(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部から、所定面内で第１方向に延出する駆動腕と、
前記基部から、前記所定面内において前記第１方向と直交する第２方向に延出する検出腕と、
前記駆動腕に設けられる駆動電極と、
前記検出腕に設けられる検出電極と、
を含み、
前記駆動腕および前記検出腕は、前記第１方向の電界に対応して発生する前記第１方向の歪みに関係する圧電定数ｄ１１と、前記第１方向の電界に対応して発生する前記第２方向の歪みに関係する圧電定数ｄ１２を有する水晶にて形成され、
前記駆動腕では、前記第１方向の電界による前記圧電定数ｄ１１を利用した前記第１方向の歪みによって、前記所定面に垂直な第３方向に駆動振動が生じ、駆動振動しているときに前記第１方向の軸回りに角速度が作用すると、前記第２方向の第１検出振動が生じ、
前記検出腕では、前記第１検出振動に対応して、前記第１方向の第２検出振動が生じ、前記第２検出振動により前記圧電定数ｄ１２を利用した前記第１方向の電界が生じ、前記第１方向の電界によって電荷の移動が生じ、前記電荷の移動による電気信号が前記検出電極から出力される、
ことを特徴とするジャイロ素子。
【請求項２】
請求項１に記載のジャイロ素子であって、
前記検出腕は、第１面と、前記第１面と表裏関係にある第２面と、前記第１面と前記第２面を連結する第３面および第４面と、を備え、
前記検出電極は、
前記検出腕の前記第１面に設けられる第１電極と、
前記検出腕の前記第２面に設けられ、前記第１電極に接続されている第２電極と、
前記検出腕の前記第３面に設けられ、前記第１電極および前記第２電極から電気的に独立している第３電極と、
前記検出腕の前記第４面に設けられ、前記第３電極に接続されている第４電極と、
を備えることを特徴とするジャイロ素子。
【請求項３】
請求項１または２記載のジャイロ素子であって、
前記駆動腕は、互いに表裏関係にある１対の主面を備え、
前記１対の主面の少なくとも一方には櫛歯電極が設けられている、
ことを特徴とするジャイロ素子。
【請求項４】
請求項３に記載のジャイロ素子であって、
前記櫛歯電極は、
所定距離だけ離れて互いに対向して配置される一対の電極からなる第１対向部分と、
前記第１対向部分に隣接して設けられ、かつ、前記所定距離だけ離れて互いに対向して配置される一対の電極からなる第２対向部分と、
を備え、
前記第１対向部分と第２対向部分は、前記駆動腕の前記第１方向に沿って配置されており、かつ、前記所定距離をＬ１とし、前記第１対向部分と前記第２対向部分との間の距離をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２が成立する、
ことを特徴とするジャイロ素子。
【請求項５】
請求項４記載のジャイロ素子であって、
前記櫛歯電極は、
前記第２対向部分に隣接して設けられ、かつ、前記所定距離だけ離れて互いに対向して配置される一対の電極からなる第３対向部分を、備え、
前記第１対向部分、前記第２対向部分、前記第３対向部分の順に、前記基部からの距離が大きくなるものとし、かつ、前記第２対向部分と前記第３対向部分との間の距離をＬ３としたとき、Ｌ２＜Ｌ３が成立する、
ことを特徴とするジャイロ素子。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のジャイロ素子であって、
前記駆動腕は、前記基部から、正の第１方向に延出する第１駆動腕と、前記基部から、
前記正の第１方向とは逆向きの負の第１方向に延出する第２駆動腕と、を備え、
前記検出腕は、前記基部から、前記第１方向に直交する正の第２方向に延出する第１検出腕と、前記基部から、正の第２方向とは逆向きの負の第２方向に延出する第２検出腕と、を備え、
前記駆動電極は、前記第１駆動腕に設けられる第１駆動電極と、前記第２駆動腕に設けられる第２駆動電極と、を備え、
前記検出電極は、前記第１検出腕に設けられる第１検出電極と、前記第２検出腕に設けられる第２検出電極と、を備える、
ことを特徴とするジャイロ素子。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のジャイロ素子と、
前記ジャイロ素子に接続される検出回路と、
を含むことを特徴とするジャイロセンサー。
【請求項８】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のジャイロ素子を搭載した電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動型ジャイロ素子、振動型ジャイロセンサー、振動型ジャイロセンサーによる角速度の検出方法および電子機器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定速度で動いている物体に角速度が加わると、動きの方向（速度方向）および角速度ベクトルの方向(角速度方向)の各々に直交する方向にコリオリ力が生じる。振動型ジャイロセンサーでは、このコリオリ力に対応して変動する電気信号に基づいて角速度を求める。すなわち、振動腕を励振して駆動振動を生じさせる。角速度が加わると、角速度に対応したコリオリ力によって、振動腕には、駆動振動の方向に直交する方向に検出振動が生じる。圧電材料を使用した振動型ジャイロセンサーでは、検出振動によって振動腕に生じる歪み（応力）によって電界が発生し、電荷が移動する。この電荷の移動によって生じる電気信号（つまり微小な電流信号）の変動量は、加わった角速度の大きさに比例する。よって、電気信号の変動量（例えば直流電圧の振幅の変動）を検出することによって、加わった角速度を検出することができる。
【０００３】
近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて、超小型の振動型ジャイロ素子（振動型ジャイロセンサー用の振動片）を実現する技術が注目されている。
【０００４】
圧電材料（水晶等）で構成された振動型ジャイロ素子は、例えば、特許文献１および特許文献２に記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載される振動型ジャイロ素子では、基部から、共通の（一体化された）振動腕が所定方向に延出している。振動腕の先端部は二叉に分岐されている。二叉に分岐されて形成される第１腕と第２腕の各先端部には駆動電極が形成されている。また、振動腕の基部に近い側には検出電極が形成されている。共通の振動腕の、二叉に分岐された先端部分は、駆動電極に印加される電圧によって励振され、これによって、振動腕を構成する水晶や石英の結晶面内において、駆動振動が生じる。振動腕に角速度が加わると、コリオリ力は結晶面に垂直に作用して、結晶面に垂直な方向に検出振動が生じる。
【０００６】
特許文献２に記載される振動型ジャイロ素子では、駆動腕と検出腕とが分離されている。駆動腕（第１腕）と検出腕（第２腕）は各々、同じ方向に延在している。駆動腕には、振動腕を構成する水晶や石英の結晶面内において、駆動振動が生じる。振動腕に角速度が加わると、コリオリ力は結晶面に垂直に作用して、結晶面に垂直な方向に検出振動が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２５６７２３号公報（特許第３００７２１６号公報）
【特許文献２】特開平９―１４９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１および特許文献２に記載される技術では、共に、第１腕と第２腕が近接して配置され、各腕には、所定面内の駆動振動が励振される。検出精度を向上するためには、駆動振動の振幅を増大させるのが好ましいが、第１腕と第２腕とが近接して配置されていることから、駆動振動の振幅を大きくすることには限界がある。
【０００９】
また、特許文献１に記載される技術では、共通の振動腕上に、駆動電極と検出電極とが形成されていることから、配線パターンが複雑となる。また、微細化を促進した場合には、駆動電極と検出電極との間隔が小さくなり、各電極間の寄生容量が大きくなることから、静電結合による影響が大きくなる。また、微細化を促進すると、駆動電極と検出電極の電位が異なる場合には、意図しない不要な電界が生じ易くなり、これに伴う不要な振動成分が発生し易くなる。つまり、電気機械結合の影響を受けやすくなる。
【００１０】
特許文献２に記載される技術では、駆動腕と検出腕が分離されていることから、静電結合や電気機械結合の影響は受けにくいといえる。但し、駆動腕に生じる検出振動の方向（コリオリ力の方向）は、所定面に垂直な面外方向である。例えば基部が強固に固定されていると、面外方向の検出振動は基部の接触面（固定面）にて吸収され、駆動腕に生じた検出振動が検出腕に伝播されるときの効率が低下するのは否めない。
