸に沿って両側に向けて延出している前記振動腕と、
前記第2連結腕の先端部から前記B軸に沿って両側に向けて延出し、前記A軸および前記B軸に平行な平面に沿って、かつ前記A軸に沿って屈曲振動する振動腕と、
を有し、
前記素子基部が接合部材を介して前記基部に固定されることが好ましい。
前記振動基板および前記支持基板は、同じカット角の水晶基板で構成されていることが好ましい。
前記支持基板と前記振動腕とが重なっていることが好ましい。
前記振動デバイスの出力信号に基づいて信号処理を行う信号処理回路と、を備えていることを特徴とする。
前記振動デバイスの出力信号に基づいて信号処理を行う信号処理回路と、を備えていることを特徴とする。
図1は、第1実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。図2は、図1の振動デバイスを示す平面図である。図3は、図1の振動デバイスが有する振動素子を示す平面図である。図4および図5は、図3の振動素子の駆動を説明する模式図である。図6は、図1に示す振動デバイスが有する支持基板を示す平面図である。図7は、周波数比f1/fdと、駆動周波数f1における不要振動の変位振幅倍率(gain)との関係を示すグラフである。図8は、周波数比f1/fd=1のときの、f0/f1と、駆動周波数f1における不要振動の変位振幅倍率(gain)との関係を示すグラフである。なお、説明の便宜上、図1ないし図6には、互いに直交する3軸であるA軸、B軸およびC軸を示している。また、以下では、各軸の矢印先端側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。また、C軸のプラス側を「上」とも言い、マイナス側を「下」とも言う。
また、C軸に沿った方向からの平面視を、単に「平面視」とも言う。
そのため、支持基板4によって振動素子6の不要振動を効果的に減衰させることができる。
これにより、共振周波数f0を効果的に下げることができ、共振周波数f0と駆動周波数f1の差f1-f0をより大きくすることができる。したがって、支持基板4による不要振動の減衰効果がより向上する。なお、ばね定数Ka、Kbは、0.2≦Kb/Ka≦0.8であることが好ましく、0.3≦Kb/Ka≦0.7であることがより好ましく、0.4≦Kb/Ka≦0.6であることがさらに好ましい。これにより、梁部42~45の機械的強度を確保しつつ、ばね定数Kbを十分に小さくすることができる。そのため、支持基板4による不要振動の減衰効果がさらに向上する。ただし、これに限定されず、Ka≦Kbであってもよい。
特に、本実施形態では、振動素子6は、角速度ωcを検出する角速度センサー素子である。これにより、振動デバイス1を幅広い電子機器に搭載することができ、利便性の高い振動デバイス1となる。
図9は、第2実施形態の振動デバイスを示す平面図である。
図10は、第3実施形態の振動デバイスが有する支持基板を示す平面図である。
図11は、第4実施形態のパーソナルコンピューターを示す斜視図である。
図12は、第5実施形態の携帯電話機を示す斜視図である。
図13は、第6実施形態のデジタルスチールカメラを示す斜視図である。
図14は、第7実施形態の自動車を示す斜視図である。
Claims (13)
- 互いに直交する3つの軸をA軸、B軸およびC軸としたとき、
素子基部と、前記B軸に沿ったB軸方向に延出している振動腕と、を含む振動素子と、
前記C軸に沿ったC軸方向からの平面視で、前記素子基部と重なっている基部と、梁部を介して前記基部と接続されている支持部と、を含む支持基板と、
を含み、
前記振動腕は、前記A軸に沿ったA軸方向に屈曲振動し、
前記基部、前記振動素子、及び前記梁部を含む振動系の振動の共振周波数をf0、
前記振動素子の駆動周波数をf1としたとき、
f0<f1
を満たすことを特徴とする振動デバイス。 - 請求項1において、
前記C軸方向からの平面視で、
前記支持部は、
前記A軸のプラス側に配置されている第1支持部と、
前記A軸のマイナス側に配置されている第2支持部と、
を含み、
前記基部は、前記第1支持部と前記第2支持部との間に配置されていることを特徴とする振動デバイス。 - 請求項1において、
前記C軸方向からの平面視で、
前記支持部は、
前記B軸のプラス側に配置されている第1支持部と、
前記B軸のマイナス側に配置されている第2支持部と、
を含み、
前記基部は、前記第1支持部と前記第2支持部との間に配置されていることを特徴とする振動デバイス。 - 請求項1において、
前記C軸方向からの平面視で、
前記支持部は、前記基部を囲んでおり、
前記梁部は、
前記基部と前記支持部との間に配置され、
前記基部を囲んでいる枠部と、
前記基部と前記枠部とを接続している第1梁部と、
前記支持部と前記枠部とを接続している第2梁部と、
を含むことを特徴とする振動デバイス。 - 請求項4において、
前記支持部は、
前記A軸のプラス側に配置されている第1支持部と、
前記A軸のマイナス側に配置されている第2支持部と、
を含むことを特徴とする振動デバイス。 - 請求項5において、
前記支持部は、枠状であることを特徴とする振動デバイス。 - 請求項1乃至6のいずれか一項において、
前記C軸方向からの平面視で、
前記振動腕は、前記支持基板と重なっていることを特徴とする振動デバイス。 - 請求項1乃至7のいずれか一項において、
前記素子基部は、接合部材を介して前記基部に固定されていることを特徴とする振動デバイス。 - 請求項1乃至8のいずれか一項において、
前記振動素子は、前記素子基部から前記B軸方向に延出している検出腕を含むことを特徴とする振動デバイス。 - 請求項9において、
前記振動素子は、
前記素子基部の前記A軸のプラス側から延出している第1連結腕と、
前記素子基部の前記A軸のマイナス側から延出している第2連結腕と、
を含み、
前記振動腕は、
前記第1連結腕から前記B軸方向に延出している第1の駆動腕と、
前記第2連結腕から前記B軸方向に延出している第2の駆動腕と、
を含むことを特徴とする振動デバイス。 - 請求項1乃至10のいずれか一項において、
前記振動素子は、物理量を検出する物理量センサー素子であることを特徴とする振動デバイス。 - 請求項1乃至11のいずれか一項に記載の振動デバイスと、
前記振動デバイスの出力信号に基づいて信号処理を行う信号処理回路と、
を含むことを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至11のいずれか一項に記載の振動デバイスと、
前記振動デバイスの出力信号に基づいて信号処理を行う信号処理回路と、
を含むことを特徴とする移動体。
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