(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板面に沿って駆動振動する振動体にコリオリ力の作用で生じる検出振動に基づいて角速度を検出する角速度検出素子であって、
前記振動体は、
前記平板面の中心で固定されている中心基部と、
前記平板面にて等角度間隔で前記中心基部から放射方向に延伸している４つの検出梁部と、
隣接する前記４つの検出梁部の間に連結されており、錘が付設されている、４つの内側連結梁部と、
隣接する前記４つの検出梁部の間に連結されており、錘が付設され、前記内側連結梁部よりも放射方向の外側に配置されている、４つの外側連結梁部と、を備え、
前記４つの検出梁部の各々は、
放射方向の内側の端部で前記中心基部に連結されている基端検出梁と、
放射方向の内側の端部で前記基端検出梁に連結されており、前記平板面にて放射方向に対して直交する第１方向側に隣接する前記外側連結梁部と第１方向とは反対方向である第２方向側に隣接する前記外側連結梁部とに、放射方向の外側の端部で連結されている、中央検出梁と、
放射方向の内側の端部で前記基端検出梁に連結されており、放射方向の外側の端部で第１方向側に隣接する前記内側連結梁部に連結されている第１方向側検出梁と、
放射方向の内側の端部で前記基端検出梁に連結されており、放射方向の内側の端部で第２方向側に隣接する前記内側連結梁部に連結されている第２方向側検出梁と、を備え、
前記振動体の駆動振動にて、前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの一方は、前記検出梁部を間に介して隣り合う錘同士が、前記平板面にて前記検出梁部を境に鏡像関係となる方位に変位し、前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの他方は静止する、
角速度検出素子。
【請求項２】
駆動振動する前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの一方は、各錘が放射方向に沿って同位相で変位する、請求項１に記載の角速度検出素子。
【請求項３】
駆動振動にて静止する前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの他方の検出振動に基づいて、前記振動体の検出振動を検出する、請求項２に記載の角速度検出素子。
【請求項４】
前記外側連結梁部と前記内側連結梁部とが、互いに反対方向に前記平板面に垂直な方向に沿って変位するような、前記振動体の検出振動を検出する、請求項３に記載の角速度検出素子。
【請求項５】
前記外側連結梁部と前記内側連結梁部とが、互いに反対方向に前記平板面に垂直な軸回りに回転するような、前記振動体の検出振動を検出する、請求項３または４に記載の角速度検出素子。
【請求項６】
駆動振動する前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの一方は、前記検出梁部を間に介して隣り合う錘同士が、前記平板面に垂直な軸回りに互いに反対方向に回転する、請求項１に記載の角速度検出素子。
【請求項７】
駆動振動する前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの一方は、前記平板面にて放射方向に対して交差する方向に延伸して前記検出梁部に連結される第１の連結梁と、前記平板面にて放射方向に延伸して前記第１の連結梁に連結される第２の連結梁と、前記第２の連結梁に連結される錘と、を備え、
駆動振動にて静止する前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの他方は、検出振動にて静止する、請求項６に記載の角速度検出素子。
【請求項８】
前記振動体を駆動振動させる駆動用圧電素子と、前記振動体の検出振動を検出する検出用圧電素子と、を備える、請求項１〜７のいずれかに記載の角速度検出素子。
【請求項９】
前記駆動用圧電素子の駆動電圧を制御するために、前記振動体の駆動振動を検出するモニタ用圧電素子を備える、請求項８に記載の角速度検出素子。
【請求項１０】
前記振動体は単一の基材から構成されている、請求項１〜９のいずれかに記載の角速度検出素子。
【請求項１１】
前記基材は半導体ウェハからなる、請求項１０に記載の角速度検出素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コリオリ力を利用して角速度を検出する角速度検出素子に関する。特には、振動体を平板面の面内方向に駆動振動させ、コリオリ力によって面内方向または面外方向に生じる検出振動に基づいて、角速度を検出する角速度検出素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、従来の角速度検出素子の構成例について説明する。ここでは、平板面を有する角速度検出素子の平板面に垂直な方向（厚み方向）に沿う軸を直交座標系のＺ軸とする。また、平板面に沿い互いに直交する２軸を直交座標系のＸ軸およびＹ軸とする。【０００３】
図１６（Ａ）は、第１の従来例に係る角速度検出素子２０１（例えば、特許文献１参照。）のＸ−Ｙ面平面図である。【０００４】
角速度検出素子２０１は、支持部２０２と、アーム部２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃと、圧電機能層２０４Ａ，２０４Ｂ，２０４Ｃと、固定部２０５と、緩衝部２０６と、を備えている。固定部２０５と、緩衝部２０６と、支持部２０２と、アーム部２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃとは、一体に構成されている。固定部２０５は、Ｚ軸負方向側の面が図示していない支持基板に接合されている。また、固定部２０５は、後述する圧電機能層２０４Ａ，２０４Ｂ，２０４Ｃに電気的に接続される端子電極がＺ軸正方向側の面に設けられている。緩衝部２０６は、固定部２０５からＹ軸正方向に延伸されている。緩衝部２０６におけるＸ軸方向の幅は、支持部２０２や固定部２０５の幅よりも狭くなっている。支持部２０２は、緩衝部２０６からＹ軸正方向に延伸されている。アーム部２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃは、支持部２０２からＹ軸正方向に延伸され、互いに平行する。緩衝部２０６と支持部２０２とアーム部２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃとは、支持基板から浮き上がる状態で、固定部２０５に支持されている。圧電機能層２０４Ａ，２０４Ｂ，２０４Ｃは、それぞれアーム部２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３ＣのＺ軸正方向側の面に設けられている。圧電機能層２０４Ａ，２０４Ｃは、アーム部２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃに駆動振動を励起させる機能を有している。具体的には、圧電機能層２０４Ａ，２０４Ｃは、駆動信号が入力されることで伸縮する。圧電機能層２０４Ａ，２０４Ｃが伸縮することにより、アーム部２０３Ａ，２０３Ｃは、Ｚ軸方向に撓むように駆動振動する。アーム部２０３Ａとアーム部２０３Ｃとで、駆動振動は同相で励起される。これにより、アーム部２０３Ｂは、アーム部２０３Ａ，２０３Ｃの駆動振動に連成振動し、同じくＺ軸に沿って駆動振動する。アーム部２０３Ｂの駆動振動は、アーム部２０３Ａ，２０３Ｃの駆動振動とは、逆相で励起される。圧電機能層２０４Ｂは、アーム部２０３Ｂの検出振動を検出する機能を有している。アーム部２０３Ｂが駆動振動する状態で、Ｙ軸回りに角速度が作用すると、アーム部２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃにコリオリ力が生じ、アーム部２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３ＣはＸ軸方向に撓むように検出振動する。アーム部２０３Ｂの検出振動は、圧電機能層２０４Ｂの圧電効果により検出される。【０００５】
図１６（Ｂ）は、第２の従来例に係る角速度検出素子２５１（例えば、特許文献２参照。）の斜視図である。【０００６】
角速度検出素子２５１は、基部２５２と、検出梁２５３Ａ〜２５３Ｄと、枠体２５６とを備えている。基部２５２は、角速度検出素子２５１の平板面における中心に位置している。検出梁２５３Ａ〜２５３Ｄは、それぞれ、基部２５２から十字状に延伸している。検出梁２５３Ａ〜２５３Ｄの一端は基部２５２に接続されている。検出梁２５３Ａ〜２５３Ｄの他端は、枠体２５６に接続されている。枠体２５６は、平面視して略正方形状であり、その略正方形の頂点に位置するコーナー２５４Ａ〜２５４Ｄと、コーナー２５４Ａ〜２５４Ｄの間を接続する駆動梁２５５Ａ〜２５５Ｄと、により構成されている。駆動梁２５５Ａ〜２５５Ｄは、それぞれ、マス２５７Ａ〜２５７Ｄが付設されている。マス２５７Ａ〜２５７Ｄは、駆動梁２５５Ａ〜２５５Ｄのそれぞれを挟むように設けられた一対の補助マスにより構成されている。マス２５７Ａ〜２５７Ｄそれぞれを構成する一対の補助マスは、駆動梁２５５Ａ〜２５５Ｄの中央部分に連結されている。【０００７】
駆動梁２５５Ａ〜２５５Ｄの表面には、駆動用圧電素子２６０〜２６３が設けられている。駆動用圧電素子２６０〜２６３は、それぞれ、一対の圧電素子により構成されている。駆動用圧電素子２６０〜２６３を構成する一対の圧電素子は、駆動梁２５５Ａ〜２５５Ｄの延伸方向に沿って互いに並行配置されている。駆動用圧電素子２６０〜２６３は、駆動電圧が印加されることにより伸縮する。駆動梁２５５Ａ〜２５５Ｄは、駆動用圧電素子２６０〜２６３により駆動され、Ｘ−Ｙ面に沿って、基部２５２に向かう方向と基部２５２から離れる方向とに交互に変位するように駆動振動する。駆動梁２５５Ａ〜２５５Ｄの駆動振動は、それぞれ同相で励起する。【０００８】
検出梁２５３Ａ〜２５３Ｄの表面には、検出用圧電素子２６４〜２６７が設けられている。検出用圧電素子２６４〜２６７は、それぞれ、一対の圧電素子により構成されている。検出用圧電素子２６４〜２６７を構成する一対の圧電素子は、検出梁２５３Ａ〜２５３Ｄの延伸方向に沿って互いに並行配置されている。角速度検出素子２５１に角速度が加わった場合、発生するコリオリ力によって検出梁２５３Ａ〜２５３Ｄは検出振動する。検出用圧電素子２６４〜２６７は、検出梁２５３Ａ〜２５３Ｄの検出振動を検出する。より具体的には、駆動梁２５５Ａ〜２５５Ｄが駆動振動している状態で、角速度検出素子２５１にＺ軸方向回りの角速度が加わった場合、マス２５７Ａ〜２５７Ｄに、角速度の作用方向および駆動振動方向に垂直な向きに、コリオリ力が発生する。即ち、コリオリ力は、駆動梁２５５Ａ〜２５５Ｄの静止状態における延伸方向に平行な方向に発生する。このコリオリ力によって、マス２５７Ａ〜２５７Ｄに変位（検出振動）が発生する。マス２５７Ａ〜２５７Ｄの検出振動は、駆動梁２５５Ａ〜２５５Ｄ及びコーナー２５４Ａ〜２５４Ｄを介して検出梁２５３Ａ〜２５３Ｄへと伝搬し、検出梁２５３Ａ〜２５３Ｄを検出振動させる。検出梁２５３Ａ〜２５３Ｄの検出振動は、検出用圧電素子２６４〜２６７によって検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２２４６２８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５８３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した角速度検出素子２０１は、１軸回りの角速度のみしか検出することができず、複数の軸回りの角速度を検出するためには、検知したい軸に向けて複数の角速度検出素子２０１を配置する必要があった。このため、パッケージサイズの増大や、コストアップなどが招かれてしまうという問題があった。また、検出振動を検出するための圧電機能層２０４Ｂが設けられているアーム部２０３Ｂは、Ｚ軸に沿って両脇のアーム部２０３Ａ，２０３Ｃとは反対方向に駆動振動するため、角速度が作用していない状態であっても圧電機能層２０４Ｂが駆動振動による信号を出力してしまう。この信号は、後段の回路によって取り除かれることになるが、角速度の検出感度や検出精度が低下する要因となることがあった。【００１１】
また、上述した角速度検出素子２５１は、Ｚ軸回りの角速度が作用する場合に、全てのマスがＺ軸回りで同方向に回転するように検出振動する。このため、Ｚ軸回りの角速度が作用する場合に、錘の振動が中心基部にトルクとして作用する。Ｚ軸回りの角速度だけでなく、Ｘ軸回りの角速度や、Ｙ軸回りの角速度が作用する場合にも、同様に中心基部に面外方向のトルクとして作用する。すなわち、角速度検出素子２５１では、検出振動が構造内に閉じ込められずに漏れ、検出梁を効率よく変形させることができずに検出感度が低下してしまうという問題がある。さらには、逆に、外部構造体に作用する応力や振動の影響で、上述の検出振動が生じることや、温度変化や基板応力の変化による特性変動が引き起こされることがあり、検出精度が低下するという問題もあった。【００１２】
そこで本発明の目的は、パッケージサイズの増大やコストアップなどを招くことなく、直交座標系の全ての軸回りの角速度を検出することが可能であり、その上、駆動振動による検出信号の発生を防ぐことが可能であり、さらには、駆動振動や検出振動を振動体内部に閉じ込めて高い検出感度と検出精度とを実現できる角速度検出素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係る角速度検出素子は、平板面に沿って駆動振動する振動体にコリオリ力の作用で生じる検出振動に基づいて角速度を検出する。振動体は、中心基部と、４つの検出梁部と、４つの内側連結梁部と、４つの外側連結梁部と、を備えている。中心基部は、前記平板面の中心で固定されている。４つの検出梁部は、前記平板面にて等角度間隔で前記中心基部から放射方向に延伸している。４つの内側連結梁部は、隣接する前記４つの検出梁部の間に連結されており、錘が付設されている。４つの外側連結梁部は、隣接する前記４つの検出梁部の間に連結されており、錘が付設されている。また、前記外側連結梁部は、前記内側連結梁部よりも放射方向の外側に配置されている。４つの検出梁部の各々は、基端検出梁と、中央検出梁と、第１方向側検出梁と、第２方向側検出梁と、を備えている。基端検出梁は、放射方向の内側の端部で前記中心基部に連結されている。中央検出梁は、放射方向の内側の端部で前記基端検出梁に連結されており、第１方向側に隣接する前記外側連結梁部と第２方向側に隣接する前記外側連結梁部とに、放射方向の外側の端部で連結されている。第１方向は、前記平板面にて放射方向に対して直交する方向である。第２方向は、第１方向とは反対方向である。第１方向側検出梁は、放射方向の内側の端部で前記基端検出梁に連結されており、放射方向の外側の端部で第１方向側に隣接する前記内側連結梁部に連結されている。第２方向側検出梁は、放射方向の内側の端部で前記基端検出梁に連結されており、放射方向の外側の端部で第２方向側に隣接する前記内側連結梁部に連結されている。前記振動体の駆動振動にて、前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの一方は、前記検出梁部を間に介して隣り合う錘同士が、前記平板面にて前記検出梁部を境に鏡像関係となる方位に変位し、前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの他方は静止する。【００１４】