【００１１】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、振動型ジャイロ素子の検出精度を向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）本発明のジャイロ素子の一態様は、基部と、前記基部から、所定面内で第１方向に延出する駆動腕と、前記基部から、前記所定面内において前記第１方向と交差する第２方向に延出する検出腕と、前記駆動腕に設けられる駆動電極と、前記検出腕に設けられる検出電極と、を含む。また、前記駆動腕は、前記駆動電極によって形成される電界による歪みによって、前記所定面に垂直な第３方向に振動し、前記第１方向の軸回りに作用する角速度によって前記駆動腕に第１検出振動が生じると、前記検出腕に、前記第１検出振動に対応した第２検出振動が生じ、前記第２検出振動に基づく歪みによって前記検出腕に電界が生じ、前記検出腕に生じる電界によって電荷の移動が生じ、前記電荷の移動による電気信号が前記検出電極から出力される。
【００１３】
本態様では、従来例と異なり、駆動腕の駆動振動の方向は、所定面（第１方向の軸と第２方向の軸で定義される平面）に垂直な第３方向である。つまり、駆動腕は面外方向に励振され、駆動振動が生じる。本態様では、駆動腕と検出腕は分離されているため、駆動腕の駆動振動（面外振動）の振幅を十分に大きくとることができる。
【００１４】
駆動腕に角速度が加わると、所定面内（第１方向の軸と第２方向の軸で定義される平面内）で、第１方向に検出振動が生じる。この検出振動は基部を介して検出腕に伝播される。駆動腕に生じた検出振動（第１検出振動）は、従来例と異なり、面内振動であることから、同一面内に配設されている検出腕に効率的に伝達され得る。つまり、上述のとおり、基部が強固に固定されていると、従来例のように面外方向に生じた検出振動は、基部の接触面（固定面）にて吸収されるが、本態様の場合、第１検出振動は面内振動であることから、基部の剛性に基づいて、その第１検出振動は、同一面内に配置されている検出腕に効率的に伝播される。よって、検出腕に十分に大きな第２検出振動を生じさせることができる。例えば、駆動腕と検出腕とが直交配置されている場合、駆動腕が検出腕に近づく方向に屈曲とすると、検出腕も駆動腕に近づく方向に屈曲し、駆動腕が検出腕から遠ざかる方向に屈曲とすると、検出腕も駆動腕から遠ざかる方向に屈曲する。
【００１５】
検出腕に、第１検出振動に対応した第２検出振動が生じると、第２検出振動に基づく歪みによって検出腕に電界が生じる。検出腕に生じる電界によって電荷の移動が生じる。電荷の移動による電気信号が、検出腕に設けられている検出電極から取り出される。ここで、第２検出振動の振幅が大きいことから、検出腕に生じる電界強度を高くすることができる。よって、移動する電荷量が増える。よって、角速度（物理量）の検出精度を向上させることができる。
【００１６】
また、本態様では、駆動腕と検出腕とが分離されていることから、駆動電極と検出電極の各々の配線パターンを単純化することができる。また、静電結合の影響および電気機械結合の影響も低減することができる。
【００１７】
なお、駆動腕および検出腕自体を水晶結晶板のような圧電材料板で構成することができる。また、駆動腕および検出腕における基材を弾性を有する材料で構成し、その基材上に圧電膜を形成してもよい。つまり、圧電膜のもつ圧電特性によって、電界を歪みに変換して駆動腕を振動させたり、検出腕に生じた第２検出振動を電界に変換したりすることができる。
【００１８】
（２）本発明のジャイロ素子の一態様ではさらに、前記第１方向と前記第２方向とは直交し、前記駆動腕および前記検出腕は、前記第１方向の電界に対応して発生する前記第１方向の歪みに関係する圧電定数ｄ１１と、前記第１方向の電界に対応して発生する前記第２方向の歪みに関係する圧電定数ｄ１２を有する水晶にて形成され、前記駆動腕では、前記第１方向の電界による前記圧電定数ｄ１１を利用した前記第１方向の歪みによって、前記所定面に垂直な第３方向に駆動振動が生じ、駆動振動しているときに前記第１方向の軸回りに角速度が作用すると、前記第２方向の第１検出振動が生じ、前記検出腕では、前記第１検出振動に対応して、前記第１方向の第２検出振動が生じ、前記第２検出振動により前記圧電定数ｄ１２を利用した前記第１方向の電界が生じ、前記第１方向の電界によって電荷の移動が生じ、前記電荷の移動による電気信号が前記検出電極から出力される。
【００１９】
本態様では、第２方向は第１方向に直交する。すなわち、検出腕と駆動腕は直交して配置される。駆動腕の少なくとも一部および検出腕の少なくとも一部は同じ圧電材料で構成される。例えば、駆動腕および検出腕を同じ圧電材料（例えば水晶板やＧａＰＯ４）で構成し、その水晶板のもつ圧電特性によって駆動腕や検出腕を振動させることができる。また、例えば、駆動腕（あるいは検出腕）の一部を構成する弾性をもつ基材上に圧電膜（駆動腕（あるいは検出腕）の一部を構成する要素である）を形成してもよい。つまり、圧電膜のもつ圧電特性によって、電界を歪みに変換して駆動腕を振動させたり、検出腕に生じた第２検出振動を電界に変換したりすることができる。
【００２０】
（３）本発明のジャイロ素子の他の態様では、前記検出腕は、第１面と、前記第１面と表裏関係にある第２面と、前記第１面と前記第２面を連結する第３面および第４面と、を備え、前記検出電極は、前記検出腕の前記第１面に設けられる第１電極と、前記検出腕の前記第２面に設けられ、前記第１電極に接続されている第２電極と、前記検出腕の前記第３面に設けられ、前記第１電極および前記第２電極から電気的に独立している第３電極と、前記検出腕の前記第４面に設けられ、前記第３電極に接続されている第４電極と、を備えることを特徴とする。また他の態様では、前記駆動腕は、互いに表裏関係にある１対の主面を備え、前記１対の主面の少なくとも一方には櫛歯電極が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
駆動腕に設けられる駆動電極は、櫛歯電極（ＩＤＴ(interdigital transducer)電極）である。この櫛歯電極（ＩＤＴ電極）によって、駆動腕を所定面外に振動させるための電界（駆動腕の延出方向である第１方向の電界）を生じさせることができる。また、検出腕の第１面〜第４面の各々に設けられる第１電極〜第４電極の各々によって、第２検出振動に伴って生じる微小な電気信号を取り出すことができる。
【００２２】
（４）本発明のジャイロ素子の他の態様は、前記駆動電極としての前記櫛歯電極は、所定距離だけ離れて互いに対向して配置される一対の電極からなる第１対向部分と、前記第１対向部分に隣接して設けられ、かつ、前記所定距離だけ離れて互いに対向して配置される一対の電極からなる第２対向部分と、を備え、前記第１対向部分と第２対向部分は、前記駆動腕の延出方向である前記第１方向に沿って配置されており、かつ、前記所定距離をＬ１とし、前記第１対向部分と前記第２対向部分との間の距離をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２が成立する。
【００２３】
櫛歯電極は、互いに所定距離だけ離間して対向して配置される一対の電極からなる第１対向部分と、この第１対向部分に隣接し、かつ、互いに所定距離だけ離間して対向して配置される一対の電極からなる第２対向部分と、を有する。第１対向部分および第２対向部分の各々において、対向する一対の電極間に電界（有効電界）が生じ、この電界（有効電界）が駆動腕に加えられる。一方、第１対向部分の第２対向部分側の電極と、第２対向部分の第１対向部分側の電極との間にも電界（無効電界）が生じる。第１対向部分および第２対向部分の各々において生じる有効電界の方向と、第１対向部分と第２対向部分との間に生じる無効電界の方向が逆である場合、有効電界の一部が無効電界によって打ち消されるという不都合が生じる。
【００２４】
このため、本態様では、第１対向部分および第２対向部分の各々における電極間の距離（Ｌ１）よりも、第１対向部分と第２対向部分との間の距離（Ｌ２：具体的には、第１対向部分の第２対向部分側の電極と第２対向部分の第１対向部分側の電極との間の距離）を大きく設定する。これによって、第１対向部分と第２対向部分との間に生じる無効電界による悪影響（つまり、有効電界の一部が無効電界によって打ち消されること）を軽減することができる。
【００２５】
（５）本発明のジャイロ素子の他の態様では、前記駆動電極としての前記櫛歯電極は、前記第２対向部分に隣接して設けられ、かつ、前記所定距離だけ離れて互いに対向して配置される一対の電極からなる第３対向部分を、さらに備え、前記第１対向部分、前記第２対向部分、前記第３対向部分の順に、前記基部からの距離が大きくなるものとし、かつ、前記第２対向部分と前記第３対向部分との間の距離をＬ３としたとき、Ｌ２＜Ｌ３が成立する。
【００２６】
駆動腕に駆動振動（面外振動）を生じさせるためには、駆動腕の主面（例えば表面および裏面の少なくとも一方）において、圧縮や伸張（引っ張り）の歪み（応力）を生じさせる必要がある。駆動腕は、固定端である基部を基準として面外方向に振動することから、駆動腕の屈曲に最も有効な歪みは、基部に近い箇所における歪みである。基部から遠い箇所（先端付近）の歪みは駆動腕の屈曲に与える影響が小さい。
【００２７】
この考察に基づいて、本態様では、櫛歯電極に含まれる３つの対向部分の各々間の間隔を、基部からの距離に応じて変化させる。つまり、第１対向部分と第２対向部分との間の間隔（Ｌ２）よりも、第２対向部分と第３対向部分との間隔（Ｌ３）を大きく設定する。
