(57)【要約】【課題】同相モードとの干渉による悪影響を回避することができる音叉型振動子を提供する。【解決手段】音叉型圧電振動子７０は、回路基板２０に支持されるための長方形板状の基台部７４および柱状の２つの脚部７６ａ，７６ｂを含む。基台部７４は、回路基板２０に接合されるための矩形板状の接合部７４ａと、接合部７４ａおよび２つの脚部７６ａ，７６ｂ間に形成される矩形板状の胴体部７４ｂとを含む。音叉型圧電振動子７０において、駆動モードの共振周波数と面内同相モードの共振周波数との周波数差が１ｋＨｚ以上になるように、基台部７４および２つの脚部７６ａ，７６ｂは、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）と駆動モードの共振周波数との積が６０×１０3以上になるように形成される。【選択図】図４
2010060361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板に支持されるための基台部、および
前記基台部から延びて形成される脚部を含む音叉型振動子であって、
前記基台部は、
前記ベース基板に接合されるための接合部、および
前記接合部および前記脚部間に形成される胴体部を含み、
前記胴体部を含む前記基台部と前記脚部とは、前記胴体部の長さ／（前記胴体部の実質的な幅−前記脚部の幅）と駆動モードの共振周波数との積が６０×１０3以上になるように形成された、音叉型振動子。
【請求項２】
前記胴体部の実質的な幅が前記胴体部の一番広い部分の幅より狭くなるようにするために、前記胴体部に切込み部が形成された、請求項１に記載の音叉型振動子。
【請求項３】
ベース基板に支持されるための基台部、および
前記基台部から延びて形成される脚部を含み、
前記基台部は、
前記ベース基板に接合されるための接合部、および
前記接合部および前記脚部間に形成される胴体部を含む音叉型振動子を製造するための音叉型振動子の製造方法であって、
前記胴体部の長さ／（前記胴体部の実質的な幅−前記脚部の幅）と駆動モードの共振周波数との関係を利用して、前記胴体部を含む前記基台部と前記脚部とを形成するようにした、音叉型振動子の製造方法。
【請求項４】
請求項１若しくは請求項２に記載の音叉型振動子、または請求項３に記載の製造方法により得られた音叉型振動子を含んでなる、角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音叉型振動子、音叉型振動子の製造方法および角速度センサに関し、特に、回路基板などのベース基板に支持されるための基台部と、基台部から延びて形成される脚部とを含み、たとえば、角速度センサなどに用いることができる音叉型振動子およびその製造方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３は、従来の音叉型振動子の一例を示す図解図である。図１３に示す音叉型振動子１は、基部２と基部２から延びて形成される２つの脚部３ａ，３ｂとを含み、基部２に接続された支持基板４などの支持部材を介して、基板５に支持される（特許文献１参照）。
また、図１４は、従来の音叉型振動子の他の例を示す図解図である。図１４に示す音叉型振動子１は、基部２と基部２から延びて形成される２つの脚部３ａ，３ｂとを含み、基部２の端部の中央に設けられた支持台６などの支持部材を介して支持される（特許文献２参照）。
さらに、図１５は、従来の音叉型振動子のさらに他の例を示す図解図である。図１５に示す音叉型振動子１は、基部２と基部２から延びて形成される２つの脚部３ａ，３ｂとを含み、基部２に接続された台座７を介して支持される（特許文献３参照）。
【０００３】
図１３〜図１５に示す音叉型振動子１では、いずれも、それに駆動信号を印加すれば、２つの脚部３ａ，３ｂが、それらの脚部３ａ，３ｂを有する面内において互いに開いたり閉じたりするように、駆動モードの共振周波数の基本振動で振動する。そして、この基本振動の状態で、音叉型振動子１にその長手方向に平行する軸を中心として回転角速度が加わると、脚部３ａ，３ｂには、基本振動の方向と直交する向きに互いに逆向きのコリオリ力が働き、脚部３ａ，３ｂは、互いに逆向きに変位する。そのため、音叉型振動子１の２つの脚部３ａ、３ｂの変位に関与する音叉型振動子１の出力信号から回転角速度を検出することができる。したがって、これらの音叉型振動子１を角速度センサに用いることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４５４０４号公報
【特許文献２】特開２００４−２３３２８８号公報
【特許文献３】特開２００６−２０８０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、図１３〜図１５に示す音叉型振動子１では、いずれも、駆動モードの共振周波数付近において面内同相振動が発生し、駆動振動と面内同相振動との干渉による悪影響が大きい。そのため、たとえば、音叉型振動子１を角速度センサに用いた場合、角速度センサの感度やオフセットなどの基本特性が不安定となる。なお、本願において、面内同相振動とは、音叉型振動子の２つの脚部が、それらの２つ脚部を有する面内において、同相に振動すること、すなわち開いたり閉じたりするように振動するのではなく同時に同じ方向を向くように振動することをいう。
また、図１３〜図１５に示す音叉型振動子１では、いずれも、別部材である支持部材を介して支持されるので、別部材が増え、コストが上がる。
さらに、特に図１４に示す音叉型振動子１では、基部２の幅方向の中央部で支持することによって、基板などと接続する電極構造が複雑になり、また、基板などへの直付け構造によって中央部で支持することは、搭載・接着剤塗布などの管理が難しくなり、コストが上がる。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、同相モードとの干渉による悪影響を回避することができる音叉型振動子を提供することである。
この発明の他の目的は、同相モードとの干渉による悪影響を回避することができる音叉型振動子を製造することができる音叉型振動子の製造方法を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、同相モードとの干渉による悪影響を回避することができる音叉型振動子を用いた角速度センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる音叉型振動子は、ベース基板に支持されるための基台部と、基台部から延びて形成される脚部とを含む音叉型振動子であって、基台部は、ベース基板に接合されるための接合部と、接合部および脚部間に形成される胴体部とを含み、胴体部を含む基台部と脚部とは、胴体部の長さ／（胴体部の実質的な幅−脚部の幅）と駆動モードの共振周波数との積が６０×１０3以上になるように形成された、音叉型振動子である。なお、この発明において、胴体部の実質的な幅とは、胴体部の幅の平均値を意味する。
この発明にかかる音叉型振動子では、胴体部の実質的な幅が胴体部の一番広い部分の幅より狭くなるようにするために、胴体部に切込み部が形成されてもよい。