この構成では、直交座標系の３軸回りの角速度による検出振動それぞれを、分離して検出することが可能である。その上、外側連結梁部や内側連結梁部の駆動振動が検出梁部に両側から伝達されて吊り合うことにより、駆動振動によって検出梁部の中央検出梁や基端検出梁が第１方向や第２方向に変形することが抑制される。したがって、駆動振動が中央検出梁を介して外側連結梁部や内側連結梁部に伝達されることを防ぐことができ、また、駆動振動が基端検出梁を介して中心基部に伝達されることを防ぐことができ、検出感度が向上する。また、外部構造体の振動や変形などの影響を受けて駆動振動が生じることが無く、検出精度が向上する。したがって、角速度の検出感度と検出精度とが向上することになる。さらには、外部構造体に作用する応力の変化や温度変化などによる特性変動が抑制される。【００１５】
上述の角速度検出素子では、駆動振動する前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの一方は、各錘が放射方向に沿って同位相で変位してもよく、前記検出梁部を間に介して隣り合う錘同士が、前記平板面に垂直な軸回りに互いに反対方向に回転してもよい。【００１６】
いずれの構成でも、検出梁部を間に介して隣り合う錘同士を、平板面にて検出梁部を境に鏡像関係となる方位に変位させることができる。【００１７】
上述の角速度検出素子では、駆動振動する前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの一方は、平板面にて放射方向に対して交差する方向に延伸して検出梁部に連結される第１の連結梁と、第１の連結梁の間に連結される錘と、を備え、駆動振動にて静止する前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの他方の振動に基づいて、前記振動体の検出振動を検出すると好適である。【００１８】
この構成では、駆動振動にて静止する外側連結梁部または内側連結梁部に、検出振動による変位が生じ、その変位を検出することにより、駆動振動の影響を受けずに検出振動による変位のみを検出することができ、角速度の検出感度や検出精度が向上する。【００１９】
上述の角速度検出素子において、前記外側連結梁部と前記内側連結梁部とが、前記平板面に垂直な方向に沿って、互いに反対方向に変位するような、前記振動体の検出振動を検出すると好適である。【００２０】
この構成では、平板面に沿う軸（Ｘ軸またはＹ軸）回りの角速度を、角速度の作用軸ごとに分離して検出することができる。この角速度による検出振動は、検出梁部において外側連結梁部と内側連結梁部とから反対方向の振動として伝達され、基端検出梁で打ち消される。【００２１】
上述の角速度検出素子において、前記外側連結梁部と前記内側連結梁部とが、前記平板面に垂直な軸回りに、互いに反対方向に回転するような、前記振動体の検出振動を検出すると好適である。【００２２】
この構成では、平板面に垂直な軸（Ｚ軸）回りの角速度を、平板面に沿う軸（Ｘ軸またはＹ軸）回りの角速度から分離して検出することができる。この角速度による検出振動は、検出梁部において外側連結梁部と内側連結梁部とから反対方向の振動として伝達され、基端検出梁で打ち消される。【００２３】
上述の角速度検出素子では、駆動振動する前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの一方は、平板面にて放射方向に対して交差する方向に延伸して検出梁部に連結される第１の連結梁と、平板面にて放射方向に延伸して第１の連結梁に連結される第２の連結梁と、第２の連結梁の間に連結される錘と、を備え、駆動振動にて静止する前記４つの外側連結梁部と前記４つの内側連結梁部とのうちの他方は、前記振動体の検出振動にて静止すると好適である。【００２４】
この構成では、駆動振動にて静止する外側連結梁部または内側連結梁部は、検出振動においても静止したままとなる。即ち、駆動振動および検出振動が外側連結梁部または内側連結梁部の一方のみに閉じ込められる。したがって、駆動振動および検出振動にて静止する外側連結梁部または内側連結梁部の他方の設計が容易となる。【００２５】
上述の角速度検出素子において、振動体を駆動振動させる駆動用圧電素子と、振動体の検出振動を検出する検出用圧電素子と、を備えると好適である。【００２６】
この構成では、圧電素子で駆動手段と検出手段とを構成するので、角速度検出素子を小型化できる。【００２７】
上述の角速度検出素子において、前記駆動用圧電素子の駆動電圧を制御するために、前記振動体の駆動振動を検出するモニタ用圧電素子を備えると好適である。【００２８】
この構成では、駆動振動に対応する信号をモニタ用圧電素子で検出して、この信号により駆動電圧をフィードバック制御することにより、安定した駆動振動を実現できる。したがって、検出感度の精度を向上させることが可能になる。また、圧電素子を用いることにより、角速度検出素子を小型化できる。【００２９】
上述の角速度検出素子において、前記振動体は単一の基材に構成されていると好適である。【００３０】
この構成では、ウェハ状態で面加工することにより、複数の角速度検出素子を効率よく製造できる。【００３１】
上述の角速度検出素子において、前記基材は半導体ウェハからなると好適である。【００３２】
この構成では、形状加工のための技術や製造装置の性能が成熟しており、製造が容易である。
【発明の効果】
【００３３】
この発明によれば、直交座標系の３軸回りの角速度それぞれを、分離して検出することができる。その上、外側連結梁部と内側連結梁部とのうちの一方が振動し、他方が静止するように振動体を駆動振動させることにより、駆動振動を検出すること無く検出振動のみを検出することが可能になる。また、中央検出梁や基端検出梁を介して伝達される駆動振動が大幅に低減するので、角速度の検出感度が向上する。また、外部構造体の影響を中心基部が受けて駆動振動が生じることがなくなり、検出精度が向上する。さらには、外部構造体に作用する応力の変化や温度変化などによる特性変動が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る角速度検出素子を構成する振動体を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る振動体の駆動振動モードを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る振動体にＸ軸回りの角速度が作用する際の検出振動モードを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る振動体にＹ軸回りの角速度が作用する際の検出振動モードを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る振動体にＺ軸回りの角速度が作用する際の検出振動モードを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る角速度検出素子を構成する圧電素子を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る角速度検出素子を構成する振動体を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る振動体の駆動振動モードを示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る振動体に平板面に沿う軸回りの角速度が作用する際の検出振動モードを示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る振動体に平板面に垂直な軸回りの角速度が作用する際の検出振動モードを示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る角速度検出素子を構成する圧電素子を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る角速度検出素子を構成する振動体を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る振動体の駆動振動モードを示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る振動体に平板面に垂直な軸回りの角速度が作用する際の検出振動モードを示す図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る角速度検出素子を構成する圧電素子を示す図である。
【図１６】従来例に係る角速度検出素子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下の説明では、振動体の平板面に沿い、互いに直交する２軸を、直交座標系のＸ軸とＹ軸とする。また、振動体の平板面に垂直な軸を直交座標系のＺ軸とする。
【００３６】
また、以下の説明では、振動体の平板面において、中心からの放射方向に対して直交する方向であって、放射方向から左回りに回転した方向を、第１方向とする。また、放射方向に対して直交する方向であって、放射方向から右回りに回転した方向を、第２方向とする。そして、第１方向を左方向、第２方向を右方向、第１方向側を左側、第２方向側を右側と言い換え、説明を進める。
【００３７】
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る角速度検出素子１０を構成する振動体１１を示すＸ−Ｙ面平面図である。
【００３８】
振動体１１は、図示していない支持基板によって支持されている。支持基板は、セラミック、樹脂、シリコン、ガラス材料等により形成されており、振動体１１の平板面と平行する平板面を有している。
【００３９】
振動体１１は、Ｘ軸およびＹ軸に沿う平板面をＺ軸正方向側とＺ軸負方向側とに有している。振動体１１は、半導体シリコンウェハに対してエッチング加工を施すことで、Ｚ軸に沿う厚み方向に貫通する開口を形成した後、半導体シリコンウェハから複数の振動体１１を切り出すことにより製造されている。
【００４０】
振動体１１は、平板面を視て、４回対称な回転対称形である。振動体１１は、中心基部１２と、検出梁部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄと、外側連結梁部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄと、内側連結梁部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄと、を備えている。
【００４１】
中心基部１２は、平板面を視て、振動体１１の中心に位置している。中心基部１２のＺ軸正方向側の面とＺ軸負方向側の面との少なくとも一方は、図示しない支持基板を介して外部構造体に固定されている。中心基部１２は、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄと、外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄと、内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄと、を支持基板から浮いた状態で支持している。
【００４２】
より具体的には、中心基部１２は、平板面内において、Ｙ軸正方向を基準とした時計回りの角度（以降に説明する角度も同様である。）０°方向を向く辺と、４５°方向を向く辺と、９０°方向を向く辺と、１３５°方向を向く辺と、１８０°方向を向く辺と、２２５°方向に垂直な辺と、２７０°方向を向く辺と、３１５°方向を向く辺と、からなる八角形状である。
【００４３】
検出梁部１３Ａ〜１３Ｄは、平板面を視て中心基部１２に対してＸ字状に設けられている。すなわち、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄは、平板面にて等角度間隔で放射方向に延伸している。検出梁部１３Ａ〜１３ＤのＺ軸正方向またはＺ軸負方向の面は、支持基板の平板面と隙間をもって対向している。
【００４４】
より具体的には、検出梁部１３Ａは、中心基部１２の４５°方向を向く辺の中央付近に連結されており、中心基部１２との連結位置から放射方向、すなわち４５°方向に延伸している。検出梁部１３Ｂは、中心基部１２の１３５°方向を向く辺の中央付近に連結されており、中心基部１２との連結位置から放射方向、すなわち１３５°方向に延伸している。検出梁部１３Ｃは、中心基部１２の２２５°方向を向く辺の中央付近に連結されており、中心基部１２との連結位置から放射方向、すなわち２２５°方向に延伸している。検出梁部１３Ｄは、中心基部１２の３１５°方向を向く辺の中央付近に連結されており、中心基部１２との連結位置から放射方向、すなわち３１５°方向に延伸している。
【００４５】
外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄは、それぞれ、隣接する検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの間に連結されている。外側連結梁部１４Ａ〜１４ＤのＺ軸正方向またはＺ軸負方向の面は、支持基板の平板面と隙間をもって対向している。また、外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄは、平板面を視て矩形枠状をなすように互いに連結されている。外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄのなす矩形枠における、放射方向の内側の四隅それぞれには、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄが連結されている。
【００４６】
より具体的には、外側連結梁部１４Ａは、平板面を視て、中心基部１２の０°方向に配置されており、連結梁３１Ａと錘３２Ａと連結梁３３Ａを備えている。連結梁３１Ａは、Ｘ軸に沿って延伸し、Ｘ軸負方向側の端部で外側連結梁部１４Ｄと検出梁部１３Ｄとに連結され、Ｘ軸正方向側の端部で錘３２Ａに連結されている。連結梁３３Ａは、Ｘ軸に沿って延伸し、Ｘ軸正方向側の端部で外側連結梁部１４Ｂと検出梁部１３Ａとに連結され、Ｘ軸負方向側の端部で錘３２Ａに連結されている。錘３２Ａは、連結梁３１Ａと連結梁３３Ａとの間に連結されており、連結梁３１Ａおよび連結梁３３Ａに対する放射方向の内側に配置されている。
【００４７】
外側連結梁部１４Ｂは、平板面を視て、中心基部１２の９０°方向に配置されており、連結梁３１Ｂと錘３２Ｂと連結梁３３Ｂを備えている。連結梁３１Ｂは、Ｙ軸に沿って延伸し、Ｙ軸正方向側の端部で外側連結梁部１４Ａと検出梁部１３Ａとに連結され、Ｙ軸負方向側の端部で錘３２Ｂに連結されている。連結梁３３Ｂは、Ｙ軸に沿って延伸し、Ｙ軸負方向側の端部で外側連結梁部１４Ｃと検出梁部１３Ｂとに連結され、Ｘ軸正方向側の端部で錘３２Ｂに連結されている。錘３２Ｂは、連結梁３１Ｂと連結梁３３Ｂとの間に連結されており、連結梁３１Ｂおよび連結梁３３Ｂに対する放射方向の内側に配置されている。
【００４８】
外側連結梁部１４Ｃは、平板面を視て、中心基部１２の１８０°方向に配置されており、連結梁３１Ｃと錘３２Ｃと連結梁３３Ｃとを備えている。連結梁３１Ｃは、Ｘ軸に沿って延伸し、Ｘ軸正方向側の端部で外側連結梁部１４Ｂと検出梁部１３Ｂとに連結され、Ｘ軸負方向側の端部で錘３２Ｃに連結されている。連結梁３３Ｃは、Ｘ軸に沿って延伸し、Ｘ軸負方向側の端部で外側連結梁部１４Ｄと検出梁部１３Ｃとに連結され、Ｘ軸正方向側の端部で錘３２Ｃに連結されている。錘３２Ｃは、連結梁３１Ｃと連結梁３３Ｃとの間に連結されており、連結梁３１Ｃおよび連結梁３３Ｃに対する放射方向の内側に配置されている。
