(57)【要約】【課題】従来の振動子装置では、リードフレームの形状のばらつき及び製造工程でのハンダ付けの不具合に起因して、回路基板に振動子を垂直な状態で精度高くかつ容易に取り付けることができなかった。【解決手段】本発明に係る振動子装置は、振動子装置の姿勢の変化を表す信号を出力する振動子を有する振動子ユニットと、振動子ユニットを取り付けるための取付基板と、取付基板に対する振動子ユニットの姿勢を規定することにより取付基板に対する振動子の姿勢を規定する補助部材とを含む。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子装置の姿勢の変化を表す信号を出力する振動子を有する振動子ユニットと、
前記振動子ユニットを取り付けるための取付基板と、
前記取付基板に対する前記振動子ユニットの姿勢を規定することにより前記取付基板に対する前記振動子の姿勢を規定する補助部材とを含むことを特徴とする振動子装置。
【請求項２】
前記取付基板に対する前記振動子ユニットの姿勢は、略垂直であることを特徴とする請求項１記載の振動子装置。
【請求項３】
振動子装置の姿勢の変化を表す信号を出力する２つの振動子の１つをそれぞれが有する２つの振動子ユニットと、
前記２つの振動子ユニットを取り付けるための取付基板とを有し、
前記２つの振動子ユニットの一方及び他方は、当該２つの振動子ユニット間の接続により、前記取付基板に対する前記２つの振動子ユニットの他方及び一方の姿勢をそれぞれ規定することを特徴とする振動子装置。
【請求項４】
前記２つの振動子ユニットは、当該振動子ユニットの端部で相互に係合されていることを特徴とする請求項３記載の振動子装置。
【請求項５】
前記２つの振動子ユニットは、前記係合に関し、一方の端部が雄型の形状を有し、他方の端部が前記一方の端部の雄型に対応する雌型の形状を有し、
前記一方の振動子ユニットの一方の端部と、前記他方の振動子ユニットの他方の端部とが相互に係合することを特徴とする請求項４記載の振動子装置。
【請求項６】
前記２つの振動子ユニットは、協働して略Ｌ字型を形成することを特徴とする請求項３記載の振動子装置。
【請求項７】
前記取付基板に対する前記２つの振動子ユニットの姿勢は、略垂直であることを特徴とする請求項３記載の振動子装置。
【請求項８】
前記２つの振動子ユニットは、同一の形状であることを特徴とする請求項３記載の振動子装置。
【請求項９】
請求項１又は請求項３記載の振動子装置を備えること特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体の姿勢、速度及び位置を検出するためのジャイロ振動子のような振動子を含む振動子装置及び当該振動子装置を含む電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記した振動子装置では、下記の特許文献１に記載のように、上記振動子に相当する、当該文献中の加速度センサが、所定の形状を有するリードフレームの助勢により、回路基板に垂直な状態で設けられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２５３６５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載の振動子装置では、上記したリードフレームの形状のばらつき及び製造工程でのハンダ付けの不具合に起因して、前記回路基板に前記振動子を垂直な状態で精度高くかつ容易に取り付けることができなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決すべく、本発明に係る第１の振動子装置は、振動子装置の姿勢の変化を表す信号を出力する振動子を有する振動子ユニットと、前記振動子ユニットを取り付けるための取付基板と、前記取付基板に対する前記振動子ユニットの姿勢を規定することにより前記取付基板に対する前記振動子の姿勢を規定する補助部材とを含む。
【０００６】
前記第１の振動子装置では、前記取付基板に対する前記振動子ユニットの姿勢は、略垂直である。
【０００７】
本発明に係る第２の振動子装置は、振動子装置の姿勢の変化を表す信号を出力する２つの振動子の１つをそれぞれが有する２つの振動子ユニットと、前記２つの振動子ユニットを取り付けるための取付基板とを有し、前記２つの振動子ユニットの一方及び他方は、当該２つの振動子ユニット間の接続により、前記取付基板に対する前記２つの振動子ユニットの他方及び一方の姿勢をそれぞれ規定する。