このようにすれば、駆動腕の延出方向に沿って配置される対向部分の数を、各対向部分を等間隔で配置する場合に比べて減少させることができる。このことは、駆動腕に発生する電界の総量が減ることを意味し、よって、消費電力の削減の効果が得られる。一方、基部から遠い箇所における電界が減少したとしても、その電界が駆動腕の屈曲に寄与する程度は小さいことから、駆動腕には、必要な振幅の駆動振動を生じさせることができる。
【００２８】
（６）本発明のジャイロ素子の他の態様では、前記駆動腕は、前記基部から、正の第１方向に延出する第１駆動腕と、前記基部から、前記正の第１方向とは逆向きの負の第１方向に延出する第２駆動腕と、を備え、前記検出腕は、前記基部から、前記第１方向に直交する正の第２方向に延出する第１検出腕と、前記基部から、正の第２方向とは逆向きの負の第２方向に延出する第２検出腕と、を備え、前記駆動電極は、前記第１駆動腕に設けられる第１駆動電極と、前記第２駆動腕に設けられる第２駆動電極と、を備え、前記検出電極は、前記第１検出腕に設けられる第１検出電極と、前記第２検出腕に設けられる第２検出電極と、を備える。
【００２９】
本態様では、第１駆動腕に加えて第２駆動腕を設け、また、第１検出腕に加えて第２検出腕を設ける。駆動腕の数が増えることによって、駆動モードの励振効率（駆動振動の効率）が向上する。例えば、本態様では、第１駆動腕に生じる第１検出振動および第２駆動腕に生じる第１検出振動の双方が、第１検出腕および第２検出腕の各々に伝播するため、第１検出腕および第２検出腕の各々に生じる第２検出振動の振幅が増大する。
【００３０】
また、検出腕の数が増えることによって、検出効率が向上する。つまり、第２検出振動に対応して移動する電荷の総量が増え、その電荷を各検出腕に設けた検出電極から取り出すことによって、検出信号（Ｓ／ＮのＳ）を大きくすることができる。
【００３１】
本態様では、第１駆動腕と第２駆動腕は共に共通の基部に一端が連結されるが、各駆動腕の延出方向（延在方向）は逆向きである。つまり、第１駆動腕が正の第１方向に延出されるときは、第２駆動腕は負の第１方向に延出される。ここでいう正負は、延出方向の向きを具体的に示すために便宜上、使用される。例えば、基部の中心を原点とし、第１方向に沿って延びる軸（例えばＸ軸とする）を想定すると、＋Ｘ軸方向が正の第１方向であり、−Ｘ軸方向が負の第１方向である。
【００３２】
同様に、第１検出腕と第２検出腕は共に共通の基部に一端が連結されるが、各検出腕の延出方向（延在方向）は逆向きである。つまり、第１検出腕が正の第２方向に延出されるときは、第２検出腕は負の第２方向に延出される。ここでいう正負は、延出方向の向きを具体的に示すために便宜上、使用される。例えば、基部の中心を原点とし、第２方向に沿って延びる軸（例えばＹ軸とする）を想定すると、＋Ｙ軸方向が正の第２方向であり、−Ｙ軸方向が負の第２方向である。
【００３３】
また、本態様では、第１駆動腕には第１駆動電極が形成され、第２駆動腕には第２駆動電極が形成され、第１検出腕には第１検出電極が形成され、第２検出腕には第２検出電極が形成される。
【００３４】
（７）本発明の振動型ジャイロ素子の他の態様では、前記第１駆動腕および前記第２駆動腕の各々は、互いに対向する一対の主面を有し、前記第１検出腕および前記第２検出腕の各々は、第１主面としての第１面と、前記第１面に対向する、第２主面としての第２面と、前記第１面および第２面の各々に垂直な第３面と、前記第３面に対向する第４面と、を有し、前記第１駆動電極は、前記第１駆動腕における前記一対の主面の少なくとも一方に設けられる第１櫛歯電極であり、前記第２駆動電極は、前記第２駆動腕における前記一対の主面の少なくとも一方に設けられる第２櫛歯電極であり、前記第１検出電極は、前記第１検出腕の前記第１面に設けられる、第１検出腕用の第１電極と、前記第１検出腕の前記第２面に設けられ、前記第１検出腕用の第１電極に接続されている第１検出腕用の第２電極と、前記第１検出腕の前記第３面に設けられ、前記第１検出腕用の第１電極および前記第１検出腕用の前記第２電極から電気的に独立している第１検出腕用の第３電極と、前記第１検出腕の前記第４面に設けられ、前記第１検出腕用の第３電極に接続されている第１検出腕用の第４電極と、を有し、前記第２検出電極は、前記第２検出腕の前記第１面に設けられる、第２検出腕用の第１電極と、前記第２検出腕の前記第２面に設けられ、前記第２検出腕用の第１電極に接続されている第２検出腕用の第２電極と、前記第２検出腕の前記第３面に設けられ、前記第２検出腕用の第１電極および前記第２検出腕用の前記第２電極から電気的に独立している第２検出腕用の第３電極と、前記第２検出腕の前記第４面に設けられ、前記第２検出腕用の第３電極に接続されている第２検出腕用の第４電極と、を有し、かつ、前記第１検出腕用の第１電極および前記第１検出腕用の第２電極は、前記第２検出腕用の第３電極および前記第２検出腕用の第４電極に共通に接続され、前記第１検出腕用の第３電極および前記第１検出腕用の第４電極は、前記第２検出腕用の第１電極および前記第２検出腕用の第２電極に共通に接続されている。
【００３５】
本態様では、上記（６）の態様における電極構造と、電極の接続形態について規定する。すなわち、第１駆動腕には第１駆動電極が形成されるが、この第１駆動電極は、第１駆動腕の一対の主面（第１面および第２面）の少なくとも一方に設けられる第１櫛歯電極である。同様に、第２駆動腕には第２駆動電極が形成され、この第２駆動電極は、第２駆動腕の一対の主面（第１面および第２面）の少なくとも一方に設けられる第２櫛歯電極である。
【００３６】
また、第１検出腕の第１面〜第４面の各々には、第１検出腕用の第１電極〜第４電極が設けられる。第２検出腕の第１面〜第４面の各々には、第２検出腕用の第１電極〜第４電極が設けられる。但し、第１検出腕に生じる第２検出振動の向きと、第２検出腕に生じる第２検出振動の向きは、互いに逆向きである。この点を考慮して、第１検出腕における電極と第２検出腕における電極との接続が決定される。つまり、第１検出腕用の第１電極および第１検出腕用の第２電極は、第２検出腕用の第３電極および第２検出腕用の第４電極に共通に接続される。また、第１検出腕用の第３電極および第１検出腕用の第４電極は、第２検出腕用の第１電極および第２検出腕用の第２電極に共通に接続される。上記２つの共通接続点から、第２検出振動に伴って生じる微小な電気信号を取り出すことができる。
【００３７】
（８）本発明のジャイロセンサーの一態様では、前記ジャイロ素子に接続される検出回路、を含む。
【００３８】
これによって、高精度の検出が可能な振動型ジャイロセンサー（振動型ジャイロスコープ）を実現することができる。
【００３９】
（９）本発明の振動型ジャイロセンサーにおける角速度の検出方法の一態様では、水晶板で構成される基部と、前記基部から、前記水晶板の所定結晶面内で第１方向に延出する、前記水晶板で構成される駆動腕と、前記基部から、前記水晶板の所定結晶面内において前記第１方向と直交する第２方向に延出する、前記水晶板で構成される検出腕と、を有する振動型ジャイロ素子と、前記第１方向の軸回りに作用する角速度を検出する検出回路と、を有する振動型ジャイロセンサーによる角速度の検出方法であって、前記水晶板の、第１方向の電界に対応する第１方向の歪みを用いて、前記駆動腕を、前記所定結晶面に垂直な第３方向に面外振動させ、前記第１方向の軸回りに作用する角速度によって前記駆動腕に第２方向の第１検出振動を生じさせ、前記第１検出振動を、前記基部を介して前記検出腕に伝播させて、前記検出腕に、第１方向の第２検出振動を生じさせ、かつ、前記検出腕に、前記水晶板の、第１方向の電界に対応した第２方向の歪みを用いて、前記第１方向の電界を生じさせ、前記第１方向の電界によって電荷が移動することによって生じる電気信号に基づいて、前記検出回路が角速度を検出する。
【００４０】
本態様の角速度（物理量）検出方法では、水晶結晶板（例えばＺ板（略Ｚ板））によって構成される振動型ジャイロ素子（振動型ジャイロセンサー用の振動片）を使用する。駆動腕は基部から第１方向（例えばＸ軸方向）に延出する。検出腕は基部から第２方向（例えばＹ軸方向）に延出する。第１方向の軸と第２方向の軸とで規定される平面は、例えば水晶板のＺ面を含む平面である。また、本態様では、第１方向と第２方向とは直交する。
【００４１】
水晶板の第１方向の電界（例えばＸ軸方向の電界Ｅｘ）に対応する第１方向の歪み（Ｓｘ）を用いて駆動腕に、第３方向（第１方向および第２方向の各々に直交する方向）の駆動振動（面外振動）が励振される。
【００４２】
第１方向の軸回りに作用する角速度によって、駆動腕に第２方向（例えばＹ軸方向）の第１検出振動（面内振動）が生じる。第１検出振動は、基部を介して検出腕に伝播される。ここで、第１検出振動は面内振動であるため、基部の接触面（底面あるいは固定面）で吸収されずに、基部の弾性（剛性）によって、同一面内にある検出腕に効率的に伝搬される。よって、検出腕に、振幅が十分に大きい第２検出振動が生じる。なお、第２検出振動の方向は第１方向である。例えば、駆動腕が検出腕に近づく方向に屈曲するときは、検出腕も駆動腕に近づく方向に屈曲し、駆動腕が検出腕から遠ざかる方向に屈曲するときは、検出腕も駆動腕から遠ざかる方向に屈曲する。