【００４９】
外側連結梁部１４Ｄは、平板面を視て、中心基部１２の２７０°方向に配置されており、連結梁３１Ｄと錘３２Ｄと連結梁３３Ｄとを備えている。連結梁３１Ｄは、Ｙ軸に沿って延伸し、Ｙ軸負方向側の端部で外側連結梁部１４Ｃと検出梁部１３Ｃとに連結され、Ｙ軸正方向側の端部で錘３２Ｄに連結されている。連結梁３３Ｄは、Ｙ軸に沿って延伸し、Ｙ軸正方向側の端部で外側連結梁部１４Ａと検出梁部１３Ｄとに連結され、Ｙ軸負方向側の端部で錘３２Ｄに連結されている。錘３２Ｄは、連結梁３１Ｄと連結梁３３Ｄとの間に連結されており、連結梁３１Ｄおよび連結梁３３Ｄに対する放射方向の内側に配置されている。
【００５０】
内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄは、それぞれ、隣接する検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの間に連結されており、外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄよりも放射方向の内側に設けられている。内側連結梁部１５Ａ〜１５ＤのＺ軸正方向またはＺ軸負方向の面は、支持基板の平板面と隙間をもって対向している。
【００５１】
具体的には、内側連結梁部１５Ａは、平板面を視て、中心基部１２の０°方向に配置されており、概略Ｘ軸に沿って延伸し、Ｘ軸正方向側の端部で検出梁部１３Ａに連結され、Ｘ軸負方向側の端部で検出梁部１３Ｄに連結されている。内側連結梁部１５Ａは、平板面を視て、検出梁部１３Ａと検出梁部１３Ｄと外側連結梁部１４Ａとに囲まれる領域の大部分を占めるように構成されており、錘の機能と連結梁の機能とを兼ね備えている。
【００５２】
内側連結梁部１５Ｂは、平板面を視て、中心基部１２の９０°方向に配置されており、概略Ｙ軸に沿って延伸し、Ｙ軸負方向側の端部で検出梁部１３Ｂに連結され、Ｙ軸正方向側の端部で検出梁部１３Ａに連結されている。内側連結梁部１５Ｂは、平板面を視て、検出梁部１３Ａと検出梁部１３Ｂと外側連結梁部１４Ｂとに囲まれる領域の大部分を占めるように構成されており、錘の機能と連結梁の機能とを兼ね備えている。
【００５３】
内側連結梁部１５Ｃは、平板面を視て、中心基部１２の１８０°方向に配置されており、概略Ｘ軸に沿って延伸し、Ｘ軸負方向側の端部で検出梁部１３Ｃに連結され、Ｘ軸正方向側の端部で検出梁部１３Ｂに連結されている。内側連結梁部１５Ｃは、平板面を視て、検出梁部１３Ｂと検出梁部１３Ｃと外側連結梁部１４Ｃとに囲まれる領域の大部分を占めるように構成されており、錘の機能と連結梁の機能とを兼ね備えている。
【００５４】
内側連結梁部１５Ｄは、平板面を視て、中心基部１２の２７０°方向に配置されており、概略Ｙ軸に沿って延伸し、Ｙ軸正方向側の端部で検出梁部１３Ｄに連結され、Ｙ軸負方向側の端部で検出梁部１３Ｃに連結されている。内側連結梁部１５Ｄは、平板面を視て、検出梁部１３Ｃと検出梁部１３Ｄと外側連結梁部１４Ｄとに囲まれる領域の大部分を占めるように構成されており、錘の機能と連結梁の機能とを兼ね備えている。
【００５５】
図１（Ｂ）は、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの近傍構造を示すＸ−Ｙ面平面図である。なお、この図１（Ｂ）中では、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの図符号を、検出梁部１３と変更している。また、外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄの図符号を、検出梁部１３の左側に位置するものを外側連結梁部１４Ｌに変更し、検出梁部１３の右側に位置するものを外側連結梁部１４Ｒに変更している。また、内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄの図符号を、検出梁部１３の左側に位置するものを内側連結梁部１５Ｌに変更し、検出梁部１３の右側に位置するものを内側連結梁部１５Ｒに変更している。
【００５６】
検出梁部１３は、中央検出梁２１と、左側検出梁２２と、右側検出梁２３と、基端検出梁２４と、結合部２５と、を備えている。中央検出梁２１と、左側検出梁２２と、右側検出梁２３と、基端検出梁２４とは、結合部２５にて連結されている。基端検出梁２４は、放射方向に沿って延伸しており、放射方向の内側の端部で中心基部１２に連結され、放射方向の外側の端部で結合部２５を介して中央検出梁２１と左側検出梁２２と右側検出梁２３とに連結されている。中央検出梁２１は、検出梁部１３の放射方向に沿って延伸しており、放射方向の内側の端部で結合部２５を介して基端検出梁２４に連結され、放射方向の外側の端部で外側連結梁部１４Ｌと外側連結梁部１４Ｒとに連結されている。左側検出梁２２は、中央検出梁２１の左側に隣接して検出梁部１３の放射方向に沿って延伸しており、放射方向の内側の端部で結合部２５を介して基端検出梁２４に連結され、放射方向の外側の端部で内側連結梁部１５Ｌに連結されている。右側検出梁２３は、中央検出梁２１の右側に隣接して検出梁部１３の放射方向に延伸しており、放射方向の内側の端部で結合部２５を介して基端検出梁２４に連結され、放射方向の外側の端部で内側連結梁部１５Ｒに連結されている。
【００５７】
なお、基端検出梁２４の形状に関して、基端検出梁２４の放射方向に直交する方向の幅は、結合部２５での放射方向に直交する方向の幅より細くなっていることが望ましいが、結合部２５での幅と同じであってもよく、結合部２５での幅より太くてもよい。基端検出梁２４の幅が細いほうが、支持基板（外部構造体）に作用する加速度などの影響が、中心基部１２を介して検出梁部１３に伝達し難くなり、好適である。
【００５８】
以上のような構成の振動体１１は、振動モードとして、駆動振動モードと、第１の検出振動モードと、第２の検出振動モードと、第３の検出振動モードと、を有している。
【００５９】
図２（Ａ）は、振動体１１の駆動振動モードにおける変形態様を示すＸ−Ｙ面平面図である。図２（Ｂ）は、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの近傍構造における、駆動振動モードでの変形態様を示すＸ−Ｙ面平面図である。なお、以下に説明する図中では、各部の変形量を実際よりも大きく表示している。
【００６０】
駆動振動モードは、角速度検出素子１０において、後述する駆動手段により励起される。駆動振動モードにおいては、外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄは、それぞれ、放射方向の内側と外側とに交互に撓むように、平板面内で互いに同方向に駆動振動する。即ち、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄを間に介して隣り合う錘３２Ａ〜３２Ｄ同士が、平板面にて検出梁部１３Ａ〜１３Ｄを境に鏡像関係となる方位に変位する。この際、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの近傍においては、図２（Ｂ）に示すように、中央検出梁２１の放射方向の外側の端部において、連結されている外側連結梁部１４Ｌと外側連結梁部１４Ｒとの連結角度が広がる状態と、狭まる状態とが交互に周期的に繰り返すように変形する。したがって、中央検出梁２１の放射方向の外側の端部には、外側連結梁部１４Ｌと外側連結梁部１４Ｒとから互いに反対方向でほぼ同じ大きさの力が対称に加わる。
【００６１】
このため、中央検出梁２１の放射方向の外側の端部においては、外側連結梁部１４Ｌから加わる力と、外側連結梁部１４Ｒから加わる力とが吊り合い、中央検出梁２１は平板面内で曲がるような変形が発生することがない。これにより、中央検出梁２１の放射方向の内側の端部に連結される基端検出梁２４や、左側検出梁２２、右側検出梁２３には、駆動振動が伝達されることがない。すなわち、中央検出梁２１と基端検出梁２４と左側検出梁２２と右側検出梁２３と中心基部１２と内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄとは静止したままであり、中心基部１２から駆動振動のエネルギーが漏れることが無い。また、中心基部１２が固定されている支持基板（外部構造体）が応力を受けて変形や振動しても、その変形や振動による影響で振動体１１に駆動振動モードの振動が発生することがない。したがって、検出感度と検出精度とが向上することになる。また、特性変動の発生が抑制されることになる。
【００６２】
また、駆動振動モードでは、外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄのみが振動し、内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄや検出梁部１３Ａ〜１３Ｄが静止しているため、内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄや検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの振動を後述する検出手段で検出することにより、駆動振動を検出することなく検出振動のみを検出することができる。このことによって、検出感度や検出精度がさらに向上することになる。
【００６３】
図３は、振動体１１の第１の検出振動モードにおける変形態様を示すＸ−Ｙ面平面図である。
【００６４】
第１の検出振動モードは、角速度検出素子１０において、Ｘ軸周りの角速度により励起され、後述する検出手段を用いて振動体１１から検出される。
【００６５】
駆動振動モードで振動する振動体１１に、平板面に沿うＸ軸回りの角速度が作用することにより、角速度の作用軸に対して直交する方向に駆動振動している錘３２Ａ，３２Ｃに、角速度の作用軸および駆動振動方向に対して直交するＺ軸に沿ったコリオリ力が発生する。このコリオリ力によって、振動体１１には、第１の検出振動モードの振動が励起される。
【００６６】
互いに対向する錘３２Ａ，３２Ｃは、駆動振動方向が反対であるため、コリオリ力の作用方向が互いに反対となる。これにより、第１の検出振動モードでは、錘３２Ａ，３２Ｃが、Ｚ軸に沿って互いに反対方向に変位する。なお、この際、角速度の作用軸に対して平行する方向に駆動振動する錘３２Ｂ，３２Ｄには、Ｚ軸に沿ったコリオリ力は発生せず、Ｚ軸に沿った変位も発生しない。
【００６７】
したがって、錘３２Ａ，３２Ｃが付設されている外側連結梁部１４Ａ，１４Ｃは、Ｚ軸に沿って互いに反対方向に撓むように検出振動する。このように、第１の検出振動モードでの振動は、前述の駆動振動モードのように錘３２Ａ〜３２Ｄを鏡像関係となるように変位させるものではない（非鏡像関係である）ので、外側連結梁部１４Ａ，１４Ｃの検出振動は、検出梁部１３Ｄ，１３Ａの中央検出梁２１と、検出梁部１３Ｂ，１３Ｃの中央検出梁２１とに伝達される。これにより、検出梁部１３Ｄ，１３Ａの中央検出梁２１と、検出梁部１３Ｂ，１３Ｃの中央検出梁２１とは、Ｚ軸に沿って互いに反対方向に撓むように検出振動することになる。
【００６８】
検出梁部１３Ｄ，１３Ａの中央検出梁２１の間には、検出梁部１３Ｄの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ａと、検出梁部１３Ａの左側検出梁２２と、が連結されている。検出梁部１３Ｄの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ａと、検出梁部１３Ａの左側検出梁２２とは、検出梁部１３Ｄ，１３Ａの中央検出梁２１および外側連結梁部１５Ａの検出振動に対して連成振動する。即ち、検出梁部１３Ｄの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ａと、検出梁部１３Ａの左側検出梁２２とは、Ｚ軸に沿って検出梁部１３Ｄ，１３Ａの中央検出梁２１および外側連結梁部１５Ａとは反対方向に検出振動することになる。
【００６９】
また、検出梁部１３Ｂ，１３Ｃの中央検出梁２１の間には、検出梁部１３Ｂの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ｃと、検出梁部１３Ｃの左側検出梁２２と、が連結されている。検出梁部１３Ｂの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ｃと、検出梁部１３Ｃの左側検出梁２２とは、検出梁部１３Ｂ，１３Ｃの中央検出梁２１および外側連結梁部１４Ｃの検出振動に対して連成振動する。即ち、検出梁部１３Ｂの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ｃと、検出梁部１３Ｃの左側検出梁２２とは、Ｚ軸に沿って、検出梁部１３Ｃ，１３Ｂの中央検出梁２１および外側連結梁部１４Ｃとは反対方向に検出振動することになる。
【００７０】
したがって、検出梁部１３Ｄの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ａと、検出梁部１３Ａの左側検出梁２２とは、検出梁部１３Ｂの右側検出梁２３と内側連結梁部１５Ｃと検出梁部１３Ｃの左側検出梁２２と、Ｚ軸に沿って反対方向に検出振動することになる。
【００７１】
このように、第１の検出振動モードでは、外側連結梁部１４Ａと内側連結梁部１５Ａとが、Ｚ軸に沿って反対方向に検出振動し、外側連結梁部１４Ｃと内側連結梁部１５Ｃとが、Ｚ軸に沿って反対方向に検出振動する。したがって、駆動振動モードで振動する外側連結梁部１４Ａ，１４Ｃだけでなく、駆動振動モードで静止する内側連結梁部１５Ａ，１５Ｃも検出振動し、内側連結梁部１５Ａ，１５Ｃの振動を、後述する検出手段で検出することにより、駆動振動を検出することなく、検出振動のみを検出することができる。
【００７２】
また、各検出梁部１３Ａ〜１３Ｄでは、外側連結梁部１４Ａ，１４Ｃから伝達されるＺ軸方向の検出振動と、内側連結梁部１５Ａ，１５Ｃから伝達されるＺ軸方向の検出振動とが、逆相で伝達されて打ち消し合う。これにより、結合部２５から基端検出梁２４を介して中心基部１２に伝達される検出振動が大幅に低減され、中心基部１２から検出振動のエネルギーが漏れることが無い。また、中心基部１２が固定されている支持基板（外部構造体）が応力を受けて変形や振動しても、その変形や振動による影響で振動体１１に第１の検出振動モードの振動が発生することがない。したがって、検出感度や検出精度がさらに向上し、また、特性変動の発生が抑制される。
【００７３】
図４は、振動体１１の第２の検出振動モードにおける変形態様を示すＸ−Ｙ面平面図である。
【００７４】
第２の検出振動モードは、角速度検出素子１０において、Ｙ軸周りの角速度より励起され、後述する検出手段を用いて振動体１１から検出される。
【００７５】
駆動振動モードで振動する振動体１１に、平板面に沿うＹ軸回りの角速度が作用することにより、角速度の作用軸に対して直交する方向に駆動振動している錘３２Ｂ，３２Ｄに、角速度の作用軸および駆動振動方向に対して直交するＺ軸に沿ったコリオリ力が発生する。このコリオリ力によって、振動体１１には、第２の検出振動モードの振動が励起される。
【００７６】
互いに対向する錘３２Ｂ，３２Ｄは、駆動振動方向が反対であるため、コリオリ力の作用方向が互いに反対となる。これにより、第２の検出振動モードでは、錘３２Ｂ，３２Ｄは、Ｚ軸に沿って互いに反対方向に変位する。なお、この際、角速度の作用軸に対して平行する方向に駆動振動する錘３２Ａ，３２Ｃには、Ｚ軸に沿ったコリオリ力は発生せず、Ｚ軸に沿った変位も発生しない。
【００７７】