【０００８】
前記第２の振動子装置では、前記２つの振動子ユニットは、当該振動子ユニットの端部で相互に係合されている。
【０００９】
前記第２の振動子装置では、前記２つの振動子ユニットは、前記係合に関し、一方の端部が雄型の形状を有し、他方の端部が前記一方の端部の雄型に対応する雌型の形状を有し、前記一方の振動子ユニットの一方の端部と、前記他方の振動子ユニットの他方の端部とが相互に係合する。
【００１０】
前記第２の振動子装置では、前記２つの振動子ユニットは、協働して略Ｌ字型を形成する。
【００１１】
前記第２の振動子装置では、前記取付基板に対する前記２つの振動子ユニットの姿勢は、略垂直である。
【００１２】
前記第２の振動子装置では、前記２つの振動子ユニットは、同一の形状である。
【００１３】
本発明に係る電子機器は、前記第１振動子装置又は前記第２の振動子装置を備える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る振動子装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
［具体例１］
図１（Ａ）は、具体例１のジャイロ振動子が搭載された振動子ユニットを示し、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の振動子ユニットに搭載されたジャイロ振動子を示し、図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）のＡＡ間での断面図である。
【００１６】
図１（Ａ）に示される直方体である振動子ユニット１は、電子機器及び乗り物のような物体に、当該振動子ユニット１を含む、図２に図示の振動子装置３として搭載されており、前記物体、即ち振動子装置３の姿勢の変化（例えば、振動子装置３の回転の量、速度、加速度）を検出すべく、図１（Ｂ）に示されるジャイロ振動子２を金属、セラミック等の絶縁体で形成された容器内に含んで構成されている。
【００１７】
ジャイロ振動子２は、ジャイロ振動片１０と、ジャイロ振動片１０を支持するための支持機構であるリード線１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂと、前記リード線１５Ａ等を介して前記ジャイロ振動片１０が載置されるための基板である支持基板１７から構成されている。
【００１８】
ジャイロ振動片１０は、図１（Ｂ）に示されるように、第１の駆動アーム１１Ａ及び第２の駆動アーム１１Ｂと、検出アーム１２と、アーム支持部１３と、支持板１４とを含む。
【００１９】
第１及び第２の駆動アーム１１Ａ、１１Ｂは、図１（Ｂ）に示されるように、各々が図示のＹ方向に延在する即ち相互に平行する、所定長を有する板状の部材である。第１及び第２の駆動アーム１１Ａ、１１Ｂは、図示のＸ方向に沿った振動中に、前記した物体の姿勢の変動の一つである、図示のＺ方向を基軸として与えられる回転に応じて、当該回転の大きさに対応するコリオリ力を受ける。
【００２０】
駆動アーム１１Ａは、その中心を軸とする屈曲動作により振動し、より詳細には、その端部に近い部位ほどＸ方向に沿って大きく変位するという凹凸型に変形することにより振動する。駆動アーム１１Ｂは、駆動アーム１１Ａが変形する凹凸形状とは線対称な関係にある形状に屈曲動作により振動する。
【００２１】
検出アーム１２は、図示のＹ方向に沿って延在している、所定長を有する板部材である。即ち、第１の駆動アーム１１Ａ、第２の駆動アーム１１Ｂ、及び検出アーム１２は、相互に平行である。検出アーム１２は、第１及び第２の駆動アーム１１Ａ、１１Ｂに働く前記コリオリ力を検出すべく、第１及び第２の駆動アーム１１Ａ、１１Ｂからアーム支持部１３を経て伝播される前記コリオリ力に応答して、当該コリオリ力の大きさに対応する振動を行なう。
【００２２】
検出アーム１２は、また、上述した第１及び第２の駆動アーム１１Ａ、１１Ｂの屈曲動作に連動して、概ねＳ字状及び逆Ｓ字状に変形するという屈曲動作を行なう。検出アーム１２による前記屈曲動作により、前記コリオリ力、即ち振動子装置３の姿勢の変化を表す信号であって前記コリオリ力の方向に対応した極性を有する前記信号を出力する。
【００２３】
アーム支持部１３は、一端が第１の駆動アーム１１Ａの中心に接続されており、他端が第２の駆動アーム１１Ｂの中心に接続されており、検出アーム１２は、その中心がアーム支持部１３の中心と一致するように接続されている。支持板１４は、アーム支持部１３と検出アーム１２との接続点を含む所定の面積を有する板状部材である。
