(57)【要約】【課題】従来の振動子は、サスペンション機構を有していても、回路基板への音片の振動の漏れを充分に回避することができなかった。【解決手段】本発明に係る振動子は、回転に対応するコリオリ力を発生させるための振動を行なう一対の音片と、前記一対の音片に接続された一対の梁であって前記一対の音片と当該一対の梁との接続点である節が前記一対の音片による振動が当該一対の梁に伝播することを阻む前記一対の梁と、前記一対の音片及び前記一対の梁を支持する支持部と、前記コリオリ力に基く梁の形状の変化を検出する前記検出部とを含む。【選択図】  図１
2005016978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子の姿勢の変化を構成する回転の中心となる軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の音片であって前記回転に対応するコリオリ力を発生させるための振動を行なう前記一対の音片と、
前記一対の音片を含む仮想面に平行でかつ前記軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の梁であって、それぞれの一端が前記一対の音片の一方における節であって当該節に接続された梁への前記振動の伝播を阻む前記節に接続され、それぞれの他端が前記一対の音片の他方における節であって当該節に接続された梁への前記振動の伝播を阻む前記節に接続された前記一対の梁と、
前記一対の梁を支持する支持部と、
前記一対の梁の一方に設けられた検出部であって前記コリオリ力に起因する前記一方の梁の形状の変化を検出する前記検出部とを含むことを特徴とする振動子。
【請求項２】
振動子の姿勢の変化を構成する回転の中心となる軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の音片であって前記回転に対応するコリオリ力を発生させるための振動を行なう前記一対の音片と、
前記一対の音片を含む仮想面に平行でかつ前記軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の梁であって、それぞれが前記一対の音片間に設けられた前記一対の梁と、
前記一対の梁のそれぞれの中心を結ぶ仮想線上に設けられ前記一対の梁に接続された支持部であって前記一対の梁を支持する支持部と、
前記一対の梁の一方に設けられた検出部であって前記コリオリ力に起因する前記一方の梁の形状の変化を検出する前記検出部とを含むことを特徴とする振動子。
【請求項３】
振動子の姿勢の変化を構成する回転の中心となる軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の音片であって前記回転に対応するコリオリ力を発生させるための振動を行なう前記一対の音片と、
前記一対の音片を含む仮想面に平行でかつ前記軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の梁であって、それぞれの一端が前記一対の音片の一方における節であって当該節に接続された梁への前記振動の伝播を阻む前記節に接続され、それぞれの他端が前記一対の音片の他方における節であって当該節に接続された梁への前記振動の伝播を阻む前記節に接続された前記一対の梁と、
前記一対の梁のそれぞれの中心を結ぶ仮想線上に設けられ前記一対の梁に接続された支持部であって前記一対の梁を支持する支持部と、
前記一対の梁の一方に設けられた検出部であって前記コリオリ力に起因する前記一方の梁の形状の変化を検出する前記検出部とを含むことを特徴とする振動子。
【請求項４】
前記検出部は、前記支持部が前記一対の梁に接続された箇所の近傍にあることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の振動子。
【請求項５】
前記回転以外の外乱を前記検出部と協働して検出する、前記一対の梁に設けられた第２の検出部であって、前記仮想面に平行であり前記軸に垂直又は平行であり前記支持部を通過する仮想直線について、前記検出部と線対称な位置、又は前記支持部の中心について、前記検出部と点対称な位置に設けられた前記第２の検出部を更に含むことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の振動子。
【請求項６】
前記検出部及び前記第２の検出部は、前記支持部が前記一対の梁に接続された箇所の近傍にあることを特徴とする請求項５記載の振動子。
【請求項７】
振動子の姿勢の変化を構成する第１の回転の中心となる第１の軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の第１の音片であって前記第１の回転に対応する第１のコリオリ力を発生させるための第１の振動を行なう前記一対の第１の音片と、
前記振動子の姿勢の変化を構成する第２の回転の中心となる第２の軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の第２の音片であって前記第２の回転に対応する第２のコリオリ力を発生させるための第２の振動を行なう前記一対の第２の音片と、
前記一対の第１の音片を含む第１の仮想面に平行でかつ前記第１の軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の第１の梁であって、それぞれの一端が前記一対の第１の音片の一方における節であって当該節に接続された第１の梁への前記第１の振動の伝播を阻む前記節に接続され、それぞれの他端が前記一対の第１の音片の他方における節であって当該節に接続された第１の梁への前記第１の振動の伝播を阻む前記節に接続された前記一対の第１の梁と、