【００４３】
検出腕には、第２検出振動に対応して電界が生じる。つまり、検出腕を構成する水晶板の、第１方向（Ｘ軸方向）の電界（Ｅｘ）に対応した第２方向の歪み（Ｓｙ）によって、第１方向の電界（Ｅｘ）が生じる。この第１方向の電界（Ｅｘ）によって電荷が移動することによって生じる電気信号に基づいて、検出回路が角速度を検出する。
【００４４】
本態様では、基部、駆動腕および検出腕自体が水晶板で構成されることから、圧電膜を基材上に形成する構造に比べて、振動ロスが少なく、また耐久性も高い。また、駆動振動として面外振動（ウォークモードの振動）を利用することから、従来の面内の駆動振動を利用する場合に比べて、駆動腕に生じた第１検出振動を、より効率的に検出腕に伝えることができる。よって、物理量の検出効率を格段に高めることができる。また、駆動腕と検出腕が分離されていることから、各腕における電極配置や配線も無理なく行える。また、駆動腕と検出腕が分離されていることから、静電結合や電気機械結合の影響も低減することができる。
【００４５】
（１０）本発明の電子機器の一態様は、上記いずれか一項に記載のジャイロ素子を搭載する。
【００４６】
上記いずれかの態様の振動型ジャイロ素子を用いれば、電子機器の角速度（物理量）の検出精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、第１実施形態にかかる振動型ジャイロ素子（振動型ジャイロセンサー用振動片）における、角速度の検出原理を説明するための図
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、電極の配置例を示す図
【図３】振動型ジャイロセンサーの構成の一例を示す図
【図４】駆動振動の励振の一例について説明するための図
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｈ）は、本実施形態における振動型ジャイロ素子および振動型ジャイロセンサーの動作を説明するための図
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第２実施形態にかかる振動型ジャイロ素子の構造の概要と、駆動振動の態様を説明するための図
【図７】図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、第２実施形態にかかる振動型ジャイロ素子における電極配置の例ならびに配線の形成例を示す図
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、本実施形態における振動型ジャイロ素子の動作を説明するための図
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、本実施形態における振動型ジャイロセンサーの動作を説明するための図
【図１０】振動型ジャイロ素子における駆動腕の他の例を示す図
【図１１】振動型ジャイロ素子における駆動腕における櫛歯電極の他の構成例を示す図
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、振動型ジャイロ素子の他の例（基材上に圧電材料膜を形成する例）について説明するための図
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｆ）は、圧電材料膜（圧電セラミック）の特性を説明するための図
【図１４】駆動振動の励振の他の例について説明するための図
【図１５】振動型ジャイロセンサーを含む電子機器の構成の一例を示す図
【図１６】振動型ジャイロセンサーおける、静電結合、電気機械的結合ならびに機械結合について説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００４９】
（第１実施形態）
図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、第１実施形態にかかる振動型ジャイロ素子（振動型ジャイロセンサー用振動片）における、角速度の検出原理を説明するための図である。
【００５０】
図１（Ａ）に示されるように、振動型ジャイロ素子（振動型ジャイロセンサー用振動片）１００は、基部１０と、基部から、所定面内（ＸＹ面内）で第１方向（Ｘ軸方向）に延出する駆動腕２０と、基部１０から、所定面内（ＸＹ面内）において第１方向（Ｘ軸方向）と交差する方向である第２方向（Ｙ軸方向）に延出する検出腕３０と、を有する。なお、駆動腕１０には駆動電極（図１（Ａ）では不図示）が設けられ、検出腕３０には検出電極（図１（Ａ）では不図示）が設けられる。また、基部１０は、センサーケース（不図示）等に、例えば接着剤によって固定される。
【００５１】
基部１０、駆動腕２０および検出腕３０自体を水晶結晶板のような圧電材料板で構成することができる。また、基部１０、ならびに駆動腕２０および検出腕３０における基材を弾性を有する材料で構成し、その基材上に圧電膜を形成してもよい。つまり、圧電膜のもつ圧電特性によって、電界を歪みに変換して駆動腕を振動させたり、検出腕に生じた第２検出振動を電界に変換したりすることもできる。但し、基部１０、駆動腕２０および検出板３０自体を水晶板等で構成する構造は、圧電膜を基材上に形成する構造に比べて、振動ロスが少なく、耐久性も高い。
【００５２】
本実施形態では、図１（Ａ）の振動型ジャイロ素子（振動型ジャイロセンサー用振動片）は、基部１０、駆動腕２０および検出腕３０自体が、Ｚ板（略Ｚ板）の水晶結晶板によって構成されるものとする。
【００５３】
上述のとおり、駆動腕２０は、基部１０から第１方向（Ｘ軸方向）に延出する。つまり、駆動腕２０の一端は基部１０に連結され、他端は自由端となっている。検出腕３０は、基部１０から第２方向（Ｙ軸方向）に延出する。つまり、検出腕３０の一端は基部１０に連結され、他端は自由端となっている。第１方向の軸（Ｘ軸）と第２方向の軸（Ｙ軸）とで規定される平面（ＸＹ平面）は、例えば水晶板のＺ面を含む平面である。また、第１方向と第２方向は、広義には互いに交差する方向であり、以下の説明では、互いに直交するものとする。
【００５４】
図１（Ａ）に示されるように、駆動腕２０における駆動振動ＶＡは面外方向（ＸＹ平面に垂直なＺ軸方向）に生じる。この駆動振動ＶＡは、水晶板の第１方向の電界（Ｘ軸方向の電界Ｅｘ）に対応する第１方向の歪み（Ｓｘ）を利用することによって生じさせることができる。
【００５５】
ここで、図１（Ｂ）を参照する。図１（Ｂ）は、水晶板の圧電定数と電界と歪みの関係を示す図である。太線で囲んで示されるように、水晶板は、第１方向の電界Ｅｘに対応する圧電定数として、高い数値を示しているｄ１１とｄ１２の二つを有している。ｄ１１は、第１方向の電界Ｅｘに対応して発生する第１方向（Ｘ軸方向）の歪みの大きさに関係する圧電定数であり、ｄ１２は、第１方向の電界Ｅｘに対応して発生する第２方向（Ｙ軸方向）の歪みの大きさに関係する圧電定数である。図示されるように、ｄ１１、ｄ１２は共に高い数値を示しており、電界Ｅｘによって大きな歪みＳｘ、Ｓｙを生じさせる、逆に歪みＳｘ、Ｓｙによって大きな電界Ｅｘを生じさせることができることを表している。よって、駆動振動の励振や、物理量の検出のために使用することができる。なお、ｄ１２について極性が負になっているのは、Ｘ方向に正の電界（＋Ｅｘ）が生じたとき、Ｙ方向に負の歪み、すなわち収縮が生じることを意味している。
【００５６】
つまり、水晶板は、第１方向（Ｘ軸方向）の電界＋Ｅｘが生じると、ｄ１１によって第１方向（Ｘ軸方向）に伸張して引っ張り応力が発生し、また、ｄ１２によって、Ｙ方向に収縮して収縮応力が発生する。本実施形態では、圧電定数ｄ１１による歪みを駆動振動の励振に使用する。
【００５７】
また、逆に、水晶板に、例えば、第２方向（Ｙ軸方向）の収縮歪みＳｙが生じると、圧電定数ｄ１２によって、正の第１方向（＋Ｘ軸方向）に電界＋Ｅｘが生じ、その電界の向きに電荷が移動する。本態様では、この圧電定数ｄ１２を、検出振動を電気信号に変換するために利用する。
【００５８】
すなわち、駆動腕２０は、圧電定数ｄ１１を利用して、第３方向（第１方向および第２方向の各々に直交する方向であり、ここではＺ軸方向）に励振され、これによって駆動振動（面外振動）ＶＡが生じる。
【００５９】
この状態で、振動型ジャイロ素子１００が、第１方向（Ｘ軸方向）の軸回りに回転すると、駆動腕に角速度が加わる。３次元空間における角速度は角速度ベクトルによって表すことができる。図１（Ａ）では、Ｘ軸に関して、図中の矢印で示す方向に角速度が生じ、この場合の角速度ベクトルは、右ネジの進行方向（すなわち＋Ｘ軸方向）に生じる。
【００６０】
駆動振動中の駆動腕２０に角速度が作用することによって、コリオリ力Ｆｃ（＋Ｆｃ，−Ｆｃ）が第２方向（Ｙ軸方向）に生じる。これによって、駆動腕２０に第２方向（Ｙ軸方向）の第１検出振動（面内振動）ＶＢが生じる。
【００６１】
