(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部から延出された振動腕と、
前記振動腕に設けられる駆動部及び検出部と、
前記基部から前記振動腕に並行して延出された調整腕と、
前記調整腕の主面に設けられる調整部と、
を備え、
前記調整部は、第１の電極、第２の電極、及び前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた圧電体層を有し、
前記調整腕の出力信号は、前記振動腕に物理量が加えられていないときに前記検出部から出力される電荷に対して逆位相であり、
前記調整部の調整用電極と前記検出部の検出用電極とを電気的に接続し、前記調整用電極からの出力信号と前記検出用電極からの出力信号が重畳されること、
を特徴とする振動片。
【請求項２】
前記検出部の前記基部とは反対側の先端部には、前記駆動部よりも先端側に、前記検出部の他の部分よりも面積の大きい幅広部が設けられていること、
を特徴とする請求項１に記載の振動片。
【請求項３】
前記調整腕の長さが、前記振動腕の長さよりも短いこと、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動片。
【請求項４】
前記調整部は、前記調整腕の幅方向に分岐され、且つ長さ方向に延設されていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の振動片。
【請求項５】
前記調整部は、前記調整腕の延出方向に沿って設けられている共通部と、前記共通部か
ら前記幅方向両側に分岐し、前記延出方向に配置される複数の分岐部と、有すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の振動片。
【請求項６】
前記複数の分岐部は、前記共通部側よりも幅方向先端側の方が幅広であること、
を特徴とする請求項５に記載の振動片。
【請求項７】
前記調整腕は、先端部に錘部が設けられ、前記基部側に調整部が設けられていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の振動片。
【請求項８】
基部と、前記基部から延出された振動腕と、前記基部から前記振動腕に並行して延出された調整腕と、前記調整腕の主面に第１の電極、第２の電極、および、前記第１の電極と第２の電極との間に圧電体層とを有し、前記第１の電極は、前記調整腕の主面側に設けられた調整部と、を形成する工程と、
前記振動腕の漏れ信号を検出する工程と、
前記漏れ信号の振幅が目標値の範囲外、且つ設定された調整可能値の範囲外のときに、前記圧電体層の一部を除去または付加し前記調整腕の周波数を調整する工程と、
前記漏れ信号の振幅が、前記調整可能値の範囲内、且つ目標値の範囲外のときに、前記第２の電極の一部を除去または付加し前記調整部に発生する電荷を調整する工程と、
を含むことを特徴とする振動片の製造方法。
【請求項９】
前記調整部は、前記調整腕の延出方向に沿って設けられている共通部と、前記共通部から幅方向両側に分岐し、前記延出方向に配置される複数の分岐部とを有しており、
前記分岐部を切断する工程を含むこと、
を特徴とする請求項８に記載の振動片の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の振動片と、
前記駆動用振動腕を駆動させる回路と前記検出部からの信号を検出する回路とを含む電子部品と、
前記振動片及び前記電子部品を格納するパッケージと、
を備えたことを特徴とする角速度センサー。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の振動片を備えていること、
を特徴とする電子機器。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の振動片を備えていること、
を特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動片、振動片の製造方法、角速度センサー、電子機器、及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両における車体制御、カーナビゲーションシステムの自車位置検出、デジタルカメラやビデオカメラ等の振動制御補正（いわゆる手振れ補正）等には、角速度、加速度等の物理量を検出する角速度センサーが用いられる。例えば、特許文献１に記載の角速度センサーは、２つの振動腕と、この２つの振動腕の一端同士を接続する基部とで構成された音叉型の振動片を有する。この振動片は非圧電体材料で構成されており、各振動腕には、１対の電極間に圧電体層が介挿されてなる駆動部及び検出部がそれぞれ設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような２つの振動腕を有する音叉は、一般に基板をエッチング加工することにより形成される。その際、その基板のエッチング異方性や加工プロセスのばらつき等により、音叉の寸法を設計通りに加工することは難しい。そのため、音叉が意図しない形状となり、振動腕が角速度を受けていない状態でも、振動腕が駆動方向と異なる方向に撓んでしまう場合がある。このような振動腕の撓みに伴う検出部から生じた電荷を検出してしまうと、検出精度の低下を招くこととなる。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載の角速度センサーでは、検出部の１対の電極のうちの一方の電極を部分的に除去することにより、振動腕が角速度を受けていない状態における検出部の１対の電極から出力される電荷量を調整している。
しかし、特許文献１に記載の角速度センサーでは、振動腕の電荷量調整部が、検出電極を兼ねているため、感度の低下を招くことがある。