したがって、錘３２Ｂ，３２Ｄが付設されている外側連結梁部１４Ｂ，１４Ｄは、Ｚ軸に沿って互いに反対方向に撓むように検出振動する。このように、第２の検出振動モードでの振動は、前述の駆動振動モードのように錘３２Ａ〜３２Ｄを鏡像関係となるように変位させるものではない（非鏡像関係である）ので、外側連結梁部１４Ｂ，１４Ｄの検出振動は、検出梁部１３Ａ，１３Ｂの中央検出梁２１と、検出梁部１３Ｃ，１３Ｄの中央検出梁２１とに伝達される。これにより、検出梁部１３Ａ，１３Ｂの中央検出梁２１と、検出梁部１３Ｃ，１３Ｄの中央検出梁２１とは、Ｚ軸に沿って互いに反対方向に撓むように検出振動することになる。
【００７８】
検出梁部１３Ａ，１３Ｂの中央検出梁２１の間には、検出梁部１３Ａの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ｂと、検出梁部１３Ｂの左側検出梁２２と、が連結されている。検出梁部１３Ａの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ｂと、検出梁部１３Ｂの左側検出梁２２とは、検出梁部１３Ａ，１３Ｂの中央検出梁２１および外側連結梁部１５Ｂの検出振動に対して連成振動する。即ち、検出梁部１３Ａの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ｂと、検出梁部１３Ｂの左側検出梁２２とは、Ｚ軸に沿って、検出梁部１３Ａ，１３Ｂの中央検出梁２１および外側連結梁部１５Ｂとは反対方向に検出振動することになる。
【００７９】
また、検出梁部１３Ｃ，１３Ｄの中央検出梁２１の間には、検出梁部１３Ｃの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ｄと、検出梁部１３Ｄの左側検出梁２２と、が連結されている。検出梁部１３Ｃの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ｄと、検出梁部１３Ｄの左側検出梁２２とは、検出梁部１３Ｃ，１３Ｄの中央検出梁２１および外側連結梁部１５Ｄの検出振動に対して連成振動する。即ち、検出梁部１３Ｃの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ｄと、検出梁部１３Ｄの左側検出梁２２とは、Ｚ軸に沿って、検出梁部１３Ｃ，１３Ｄの中央検出梁２１および外側連結梁部１５Ｄとは反対方向に検出振動することになる。
【００８０】
したがって、検出梁部１３Ａの右側検出梁２３と、内側連結梁部１５Ｂと、検出梁部１３Ｂの左側検出梁２２とは、検出梁部１３Ｃの右側検出梁２３と内側連結梁部１５Ｄと検出梁部１３Ｄの左側検出梁２２と、Ｚ軸に沿って反対方向に検出振動することになる。
【００８１】
このように、第２の検出振動モードでは、外側連結梁部１４Ｂと内側連結梁部１５Ｂとが、Ｚ軸に沿って反対方向に検出振動し、外側連結梁部１４Ｄと内側連結梁部１５Ｄとが、Ｚ軸に沿って反対方向に検出振動する。したがって、駆動振動モードで振動する外側連結梁部１４Ｂ，１４Ｄだけでなく、駆動振動モードで静止する内側連結梁部１５Ｂ，１５Ｄも検出振動し、内側連結梁部１５Ｂ，１５Ｄの振動を、後述する検出手段で検出することにより、駆動振動を検出することなく、検出振動のみを検出することができる。
【００８２】
また、各検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの結合部２５では、外側連結梁部１４Ｂ，１４Ｄから伝達されるＺ軸方向の検出振動と、内側連結梁部１５Ｂ，１５Ｄから伝達されるＺ軸方向の検出振動とが、逆相で伝達されて打ち消し合う。これにより、結合部２５から基端検出梁２４を介して中心基部１２に伝達される検出振動が大幅に低減され、中心基部１２から検出振動のエネルギーが漏れることが無い。また、中心基部１２が固定されている支持基板（外部構造体）が応力を受けて変形や振動しても、その変形や振動による影響で振動体１１に第２の検出振動モードの振動が発生することがない。したがって、検出感度や検出精度がさらに向上し、また、特性変動の発生が抑制される。
【００８３】
図５は、振動体１１の第３の検出振動モードにおける変形態様を示すＸ−Ｙ面平面図である。
【００８４】
第３の検出振動モードは、角速度検出素子１０において、Ｚ軸周りの角速度より励起され、後述する検出手段を用いて振動体１１から検出される。
【００８５】
駆動振動モードで振動する振動体１１に、平板面に垂直なＺ軸回りの角速度が作用することにより、角速度の作用軸に対して直交するＹ軸に沿って駆動振動している錘３２Ａ，３２Ｃには、角速度の作用軸および駆動振動方向に対して直交するＸ軸に沿ったコリオリ力が発生する。また、角速度の作用軸に対して直交するＸ軸に沿って駆動振動している錘３２Ｂ，３２Ｄには、角速度の作用軸および駆動振動方向に対して直交するＹ軸に沿ったコリオリ力が発生する。これらのコリオリ力によって、振動体１１には、第３の検出振動モードの振動が励起される。
【００８６】
互いに隣接する錘３２Ａ〜３２Ｄは、駆動振動方向が９０°ずつ、ずれるため、コリオリの力の作用方向も、９０°ずつ、ずれる。これにより、第３の検出振動モードでは、錘３２Ａ〜３２Ｄが、平板面（Ｘ−Ｙ面）においてＺ軸右回り方向とＺ軸左回り方向とに交互に回転するように、検出振動する。
【００８７】
したがって、錘３２Ａ〜３２Ｄが付設されている外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄは、平板面（Ｘ−Ｙ面）においてＺ軸右回り方向とＺ軸左回り方向とに交互に回転するように、互いに同方向に検出振動する。このように、第３の検出振動モードでの振動は、前述の駆動振動モードのように錘３２Ａ〜３２Ｄを鏡像関係となるように変位させるものではない（非鏡像関係である）ので、外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄの検出振動は、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの中央検出梁２１に伝達される。これにより、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの中央検出梁２１は、放射方向に対する右方向と左方向とに交互に撓むように、互いに同方向に検出振動する。
【００８８】
検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの中央検出梁２１の間には、各検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの左側検出梁２２および右側検出梁２３が連結されている。各検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの左側検出梁２２および右側検出梁２３と内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄとは、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの中央検出梁２１および外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄの検出振動に対して連成振動する。即ち、各検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの左側検出梁２２および右側検出梁２３と内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄとは、Ｚ軸に沿って、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄの中央検出梁２１および外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄとは反対方向に検出振動することになる。
【００８９】
このように、第３の検出振動モードでは、外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄと内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄとが、平板面（Ｘ−Ｙ面）において、Ｚ軸右回り方向とＺ軸左回り方向とに交互に回転するように、互いに反対方向に検出振動する。したがって、駆動振動モードで振動する外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄだけでなく、駆動振動モードで静止する内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄも検出振動し、内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄの振動を、後述する検出手段で検出することにより、駆動振動を検出することなく、検出振動のみを検出することができる。
【００９０】
また、各検出梁部１３Ａ〜１３Ｄでは、外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄから伝達される検出振動と、内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄから伝達される検出振動とが、逆相で伝達されて打ち消し合う。これにより、結合部２５から基端検出梁２４を介して中心基部１２に伝達される検出振動が大幅に低減され、中心基部１２から検出振動のエネルギーが漏れることが無い。また、中心基部１２が固定されている支持基板（外部構造体）が応力を受けて変形や振動しても、その変形や振動による影響で振動体１１に第３の検出振動モードの振動が発生することがない。したがって、検出感度や検出精度がさらに向上し、また、特性変動の発生が抑制される。
【００９１】
以上のように、振動体１１の有する駆動振動モードと、第１の検出振動モードと、第２の検出振動モードと、第３の検出振動モードとは、それぞれ、中心基部１２に対する振動の伝達が閉じており、中心基部１２からの振動エネルギーの漏れが無く、また、中心基部１２が固定されている支持基板（外部構造体）が応力を受けて変形や振動することがあっても、その変形や振動による影響で振動体１１に各振動モードの振動が発生することがない。したがって、検出感度や検出精度が大幅に向上したものになる。また、支持基板（外部構造体）の応力変化や温度変化があっても、特性変動の発生が抑制される。
【００９２】
次に、第１の実施形態に係る角速度検出素子１０において、振動体１１に駆動手段および検出手段として圧電素子を設けた構成について説明する。なお、駆動手段および検出手段としては、圧電素子の他、静電力や静電容量などを用いてもよい。
【００９３】
図６は角速度検出素子１０のＸ−Ｙ面平面図である。
【００９４】
角速度検出素子１０は、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３，ＰＡ４，ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３，ＰＢ４，ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４，ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，ＰＤ４と、駆動用圧電素子Ｐ５，Ｐ６と、モニタ用圧電素子Ｐ７と、ダミー用圧電素子Ｐ８と、を備えている。
【００９５】
なお、各圧電素子ＰＡ１〜ＰＡ４，ＰＢ１〜ＰＢ４，ＰＣ１〜ＰＣ４，ＰＤ１〜ＰＤ４，Ｐ５〜Ｐ８は、それぞれ振動体１１の平板面上に形成されており、上部電極と、下部電極と、圧電体層と、からなる。圧電体層は、窒化アルミニウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸カリウムナトリウム、酸化亜鉛などのいずれかの圧電材料からなる薄膜である。上部電極および下部電極は、例えばチタン、金、パラジウム、イリジウムおよびそれらの合金などからなる。下部電極は、圧電体層の下面に設けられグラウンドに接続されている。上部電極は、圧電体層の上面に設けられ配線電極およびランド電極を介して、図示しない回路部に接続されている。なお、配線電極およびランド電極は、単層の電極で構成されていてもよく、圧電体層を備える圧電素子として構成されていてもよい。また、下部電極は、振動体が導電性を有する場合には、設けなくても良い。
【００９６】
より具体的には、駆動用圧電素子Ｐ５は、外側連結梁部１４Ａにおいて、Ｘ軸負方向側の端部近傍では放射方向の外側の領域に、中央近傍では放射方向の内側の領域に、Ｘ軸正方向側の端部近傍では放射方向の外側の領域に、配置されている。一方、駆動用圧電素子Ｐ６は、外側連結梁部１４Ａにおいて、Ｘ軸負方向側の端部近傍では放射方向の内側の領域に、中央近傍では放射方向の外側の領域に、配置されている。
【００９７】
また、駆動用圧電素子Ｐ５は、外側連結梁部１４Ｂにおいて、Ｙ軸負方向側の端部近傍では放射方向の外側の領域に、中央近傍では放射方向の内側の領域に、配置されている。一方、駆動用圧電素子Ｐ６は、外側連結梁部１４Ｂにおいて、Ｙ軸負方向側の端部近傍では放射方向の内側の領域に、中央近傍では放射方向の外側の領域に、Ｙ軸正方向側の端部近傍では放射方向の内側の領域に配置されている。
【００９８】
また、駆動用圧電素子Ｐ５は、外側連結梁部１４Ｃにおいて、Ｘ軸負方向側の端部近傍では放射方向の外側の領域に、中央近傍では放射方向の内側の領域に、Ｘ軸正方向側の端部近傍では放射方向の外側の領域に配置されている。一方、駆動用圧電素子Ｐ６は、外側連結梁部１４Ｃにおいて、Ｘ軸負方向側の端部近傍では放射方向の内側の領域に、中央近傍では放射方向の外側の領域に、Ｘ軸正方向側の端部近傍では放射方向の内側の領域に配置されている。
【００９９】
また、駆動用圧電素子Ｐ５は、外側連結梁部１４Ｄにおいて、Ｙ軸負方向側の端部近傍では放射方向の外側の領域に、中央近傍では放射方向の内側の領域に、Ｙ軸正方向側の端部近傍では放射方向の外側の領域に配置されている。一方、駆動用圧電素子Ｐ６は、外側連結梁部１４Ｄにおいて、Ｙ軸負方向側の端部近傍では放射方向の内側の領域に、中央近傍では放射方向の外側の領域に、Ｙ軸正方向側の端部近傍では放射方向の内側の領域に配置されている。
【０１００】
駆動用圧電素子Ｐ５と、駆動用圧電素子Ｐ６とには、逆位相に設定された交流電圧が印加される。これにより、振動体１１には、図２で示した駆動振動モードの振動が発生することになる。
【０１０１】
なお、ここで示す駆動用圧電素子Ｐ５、Ｐ６の配置は、あくまで一例であり、図２で示した駆動振動モードの振動を発生させることができるならば、駆動用圧電素子Ｐ５、Ｐ６の配置はどのようであってもよい。駆動用圧電素子Ｐ５、Ｐ６の配置は、駆動振動モードにおいて外側連結梁部に生じる歪の極性に合わせて決定するとよい。即ち、外側連結梁部の幅方向の中心を境にして放射方向の内側の領域と外側の領域とで、外側連結梁部に生じる歪の極性が変わるため、放射方向の内側の領域と外側の領域とのうちの一方に駆動用圧電素子Ｐ５を配置し、他方に駆動用圧電素子Ｐ６を配置するとよい。また、外側連結梁部の延伸方向の中央付近の領域と両端付近の領域とでも、外側連結梁部に生じる歪の極性が変わるため、外側連結梁部の中央付近の領域と両端付近の領域とのうちの一方に駆動用圧電素子Ｐ５を配置し、他方に駆動用圧電素子Ｐ６を配置するとよい。また、駆動用圧電素子Ｐ５と駆動用圧電素子Ｐ６とは、必ずしも両方を設ける必要は無く、いずれか一方のみを設けるようにしてもよい。
【０１０２】