第１検出振動ＶＢは、基部１０を介して検出腕３０に伝播される。ここで、第１検出振動ＶＢは面内振動であるため、基部１０の接触面（底面あるいは固定面）で吸収されずに、基部１０の剛性によって、同一面内にある検出腕に効率的に伝搬される。よって、検出腕３０に、振幅が十分に大きい第２検出振動ＶＣが生じる。第２検出振動ＶＣの方向は第１方向（Ｘ軸方向）である。
【００６２】
例えば、駆動腕２０が検出腕３０に近づく方向に屈曲するときは、検出腕３０も駆動腕２０に近づく方向に屈曲し、駆動腕２０が検出腕３０から遠ざかる方向に屈曲するときは、検出腕３０も駆動腕２０から遠ざかる方向に屈曲する（この点は、図５を用いて具体的に説明する）。
【００６３】
検出腕３０には、第２検出振動ＶＣに対応して電界Ｅｘ（＋Ｅｘ，−Ｅｘ）が生じる。つまり、検出腕３０を構成する水晶板の、第１方向（Ｘ軸方向）の電界（Ｅｘ）に対応した第２方向の歪みＳｙに関係する圧電定数（ｄ１２）によって、第１方向の電界（＋Ｅｘ，−Ｅｘ）が生じる。この第１方向の電界（＋Ｅｘ，−Ｅｘ）によって電荷（Ｑ１〜Ｑ４）の移動が生じる。つまり、微小な電流が生じる。この微小な電気信号（電荷信号あるいは電流信号）に基づいて、検出回路（図１（Ａ）では不図示）が角速度を検出する。
【００６４】
図１（Ａ）に示される振動型ジャイロ素子１００は、駆動振動として面外振動（ウォークモードの振動）を利用することから、従来の面内の駆動振動を利用する場合に比べて、駆動腕２０に生じた第１検出振動ＶＢを、より効率的に検出腕３０に伝えることができる。よって、物理量（角速度等）の検出効率を格段に高めることができる。また、駆動腕２０と検出腕３０が分離されていることから、各腕における電極配置や配線も無理なく行える。また、駆動腕２０と検出腕３０が分離されていることから、静電結合や電気機械結合の影響も低減される。なお、静電結合や電気機械結合については、図１４を用いて後述する。
【００６５】
また、基部１０、駆動腕２０および検出腕３０自体を水晶板で構成し、水晶板自体がもつ圧電定数を用いて駆動振動を励振し、かつ水晶板自体がもつ圧電定数を用いて検出信号（電気信号）を検出することによって、圧電膜を基材上に形成する構造に比べて、振動ロスが少なく、また耐久性を高くすることができる。
【００６６】
図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、電極の配置例を示す図である。図２（Ａ）は、振動型ジャイロ素子１００の第１面（表面）における電極配置を示す図である。図２（Ｂ）は、振動型ジャイロ素子１００の第２面（裏面）における電極配置を示す透視図である。図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２（Ｄ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００６７】
図２（Ａ）に示すように、基部１０の第１面（表面）には、スルーホール部５０（図中、点線で囲んで示される）が設けられ、スルーホール部５０には、第１スルーホール５１と、第２スルーホール５２と、第３スルーホール５３と、が設けられる。また、基部１０には、第１パッド（外部接続端子）Ｐ１と、第２パッドＰ２と、第３パッドＰ３と、第４パッドＰ４と、が設けられる。第１パッドＰ１には、第１スルーホール部５１が電気的に接続される。第２パッドＰ２には、第２スルーホール部５２が電気的に接続される。第３パッドＰ３には、第３スルーホール部５３が電気的に接続される。また、第４パッドＰ４には、配線ｋ２が接続される。なお、図２（Ａ）において、ｋ１は検出腕３０の壁面に設けられる配線であり、ｋ２は基部１０の壁面（側面）に設けられる配線であり、ｋ３〜ｋ５は、基部１０の第１面（表面）に設けられる配線である。
【００６８】
まず、駆動腕２０に設けられる駆動電極（櫛歯電極）について説明する。駆動腕２０は一対の主面（第１面（表面）と第２面（裏面））を有する。この一対の主面の少なくとも一方に、櫛歯電極が形成される。本実施形態では、第１面（表面）および第２面（裏面）の双方に櫛歯電極が形成される。
【００６９】
図２（Ａ）において太い点線で囲んで示されるように、駆動腕２０の第１面（表面）には、櫛歯電極（ＩＤＴ（interdigital transducer)電極）４０ａが設けられる。櫛歯電極４０ａは、電極４１ａ（斜線が施されている電極）と電極４１ｂ（黒塗りの電極）とを有する。
【００７０】
また、図２（Ｂ）において太い点線で囲んで示すように、駆動腕２０の第２面（裏面）には、櫛歯電極４０ｂが設けられる。櫛歯電極４０ｂは、電極４１ｃ（斜線が施された電極）と電極４１ｄ（黒塗りの電極）とを有する。電極４１ｃは、電極４１ａに、第１スルーホール部５１を経由して接続されている。また、電極４１ｄは、電極４１ｂに、第２スルーホール部５２を経由して接続されている。なお、図２（Ｂ）において、ｋ１’は検出腕３０の壁面に設けられる配線であり、ｋ２’は基部１０の壁面（側面）に設けられる配線であり、ｋ３’〜ｋ５’は、基部１０の第２面（裏面）に設けられる配線である。
【００７１】
ここで、図２（Ｄ）を参照する。駆動電極としての櫛歯電極４０ａ（表面に設けられる櫛歯電極）は、所定距離Ｌ１だけ離れて互いに対向して配置される一対の電極（電極４１ａと電極４１ｂ）からなる第１対向部分４２（１）と、第１対向部分４２（１）に隣接して設けられ、かつ、所定距離Ｌ１だけ離れて互いに対向して配置される一対の電極（４１ａ，４１ｂ）からなる第２対向部分４２（２）と、第２対向部分４２（２）に隣接して設けられ、かつ、所定距離Ｌ１だけ離れて互いに対向して配置される一対の電極（４１ａ，４１ｂ）からなる第３対向部分４２（３）と、を有している。
【００７２】
第１対向部分４１（１）〜第３対向部分４２（３）の各々は、駆動腕２０の延出方向である第１方向（Ｘ軸方向）に沿って配置されている。また、第１対向部分４２（１）と第２対向部分４２（２）との間の距離（あるいは、第２対向部分４２（２）と第３対向部分４２（３）との間の距離）をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２が成立する。
【００７３】
Ｌ１＜Ｌ２とするのは、以下の理由による。以下の説明では、第１対向部分４２（１）および第２対向部分４２（２）に着目する。第１対向部分４２（１）および第２対向部分４２（２）の各々において、対向する一対の電極（４１ａ，４１ｂ）間に電界（有効電界）Ｅｘ（１）が生じ、この電界（有効電界）Ｅｘ（１）が駆動腕２０に加えられ、駆動腕２０に圧縮または伸張（引っ張り）の各応力が生じる。
【００７４】
一方、第１対向部分４２（１）における第２対向部分側の電極４１ｂと、第２対向部分４２（２）の第１対向部分側の電極４１ａとの間にも電界（無効電界）Ｅｘ２が生じる。第１対向部分４２（１）および第２対向部分４２（２）の各々において生じる有効電界の方向Ｅｘ（１）と、第１対向部分４２（１）と第２対向部分４２（２）との間に生じる無効電界Ｅｘ（２）の方向が逆である場合、有効電界Ｅｘ（１）の一部が無効電界Ｅｘ（２）によって打ち消されるという不都合が生じる。
【００７５】
このため、図２（Ｄ）に示される例では、第１対向部分４２（１）および第２対向部分４２（２）の各々における電極間の距離Ｌ１よりも、第１対向部分４２（１）と第２対向部分４２（２）との間の距離（Ｌ２：具体的には、第１対向部分の第２対向部分側の電極４１ｂと第２対向部分の第１対向部分側の電極４１ａとの間の距離）を大きく設定する。これによって、第１対向部分４２（１）と第２対向部分４２（２）との間に生じる無効電界Ｅｘ（２）による悪影響（つまり、有効電界Ｅｘ（１）の一部が無効電界Ｅｘ（２）によって打ち消されること）を軽減することができる。
【００７６】
次に、検出腕３０における検出電極の配置について説明する。ここでは図２（Ｃ）を参照する。図２（Ｃ）に示されるように、検出腕３０は、第１面（表面：Ａ面）と、第１面に対向する第２面（裏面：Ｂ面）と、第１面と第２面を連結する第３面（左側面：Ｃ面）と、第３面に対向する第４面（右側面：Ｄ面）とを有する。
【００７７】
検出電極は、検出腕３０の第１面（Ａ面）に設けられる第１電極３２ａと、検出腕３０の第２面（Ｂ面）に設けられ、第１電極３２ａに接続されている第２電極３２ｂと、検出腕３０の第３面（Ｃ面）に設けられ、第１電極３２ａおよび第２電極３２ｂから電気的に独立している第３電極３２ｃと、検出腕３０の第４面（Ｄ面）に設けられ、第３電極３２ｃに接続されている第４電極３２ｄと、を有する。第１電極３２ａと第２電極３２ｂの共通接続点をＪ１とする。第３電極３２ｃと第４電極３２ｃの共通接続点をＪ２とする。共通接続点Ｊ１およびＪ２は、検出回路の入力端子に相当する。
【００７８】
図３は、振動型ジャイロセンサーの構成の一例を示す図である。図３において、振動型ジャイロセンサー１０５は、振動型ジャイロ素子１００と、発振駆動回路１１０と、検出回路１４０と、を有する。発振駆動回路１１０は、ＡＧＣ回路１１２を有する。発振駆動回路１１０の入力端子Ｊ３およびＪ４は各々、振動型ジャイロ素子１００の基部１０に設けられるパッドＰ１およびパッドＰ２の各々に接続される。
【００７９】