また、電荷量調整部が振動腕に設けられているために、振幅が大きすぎて電荷量の調整を高精度に行うことが難しい場合があるという課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る振動片は、基部と、前記基部から延出された振動腕と、前記振動腕に設けられる駆動部及び検出部と、前記基部から前記振動腕に並行して延出された調整腕と、前記調整腕の主面に設けられる調整部と、を備え、前記調整部は、第１の電極、第２の電極、及び前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた圧電体層を有し、前記調整腕の出力信号は、前記振動腕に物理量が加えられていないときに前記検出部から出力される電荷に対して逆位相であり、前記調整部の調整用電極と前記検出部の検出用電極とを電気的に接続し、前記調整用電極からの出力信号と前記検出用電極からの出力信号が重畳されること、を特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、振動腕の形状ばらつき（特に、断面非対称になること）等に起因する検出部の漏れ出力に対し、漏れ信号とは逆位相の電荷を調整部から発生させることで漏れ出力を相殺する。そして、調整部の圧電体層の一部を除去（または付加）することによって、０点出力（振動片に角速度等の物理量を加えていない状態における調整腕からの出力電流）を目標値以下に調整し（例えば、「０」）、第２の電極の一部を除去することによって、漏れ信号の振幅（漏れ電流）を目標値以下に調整すれば、振動漏れを抑制することができる。
【０００９】
また、第１及び第２調整部の調整用圧電体層では、除去可能な質量が調整用電極よりも大きいため、調整腕周波数の調整に有効であり、圧電体層上の第２の電極では電荷量の調整に有効であり、そのことから、粗調整及び微調整が可能となり、振動漏れの抑制範囲が広くなることと、精緻な抑制ができるという効果がある。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に係る振動片において、前記検出部の前記基部とは反対側の先端部には、前記駆動部よりも先端側に、前記検出部の他の部分よりも面積の大きい幅広部が設けられていること、が好ましい。
【００１１】
検出感度は、駆動部により励振される振動振幅の大きさと、検出部の電荷発生効率との積により決定される。そこで、駆動部よりも先端側に、幅広の検出部を設けることによって、前記検出感度を高めることができる。また、調整腕の先端部の調整による電荷量の変化は小さいので、幅広部を付加質量部と考えれば、検出周波数の調整部として用いることができる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係る振動片において、前記調整腕の長さが、前記振動腕の長さよりも短いこと、が好ましい。
【００１３】
この構成によれば、漏れ出力を調整するための調整腕の振動が、振動腕（駆動用振動腕と検出用振動腕を兼ねる）の主要な振動を阻害することがないので、振動片の振動特性が安定するとともに、振動片の小型化にも有利である。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に係る振動片において、前記調整部は、前記基部に近い位置で前記調整腕の幅方向に分岐され、且つ長さ方向に延設されていること、が好ましい。
【００１５】
調整腕の振動方向は、主面に対して面内屈曲振動である。屈曲振動によって圧縮される圧電体層の電極には＋電荷が発生し、伸長される場合には−電荷が発生する。従って、調整部を分岐することによって、分岐された一方が＋電荷、他方が−電荷を発生することになるため、発生電荷量の和を漏れ信号の調整量として出力することができる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例に係る振動片において、前記調整部は、前記調整腕の延出方向に沿って設けられている共通部と、前記共通部から前記幅方向両側に分岐し、前記延出方向に配置される複数の分岐部と、有すること、が好ましい。
【００１７】
このような構成では、複数の分岐部が共通部から分岐しているので、任意の分岐部を切断しても、他の分岐部は共通部と電気的に接続された状態を維持する。すなわち、複数の分岐部のうちの任意の分岐部の分だけ調整部の圧電体層または第２の電極の面積を小さくし、発生する電荷量を減少させることができる。しかも、複数の分岐部が調整腕の延出方向に沿って並んで設けられているので、切断される分岐部の位置および数に応じて、調整部の信号出力を簡単かつ高精度に調整することができる。
【００１８】
［適用例６］上記適用例に係る振動片において、前記複数の分岐部は、前記共通部側よりも幅方向先端側の方が幅広であること、が好ましい。
【００１９】
これにより、共通部または分岐部の途中の切断による調整部の信号出力の調整幅を大きくするとともに、先端側の幅が狭い分岐部の途中を比較的簡単に切断することができる。
【００２０】
［適用例７］上記適用例に係る振動片において、前記調整腕は、先端部に錘部が設けられ、前記基部側に調整部が設けられていること、が好ましい。
【００２１】
このように調整腕の先端部に錘部を設けることによって、調整腕の長さの増大を抑えながら漏れ振動の抑制効果を向上させることができる。
【００２２】
［適用例８］本適用例に係る振動片の製造方法は、基部と、前記基部から延出された振動腕と、前記基部から前記振動腕に並行して延出された調整腕と、前記調整腕の主面に第１の電極、第２の電極、および、前記第１の電極と第２の電極との間に圧電体層とを有し、前記第１の電極は、前記調整腕の主面側に設けられた調整部と、を形成する工程と、前記振動腕の漏れ信号を検出する工程と、前記漏れ信号の振幅が目標値の範囲外、且つ設定された調整可能値の範囲外のときに、前記圧電体層の一部を除去または付加し前記調整腕の周波数を調整する工程と、前記漏れ信号の振幅が、前記調整可能値の範囲内、且つ目標値の範囲外のときに、前記第２の電極の一部を除去または付加し前記調整部に発生する電荷を調整する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、調整部の圧電体層の一部を除去することによって調整腕の周波数を振動腕の周波数に近づけ（つまり、調整腕の振幅を大きくし、調整部から出力できる電荷の総和を増大する）、第２の電極の一部を除去または付加することによって電荷量を調整することから、効率よく振動漏れを抑制することができる。
【００２４】