前記一対の第２の音片を含む第２の仮想面に平行でかつ前記第２の軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の第２の梁であって、それぞれの一端が前記一対の第２の音片の一方における節であって当該節に接続された第２の梁への前記第２の振動の伝播を阻む前記節に接続され、それぞれの他端が前記一対の第２の音片の他方における節であって当該節に接続された第２の梁への前記第２の振動の伝播を阻む前記節に接続された前記一対の第２の梁と、
前記一対の第１の梁及び第２の梁を支持する支持部と、
前記一対の第１の梁の一方に設けられた第１の検出部であって前記第１のコリオリ力に起因する前記一方の第１の梁の形状の変化を検出する前記第１の検出部と、
前記一対の第２の梁の一方に設けられた第２の検出部であって前記第２のコリオリ力に起因する前記一方の第２の梁の形状の変化を検出する前記第２の検出部とを含むことを特徴とする振動子。
【請求項８】
振動子の姿勢の変化を構成する第１の回転の中心となる第１の軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の第１の音片であって前記第１の回転に対応する第１のコリオリ力を発生させるための第１の振動を行なう前記一対の第１の音片と、
前記振動子の姿勢の変化を構成する第２の回転の中心となる第２の軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の第２の音片であって前記第２の回転に対応する第２のコリオリ力を発生させるための第２の振動を行なう前記一対の第２の音片と、
前記一対の第１の音片を含む第１の仮想面に平行でかつ前記第１の軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の第１の梁であって、それぞれが前記一対の第１の音片間に設けられた前記一対の第１の梁と、
前記一対の第２の音片を含む第２の仮想面に平行でかつ前記第２の軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の第２の梁であって、それぞれが前記一対の第２の音片間に設けられた前記一対の第２の梁と、
前記一対の第１の音片及び前記一対の第２の音片の位置との関係で中心に配置された支持部であって前記一対の第１の梁及び第２の梁を支持する支持部と、
前記一対の第１の梁の一方に設けられた第１の検出部であって前記第１のコリオリ力に起因する前記一方の第１の梁の形状の変化を検出する前記第１の検出部と、
前記一対の第２の梁の一方に設けられた第２の検出部であって前記第２のコリオリ力に起因する前記一方の第２の梁の形状の変化を検出する前記第２の検出部とを含むことを特徴とする振動子。
【請求項９】
振動子の姿勢の変化を構成する第１の回転の中心となる第１の軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の第１の音片であって前記第１の回転に対応する第１のコリオリ力を発生させるための第１の振動を行なう前記一対の第１の音片と、
前記振動子の姿勢の変化を構成する第２の回転の中心となる第２の軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の第２の音片であって前記第２の回転に対応する第１のコリオリ力を発生させるための第２の振動を行なう前記一対の第２の音片と、
前記一対の第１の音片を含む第１の仮想面に平行でかつ前記第１の軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の第１の梁であって、それぞれの一端が前記一対の第１の音片の一方における節であって当該節に接続された第１の梁への前記第１の振動の伝播を阻む前記節に接続され、それぞれの他端が前記一対の第１の音片の他方における節であって当該節に接続された第１の梁への前記第１の振動の伝播を阻む前記節に接続された前記一対の第１の梁と、
前記一対の第２の音片を含む第２の仮想面に平行でかつ前記第２の軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の第２の梁であって、それぞれの一端が前記一対の第２の音片の一方における節であって当該節に接続された第２の梁への前記第２の振動の伝播を阻む前記節に接続され、それぞれの他端が前記一対の第２の音片の他方における節であって当該節に接続された第２の梁への前記第２の振動の伝播を阻む前記節に接続された前記一対の第２の梁と、
前記一対の第１の音片及び前記一対の第２の音片の位置との関係で中心に配置された支持部であって前記一対の第１の梁及び第２の梁を支持する支持部と、
前記一対の第１の梁の一方に設けられた第１の検出部であって前記第１のコリオリ力に起因する前記一方の第１の梁の形状の変化を検出する前記第１の検出部と、
前記一対の第２の梁の一方に設けられた第２の検出部であって前記第２のコリオリ力に起因する前記一方の第２の梁の形状の変化を検出する前記第２の検出部とを含むことを特徴とする振動子。
【請求項１０】
前記第１の検出部は、前記支持部が前記一対の第１の梁に接続された箇所の近傍にあり、前記第２の検出部は、前記支持部が前記一対の第２の梁に接続された箇所の近傍にあることを特徴とする請求項７乃至請求項９記載の振動子。
【請求項１１】
前記第１の回転以外の外乱を前記第１の検出部と協働して検出する、前記一対の第１の梁に設けられた第３の検出部であって、前記第１の仮想面に平行であり前記第１の軸に垂直又は平行であり前記支持部を通過する仮想直線について、前記第１の検出部と線対称な位置、又は前記支持部の中心について、前記第１の検出部と点対称な位置に設けられた前記第３の検出部と、