【００２４】
Ｘ方向に延在するリード線１５Ａ、１５Ｂ及びＹ方向に延在する１６Ａ、及び１６Ｂは、相互に同一の形状を有する帯状部材である。また、リード線１５Ａ、１５Ｂは、図１（Ｃ）に示されるように、一端が支持板１４の対応する辺の近傍に接続されており、他端が支持基板１７に接続されており、ジャイロ振動片１０と支持基板１７が接触しないように成型されている。リード線１６Ａ、１６Ｂもリード線１５Ａ、１５Ｂと同様に、一端が支持板１４の対応する片の近傍に接続され、他端が支持基板１７に接続されており、ジャイロ振動片１０と支持基板１７が接触しないように成型されている。支持基板１７は、例えば、従来知られたポリイミド樹脂など絶縁体からなる基板であり、その中央には、リード線１５Ａ等の成型のための開口部１８が規定されている。
【００２５】
図２は、図１に示した振動子ユニットを含む振動子装置の構成を示す。振動子装置３は、図１に示した振動子ユニット１と、振動子ユニット１を支持するための回路基板４と、当該回路基板４に対するジャイロ振動子２の姿勢を規定すべく振動子ユニット１を回路基板４に対し所定の姿勢で規定するための補助部材５とを有する。
【００２６】
振動子ユニット１は、振動子装置３の姿勢の変化、即ち、図示のＸ軸を基軸とする回転の量を検出すべく、面積が最も大きい面１ａ（以下、「最大面」という。）がＸ軸に対し垂直な姿勢に、かつ回路基板４の表面４ａに対し垂直な姿勢に規定されて載置されている。振動子ユニット１は、Ｘ軸を中心とする回転について、当該回転の量及び方向を示す信号を出力する。振動子ユニット１から出力された前記信号は、演算回路（図示せず）に入力され、演算回路は、振動子装置３の姿勢の変化、即ち、上記したコリオリ力を検出するために必要な演算処理を行なう。
【００２７】
補助部材５は、図示のＺ軸方向に沿って長い直方体である。補助部材５は、回路基板４の表面４ａに対する振動子ユニット１の姿勢を規定すべく、振動子ユニット１の最大面１ａ上であって側面１ｂの近傍に設けられている。より詳細には、補助部材５は、その最大面５ａがＹ軸に垂直にかつその側面５ｂが振動子ユニット１の最大面１ａに接しており、また、補助部材５の側面５ｂは、回路基板４の表面４ａに垂直であり、さらに、補助部材５の最大面５ａと振動子ユニット１の最大面１ａとは垂直に規定されている。
【００２８】
振動子ユニット１は、その最大面１ａが、回路基板４の表面４ａに垂直である補助部材５の側面５ｂによって回路基板４の表面４ａに対し垂直に規定されることから、当該振動子ユニット１に含まれるジャイロ振動子２もまた回路基板４の表面４ａに対し垂直に規定される。
【００２９】
上述したように、具体例１の振動子装置３によれば、補助部材５の側面５ｂであって振動子ユニット１の最大面１ａと接する側面５ｂが回路基板４の表面４ａに垂直に規定されており、補助部材５の当該垂直な側面５ｂによって回路基板４の表面４ａに対する振動子ユニット１の表面４ａの姿勢が規定されることから、回路基板４の表面４ａに対する、振動子ユニット１内に搭載されているジャイロ振動子２の垂直な姿勢を精度高くしかも容易に設定することが可能になる。
【００３０】
［具体例２］
図３は、具体例２の振動子装置の構成を示す。具体例２の振動子装置２３は、図３に示されるように、振動子組立体２０と、具体例１の回路基板４と同様な回路基板２４とから構成される。
【００３１】
振動子組立体２０は、図１（Ａ）に示された振動子ユニット１と同様な２つの振動子ユニット２１、２２から成る。より詳細には、振動子ユニット２１の最大面２１ａはＸ軸に対し垂直であり、また、振動子ユニット２２の最大面２２ａはＹ軸に対し垂直である。即ち、振動子組立体２０は、振動子ユニット２１の側部２１ｂ及び振動子ユニット２２の側部２２ｂの係合により協働して、Ｚ軸方向から見た形状が”Ｌ”字になるように構成されている。
【００３２】
回路基板２４に対する振動子ユニット２１の姿勢は、振動子ユニット２２により垂直に規定され、同様に、回路基板２４に対する振動子ユニット２２の姿勢は、振動子ユニット２１により垂直に規定される。
【００３３】
上述したように、具体例２の振動子装置２３によれば、回路基板２４に対する振動子ユニット２１、２２の一方の姿勢が、振動子ユニット２１、２２の他方により垂直に規定され、また、回路基板２４に対するステップユニット２１、２２の他方の姿勢が、振動子ユニット２１、２２の一方により垂直に規定されることから、回路基板に対する振動子ユニットの姿勢がその振動子ユニット自身のみによって規定されていた従来の振動子装置に比して、垂直の姿勢を高精度にしかも容易に設定することができる。