［適用例９］上記適用例に係る振動片の製造方法において、前記調整部は、前記調整腕の延出方向に沿って設けられている共通部と、前記共通部から幅方向両側に分岐し、前記延出方向に配置される複数の分岐部とを有しており、前記分岐部を切断する工程を含むこと、が好ましい。
【００２５】
分岐部を切断することによって、複数の分岐部のうちの任意の分岐部の分だけ調整部の圧電体層または第２の電極の電極面積を小さくすることができる。しかも、複数の分岐部が調整腕の延出方向に沿って並んで設けられているので、切断される分岐部の位置および数に応じて、調整部の信号出力を簡単かつ高精度に調整することができる。
【００２６】
［適用例１０］本適用例に係る角速度センサーは、上記適用例のいずれかに記載の振動片と、前記駆動用振動腕を駆動させる回路と前記検出部からの信号を検出する回路とを含む電子部品と、前記振動片及び前記電子部品を格納するパッケージと、を備えたことを特徴とする。
【００２７】
本適用例によれば、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片の効果を奏する角速度センサーを提供できる。
さらに、上記構成のようなパッケージタイプの角速度センサーは、小型化・薄型化に有利であるとともに耐衝撃性が高いという特徴を有する。
【００２８】
［適用例１１］本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の振動片を備えていること、を特徴とする。
【００２９】
本適用例によれば、漏れ出力を抑制する調整が施された高感度の振動片を備えているので、高機能で安定した特性を有する電子機器を提供することができる。
【００３０】
［適用例１２］本適用例に係る移動体は、上記適用例のいずれかに記載の振動片を備えていること、を特徴とする。
【００３１】
上記振動片（または角速度センサー）は、移動体の姿勢を検出することができる。上述したように漏れ出力を抑制する調整が施され高感度の振動片を備えることによって、安定した姿勢制御が可能な移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１に係る振動片を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ切断面を示す断面図。
【図２】実施形態１に係る振動片の漏れ出力の抑制方法を示す工程説明図。
【図３】振動片１の駆動及び検出の説明図。
【図４】図２におけるステップ４の考え方を模式的に表す説明図。
【図５】図２におけるステップ５の考え方を模式的に表す説明図。
【図６】図２におけるステップ６の考え方を模式的に表す説明図。
【図７】図２におけるステップ８の考え方を模式的に表す説明図。
【図８】実施形態２に係る振動片を示す平面図。
【図９】実施形態３に係る振動片を示す平面図。
【図１０】角速度センサーの概略構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ切断面を示す断面図。
【図１１】電子機器としてのスマートフォンを概略的に示す斜視図。
【図１２】電子機器の他の具体例としてのデジタルスチルカメラを概略的に示す斜視図。
【図１３】移動体の一具体例としての自動車を概略的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
なお、以下の説明で参照する図は、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
（実施形態１）
【００３４】
図１は、実施形態１に係る振動片１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ切断面を示す断面図である。なお、本実施形態における振動片１は、角速度センサー等のセンサー素子として用いられる。図１（ａ），（ｂ）において、振動片１は、非圧電体からなる本体部１０と、本体部１０の主面１２に所定のパターンで形成される圧電体層と、圧電体層の表面に形成される第２の電極とから構成されている。振動腕２０，３０は、基部１１の一辺から同じ方向に平行に延出されている。図１（ａ）に示すように、本体部１０は基部１１と振動腕２０，３０とで音叉を構成している。
【００３５】
本体部１０には、基部１１の振動腕２０，３０が延出された辺と直交し互いに対向する辺の各々から、振動腕２０，３０と同じ方向に延出された調整腕４０，５０をさらに有している。調整腕４０，５０は、振動腕２０，３０よりも短い。また、本体部１０は、例えばシリコン（Ｓｉ）から形成される。
なお以降、主面１２を第１主面１２と表し、第１主面と対向する面（第１主面１２に対して裏面）を第２主面１３と表す。なお、第２主面１３は後述するパッケージに振動片１を固定する固定面である。
【００３６】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本体部１０の第１主面１２には、第１の電極６０が形成されている。なお、本体部１０が導電性を有する場合には、第１主面１２と第１の電極６０との間に絶縁層が形成される。振動腕２０の幅方向中央部には、第１主面１２から第１の電極６０、検出用圧電体層２１、検出用電極２２が積層形成されている。第１の電極６０、検出用圧電体層２１、検出用電極２２で構成されたパターンを第１検出部２０ｂとする。第１検出部２０ｂの基部１１とは反対側の先端部には幅広部２２ａが形成されている。また、検出用電極２２は、基部１１上で検出端子２３まで連続されている。
【００３７】
振動腕３０の幅方向中央部には、第１主面１２から第１の電極６０、検出用圧電体層３１、検出用電極３２が積層形成されている。第１の電極６０、検出用圧電体層３１、検出用電極３２で構成されたパターンを第２検出部３０ｂとする。第２検出部３０ｂの基部１１とは反対側の先端部には幅広部３２ａが形成されている。また、検出用電極３２は、基部１１上で検出端子３３まで連続されている。
【００３８】
振動腕２０において、第１検出部２０ｂを挟んで幅方向両側には、第１主面１２から第１の電極６０、駆動用圧電体層２５、駆動用電極２６と、第１の電極６０、駆動用圧電体層２７、駆動用電極２８とがそれぞれ積層形成されている。上記駆動用圧電体層と駆動用電極とを含んで第１駆動部２０ａとする。
【００３９】