前記第２の回転以外の外乱を前記第２の検出部と協働して検出する、前記一対の第２の梁に設けられた第４の検出部であって、前記第２の仮想面に平行であり前記第２の軸に垂直又は平行であり前記支持部を通過する仮想直線について、前記第２の検出部と線対称な位置、又は前記支持部の中心について、前記第２の検出部と点対称な位置に設けられた前記第４の検出部とを更に含むことを特徴とする請求項８又は請求項９記載の振動子。
【請求項１２】
前記第１の検出部、前記第３の検出部は、前記支持部が前記一対の第１の梁に接続された箇所の近傍にあり、前記第２の検出部、前記第４の検出部は、前記支持部が前記一対の第２の梁に接続された箇所の近傍にあることを特徴とする請求項１１記載の振動子。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２記載の振動子を含むことを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、振動型ジャイロスコープのような振動子及び当該振動子を含む電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下記の特許文献１に記載された従来の振動子では、音片が振動子の姿勢の変化に対応するコリオリ力を発生するための振動（駆動振動）及び前記コリオリ力により励起される、前記姿勢の変化を検出するための振動（検出振動）を行う。前記振動子は、当該振動子が載置された回路基板に前記音片の振動が漏れることによる前記回路基板でのストレスの発生に起因する前記駆動振動及び前記検出振動の周波数のずれを低減すべく、前記音片を浮かせた状態又は吊るした状態で支持するサスペンション機構（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）を有する。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第５３９６１４４号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の振動子は、前記サスペンション機構を有していても、前記回路基板への前記音片の振動の漏れを充分に回避することができないという問題があった。
【０００５】
上記の問題の他に、前記音片を支持し、かつ前記振動子の姿勢の変化に対応するコリオリ力に基き形状が変化する梁に、前記音片の振動が漏れることにより、前記音片の振動の漏れに起因する前記梁の形状の変化を、前記コリオリ力に基く前記梁の形状の変化であると誤認するという問題もあった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明に係る第１の振動子は、振動子の姿勢の変化を構成する回転の中心となる軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の音片であって前記回転に対応するコリオリ力を発生させるための振動を行なう前記一対の音片と、前記一対の音片を含む仮想面に平行でかつ前記軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の梁であって、それぞれの一端が前記一対の音片の一方における節であって当該節に接続された梁への前記振動の伝播を阻む前記節に接続され、それぞれの他端が前記一対の音片の他方における節であって当該節に接続された梁への前記振動の伝播を阻む前記節に接続された前記一対の梁と、前記一対の梁を支持する支持部と、前記一対の梁の一方に設けられた検出部であって前記コリオリ力に起因する前記一方の梁の形状の変化を検出する前記検出部とを含む。
【０００７】
本発明に係る第２の振動子は、振動子の姿勢の変化を構成する回転の中心となる軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の音片であって前記回転に対応するコリオリ力を発生させるための振動を行なう前記一対の音片と、前記一対の音片を含む仮想面に平行でかつ前記軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の梁であって、それぞれが前記一対の音片間に設けられた前記一対の梁と、前記一対の梁のそれぞれの中心を結ぶ仮想線上に設けられ前記一対の梁に接続された支持部であって前記一対の梁を支持する支持部と、前記一対の梁の一方に設けられた検出部であって前記コリオリ力に起因する前記一方の梁の形状の変化を検出する前記検出部とを含む。
【０００８】
本発明に係る第３の振動子は、振動子の姿勢の変化を構成する回転の中心となる軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の音片であって前記回転に対応するコリオリ力を発生させるための振動を行なう前記一対の音片と、前記一対の音片を含む仮想面に平行でかつ前記軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の梁であって、それぞれの一端が前記一対の音片の一方における節であって当該節に接続された梁への前記振動の伝播を阻む前記節に接続され、それぞれの他端が前記一対の音片の他方における節であって当該節に接続された梁への前記振動の伝播を阻む前記節に接続された前記一対の梁と、前記一対の梁のそれぞれの中心を結ぶ仮想線上に設けられ前記一対の梁に接続された支持部であって前記一対の梁を支持する支持部と、前記一対の梁の一方に設けられた検出部であって前記コリオリ力に起因する前記一方の梁の形状の変化を検出する前記検出部とを含む。
【０００９】
上記した第１の振動子乃至第３の振動子では、前記検出部は、前記支持部が前記一対の梁に接続された箇所の近傍にあることが望ましい。
【００１０】
