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CN1580702A - 陀螺振子及电子设备 - Google Patents

陀螺振子及电子设备 Download PDF

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CN1580702A
CN1580702A CNA2004100557153A CN200410055715A CN1580702A CN 1580702 A CN1580702 A CN 1580702A CN A2004100557153 A CNA2004100557153 A CN A2004100557153A CN 200410055715 A CN200410055715 A CN 200410055715A CN 1580702 A CN1580702 A CN 1580702A
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CN
China
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tablet
mentioned
sound piece
sound
vibration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2004100557153A
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English (en)
Inventor
神名重男
江口诚
筱崎顺一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Pending legal-status Critical Current

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5607Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks

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Abstract

本发明提供一种陀螺振子及电子设备,不会通过支撑部泄漏音片的振动,可以高精度地检测出状态变化。该陀螺振子具备:大致在同一平面内相互平行延伸的第1到第4棒状音片(2a、2b、2c、2d);在平面内在与上述4个音片大致垂直的方向上延伸的、与4个音片(2a、2b、2c、2d)相连的棒状横梁(3);支撑横梁(3)的棒状支撑部(4、5);配置在至少两个音片(2b、2c)上的驱动部(6、7);配置在至少一个音片(2a)上的检测部(8)。

Description

陀螺振子及电子设备
技术领域
本发明涉及振动型陀螺仪之类的陀螺(gyro)振子以及含有该振子的电子设备。
背景技术
专利文献1:美国专利第5396144号说明书
在陀螺振子(以下称为“振子”)中,为了检测状态(姿勢)的变化,音片进行驱动用振动,并在产生了旋转时进行由科里奥利力引起的检测用振动。在上述振子中,音片产生的两个振动泄漏到用于装载振子的电路基板上,因此,有可能使两个振动的频率产生偏移。因此,在上述专利文献1记载的振子中,为了降低两个振动频率的偏移,设有以使音片悬浮的状态或者悬吊的状态来进行支撑的悬置机构(suspensionsystem)。
但是,上述以往的振子虽然设有悬置系统,但是仍然存在不能完全避免将音片的振动泄漏到支撑振子的电路基板等上的问题。
另外,除了上述问题,还存在如下问题:检测部误认为两个振动的泄漏所导致的横梁形状的变化是由科里奥利力引起的横梁形状的变化。
发明内容
本发明就是为了解决上述课题而提出的,其目的在于提供一种不会通过支撑部泄漏音片的振动,能够高精度地检测状态变化的陀螺振子。
为了解决上述课题,本发明的陀螺振子包括:4个音片,它们是在大致同一平面内相互平行地延伸的第1、第2、第3以及第4棒状音片,上述第1音片和上述第2音片配置在最外侧,上述第3音片和上述第4音片配置在上述第1音片和上述第2音片之间,同时,上述第3音片配置在离上述第1音片近的位置上,上述第4音片配置在离上述第2音片近的位置上;棒状横梁,其在上述平面内在与上述4个音片大致垂直的方向上延伸,并与上述4个音片连接;棒状支撑部,其支撑上述横梁;驱动部,其配置在上述4个音片中的至少2个音片上;以及检测部,其配置在上述4个音片中的至少1个音片上;该陀螺振子的特征在于,通过上述驱动部驱动上述音片使其振动,根据配置了上述检测部的音片的变形,来检测上述音片以延伸方向为旋转轴的旋转。
根据本发明的振子,至少2个音片进行驱动用振动,在产生旋转时,在上述第1、第2、第3以及第4音片上进行由科里奥利力引起的检测用振动。由此,该音片的形状发生变化。因此,设置在至少一个音片上的检测部可以检测出上述音片的形状变化,可以检测出上述旋转。
另外,在本发明的振子中,优选的是,上述支撑部与上述横梁交叉并在上述音片延伸的方向上延伸而形成。
另外,在本发明的振子中,优选的是,上述支撑部与上述横梁的长度的大致中央交叉而形成。
另外,在本发明的振子中,优选的是,上述横梁延伸至上述第1音片及上述第2音片的外侧,上述支撑部形成于其端部。
另外,在本发明的振子中,优选的是,支撑部包含从外侧包围上述第1至第4音片的框架部。
根据这些结构的振子,可以将来自检测部和驱动部的布线配置在支撑部上,提高设计的自由度。另外,如果将支撑部粘合并保持在振子收纳容器中,则可以获得充分的粘合面积,可以将振子可靠地保持在收纳容器中。
在上述本发明的振子中,优选的是,上述横梁在上述第1至第4音片延伸的长度的大致中央位置上与上述音片连接。
在上述本发明的振子中,优选的是,上述第1和第3音片、与第2和第4音片设置在关于经过上述横梁的中心并与音片平行的直线线对称的位置上。
根据这些结构的振子,由于音片关于经过上述横梁的中心并与音片平行的直线线对称,所以,各个音片可以平衡地振动,不会向横梁泄漏音片的振动,能够得到特性优良的振子。
在上述本发明的振子中,优选的是,上述第1音片及上述第2音片包含上述驱动部,或者上述第3音片及上述第4音片包含上述驱动部。
在上述本发明的振子中,优选的是,将上述驱动部设置于上述第1音片及上述第2音片上时,上述驱动部驱动上述第1音片及上述第2音片的振动,使其以相互反相;将上述驱动部设置于上述第3音片及上述第4音片上时,上述驱动部驱动上述第3音片及上述第4音片的振动,使其相互反相。