一方、振動腕３０において、第２検出部３０ｂを挟んで幅方向両側には、第１主面１２から第１の電極６０、駆動用圧電体層３５、駆動用電極３６と、第１の電極６０、駆動用圧電体層３７、駆動用電極３８と、がそれぞれ積層形成されている。上記駆動用圧電体層と駆動用電極とを含んで第２駆動部３０ａとする。
【００４０】
駆動用電極２６と駆動用電極３６とは、基部１１の第１主面１２上で、共通の駆動端子２９に接続されている。
また、駆動用電極２８と駆動用電極３８とは、基部１１の第１主面１２上で、共通の駆動端子３９に接続されている。
【００４１】
調整腕４０には、第１主面１２から第１の電極６０、調整用圧電体層４１，４２、調整用電極４３，４４とがそれぞれ積層形成されており、調整用圧電体層４１及び調整用電極４３の層と、調整用圧電体層４２及び調整用電極４４の層とは、基部１１側の一端から調整腕４０の幅方向に分岐されている。調整腕４０に形成された調整用圧電体層４１，４２と調整用電極４３，４４とを含んで第１調整部４０ａとする。調整用電極４３と調整用電極４４とは、第１主面１２上の調整端子４５に接続されている。
【００４２】
一方、調整腕５０には、第１主面１２から第１の電極６０、調整用圧電体層５１，５２、調整用電極５３，５４とがそれぞれ積層形成されており、調整用圧電体層５１及び調整用電極５３の層と、調整用圧電体層５２及び調整用電極５４の層とは、基部１１側の一端から調整腕５０の幅方向に分岐されている。調整腕５０に形成された調整用圧電体層５１，５２と調整用電極５３，５４とを含んで第２調整部５０ａとする。調整用電極５３と調整用電極５４とは、第１主面１２上の調整端子５５に接続されている。
【００４３】
上述したように、第１の電極６０は、第１駆動部２０ａと第２駆動部３０ａ、第１検出部２０ｂと第２検出部３０ｂ、及び第１調整部４０ａと第２調整部５０ａにおいて共通電極であり、本実施形態ではグランド電極である。図１（ａ）に図示したグランド端子６１は、第１の電極６０の一部である。
【００４４】
ここで、検出端子２３，３３、駆動端子２９，３９、調整端子４５，５５、及びグランド端子６１は、後述する電子部品としてのＩＣチップと電気的に接続される接続用端子である。
【００４５】
なお、図１（ａ）に図示するように、本体部１０の外形形状及び上述した各圧電体層、各電極は、軸線Ｐ１に対して対称形である。
【００４６】
以上説明した本実施形態に係る振動片１は、振動腕２０，３０の形状ばらつき（特に、断面非対称になること）等に起因する検出部（第１検出部２０ｂ及び第２検出部３０ｂ）の漏れ出力に対し、漏れ信号とは逆位相の電荷を第１調整部４０ａ及び第２調整部５０ａから発生させ、漏れ出力を相殺する。そして、第１調整部４０ａ及び第２調整部５０ａの調整用圧電体層４１，４２，５１，５２の一部を除去することによって、調整腕の周波数を駆動周波数に近づけ、調整電荷量の総和を増大することができ、調整用電極４３，４４，５３，５４の一部を除去して、漏れ信号の振幅（漏れ電流）を目標値以下に調整すれば、振動漏れを抑制することができる。
【００４７】
また、第１調整部４０ａ及び第２調整部５０ａの調整用圧電体層４１，４２，５１，５２では、除去可能な質量が調整用電極４３，４４，５３，５４各々よりも大きいため、調整腕周波数の調整に有効であり、調整用電極４３，４４，５３，５４では電荷量の調整に有効であり、そのことから粗調整及び微調整が可能となり、振動漏れの抑制範囲が広くなることと、精緻な抑制ができるという効果がある。
【００４８】
また、第１検出部２０ｂ及び第２検出部３０ｂの基部１１とは反対側の先端部には、第１駆動部２０ａ及び第２駆動部３０ａよりも先端側に、第１検出部２０ｂ及び第２検出部３２ｂの他の部分よりも面積の大きい幅広部２２ａ，３２ａを設けている。検出感度は、駆動部により励振される振動振幅の大きさと、検出部の電荷発生効率との積により決定される。そこで、駆動部よりも先端側に幅広の検出部を設けることによって、検出感度を高めることできる。
また、振動腕２０，３０の先端部の調整による電荷量の変化は小さいので、幅広部２２ａ，３２ａを付加質量部と考えれば、検出周波数の調整部として用いることができる。
【００４９】
また、振動片１は、調整腕４０，５０の長さを、振動腕２０，３０の長さよりも短くしている。このようにすれば、漏れ出力を調整するための調整腕４０，５０の振動が、駆動用振動腕と検出用振動腕を兼ねている振動腕２０，３０の振動を阻害することがないので、振動片１の振動特性が安定するとともに、振動片１の小型化にも有利である。
【００５０】
さらに、調整用圧電体層４１，４２、調整用圧電体層５１，５２のそれぞれを、調整腕４０，５０各々の幅方向に分岐し、且つ長さ方向に延設している。振動方向は、第１主面１２に対して面内屈曲振動である。例えば、屈曲振動によって圧縮される調整用圧電体層５１には＋電荷が発生し、伸長される調整用圧電体層５２場合には−電荷が発生する。従って、調整用圧電体層５１，５２を分岐することによって、分岐された一方が＋電荷、他方が−電荷を発生することになるため、発生電荷量の和をとれば漏れ信号の調整電荷として出力することができる。
（実施形態１に係る振動片１の製造方法）
【００５１】
続いて、実施形態１における振動片１の製造方法について説明する。
上述した振動片１は、本体部１０をＳｉなどの非圧電体材料をフォトリソグラフィーを用いてエッチング加工することにより一体に形成する。もともと、振動腕２０，３０の断面形状は矩形状となるように設計されるが、非圧電体材料のエッチング異方性や加工プロセスのばらつきなどにより、矩形状とならずに、平行四辺形や菱形、あるいは、もっと複雑な不定形を呈する。このとき、振動腕２０，３０の断面形状が、設計されていた矩形状から大きくずれると、振動腕２０，３０の振動方向が設計値からずれて、いわゆる漏れ出力という望まない振動漏れが発生し、角速度センサーの検出感度を劣化させる要因になる。ここでは、このような漏れ出力を抑制する方法を中心に説明する。
【００５２】