モニタ用圧電素子Ｐ７は、駆動電圧をフィードバック制御するために設けられており、駆動振動に応じた電圧を検出する。このモニタ用圧電素子Ｐ７は、外側連結梁部１４Ｂにおいて、Ｙ軸正方向側の端部近傍で放射方向の外側の領域に配置されており、配線電極を介してランド電極に接続されている。モニタ用圧電素子Ｐ７を用いて駆動電圧をフィードバック制御することにより、安定した検出振動を実現することができる。これにより、検出感度と検出精度を向上させることができる。なお、モニタ用圧電素子Ｐ７は、駆動振動モードにおいて外側連結梁部に生じる歪の極性が単一となる領域であれば、外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄ上の、どのような領域に設けられていてもよい。また、モニタ用圧電素子Ｐ７は、複数設けられていてもよい。
【０１０３】
ダミー用圧電素子Ｐ８は、振動体１１に設ける圧電素子の配置や振動体１１に生じる振動の対称性を維持するために設けられたものであり、外側連結梁部１４Ａにおいて、Ｘ軸正方向側の端部近傍で放射方向の内側の領域に配置されている。
【０１０４】
検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３，ＰＡ４，ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３，ＰＢ４，ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４，ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，ＰＤ４は、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄに設けられており、配線電極およびランド電極を介して、検出回路（差動増幅回路）に接続されている。
【０１０５】
検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２と、検出用圧電素子ＰＣ１，ＰＣ２は、Ｘ軸回りに作用する角速度を検出するためのものである。検出用圧電素子ＰＡ１は、検出梁部１３Ａの左側検出梁２２に配置されており、検出梁部１３Ａの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＡ２は、検出梁部１３Ｄの右側検出梁２３に配置されており、検出梁部１３Ｄの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＡ１と検出用圧電素子ＰＡ２とは、配線電極を介して同一のランド電極に接続されている。検出用圧電素子ＰＣ１は、検出梁部１３Ｃの左側検出梁２２に配置されており、検出梁部１３Ｃの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＣ２は、検出梁部１３Ｂの右側検出梁２３に配置されており、検出梁部１３Ｂの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＣ１と検出用圧電素子ＰＣ２とは、配線電極を介して同一のランド電極に接続されている。
【０１０６】
したがって、図３に示した第１の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２が伸びる際に検出用圧電素子ＰＣ１，ＰＣ２が縮み、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２が縮む際に検出用圧電素子ＰＣ１，ＰＣ２が伸び、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２と、検出用圧電素子ＰＣ１，ＰＣ２とに逆極性の電圧が発生する。
【０１０７】
一方、図４に示した第２の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＡ１が伸びる際に検出用圧電素子ＰＡ２が縮み、検出用圧電素子ＰＡ１が縮む際に検出用圧電素子ＰＡ２が伸び、検出用圧電素子ＰＡ１と検出用圧電素子ＰＡ２とに逆極性の電圧が発生しようとするが、検出用圧電素子ＰＡ１と検出用圧電素子ＰＡ２とは接続されているために、電圧の変化が生じない。また、検出用圧電素子ＰＣ１が伸びる際に検出用圧電素子ＰＣ２が縮み、検出用圧電素子ＰＣ１が縮む際に検出用圧電素子ＰＣ２が伸び、検出用圧電素子ＰＣ１と検出用圧電素子ＰＣ２とに逆極性の電圧が発生しようとするが、検出用圧電素子ＰＣ１と検出用圧電素子ＰＣ２とは接続されているために、電圧の変化が生じない。また、図５に示した第３の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＣ１，ＰＣ２のそれぞれに電圧が発生することがない。
【０１０８】
したがって、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２が接続されているランド電極の電圧と、検出用圧電素子ＰＣ１，ＰＣ２が接続されているランド電極の電圧と、を差動増幅することで、Ｙ軸回りの角速度や、Ｚ軸回りの角速度を検出することなく、Ｘ軸回りの角速度を検出することができる。
【０１０９】
なお、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＣ１，ＰＣ２の配置は、第１の検出振動モードが生じ、駆動振動モードが生じることが無い位置であれば、どのような配置であってもよい。ただし、第２の検出振動モードによる検出梁部の振動において、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＣ１，ＰＣ２に発生する電圧が等しくなるように、互いに鏡面対称となる配置とすると好適である。これにより、第２の検出振動モードで、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＣ１，ＰＣ２にＺ軸方向に屈曲するような変形が生じても、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＣ１，ＰＣ２に発生する電荷が打ち消しあい、不要な電気信号を発生することがなくなる。また、第３の検出振動モードによる検出梁部の振動において、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＣ１，ＰＣ２それぞれに電荷が発生することがないように、それぞれが設けられる左側検出梁や右側検出梁において、幅方向の中心線に対して鏡像対称に配置されると好適である。これにより、第３の検出振動モードで、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＣ１，ＰＣ２に平板面内で屈曲するような変形が生じても、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＣ１，ＰＣ２に電荷が発生することなく、不要な電気信号を発生することがなくなる。
【０１１０】
検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＢ２と、検出用圧電素子ＰＤ１，ＰＤ２は、Ｙ軸回りに作用する角速度を検出するためのものである。検出用圧電素子ＰＢ１は、検出梁部１３Ｂの左側検出梁２２に配置されており、検出梁部１３Ｂの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＢ２は、検出梁部１３Ａの右側検出梁２３に配置されており、検出梁部１３Ａの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＢ１と検出用圧電素子ＰＢ２とは、配線電極を介して同一のランド電極に接続されている。検出用圧電素子ＰＤ１は、検出梁部１３Ｄの左側検出梁２２に配置されており、検出梁部１３Ｄの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＤ２は、検出梁部１３Ｃの右側検出梁２３に配置されており、検出梁部１３Ｃの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＤ１と検出用圧電素子ＰＤ２とは、配線電極を介して同一のランド電極に接続されている。
【０１１１】
したがって、図４に示した第２の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＢ２が伸びる際に検出用圧電素子ＰＤ１，ＰＤ２が縮み、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＢ２が縮む際に検出用圧電素子ＰＤ１，ＰＤ２が伸び、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＢ２と、検出用圧電素子ＰＤ１，ＰＤ２とに逆極性の電圧が発生する。
【０１１２】
一方、図３に示した第１の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＢ１が伸びる際に検出用圧電素子ＰＢ２が縮み、検出用圧電素子ＰＢ１が縮む際に検出用圧電素子ＰＢ２が伸び、検出用圧電素子ＰＢ１と検出用圧電素子ＰＢ２とに逆極性の電圧が発生しようとするが、検出用圧電素子ＰＢ１と検出用圧電素子ＰＢ２とが接続されているために、電圧の変化が生じない。また、検出用圧電素子ＰＤ１が伸びる際に検出用圧電素子ＰＤ２が縮み、検出用圧電素子ＰＤ１が縮む際に検出用圧電素子ＰＤ２が伸び、検出用圧電素子ＰＤ１と検出用圧電素子ＰＤ２とに逆極性の電圧が発生しようとするが、検出用圧電素子ＰＤ１と検出用圧電素子ＰＤ２とが接続されているために、電圧の変化が生じない。また、図５に示した第３の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＤ１，ＰＤ２のそれぞれに電圧が発生することがない。
【０１１３】
したがって、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＢ２が接続されているランド電極の電圧と、検出用圧電素子ＰＤ１，ＰＤ２が接続されているランド電極の電圧とを差動増幅することで、Ｘ軸回りの角速度や、Ｚ軸回りの角速度を検出することなく、Ｙ軸回りの角速度を検出することができる。
【０１１４】
なお、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＤ１，ＰＤ２の配置は、第２の検出振動モードが生じ、駆動振動モードが生じることが無い位置であれば、どのような配置であってもよい。ただし、第１の検出振動モードによる検出梁部の振動において、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＤ１，ＰＤ２に発生する電圧が等しくなるように、互いに鏡面対称となる配置とすると好適である。これにより、第１の検出振動モードで、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＤ１，ＰＤ２にＺ軸方向に屈曲するような変形が生じても、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＤ１，ＰＤ２に発生する電荷が打ち消しあい、不要な電気信号を発生することがなくなる。また、第３の検出振動モードによる検出梁部の振動において、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＤ１，ＰＤ２それぞれに電荷が発生することがないように、それぞれが設けられる左側検出梁や右側検出梁において、幅方向の中心線に対して鏡像対称に配置されると好適である。これにより、第３の検出振動モードで、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＤ１，ＰＤ２に平板面内で屈曲するような変形が生じても、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＤ１，ＰＤ２に電荷が発生することなく、不要な電気信号を発生することがなくなる。
【０１１５】
検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３と、検出用圧電素子ＰＡ４，ＰＢ４，ＰＣ４，ＰＤ４は、Ｚ軸回りに作用する角速度を検出するためのものであり、それぞれ配線電極を介して個別のランド電極に接続されている。
【０１１６】
検出用圧電素子ＰＡ３は、検出梁部１３Ａの中央検出梁２１における放射方向の左側よりに配置されており、検出梁部１３Ａの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＡ４は、検出梁部１３Ａの中央検出梁２１における放射方向の右側よりに配置されており、検出梁部１３Ａの放射方向に延伸している。
【０１１７】
検出用圧電素子ＰＢ３は、検出梁部１３Ｂの中央検出梁２１における放射方向の左側よりに配置されており、検出梁部１３Ｂの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＢ４は、検出梁部１３Ｂの中央検出梁２１における放射方向の右側よりに配置されており、検出梁部１３Ｂの放射方向に延伸している。
【０１１８】
検出用圧電素子ＰＣ３は、検出梁部１３Ｃの中央検出梁２１における放射方向の左側よりに配置されており、検出梁部１３Ｃの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＣ４は、検出梁部１３Ｃの中央検出梁２１における放射方向の右側よりに配置されており、検出梁部１３Ｃの放射方向に延伸している。
【０１１９】
検出用圧電素子ＰＤ３は、検出梁部１３Ｄの中央検出梁２１における放射方向の左側よりに配置されており、検出梁部１３Ｄの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＤ４は、検出梁部１３Ｄの中央検出梁２１における放射方向の右側よりに配置されており、検出梁部１３Ｄの放射方向に延伸している。
【０１２０】
したがって、図５に示したような、Ｚ軸回りに作用する角速度により生じる第３の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３が伸びる際に検出用圧電素子ＰＡ４，ＰＢ４，ＰＣ４，ＰＤ４が縮み、検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３が縮む際に検出用圧電素子ＰＡ４，ＰＢ４，ＰＣ４，ＰＤ４が伸び、検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３と検出用圧電素子ＰＡ４，ＰＢ４，ＰＣ４，ＰＤ４とに逆極性の電圧が発生する。
【０１２１】
一方、図３に示した第１の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＡ４，ＰＤ３，ＰＤ４と検出用圧電素子ＰＢ３，ＰＢ４，ＰＣ３，ＰＣ４とに同様に電圧が発生する。また、図４に示した第２の検出振動モードでも、検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＡ４，ＰＢ３，ＰＢ４と検出用圧電素子ＰＣ３，ＰＣ４，ＰＤ３，ＰＤ４とに同様に電圧が発生する。
【０１２２】
したがって、検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３が接続されているランド電極を接続し、検出用圧電素子ＰＡ４，ＰＢ４，ＰＣ４，ＰＤ４が接続されているランド電極を接続し、それぞれの電圧を差動増幅すると、Ｘ軸回りの角速度や、Ｙ軸回りの角速度を検出することなく、Ｚ軸回りの角速度を検出することができる。
【０１２３】