在上述本发明的振子中,优选的是,至少第1音片和第2音片、或者第3音片和第4音片、或者第1音片和第3音片、或者第2音片和第4音片包含上述检测部。
根据本发明的振子,2个音片进行驱动用振动,在产生旋转时,在上述第1、第2、第3以及第4音片上进行由科里奥利力引起的检测用振动。由此,该音片的形状发生变化。因此,设置在至少2个音片上的检测部可以检测出上述音片的形状的变化,可以检测出上述旋转。
另外,通过至少2个检测部,可以检测出对上述旋转来说是干扰的加速度,可以区别加速度和旋转,能够得到可以高精度地检测状态变化的振子。
在上述本发明的振子中,上述第1、第2、第3以及第4音片也可以包含上述驱动器。
在上述本发明的振子中,上述驱动部也可以驱动上述第1、第2、第3以及第4音片的振动,使上述第1音片的振动和第2音片的振动相互同相,使上述第3音片的振动和第4音片的振动相互同相,并且,使上述第1音片的振动和上述第3音片的振动相互反相。
在上述本发明的振子中,也可以使至少第1音片和第4音片、或者第2音片和第3音片、或者第1音片和第3音片、或者第2音片和第4音片包含上述检测部。
在上述本发明的振子中,上述驱动部也可以驱动上述第1、第2、第3以及第4音片的振动,使上述第1音片的振动和第2音片的振动相互反相,使上述第3音片的振动和第4音片的振动相互反相,并且,使上述第1音片的振动和上述第3音片的振动相互反相。
在上述本发明的振子中,也可以至少使第1音片和第2音片、或者第1音片和第3音片、或者第2音片和第4音片、或者第3音片和第4音片包含上述检测部。
根据本发明的振子,4个音片进行驱动用振动,在产生旋转时,在上述第1、第2、第3以及第4音片上进行由科里奥利力引起的检测用振动。由此,该音片的形状发生变化。因此,设置在至少2个音片上的检测部可以检测出上述音片的形状变化,可以检测出上述旋转。另外,通过至少2个检测部,可以检测出对上述旋转来说是干扰的加速度,可以区别加速度和旋转,能够得到可以高精度地检测状态变化的振子。
本发明的电子设备的特征在于,具备上述振子。
根据本发明的电子设备,具备可以高精度地检测状态变化的振子,可以得到能够发挥良好性能的电子设备。
附图说明
图1是表示实施例1的振子的结构的图。
图2是表示实施例1的振子的驱动模式的图,图2(A)是透视图(斜視図),图2(B)是正视图。
图3是表示实施例1的振子的检测模式的图,图3(A)是透视图,图3(B)是侧视图,图3(C)是俯视图。
图4是表示实施例1的变形例的振子的驱动模式的图,图4(A)是透视图,图4(B)是正视图。
图5是表示实施例2的振子的驱动模式的图,图5(A)是透视图,图5(B)是正视图。
图6是表示实施例2的振子的检测模式的图,图6(A)是透视图,图6(B)是俯视图。
图7是表示将实施例1的振子安装在振子收纳容器中的状态的透视图。
图8是表示在实施例1的支撑部的配置的变形例的结构图,图8(A)、(B)是表示不同的变形例的结构图。
图9是表示在实施例1的支撑部的配置的变形例的结构图,图9(A)、(B)是表示不同的变形例的结构图。
图10是表示设置多个实施例1中的检测部的情况下的变形例的结构图,图10(A)是正视图,图10(B)是透视图。
图11是表示实施例3的振子的结构的图。
图12是表示实施例3的振子的驱动模式的图,图12(A)是透视图,图12(B)是正视图。
图13是表示实施例3的振子的检测模式的图,图13(A)是透视图,图13(B)是侧视图,图13(C)是俯视图。
图14是表示将实施例3的振子安装在振子收纳容器中的状态的图,图14(A)是正视图,图14(B)是剖面图。
图15是表示在实施例3的支撑部的配置的变形例的结构图,图15(A)、(B)是表示不同变形例的结构图。
图16是表示在实施例3的支撑部的配置的变形例的结构图。
图17是表示设置多个实施例3中的检测部的情况下的变形例的结构图,图17(A)是正视图,图17(B)是透视图。
图18是表示将本实施例的振子内设于应用设备中的结构图。
图19是表示实施例2的振子的另一驱动模式的图,图19(A)是透视图,图19(B)是正视图。
图20是表示实施例2的振子的另一检测模式的图,图20(A)是透视图,图20(B)是俯视图。
图21是表示设置多个实施例2中的检测部的情况下的变形例的结构图,图21(A)是正视图,图21(B)是透视图。
符号说明
1:振子;2a:第1音片;2b:第3音片;2c:第4音片;2d:第2音片;3:横梁;4、5:支撑部;4a、5a:棒状部;4b、5b:圆板部;6、7:驱动部;6a、6b、7a、7b:驱动元件;8:检测部;8a、8b:检测元件;20、21、22、23:交点;26:框架部;30:振子;40:振子;50:振子。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施例进行说明。
实施例1
实施例1的振子具有:进行用于激发科里奥利力的驱动用振动的驱动模式;以及进行由科里奥利力引起的检测用振动的检测模式。以下,关于实施例1的振子,在同时对结构和驱动模式进行说明之后,对检测模式进行说明。
图1是表示实施例1的振子的结构的正视图。图2(A)是表示实施例1的驱动模式中的振子的的透视图,图2(B)是图2(A)的正视图。
实施例1的振子1如图1、图2(A)以及图2(B)所示,具有:4个音片2a(第1音片)、2b(第3音片)、2c(第4音片)、2d(第2音片);横梁3;2个支撑部4、5;2个驱动部6、7;以及检测部8。
音片2a、2b、2c、2d是在Y方向延伸的相互平行的棒状部件,其剖面为矩形且材质相同。音片2b、2c设置在音片2a和2d之间。更详细地说,音片2b设置在到音片2a的距离比到音片2d的距离短的位置上,音片2c设置在到音片2d的距离比到音片2a的距离短的位置上。
音片2a和音片2d在大致是其长度中心的交点20、23上与横梁3连接。音片2a和音片2d在驱动模式中不进行任何振动。
另一方面,音片2b在大致是其长度中心的交点21上与横梁3交叉。驱动部6设置在音片2b的与YZ平面平行的2个面上,由驱动元件6a、6b、6c、6d构成。驱动元件6a和6b在关于音片2b的与YZ平面平行的平面面对称的位置上。另外,驱动元件6d、6c在同样的面对称的位置上。
音片2c在大致是其长度中心的交点22上与横梁3交叉。驱动部7设置在与音片2c的YZ平面平行的2个面上,由驱动元件7a、7b、7c、7d构成。驱动元件7a和7b在关于音片2c的与YZ平面平行的平面面对称的位置上。另外,驱动元件7c和7d在同样的面对称的位置上。