図２は、本実施形態に係る振動片１の漏れ出力の抑制方法を示す工程説明図である。まず、振動片１を形成する（ステップ１：Ｓ１）。振動片１の形成は、Ｓｉウエハーをフォトリソグラフィーを用いてエッチング加工することにより図１に示すように本体部１０に形成し、その後、本体部１０の第１主面１２上に第１の電極層、圧電体層、第２の電極層の順に積層形成し、第２の電極層、圧電体層の順に周知のパターニング技術を用いて図１に示すようにパターニングする。圧電体層としては、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を１μｍ〜３μｍの厚みで成膜し、第１の電極層及び第２の電極層としては、例えばＡｕまたはＣｒ−Ａｕを厚み５００Å〜２０００Åの厚みで成膜する。
ここで、振動片１の駆動及び検出について図３を参照して説明する。
【００５３】
図３は、振動片１の駆動及び検出の説明図である。駆動端子２９と駆動端子３９とに駆動信号を印加すると、振動腕２０及び振動腕３０がＸ方向に屈曲振動（いわゆる音叉振動）する。駆動信号の周波数をｆｄとする。この際、調整腕４０，５０の周波数が駆動周波数ｆｄに近いと、振動が基部１１を介して伝わり、調整腕４０，５０がＸ方向に屈曲振動する。調整腕４０，５０の周波数をｆ‐ｔｕとする。調整腕４０，５０は、振動腕２０，３０とは逆位相の振動となる。
【００５４】
このような構成の振動片１は、振動腕２０，３０に所定の駆動信号を印加して振動させた状態で、振動片１に角速度が加わったときに、振動腕２０，３０がコリオリ力によるＺ方向に振動し（ウォークモード振動と呼ばれる）、検出信号を出力する。この検出振動の周波数をｆｓとする。
【００５５】
振動片１を形成する際、駆動周波数（ｆｄ）と調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）と検出周波数（ｆｓ）との関係は、ｆｓ＞ｆｄ＞ｆ‐ｔｕ、つまり、駆動周波数（ｆｄ）に対して調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）が低くなるように、本体部１０の形状形成を行う。
【００５６】
次に、振動片１が、駆動周波数（ｆｄ）＞調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）であるか判定する（ステップ２：Ｓ２）。ここで、駆動周波数（ｆｄ）＜調整腕周波数ｆ‐ｔｕの場合（ＮＯ）、以降の工程の実行によっても振動漏れ抑制が困難であることから排除される。駆動周波数（ｆｄ）＞調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）の場合（ＹＥＳ）、０点出力電流を測定し、漏れ信号の位相と振幅を把握する（ステップ３：Ｓ３）。０点出力電流とは、振動片１に角速度を加えていない状態の調整腕４０，５０の出力電流である。
【００５７】
次に、漏れ信号の振幅（漏れ電流）と目標値とを比較する（ステップ４：Ｓ４）。このことを図４を参照して説明する。
図４は、図２におけるステップ４の考え方を模式的に表す説明図である。漏れ信号の振幅（漏れ電流）が予め設置された目標値よりも小さければ、漏れ振動が抑制された状態であると判定し、漏れ振動抑制のためのプロセスを終了する。また、漏れ信号の振幅（漏れ電流）が予め設置された目標値よりも大きければ（ＮＯ）、次の工程に移行する。
【００５８】
続いて、漏れ信号の振幅（漏れ電流）＞目標値の場合の漏れ信号の振幅（電流）が調整可能値範囲内にあるか比較を行う（ステップ５：Ｓ５）。このことを図５を参照して説明する。
図５は、図２におけるステップ５の考え方を模式的に表す説明図である。ここで、漏れ信号の振幅（漏れ電流）＜調整可能値の場合には、調整用圧電体層４１，４２，５１，５２のトリミングは不要と判定し、調整用電極４３，４４，５３，５４のトリミング（ステップ８：Ｓ８）に移行する。また、漏れ信号の振幅＞調整可能値の場合には、調整用圧電体層４１，４２，５１，５２のトリミング（ステップ６：Ｓ６）に移行する。
なお、トリミングとは、調整用圧電体層４１，４２，５１，５２または調整用電極４３，４４，５３，５４の一部を除去することである。
【００５９】
次に、調整用圧電体層４１，４２，５１，５２のトリミングについて図６を参照して説明する。
図６は、図２におけるステップ６の考え方を模式的に表す説明図である。調整用圧電体層４１，４２，５１，５２のトリミングには、予めトリミング量と出力電荷量の差（駆動周波数（ｆｄ）−調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ））の関係を求めておき、トリミング量を算出する。図６（ａ）に示すように、駆動周波数（ｆｄ）と調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）の差が小さいほど総出力電荷量は大きくなる。つまり、検出出力が高くなる。従って、調整腕４０，５０の調整用圧電体層４１，４２，５１，５２のいずれかをトリミングして調整腕４０，５０の周波数を駆動周波数に近づける。従って、駆動周波数（ｆｄ）≒調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）となるまでトリミングすることが好ましい。
【００６０】
次に、駆動周波数（ｆｄ）≒調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）になったことを判定する（ステップ７：Ｓ７）。なお、駆動周波数（ｆｄ）と調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）との許容差（差の目標値）は図６（ｂ）を参照して、予め設定されている。ここで、駆動周波数（ｆｄ）≒調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）まで達していないと判定された場合（ＮＯ）には、駆動周波数（ｆｄ）と調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）の差が許容値になるまで調整用圧電体層４１，４２，５１，５２のトリミング（ステップ６）を行う。駆動周波数（ｆｄ）と調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）の差が許容値の範囲の場合（ＹＥＳ）には、調整用圧電体層４１，５２，５１，５２のトリミング工程に移行する。
図６（ｂ）は、調整用圧電体層４１，５２，５１，５２のトリミングの１例を表している。