上記した第２の振動子又は第３の振動子では、前記回転以外の外乱を前記検出部と協働して検出する、前記一対の梁に設けられた第２の検出部であって、前記仮想面に平行であり前記軸に垂直又は平行であり前記支持部を通過する仮想直線について、前記検出部と線対称な位置、又は前記支持部の中心について、前記検出部と点対称な位置に設けられた前記第２の検出部を更に含むことが望ましい。
さらに、前記検出部及び前記第２の検出部は、前記支持部が前記一対の梁に接続された箇所の近傍にあることが望ましい。
【００１１】
本発明に係る第４の振動子は、振動子の姿勢の変化を構成する第１の回転の中心となる第１の軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の第１の音片であって前記第１の回転に対応する第１のコリオリ力を発生させるための第１の振動を行なう前記一対の第１の音片と、前記振動子の姿勢の変化を構成する第２の回転の中心となる第２の軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の第２の音片であって前記第２の回転に対応する第２のコリオリ力を発生させるための第２の振動を行なう前記一対の第２の音片と、前記一対の第１の音片を含む第１の仮想面に平行でかつ前記第１の軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の第１の梁であって、それぞれの一端が前記一対の第１の音片の一方における節であって当該節に接続された第１の梁への前記第１の振動の伝播を阻む前記節に接続され、それぞれの他端が前記一対の第１の音片の他方における節であって当該節に接続された第１の梁への前記第１の振動の伝播を阻む前記節に接続された前記一対の第１の梁と、前記一対の第２の音片を含む第２の仮想面に平行でかつ前記第２の軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の第２の梁であって、それぞれの一端が前記一対の第２の音片の一方における節であって当該節に接続された第２の梁への前記第２の振動の伝播を阻む前記節に接続され、それぞれの他端が前記一対の第２の音片の他方における節であって当該節に接続された第２の梁への前記第２の振動の伝播を阻む前記節に接続された前記一対の第２の梁と、前記一対の第１の梁及び第２の梁を支持する支持部と、前記一対の第１の梁の一方に設けられた第１の検出部であって前記第１のコリオリ力に起因する前記一方の第１の梁の形状の変化を検出する前記第１の検出部と、前記一対の第２の梁の一方に設けられた第２の検出部であって前記第２のコリオリ力に起因する前記一方の第２の梁の形状の変化を検出する前記第２の検出部とを含む。
【００１２】
本発明に係る第５の振動子は、振動子の姿勢の変化を構成する第１の回転の中心となる第１の軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の第１の音片であって前記第１の回転に対応する第１のコリオリ力を発生させるための第１の振動を行なう前記一対の第１の音片と、前記振動子の姿勢の変化を構成する第２の回転の中心となる第２の軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の第２の音片であって前記第２の回転に対応する第２のコリオリ力を発生させるための第２の振動を行なう前記一対の第２の音片と、前記一対の第１の音片を含む第１の仮想面に平行でかつ前記第１の軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の第１の梁であって、それぞれが前記一対の第１の音片間に設けられた前記一対の第１の梁と、前記一対の第２の音片を含む第２の仮想面に平行でかつ前記第２の軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の第２の梁であって、それぞれが前記一対の第２の音片間に設けられた前記一対の第２の梁と、前記一対の第１の音片及び前記一対の第２の音片の位置との関係で中心に配置された支持部であって前記一対の第１の梁及び第２の梁を支持する支持部と、前記一対の第１の梁の一方に設けられた第１の検出部であって前記第１のコリオリ力に起因する前記一方の第１の梁の形状の変化を検出する前記第１の検出部と、前記一対の第２の梁の一方に設けられた第２の検出部であって前記第２のコリオリ力に起因する前記一方の第２の梁の形状の変化を検出する前記第２の検出部とを含む。
【００１３】
本発明に係る第６の振動子は、振動子の姿勢の変化を構成する第１の回転の中心となる第１の軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の第１の音片であって前記第１の回転に対応する第１のコリオリ力を発生させるための第１の振動を行なう前記一対の第１の音片と、前記振動子の姿勢の変化を構成する第２の回転の中心となる第２の軸に沿って延在する相互に平行な棒状の一対の第２の音片であって前記第２の回転に対応する第１のコリオリ力を発生させるための第２の振動を行なう前記一対の第２の音片と、前記一対の第１の音片を含む第１の仮想面に平行でかつ前記第１の軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の第１の梁であって、それぞれの一端が前記一対の第１の音片の一方における節であって当該節に接続された第１の梁への前記第１の振動の伝播を阻む前記節に接続され、それぞれの他端が前記一対の第１の音片の他方における節であって当該節に接続された第１の梁への前記第１の振動の伝播を阻む前記節に接続された前記一対の第１の梁と、前記一対の第２の音片を含む第２の仮想面に平行でかつ前記第２の軸に垂直である方向に延在する相互に平行な棒状の一対の第２の梁であって、それぞれの一端が前記一対の第２の音片の一方における節であって当該節に接続された第２の梁への前記第２の振動の伝播を阻む前記節に接続され、それぞれの他端が前記一対の第２の音片の他方における節であって当該節に接続された第２の梁への前記第２の振動の伝播を阻む前記節に接続された前記一対の第２の梁と、前記一対の第１の音片及び前記一対の第２の音片の位置との関係で中心に配置された支持部であって前記一対の第１の梁及び第２の梁を支持する支持部と、前記一対の第１の梁の一方に設けられた第１の検出部であって前記第１のコリオリ力に起因する前記一方の第１の梁の形状の変化を検出する前記第１の検出部と、前記一対の第２の梁の一方に設けられた第２の検出部であって前記第２のコリオリ力に起因する前記一方の第２の梁の形状の変化を検出する前記第２の検出部とを含む。