また、検出回路１４０は、Ｑ／Ｖ変換回路１２０と、増幅回路１２２と、移相器１２４と、同期検波回路１２６と、ローパスフィルター（ＬＰＦ）１２８と、Ａ／Ｄ変換回路１３０と、を有する。検出回路１４０の入力端子Ｊ１およびＪ２の各々は、振動型ジャイロ素子１００の基部１０に設けられるパッドＰ３およびパッドＰ４の各々に接続される。なお、同期検波回路１２６は、検出信号に重畳される、不要な駆動振動成分を除去するために設けられている。
【００８０】
図４は、駆動振動の励振の一例について説明するための図である。図４の上側には駆動腕２０の平面図が示され、中段には駆動腕のＡ−Ａ線に沿う断面図が示され、下側には面外方向に振動している駆動腕の様子が示されている。図示されるように、櫛歯電極による第１方向（Ｘ軸方向）の電界Ｅｘによって、駆動腕の第１面（Ａ面）および第２面（Ｂ面）に歪み（応力）が発生する。第１面（Ａ）面に収縮応力が発生し、第２面に伸張（引っ張り）応力が発生する場合には、駆動腕２０は、正の第３方向（＋Ｚ方向）に屈曲する。一方、第１面（Ａ）面に伸張（引っ張り）応力が発生し、第２面に収縮応力が発生する場合には、駆動腕２０は、負の第３方向（−Ｚ方向）に屈曲する。正の第３方向（＋Ｚ方向）への屈曲と、負の第３方向（−Ｚ方向）への屈曲は交互に生じる。よって、第３方向（ＸＹ平面に垂直なＺ方向）の駆動振動（面外振動あるいはウォークモードの振動）が定常的に生じる。
【００８１】
なお、図４の中段に示される駆動電極の配置は一例であり、これに限定されるものではない。ここで、図１４を参照する。図１４は、駆動振動の励振の他の例について説明するための図である。
【００８２】
図１４の例では、駆動腕２０の第１面（Ａ面）に設けられる一対の櫛歯電極のうちの一方の電極４１ｂ（黒塗りの電極）と、駆動腕２０の第２面（Ｂ面）に設けられる一対の櫛歯電極のうちの一方の電極４１ｄ（黒塗りの電極：電極４１ｂと同電位の電極）とが、対向して設けられている。
【００８３】
例えば、電極４１ｂおよび電極４１ｄ（黒塗りの電極）の電位極性を＋とし、電極４１ａおよび電極４１ｃ（斜線の電極）の電位極性を−とする。第１面（Ａ面）に設けられる櫛歯電極の極性の並びは、電極４１ｂを起点として、基部（図中の左端）から遠ざかる方向に沿って、＋，−，＋，−，＋となる。また、第２面（Ｂ面）に設けられる櫛歯電極の極性の並びは、電極４１ｂに対向する電極４１ｄを起点として、基部（図中の左端）から遠ざかる方向に沿って、＋，−，＋，−，＋，−となる。このように、互いに対向する電極を起点として考えると、第１面（Ａ面）の櫛歯電極の極性の並びと、第２面（Ｂ面）の櫛歯電極の極性の並びとが一致していることになる。
【００８４】
このような電極配置によって、第１面（Ａ面）と第２面（Ｂ面）との間で、無駄な縦方向の電界が生じにくくなる。よって、駆動腕２０に無用な歪みが生じることが抑制される。また、無駄な電界が減少することから、消費電力を抑制することもできる。
【００８５】
ここで、図５に戻って説明を続ける。図５（Ａ）〜図５（Ｈ）は、本実施形態における振動型ジャイロ素子および振動型ジャイロセンサーの動作を説明するための図である。図５（Ａ）は、本実施形態の振動型ジャイロ素子１００の平面図を示す。図５（Ｂ）は、駆動腕２０に駆動振動ＶＡが励振された状態を示す。
【００８６】
第１方向の軸（Ｘ軸）回りに角速度Ωが生じると、図５（Ｃ）に示すように、駆動腕２０にコリオリ力Ｆｃ（＋Ｆｃおよび−Ｆｃ）が作用し、駆動腕２０に、第２方向（Ｙ軸方向）の第１検出振動ＶＢが生じる。
【００８７】
駆動腕２０は、剛性をもつ基部１０を介して検出腕３０に連結されている。よって、駆動腕２０に生じた第１検出振動ＶＢは、図５（Ｄ）に示すように、基部１０を介して検出腕３０に効率的に伝播する。
【００８８】
上述のとおり、第１検出振動ＶＢは所定面（ＸＹ面）内の面内振動であるため、基部１０の接触面（底面あるいは固定面）で吸収されずに、基部１０の剛性によって、同一面内にある検出腕３０に効率的に伝搬される。よって、検出腕３０に、振幅が十分に大きい第２検出振動ＶＣが生じる。第２検出振動ＶＣの方向は第１方向（Ｘ軸方向）である。つまり、駆動腕２０が検出腕３０に近づく方向に屈曲するときは、機械的なバランスが確保されるように、検出腕３０も駆動腕２０に近づく方向に屈曲する。また、駆動腕２０が検出腕３０から遠ざかる方向に屈曲するときは、機械的なバランスが確保されるように、検出腕３０も駆動腕２０から遠ざかる方向に屈曲する。このようにして、検出腕３０には、第２検出振動ＶＣが生じる。
【００８９】
検出腕３０に第２検出振動ＶＣが生じると、検出腕３０の第２方向の歪に対応して、圧電定数ｄ１２による電界（第１方向の電界）が生じる。つまり、図５（Ｅ）や図５（Ｇ）に示すように、第２検出振動ＶＣに対応して、第１方向の電界Ｅｘ（＋Ｅｘ，−Ｅｘ）が生じる。電界Ｅｘが生じると、この電界Ｅｘに対応して電荷Ｑの移動が生じる。
【００９０】
つまり、図５（Ｅ）に対応して、図５（Ｆ）において矢印で示す方向に、電荷Ｑの移動が生じる。また、図５（Ｇ）に対応して、図５（Ｈ）において矢印で示す方向に、電荷Ｑの移動が生じる。
【００９１】
電荷の移動によって生じる微小な電流信号（電荷信号）は、検出回路１４０の前段に配置されているＱ／Ｖ変換回路１２０によって電圧に変換される。この電圧信号に基づいて物理量（角速度）が検出される。
【００９２】
（第２実施形態）
次に、図６〜図９を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
【００９３】
本実施形態では、第１駆動腕２０に加えて第２駆動腕２０’を設け、また、第１検出腕３０に加えて第２検出腕３０’を設ける。
【００９４】
図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第２実施形態にかかる振動型ジャイロ素子の構造の概要と、駆動振動の態様を説明するための図である。図６（Ａ）に示されるように、本実施形態の振動型ジャイロ素子１００’は、基部１０から、正の第１方向（＋Ｘ軸方向）に延出する第１駆動腕２０と、基部１０から、正の第１方向とは逆向きの負の第１方向（−Ｘ軸方向）に延出する第２駆動腕２０’と、基部１０から、第１方向に直交する正の第２方向（＋Ｙ軸方向）に延出する第１検出腕３０と、基部１０から、正の第２方向とは逆向きの負の第２方向（−Ｙ軸方向）に延出する第２検出腕３０’と、を有する。
【００９５】
図６（Ｂ）および図６（Ｃ）に示されるように、第１駆動腕２０の、駆動振動ＶＡによる屈曲方向と、第２駆動腕２０’の、駆動振動ＶＡ’による屈曲方向の向きは、互いに逆向きである。これに伴って、第１駆動腕２０の、第１検出振動ＶＢによる屈曲方向と、第２駆動腕２０’の、第１検出振動ＶＢ’による屈曲方向とは互いに逆向きとなる。また、第１検出腕３０の、第２検出振動ＶＣによる屈曲方向と、第２検出腕３０’の、第２検出振動ＶＣ’による屈曲方向とは互いに逆向きとなる（この点については、図８および図９を参照して後述する）。
【００９６】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、第２実施形態にかかる振動型ジャイロ素子における電極配置の例ならびに配線の形成例を示す図である。図７（Ａ）は、第１面（表面）における平面視での電極の配置例を示している。
【００９７】
図７（Ａ）に示されるように、第１駆動腕２０には第１駆動電極の一部としての櫛歯電極４０ａが設けられている。第１駆動腕２０に設けられる櫛歯電極（第１面および第２面の各々に櫛歯電極が設けられる場合を含む）を総称して第１櫛歯電極という。櫛歯電極４０ａは、第１櫛歯電極の構成要素である。
【００９８】
また、第２駆動腕２０’には、第２駆動電極の一部としての櫛歯電極４０ａ’が設けられている。第２駆動腕２０’に設けられる櫛歯電極（第１面および第２面の各々に櫛歯電極が設けられる場合を含む）を総称して第２櫛歯電極という。櫛歯電極４０ａ’は、第２櫛歯電極の構成要素である。
櫛歯電極４０ａは、電極４１ａと４１ｂを有する。同様に、櫛歯電極４０ａ’は、電極４１ａ’と４１ｂ’を有する。電極４１ａと電極４１ａ’は電気的に接続される。また、電極４１ｂと電極４１ｂ’は電気的に接続される。電極４１ａと電極４１ａ’は互いに、基部１０の中心Ｏに関して点対称の位置関係にある。また、電極４１ｂと電極４１ｂ’は互いに、基部１０の中心Ｏに関して点対称の位置関係にある。
【００９９】
また、第１検出腕３０に設けられる第１検出電極は、第１検出腕３０の第１面に設けられる第１検出腕用の第１電極３２ａと、第１検出腕の第２面に設けられ、第１検出腕用の第１電極に接続されている第１検出腕用の第２電極３２ｂ（図７では不図示、図９の右側の図参照）と、第１検出腕３０の第３面に設けられ、第１検出腕用の第１電極および第１検出腕用の第２電極から電気的に独立している第１検出腕用の第３電極３２ｃと、第１検出腕の第４面に設けられ、第１検出腕用の第３電極３２ｃに接続されている第１検出腕用の第４電極３２ｄと、を有する。
【０１００】
また、第２検出腕３０’に設けられる第２検出電極は、第２検出腕３０’の第１面に設けられる第２検出腕用の第１電極３２ａ’と、第２検出腕３０’の第２面に設けられ、第２検出腕用の第１電極に接続されている第２検出腕用の第２電極３２ｂ’（図７では不図示、図９の右側の図参照）と、第２検出腕３０’の第３面に設けられ、第２検出腕用の第１電極および第２検出腕用の第２電極から電気的に独立している第２検出腕用の第３電極３２ｃ’と、第２検出腕３０’の第４面に設けられ、第２検出腕用の第３電極に接続されている第２検出腕用の第４電極３２ｄ’と、を有する。