また、この発明にかかる音叉型振動子の製造方法は、ベース基板に支持されるための基台部と、基台部から延びて形成される脚部とを含み、基台部は、ベース基板に接合されるための接合部と、接合部および脚部間に形成される胴体部とを含む音叉型振動子を製造するための音叉型振動子の製造方法であって、胴体部の長さ／（胴体部の実質的な幅−脚部の幅）と駆動モードの共振周波数との関係を利用して、胴体部を含む基台部と脚部とを形成するようにした、音叉型振動子の製造方法である。
さらに、この発明にかかる角速度センサは、この発明にかかる音叉型振動子、またはこの発明にかかる音叉型振動子の製造方法により得られた音叉型振動子を含んでなる、角速度センサである。
【０００８】
この発明にかかる音叉型振動子では、胴体部を含む基台部と脚部とは、胴体部の長さ／（胴体部の実質的な幅−脚部の幅）と駆動モードの共振周波数との積が６０×１０3以上になるように形成されているので、駆動モードの共振周波数と面内同相モードの共振周波数（面内同相周波数）との周波数差が１ｋＨｚ以上になる。その周波数差が１ｋＨｚ未満であると、同相モードとの干渉による悪影響を受ける場合があり、音叉型振動子を角速度センサに用いた場合、角速度センサの感度やオフセットなどの基本特性が不安定となる。それに対して、この発明のようにその周波数差が１ｋＨｚ以上になると、同相モードとの干渉による悪影響を回避することができ、音叉型振動子を角速度センサに用いた場合、角速度センサの感度やオフセットなどの基本特性を安定にすることができる。
また、この発明にかかる音叉型振動子では、胴体部の実質的な幅が胴体部の一番広い部分の幅より狭くなるようにするために、胴体部に切込み部が形成されると、胴体部の実質的な幅が狭くなるので、同じ大きさの接合部を確保しながら、胴体部の長さを短く形成することができ、そのため、音叉型振動子の小型化を図ることができる。
この発明にかかる音叉型振動子の製造方法では、胴体部の長さ／（胴体部の実質的な幅−脚部の幅）と駆動モードの共振周波数との関係を利用して、胴体部を含む基台部と脚部とを形成するので、この発明にかかる上述の同相モードとの干渉による悪影響を回避することができる音叉型振動子を製造することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、同相モードとの干渉による悪影響を回避することができる音叉型振動子が得られる。
また、この発明によれば、同相モードとの干渉による悪影響を回避することができる音叉型振動子を用いた角速度センサが得られる。
【００１０】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１はこの発明にかかる角速度センサの一例を示す内部透視斜視図であり、図２はその角速度センサの分解斜視図である。図１および図２に示す角速度センサ１０は、ベース基板として回路基板２０を含む。回路基板２０は、たとえば長方形板状などの形状に形成される。回路基板２０の一方面には、凹部２２が形成される。凹部２２は、たとえば、回路基板２０の１つの角部側に片寄るような位置に形成される。なお、図２においては、凹部２２は鉤形に形成されているが、後述のＩＣが実装されえる形状であればよく、たとえば四角形状など他の形状に形成されてもよい。
【００１２】
回路基板２０の凹部２２内には、複数の電極２４が、たとえば四角形状に並ぶように形成される。また、回路基板２０の凹部２２の外側において、凹部２２に近接する短辺の近傍に、３つの長方形状の電極２６ａ，２６ｂ，２６ｃが並んで形成される。これらの電極２６ａ〜２６ｃは、その長手方向が凹部２２に近接する回路基板２０の短辺と同じ向きとなるように配置される。さらに、回路基板２０の凹部２２の外側において、凹部２２に近接する長辺の近傍に、３つの長方形状の電極２８ａ，２８ｂ，２８ｃが並んで形成される。これらの電極２８ａ〜２８ｃは、その長手方向が凹部２２に近接する回路基板２０の長辺と同じ向きとなるように配置される。
【００１３】
また、凹部２２と凹部２２から離れた位置にある回路基板２０の短辺との間には、複数対の対向電極３０が形成される。それぞれの対向電極３０は、回路基板２０の長手方向において互いに対向するように形成される。そして、複数対の対向電極３０が、回路基板２０の短辺に沿って並ぶように配置される。さらに、これらの対向電極３０と回路基板２０の短辺との間に、複数の電極３２が形成される。また、凹部２２に近接する回路基板２０の短辺の近傍に形成された電極２６ａ〜２６ｃに隣接して、複数の電極３４が形成される。これらの電極３４は、凹部２２から離れた回路基板２０の長辺に沿って配置される。
【００１４】
回路基板２０の他方面には、図３に示すように、複数の外部電極４０および８つの検査用電極４２ａ〜４２ｈが形成される。外部電極４０は、回路基板２０の対向する長辺に沿って並んで形成される。また、検査用電極４２ａ〜４２ｈは、外部電極４０の内側に並んで形成される。４つの検査用電極４２ａ〜４２ｄおよび別の４つの検査用電極４２ｅ〜４２ｈは、回路基板２０の対向する長辺のそれぞれに沿って形成される。８つの検査用電極４２ａ〜４２ｈの中心点Ｃは、回路基板２０の他方面において、角速度センサ１０全体の重心に対応する位置Ｇに一致するように配置される。
【００１５】
回路基板２０は、たとえばアルミナなどで形成される。また、回路基板２０上に形成される電極２４，２６ａ〜２６ｃ，２８ａ〜２８ｃ，３０，３２，３４，４０，４２ａ〜４２ｈなどは、たとえば、タングステンで形成された電極上にニッケルおよび金を順次メッキすることにより形成される。なお、回路基板２０には、導電性を有する多数のビアホールやパターンなどの配線部材（図示せず）が形成されている。
【００１６】
回路基板２０の凹部２２には、ＩＣ５０が嵌め込まれる。ＩＣ５０は、後述の音叉型圧電振動子を駆動し、音叉型圧電振動子の出力信号を処理するために用いられる。ＩＣ５０には、複数の外部電極（図示せず）が形成され、このＩＣ５０の外部電極が凹部２２内の電極２４にそれぞれ接続される。このとき、たとえば、電極２４に金バンプ５２が形成され、この金バンプ５２によって電極２４とＩＣ５０の外部電極とが接続される。また、ＩＣ５０は、エポキシ系接着剤などからなるアンダーフィル５４によって、回路基板２０に固定される。
【００１７】
回路基板２０に形成された対向電極３０には、チップコンデンサ６０がそれぞれ接続される。チップコンデンサ６０としては、たとえば積層セラミックコンデンサなどが用いられ、その両端に形成された外部電極が、半田６２などによって対向電極３０に接続される。
【００１８】
さらに、凹部２２の外側に形成された電極２６ａ〜２６ｃおよび２８ａ〜２８ｃには、それぞれの音叉型振動子として第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２がそれぞれ取り付けられる。第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２は、それぞれ、長方形板状の基台部７４を含み、基台部７４の長手方向における一端から柱状の２つの脚部７６ａ，７６ｂが延びるように形成される。これらの脚部７６ａ，７６ｂは、基台部７４の幅方向の両端より内側において、互いに平行に延びるように形成される。また、基台部７４は、回路基板２０に支持されるためのものであって、特に図４および図５に示すように、矩形板状の接合部７４ａと、矩形板状の胴体部７４ｂとを含む。接合部７４ａは、回路基板２０に接合されるための部分であり、胴体部７４ｂは、接合部７４ａおよび２つの脚部７６ａ，７６ｂ間に形成される部分である。