【００１４】
上記した第４の振動子乃至第６の振動子では、前記第１の検出部は、前記支持部が前記一対の第１の梁に接続された箇所の近傍にあり、前記第２の検出部は、前記支持部が前記一対の第２の梁に接続された箇所の近傍にあることが望ましい。
【００１５】
上記した第５の振動子又は第６の振動子では、前記第１の回転以外の外乱を前記第１の検出部と協働して検出する、前記一対の第１の梁に設けられた第３の検出部であって、前記第１の仮想面に平行であり前記第１の軸に垂直又は平行であり前記支持部を通過する仮想直線について、前記第１の検出部と線対称な位置、又は前記支持部の中心について、前記第１の検出部と点対称な位置に設けられた前記第３の検出部と、前記第２の回転以外の外乱を前記第２の検出部と協働して検出する、前記一対の第２の梁に設けられた第４の検出部であって、前記第２の仮想面に平行であり前記第２の軸に垂直又は平行であり前記支持部を通過する仮想直線について、前記第２の検出部と線対称な位置、又は前記支持部の中心について、前記第２の検出部と点対称な位置に設けられた前記第４の検出部とを更に含むことが望ましい。さらに、前記第１の検出部、前記第３の検出部は、前記支持部が前記一対の第１の梁に接続された箇所の近傍にあり、前記第２の検出部、前記第４の検出部は、前記支持部が前記一対の第２の梁に接続された箇所の近傍にあることが望ましい。
【００１６】
本発明に係る電子機器は、上記した第１の振動子乃至第６の振動子を含む。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る振動子及び電子機器の具体例について図面を参照して説明する。
【００１８】
［具体例１］
具体例１の振動子は、従来知られたように、振動子の姿勢の変化（例えば、回転の量、速度及び加速度、並びにそれらの方向）を検出すべく、当該変化に対応するコリオリ力を発生させるための振動を行なう駆動モード及び振動子の姿勢の変化、即ちコリオリ力を検出する検出モードを有する。以下、具体例１の振動子について、構成及び駆動モードを説明した後、検出モードを説明する。
【００１９】
図１（Ａ）は、駆動モードでの具体例１の振動子を示す正面図であり、図１（Ｂ）は、駆動モードでの具体例１の振動子を示す斜視図である。具体例１の振動子１は、振動子１の姿勢の変化を検出すべく、より詳細には、当該変化を構成する図示のＹ軸を中心とする回転を検出すべく、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示されるように、主として、２つの音片２ａ、２ｂと、２つの梁３ａ、３ｂと、支持部４と、検出部５とから構成される。
【００２０】
音片２ａ、２ｂは、Ｙ軸に沿って延在し相互に平行な関係にある一対の棒状でかつ均質であり、断面が矩形な部材である。音片２ａ、２ｂは、上記したＹ軸を中心とする回転を検出すべく、屈曲振動を行なう。より詳細には、例えば、音片２ａは、２つの梁３ａ、３ｂとの接続点である節１０、１１を動かない点、即ち音片２ａの振動が梁３ａ、３ｂに伝播することを阻止する不動点として、駆動素子１６ａ、１６ｂからなる従来知られた駆動部１６の助勢によりＸ軸方向に屈曲に変形する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示されるように、音片２ａは、略逆”く”の字状に変形しており、この形状とは対称的に、”く”の字状にも変形する。このような変形の繰り返しにより、上記した屈曲振動を行なう。音片２ａにおける節１０、１１の位置は、音片２ａの長さから規定される。節１０、１１は、例えば、音片２ａの端部を起点として音片２ａの長さの２０〜３０％の位置に規定され、好ましくは、２２〜２３％の位置に規定される。
【００２１】
音片２ｂは、音片２ａと同様な屈曲振動を、駆動素子１７ａ、１７ｂからなる駆動部１７の助勢により、音片２ｂとは対称的に行なう。即ち、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示されるように、例えば、音片２ａが逆”く”の字状に変形するとき、音片２ｂは、節１２、１３を不動点として、音片２ａの形状とは対称的に”く”の字状に変形する。
【００２２】
梁３ａ、３ｂは、音片２ａ、２ｂを含む仮想面（ＸＹ平面）に平行でかつＹ軸に垂直な方向、即ちＸ軸方向に延在する相互に平行な関係にある一対の棒状の部材であり、その断面が矩形であり、Ｚ軸方向の長さ（厚さ）が音片２ａ、２ｂのＺ軸方向の長さ（厚さ）と同一な部材である。より詳細には、梁３ａは、一端が音片２ａと接続されることにより、不動点である節１０を構成し、他端が音片２ｂと接続されることにより、不動点である節１２を構成する。同様にして、梁３ｂは、一端が音片２ａと接続されることにより、不動点である節１１を構成し、他端が音片２ｂと接続されることにより、不動点である節１３を構成する。
【００２３】