【０１０１】
このように、第１検出腕３０の第１面〜第４面の各々には、第１検出腕用の第１電極３２ａ〜第４電極３２ｄが設けられ、第２検出腕３０’の第１面〜第４面の各々には、第２検出腕用の第１電極３２ａ’〜第４電極３２ｄ’が設けられる。
【０１０２】
但し、第１検出腕３０の、第２検出振動ＶＣによる屈曲方向と、第２検出腕３０’の、第２検出振動による屈曲方向は、上述したように互いに逆向きである。この点を考慮して、第１検出腕３０における各電極と第２検出腕３０’における各電極との接続が決定されている。
【０１０３】
つまり、第１検出腕用の第１電極３２ａおよび第１検出腕用の第２電極３２ｂは、第２検出腕用の第３電極３２ｃ’および第２検出腕用の第４電極３２ｄ’に共通に接続される。また、第１検出腕用の第３電極３２ｃおよび第１検出腕用の第４電極３２ｄは、第２検出腕用の第１電極３２ａ’および第２検出腕用の第２電極３２ｂ’に共通に接続される。上記２つの共通接続点から、第２検出振動に伴って生じる微小な電気信号を取り出すことができる。
【０１０４】
図７（Ｂ）は、第１面（表面）における平面視での配線やスルーホールの配置例を示している。図７（Ｂ）において、ｋ１０は第１検出腕３０の壁面に形成される配線であり、ｋ１１は第２駆動腕２０’の壁面に形成される配線であり、ｋ１３は第２検出腕３０’の壁面に形成される配線であり、ｋ１４は第１駆動腕２０の壁面に形成される配線である。
【０１０５】
また、図７（Ｂ）において、Ｐ１’は第１パッドであり、Ｐ２’は第２パッドであり、Ｐ３’は第３パッドであり、Ｐ４’は第４パッドである。
【０１０６】
また、図７（Ｂ）において、太い点線で囲まれて示される領域５１は、第１スルーホール部であり、同様に、太い点線で囲まれて示される領域５１’は、第１スルーホール部５１に隣接して設けられるスルーホール部である。第１スルーホール部５１および第１スルーホール部５１に隣接して設けられる第２スルーホール部５１’の各々には複数のスルーホールが含まれる。これらのスルーホールは、例えば、第１面上に形成される電極と、第２面上に形成される電極とを相互に接続するために使用され、また例えば、第１面上の配線と第２面上の配線とで立体交差を実現するために使用される。
【０１０７】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、本実施形態における振動型ジャイロ素子の動作を説明するための図である。また、図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、本実施形態における振動型ジャイロセンサーの動作を説明するための図である。
【０１０８】
図８（Ａ）は、本実施形態の振動型ジャイロ素子１００’の平面図を示す。第１駆動腕２０には駆動振動ＶＡが励振され、第２駆動腕２０’には駆動振動ＶＡ’が励振される（屈曲方向は互いに逆向き）。
【０１０９】
第１方向の軸（Ｘ軸）回りに角速度Ωが生じると、図８（Ｂ）に示すように、駆動腕２０にコリオリ力Ｆｃ（＋Ｆｃおよび−Ｆｃ）が作用し、第１駆動腕２０に、第２方向（Ｙ軸方向）の第１検出振動ＶＢが生じ、第２駆動腕２０’に、第２方向（Ｙ軸方向）の第１検出振動ＶＢ’が生じる（屈曲方向は互いに逆向き）。
【０１１０】
第１駆動腕２０および第２駆動腕２０’の各々は、剛性をもつ基部１０を介して第１検出腕３０および第２検出腕３０’の各々に連結されている。よって、第１駆動腕２０に生じた第１検出振動ＶＢ、ならびに第２駆動腕２０’に生じた第１検出振動ＶＢ’は、図８（Ｃ）に示すように、基部１０を介して、第１検出腕３０および第２検出腕３０’の各々に効率的に伝播する。
【０１１１】
上述のとおり、第１検出振動ＶＢ，ＶＢ’は所定面（ＸＹ面）内の面内振動であるため、基部１０の接触面（底面あるいは固定面）で吸収されずに、基部１０の剛性によって、同一面内にある第１検出腕３０および第２検出腕３０’に効率的に伝搬される。よって、第１検出腕３０に振幅が十分に大きい第２検出振動ＶＣが生じ、同様に、第２検出腕３０’に振幅が十分に大きい第２検出振動ＶＣ’が生じる。第２検出振動ＶＣ，ＶＣ’の方向は第１方向（Ｘ軸方向）である。
【０１１２】
つまり、第１駆動腕２０が第１検出腕３０に近づく方向に屈曲し、かつ、第２駆動腕２０’が第１検出腕３０から遠ざかる方向に屈曲する場合には、機械的なバランスが確保されるように、第１検出腕３０は、第１駆動腕２０に近づく方向であって、かつ、第２駆動腕２０’から遠ざかる方向に屈曲する（図８（Ｃ）において、実線で示す動き）。
【０１１３】
また、第１駆動腕２０が第２検出腕３０’から遠ざかる方向に屈曲し、かつ、第２駆動腕２０’が第２検出腕３０’に近づく方向に屈曲する場合には、機械的なバランスが確保されるように、第２検出腕３０’は、第１駆動腕２０から遠ざかる方向であって、かつ、第２駆動腕２０’に近づく方向に屈曲する（図８（Ｃ）において、実線で示す動き）。
【０１１４】
次に、各腕は、図８（Ｃ）において、点線で示すとおりに屈曲する。以降、実線で示される屈曲と点線で示される屈曲とが交互に生じる。このようにして、第１検出腕３０に第２検出振動ＶＣが生じ、第２検出腕３０’に第２検出振動ＶＣ’が生じる（屈曲方向は互いに逆向き）。
【０１１５】
次に、図９（Ａ）〜図９（Ｄ）を参照する。第１検出腕３０に第２検出振動ＶＣが生じ、また、第２検出腕３０’に第２検出振動ＶＣ’が生じると、第１検出腕３０および第２検出腕３０’の各々における第２方向の歪（応力）に対応して、圧電定数ｄ１２による電界（第１方向の電界）が生じる。つまり、図９（Ａ）や図９（Ｃ）に示すように、第２検出振動ＶＣ，ＶＣ’に対応して、第１検出腕３０および第２検出腕３０’の各々に第１方向の電界Ｅｘ（＋Ｅｘ，−Ｅｘ）が生じる。電界Ｅｘが生じると、この電界Ｅｘに対応して電荷Ｑの移動が生じる。
【０１１６】
つまり、図９（Ａ）に対応して、図９（Ｂ）において矢印で示す方向に、電荷Ｑの移動が生じる。また、図９（Ｃ）に対応して、図９（Ｄ）において矢印で示す方向に、電荷Ｑの移動が生じる。
【０１１７】
電荷の移動によって生じる微小な電流信号（電荷信号）は、検出回路１４０の前段に配置されているＱ／Ｖ変換回路１２０によって電圧に変換される。この電圧信号に基づいて物理量（角速度）が検出される。
【０１１８】
（第３実施形態）
図１０は、振動型ジャイロ素子における駆動腕の他の例を示す図である。図１０の上側には、駆動腕２０の平面図が示され、下側には、駆動腕２０のＡ−Ａ線に沿う断面図が示される。
【０１１９】
図１０の下側の断面図に示されるように、駆動腕２０の第１面（表面）には、凸部６０ａ〜６０ｃが設けられている。そして櫛歯電極を構成する、対向する一対の電極４１ａおよび４１ｂは、凸部６０ａ〜６０ｃの各々を挟むように形成されている。同様に、駆動腕２０の第２面（裏面）には、凸部６０ａ’〜６０ｃ’が設けられている。そして、櫛歯電極を構成する、対向する一対の電極４１ｃおよび４１ｄは、凸部６０ａ’〜６０ｃ’の各々を挟むように形成されている。
【０１２０】
この構造によれば、無駄な電界が減少することから、対向する電極（４１ａと４１ｂ、４１ｃと４１ｄ）間に生じる電界Ｅｘの強度を大きくすることができる。よって、より効率的に駆動振動を励振することができる。
【０１２１】
また、各対向部分間に生じる無効な電界（図中、点線で示される）は、空気（減圧パッケージ内では例えば真空に近い）の誘電率が、振動腕の材料（水晶や石英）等の誘電率よりも小さいことから弱められる。よって、無効電界によって有効電界が打ち消されることが効果的に低減される。この点も効率的な駆動振動の励振に寄与する。
【０１２２】
よって、本実施形態によれば、効率的に駆動振動を励振することができるため駆動振動の振幅が増加し、角速度によって生じる検出振動振幅も大きくなることから、振動型ジャイロセンサーの、より高感度化が実現される。
【０１２３】
（第４の実施形態）
図１１は、振動型ジャイロ素子における駆動腕における櫛歯電極の他の構成例を示す図である。
【０１２４】
先に説明した図２（Ｄ）の例では、櫛歯電極における、各対向部分間の距離は等間隔であったが、図１１の例では、各対向部分間の距離を、基部１０からの距離に応じて異ならせる。
【０１２５】
図１１において、櫛歯電極の第１対向部分４２（１）、第２対向部分４２（２）、第３対向部分４２（３）の各々は、記載の順に、基部１０からの距離が遠くなる。そして、第１対向部分４２（１）と第２対向部分４２（２）との間隔をＬ２とし、第２対向部分４２（２）と第３対向部分４２（３）との間の距離をＬ３としたとき、Ｌ２＜Ｌ３が成立する。この理由は以下のとおりである。
【０１２６】
駆動腕２０に駆動振動（面外振動）を生じさせるためには、駆動腕２０の主面（例えば表面および裏面の少なくとも一方）において、圧縮や伸張（引っ張り）の歪み（応力）を生じさせる必要がある。駆動腕２０は、固定端である基部１０を基準として面外方向に振動することから、駆動腕の屈曲に最も有効な歪みは、基部１０に近い箇所における歪みである。基部から遠い箇所（先端付近）の歪みは駆動腕の屈曲に与える影響が小さい。