【００１９】
また、第１の音叉型圧電振動子７０において、駆動モードの共振周波数（たとえば３０ｋＨｚ）と面内同相モードの共振周波数（面内同相周波数）との周波数差が１ｋＨｚ以上になるようにするために、接合部７４ａおよび胴体部７４ｂを含む基台部７４と２つの脚部７６ａ，７６ｂとは、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）がたとえば２．３になるように、すなわち、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）と駆動モードの共振周波数（３０ｋＨｚ）との積がたとえば６９×１０3になるように形成される。なお、脚部７６ａ，７６ｂの幅とは、２つの脚部７６ａ，７６ｂのそれぞれ幅を合計した幅である。ここで、第１の音叉型圧電振動子７０において、駆動モードの共振周波数（３０ｋＨｚ）と面内同相モードの共振周波数（面内同相周波数）との周波数差が１ｋＨｚ以上になるようにするためには、接合部７４ａおよび胴体部７４ｂを含む基台部７４と２つの脚部７６ａ，７６ｂとは、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）が２．０以上になるように、すなわち、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）と駆動モードの共振周波数（３０ｋＨｚ）との積が６０×１０3以上になるように形成されていればよい。
【００２０】
さらに、第２の音叉型圧電振動子７２において、駆動モードの共振周波数（たとえば４８ｋＨｚ）と面内同相モードの共振周波数（面内同相周波数）との周波数差が１ｋＨｚ以上になるようにするために、接合部７４ａおよび胴体部７４ｂを含む基台部７４と２つの脚部７６ａ，７６ｂとは、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）がたとえば１．４になるように、すなわち、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）と駆動モードの共振周波数（４８ｋＨｚ）との積がたとえば６７．２×１０3になるように形成される。ここで、第２の音叉型圧電振動子７２において、駆動モードの共振周波数（４８ｋＨｚ）と面内同相モードの共振周波数（面内同相周波数）との周波数差が１ｋＨｚ以上になるようにするためには、接合部７４ａおよび胴体部７４ｂを含む基台部７４と２つの脚部７６ａ，７６ｂとは、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）が１．２５以上になるように、すなわち、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）と駆動モードの共振周波数（４８ｋＨｚ）との積が６０×１０3以上になるように形成されていればよい。
【００２１】
第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２は、それぞれ、図４および図５に示すように、積層される２つの音叉型の圧電体基板８０，８２を含む。圧電体基板８０，８２は、たとえばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電体材料で形成され、たとえば互いに逆の厚み方向に分極される。
【００２２】
第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２において、これらの圧電体基板８０，８２間には、内部電極８４がそれぞれ形成される。
【００２３】
また、第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２において、一方の圧電体基板８０の表面には、３つの駆動検出用電極８６，８８，９０が、幅方向に間隔を隔ててかつ内部電極８４に対向するようにそれぞれ形成される。この場合、圧電体基板８０の表面側において、たとえば直線状の一方の溝８０ａが一方の脚部７６ａの幅方向の中央部に延びるように形成され、たとえば直線状の他方の溝８０ｂが他方の脚部７６ｂの幅方向の中央部に延びるように形成される。そして、駆動検出用電極８６，８８は、一方の溝８０ａによって互いに分割される。また、駆動検出用電極８８，９０は、他方の溝８０ｂによって互いに分割される。そのため、端部側の駆動検出用電極８６は、基台部７４から脚部７６ａに延びるように形成される。また、端部側の駆動検出用電極９０は、基台部７４から脚部７６ｂに延びるように形成される。さらに、中央の駆動検出用電極８８は、基台部７４から両方の脚部７６ａ，７６ｂに延びるように形成される。なお、駆動検出用電極８６，８８，９０間の溝８０ａ，８０ｂの幅は、駆動検出用電極８６，８８，９０間における短絡を防止するために基台部７４において接合部７４ａを含む部分で広く形成され、さらに、駆動検出用電極８６，８８，９０による効率を上げるために脚部７６ａ，７６ｂ部分で狭くなるように形成されてもよい。
【００２４】
さらに、第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２において、他方の圧電体基板８２の表面には、全面電極９２がそれぞれ形成される。全面電極９２は、圧電体基板８２を分極する際に用いられるものである。そのため、全面電極９２は、圧電体基板８２を分極しない場合など必要のない場合には、形成されなくてもよい。
【００２５】
第１の音叉型圧電振動子７０と第２の音叉型圧電振動子７２とは、回路基板２０の凹部２２の外側に形成された電極２６ａ〜２６ｃおよび電極２８ａ〜２８ｃに取り付けられる。このとき、接合材１００を用いて、２つの音叉型圧電振動子７０，７２の接合部７４ａにおいて駆動検出用電極８６，８８，９０が、それぞれ、電極２６ａ，２６ｂ，２６ｃおよび電極２８ａ，２８ｂ，２８ｃに接合される。接合材１００としては、たとえば異方導電性接着剤、導電性接着剤、樹脂−金属複合材料、金バンプなどが用いられる。駆動検出用電極８６，８８，９０間においては絶縁性を確保する必要があるため、接合材１００として、異方導電性接着剤や樹脂−金属複合材料を用いる場合には、基台部７４の接合部７４ａにおいて３つの駆動検出用電極８６，８８，９０側の表面の全面に接合材１００を付与することができるので量産性は上がるが、その他の材料を用いる場合には、それぞれの駆動検出用電極８６，８８，９０に分割して接合材１００を付与する必要がある。このように、第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２の基台部７４は、それぞれ、接合部７４ａが回路基板２０に接合されることによって、回路基板２０に支持される。
【００２６】
第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２は、ほぼ直交する向きに配置されるが、それぞれの振動が他の圧電振動子に影響を与えないように、異なる共振周波数たとえば３０ｋＨｚと４８ｋＨｚとでそれぞれ駆動するために異なる共振周波数を有するものが用いられる。第１の音叉型圧電振動子７０の脚部７６ａ，７６ｂは、第２の音叉型圧電振動子７２の脚部７６ａ，７６ｂより長く形成される。それにより、第１の音叉型圧電振動子７０は、第２の音叉型圧電振動子７２より低い共振周波数を有する。