支持部４は、支持部材４ａと、円板部材４ｂとからなる。支持部材４ａは、Ｙ軸方向に延在し、断面が矩形であり、Ｚ軸方向の長さ（厚さ）が音片２ａ、２ｂ、梁３ａ、３ｂのＺ軸方向の長さ（厚さ）と同一であり、円板部材４ｂは、支持部材４ａの中心に設けられ、Ｚ軸方向の長さ（厚さ）が支持部材４ａのＺ軸方向の長さ（厚さ）と同一である。より詳細には、支持部材４ａは、一端が梁３ａの略中心に接続されており、これにより接続点１４を構成し、他端が梁３ｂの略中心に接続されており、これにより接続点１５を構成している。このように、支持部４を中心として音片２ａ、２ｂを左右対称な位置にするという構造を採用することにより、音片２ａ、２ｂの振動が支持部４に伝播することを低減する。円板部材４ｂは、その直径が支持部材４ａのＸ軸方向の長さ（幅）より長い円板形状であって、回路基板（図示せず）上に振動子１を載置すべく、例えば、従来知られた接着剤により回路基板に振動子１を固定すべく、当該固定のための接着を行なうために必要な面積を有する。
【００２４】
検出部５は、発生した変形や変位に応じて当該変形や変位の大きさを示す電気信号を発生する従来知られたピエゾ素子（図示せず）を有する検出電極５ａ、５ｂから構成されている。より具体的には、検出電極５ａは、梁３ａのＸＺ平面（上面）上における節１０及び接続点１４間であって接続点１４の近傍に取り付けられており、検出電極５ｂは、検出電極５ａの取付面と表裏の関係にある梁３ａのＸＺ平面（底面）上における節１０及び接続点１４間であって接続点１４の近傍に取り付けられており、これにより、検出電極５ａ、５ｂは、梁３ａについて対称な位置にある。より望ましくは、検出電極５ａ、５ｂの位置は、例えば、音片２ａ、２ｂ及び支持部４の重量、形状、及び大きさを勘案して規定される。なお、梁３ａのＸＺ平面（上面、底面）における変形や変位と同様な変形や変位が、梁３ａのＸＹ平面（側面）においても生じることから、検出電極５ａ、５ｂは、梁３ａのＸＺ平面（上面、底面）に代えて、梁３ａのＸＹ平面（側面）に設けてもよく、加えて、上記と同様に接続点１４の近傍に設けることが望ましい。
【００２５】
次に、具体例１の振動子１の検出モードについて説明する。
図２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、検出モードでの具体例１の振動子を示す斜視図、側面図及び平面図である。具体例１の振動子１は、上記したような、音片２ａ、２ｂがＸ軸方向に屈曲状に振動する駆動モードにおいて、振動子１の姿勢の変化の一つであるＹ軸を中心とする回転が生じると、図２（Ａ）に示されるように、音片２ａ、２ｂに、Ｚ軸に沿って実線の矢印で示したコリオリ力Ｆ及び点線の矢印で示したコリオリ力Ｆが交互に発生し、当該コリオリ力Ｆにより音片２ａ、２ｂは、Ｚ軸方向に沿って振動する。
【００２６】
より詳細には、音片２ａ、２ｂに発生するＺ方向に沿った振動的なコリオリ力Ｆにより、音片２ａ、２ｂは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、Ｚ軸方向に屈曲振動する。これにより、図２（Ｃ）に示されるように、梁３ａ、３ｂの両方に形状の変化が生じる。梁３ａに設けられた検出部５は、ピエゾ素子により梁３ａの形状の変化を示す電気信号を生成し、当該電気信号を演算部（図示せず）に出力する。演算部は、検出部５から前記電気信号を受けると、従来知られた方法に従って前記電気信号を処理することにより、前記した回転、即ち振動子１の姿勢の変化を算出する。
【００２７】
上述したように、Ｙ軸を中心とする回転を検出するための具体例１の振動子１によれば、節１０、１１、１２、１３が、音片２ａ、２ｂの屈曲振動中に変化しない機能を有し、即ち、音片２ａ、２ｂの振動が、支持部４が接続された梁３ａ、３ｂに伝播することを妨げる機能を有することから、音片２ａ、２ｂの振動が支持部４に漏れることを、節１０、１１、１２、１３のような構成を有しない従来の振動子に比して低減することができる。
【００２８】
また、音片２ａ、２ｂが、支持部４を中心として左右対称、より正確には、支持部４を通りＹ軸方向に平行な仮想直線について線対称に配置されており、これにより、音片２ａの振動が支持部４に漏れること及び音片２ｂの振動が支持部４に漏れることを相殺することから、音片２ａ、２ｂの振動が支持部４に漏れることを、音片２ａ、２ｂ及び支持部４の関係が上記のような線対称の関係にない従来の振動子に比して低減することが可能になる。
【００２９】
さらに、上記した節１０、１１、１２、１３の構成、並びに音片２ａ、２ｂ及び支持部４間の線対称な構成の両構成を有することから、両方の構成による効果を相乗的に得ることができる。
【００３０】
上記振動子１によれば、検出部５を構成する検出電極５ａ、５ｂが、梁３ａ上の接続点１４の近傍に設けられており、検出電極５ａ、５ｂの当該位置には、上記したコリオリ力Ｆに起因して生じる梁３ａの形状の変化が他の位置に比して顕著に現れることから、検出部５を当該位置に設けない従来の振動子に比して高精度にコリオリ力、即ち振動子１の姿勢の変化を検出することができる。
【００３１】
上記振動子１は、検出部５を梁３ａ上に配置することに代えて、梁３ｂ上に配置することによっても、上記と同様な効果を得ることができる。
【００３２】
上記振動子１は、支持部４を、梁３ａの中心及び梁３ｂの中心を結ぶ仮想線上であって梁３ａ、３ｂ間に配置することに代えて、前記仮想線上であって梁３ａ、３ｂ間の外側に２つ以上配置することによっても、上記と同様な効果を得ることができる。
【００３３】
上記振動子１は、円板部材４ｂの直径を支持部材４ａの幅より大きくすることに代えて、支持部材４ａの幅と同等にすること又は小さくすることによっても、上記の効果を得ることが可能である。
【００３４】
