JP6492536B2 - センサー素子、物理量センサー、電子機器および移動体 - Google Patents
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本発明のセンサー素子は、基部、および、前記基部から第1方向に沿って延出している駆動振動腕を含む振動体と、
前記振動体を支持している支持部と、
を備え、
前記駆動振動腕の前記第1方向に直交する第2方向に沿って駆動振動する駆動振動モードの周波数をfdとし、前記振動体が前記支持部の変形を伴って前記第1方向に沿って振動する第1方向振動モードの周波数をfyとしたとき、
0.7≦fd/fyの関係を満たすことを特徴とする。
このようなセンサー素子によれば、不要振動を効果的に低減することができる。
本発明のセンサー素子では、0.85≦fd/fyの関係を満たすことが好ましい。
これにより、不要振動をより効果的に低減することができる。
本発明のセンサー素子では、fd/fy≦100の関係を満たすことが好ましい。
これにより、支持部の小型化、ひいてはセンサー素子の小型化を図ることができる。
本発明のセンサー素子では、fd/fy≦10の関係を満たすことが好ましい。
本発明のセンサー素子では、前記支持部は、長尺状をなしていることが好ましい。
本発明のセンサー素子では、前記支持部は、前記第1方向に沿って延在する複数の部分と、前記第2方向に沿って延在する複数の部分と、を有することが好ましい。
本発明の物理量センサーは、本発明のセンサー素子を備えることを特徴とする。
本発明の電子機器は、本発明のセンサー素子を備えることを特徴とする。
本発明の移動体は、本発明のセンサー素子を備えることを特徴とする。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係るセンサー素子を示す平面図、図2(a)は、図1中のA1−A1線断面図、図2(b)は、図1中のA2−A2線断面図である。
圧電基板2の構成材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料が挙げられる。これらの中でも、圧電基板2の構成材料としては、水晶を用いることが好ましい。水晶を用いることで、他の材料と比較して優れた周波数温度特性を有するセンサー素子1が得られる。なお、以下では、圧電基板2を水晶で構成した場合について説明する。
圧電基板2の厚さは、特に限定されず、40.0〜300.0μm程度とされる。
前述した圧電基板2の表面に設けられている電極は、図2に示すように、駆動信号電極311と、駆動接地電極312と、第1検出信号電極321と、第2検出信号電極322と、検出接地電極323と、を有している。
以上、センサー素子1の構成について説明した。
以下、センサー素子1の振動モードについて詳述する。
図5は、本発明の第2実施形態に係るセンサー素子を示す平面図である。
図6は、本発明の第3実施形態に係るセンサー素子を示す平面図である。
図7は、本発明の第4実施形態に係るセンサー素子を示す平面図、図8(a)は、図7中のB1−B1線断面図、図8(b)は、図7中のB2−B2線断面図、図8(c)は、図7中のB3−B3線断面図である。
圧電基板4は、Zカット水晶板で構成されている。この圧電基板4は、基部41と、基部41から延出している駆動振動腕421〜424および検出振動腕431、432と、固定部441、442と、固定部441と基部41とを連結している支持梁451、452(支持部)と、固定部442と基部41とを連結している支持梁453、454(支持部)と、を有している。なお、この圧電基板4は、図7に示すように、左右対称に形成されている。
前述した圧電基板4の表面に設けられている電極は、図8に示すように、駆動信号電極511と、駆動接地電極512と、検出信号電極521と、検出接地電極522と、を有している。また、当該電極は、図7に示すように、駆動信号端子513と、駆動接地端子514と、検出信号端子523と、検出接地端子524と、を有している。
以上、センサー素子1Cの構成について説明した。
次に、本発明の物理量センサーについて説明する。
次いで、本発明の電子機器について、図11〜図13に基づき、詳細に説明する。
次いで、本発明の移動体について、図14に基づき、詳細に説明する。
自動車1500には、角速度検知手段(ジャイロセンサー)として機能するセンサー素子1が内蔵されており、センサー素子1によって車体1501の姿勢を検出することができる。センサー素子1の検出信号は、車体姿勢制御装置1502に供給され、車体姿勢制御装置1502は、その信号に基づいて車体1501の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪1503のブレーキを制御したりすることができる。その他、このような姿勢制御は、二足歩行ロボットやラジコンヘリコプターで利用することができる。以上のように、各種移動体の姿勢制御の実現にあたって、センサー素子1が組み込まれる。
1A‥‥センサー素子
1B‥‥センサー素子
1C‥‥センサー素子
1X‥‥センサー素子
2‥‥圧電基板
2A‥‥圧電基板
2B‥‥圧電基板
4‥‥圧電基板
6‥‥パッケージ
7X‥‥センサー素子
7Y‥‥センサー素子
7Z‥‥センサー素子
8‥‥ICチップ
9‥‥応力緩和層
10‥‥物理量センサー
21‥‥基部
25‥‥支持部
25A‥‥支持部