【００２７】
低い共振周波数を有する第１の音叉型圧電振動子７０は、回路基板２０の短辺の近傍に形成された電極２６ａ〜２６ｃに接続される。また、高い共振周波数を有する第２の音叉型圧電振動子７２は、回路基板２０の長辺の近傍に形成された電極２８ａ〜２８ｃに接続される。これらの第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２の脚部７６ａ，７６ｂは、回路基板２０の短辺および長辺に沿って、凹部２４側に向かって延びるように配置される。
【００２８】
ＩＣ５０およびチップコンデンサ６０などで形成される回路の必要な部分が、電極２４、対向電極３０および配線部材（図示せず）を介して、回路基板２０の他方面に形成された外部電極４０に接続される。また、第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２の駆動検出用電極８６，８８，９０は、電極２６ａ〜２６ｃ，２８ａ〜２８ｃおよび配線部材（図示せず）を介して、ＩＣ５０の回路に接続されるとともに、回路基板２０の他方面に形成された検査用電極４２ａ〜４２ｈに接続される。このとき、第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２の駆動検出用電極８６，８８，９０は、それぞれ、２列に配置された４つの検査用電極４２ａ〜４２ｄおよび４つの検査用電極４２ｅ〜４２ｈに接続される。
【００２９】
ここで、４つ並んだ一方の検査用電極４２ａ〜４２ｄのうち、両外側の２つの検査用電極４２ａ，４２ｄに第１の音叉型圧電振動子７０の中央の駆動検出用電極８８が接続され、内側の２つの検査用電極４２ｂ，４２ｃに第１の音叉型圧電振動子７０の両側の駆動検出用電極８６，９０が接続される。また、４つ並んだ他方の検査用電極４２ｅ〜４２ｈのうち、両外側の２つの検査用電極４２ｅ，４２ｈに第２の音叉型圧電振動子７２の中央の駆動検出用電極８８が接続され、内側の２つの検査用電極４２ｆ，４２ｇに第２の音叉型圧電振動子７２の両側の駆動検出用電極８６，９０が接続される。
【００３０】
回路基板２０の一方面上には、ＩＣ５０、チップコンデンサ６０、第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２を覆うようにして、キャップ１１０が取り付けられる。キャップ１１０は、たとえばアルミナや洋白などの材料で、回路基板２０の外形に合わせた矩形の器状に形成される。
【００３１】
キャップ１１０を回路基板２０に取り付けるために、キャップ１１０の端部と回路基板２０との間にキャップ接着剤１１２が付与される。キャップ接着剤１１２としては、たとえばアルミナなどの絶縁性のキャップ１１０を取り付ける場合には、エポキシ系接着剤などが用いられ、洋白などの導電性のキャップ１１０を取り付ける場合には、エポキシ系接着剤およびエポキシ系導電性接着剤などが用いられる。
【００３２】
キャップ１１０には、防爆用の貫通孔１１４が形成される。貫通孔１１４は、第１の音叉型圧電振動子７０の基台部７４に対応する位置において、キャップ１１０の角部の近傍に形成される。貫通孔１１４は、第２の音叉型圧電振動子７２の基台部７４に対応する位置において、キャップ１１０の角部の近傍に形成されてもよい。つまり、貫通孔１１４は、キャップ１１０を１８０°回転させて回路基板２０に取り付けても、ＩＣ５０の上に配置されない位置に形成されることが好ましい。
【００３３】
次に、図６などを参照して、この角速度センサ１０の回路構成について説明する。ここでは、角速度センサ１０において、第１の音叉型圧電振動子７０に関連する回路構成と第２の音叉型圧電振動子７２に関連する回路構成とが同様の回路構成であるため、先に、第１の音叉型圧電振動子７０に関連する回路構成について詳しく説明し、その後に、第２の音叉型圧電振動子７２に関連する回路構成について簡単に説明する。
【００３４】
角速度センサ１０において、第１の音叉型圧電振動子７０の駆動検出用電極８６，９０は、電極２４，２６ａ，２６ｃおよび配線部材（図示せず）を介して、ＩＣ５０に含まれる入力バッファ２００の２つの入力端に接続される。この入力バッファ２００は、一方の出力端および他方の２つの出力端を有し、一方の出力端は２つの入力端に入力されている信号の和の信号を出力するためのものであり、他方の２つの出力端は２つの入力端に入力されている信号を出力するためのものである。ＩＣ５０内において、入力バッファ２００の一方の出力端は、信号の振幅を制御するための振幅制御回路２０２の入力端に接続され、振幅制御回路２０２の出力端は、信号の位相を適正にするための移相回路２０４の入力端に接続される。ＩＣ５０内の移相回路２０４の出力端は、電極２４，２６ｂおよび配線部材（図示せず）を介して、第１の音叉型圧電振動子７０の駆動検出用電極８８に接続される。このようにして、第１の音叉型圧電振動子７０には、駆動用の帰還ループが形成される。なお、第１の音叉型圧電振動子７０の駆動検出用電極８６，８８，９０は、上述のように、４つの検査用電極４２ａ〜４２ｄの所定のものにそれぞれ接続されている。
【００３５】
ＩＣ５０内において、入力バッファ２００の他方の２つの出力端は、差動増幅回路２０６の２つの入力端に接続され、差動増幅回路２０６の出力端は、振幅調整回路２０８を介して、同期検波回路２１０の一方の入力端に接続され、さらに、入力バッファ２００の一方の出力端は、検波クロック生成回路２１２を介して、同期検波回路２１０の他方の入力端に接続される。同期検波回路２１０は、その一方の入力端に入力されている信号を、その他方の入力端に入力されている信号（検波クロック）に同期して検波するためのものである。同期検波回路２１０の出力端は、ＩＣ５０の１つの外部電極（電極２４）に接続され、この外部電極と基準電圧が印加されるＩＣ５０の別の外部電極（別の電極２４、外部電極４０（ＲＥＦ））との間には、電極３０および配線部材（図示せず）を介して、コンデンサＣ１（チップコンデンサ６０）が接続される。
【００３６】
さらに、ＩＣ５０内において、同期検波回路２１０の出力端は、調整回路２１４の１つの入力端に接続される。この調整回路２１４は、同期検波回路２１０の出力信号を温度補償するためのものである。そのため、ＩＣ５０内には、シリアルインタフェース２１６、ロジック回路２１８、メモリ２２０および温度センサ２２２が設けられる。シリアルインタフェース２１６は、その３つの入力端がＩＣ５０の３つの外部電極（３つの電極２４）および３つの外部電極４０（ＡＣＳ、ＡＣＬＫおよびＡＳＤＩＯ）にそれぞれ接続され、その出力端がロジック回路２１８の入力端に接続される。また、ロジック回路２１８の入出力端がメモリ２２０の入出力端に接続される。さらに、メモリ２２０のＶＰＰ電圧端子は、ＩＣ５０の外部電極（電極２４）および外部電極４０（ＶＰＰ）に接続される。そのため、実際に測定された第１の音叉型圧電振動子７０の温度変化に対するインピーダンス変化特性に関するデータなどのさまざまなデータを、外部電極４０から、シリアルインタフェース２１６およびロジック回路２１８を介して、メモリ２２０に記憶することができる。また、ロジック回路２１８の出力端が調整回路２１４の別の入力端に接続される。そのため、メモリ２２０に記憶されているデータを、ロジック回路２１８を介して、調整回路２１４に与えることができる。さらに、温度センサ２２２の出力端が、調整回路２１４のさらに別の入力端に接続される。したがって、調整回路２１４によって、その入力信号すなわち同期検波回路２１０の出力信号を、メモリ２２０に記憶されているデータおよび温度センサ２２２の出力信号に基づいて温度補償することができる。