図３は、具体例１の他の振動子を正面図である。具体例１の他の振動子１では、図３（Ａ）に示されるように、上述した検出部５に加えて、検出電極６ａ、６ｂからなる検出部６が、梁３ｂ上であって接続点１５の近傍に設けられている。より詳細には、検出部６は、梁３ｂにおいて、具体例１で説明した音片２ａ、２ｂを含む仮想面（ＸＹ平面）に平行でありＹ軸に垂直であり支持部４を通過する仮想直線（Ｘ方向に沿った仮想直線）について検出部５と線対称な位置に設けられている。検出部６は、Ｙ軸を中心とする回転の検出に関して外乱となる、Ｘ軸を中心とする回転を、検出部５と協働して従来知られた方法によりキャンセルする。従来知られたキャンセル方法として、例えば、検出部５、６が、コリオリ力について同一極性の信号を出力し、他方で、外乱について異極性の信号を出力し、演算部が、前者の信号間に加算を施すことによりコリオリ力を検出すると共に、後者の信号間にも加算を施すことにより外乱を相殺する方法を用いることができる。また、前記方法に代えて、検出部５、６が、コリオリ力について異極性の信号を出力し、他方で、外乱について同一極性の信号を出力し、演算部が、前者の信号間に減算を施すことによりコリオリ力を検出すると共に、後者の信号間にも減算を施すことにより外乱を相殺する方法を用いることができる。
【００３５】
具体例１の更に他の振動子１は、図３（Ｂ）に示されるように、上述した検出部５に加えて、検出電極７ａ、７ｂからなる検出部７が、梁３ｂ上であって接続点１５の近傍に設けられている。より詳細には、検出部７は、梁３ｂにおいて、支持部４の中心について検出部５と点対称な位置に設けられている。検出部７は、Ｙ軸を中心とする回転の検出に関しては外乱となる、Ｚ軸方向に沿った加速度を、検出部５と協働して上記した従来知られた方法によりキャンセルする。
【００３６】
具体例１の更に他の振動子１は、図３（Ｃ）に示されるように、上述した検出部５に加えて、検出電極８ａ、８ｂからなる検出部８が、梁３ａ上であって接続点１４の近傍に設けられている。より詳細には、検出部８は、梁３ａにおいて、上記した仮想面（ＸＹ面）に平行でありＹ軸に平行であり支持部４を通過する仮想直線（Ｙ方向に沿った仮想直線）について検出部５と線対称な位置に設けられている。検出部８は、Ｙ軸を中心とする回転に関して外乱となる、Ｘ軸を中心とする回転及びＺ軸方向に沿った加速度を、検出部５と協働して上記した従来知られた方法によりキャンセルする。
【００３７】
図４は、具体例１の更に他の振動子を示す正面図である。具体例１の更に他の振動子１は、図４に示されるように、図３を用いて説明した検出部６、７、８を図３で示した位置に有する。これにより、検出部５、６、７、８は、協働して、図３を用いて説明した振動子１と同様に、Ｙ軸の回転にとっての外乱をキャンセルする。図４に図示の振動子１は、前記外乱のキャンセルに加えて、コリオリ力を表す２つの信号の加算により、コリオリ力を表す加算後の信号のレベルを図３に図示の振動子１でのコリオリ力を表す信号のレベルに比して大きくすることができ、これにより、後段の演算部での増幅処理等の負荷を軽減することが可能になる。
【００３８】
上述したように、図３及び図４に図示の具体例１の他の振動子１によれば、検出部５の他に少なくとも一つの検出部を有することから、Ｙ軸を中心とする回転にとっての外乱をキャンセルすることができ、これにより、図１及び図２を用いて説明した具体例１の振動子１よりも高い精度でＹ軸を中心とする回転を検出することが可能になる。
【００３９】
［具体例２］
図５は、具体例２の振動子の構成を示す正面図である。具体例２の振動子２０は、図示のＹ軸を中心とする回転を検出すべく、具体例１の振動子１の音片２ａ、２ｂ、梁３ａ、３ｂ、検出部５（検出電極５ａ、５ｂ）と同様な構成及び配置を有する音片２２ａ、２２ｂ、梁２３ａ、２３ｂ、検出部２７（検出電極２７ａ、２７ｂ）を含み、また、Ｙ軸と垂直な関係にある図示のＸ軸を中心とする回転を検出すべく、音片２２ａ、２２ｂ、梁２３ａ、２３ｂ、検出部２７（検出電極２７ａ、２７ｂ）と同様な構成を有する音片２５ａ、２５ｂ、梁２６ａ、２６ｂ、検出部２８（検出電極２８ａ、２８ｂ）を含む。具体例２の振動子２０は、具体例１の支持部４に代えて、同様な支持機能を有する支持部２４を有する。
【００４０】
音片２５ａ、２５ｂ、梁２６ａ、２６ｂの配置は、音片２２ａ、２２ｂ、梁２３ａ、２３ｂの配置を、支持部２４の中心について９０度右回転させた関係にある。即ち、音片２２ａ、２２ｂがＹ方向に延在し、梁２３ａ、２３ｂがＸ方向に延在し、検出電極２７ａ、２７ｂが梁２３ａ上であって梁２３ａ及び支持部２４間の接続点３８の近傍に配置されていることとは対照的に、音片２５ａ、２５ｂは、Ｘ方向に延在し、梁２６ａ、２６ｂは、Ｙ方向に延在し、検出電極２８ａ、２８ｂは、梁２６ａ上であって梁２６ａ及び支持部２４間の接続点３９の近傍に配置されている。
【００４１】
音片２２ａ、２２ｂ、２５ａ、２５ｂと梁２３ａ、２３ｂ、２６ａ、２６ｂとの交点である節３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７は、具体例１の振動子１の節１０、１１、１２、１３と同様な位置に規定されており、音片２２ａ、２２ｂ、２５ａ、２５ｂの振動が梁２３ａ、２３ｂ、２６ａ、２６ｂに伝播することを阻む不動点として機能する。
【００４２】
支持部２４は、その四辺が、音片２２ａ、２２ｂ、２５ａ、２５ｂの節３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７の位置により規定されており、具体例１の支持部４と同様に、回路基板（図示せず）に振動子２０を載置すべく振動子２０を支持する。
【００４３】
検出電極２７ａ、２７ｂは、具体例１の検出電極５ａ、５ｂ間と同様な位置関係を有し、また、検出電極５ａ、５ｂと同様な動作により、音片２２ａ、２２ｂに発生するコリオリ力により生ずる梁２３ａの形状の変化を検出し、また、検出電極２８ａ、２８ｂは、検出電極２７ａ、２７ｂ間と同様な位置関係を有し、また検出電極２７ａ、２７ｂと同様な動作により、音片２５ａ、２５ｂに発生するコリオリ力により生ずる梁２６ａの形状の変化を検出する。このようにして、振動子２０は、Ｙ軸を中心とする回転及びＸ軸を中心とする回転を検出する。