横梁3在X轴方向延伸,呈棒状,且剖面为矩形。并且,Z方向的厚度与音片2a、2b、2c、2d的Z方向的厚度大致相同。横梁3的一端连接在大致为音片2a长度的中心的交点20上,另一端连接在大致为音片2d长度的中心的交点23上。
支撑部4由棒状部4a和圆板部4b组成,同样,支撑部5由棒状部5a和圆板部5b组成。棒状部4a以横梁3的长度的大致中心为起点,比音片2a、2b、2c、2d延伸得更长,剖面为矩形。另外,棒状部4a的Z方向的厚度与音片2a、2b、2c、2d以及横梁3的Z方向的厚度大致相同。圆板部4b设置在棒状部4a的末端。圆板部4b的直径比棒状部4a的X方向的宽度大。所以,具有利用粘合剂将振子1固定在电路基板等上所需的面积。另外,圆板部4b的Z方向的厚度与棒状部4a的Z方向的厚度大致相同。
棒状部5a和圆板部5b与棒状部4a和圆板部4b具有相同的形状。棒状部5a以横梁3的长度的大致中心为起点,在与棒状部4a的延伸方向相反的方向上延伸,圆板部5b设置在棒状部5a的末端。
音片2b在驱动模式时,通过驱动部6的激励,沿着X方向进行弯曲振动。此处,音片2b和横梁3交叉的交点21成为音片2b的弯曲振动的中心而不振动。所以,音片2b的振动不向横梁3传播。
同样,音片2c在驱动模式时,通过驱动部7的激励,沿着X方向进行弯曲振动。此处,音片2c的振动是以与音片2b反相的关系进行的。即,如图2(A)及图2(B)所示,在X方向上,音片2b变形为“<”形状时,音片2c变形为与音片2b的形状相反的“>”形状。另外,与上述相反,在X方向上,在音片2b变形为“>”形状时,音片2c变形为与音片2b的形状相反的“<”形状。
音片2c和横梁3交叉的交点22成为音片2c的弯曲振动的中心而不振动。所以,音片2c的振动不向横梁3传播。
检测部8由检测元件8a、8b构成,检测元件8a、8b相对地设置在音片2a的与XY平面平行的2个面上。并且,检测元件8a、8b被安装在稍微离开音片2a长度的大致中心的位置上。检测部8对由于振子1的检测模式中的检测用振动而使音片2a产生的变形进行检测。
另外,作为振子的材质,可以从恒弹性材料和压电材料中适当地进行选择。在使用镍铬恒弹性合金等恒弹性材料的情况下,作为驱动元件和检测元件,使用压电元件等压电材料。另外,在振子使用水晶或者钽酸锂等压电材料的情况下,作为驱动元件和检测元件,可以使用电极。
接着,对实施例1中的振子1的检测模式进行说明。
图3(A)、图3(B)以及图3(C)是分别表示检测模式中的振子的透视图、侧视图、俯视图。如果实施例1的振子1在音片2b、2c沿着X方向进行弯曲振动的上述驱动模式中,产生以Y方向为中心轴的旋转(以下称为“Y轴旋转”),则在音片2b、2c上,沿着Z方向交替产生用实线箭头表示的科里奥利力F以及用虚线箭头表示的科里奥利力F。由于交替产生的该科里奥利力F,音片2b、2c在Z方向上进行弯曲振动。即,音片2b、2c在X方向产生弯曲振动的同时,也进行由科里奥利力所引起的Z方向的弯曲振动。另外,音片2a和2d的动作是以消除作用在音片2b、2c上的科里奥利力F所引起的旋转力矩的方式进行振动。即,音片2a和2b、音片2c和2d以分别反相的方式在Z方向上进行弯曲振动。
具体来说,如图3(A)、图3(B)以及图3(C)所示,在产生由实线箭头表示的科里奥利力F时,在Z方向上,音片2a变形为“<”形状,音片2b变形为与音片2a的形状相反的“>”形状。另外,此时,音片2d变形为与音片2a的形状相反的“>”形状,音片2c变形为与音片2d、音片2b的形状都相反的“<”形状。
与上述相反,在产生由虚线箭头表示的科里奥利力F时,在Z方向上,音片2a变形为“>”形状,音片2b变形为与音片2a的形状相反的“<”形状。另外,此时,音片2d变形为与音片2a的形状相反的“<”形状,音片2c则变形为与音片2d、音片2b的形状都相反的“>”形状。
由于上述的音片2a、2b、2c、2d沿着Z方向的弯曲振动,更确切地说,由于音片2a的Z方向的弯曲振动,在安装检测部8的位置上产生形状变化。检测部8由于具有压电性,所以生成表示形状变化的电信号,将该电信号输出到计算部(未图示)。计算部从检测部8接收到上述电信号时,利用以往公知的方法对上述电信号进行处理,由此,算出上述的Y轴旋转、即振子1的状态的变化。
如上所述,在实施例1的振子1中,在音片2b、2c的X方向的弯曲振动中产生了Y轴旋转时,在音片2b、2c上产生Z方向的科里奥利力F,由于该科里奥利力F,音片2b、2c在Z方向上进行弯曲振动。另一方面,音片2a、2d以消除由音片2b、2c的该弯曲振动所产生的旋转力矩的方式在Z方向上进行振动。其结果,由于音片2a自身的该弯曲振动,音片2a的形状发生变化。因此,设置在音片2a上的检测部8可以检测出音片2a的上述形状变化。由此,可以检测出振子1的Y轴旋转。
另外,在实施例1的振子1中,即使将检测部8设置在音片2b、或者2c、或者2d上,也能与上述同样地检测出振子1的Y轴旋转。在将检测部8设置在音片2a或者2d上的情况下,可以避免由驱动模式的振动泄漏所引起的误检测。另一方面,在将检测部8设置在音片2b或者2c上的情况下,可以高效地检测出由科力奥力所引起的音片形状变化。
在实施例1的振子1中,音片2a和2d在关于经过支撑部4、5的YZ平面面对称的位置上,音片2a的动作与音片2d的动作是反相关系。另外,支撑部4、5在距离音片2a、2d为等距离的位置上,同时,与音片2b、2c也等距离。由于这些原因,音片2a、2b的振动以及音片2c、2d的振动相互抵消。即,可以将泄漏到支撑部4、5上的音片2a、2b的振动与泄漏到支撑部4、5上的音片2c、2d的振动相互抵消。
图7是表示将上述振子1安装在振子收纳容器中的状态的透视图。
由陶瓷等形成的收纳容器100被设置成一面开放的凹部。另外,凹部内形成了载置台101,利用粘合剂将振子1的支撑部4、5的圆板部4b、5b粘合在载置台101上,由此,将振子1固定在收纳容器中。此时,振子1的音片2a、2b、2c、2d不与收纳容器100接触,不妨碍振动。为了使形成于支撑部的圆板部4b、5b上的布线和形成于收纳容器100上的布线连接,进行引线接合,以实现振子1和收纳容器100的电连接。并且,在收纳容器100的上面固定安装着未图示的盖体,以使其内部保持真空氛围或者惰性气体氛围,形成被封装的振子。
支撑部配置的变形例
图8(A)、(B)是表示在实施例1的支撑部的配置的变形例的结构图。