【００６１】
図６（ｂ）では、調整用圧電体層５１，５２の一部を除去した場合を例示しているが、調整腕４０側の調整用圧電体層４１，４２をトリミングする場合もあり、または、調整腕４０及び調整腕５０の調整用圧電体層の両方をトリミングする場合もある。
ステップ６における調整用圧電体層４１，４２，５１，５２のトリミングは、レーザー等を用いて一部を除去することから、各調整用圧電体層の表面に形成される各調整用電極も一緒に除去される。また、同じ領域の第１の電極６０も同時にトリミングしてもよい。これは、調整用電極トリミングによる調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）への影響は、調整用圧電体層トリミングに比べはるかに小さいためである。
【００６２】
駆動周波数（ｆｄ）と調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）の差が許容値の範囲内（例えば、駆動周波数（ｆｄ）≒調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ））になったところで、第１調整部４０ａ及び第２調整部５０ａの調整用電極トリミングに移行する（ステップ８：Ｓ８）。
【００６３】
次に、調整腕４０，５０の調整用電極トリミングについて図７を参照して説明する。
図７は、図２におけるステップ８の考え方を模式的に表す説明図である。図７（ａ）に示すように、まず、調整腕４０，５０の調整用電極４３，４４，５３，５４のいずれかの一部を除去し、出力電荷を発生させる。続いて、０点出力が目標値になるまで調整用電極４３，４４，５３，５４のトリミングを行う。図７（ｂ）では、調整用電極５３の一部を除去した場合を例示しているが、調整用電極５４をトリミングする場合や、調整腕４０側の調整用電極４３，４４をトリミングする場合もあり、または、調整腕４０及び調整腕５０の調整用電極の両方をトリミングする場合もある。
【００６４】
ここで、調整腕４０，５０の出力電荷について説明する。例えば、調整腕４０が−Ｘ方向に変位した場合、調整用圧電体層４１が圧縮され＋電荷が発生するとすれば、調整用圧電体層４２は伸長されることから−電荷が発生する。調整用電極４３と調整用電極４４とは接続されていることから、調整端子４５では調整用圧電体層４１で発生する電荷と調整用圧電体層４２で発生する電荷の和が出力電荷量として検出できる。
【００６５】
調整腕５０側においても調整腕４０側と同様にして調整端子５５では、調整用圧電体層５１で発生する電荷と調整用圧電体層５２で発生する電荷の和が電荷量として検出できる。
調整腕４０側の調整用電極４３，４４と、調整腕５０側の調整用電極５３，５４とは、電気的に分離されていることから、調整腕４０と調整腕５０に発生する電荷量を個別に把握できる。従って、それぞれ別個に漏れ電流（漏れ信号の振幅）の調整を行うことができる。
【００６６】
ステップ９において、０点出力＜目標値にならない場合（ＮＯ）には、電極トリミングをさらに実行し、０点出力＜目標値になった場合（ＹＥＳ）は、振動漏れが抑制できたとして、チューニングプロセスは終了する。
【００６７】
以上説明した振動片１の製造方法によれば、第１調整部４０ａ及び第２調整部５０ａの調整用圧電体層４１，４２，５１，５２では、除去可能な質量が調整用電極４３，４４，５３，５４よりも大きいため、調整腕周波数の調整に有効であり、圧電体層上の第２の電極では電荷量の調整に有効であり、そのことから、粗調整及び微調整が可能となり、振動漏れの抑制範囲が広くなることと、精緻な抑制ができ、効率よく振動漏れを抑制すことができるという効果がある。
【００６８】
なお、上記ステップ６では、調整腕の調整用圧電体層４１，４２，５１，５２の一部を除去してトリミングを行い、ステップ８では調整用電極４３，４４，５３，５４の一部を除去してトリミングを行っているが、双方共に、一部を付加しても同様な効果が得られる。
（実施形態２）
【００６９】
続いて、実施形態２に係る振動片２について説明する。実施形態２は、調整腕４０，５０に設けられる調整用圧電体層と調整用電極とから構成される調整部が、調整腕４０，５０の延出方向に延設される共通部と、共通部から幅方向両側に分岐し、延設方向に配置される複数の分岐部とを有していることを特徴とする。従って、実施形態１との相違箇所を中心に、実施形態１との共通部分には同じ符号を付して説明する。
【００７０】
図８は、実施形態２に係る振動片２を示す平面図である。振動腕２０，３０は、基部１１の一辺から同じ方向に平行に延出され、基部１１の振動腕２０，３０が延出された辺と直交し対向する辺の各々から、振動腕２０，３０と同じ方向に延出された調整腕４０，５０がさらに形成されている。調整腕４０，５０は、振動腕２０，３０よりも短い。本体部１０は、例えばＳｉから形成される。本体部１０の形状、及び振動腕２０，３０のそれぞれに形成される駆動用圧電体層、検出用電極のパターンは、実施形態１（図１（ａ）、参照）と同じである。なお、本体部１０の第１主面１２の表面には第１の電極（共通電極）６０が形成されている。
【００７１】
図８に示すように、調整腕４０には調整用圧電体層１４１と調整用電極１４２とからなる第１調整部１４０が設けられている。第１調整部１４０は、幅方向のほぼ中央部に長さ方向に延設された共通部１４３と、共通部１４３から幅方向両側に分岐された幅狭部１４４と、幅狭部１４４の先端に延設された幅広部１４５とから形成された分岐部１４６を有している。図８では、分岐部１４６が長さ方向に４個ずつ計８個配列された場合を図示しているが、分岐部１４６の数はこれに限定されない。
【００７２】
調整腕５０にも同様に、調整用圧電体層１５１と調整用電極１５２とからなる第２調整部１５０が設けられている。第２調整部１５０は、幅方向のほぼ中央部に長さ方向に延設された共通部１５３と、共通部１５３から幅方向両側に分岐された幅狭部１５４と、幅狭部１５４の先端に延設された幅広部１５５とから形成された分岐部１５６を有している。図８では、分岐部１５６が長さ方向に４個ずつ計８個配列された場合を図示しているが、分岐部１５６の数はこれに限定されない。
なお、第１調整部１４０と第２調整部１５０とは、軸線Ｐ１に対して対称形をなす。