【００３４】
図４は、具体例２の振動子ユニットの構成を示す。具体例２の両振動子ユニット２１、２２は、相互に同一である構造２５を有する。より詳細には、両振動子ユニット２１、２２の構造２５は、図４に示されるように、端部で係合できるように、一方の端部２６が雄型の形状を有し、他方の端部２７が、前記雄型に対応する雌型の形状を有する。これにより、両振動子ユニット２１、２２は、例えば、振動子ユニット２１の雄型の端部２６と振動子ユニット２２の雌型の端部２７の係合により、図３に示した”Ｌ字”形状を構成することが可能である。
【００３５】
加えて、振動子ユニット２１、２２が同一の形状であることから、当該振動子ユニット２１、２２の生産に用いるモールドの金型を振動子ユニット２１、２２間で共通にすることができることから、換言すれば、相互に異なるモールドの金型を準備する必要がないことから、振動子ユニット２１、２２の生産コストを従来に比して低減することが可能になる。
【００３６】
［具体例３］
図５は、具体例３の振動子組立体の構成を示す。具体例３の振動子組立体３０は、具体例２の振動子組立体２０を構成する振動子ユニット２１、２２の最大面２１ａ、２２ａが垂直に規定されていることに代えて、図５（Ａ）に示されるように、振動子組立体３０を構成する振動子ユニット３１、３２の最大面３１ａ、３２ａが相互に鋭角に規定されている。また、具体例３の他の振動子組立体４０は、図５（Ｂ）に示されるように、振動子組立体４０を構成する振動子ユニット４１、４２の最大面４１ａ、４２ａが相互に鈍角に規定されている。
【００３７】
振動子組立体３０は、具体例２の振動子組立体２０と同様に、回路基板（図示せず）に対する振動子ユニット３１の姿勢が振動子ユニット３２により垂直に規定され、他方で、回路基板に対する振動子ユニット３２の姿勢が振動子ユニット３１により垂直に規定される。従って、具体例２の振動子組立体２０と同様に、回路基板に対する振動子ユニット３１、３２内に含まれるジャイロ振動子２の姿勢を垂直に、精度高くかつ容易に設定することが可能になる。
【００３８】
また、振動子組立体４０もまた、振動子組立体２０、３０と同様に、回路基板（図示せず）に対する振動子ユニット４１の姿勢が振動子ユニット４２により垂直に規定され、他方で、回路基板に対する振動子ユニット４２の姿勢が振動子ユニット４１により垂直に規定される。従って、振動子組立体２０、３０と同様に、回路基板に対する振動子ユニット４１、４２内に含まれるジャイロ振動子２の姿勢を垂直に、精度高く容易に設定することが可能になる。
【００３９】
加えて、振動子組立体３０、４０は、最大面３１ａ、３２ａ間が鋭角であり、最大面４１ａ、４２ａが鈍角であることから、具体例２と異なり、相互に垂直関係でなく鋭角関係又は鈍角関係にある２つの基軸を中心とする回転の量及び方向を検出することが可能となる。
【００４０】
［応用機器］
上記した具体例１〜３の振動子装置を用いた応用機器として、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ及びナビゲーションシステムのような電子機器が挙げられる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係る振動子装置によれば、前記補助部材が、前記振動子装置の姿勢の変化を表す信号を出力する振動子を有する振動子ユニットを取り付けるための取付基板に対する前記振動子の姿勢を規定すべく、前記取付基板に対する前記振動子ユニットの姿勢を規定することから、前記取付基板に対する前記振動子の姿勢を精度高くかつ容易に設定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】具体例１の振動子ユニット及びジャイロ振動子の構成を示す図。
【図２】具体例１の振動子装置の構成を示す図。
【図３】具体例２の振動子装置の構成を示す図。
【図４】具体例２の振動子ユニットの構成を示す図。
【図５】具体例３の振動子組立体の構成を示す図。
【符号の説明】
１  振動子ユニット
３  振動子装置
４  回路基板
５  補助部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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