如图8(A)所示,支撑部80及81的棒状部80a、81a延伸得比音片2a、2b、2c、2d的长度短,在其末端形成圆板部80b、81b。并且,通过将该圆板部80b、81b粘合在收纳容器上,可以固定振子1。
另外,如图8(B)所示,也可以将支撑部82设置在与音片2a、2b、2c、2d连接的横梁3的长度的大致中心附近。并且,通过将该支撑部粘合在收纳容器上,可以固定振子1。
另外,作为另一变形例,也可以是如图9(A)、(B)所示的实施例。
图9(A)中,在将横梁3延伸至音片2a、2d的外侧的末端上,设置有支撑部83及84。并且,通过将该支撑部83、84粘合在收纳容器上,可以固定振子1。
另外,图9(B)除了实施例1的支撑部4、5之外,在将横梁3延伸至音片2a、2d的外侧的末端上,也设置有作为支撑部的圆板部85及86。
这样,由于可以将圆板部4b、5b、85、86粘合在收纳容器上,所以,可以增加振子1的粘合强度,可以提高振子1的抗冲击性。另外,由于可以将来自驱动部和检测部的布线从支撑部4、5以及85、86侧引出,所以,提高了布线配置的自由度。
检测模式的变形例
图4(A)及图4(B)是分别表示实施例1的振子的驱动模式的变形例的透视图及正视图。振子30的驱动部9、10设置在音片2a、2d上。驱动部9由驱动元件9a、9b、9c、9d构成;驱动部10由驱动元件10a、10b、10c、10d构成。这些驱动元件的配置的位置关系与实施例1所述的音片的位置关系相同。
另外,振子30的音片2b上设置了检测部11,检测部11由检测元件11a、11b构成。检测元件11a、11b的位置关系与实施例1所述的音片的位置关系相同。
上述构成的振子30在驱动模式中,音片2a、2d在X方向上进行弯曲振动,音片2b、2c不进行任何弯曲振动。
具体来说,音片2a通过驱动部9的激励来进行沿着X方向的弯曲振动,音片2d也同样,通过驱动部10的激励来进行沿着X方向的弯曲振动。此时,音片2a和音片2d进行反相关系的弯曲振动。即,如图4(A)及图4(B)所示,在X方向上,音片2a变形为“<”形状时,音片2d变形为与音片2a的形状相反的“>”形状。另外,在X方向上,音片2a变形为“>”形状时,音片2d变形为与音片2a的形状相反的“<”形状。
音片2a和横梁3的连接点的交点20成为音片2a的弯曲振动的中心而不振动,所以,制止了音片2a的振动向横梁3传播。同样,音片2d和横梁3的连接点的交点23成为音片2d的弯曲振动的中心而不振动,制止了音片2d的振动向横梁3传播。
在振子30中,在驱动模式时,在音片2a、2d沿着X方向进行弯曲振动时产生了Y轴旋转时,与表示振子1的检测模式的图3同样,由于沿着Z方向所产生的科里奥利力F,音片2a、2d在Z方向上进行弯曲振动。另外,音片2b、2c以与音片2a、2d的振动反相的方式在Z方向上进行弯曲振动。
由于这种沿着Z方向的音片2a、2b、2c、2d的弯曲振动,更确切地说,由于音片2b自身的弯曲振动,在与安装有检测部11的位置相对应的音片2b的部位上产生了形状变化,检测部11将表示音片2b的上述部位的形状变化的电信号输出到计算部。计算部30计算振子30的状态的变化。
如上所述,在变形例的振子30中,在音片2a、2d的X方向的弯曲振动中产生了Y轴旋转时,在音片2a、2d上产生Z方向的科里奥利力F,由于该科里奥利力F,音片2a、2d在Z方向上进行弯曲振动,另一方面,音片2b、2c也在Z方向上进行弯曲振动。其结果,由于音片2b自身的该弯曲振动,音片2b的形状发生变化。因此,设置在音片2b上的检测部11可以检测出音片2b的上述形状变化。即,可以检测出Y轴旋转。
另外,即使不将检测部11设置在音片2b上,而是设置在音片2a、或者2c、或者2d上,也能与上述同样地检测出振子30的Y轴旋转。在将检测部11设置在音片2b或者2c上的情况下,可以避免由驱动模式的振动泄漏所引起的误检测。另一方面,在将检测部11设置在音片2a或者2d上的情况下,可以有效地检测出由科力奥力所引起的音片形状变化。
配置多个检测部的变形例
图10(A)是表示设置多个检测部的情况下的变形例的平面结构图,图10(B)是图10(A)的透视图。
在具有由驱动元件6a、6b、6c、6d构成的驱动部6的音片2b上,设置有检测部92、93。检测部92由设置在音片2b的相互为表里关系的XY平面上的检测元件92a、92b构成。另外,检测部93由设置在音片2b的相互为表里关系的XY平面上的检测元件93a、93b构成。
另外,同样,在具有由检测元件7a、7b、7c、7d构成的驱动部7的音片2c上,设置有检测部94、95。检测部94由检测元件94a、94b构成,检测部95由检测元件95a、95b构成。另外,检测部92、93、94、95分别设置在稍微离开音片2b、2c长度的大致中心的位置上。
音片2a上设置有检测部90、91。检测部90由设置在音片2a的相互为表里关系的XY平面上的检测元件90a、90b构成。另外,检测部91由设置在音片2a的相互为表里关系的XY平面上的检测元件91a、91b构成。
另外,同样,在音片2d上设置有检测部96、97。检测部96由检测元件96a、96b构成,检测部97由检测元件97a、97b构成。另外,检测部90、91设置于稍微离开横梁3和音片2a的交点的、与XY平面平行的面上。检测部96、97设置于稍微离开横梁3和音片2d的交点的、与XY平面平行的面上。
振子1的驱动模式和检测模式中的各音片2a、2b、2c、2d的振动与利用实施例1中所说明的相同,所以,此处省略其说明。
设置多个检测部的效果是:可以检测出对于Y轴旋转来说是干扰的Z方向的加速度。在Z轴方向上具有加速度的情况下,4个音片2a、2b、2c、2d沿着Z轴向相同的方向变形。因此,在Y轴旋转中,通过在沿着Z轴以反相振动的至少两个音片上设置检测部,可以区别出加速度和Y轴旋转。
如上所述,在将驱动部设置于音片2b(第3音片)及2c(第4音片)上,并以相互反相的方式驱动音片2b、2c的情况下,作为可以检测出对于Y轴旋转来说是干扰的Z方向的加速度的检测部的配置,只要在至少2个音片上配置检测部即可,通过选择以下4种的任何一种,可以检测出加速度。
在音片2a(第1音片)和音片2d(第2音片)上配置检测部
在音片2b(第3音片)和音片2c(第4音片)上配置检测部
在音片2a(第1音片)和音片2b(第3音片)上配置检测部
在音片2c(第4音片)和音片2d(第2音片)上配置检测部
另外,在将驱动部设置于音片2a(第1音片)及2d(第2音片)上,并以相互反相的方式驱动音片2a、2d的情况下,作为可以检测出对于Y轴旋转来说是干扰的Z方向的加速度的检测部的配置,只要在至少2个音片上配置检测部即可,通过选择以下4种的任何一种,可以检测出加速度。