【００７３】
調整用電極１４２は、振動腕２０に設けられた検出用電極２２と検出端子２３で接続されている。また、調整用電極１５２は、振動腕３０に設けられた検出用電極３２と検出端子３３で接続されている。
なお、調整用電極１４２と駆動用電極２６との交差部と、調整用電極１５２と検出用電極３２との交差部には、絶縁層（図示せず）が設けられる。
【００７４】
なお、本実施形態による振動片２の漏れ振動抑制方法は、前述した実施形態１（図２、参照）と同様な考え方で実行できる。例えば、ステップ６では、調整腕４０，５０の調整用圧電体層１４１，１５１のトリミングを行うが、本実施形態では図６（ａ）に示すように、予めトリミング量と出力電荷量の増加量（駆動周波数（ｆｄ）−調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ））の関係を求めておき、トリミング量を算出し、複数の分岐部１４６，１５６のいずれかを選択して切断することで調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ）≒駆動周波数（ｆｄ）とすることができる。
【００７５】
また、ステップ８の調整用電極のトリミングでは、上記分岐部切断後に残った複数の分岐部１４６，１５６の調整用電極１４２，１４３をトリミングすることで漏れ信号の振幅（漏れ電流）を目標値以下に調整することができる。この際、調整用電極１４２，１４３を分岐部毎に切断しても、任意量を除去してもよい。
【００７６】
以上説明した実施形態２によれば、複数の分岐部１４６が共通部１４３から分岐しているので、任意の分岐部を切断しても、電気的に接続された状態を維持することができる。すなわち第１調整部１４０または第２調整部１５０の複数の分岐部１４６のうちの任意の分岐部の分だけ切断すれば、振動漏れの抑制を実現できる。
なお、予めトリミング量（分岐部１４６，１５６の切断位置と数）と出力電荷量の増加量（駆動周波数（ｆｄ）−調整腕周波数（ｆ‐ｔｕ））との関係を算出しておけば、効率よく振動漏れの抑制を実現できる。
【００７７】
また、検出用電極２２と調整用電極１４２とを電気的に接続し、検出用電極３２と調整用電極１５２とを電気的に接続している。調整腕４０，５０が発生する電気信号は、検出用電極２２，２３の出力信号に重畳される。このことから、調整腕４０，５０の出力信号によって漏れ振動の成分を打ち消すことができる。
【００７８】
なお、前述した実施形態１の振動片１においても、検出用電極２２と調整用電極４３，４４とを電気的に接続し、検出用電極３２と調整用電極５３，５４とを電気的に接続する構成とすることができる。
【００７９】
なお、上述した調整用圧電体層のトリミングと調整用電極のトリミングの役割を考慮すると、第１調整部１４０、第２調整部１５０の各分岐部のうち、先端側の分岐部には、調整用電極をしない構成としてもよい。
（実施形態３）
【００８０】
続いて、実施形態３に係る振動片３について説明する。実施形態３は、調整腕４０，５０の先端部に錘部、基部１１側に調整部が設けられていることを特徴とする。従って、実施形態１との相違箇所を中心に、実施形態１と共通分には同じ符号を付して説明する。
図９は、実施形態３に係る振動片３を示す平面図である。図９に示すように、調整腕４０の先端部には幅広の錘部４６が形成され、調整腕５０の先端部には幅広の錘部５６が形成されている。調整腕４０には、錘部４６から離れた位置に第１調整部４０ａが形成されており、調整腕５０には錘部５６から離れた位置に第２調整部５０ａが形成されている。第１調整部４０ａと第２調整部５０ａとは、実施形態１（図１、参照）と同じ構成である。
【００８１】
錘部４６の第１主面１２には調整用圧電体層４７が形成され、錘部５６の第１主面１２には調整用圧電体層５７が形成されている。
【００８２】
振動片３の漏れ振動の抑制方法は、前述した実施形態１と同じチューニングプロセス（図２、参照）を踏襲可能であるが、調整腕４０，５０の先端部には錘部４６，５６を備え、先端部にある調整用圧電体層４７，５７をトリミングすることにより、より調整腕周波数の調整範囲を広くすることができる。なお、振動片３の製造の効率を考慮すれば、調整用圧電体層４７，５７に表面に第２の電極を形成してもよい。
【００８３】
このように、調整腕４０，５０の先端側に錘部４６，５６を備えることによって、調整腕４０，５０の長さの増大を抑えながら漏れ振動の抑制効果を向上させることができると共に、漏れ振動を抑制するための調整範囲が広くとれ、さらに第１調整部４０ａと第２調整部５０ａのトリミングによって、漏れ振動抑制のための精緻な調整が可能となる。
【００８４】
なお。図９では、第１調整部４０ａ及び第２調整部５０ａは、実施形態１と同じ構成を例示しているが、実施形態２（図８、参照）と同じ構成も適用できる。
【００８５】
なお、各圧電体層としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）に限らず、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、ランガサイト（Ｌａ3Ｇａ5ＳｉＯ14）などの酸化物基板や、ガラス基板上に窒化アルミニウムや五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）などの圧電体材料を積層させて構成された積層圧電基板、あるいは圧電セラミックスなどを用いることができる。
【００８６】
また、前述した各実施形態の振動片１，２，３のいずれも、振動腕２０，３０に第１駆動部２０ａ、第２駆動部３０ａ、第１検出部２０ｂ、第２検出部３０ｂを備えた振動腕と検出腕を兼用する形態であるが、振動腕と検出腕とが別個に備えられたいわゆるＨ型振動片にも応用可能である。
（角速度センサー）
【００８７】
続いて、前述した振動片１を用いた角速度センサーについて説明する。
図１０は、角速度センサーの概略構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ切断面を示す断面図である。なお、（ａ）は蓋部材を透視した状態を表している。図１０（ａ），（ｂ）において、角速度センサー１００は、センサー素子としての振動片１と、振動片１を駆動させる回路と検出部からの信号を検出する回路（共に図示せず）とを含む電子部品としてのＩＣチップ１１０と、振動片１及びＩＣチップ１１０を格納するパッケージと、から構成されている。