【００３７】
なお、図示していないが、メモリ２２０は、上述の振幅調整回路２０８にも接続され、メモリ２２０に記憶されているゲインに関するデータに基づいて、振幅調整回路２０８によって差動増幅回路２０６の出力信号の振幅を調整することができる。
【００３８】
ＩＣ５０内において、調整回路２１４の出力端は、ローパスフィルタ２２４の入力端に接続される。ローパスフィルタ２２４は、角速度センサ１０で検出する角速度の周波数たとえば１０Ｈｚ〜５０Ｈｚを含む低周波帯域を通過するためのものである。ローパスフィルタ２２４の出力端は、ＩＣ５０の外部電極（電極２４）、電極３０および外部電極４０（ＯＵＴｘ）に接続される。なお、ローパスフィルタ２２４は、入力信号を通過して出力する別の出力端も有し、その別の出力端は、ＩＣ５０の別の外部電極（電極２４）および別の電極３０に接続される。そして、ローパスフィルタ２２４の出力端および別の出力端間（電極３０間）には、コンデンサＣ２（チップコンデンサ６０）が接続される。
【００３９】
ローパスフィルタ２２４の出力端すなわち外部電極４０（ＯＵＴｘ）は、外部に設けられるハイパスフィルタ２２６の入力端に接続される。ハイパスフィルタ２２６は、信号中の直流成分をカットするためのものである。ハイパスフィルタ２２６は、コンデンサＣ３および抵抗器Ｒ１を含み、その入力端と出力端との間にコンデンサＣ３が接続され、その出力端とＩＣ５０の基準電圧が印加される別の外部電極４０（ＲＥＦ）との間に抵抗器Ｒ１が接続される。
【００４０】
ハイパスフィルタ２２６の出力端すなわちコンデンサＣ３および抵抗器Ｒ１の接続点は、外部電極４０（ＡＩＮｘ）に接続される。この外部電極４０（ＡＩＮｘ）は、電極２４などを介して、ＩＣ５０内において後段アンプに用いられるオペアンプ２２８の正入力端に接続される。後段アンプは、外部電極４０（ＡＩＮｘ）に入力されている信号の振幅をたとえば５０倍程度増幅するためのものである。オペアンプ２２８は、その負入力端が電極２４などを介して外部電極４０（ＡＦＢｘ）に接続され、その出力端が別の電極２４などを介して別の外部電極４０（ＡＰＯｘ）に接続される。また、これらの外部電極４０（ＡＦＢｘ、ＡＰＯｘ）には、外部に設けられるローパスフィルタ２３０が接続される。ローパスフィルタ２３０は、抵抗器Ｒ２およびコンデンサＣ４を含み、抵抗器Ｒ２およびコンデンサＣ４は、外部電極４０（ＡＦＢｘ、ＡＰＯｘ）間に並列に接続される。また、外部電極４０（ＡＦＢｘ）と基準電圧が印加される別の外部電極４０（ＲＥＦ）との間には、抵抗器Ｒ３が接続される。そのため、オペアンプ２２８を含む後段アンプによって、外部電極４０（ＡＩＮｘ）に入力されている信号の振幅をたとえば５０倍程度増幅して、オペアオンプ２２８の出力端すなわち外部電極４０（ＡＰＯｘ）から出力することができる。
【００４１】
また、ＩＣ５０内には、スイッチＳＷが設けられる。スイッチＳＷは、外部電極４０（ＡＩＮｘ）に接続されるＩＣ５０の外部電極（電極２４）とＩＣ５０の基準電圧が印加される別の外部電極４０（ＲＥＦ）に接続されるＩＣ５０の別の外部電極（別の電極２４）との間に接続される。また、スイッチＳＷは、外部電極４０（ＳＣＴ）に接続されるＩＣ５０の外部電極（電極２４）に接続される。さらに、スイッチＳＷは、外部電極４０（ＳＣＴ）に入力される制御信号によって、オンまたはオフに切替えることができるように構成されている。このスイッチＳＷをたとえば０．２秒間オンにすることによってハイパスフィルタ２２６のコンデンサＣ３を充電すれば、ローパスフィルタ２２４の出力端すなわち外部電極４０（ＯＵＴｘ）の信号が短時間でオペアンプ２２８の正入力端に伝達され、オペアンプ２２８の出力端すなわち外部電極４０（ＡＰＯｘ）における出力信号の立上り時間を早めることができる。
【００４２】
なお、外部電極４０（ＶＣＣ）は、配線部材（図示せず）を介して、ＩＣ５０のＶＣＣおよびＶＤＤに接続される電極２４にそれぞれ接続され、外部電極４０（ＧＮＤ）は、配線部材（図示せず）を介して、ＩＣ５０のＧＮＤに接続される電極２４に接続される。また、外部電極４０（ＳＬＰ）は、配線部材（図示せず）を介して、ＩＣ５０のスリープ制御用端子に接続される電極２４に接続される。
【００４３】
角速度センサ１０において、第１の音叉型圧電振動子７０と同様に、第２の音叉型圧電振動子７２の駆動検出用電極８６，９０は、電極２４，２８ａ，２８ｃおよび配線部材（図示せず）を介して、ＩＣ５０に含まれる入力バッファ２００と同様の入力バッファ２００´の２つの入力端に接続される。入力バッファ２００´の一方の出力端は、振幅制御回路２０２と同様の振幅制御回路２０２´、移相回路２０４と同様の移相回路２０４´、電極２４，２８ｂおよび配線部材（図示せず）を介して、第２の音叉型圧電振動子７２の駆動検出用電極８８に接続される。このようにして、第２の音叉型圧電振動子７２にも、駆動用の帰還ループが形成される。ただし、駆動用の帰還ループは、第２の音叉型圧電振動子７２における駆動周波数が、第１の音叉型圧電振動子７０における駆動周波数（３０ｋＨｚ）より高くなるように４８ｋＨｚに形成される。
【００４４】
入力バッファ２００´の他方の２つの出力端も、差動増幅回路２０６および振幅調整回路２０８と同様の差動増幅回路２０６´および振幅調整回路２０８´を介して、同期検波回路２１０と同様の同期検波回路２１０´の一方の入力端に接続され、さらに、入力バッファ２００´の一方の出力端は、検波クロック生成回路２１２と同様の検波クロック生成回路２１２´を介して、同期検波回路２１０´の他方の入力端に接続される。図示していないが、調整回路２０８´にもメモリ２２０が接続され、メモリ２２０に記憶されているゲインに関するデータに基づいて、振幅調整回路２０８´によって差動増幅回路２０６´の出力信号の振幅を調整することができる。また、検波クロック生成回路２１２´は、検波クロック生成回路２１２と比べて、第２の音叉型圧電振動子７２の高い駆動周波数に対応して周期の短い検波クロックを生成し、同期検波回路２１０´における検波の周期も、同期検波回路２１０における検波の周期と比べて短い。
【００４５】
同期検波回路２１０´の出力端は、ＩＣ５０の１つの外部電極（電極２４）および電極３０に接続され、この電極３０と基準電圧が印加されるＩＣ５０の別の外部電極（別の電極２４、外部電極４０（ＲＥＦ））との間には、コンデンサＣ５（チップコンデンサ６０）が接続される。
【００４６】
さらに、ＩＣ５０内において、同期検波回路２１０´の出力端は、調整回路２１４と同様の調整回路２１４´の１つの入力端に接続される。また、調整回路２１４´の別の入力端およびさらに別の入力端には、メモリ２２０および温度センサ２２２がそれぞれ接続される。そのため、メモリ２２０に記憶されているデータを、調整回路２１４´に与えることができる。さらに、調整回路２１４´によって、同期検波回路２１０´の出力信号を、メモリ２２０に記憶されている第２の音叉型圧電振動子７２に関するデータおよび温度センサ２２２の出力信号に基づいて温度補償することができる。