在音片2a(第1音片)和音片2d(第2音片)上配置检测部
在音片2b(第3音片)和音片2c(第4音片)上配置检测部
在音片2a(第1音片)和音片2b(第3音片)上配置检测部
在音片2c(第4音片)和音片2d(第2音片)上配置检测部
这样,可以区别出Y轴旋转和加速度,通过消除加速度,可以高精度地检测Y轴旋转。
另外,检测部可以配置在由科里奥利力所引起的变形部分的音片上,如图10所示,也可以在1个音片上设置多个。这样,设置2个或更多检测部的效果是:通过检测多个音片变形,在计算部中对检测的干扰和误差进行平均,可以高精度地检测Y轴旋转。
实施例2
图5(A)及图5(B)是分别表示驱动模式中的实施例2的振子的透视图及正视图。
实施例2的振子40具有与实施例1的振子相同的形状,不同点在于,在4个音片上设置了驱动部,在其中的1个音片上还设置了检测部。即,在音片2a上设置了驱动部9(9a、9b、9c、9d),在音片2b上设置了驱动部6(6a、6b、6c、6d),在音片2c上设置了驱动部7(7a、7b、7c、7d),在音片2d上设置了驱动部10(10a、10b、10c、10d)。另外,在音片2a上具有检测部8(8a、8b)。
以下,对实施例2的振子的驱动模式及检测模式中的动作进行说明。
如图5(A)及图5(B)所示,在实施例2的振子40中,在驱动模式时,音片2a、2b在X方向上以相互反相的关系进行弯曲振动,音片2c、2d也在X方向上以相互反相的关系进行弯曲振动。此外,音片2a的弯曲振动和音片2d的弯曲振动是相互同相的关系。并且,音片2b的弯曲振动和音片2c的弯曲振动是相互同相的关系。
具体地说,在X方向上,在音片2a变形为“<”形状时,音片2b变形为与音片2a的形状相反的“>”形状。此时,音片2d变形为与音片2a的形状大致相同的“<”形状,音片2c变形为与音片2d的形状相反的、与音片2b的形状大致相同的“>”形状。
另外,与上述相反,在X方向上,在音片2a变形为“>”形状时,音片2b变形为与音片2a的形状相反的“<”形状。此时,音片2d变形为与音片2a的形状大致相同的“>”形状,音片2c变形为与音片2d的形状相反的、与音片2b的形状大致相同的“<”形状。
接着,对实施例2的振子40的检测模式进行说明。
图6(A)及图6(B)是分别表示检测模式中的实施例2的振子的透视图及俯视图。实施例2的振子40在检测模式时,即,在上述驱动模式中的沿着X方向的弯曲振动中产生Y轴旋转时,在Z方向上交替产生由实线箭头所示的科里奥利力F和由虚线箭头所示的科里奥利力F。此时,音片2a、2b在Z方向上以相互反相的关系进行弯曲振动,音片2c、2d也在Z方向上以相互反相的关系进行弯曲振动。另一方面,音片2a、2d在Z方向上以同相的关系进行弯曲振动,而且,音片2b、2c也在Z方向上以同相的关系进行弯曲振动。
更详细地来说,在产生由实线箭头所示的科里奥利力F时,在Z方向上,音片2a变形为“<”形状,音片2b变形为与音片2a的形状相反的“>”形状。此时,音片2d变形为与音片2a的形状大致相同的“<”形状,音片2c变形为与音片2d的形状相反的、与音片2b的形状大致相同的“>”形状。
另外,与上述相反,在产生由虚线箭头所示的科里奥利力F时,在X方向上,音片2a变形为“>”形状,音片2b变形为与音片2a的形状相反的“<”形状。另外,此时音片2d变形为与音片2a的形状大致相同的“>”形状,音片2c变形为与音片2d的形状相反的、与音片2b的形状大致相同的“<”形状。
由于这样的检测模式中的音片2a、2b、2c、2d的Z方向的弯曲振动,更确切地说,由于音片2a自身的Z方向的弯曲振动,在音片2a上产生形状变化,设置在音片2a上的检测部8(8a、8b)检测音片2a的上述形状变化。其结果,计算部可以计算出振子40的状态变化。
如上所述,在实施例2的振子40中,由于对应于Y轴旋转而产生的Z方向的科里奥利力F,在Z方向上,音片2a、2b以相互反相的关系进行弯曲振动,音片2c、2d也以相互反相的关系进行弯曲振动。此外,音片2a、2d以相互同相的关系进行弯曲振动,音片2b、2c也以相互同相的关系进行弯曲振动。并且,由于音片2a的该弯曲振动,在音片2a上产生形状变化。设置在音片2a上的检测部8通过检测音片2a的上述形状变化,可以检测振子40的Y轴旋转。
另外,代替在实施例2的振子40中将检测部8设置在音片2a上,通过将检测部8设置在音片2b或者音片2c或者音片2d上,也能同样地检测振子40的Y轴旋转。
检测模式的变形例
图19(A)及图19(B)是分别表示实施例2的振子的驱动模式的变形例的透视图及正视图。由于振子40的结构与实施例2相同,所以在附图中标注相同的符号,并省略其说明。以下,对实施例2的变形例的振子的驱动模式及检测模式的动作进行说明。
如图19(A)及图19(B)所示,振子40在驱动模式时,音片2a、2b在X方向上以相互反相的关系进行弯曲振动,音片2c、2d也在X方向上以相互反相的关系进行弯曲振动。另外,音片2a的弯曲振动和音片2d的弯曲振动是相互反相的关系。并且,音片2b的弯曲振动和音片2c的弯曲振动是相互反相的关系。
具体地说,在X方向上,在音片2a变形为“>”形状时,音片2b变形为与音片2a的形状相反的“<”形状。此时,音片2c变形为与音片2a的形状大致相同的“>”形状,音片2d变形为与音片2c的形状相反的、与音片2b的形状大致相同的“<”形状。
另外,与上述相反,在X方向上,在音片2a变形为“<”形状时,音片2b变形为与音片2a的形状相反的“>”形状。此时,音片2c变形为与音片2a的形状大致相同的“<”形状,音片2d变形为与音片2c的形状相反的、与音片2b的形状大致相同的“>”形状。
接着,对振子40的检测模式进行说明。
图20(A)及图20(B)是分别表示检测模式的振子的透视图及俯视图。振子40在检测模式时,即,在上述驱动模式中的沿着X方向的弯曲振动中产生Y轴旋转时,在Z方向上交替产生由实线箭头所示的科里奥利力F和由虚线箭头所示的科里奥利力F。此时,音片2a、2b在Z方向上以相互反相的关系进行弯曲振动,音片2c、2d也在Z方向上以相互反相的关系进行弯曲振动。另一方面,音片2a、2d在Z方向上以反相的关系进行弯曲振动,而且,音片2b、2c也在Z方向上以反相的关系进行弯曲振动。
更详细地来说,在产生由实线箭头所示的科里奥利力F时,在Z方向上,音片2a变形为“<”形状,音片2b变形为与音片2a的形状相反的“>”形状。此时,音片2c变形为与音片2a的形状大致相同的“<”形状,音片2d变形为与音片2c的形状相反的、与音片2b的形状大致相同的“>”形状。