なお、検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３，ＰＡ４，ＰＢ４，ＰＣ４，ＰＤ４の配置は、第３の検出振動モードが生じ、駆動振動モードが生じることが無い位置であれば、どのように配置してもよい。ただし、第１の検出振動モードと第２の検出振動モードによる検出梁部の振動において、不要な電気信号が発生することがないように、それぞれが設けられる中心検出梁において、平板面内での応力中立軸に対して互いに鏡像対称に配置されると好適である。これにより、第１および第２の検出振動モードで、検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３，ＰＡ４，ＰＢ４，ＰＣ４，ＰＤ４に変形が生じても、検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３と検出用圧電素子ＰＡ４，ＰＢ４，ＰＣ４，ＰＤ４とで同じように電荷が発生し、不要な電気信号を発生することがなくなる。
【０１２４】
以上に説明したように、本発明の第１の実施形態に係る角速度検出素子１０は構成されており、直交座標系の３軸回りの角速度を、それぞれ分離して検出することが可能になっている。そして、振動体１１の駆動振動を検出することなく、振動体１１の検出振動を検出することができ、不要な検出信号が発生することを防ぐことができる。また、振動体１１の駆動振動や検出振動が、外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄや、内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄ、検出梁部１３Ａ〜１３Ｄなどで閉じており、中心基部１２を介して支持基板に漏れることがない。したがって、駆動振動や検出振動の振動効率が高く、高い検出感度や検出精度を実現できる。また、支持基板に作用する応力や振動などの影響が、駆動振動や検出振動に伝わらず、このことによっても、高い検出感度や検出精度を実現できる。また、支持基板に作用する応力の変化や温度変化などの影響が、駆動振動や検出振動に伝わらず、特性変動の少ない角速度検出素子１０を構成することができる。
【０１２５】
なお、振動体１１において、外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄではなく、内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄを放射方向に沿って撓むように駆動振動させてもよい。その場合、内側連結梁部１５Ａ〜１５Ｄの検出振動に対する連成振動として外側連結梁部１４Ａ〜１４Ｄに生じる検出振動を検出するようにすると好適である。
【０１２６】
次に、本発明の第２の実施形態に係る角速度検出素子について説明する。第２の実施形態に係る角速度検出素子は、振動体において、外側連結梁部ではなく、内側連結梁部を放射方向に沿って撓むように駆動振動させ、内側連結梁部の検出振動に対する連成振動として生じる外側連結梁部の検出振動を検出する。なお、第１の実施形態と同様に、振動体において、内側連結梁部ではなく、外側連結梁部を放射方向に沿って撓むように駆動振動させ、外側連結梁部の検出振動に対する連成振動として生じる内側連結梁部の検出振動を検出するようにしてもよい。
【０１２７】
図７（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る角速度検出素子５０を構成する振動体５１を示すＸ−Ｙ面平面図である。
【０１２８】
振動体５１は、図示していない支持基板によって支持されている。振動体５１は、Ｘ軸およびＹ軸に沿う平板面をＺ軸正方向側とＺ軸負方向側とに有している。振動体５１は、平板面を視て、４回対称な回転対称形である。振動体５１は、中心基部５２と、検出梁部５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄと、外側連結梁部５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄと、内側連結梁部５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄと、を備えている。
【０１２９】
中心基部５２は、平板面を視て、振動体５１の中心に位置している。中心基部５２のＺ軸正方向側の面とＺ軸負方向側の面との少なくとも一方は、図示しない支持基板を介して外部構造体に固定されている。中心基部５２は、検出梁部５３Ａ〜５３Ｄと、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄと、内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄと、を支持基板から浮いた状態で支持している。
【０１３０】
より具体的には、中心基部５２は、平板面内において、Ｙ軸正方向を基準とした時計回りの角度０°方向を向く辺と、４５°方向を向く辺と、９０°方向を向く辺と、１３５°方向を向く辺と、１８０°方向を向く辺と、２２５°方向に垂直な辺と、２７０°方向を向く辺と、３１５°方向を向く辺と、からなる八角形状である。
【０１３１】
検出梁部５３Ａ〜５３Ｄは、平板面を視て中心基部５２に対して十字状に設けられている。すなわち、検出梁部５３Ａ〜５３Ｄは、平板面にて等角度間隔で放射方向に延伸している。検出梁部５３Ａ〜５３ＤのＺ軸正方向またはＺ軸負方向の面は、支持基板の平板面と隙間をもって対向している。
【０１３２】
より具体的には、検出梁部５３Ａは、中心基部５２の９０°方向を向く辺の中央付近に連結されており、中心基部５２との連結位置から放射方向、すなわち９０°方向に延伸している。検出梁部５３Ｂは、中心基部５２の１８０°方向を向く辺の中央付近に連結されており、中心基部５２との連結位置から放射方向の外側、すなわち１８０°方向に延伸している。検出梁部５３Ｃは、中心基部５２の２７０°方向を向く辺の中央付近に連結されており、中心基部５２との連結位置から放射方向の外側、すなわち２７０°方向に延伸している。検出梁部５３Ｄは、中心基部５２の０°方向（３６０°方向）を向く辺の中央付近に連結されており、中心基部５２との連結位置から放射方向の外側、すなわち０°（３６０°方向）方向に延伸している。
【０１３３】
外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄは、それぞれ、隣接する検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの間に連結されている。外側連結梁部５４Ａ〜５４ＤのＺ軸正方向またはＺ軸負方向の面は、支持基板の平板面と隙間をもって対向している。また、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄは、それぞれ平板面を視て矩形枠状をなすように互いに連結されており、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄのなす矩形枠における、放射方向の内側の各辺中央それぞれに検出梁部５３Ａ〜５３Ｄが連結されている。
【０１３４】
より具体的には、外側連結梁部５４Ａは、平板面を視て、中心基部５２の４５°方向に配置されており、連結梁７１Ａと錘７２Ａと連結梁７３Ａとを備えている。連結梁７１Ａは、Ｘ軸に沿って延伸し、Ｘ軸負方向側の端部で検出梁部５３Ｄと外側連結梁部５４Ｄとに連結され、Ｘ軸正方向側の端部で錘７２Ａに連結されている。連結梁７３Ａは、Ｙ軸に沿って延伸し、Ｙ軸負方向側の端部で検出梁部５３Ａと外側連結梁部５４Ｂとに連結され、Ｙ軸正方向側の端部で錘７２Ａに連結されている。錘７２Ａは、連結梁７１Ａから延伸する辺と、連結梁７３Ａから延伸する辺と、１３５°方向に対して平行する辺と、を有する三角形状であり、連結梁７１Ａと連結梁７３Ａとの間に連結されている。
【０１３５】
外側連結梁部５４Ｂは、平板面を視て、中心基部５２の１３５°方向に配置されており、連結梁７１Ｂと錘７２Ｂと連結梁７３Ｂとを備えている。連結梁７１Ｂは、Ｙ軸に沿って延伸し、Ｙ軸正方向側の端部で検出梁部５３Ａと外側連結梁部５４Ａとに連結され、Ｙ軸負方向側の端部で錘７２Ｂに連結されている。連結梁７３Ｂは、Ｘ軸に沿って延伸し、Ｘ軸負方向側の端部で検出梁部５３Ｂと外側連結梁部５４Ｃとに連結され、Ｘ軸正方向側の端部で錘７２Ｂに連結されている。錘７２Ｂは、連結梁７１Ｂから延伸する辺と、連結梁７３Ｂから延伸する辺と、４５°方向に対して平行する辺と、を有する三角形状であり、連結梁７１Ｂと連結梁７３Ｂとの間に連結されている。
【０１３６】
外側連結梁部５４Ｃは、平板面を視て、中心基部５２の２２５°方向に配置されており、連結梁７１Ｃと錘７２Ｃと連結梁７３Ｃとを備えている。連結梁７１Ｃは、Ｘ軸に沿って延伸し、Ｘ軸正方向側の端部で検出梁部５３Ｂと外側連結梁部５４Ｂとに連結され、Ｘ軸負方向側の端部で錘７２Ｃに連結されている。連結梁７３Ｃは、Ｙ軸に沿って延伸し、Ｙ軸正方向側の端部で検出梁部５３Ｃと外側連結梁部５４Ｄとに連結され、Ｙ軸負方向側の端部で錘７２Ｃに連結されている。錘７２Ｃは、連結梁７１Ｃから延伸する辺と、連結梁７３Ｃから延伸する辺と、１３５°方向に対して平行する辺と、を有する三角形状であり、連結梁７１Ｃと連結梁７３Ｃとの間に連結されている。
【０１３７】
外側連結梁部５４Ｄは、平板面を視て、中心基部５２の３１５°方向に配置されており、連結梁７１Ｄと錘７２Ｄと連結梁７３Ｄとを備えている。連結梁７１Ｄは、Ｙ軸に沿って延伸し、Ｙ軸負方向側の端部で検出梁部５３Ｃと外側連結梁部５４Ｃとに連結され、Ｙ軸正方向側の端部で錘７２Ｄに連結されている。連結梁７３Ｄは、Ｘ軸に沿って延伸し、Ｘ軸正方向側の端部で検出梁部５３Ｄと外側連結梁部５４Ａとに連結され、Ｘ軸負方向側の端部で錘７２Ｄに連結されている。錘７２Ｄは、連結梁７１Ｄから延伸する辺と、連結梁７３Ｄから延伸する辺と、４５°方向に対して平行する辺と、を有する三角形状であり、連結梁７１Ｄと連結梁７３Ｄとの間に連結されている。
【０１３８】
内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄは、それぞれ、隣接する検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの間に連結されており、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄよりも放射方向の内側に設けられている。内側連結梁部５５Ａ〜５５ＤのＺ軸正方向またはＺ軸負方向の面は、支持基板の平板面と隙間をもって対向している。
【０１３９】
具体的には、内側連結梁部５５Ａは、平板面を視て、中心基部５２の４５°方向に配置されており、連結梁８１Ａと錘８２Ａと連結梁８３Ａとを備えている。連結梁８１Ａは、１３５°方向に対して平行であり、Ｘ軸正方向側の端部で錘８２Ａに連結され、Ｘ軸負方向側の端部で検出梁部５３Ｄに連結されている。連結梁８３Ａは、１３５°方向に対して平行であり、Ｘ軸負方向側の端部で錘８２Ａに連結され、Ｘ軸正方向側の端部で検出梁部５３Ａに連結されている。錘８２Ａは、連結梁８１Ａ，８３Ａに対して放射方向の外側と内側とのそれぞれに配置された一対の補助錘からなり、連結梁８１Ａと連結梁８３Ａとの間に連結されている。
【０１４０】
内側連結梁部５５Ｂは、平板面を視て、中心基部５２の１３５°方向に配置されており、連結梁８１Ｂと錘８２Ｂと連結梁８３Ｂとを備えている。連結梁８１Ｂは、４５°方向に対して平行であり、Ｘ軸負方向側の端部で錘８２Ｂに連結され、Ｘ軸正方向側の端部で検出梁部５３Ａに連結されている。連結梁８３Ｂは、４５°方向に対して平行であり、Ｘ軸正方向側の端部で錘８２Ｂに連結され、Ｘ軸負方向側の端部で検出梁部５３Ｂに連結されている。錘８２Ｂは、連結梁８１Ｂ，８３Ｂに対して放射方向の外側と内側とのそれぞれに配置された一対の補助錘からなり、連結梁８１Ｂと連結梁８３Ｂとの間に連結されている。
【０１４１】
内側連結梁部５５Ｃは、平板面を視て、中心基部５２の２２５°方向に配置されており、連結梁８１Ｃと錘８２Ｃと連結梁８３Ｃとを備えている。連結梁８１Ｃは、１３５°方向に対して平行であり、Ｘ軸負方向側の端部で錘８２Ｃに連結され、Ｘ軸正方向側の端部で検出梁部５３Ｂに連結されている。連結梁８３Ｃは、１３５°方向に対して平行であり、Ｘ軸正方向側の端部で錘８２Ｃに連結され、Ｘ軸負方向側の端部で検出梁部５３Ｃに連結されている。錘８２Ｃは、連結梁８１Ｃ，８３Ｃに対して放射方向の外側と内側とのそれぞれに配置された一対の補助錘からなり、連結梁８１Ｃと連結梁８３Ｃとの間に連結されている。
【０１４２】
内側連結梁部５５Ｄは、平板面を視て、中心基部５２の３１５°方向に配置されており、連結梁８１Ｄと錘８２Ｄと連結梁８３Ｄとを備えている。連結梁８１Ｄは、４５°方向に対して平行であり、Ｘ軸正方向側の端部で錘８２Ｄに連結され、Ｘ軸負方向側の端部で検出梁部５３Ｃに連結されている。連結梁８３Ｄは、４５°方向に対して平行であり、Ｘ軸負方向側の端部で錘８２Ｄに連結され、Ｘ軸正方向側の端部で検出梁部５３Ｄに連結されている。錘８２Ｄは、連結梁８１Ｄ，８３Ｄに対して放射方向の外側と内側とのそれぞれに配置された一対の補助錘からなり、連結梁８１Ｄと連結梁８３Ｄとの間に連結されている。
【０１４３】
図７（Ｂ）は、検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの近傍構造を示すＸ−Ｙ面平面図である。なお、この図７（Ｂ）中では、検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの図符号を、検出梁部５３と変更している。また、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄの図符号を、検出梁部５３の左側に位置するものを外側連結梁部５４Ｌに変更し、検出梁部５３の右側に位置するものを外側連結梁部５４Ｒに変更している。また、内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄの図符号を、検出梁部５３の左側に位置するものを内側連結梁部５５Ｌに変更し、検出梁部５３の右側に位置するものを内側連結梁部５５Ｒに変更している。
【０１４４】
検出梁部５３は、中央検出梁６１と、左側検出梁６２と、右側検出梁６３と、基端検出梁６４と、結合部６５と、を備えている。結合部６５は、中央検出梁６１と、左側検出梁６２と、右側検出梁６３と、基端検出梁６４とが連結されている。基端検出梁６４は、放射方向に沿って延伸しており、放射方向の内側の端部で中心基部５２に連結され、放射方向の外側の端部で結合部６５を介して中央検出梁６１と左側検出梁６２と右側検出梁６３とに連結されている。中央検出梁６１は、検出梁部５３の放射方向に沿って延伸しており、放射方向の内側の端部で結合部６５を介して基端検出梁６４に連結され、放射方向の外側の端部で外側連結梁部５４Ｌと外側連結梁部５４Ｒとに連結されている。左側検出梁６２は、中央検出梁６１の左側に隣接して検出梁部５３の放射方向に沿って延伸しており、放射方向の内側の端部で結合部６５を介して基端検出梁６４に連結され、放射方向の外側の端部で内側連結梁部５５Ｌに連結されている。右側検出梁６３は、中央検出梁６１の右側に隣接して検出梁部５３の放射方向に延伸しており、放射方向の内側の端部で結合部６５を介して基端検出梁６４に連結され、放射方向の外側の端部で内側連結梁部５５Ｒに連結されている。
【０１４５】
以上のような構成の振動体５１は、振動モードとして、駆動振動モードと、第１の検出振動モードと、第２の検出振動モードと、第３の検出振動モードと、を有している。
【０１４６】
図８は、振動体５１の駆動振動モードにおける変形態様を示すＸ−Ｙ面平面図である。
【０１４７】