【００４７】
ＩＣ５０内において、調整回路２１４´の出力端は、ローパスフィルタ２２４と同様のローパスフィルタ２２４´の入力端に接続される。ローパスフィルタ２２４´の出力端は、ＩＣ５０の外部電極（電極２４）、電極３０および外部電極４０（ＯＵＴｙ）に接続され、ローパスフィルタ２２４´の別の出力端は、ＩＣ５０の別の外部電極（電極２４）および別の電極３０に接続される。ローパスフィルタ２２４´の出力端および別の出力端間（電極３０間）には、コンデンサＣ６（チップコンデンサ６０）が接続される。
【００４８】
ローパスフィルタ２２４´の出力端すなわち外部電極４０（ＯＵＴｙ）は、ハイパスフィルタ２２６と同様の外部に設けられるハイパスフィルタ２２６´の入力端に接続される。ハイパスフィルタ２２６´は、その入力端と出力端との間にコンデンサＣ７が接続され、その出力端とＩＣ５０の基準電圧が印加される別の外部電極４０（ＲＥＦ）との間に抵抗器Ｒ４が接続される。
【００４９】
ハイパスフィルタ２２６´の出力端すなわちコンデンサＣ７および抵抗器Ｒ４の接続点は、外部電極４０（ＡＩＮｙ）に接続される。この外部電極４０（ＡＩＮｙ）は、電極２４などを介して、ＩＣ５０内において後段アンプと同様の別の後段アンプに用いられるオペアンプ２２８´の正入力端に接続される。この別の後段アンプは、外部電極４０（ＡＩＮｙ）に入力されている信号の振幅をたとえば５０倍程度増幅するためのものである。オペアンプ２２８´は、その負入力端が電極２４などを介して外部電極４０（ＡＦＢｙ）に接続され、その出力端が別の電極２４などを介して別の外部電極４０（ＡＰＯｙ）に接続される。また、これらの外部電極４０（ＡＦＢｙ、ＡＰＯｙ）には、ローパスフィルタ２３０と同様の外部に設けられるローパスフィルタ２３０´が接続される。ローパスフィルタ２３０´の抵抗器Ｒ５およびコンデンサＣ８が、外部電極４０（ＡＦＢｙ、ＡＰＯｙ）間に並列に接続される。また、外部電極４０（ＡＦＢｙ）と基準電圧が印加される別の外部電極４０（ＲＥＦ）との間には、抵抗器Ｒ６が接続される。そのため、オペアンプ２２８´を含む別の後段アンプによって、外部電極４０（ＡＩＮｙ）に入力されている信号の振幅をたとえば５０倍程度増幅して、オペアオンプ２２８´の出力端すなわち外部電極４０（ＡＰＯｙ）から出力することができる。
【００５０】
また、ＩＣ５０内には、スイッチＳＷと同様のスイッチＳＷ´が設けられる。スイッチＳＷ´は、外部電極４０（ＡＩＮｙ）に接続されるＩＣ５０の外部電極（電極２４）とＩＣ５０の基準電圧が印加される別の外部電極４０（ＲＥＦ）に接続されるＩＣ５０の別の外部電極（別の電極２４）との間に接続される。また、スイッチＳＷ´も、ＩＣ５０の外部電極（電極２４）および外部電極４０（ＳＣＴ）に接続される。さらに、スイッチＳＷも、外部電極４０（ＳＣＴ）に入力される制御信号によって、オンまたはオフに切替えることができるように構成されている。そのため、このスイッチＳＷ´をたとえば０．２秒間オンにすることによってハイパスフィルタ２２６´のコンデンサＣ７を充電すれば、ローパスフィルタ２２４´の出力端すなわち外部電極４０（ＯＵＴｙ）の信号が短時間でオペアンプ２２８´の正入力端に伝達され、オペアンプ２２８´の出力端すなわち外部電極４０（ＡＰＯｙ）における出力信号の立上り時間を早めることができる。
【００５１】
ここで、上述の角速度センサ１０において、用いられる第１（第２）の音叉型圧電振動子７０（７２）の製造方法の一例について説明する。
【００５２】
まず、多層基板が形成される。この多層基板は、２枚の圧電体基板と３枚の電極とを交互に積層したものである。一方の圧電体基板は多数の圧電体基板８０となるものであり、他方の圧電体基板は多数の圧電体基板８２となるものである。多層基板において、２枚の圧電体基板間の１つの電極は、多数の内部電極８４となるものであり、一方の圧電体基板の表面側の別の１つの電極は多数の駆動検出用電極８６，８８，９０となるものであり、他方の圧電体基板の表面側のさらに別の１つの電極は多数の全面電極９２となるものである。
【００５３】
そして、その多層基板において一方の圧電体基板の両面の電極間と他方の圧電体基板の両面の電極間とにそれぞれ直流電圧を印加することによって、一方の圧電体基板と他方の圧電体基板とが互いに逆の厚み方向に分極される。
【００５４】
それから、そのように分極された多層基板は、音叉型圧電振動子７０（７２）を囲む長方形状の多数のチップに切断される。そして、そのように切断されたチップには、切込みを入れることによって、基台部７４および脚部７６ａ，７６ｂがそれぞれ形成される。それから、チップの基台部７４および脚部７６ａ，７６ｂには、溝８０ａ，８０ｂがそれぞれ形成される。なお、チップには、溝８０ａ，８０ｂが形成されてから、基台部７４および脚部７６ａ，７６ｂが形成されてもよい。このようにして、個々の音叉型圧電振動子７０（７２）が製造される。
【００５５】
なお、上述のように分極された多層基板の一方の圧電体基板およびその表面側の電極には、多数の音叉型圧電振動子７０（７２）の駆動検出用電極８６，８８間の溝８０ａおよび駆動検出用電極８８，９０間の溝８０ｂに対応する溝がそれぞれ形成される。そして、溝８０ａ，８０ｂに対応する溝が形成された多層基板は、各音叉型圧電振動子７０（７２）の輪郭に沿って個々の音叉型圧電振動子７０（７２）に切断されてもよい。
【００５６】
上述のようにして、音叉型圧電振動子７０（７２）を製造する場合、音叉型圧電振動子７０（７２）において、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）と駆動モードの共振周波数との関係を利用して、胴体部７４ｂを含む基台部７４と２つの脚部７６ａ，７６ｂとが形成される。
具体的には、第１の音叉型圧電振動子７０を製造するために、接合部７４ａおよび胴体部７４ｂを含む基台部７４と２つの脚部７６ａ，７６ｂとは、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）がたとえば２．３になるように、すなわち、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）と駆動モードの共振周波数（３０ｋＨｚ）との積がたとえば６９×１０3になるように形成される。
さらに、第２の音叉型圧電振動子７２を製造するために、接合部７４ａおよび胴体部７４ｂを含む基台部７４と２つの脚部７６ａ，７６ｂとは、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）がたとえば１．４になるように、すなわち、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）と駆動モードの共振周波数たとえば４８ｋＨｚとの積がたとえば６７．２×１０3になるように形成される。
このようにして、駆動モードの共振周波数と面内同相モードの共振周波数（面内同相周波数）との周波数差が１ｋＨｚ以上になる第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２が製造される。
【００５７】