另外,与上述相反,在产生由虚线箭头所示的科里奥利力F时,在X方向上,音片2a变形为“>”形状,音片2b变形为与音片2a的形状相反的“<”形状。另外,此时音片2c变形为与音片2a的形状大致相同的“>”形状,音片2d变形为与音片2c的形状相反的、与音片2b的形状大致相同的“<”形状。
由于这样的检测模式中的音片2a、2b、2c、2d的Z方向的弯曲振动,确切地说,由于音片2a自身的Z方向的弯曲振动,在音片2a上产生形状变化,设置在音片2a上的检测部8(8a、8b)检测音片2a的上述形状变化。其结果,计算部可以计算出振子40的状态变化。
配置多个检测部的变形例
图21(A)是表示设置多个检测部情况下的变形例的平面结构图,图21(B)是图21(A)的透视图。
音片2a具有:由驱动元件9a、9b、9c、9d构成的驱动部9;由检测元件90a、90b构成的检测部90;以及由检测元件91a、91b构成的检测部91。
另外,音片2b具有:由驱动元件6a、6b、6c、6d构成的驱动部6;由检测元件92a、92b构成的检测部92;以及由检测元件93a、93b构成的检测部93。
另外,音片2c具有:由驱动元件7a、7b、7c、7d构成的驱动部7;由检测元件94a、94b构成的检测部94;以及由检测元件95a、95b构成的检测部95。
另外,音片2d具有:由驱动元件10a、10b、10c、10d构成的驱动部10;由检测元件96a、96b构成的检测部96;以及由检测元件97a、97b构成的检测部97。
驱动部6、7、9、10相对地设置在各音片的YZ平面上,安装在稍微离开音片长度的大致中心的位置上。
另外,检测部90、91、92、93、94、95、96、97相对地设置在各音片的XY平面上,安装在稍微离开音片长度的大致中心的位置上。
振子40的驱动模式和检测模式中的各音片2a、2b、2c、2d的振动与在实施例2及其变形例中说明的相同,所以,此处省略其说明。
设置多个检测部的效果是:可以检测出对于Y轴旋转来说是干扰的Z方向的加速度。在Z轴方向上具有加速度的情况下,4个音片2a、2b、2c、2d沿着Z轴向相同的方向变形。因此,在Y轴旋转中,通过在沿着Z轴以反相的方式振动的至少两个音片上设置检测部,可以区别出加速度和Y轴旋转。
即,在驱动音片使音片2a(第1音片)和音片2d(第2音片)的振动为同相,使音片2b(第3音片)和音片2c(第4音片)的振动为同相,并且音片2a和音片2b的振动相互反相的情况下,作为可以检测出对于Y轴旋转来说是干扰的Z方向的加速度的检测部的配置,通过选择以下4种的任何一种,可以检测出加速度。
在音片2a(第1音片)和音片2c(第4音片)上配置检测部
在音片2b(第3音片)和音片2d(第2音片)上配置检测部
在音片2a(第1音片)和音片2b(第3音片)上配置检测部
在音片2c(第4音片)和音片2d(第2音片)上配置检测部
另外,在驱动音片使音片2a(第1音片)和音片2d(第2音片)的振动为反相,使音片2b(第3音片)和音片2c(第4音片)的振动为反相,并且使音片2a和音片2b的振动相互反相的情况下,作为可以检测出对于Y轴旋转来说是干扰的Z方向的加速度的检测部的配置,通过选择以下4种的任何一种,可以检测出加速度。
在音片2a(第1音片)和音片2d(第2音片)上配置检测部
在音片2a(第1音片)和音片2b(第3音片)上配置检测部
在音片2c(第4音片)和音片2d(第2音片)上配置检测部
在音片2b(第3音片)和音片2c(第4音片)上配置检测部
这样,通过在相互反相的至少2个音片上设置检测部,可以区别出Y轴旋转和加速度,可以高精度地检测Y轴旋转。
另外,检测部可以配置在由科里奥利力所引起的产生变形部分的音片上,如图21所示,也可以在1个音片上设置多个。这样,设置2个或更多检测部的效果是:通过检测多个音片的变形,在计算部中对检测的干扰和误差进行平均,可以高精度地检测Y轴旋转。
实施例3
图11是表示实施例3的振子结构的正视图,另外,图12(A)及图12(B)是分别表示驱动模式中的实施例3的振子透视图及正视图。实施例3的振子50为了检测出Y轴旋转,由4个音片2a(第1音片)、2b(第3音片)、2c(第4音片)、2d(第2音片),横梁3、两个支撑部4和5、框架部26、两个驱动部6和7、以及检测部8构成。
音片2a、2b、2c、2d是在Y方向延伸的、相互平行的棒状部件,其剖面为矩形且材质相同。音片2b、2c设置在音片2a和2d之间,更详细地来说,音片2b设置在到音片2a的距离比到音片2d的距离短的位置上,音片2c设置在到音片2d的距离比到音片2a的距离短的位置上。
音片2a和音片2d在大致是其长度中心的交点20、23上与横梁3连接。音片2a和音片2d在驱动模式中不进行任何振动。
另一方面,音片2b在大致是其长度中心的交点21上与横梁3交叉。驱动部6设置在与音片2b的YZ平面平行的2个面上。驱动部6由驱动元件6a、6b、6c、6d构成。驱动元件6a和6b在关于音片2b的与YZ平面平行的平面面对称的位置上。另外,驱动元件6c和6d在同样的面对称的位置上。音片2c在大致是其长度中心的交点22上与横梁3交叉。
驱动部7设置在与音片2c的YZ平面平行的2个面上,由驱动元件7a、7b、7c、7d构成。驱动元件7a和7b在关于音片2b的与YZ平面平行的平面面对称的位置上。另外,驱动元件7c和7d在同样的面对称的位置上。
横梁3是在X轴方向延伸的棒状部件,且剖面为矩形,Z方向的厚度与音片2a、2b、2c、2d的Z方向的厚度大致相同。横梁3的一端连接在大致为音片2a的中心的交点20上,另一端连接在大致为音片2d的中心的交点23上。
另外,横梁3从大致为音片2a、2b的中心的交点20、23向X方向延伸,与从外侧包围音片2a、2b、2c、2d的框架部26在交点24、25上连接。框架部26的剖面为矩形,Z方向的厚度与音片2a、2b、2c、2d的Z方向的厚度大致相同。
支撑部4由棒状部4a和圆板部4b组成,同样,支撑部5由棒状部5a和圆板部5b组成。棒状部4a以横梁3的长度的大致中心为起点,在Y方向上延伸,其剖面为矩形,Z方向的厚度与音片2a、2b、2c、2d及横梁3的Z方向的厚度大致相同。圆板部4b设置在棒状部4a的末端。圆板部4b的直径比棒状部4a的X方向的宽度大。所以,具有利用粘合剂将振子50固定在电路基板等上所需的面积。另外,圆板部4b的Z方向的厚度与棒状部4a的方向的厚度大致相同。