駆動振動モードは、角速度検出素子５０において、後述する駆動手段を用いて励起される。駆動振動モードにおいては、内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄは、それぞれ、放射方向の内側と外側とに交互に撓むように、互いに同方向に駆動振動する。即ち、検出梁部５３Ａ〜５３Ｄを間に介して隣り合う錘８２Ａ〜８２Ｄ同士が、平板面にて検出梁部５３Ａ〜５３Ｄを境に鏡像関係となる方位に変位する。この際、検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの中央検出梁６１における放射方向の内側の端部では、連結されている左側検出梁６２と右側検出梁６３との連結角度が広がる状態と、狭まる状態とが交互に周期的に繰り返すように変形する。したがって、中央検出梁６１の放射方向の内側の端部には、左側検出梁６２と右側検出梁６３とから互いに反対方向でほぼ同じ大きさの力が対称に加わる。
【０１４８】
このため、中央検出梁６１の放射方向の内側の端部においては、左側検出梁６２から加わる力と、右側検出梁６３から加わる力とが吊り合い、中央検出梁６１は平板面内で曲がるような変形が発生することがない。これにより、中央検出梁６１の放射方向の外側に連結される外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄには、駆動振動が伝達されることがない。また、中央検出梁６１の放射方向の内側に連結される基端検出梁６４にも、駆動振動が伝達されることがない。すなわち、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄと中央検出梁６１と基端検出梁６４と中心基部５２とは静止したままであり、中心基部５２から駆動振動のエネルギーが漏れることが無い。また、中心基部５２が固定されている支持基板（外部構造体）が応力を受けて変形や振動しても、その変形や振動による影響で振動体５１に駆動振動モードの振動が発生することがない。したがって、検出感度と検出精度とが向上することになる。また、特性変動の発生が抑制されることになる。
【０１４９】
また、駆動振動モードでは、内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄのみが駆動振動し、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄや検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの中央検出梁６１が静止しているため、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄや検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの振動を後述する検出手段で検出することにより、駆動振動を検出することなく検出振動のみを検出することができる。このことによって、検出感度や検出精度がさらに向上することになる。
【０１５０】
図９は、振動体５１の平板面に沿う軸回りの角速度を検出するための検出振動モードにおける変形態様を示すＸ−Ｙ面平面図であり、Ｙ軸回りの角速度が作用する場合を示している。なお、ここでは図示していないが、Ｘ軸回りの角速度が作用する場合には、図示する状態をＺ軸回りに９０°回転させた変形態様となる。
【０１５１】
第１の検出振動モードは、振動体５１の平板面に沿うＸ軸回りの角速度により励起され、後述する検出手段を用いて振動体１１から検出される。また、第２の検出振動モードは、振動体５１の平板面に沿うＹ軸回りの角速度により励起され、後述する検出手段を用いて振動体１１から第１の検出振動モードとは分離して検出される。
【０１５２】
駆動振動モードで振動する振動体５１に、平板面に沿うＸ軸やＹ軸回りの角速度が作用することにより、内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄに、Ｚ軸に沿ったコリオリ力が発生する。このコリオリ力によって、内側連結梁部５５Ａ〜５５ＤがＺ軸に沿って変位する。
【０１５３】
角速度の作用軸を挟んで一方側に位置する内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄと、他方側に位置する内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄとは、コリオリ力の作用方向およびＺ軸に沿った変位の方向が反対になる。
【０１５４】
このように、第１および第２の検出振動モードでの振動は、前述の駆動振動モードのように錘８２Ａ〜８２Ｄを鏡像関係となるように変位させるものではない（非鏡像関係である）ので、内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄそれぞれに連結されている検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの左側検出梁６２と右側検出梁６３とも、連結されている内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄと同方向に撓むように検出振動する。即ち、角速度の作用軸を挟んで、一方側に位置する左側検出梁６２および右側検出梁６３と、他方側に位置する左側検出梁６２および右側検出梁６３とは、Ｚ軸に沿って反対方向に検出振動する。
【０１５５】
すると、同方向に検出振動する左側検出梁６２と右側検出梁６３とに連結されている中央検出梁６１は、左側検出梁６２と右側検出梁６３との検出振動に対して連成振動し、連結されている左側検出梁６２および右側検出梁６３とは反対方向に、Ｚ軸に沿って撓むように検出振動するようになる。一方、検出梁部５３Ａ〜５３Ｄにおいて、互いに反対方向に検出振動する左側検出梁６２と右側検出梁６３とに連結されている中央検出梁６１は、捩じれるように検出振動するようになる。これにより、内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄと外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄとは、Ｚ軸に沿って反対方向に検出振動するようになる。
【０１５６】
したがって、第１および第２の検出振動モードでは、駆動振動モードで振動する内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄだけでなく、駆動振動モードで静止する外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄも検出振動する。このため、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄの振動を、後述する検出手段で検出することにより、駆動振動を検出することなく、検出振動のみを検出することができる。
【０１５７】
また、各検出梁部５３Ａ〜５３Ｄでは、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄから伝達される検出振動と、内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄから伝達される検出振動とが、逆相で伝達されて打ち消し合う。これにより、結合部６５から基端検出梁６４を介して中心基部５２に伝達される検出振動が大幅に低減され、中心基部５２から検出振動のエネルギーが漏れることが無い。また、中心基部５２が固定されている支持基板（外部構造体）が応力を受けて変形や振動しても、その変形や振動による影響で振動体５１に検出振動が発生することがなく、特性変動の発生を抑制することができる。
【０１５８】
図１０は、振動体５１の第３の検出振動モードにおける変形態様を示すＸ−Ｙ面平面図である。
【０１５９】
第３の検出振動モードは、角速度検出素子５０において、Ｚ軸周りの角速度より励起され、後述する検出手段を用いて振動体５１から検出される。
【０１６０】
駆動振動モードで振動する振動体５１に、平板面に垂直なＺ軸回りの角速度が作用することにより、角速度の作用軸に対して直交する軸に沿って駆動振動している内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄには、角速度の作用軸および駆動振動方向に対して直交する方向にコリオリ力が発生する。このコリオリ力によって、振動体５１には、第３の検出振動モードの振動が励起される。
【０１６１】
隣接する内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄ同士では駆動振動方向が９０°ずつ、ずれるため、内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄは、コリオリの力の作用方向が９０°ずつ、ずれ、平板面（Ｘ−Ｙ面）においてＺ軸右回り方向とＺ軸左回り方向とに交互に回転するように、互いに同方向に検出振動する。このように、第３の検出振動モードでの振動は、前述の駆動振動モードのように錘８２Ａ〜８２Ｄを鏡像関係となるように変位させるものではない（非鏡像関係である）ので、内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄに連結されている検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの左側検出梁６２および右側検出梁６３は、放射方向に対する右方向と左方向とに交互に撓むように、内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄと同方向に検出振動する。
【０１６２】
各検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの左側検出梁６２と右側検出梁６３との間には、中央検出梁６１が連結されている。したがって、検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの中央検出梁６１は、検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの左側検出梁６２および右側検出梁６３の検出振動に対して連成振動し、左側検出梁６２および右側検出梁６３とは反対方向に検出振動するようになる。これにより、各検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの中央検出梁６１の間に連結されている外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄは、各検出梁部５３Ａ〜５３Ｄの中央検出梁６１と同方向に、検出振動するようになる。
【０１６３】
このようにして、第３の検出振動モードでは、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄと内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄとが、平板面（Ｘ−Ｙ面）において、Ｚ軸右回り方向とＺ軸左回り方向とに交互に回転するように、互いに反対方向に検出振動する。したがって、駆動振動モードで振動する内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄだけでなく、駆動振動モードで静止する外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄも検出振動し、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄの振動を、後述する検出手段で検出することにより、駆動振動を検出することなく、検出振動のみを検出することができる。
【０１６４】
また、各検出梁部５３Ａ〜５３Ｄでは、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄから伝達される検出振動と、内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄから伝達される検出振動とが、逆相で伝達されて打ち消し合う。これにより、結合部６５から中心基部５２に伝達される検出振動が大幅に低減され、中心基部５２から検出振動のエネルギーが漏れることが無い。また、中心基部５２が固定されている支持基板（外部構造体）が応力を受けて変形や振動しても、その変形や振動による影響で振動体５１に第３の検出振動モードの振動が発生することがない。したがって、検出感度や検出精度がさらに向上し、また、特性変動の発生が抑制される。
【０１６５】
以上のように、振動体５１の有する駆動振動モードと、第１の検出振動モードと、第２の検出振動モードと、第３の検出振動モードとは、それぞれ、中心基部５２に対する振動の伝達が閉じており、中心基部５２からの振動エネルギーの漏れが無く、また、中心基部５２が固定されている支持基板（外部構造体）が応力を受けて変形や振動することがあっても、その変形や振動による影響で振動体５１に各振動モードの振動が発生することがない。したがって、検出感度や検出精度が大幅に向上したものになる。また、支持基板（外部構造体）の応力変化や温度変化があっても、特性変動の発生が抑制される。
【０１６６】
次に、第２の実施形態に係る角速度検出素子５０において、振動体５１に駆動手段および検出手段として圧電素子を設けた構成について説明する。なお、駆動手段および検出手段としては、圧電素子の他、静電力や静電容量などを用いてもよい。
【０１６７】
図１１は角速度検出素子５０のＸ−Ｙ面平面図である。
【０１６８】
角速度検出素子５０は、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３，ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３，ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３と、駆動用圧電素子Ｐ５，Ｐ６と、を備えている。
【０１６９】
より具体的には、駆動用圧電素子Ｐ５は、内側連結梁部５５Ａにおいて、Ｘ軸負方向側の端部近傍では放射方向の外側に、中央近傍では放射方向の内側に、Ｘ軸正方向側の端部近傍では放射方向の外側に、配置されている。一方、駆動用圧電素子Ｐ６は、内側連結梁部５５Ａにおいて、Ｘ軸負方向側の端部近傍では放射方向の内側に、中央近傍では放射方向の外側に、Ｘ軸正方向側の端部近傍では放射方向の内側に配置されている。
【０１７０】
また、駆動用圧電素子Ｐ５は、内側連結梁部５５Ｂにおいて、Ｘ軸負方向側の端部近傍では放射方向の外側に、中央近傍では放射方向の内側に、Ｘ軸正方向側の端部近傍では放射方向の外側に、配置されている。一方、駆動用圧電素子Ｐ６は、内側連結梁部５５Ｂにおいて、Ｘ軸負方向側の端部近傍では放射方向の内側に、中央近傍では放射方向の外側に、Ｘ軸正方向側の端部近傍では放射方向の内側に配置されている。
【０１７１】
また、駆動用圧電素子Ｐ５は、内側連結梁部５５Ｃにおいて、Ｘ軸負方向側の端部近傍では放射方向の外側に、中央近傍では放射方向の内側に、Ｘ軸正方向側の端部近傍では放射方向の外側に配置されている。一方、駆動用圧電素子Ｐ６は、内側連結梁部５５Ｃにおいて、Ｘ軸負方向側の端部近傍では放射方向の内側に、中央近傍では放射方向の外側に、Ｘ軸正方向側の端部近傍では放射方向の内側に配置されている。
【０１７２】