【００８８】
パッケージは、パッケージ本体９０と蓋部材としてのリッド９５とで内部空間を有して構成されており、この内部空間に振動片１とＩＣチップ１１０とが格納されている。パッケージ本体９０は、セラミックス等で成形された平面形状が矩形の容器である。パッケージ本体９０の内部は２段構成の底面が設けられており、最下部底面９１にはＩＣチップ１１０が接着剤８５によって固着されている。また、上部底面９２には、振動片１が接着剤８５によって固着されている。ＩＣチップ１１０の上部には振動片１が配置されている。振動片１は、第２主面１３においてはパッケージ本体９０の上部底面９２に接着剤８５によって固着されている。
なお、角速度センサー１００は、図１０では、前述した実施形態１の振動片１を例示しているが、実施形態２の振動片２及び実施形態３の振動片３も適用できる。
【００８９】
パッケージ本体９０の上部底面９２には、接続端子７１〜７６が形成されている。これらの接続端子は、振動片１の第１主面１２に設けられた接続端子に接続される。具体的には、検出端子２３と接続端子７１、検出端子３３と接続端子７３、駆動端子２９と接続端子７２、駆動端子３９と接続端子７４、調整端子４５と接続端子７６、調整端子５５と接続端子７５とが、ボンディングワイヤー８０によって接続されている。接続端子７１〜７６の各々は、パッケージ本体９０の上部底面９２及び最下部底面９１に連続して設けられた配線によってＩＣチップ１１０に設けられた端子に接続される。
【００９０】
角速度センサー１００は、パッケージ本体９０内にＩＣチップ１１０及び振動片１を固着し、両者を電気的接合した後、パッケージ本体９０の周縁部にリッド９５が固着され構成される。パッケージ内部は、真空状態にすることが望ましい。また、図示は省略するが、パッケージの外側には外部端子が設けられ、ＩＣチップ１１０への電力供給やＩＣチップ１１０からの信号を出力する複数の外部端子が設けられている。
【００９１】
このように構成される角速度センサー１００は、前述した実施形態１、実施形態２、実施形態３の振動片１，２，３のいずれかを用いることから、各実施形態に記載の効果を奏する。
また、上記構成のようなパッケージタイプの角速度センサー１００は、小型化・薄型化に有利であるとともに耐衝撃性が高いという特徴を有する。
（電子機器）
【００９２】
続いて、前述した実施形態１〜実施形態３の振動片１，２，３のいずれかを用いた角速度センサー１００を備えた電子機器について、具体例としてスマートフォン、デジタルスチルカメラ、移動体の例としての自動車をあげ説明する。
【００９３】
図１１は、電子機器としてのスマートフォン２０１を概略的に示す斜視図である。スマートフォン２０１には、振動片１（または振動片２または振動片３）を有する角速度センサー１００が組み込まれている。角速度センサー１００では、スマートフォン２０１の姿勢を検出するモーションセンシングが実施される。角速度センサー１００の検出信号は、例えばマイクロコンピューターチップ（ＭＰＵ）２０２に供給される。ＭＰＵ２０２は、モーションセンシングに応じて様々な処理を実行することができる。このようなモーションセンシングは、携帯電話機、携帯型ゲーム機、ゲームコントローラー、カーナビゲーションシステム、ポインティングデバイス、ヘッドマウンティングディスプレイ、タブレットパソコン等の電子機器で利用することができる。
【００９４】
図１２は、電子機器の他の具体例としてのデジタルスチルカメラ（以下「カメラ」という）２０３を概略的に示す斜視図である。カメラ２０３には、振動片１（または振動片２または振動片３）を有する角速度センサー１００が組み込まれている。角速度センサー１００は、カメラ２０３の姿勢を検出することができる。角速度センサー１００の検出信号は、手ぶれ補正装置２０４に供給される。手ぶれ補正装置２０４は、角速度センサー１００の検出信号に応じて例えばレンズセット２０５内の特定のレンズを移動させ、手ぶれ補正を行うことができる。その他、手ぶれ補正はデジタルビデオカメラに利用することができる。
（移動体）
【００９５】
続いて、前述した実施形態１〜実施形態３の振動片１，２，３のいずれかを用いた角速度センサー１００を備えた移動体について説明する。
図１３は、移動体の一具体例としての自動車２０６を概略的に示す斜視図である。自動車２０６には、振動片１（または振動片２または振動片３）を有する角速度センサー１００が組み込まれている。角速度センサー１００は、車体２０７の姿勢を検出することができる。角速度センサー１００の検出信号は車体姿勢制御装置２０８に供給される。車体姿勢制御装置２０８は、例えば車体２０７の姿勢に応じてサスペンションの硬軟を制御したり個々の車輪２０９のブレーキを制御したりすることができる。このような姿勢制御は二足歩行ロボットや航空機、ヘリコプター等の各種移動体で利用することができる。
【００９６】
上記電子機器の各具体例において、漏れ出力を抑制する調整が施された高感度の振動片１（または振動片２または振動片３）を備えているので、高機能で安定した特性を有する電子機器を提供することができる。
例えば、スマートフォン２０１の場合には、姿勢を検出するモーションセンシングが実施によって、スマートフォン２０１の姿勢を正確に検出できる。
また、デジタルスチルカメラ２０３の場合には、精緻な手振れ補正を行うことを可能にする。
また、自動車２０６の車体姿勢制御装置２０８の場合には、車体２０７の姿勢を正確に検出することができるという効果がある。
【符号の説明】
【００９７】
１…振動片、１１…基部、１２…第１主面、２０，３０…振動腕、２０ａ…第１駆動部、２０ｂ…第１検出部、３０ａ…第２駆動部、３０ｂ…第２検出部、４０，５０…調整腕、４０ａ…第１調整部、４１，４２，５１，５２…調整用圧電体層、４３，４４，５３，５４…調整用電極、５０ｂ…第２調整部、６０…第１の電極。
【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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