棒状部5a和圆板部5b与棒状部4a和圆板部4b具有相同的形状。棒状部5a以横梁3的长度的大致中心为起点,在沿着Y方向并与棒状部4a的延伸方向相反的方向上延伸,圆板部5b设置在棒状部5a的末端。
音片2b在驱动模式时,通过驱动部6的激励,沿着X方向进行用于检测Y轴旋转的弯曲振动。此处,音片2b和横梁3交叉的交点21成为音片2b的弯曲振动的中心而不振动,所以,制止了音片2b的振动向横梁3传播。
通过驱动部7的激励,音片2c以与音片2b反相的关系,进行与音片2b同样的沿着X方向的弯曲振动。即,如图12(A)及图12(B)所示,在X方向上,音片2b变形为“<”形状时,音片2c变形为与音片2b的形状相反的“>”形状。另外,与上述相反,在X方向上,音片2b变形为“>”形状时,音片2c变形为与音片2b的形状相反的“<”形状。音片2c和横梁3交叉的交点22成为音片2c的弯曲振动的中心而不振动,所以,阻止音片2c的振动向横梁3传播。
检测部8由检测元件8a、8b构成,检测元件8a、8b设置在音片2a的相互为表里关系的XY平面上的、稍微离开长度中心的位置上。检测部8输出表示在音片2a上产生的变形和位移的大小的电信号。
另外,作为振子的材质,可以从恒弹性材料和压电材料中适当地进行选择。在使用镍铬恒弹性合金等恒弹性材料的情况下,作为驱动元件和检测元件,使用压电元件等压电材料。另外,在振子使用水晶或者钽酸锂等压电材料的情况下,作为驱动元件和检测元件,可以使用电极。
接着,对实施例3中的振子50的检测模式进行说明。
图13(A)、图13(B)以及图13(C)是分别表示检测模式的振子50的透视图、侧视图、俯视图。实施例3的振子50在音片2b、2c沿着X方向进行弯曲振动的上述驱动模式中,产生了Y轴旋转时,在音片2b、2c上,沿着Z方向交替产生用实线箭头表示的科里奥利力F以及用虚线箭头表示的科里奥利力F。由于交替产生的该科里奥利力,音片2b、2c沿着Z方向进行弯曲振动。另外,音片2a和2d的动作是:以消除作用在音片2b、2c上的科里奥利力F所引起的旋转力矩的方式,换言之,以与音片2b和2c的动作反相的方式,沿着Z方向进行弯曲振动。
具体来说,如图13(A)、图13(B)以及图13(C)所示,在产生由实线箭头表示的科里奥利力F时,在Z方向上,音片2a变形为“<”形状,音片2b变形为与音片2a的形状相反的“>”形状。另外,此时,音片2d变形为与音片2a的形状相反的“>”形状,音片2c变形为与音片2d、音片2b的形状都相反的“<”的形状。
与上述相反,在产生由虚线箭头表示的科里奥利力F时,在Z方向上,音片2a变形为“>”形状,音片2b变形为与音片2a的形状相反的“<”形状。另外,此时,音片2d变形为与音片2a的形状相反的“<”形状,音片2c变形为与音片2d、音片2b的形状都相反的“>”形状。
由于上述的沿着Z方向的音片2a、2b、2c、2d的弯曲振动,更确切地说,由于音片2a自身的沿着Z方向的弯曲振动,在安装检测部8的位置上产生形状变化。检测部8由于具有压电性,所以生成表示形状变化的电信号,将该电信号输出到计算部(未图示)。计算部从检测部8接收上述电信号时,利用以往公知的方法对上述电信号进行处理,由此,算出上述Y轴旋转、即振子50的状态的变化。
如上所述,在实施例3的振子50中,在音片2b、2c的X方向的弯曲振动中产生了振子50的Y轴旋转时,在音片2b、2c上产生Z方向的科里奥利力F,由于该科里奥利力F,音片2b、2c在Z方向进行弯曲振动。另一方面,音片2a、2d以消除音片2b、2c的由该弯曲振动所引起的旋转力矩的方式,沿着Z方向进行弯曲振动。其结果,由于音片2a自身的该弯曲振动,音片2a产生形状变化。因此,设置在音片2a上的检测部8可以检测出音片2a的上述形状变化。由此,可以检测出振子50的Y轴旋转。
另外,在实施例3的振子50中,即使将检测部8设置在音片2b、或者2c、或者2d上,也能与上述同样地检测出振子50的Y轴旋转。在将检测部8设置在音片2a或者2d上的情况下,可以避免由驱动模式的振动泄漏所引起的误检测。另一方面,在将检测部8设置在音片2b或者2c上的情况下,可以有效地检测出由科里奥利力所引起的音片形状变化。
在实施例3的振子50中,音片2a和2d在关于通过支撑部4、5的YZ平面面对称的位置上,音片2a的动作与音片2d的动作为反相关系。另外,支撑部4、5在到音片2a、2d的距离相等的位置上,同时,也在到音片2b、2c的距离相等的位置上。由于这些原因,音片2a、2b的振动以及音片2c、2d的振动可相互抵消。即,可以将泄漏到支撑部4、5上的音片2a、2b的振动与泄漏到支撑部4、5上的音片2c、2d的振动相互抵消。另外,通过如振子50那样设置框架部26,可以在框架部26上引出来自检测部和驱动部的布线,提高布线配置的自由度。
图14(A)是表示将上述振子50安装在振子收纳容器中的状态的正视图。
图14(B)是图14(A)的a-a剖面图。
由陶瓷等形成的收纳容器200被设置成一面开放的凹部。另外,凹部内形成了载置台201,利用粘合剂将振子50的支撑部4、5的圆板部4b、5b及框架部26粘合在载置台201上,由此,将振子50固定在收纳容器200中。此时,振子50的音片2a、2b、2c、2d不与收纳容器200接触,不妨碍振动。为了使形成于支撑部上的布线和形成于收纳容器200上的布线连接,进行引线接合,以实现振子50和收纳容器200的电连接。并且,在收纳容器200的上面固定安装着未图示的盖体,以使其内部保持真空氛围或者惰性气体氛围,成为被封装的振子。
这样,如果把框架部26粘合保持在收纳容器200上,则可以使粘合面积变大,因此,可以增加粘合强度,可以提高抗冲击性。另外,如果把框架部26的外周作为导向件,在收纳容器200中装载振子50,则不必对振子50进行定位,可以提高组装性。
支撑部的配置的变形例
图15(A)、(B)是表示在实施例3的支撑部的配置的变形例的结构图。
在本变形例中,如图15(A)所示,也可以将支撑部87设置在与音片2a、2b、2c、2d相连接的横梁3的长度的大致中央的部分。
这样,可以粘合保持支撑部87以及框架部26,所以,能够获得可增大粘合面积并提高抗冲击性的振子。
另外,如图15(B)所示,也可以将棒状部4a、5a在Y方向上延伸,使其与框架部26连接。
这样,可以加固框架部26,能够防止在组装振子时的振子的破损。
另外,作为另一实施例,可以进行图16所示的实施。
图16是去除设置在实施例3中的音片2b和2c之间的支撑部4和5而使框架部26增加作为支撑部的功能的结构。