【００４４】
上述したように、Ｙ軸を中心とする回転及びＸ軸を中心とする回転を検出する具体例２の振動子２０によれば、節３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７は、具体例１の振動子１における節１０、１１、１２、１３と同様に、音片２２ａ、２２ｂ、２６ａ、２６ｂの振動が、支持部２４が接続された梁２３ａ、２３ｂ、２６ａ、２６ｂに伝播することを阻止する不動点として機能し、また、音片２２ａ、２２ｂ、２６ａ、２６ｂは、支持部２４の中心について前後左右に対称に配置されていることから、具体例１の効果と同様に、音片２２ａ、２２ｂ、２６ａ、２６ｂの振動が梁２３ａ、２３ｂ、２６ａ、２６ｂ及び支持部２４に漏れることを、当該節３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７の配置構成及び当該音片２２ａ、２２ｂ、２５ａ、２５ｂの対称な配置構成を有しない従来の振動子に比して低減することが可能になる。
【００４５】
また、支持部２４の面積を最大限に確保することができることから、支持部２４及びその周辺に関する配線の自由度を高めることができ、また、支持部２４の面全体で振動子１を支持することから、耐衝撃性を確保することが可能になる。
【００４６】
図６は、具体例２の他の振動子の構成を示す。具体例２の他の振動子２０は、図６に示されるように、図５に図示の支持部２４に代えて支持部２９を有する。
【００４７】
支持部２９は、支持部材２９ａ、２９ｂ及び円板部材２９ｃからなる。支持部材２９ａ、２９ｂは、それぞれの中心で円板部材２９ｃを支持する。支持部材２９ａは、一端が梁２３ａの略中心である接続点４０に接続されており、他端が梁２３ｂの略中心である接続点４２に接続されている。支持部材２９ｂは、一端が梁２６ａの略中心である接続点４３に接続されており、他端が梁２６ｂの略中心である接続点４１に接続されている。
【００４８】
Ｙ軸を中心とする回転を検出する検出部２７は、図１に図示の検出部５と同様に、梁２３ａ上であって接続点４０の近傍に設けられており、また、Ｘ軸を中心とする回転を検出する検出部２８は、円板部材２９ｃの中心について右回りに９０度回転移動させた位置である、梁２６ａ上であって接続点４３の近傍に設けられている。
【００４９】
上述したように、図６に図示の具体例２の他の振動子２０によれば、図５に図示の具体例２の振動子２０と同様に、音片２２ａ、２２ｂ、２５ａ、２５ｂの振動が梁２３ａ、２３ｂ、２６ａ、２６ｂ及び支持部２９に漏れることを、節３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７の配置構成及び音片２２ａ、２２ｂ、２５ａ、２５ｂの対称的な配置構成を有しない従来の振動子に比較して低減することができる。
【００５０】
さらに、図５及び図６に図示の具体例２の振動子２０では、図３及び図４の図示と同様に、検出部２７、２８に加えて、検出部２７、２８と線対称な位置又は点対称な位置に他の検出部を追加することにより、Ｙ軸を中心とする回転及びＸ軸を中心とする回転以外の外乱をキャンセルし、これにより、前記回転の検出をより精度高くすることができる。
【００５１】
［応用機器］
上記した具体例１及び具体例２の振動子１、２０を用いた応用機器として、その姿勢の変化を検出する必要がある携帯電話、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。当該電子機器では、当該電子機器に設けられた前記振動子１、２０が、当該電子機器の姿勢の変化を振動子１、２０の姿勢の変化として検出することにより、上述した効果を享受することができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明に係る振動子によれば、一対の梁が、一対の音片における節であって当該一対の音片による振動が前記一対の梁に伝播することを阻む前記節に接続されていることから、前記音片による振動が前記梁に伝播し難くなり、これにより、前記音片による振動が前記一対の梁に伝播することによる当該梁の形状の変化を従来に比して低減することができる。
【００５３】
本発明に係る他の振動子によれば、支持部が、前記一対の梁のそれぞれの中心を結ぶ仮想線上に配置されていることから、換言すれば、前記支持部を中心に一対の音片が対称に配置されていることから、前記音片による振動が前記支持部に伝播し難くなり、これにより、前記音片による振動が外部の回路基板に漏れることによるストレスの発生を原因とする駆動振動及び検出振動の周波数のずれを従来に比して低減することが可能になる。
【００５４】
本発明に係る更に他の振動子によれば、上記した節及び上記した対称な配置の両方を有することから、上記の両効果を相乗的に得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】駆動モードでの具体例１の振動子を示す図。
【図２】検出モードでの具体例１の振動子を示す図。
【図３】具体例１の他の振動子を示す図。
【図４】具体例１の他の振動子を示す図。
【図５】具体例２の振動子を示す図。
【図６】具体例２の他の振動子を示す図。
【符号の説明】
１  振動子
２ａ、２ｂ  音片
３ａ、３ｂ  梁
４  支持部
４ａ  支持部材
４ｂ  円板部材
５ａ、５ｂ  検出部
１０、１１、１２、１３  節
１４、１５  接続点
【図１】
2005016978.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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