【０１２７】
この考察に基づいて、本実施形態では、櫛歯電極に含まれる３つの対向部分の各々間の間隔を、基部からの距離に応じて変化させる。つまり、第１対向部分４２（１）と第２対向部分４２（２）との間の間隔Ｌ２よりも、第２対向部分４２（２）と第３対向部分４２（３）との間隔Ｌ３を大きく設定する。
【０１２８】
図１１の例では、第１地点Ｎ１〜第２地点Ｎ２までの距離をＬ４としたとき、第２地点Ｎ２から第３地点Ｎ３までの距離Ｌ５が、２・Ｌ４となるように設定されている。
【０１２９】
このようにすれば、駆動腕２０の延出方向に沿って配置される対向部分の数を、各対向部分を等間隔で配置する場合に比べて減少させることができる（特に、駆動腕が長い場合には、対向部分の数の削減効果が顕在化する）。このことは、駆動腕２０に発生する電界の総量が減ることを意味し、よって、消費電力の削減の効果が得られる。一方、基部１０から遠い箇所における電界が減少したとしても、その電界が駆動腕の屈曲に寄与する程度は小さいことから、駆動腕２０には、必要な振幅の駆動振動を生じさせることができる。
【０１３０】
（第５実施形態）
本実施形態では、基材上に圧電材料膜を形成する例について説明する。図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、振動型ジャイロ素子の他の例（基材上に圧電材料膜を形成する例）について説明するための図である。
【０１３１】
図１２（Ａ）は、基材上に圧電材料膜（圧電膜）を形成した振動型ジャイロ素子１０２の平面図である。図１２（Ｂ）は，駆動腕２０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。また、図１２（Ｃ）は、検出腕３０のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図１２（Ａ）に示される振動型ジャイロ素子１０２の基本的な動作は第１実施形態で示したものと同じである。但し、図１２の例では、駆動振動の励振ならびに検出腕の歪みの電気信号への変換に、基材上に形成される圧電材料膜を使用する。
【０１３２】
基材は剛性を有する材料（例えば水晶やＳｉ）であり、圧電材料としては、例えば、ＺｎＯ，ＡｌＮ、ＬｉＮｂＯ３、ＫＮｂＯ３のいずれかを使用することができる。図１２（Ｂ）において、弾性を有する基材９１上には、下部駆動電極９２と、圧電材料膜９３と、上部電極９４とで構成される積層体９０が設けられている。下部電極９２と上部電極９４との間に電界を加えることによって、圧電材料膜９３を伸縮させることができる。これによって、駆動腕に駆動振動（第３方向の面外振動）を生じさせることができる。
【０１３３】
また、図１２（Ｃ）に示すように、検出腕３０の、例えば第１面上には、第１検出用積層体１１０ａと、第２検出用積層体１１０ｂと、が形成されている。第１検出用積層体１１０ａは、下部駆動電極１１２ａと、圧電材料膜９３ａと、上部電極１１４ａとで構成される。また、第２検出用積層体１１０ｂは、下部駆動電極１１２ｂと、圧電材料膜９３ｂと、上部電極１１４ｂとで構成される。
【０１３４】
検出腕３０の先端が、例えば負の第２方向（−Ｙ側）に屈曲したときは、第２積層体１１０ｂの圧電材料膜９３ｂに圧縮力に伴う電界＋Ｅｚが発生し、第１積層体１１０ａの圧電材料膜９３ａに伸張力（引っ張り力）に伴う電界−Ｅｚが発生し、各電界によって、電荷の移動が生じる。各電荷の移動による変動電圧を差動検出すれば、検出腕の曲げ応力の大きさを検出することができ、よって、角速度を検出するがことができる。
【０１３５】
図１３（Ａ）〜図１３（Ｆ）は、圧電材料膜（圧電セラミック）の特性を説明するための図である。図１３において、（＋）や（−）は極性を示し、丸で囲まれて示されている−は、分極されたマイナスイオンを示し、丸で囲まれて示されている＋は、分極されたプラスイオンを示す。図１３（Ａ）は、無負荷状態を示す。図１３（Ｂ）のように、圧電材料膜９３に圧縮が生じると、正極性の電圧が生じる。また、図１３（Ｃ）のように、圧電材料膜９３に引っ張りが生じると、負極性の電圧が生じる。
【０１３６】
また、図１３（Ｄ）に示すように、圧電材料膜９３に正極性の電圧が印加されると、圧電材料膜９３に引っ張り応力が発生する。また、図１３（Ｅ）に示すように、圧電材料膜９３に負極性の電圧が印加されると、圧電材料膜９３に収縮応力が生じる。よって、図１３（Ｆ）に示すように、圧電材料膜９３に交流信号を供給すると、圧電材料膜９３に伸縮（伸張と収縮）を生じさせることができる。このような圧電材料膜の特性を利用すれば、図１２の例で説明したように、駆動腕に駆動振動（第３方向の面外振動）を生じさせることができ、また、駆動腕に生じる応力を電気信号に変換することもできる。
【０１３７】
（第６実施形態）
本実施形態では、電子機器の一例について説明する。図１５は、振動型ジャイロセンサーを含む電子機器について説明する。図１５は、振動型ジャイロセンサーを含む電子機器の構成の一例を示す図である。
【０１３８】
図１５において、上記いずれかの実施形態の振動型ジャイロ素子１００（あるいは１０２）ならびに他の種類の検出素子（ここでは加速度検出素子とする）５００を組み合わせることによって、高機能なセンサーユニット（電子機器の一種）６００を実現することができる。
【０１３９】
また、このセンサーユニット６００（ならびに、例えばＣＰＵ７００等）を、カメラやＦＡ機器等の電子機器８００に搭載すれば、電子機器８００を、より高機能化することができる。すなわち、振動型ジャイロセンサー１００（１０２）は、従来に比べて格段に高精度な角速度の検出が可能であり、よって、電子機器（６００、８００）の性能が向上する。
【０１４０】
（静電結合、電気機械的結合、機械結合についての説明）
図１６は、振動型ジャイロセンサーおける、静電結合、電気機械的結合ならびに機械結合について説明するための図である。図１６において、駆動電極４００と検出電極４３０とが近接して配置されると、各電極間には寄生容量が形成される。よって、各電極間で静電結合（クロストーク）ＣＰ１が生じ易くなる。
【０１４１】
また、駆動電極４００と検出電極４３０が近接して配置され、かつ、駆動電極４００と検出電極４３０の電位が異なる場合には、意図しない不要な電界が生じ、これに伴う不要な振動成分が発生する。つまり、電気機械結合ＣＰ２およびＣＰ３が生じる。なお、機械結合Ｃ４により、駆動振動が検出腕に漏れ込む場合も有り得る。
【０１４２】
上述した、本発明の各実施形態にかかる振動型ジャイロセンサーでは、駆動腕と検出腕が分離されていることから、各腕における電極配置や配線も無理なく行える。また、駆動腕と検出腕が分離されていることから、静電結合や電気機械結合の影響も低減される。なお、機械的結合によって検出腕に漏れ込む駆動振動は、同期検波の採用によって除去することが可能である。
【０１４３】
このように、本発明の少なくとも一つの実施形態にかかる振動型ジャイロ素子では、駆動振動として面外振動（ウォークモードの振動）を利用することから、従来の面内の駆動振動を利用する場合に比べて、駆動腕に生じた検出振動を、より効率的に検出腕に伝えることができ、高精度の検出が可能な振動型ジャイロセンサー（振動型ジャイロスコープ）を実現することができる。よって、物理量の検出効率を格段に高めることができる。なお、振動型ジャイロセンサーは、上記いずれかの実施形態の振動型ジャイロ素子と、検出電極から出力される電気信号に基づいて、例えば第１方向の軸回りに作用する角速度を検出する検出回路（図３の参照符号１４０）と、を含む。
【０１４４】
以上、本発明をいくつかの実施形態を用いて説明したが、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、種々の変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、本願発明の振動型ジャイロセンサーはデジタルカメラ、カーナビゲーションシステム、携帯電話、モバイルＰＣ、およびゲームコントローラ等の電子機器にも適用可能である。本願発明の振動型ジャイロ素子および振動型ジャイロセンサーを用いれば、電子機器の角速度（物理量）の検出精度を向上できる。
【符号の説明】
【０１４５】
１０  基部、２０  駆動腕（駆動アーム）、３０  検出腕（検出アーム）、
３２ａ〜３２ｄ  検出電極、４０ａ，４０ｂ  櫛歯電極、
４１ａ，４１ｂ  櫛歯電極を構成する一対の電極、５０  スルーホール部、
１００  振動型ジャイロ素子（振動型ジャイロセンサー用振動片）、
１０５  振動型ジャイロセンサー、Ｐ１〜Ｐ４  パッド部、
Ｓｘ，Ｓｙ  第１方向電界に対応した圧電材料の圧電定数、Ｅｘ  第１方向電界
【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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【図１６】
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