41‥‥基部
61‥‥ベース
62‥‥リッド
63‥‥接合部材
81‥‥端子
101‥‥導電性ワイヤー
221‥‥駆動振動腕
222‥‥駆動振動腕
231‥‥検出振動腕
232‥‥検出振動腕
241‥‥調整振動腕
242‥‥調整振動腕
251‥‥部分
252‥‥部分
252A‥‥部分
253‥‥部分
253A‥‥部分
261‥‥連結部
261A‥‥連結部
262‥‥連結部
262A‥‥連結部
263‥‥連結部
263B‥‥連結部
263X‥‥連結部
264‥‥連結部
264B‥‥連結部
264X‥‥連結部
311‥‥駆動信号電極
312‥‥駆動接地電極
321‥‥検出信号電極
322‥‥検出信号電極
323‥‥検出接地電極
411‥‥本体部
412‥‥連結腕
413‥‥連結腕
421‥‥駆動振動腕
422‥‥駆動振動腕
423‥‥駆動振動腕
424‥‥駆動振動腕
431‥‥検出振動腕
432‥‥検出振動腕
441‥‥固定部
442‥‥固定部
451‥‥支持梁
452‥‥支持梁
453‥‥支持梁
454‥‥支持梁
511‥‥駆動信号電極
512‥‥駆動接地電極
513‥‥駆動信号端子
514‥‥駆動接地端子
521‥‥検出信号電極
522‥‥検出接地電極
523‥‥検出信号端子
524‥‥検出接地端子
611‥‥凹部
611a‥‥凹部
611b‥‥凹部
641‥‥接続端子
642‥‥端子
643‥‥配線層
644‥‥配線層
1100‥‥パーソナルコンピューター
1102‥‥キーボード
1104‥‥本体部
1106‥‥表示ユニット
1108‥‥表示部
1200‥‥携帯電話機
1202‥‥操作ボタン
1204‥‥受話口
1206‥‥送話口
1208‥‥表示部
1300‥‥ディジタルスチルカメラ
1302‥‥ケース
1304‥‥受光ユニット
1306‥‥シャッターボタン
1308‥‥メモリー
1310‥‥表示部
1312‥‥ビデオ信号出力端子
1314‥‥入出力端子
1430‥‥テレビモニター
1440‥‥パーソナルコンピューター
1500‥‥自動車
1501‥‥車体
1502‥‥車体姿勢制御装置
1503‥‥車輪
2211‥‥腕部
2212‥‥幅広部
2213‥‥溝
2221‥‥腕部
2222‥‥幅広部
2223‥‥溝
2311‥‥腕部
2312‥‥幅広部
2313‥‥溝
2321‥‥腕部
2322‥‥幅広部
2323‥‥溝
2411‥‥腕部
2412‥‥幅広部
2421‥‥腕部
2422‥‥幅広部
2611‥‥部分
2612‥‥部分
2613‥‥部分
2614‥‥部分
2615‥‥部分
2616‥‥部分
2617‥‥部分
2618‥‥部分
2621‥‥部分
2622‥‥部分
2623‥‥部分
2624‥‥部分
2625‥‥部分
2626‥‥部分
2627‥‥部分
2628‥‥部分
2631‥‥部分
2632‥‥部分
2633‥‥部分
2634‥‥部分
2635‥‥部分
2636‥‥部分
2637‥‥部分
2638‥‥部分
2641‥‥部分
2642‥‥部分
2643‥‥部分
2644‥‥部分
2645‥‥部分
2646‥‥部分
2647‥‥部分
2648‥‥部分
4211‥‥腕部
4212‥‥幅広部
4213‥‥溝
4221‥‥腕部
4222‥‥幅広部
4223‥‥溝
4231‥‥腕部
4232‥‥幅広部
4233‥‥溝
4241‥‥腕部
4242‥‥幅広部
4243‥‥溝
4311‥‥腕部
4312‥‥幅広部
4313‥‥溝
4321‥‥腕部
4322‥‥幅広部
4323‥‥溝
a1‥‥中心軸
a2‥‥中心軸
S‥‥収容空間
ω‥‥角速度
ωX‥‥角速度
ωY‥‥角速度
ωZ‥‥角速度
Claims (9)
- 基部、前記基部の一端から第1方向に沿って延出している駆動振動腕、および、前記基部の前記一端とは反対側の他端から前記第1方向に沿って延出している検出振動腕を含む振動体と、
前記振動体を支持している支持部と、
を備え、
前記駆動振動腕の前記第1方向に直交する第2方向に沿って駆動振動する駆動振動モードの周波数をfdとし、前記振動体が前記支持部の変形を伴って前記第1方向に沿って振動する第1方向振動モードの周波数をfyとしたとき、
0.7≦fd/fyの関係を満たし、
前記検出振動腕の検出振動の方向は、前記第1方向および前記第2方向に直交する第3方向であることを特徴とするセンサー素子。 - 0.85≦fd/fyの関係を満たす請求項1に記載のセンサー素子。
- fd/fy≦100の関係を満たす請求項1または2に記載のセンサー素子。
- fd/fy≦10の関係を満たす請求項3に記載のセンサー素子。
- 前記支持部は、長尺状をなしている請求項1ないし4のいずれか1項に記載のセンサー素子。
- 前記支持部は、前記第1方向に沿って延在する複数の部分と、前記第2方向に沿って延在する複数の部分と、を有する請求項5に記載のセンサー素子。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のセンサー素子を備えることを特徴とする物理量センサー。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のセンサー素子を備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のセンサー素子を備えることを特徴とする移動体。
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