次に、上述の角速度センサ１０の作動状態について説明する。この角速度センサ１０では、たとえば、第１の音叉型圧電振動子７０が、回路基板２０の短辺に平行するＸ軸を中心として加わる回転角速度を検出するために用いられ、第２の音叉型圧電振動子７２が、回路基板２０の長辺に平行するＹ軸を中心として加わる回転角速度を検出するために用いられる。
【００５８】
第１の音叉型圧電振動子７０において、入力バッファ２００、振幅制御回路２０２および移相回路２０４からなる駆動用の帰還ループによって自励振駆動回路が形成され、脚部７６ａ，７６ｂは、たとえば図７に示すように、互いに開いたり閉じたりするように、駆動モードの共振周波数（３０ｋＨｚ）の基本振動で振動する。脚部７６ａ，７６ｂが互いに開いている状態（図７に実線で示す状態）では、第１の音叉型圧電振動子７０において、中央の駆動検出用電極８８を形成した部分が伸びて、両側の駆動検出用電極８６，９０を形成した部分が縮んでいる。逆に、脚部７６ａ，７６ｂが互いに閉じている状態では、第１の音叉型圧電振動子７０において、中央の駆動検出用電極８８を形成した部分が縮んで、両側の駆動検出用電極８６，９０を形成した部分が伸びている。この基本振動のときに、２つの脚部７６ａ，７６ｂは、分極方向に対して同じ状態で対称的に振動するため、両側の駆動検出用電極８６，９０からは同じ信号が出力される。そのため、検出回路用の差動増幅回路２０６ひいては外部電極４０（ＡＰＯｘ）からは、「０」の信号が出力される。
【００５９】
そして、この基本振動の状態で、第１の音叉型圧電振動子７０にＸ軸を中心として回転角速度が加わると、脚部７６ａ，７６ｂには、基本振動の方向と直交する向きにコリオリ力が働く。脚部７６ａ，７６ｂに働くコリオリ力は互いに逆向きであるため、２つの脚部７６ａ，７６ｂは、たとえば図８に示すように、互いに逆方向に変位する。図８に実線で示す変位状態においては、駆動検出用電極８６が形成された一方の脚部７６ａでは、一方の圧電体基板８０が縮み、他方の圧電体基板８２が伸び、逆に、駆動検出用電極９０が形成された他方の脚部７６ｂでは、一方の圧電体基板８０が伸び、他方の圧電体基板８２が縮んでいる。図８に実線で示す変位状態とは逆の変位状態では、図示していないが、一方の脚部７６ａでは、一方の圧電体基板８０が伸び、他方の圧電体基板８２が縮み、逆に、他方の脚部７６ｂでは、一方の圧電体基板８０が縮み、他方の圧電体基板８２が伸びている。この変位によって、両側の駆動検出用電極８６，９０からは、逆位相の信号が出力され、差動増幅回路２０６からは、回転角速度に応じた大きい信号が出力される。このように出力される信号の大きさと極性とは、回転角速度の大きさと回転方向とにそれぞれ対応する。
【００６０】
差動増幅回路２０６の出力信号は、その振幅が、メモリ２２０に記憶されているデータに基づいて振幅調整回路２０８によって調整される。このように振幅が調整された信号は、同期検波回路２１０によって、検波クロック生成回路２１２の検波クロックに同期して検波される。検波された信号は、調整回路２１４などによって、温度補償される。温度補償された信号は、ローパスフィルタ２２４によって必要な低周波帯域が通過され、ハイパスフィルタ２２６によって直流成分がカットされる。そして、直流成分がカットされた信号は、オペアンプ２２８などからなる後段アンプで増幅され、オペアンプ２２８の出力端すなわち外部電極４０（ＡＰＯｘ）から出力される。したがって、外部電極４０（ＡＰＯｘ）からの出力信号の大きさと極性とによって、Ｘ軸を中心として加わった回転角速度の大きさと回転方向とを検出することができる。
【００６１】
第２の音叉型圧電振動子７２においても、第１の音叉型圧電振動子７０と同様に、脚部７６ａ，７６ｂが、入力バッファ２００´などからなる駆動用の帰還ループによって、駆動モードの共振周波数（４８ｋＨｚ）の基本振動で振動する。ただし、第２の音叉型圧電振動子７２においては、Ｙ軸を中心として加わった回転角速度に応じて、脚部７６ａ，７６ｂの基本振動の向きが変位する。そのため、第２の音叉型圧電振動子７２に関しては、差動増幅回路２０６´ひいては外部電極４０（ＡＰＯｙ）からの出力信号の大きさと極性とによって、Ｙ軸を中心として加わった回転角速度の大きさと回転方向とを検出することができる。
【００６２】
この角速度センサ１０では、第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２において、それぞれ、胴体部７４ｂを含む基台部７４と２つの脚部７６ａ，７６ｂとは、胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ，７６ｂの幅）と駆動モードの共振周波数との積が６０×１０3以上になるように形成されているので、駆動モードの共振周波数と面内同相モードの共振周波数（面内同相周波数）との周波数差が１ｋＨｚ以上になる。そのため、この角速度センサ１０では、第１の音叉型圧電振動子７０および第２の音叉型圧電振動子７２において、それぞれ、同相モードとの干渉による悪影響を回避することができ、角速度センサの感度やオフセットなどの基本特性を安定にすることができる。
【００６３】
ここで、上述の角速度センサ１０などの角速度センサに用いられる音叉型圧電振動子において、胴体部を含む基台部と２つの脚部とが、胴体部の長さ／（胴体部の実質的な幅−脚部の幅）と駆動モードの共振周波数との積が６０×１０3以上になるように形成されていると、駆動モードの共振周波数と面内同相モードの共振周波数（面内同相周波数）との周波数差が１ｋＨｚ以上になるかどうかについて調べたシミュレーション結果について説明する。
このシミュレーション結果を図９のグラフに示す。図９に示すグラフは、駆動モードの共振周波数が３０ｋＨｚ、４８ｋＨｚおよび２３ｋＨｚであるそれぞれの音叉型圧電振動子において、胴体部の長さ／（胴体部の実質的な幅−脚部の幅）と駆動モードの共振周波数および面内同相周波数の周波数差との関係を示す。
図９に示すグラフより、それぞれの駆動モードの共振周波数の音叉型圧電振動子において、胴体部の長さ／（胴体部の実質的な幅−脚部の幅）と駆動モードの共振周波数との積が６０×１０3以上になると、駆動モードの共振周波数および面内同相周波数の周波数差が１ｋＨｚ以上になることがわかった。
【００６４】
また、上述の角速度センサ１０では、音叉型圧電振動子７０（７２）がそれぞれ回路基板２０に直接的に接合されているので、別部材を介して接合する従来のものと比べて、別部材のためのコストを低減することができる。
【００６５】
さらに、上述の角速度センサ１０では、音叉型圧電振動子７０（７２）がそれぞれ異方導電性接着剤で回路基板２０に接合されると、音叉型圧電振動子７０（７２）および回路基板２０間の電極構造が簡単になり、しかも、音叉型圧電振動子７０（７２）の搭載や接着剤塗布などの管理が容易になり、その分においてコストを低減することができる。
【００６６】
さらに、上述の角速度センサ１０では、音叉型圧電振動子７０（７２）において、それぞれ、基台部７４の接合部７４ａの幅全体で接合していることにより、直線状の溝８０ａ，８０ｂを形成して出来た駆動検出用電極８６，８８，９０それぞれに導通させることが可能になるため、構造が単純であり、量産性が上がる。
【００６７】