这样,由于在音片2b和2c之间没有设置支撑部4、5,所以,可以实现振子50的小型化。
配置多个检测部的变形例
图17(A)是表示设置多个检测部的情况下的变形例的平面结构图,图17(B)是图17(A)的透视图。
在具有由驱动元件6a、6b、6c、6d构成的驱动部6的音片2b上,设置有检测部92、93。检测部92由设置在音片2b的相互为表里关系的XY平面上的检测元件92a、92b构成。另外,检测部93由设置在音片2b的相互为表里关系的XY平面上的检测元件93a、93b构成。
另外,在同样地具有由检测元件7a、7b、7c、7d构成的驱动部7的音片2c上,设置有检测部94、95。检测部94由检测元件94a、94b构成,检测部95由检测元件95a、95b构成。另外,检测部92、93、94、95分别设置在稍微离开音片2b、2c的XY平面上的中心的位置上。
音片2a上设置有检测部90、91。检测部90由设置在音片2a的相互为表里关系的XY平面上的检测元件90a、90b构成。另外,检测部91由设置在音片2a的相互为表里关系的XY平面上的检测元件91a、91b构成。
另外,同样,在音片2d上设置有检测部96、97。检测部96由检测元件96a、96b构成,检测部97由检测元件97a、97b构成。另外,检测部90、91、96、97分别设置在稍微离开音片2a、2d的XY平面上的中心的位置上。
振子50的驱动模式和检测模式中的各音片2a、2b、2c、2d的振动与在实施例3中所说明的相同,所以,此处省略其说明。
设置多个检测部的效果是:可以检测出对于Y轴旋转来说是干扰的Z方向的加速度,可除去该加速度带来的影响。在Z轴方向上具有加速度的情况下,4个音片2a、2b、2c、2d沿着Z轴向相同的方向变形。因此,在Y轴旋转中,通过在沿着Z轴以反相的方式振动的至少两个音片上设置检测部,可以区别出加速度和Y轴旋转。作为一例,在图17的振子50中,通过配置音片2a和2d的检测部91和97,可以区别加速度和Y轴旋转。
另外,检测部可以配置在由于科里奥利力而产生变形的部分的音片上,如图17所示,也可以在1个音片上设置多个。另外,设置多个检测部的效果是:通过检测多个音片变形,在计算部中对检测的干扰和误差进行平均,可以高精度地检测Y轴旋转。
应用设备
作为使用上述实施例1、2、3的振子1、30、40、50的应用设备,可以列举出必须检测其状态变化的移动电话、数字照相机、摄像机以及导航系统之类的电子设备。
图18是电子设备的结构图。例如,在数字照相机等电子设备300中内设有实施例1中的振子1,其可以检测数字照相机的状态,并可以补正按下快门时的手的抖动。而且,作为振子,也可以使用本实施例所说明的振子30、40、50。
这样,在该电子设备中,通过由设置在该电子设备中的上述实施例的振子1、30、40、50将该电子设备的状态变化作为振子1、30、40、50的状态变化进行检测,可以具有上述效果。

Claims (16)

1、一种陀螺振子,其包括:
4个音片,它们是在大致同一平面内相互平行地延伸的第1、第2、第3以及第4棒状音片,上述第1音片和上述第2音片配置在最外侧,上述第3音片和上述第4音片配置在上述第1音片和上述第2音片之间,同时,上述第3音片配置在离上述第1音片近的位置上,上述第4音片配置在离上述第2音片近的位置上;
棒状横梁,其在上述平面内在与上述4个音片大致垂直的方向上延伸,并与上述4个音片连接;
棒状支撑部,其支撑上述横梁;
驱动部,其配置在上述4个音片中的至少2个音片上;以及
检测部,其配置在上述4个音片中的至少1个音片上;
该陀螺振子的特征在于,
由上述驱动部驱动上述音片使其振动,根据配置了上述检测部的音片的变形来检测上述音片以延伸方向为旋转轴的旋转。
2、根据权利要求1所述的陀螺振子,其特征在于,上述支撑部与上述横梁交叉并在上述音片延伸的方向上延伸而形成。
3、根据权利要求2所述的陀螺振子,其特征在于,上述支撑部与上述横梁的长度的大致中央交叉而形成。
4、根据权利要求1所述的陀螺振子,其特征在于,上述横梁延伸至上述第1音片及上述第2音片的外侧,上述支撑部形成于上述横梁的端部。
5、根据权利要求1~3的任意一项所述的陀螺振子,其特征在于,上述支撑部包含从外侧包围上述第1至第4音片的框架部。
6、根据权利要求1所述的陀螺振子,其特征在于,上述横梁在上述第1至第4音片延伸的长度的大致中央与上述音片连接。
7、根据权利要求6所述的陀螺振子,其特征在于,上述第1和第3音片与第2和第4音片设置在关于经过上述横梁的中心并与音片平行的直线线对称的位置上。
8、根据权利要求1~7的任意一项所述的陀螺振子,其特征在于,上述第1音片及上述第2音片包含上述驱动部,或者上述第3音片及上述第4音片包含上述驱动部。
9、根据权利要求8所述的陀螺振子,其特征在于,
将上述驱动部设置于上述第1音片及上述第2音片上时,上述驱动部驱动上述第1音片及上述第2音片的振动,使其相互反相;
将上述驱动部设置于上述第3音片及上述第4音片上时,上述驱动部驱动上述第3音片及上述第4音片的振动,使其相互反相。
10、根据权利要求9所述的陀螺振子,其特征在于,至少第1音片和第2音片、或者第3音片和第4音片、或者第1音片和第3音片、或者第2音片和第4音片包含上述检测部。
11、根据权利要求1~7的任意一项所述的陀螺振子,其特征在于,上述第1、第2、第3以及第4音片包含上述驱动器。
12、根据权利要求11所述的陀螺振子,其特征在于,上述驱动部驱动上述第1、第2、第3以及第4音片的振动,使上述第1音片的振动和第2音片的振动相互同相,使上述第3音片的振动和第4音片的振动相互同相,并且,使上述第1音片的振动和上述第3音片的振动相互反相。
13、根据权利要求12所述的陀螺振子,其特征在于,至少第1音片和第4音片、或者第2音片和第3音片、或者第1音片和第3音片、或者第2音片和第4音片包含上述检测部。
14、根据权利要求11所述的陀螺振子,其特征在于,上述驱动部驱动上述第1、第2、第3以及第4音片的振动,使上述第1音片的振动和第2音片的振动相互反相,使上述第3音片的振动和第4音片的振动相互反相,并且,使上述第1音片的振动和上述第3音片的振动相互反相。
15、根据权利要求14所述的陀螺振子,其特征在于,至少第1音片和第2音片、或者第1音片和第3音片、或者第2音片和第4音片、或者第3音片和第4音片包含上述检测部。
16、一种电子设备,其特征在于,具备权利要求1所述的陀螺振子。
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