また、上述の音叉型圧電振動子７０（７２）の製造方法では、本願発明者が新たに見出した胴体部７４ｂの長さ／（胴体部７４ｂの実質的な幅−脚部７６ａ、７６ｂの幅）と駆動モードの共振周波数との関係を利用して、胴体部７４ｂを含む基台部７４と脚部７６ａ，７６ｂとを形成するので、駆動モードの共振周波数と面内同相モードの共振周波数（面内同相周波数）との周波数差が１ｋＨｚ以上になり、同相モードとの干渉による悪影響を回避することができる音叉型振動子を製造することができる。
【００６８】
さらに、上述の音叉型圧電振動子７０（７２）の製造方法では、複数の音叉型圧電振動子７０（７２）の圧電体基板８０，８２などの材料として多層基板を用いるので、圧電体基板８０，８２などを個々の音叉圧電体基板７０（７２）ごとに接着する工程を省略することができ、音叉型圧電振動子７０（７２）を容易に製造することができ、しかも、音叉型圧電振動子７０（７２）の量産性に優れているという効果を奏する。
【００６９】
図１０は、この発明にかかる角速度センサに用いられる音叉型圧電振動子の他の例を示す平面図である。図１０に示す音叉型圧電振動子７０では、図４および図５に示す音叉型圧電振動子７０と比べて、基台部７４の胴体部７４ｂにおいて幅方向の両側部分に、脚部７６ａ，７６ｂの外側の輪郭に沿って、矩形状の切込み部７５ａ，７５ａがそれぞれ形成されている。
図１０に示す音叉型圧電振動子７０では、図４および図５に示す音叉型圧電振動子７０（７２）と比べて、胴体部７４ｂの実質的な幅が狭くなるため、同じ大きさの接合部７４ａを確保しながら、駆動モードの共振周波数および面内同相周波数の周波数差を１ｋＨｚ以上にするために胴体部７４ｂの長さを短く形成することができ、音叉型振動子の小型化を図ることができる。
また、このような切込み部７５ａ，７５ａは、脚部７６ａ，７６ｂの外側の輪郭に沿って形成されるので、脚部７６ａ，７６ｂの輪郭とともに容易に形成することができる。
【００７０】
図１１は、この発明にかかる角速度センサに用いられる音叉型圧電振動子のさらに他の例を示す平面図である。図１１に示す音叉型圧電振動子７０では、図４および図５に示す音叉型圧電振動子７０と比べて、基台部７４の胴体部７４ｂにおいて幅方向の両側部分のそれぞれの中央に、矩形状の切込み部７５ｂ，７５ｂがそれぞれ形成されている。
図１１に示す音叉型圧電振動子７０でも、図１０に示す音叉型圧電振動子１０と同様に、胴体部７４ｂの実質的な幅が狭くなるため、同じ大きさの接合部７４ａを確保しながら、駆動モードの共振周波数および面内同相周波数の周波数差を１ｋＨｚ以上にするために胴体部７４ｂの長さを短く形成することができ、音叉型振動子の小型化を図ることができる。
なお、このような切込み部７５ｂ，７５ｂは、基台部７４の胴体部７４ｂの幅方向の両側から容易に形成することができる。
【００７１】
図１２は、この発明にかかる角速度センサに用いられる音叉型圧電振動子のさらに他の例を示す平面図である。図１２に示す音叉型圧電振動子７０では、図４および図５に示す音叉型圧電振動子７０と比べて、基台部７４の胴体部７４ｂにおいて幅方向の両側部分に、脚部７６ａ，７６ｂの外側の輪郭からのびて、テーパ状の切込み部７５ｃ，７５ｃがそれぞれ形成されている。
図１２に示す音叉型圧電振動子７０でも、図１０および図１１に示す各音叉型圧電振動子１０と同様に、胴体部７４ｂの実質的な幅が狭くなるため、同じ大きさの接合部７４ａを確保しながら、駆動モードの共振周波数および面内同相周波数の周波数差を１ｋＨｚ以上にするために胴体部７４ｂの長さを短く形成することができ、音叉型振動子の小型化を図ることができる。
また、これらのテーパ状の切込み部７５ｃ，７５ｃは、基台部７４の胴体部７４ｂを欠けにくくする。
【００７２】
なお、上述の音叉型圧電振動子７０（７２）は、それぞれ、特定の共振周波数（３０ｋＨｚ，４８ｋＨｚ）で駆動するように構成されているが、この発明は、他の共振周波数で駆動するように構成されている音叉型圧電振動子にも適用され得る。
【００７３】
また、上述の音叉型圧電振動子７０（７２）では、圧電体基板８０，８２が互いに逆の厚み方向に分極されているが、圧電体基板８０，８２は、同じ厚み方向に分極されてもよく、または、圧電体基板８０のみが厚み方向に分極されてもよい。
【００７４】
さらに、上述の音叉型圧電振動子７０（７２）では、圧電体基板８０に溝８０ａ，８０ｂが形成されているが、これらの溝は、隣接する駆動検出用電極間で短絡することがない場合など溝を形成する必要がない場合には形成されなくてもよい。
【００７５】
さらに、上述の音叉型圧電振動子７０（７２）では、積層される２つの圧電体基板を有するが、この発明は、積層される３つ以上の圧電体基板を有する音叉型振動子にも適用され得る。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
この発明にかかる音叉型振動子は、角速度センサなどに利用される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明にかかる角速度センサの一例を示す内部透視斜視図である。
【図２】図１に示す角速度センサの分解斜視図である。
【図３】図１に示す角速度センサに用いられる回路基板の他方面を示す斜視図である。
【図４】図１に示す角速度センサに用いられる第１（第２）の音叉型圧電振動子を示す斜視図である。
【図５】図４に示す第１（第２）の音叉型圧電振動子を示す平面図である。
【図６】図１に示す角速度センサの回路構成を示すブロック図である。
【図７】図１に示す角速度センサの第１（第２）の音叉型圧電振動子が基本振動で振動している状態を示す図解図である。
【図８】図１に示す角速度センサの第１（第２）の音叉型圧電振動子が図７に示す基本振動で振動している状態において回転角速度が加えられることによって変位している状態を示す図解図である。
【図９】駆動モードの共振周波数が３０ｋＨｚ、４８ｋＨｚおよび２３ｋＨｚであるそれぞれの音叉型圧電振動子において、胴体部の長さ／（胴体部の実質的な幅−脚部の幅）と駆動モードの共振周波数および面内同相周波数の周波数差との関係を示すグラフである。
【図１０】この発明にかかる角速度センサに用いられる音叉型圧電振動子の他の例を示す平面図である。
【図１１】この発明にかかる角速度センサに用いられる音叉型圧電振動子のさらに他の例を示す平面図である。
【図１２】この発明にかかる角速度センサに用いられる音叉型圧電振動子のさらに他の例を示す平面図である。
【図１３】従来の音叉型振動子の一例を示す図解図である。
【図１４】従来の音叉型振動子の他の例を示す図解図である。
【図１５】従来の音叉型振動子のさらに他の例を示す図解図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  角速度センサ
２０  回路基板
５０  ＩＣ
６０  チップコンデンサ
７０，７２の音叉型圧電振動子
７４  基台部
７４ａ  接合部
７４ｂ  胴体部
７５ａ，７５ｂ，７５ｃ  切込み部
７６ａ，７６ｂ  脚部
８０，８２  圧電体基板
８４  内部電極
８６，８８，９０  駆動検出用電極
１１０  キャップ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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