また、駆動用圧電素子Ｐ５は、内側連結梁部５５Ｄにおいて、Ｘ軸負方向側の端部近傍では放射方向の外側に、中央近傍では放射方向の内側に、Ｘ軸正方向側の端部近傍では放射方向の外側に配置されている。一方、駆動用圧電素子Ｐ６は、内側連結梁部５５Ｄにおいて、Ｘ軸負方向側の端部近傍では放射方向の内側に、中央近傍では放射方向の外側に、Ｘ軸正方向側の端部近傍では放射方向の内側に配置されている。
【０１７３】
駆動用圧電素子Ｐ５と、駆動用圧電素子Ｐ６とには、逆位相に設定された交流電圧が印加される。これにより、振動体５１には、図８で示した駆動振動モードの振動が発生することになる。
【０１７４】
なお、ここで示す駆動用圧電素子Ｐ５、Ｐ６の配置は、あくまで一例であり、図８で示した駆動振動モードの振動を発生させることができるならば、駆動用圧電素子Ｐ５、Ｐ６の配置はどのようであってもよい。また、ここでは、モニタ用圧電素子や、ダミー用圧電素子は設けていないが、駆動用圧電素子Ｐ５，Ｐ６のいずれかを、モニタ用圧電素子や、ダミー用圧電素子に替えても良い。
【０１７５】
検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３，ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３，ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３は、検出梁部５３Ａ〜５３Ｄと外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄとに設けられており、図示していない配線電極およびランド電極を介して検出回路（差動増幅回路）に接続されている。
【０１７６】
検出用圧電素子ＰＡ１と、検出用圧電素子ＰＣ１は、Ｘ軸回りに作用する角速度を検出するためのものである。検出用圧電素子ＰＡ１は、概略Ｔ字状であり、検出梁部５３Ｄと外側連結梁部５４Ｄと外側連結梁部５４Ａとにかけて設けられている。検出用圧電素子ＰＡ１は、検出梁部５３Ｄにおいて中央検出梁６１上で放射方向に延伸しており、外側連結梁部５４Ｄと外側連結梁部５４ＡとにかけてＸ軸に対して平行に延伸している。検出用圧電素子ＰＣ１は、概略Ｔ字状であり、検出梁部５３Ｂと外側連結梁部５４Ｂと外側連結梁部５４Ｃとにかけて設けられている。検出用圧電素子ＰＣ１は、検出梁部５３Ｂにおいて中央検出梁６１上で放射方向に延伸しており、外側連結梁部５４Ｂと外側連結梁部５４ＣとにかけてＸ軸に対して平行に延伸している。
【０１７７】
したがって、Ｘ軸回りに作用する角速度により生じる第１の検出振動モードでは、外側連結梁部５４Ｄと外側連結梁部５４ＡとがＺ軸正方向に変位し、外側連結梁部５４Ｂと外側連結梁部５４ＣとがＺ軸負方向に変位する際に、検出用圧電素子ＰＡ１が縮み、検出用圧電素子ＰＣ１が伸びる。逆に、外側連結梁部５４Ｄと外側連結梁部５４ＡとがＺ軸負方向に変位し、外側連結梁部５４Ｂと外側連結梁部５４ＣとがＺ軸正方向に変位する際に、検出用圧電素子ＰＡ１が伸び、検出用圧電素子ＰＣ１が縮む。これにより、検出用圧電素子ＰＡ１と、検出用圧電素子ＰＣ１とに逆極性の電圧が発生する。
【０１７８】
なお、Ｙ軸回りに作用する角速度により生じる第２の検出振動モードでは、検出梁部５３Ｄ，５３Ｂが捩じれるように変形するのみであり、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＣ１に電圧の変化は発生しない。また、Ｚ軸回りに作用する角速度により生じる第３の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＣ１に延びる領域と縮む領域とができ、検出用圧電素子ＰＡ１，ＰＣ１に電圧の変化は発生しない。
【０１７９】
したがって、検出用圧電素子ＰＡ１の電圧と、検出用圧電素子ＰＣ１の電圧と、を差動増幅することで、Ｙ軸回りの角速度や、Ｚ軸回りの角速度を検出することなく、Ｘ軸回りの角速度を検出することができる。
【０１８０】
検出用圧電素子ＰＢ１と、検出用圧電素子ＰＤ１は、Ｙ軸回りに作用する角速度を検出するためのものである。検出用圧電素子ＰＢ１は、概略Ｔ字状であり、検出梁部５３Ａと外側連結梁部５４Ａと外側連結梁部５４Ｂとにかけて設けられている。検出用圧電素子ＰＢ１は、検出梁部５３Ａにおいて中央検出梁６１上で放射方向に延伸しており、外側連結梁部５４Ａと外側連結梁部５４ＢとにかけてＹ軸に対して平行に延伸している。検出用圧電素子ＰＤ１は、概略Ｔ字状であり、検出梁部５３Ｃと外側連結梁部５４Ｃと外側連結梁部５４Ｄとにかけて設けられている。検出用圧電素子ＰＤ１は、検出梁部５３Ｃにおいて中央検出梁６１上で放射方向に延伸しており、外側連結梁部５４Ｃと外側連結梁部５４ＤとにかけてＹ軸に対して平行に延伸している。
【０１８１】
したがって、Ｙ軸回りに作用する角速度により生じる第２の検出振動モードでは、外側連結梁部５４Ａと外側連結梁部５４ＢとがＺ軸正方向に変位し、外側連結梁部５４Ｃと外側連結梁部５４ＤとがＺ軸負方向に変位する際に、検出用圧電素子ＰＢ１が縮み、検出用圧電素子ＰＤ１が伸びる。逆に、外側連結梁部５４Ａと外側連結梁部５４ＢとがＺ軸負方向に変位し、外側連結梁部５４Ｃと外側連結梁部５４ＤとがＺ軸正方向に変位する際に、検出用圧電素子ＰＢ１が伸び、検出用圧電素子ＰＤ１が縮む。したがって、検出用圧電素子ＰＢ１と、検出用圧電素子ＰＤ１とに逆極性の電圧が発生する。
【０１８２】
なお、Ｘ軸回りに作用する角速度により生じる第１の検出振動モードでは、検出梁部５３Ａ，５３Ｃが捩じれるように変形するのみであり、検出用圧電素子ＰＤ１，ＰＢ１に電圧の変化は発生しない。また、Ｚ軸回りに作用する角速度により生じる第３の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＤ１に延びる領域と縮む領域とができ、検出用圧電素子ＰＢ１，ＰＤ１に電圧の変化は発生しない。
【０１８３】
したがって、検出用圧電素子ＰＢ１の電圧と、検出用圧電素子ＰＤ１の電圧と、を差動増幅することで、Ｘ軸回りの角速度や、Ｚ軸回りの角速度を検出することなく、Ｙ軸回りの角速度を検出することができる。
【０１８４】
検出用圧電素子ＰＡ２，ＰＢ２，ＰＣ２，ＰＤ２と、検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３は、Ｚ軸回りに作用する角速度を検出するためのものである。
【０１８５】
検出用圧電素子ＰＡ２は、概略Ｕ字状であり、検出梁部５３Ｄの左側検出梁６２から中央検出梁６１に掛けて配置されており、左側検出梁６２と中央検出梁６１とにおいて検出梁部５３Ｄの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＡ３は、概略Ｕ字状であり、検出梁部５３Ｄの右側検出梁６３から中央検出梁６１に掛けて配置されており、右側検出梁６３と中央検出梁６１とにおいて検出梁部５３Ｄの放射方向に延伸している。
【０１８６】
検出用圧電素子ＰＢ２は、概略Ｕ字状であり、検出梁部５３Ａの左側検出梁６２から中央検出梁６１に掛けて配置されており、左側検出梁６２と中央検出梁６１とにおいて検出梁部５３Ａの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＢ３は、概略Ｕ字状であり、検出梁部５３Ａの右側検出梁６３から中央検出梁６１に掛けて配置されており、右側検出梁６３と中央検出梁６１とにおいて検出梁部５３Ａの放射方向に延伸している。
【０１８７】
検出用圧電素子ＰＣ２は、概略Ｕ字状であり、検出梁部５３Ｂの左側検出梁６２から中央検出梁６１に掛けて配置されており、左側検出梁６２と中央検出梁６１とにおいて検出梁部５３Ｂの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＣ３は、概略Ｕ字状であり、検出梁部５３Ｂの右側検出梁６３から中央検出梁６１に掛けて配置されており、右側検出梁６３と中央検出梁６１とにおいて検出梁部５３Ｂの放射方向に延伸している。
【０１８８】
検出用圧電素子ＰＤ２は、概略Ｕ字状であり、検出梁部５３Ｃの左側検出梁６２から中央検出梁６１に掛けて配置されており、左側検出梁６２と中央検出梁６１とにおいて検出梁部５３Ｃの放射方向に延伸している。検出用圧電素子ＰＤ３は、概略Ｕ字状であり、検出梁部５３Ｃの右側検出梁６３から中央検出梁６１に掛けて配置されており、右側検出梁６３と中央検出梁６１とにおいて検出梁部５３Ｃの放射方向に延伸している。
【０１８９】
したがって、Ｚ軸回りに作用する角速度により生じる第３の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＡ２，ＰＢ２，ＰＣ２，ＰＤ２が伸びる際に検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３が縮み、検出用圧電素子ＰＡ２，ＰＢ２，ＰＣ２，ＰＤ２が縮む際に検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３が伸び、検出用圧電素子ＰＡ２，ＰＢ２，ＰＣ２，ＰＤ２と検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３とに逆極性の電圧が発生する。
【０１９０】
一方、第１の検出振動モードや第２の検出振動モードでは、角速度の作用軸を挟む一方の領域と、他方の領域とで、それぞれに設けられている検出用圧電素子ごとに逆極性の電圧が発生する。したがって、検出用圧電素子ＰＡ２，ＰＢ２，ＰＣ２，ＰＤ２を接続した電極の電圧と、検出用圧電素子ＰＡ３，ＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３を接続した電極とで、それぞれの電圧を差動増幅すると、Ｘ軸回りの角速度や、Ｙ軸回りの角速度を検出することなく、Ｚ軸回りの角速度を検出することができる。
【０１９１】
以上に説明したように、本発明の第２の実施形態に係る角速度検出素子５０は構成されており、直交座標系の３軸回りの角速度を、それぞれ分離して検出することが可能になっている。そして、振動体５１の駆動振動を検出することなく、振動体５１の検出振動を検出することができ、不要な検出信号が発生することを防ぐことができる。また、振動体５１の駆動振動や検出振動が、外側連結梁部５４Ａ〜５４Ｄや、内側連結梁部５５Ａ〜５５Ｄ、検出梁部５３Ａ〜５３Ｄなどで閉じており、中心基部５２を介して支持基板に漏れることがない。したがって、駆動振動や検出振動の振動効率が高く、高い検出感度や検出精度を実現できる。また、支持基板に作用する応力や振動などの影響が、駆動振動や検出振動に伝わらず、このことによっても、高い検出感度や検出精度を実現でき、また、特性変動の少ない角速度検出素子５０を構成することができる。
【０１９２】
次に、本発明の第３の実施形態に係る角速度検出素子について説明する。第３の実施形態に係る角速度検出素子は、振動体において、内側連結梁部を駆動振動および検出振動させ、外側連結梁部には駆動振動も検出振動も生じないように構成する。なお、振動体において、内側連結梁部ではなく、外側連結梁部のみを駆動振動および検出振動させ、内側連結梁部には駆動振動も検出振動も生じないように構成してもよい。
【０１９３】
図１２（Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る角速度検出素子１００を構成する振動体１０１を示すＸ−Ｙ面平面図である。
【０１９４】
振動体１０１は、図示していない支持基板によって支持されている。振動体１０１は、Ｘ軸およびＹ軸に沿う平板面をＺ軸正方向側とＺ軸負方向側とに有している。振動体１０１は、平板面を視て、４回対称な回転対称形である。振動体１０１は、中心基部１０２と、検出梁部１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄと、外側連結梁部１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄと、内側連結梁部１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ，１０５Ｄと、を備えている。
【０１９５】
中心基部１０２と、検出梁部１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄと、外側連結梁部１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄとは、前述の第２の実施形態に係る構成とほとんど同じ構成であり、内側連結梁部１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ，１０５Ｄが、前述の第２の実施形態に係る構成と主として相違している。
【０１９６】
外側連結梁部１０４Ａは、連結梁１２１Ａと錘１２２Ａと連結梁１２３Ａとを備えている。外側連結梁部１０４Ｂは、連結梁１２１Ｂと錘１２２Ｂと連結梁１２３Ｂとを備えている。外側連結梁部１０４Ｃは、連結梁１２１Ｃと錘１２２Ｃと連結梁１２３Ｃとを備えている。外側連結梁部１０４Ｄは、連結梁１２１Ｄと錘１２２Ｄと連結梁１２３Ｄとを備えている。
【０１９７】
図１２（Ｂ）は、検出梁部１０３Ａ〜１０３Ｄの近傍構造を示すＸ−Ｙ面平面図である。なお、この図１２（Ｂ）中では、検出梁部１０３Ａ〜１０３Ｄの図符号を、検出梁部１０３と変更している。また、外側連結梁部１０４Ａ〜１０４Ｄの図符号を、検出梁部１０３の左側に位置するものを外側連結梁部１０４Ｌに変更し、検出梁部１０３の右側に位置するものを外側連結梁部１０４Ｒに変更している。また、内側連結梁部１０５Ａ〜１０５Ｄの図符号を、検出梁部１０３の左側に位置するものを内側連結梁部１０５Ｌに変更し、検出梁部１０３の右側に位置するものを内側連結梁部１０５Ｒに変更している。検出梁部１０３は、中央検出梁１１１と、左側検出梁１１２と、右側検出梁１１３と、基端検出梁１１４と、結合部１１５と、を備えている。
【０１９８】
内側連結梁部１０５Ａは、平板面を視て、中心基部１０２の４５°方向に配置されており、連結梁１３１Ａ１と連結梁１３１Ａ２と錘１３２Ａと連結梁１３３Ａ１と連結梁１３３Ａ２とを備えている。連結梁１３１Ａ１は、Ｘ軸負方向側の端部が検出梁部１０３Ｄに直交して連結され、中央が屈曲し、Ｘ軸正方向側の端部が連結梁１３１Ａ２に直交して連結されている。連結梁１３１Ａ２は、放射方向に延伸しており、放射方向外側の端部で連結梁１３１Ａ１に連結され、放射方向内側の端部で錘１３２Ａに連結されている。連結梁１３３Ａ１は、Ｙ軸負方向側の端部が検出梁部１０３Ａに直交して連結され、中央が屈曲し、Ｙ軸正方向側の端部が連結梁１３３Ａ２に直交して連結されている。連結梁１３３Ａ２は、放射方向に延伸しており、放射方向外側の端部で連結梁１３３Ａ１に連結され、放射方向内側の端部で錘１３２Ａに連結されている。錘１３２Ａは、連結梁１３１Ａ２と連結梁１３３Ａ２との間に連結されている。
【０１９９】
内側連結梁部１０５Ｂは、平板面を視て、中心基部１０２の１３５°方向に配置されており、連結梁１３１Ｂ１と連結梁１３１Ｂ２と錘１３２Ｂと連結梁１３３Ｂ１と連結梁１３３Ｂ２とを備えている。連結梁１３１Ｂ１は、Ｙ軸正方向側の端部が検出梁部１０３Ａに直交して連結され、中央が屈曲し、Ｙ軸負方向側の端部が連結梁１３１Ｂ２に直交して連結されている。連結梁１３１Ｂ２は、放射方向に延伸しており、放射方向外側の端部で連結梁１３１Ｂ１に連結され、放射方向内側の端部で錘１３２Ｂに連結されている。連結梁１３３Ｂ１は、Ｘ軸負方向側の端部が検出梁部１０３Ｂに直交して連結され、中央が屈曲し、Ｘ軸正方向側の端部が連結梁１３３Ｂ２に直交して連結されている。連結梁１３３Ｂ２は、放射方向に延伸しており、放射方向外側の端部で連結梁１３３Ｂ１に連結され、放射方向内側の端部で錘１３２Ｂに連結されている。錘１３２Ｂは、連結梁１３１Ｂ２と連結梁１３３Ｂ２との間に連結されている。
【０２００】
内側連結梁部１０５Ｃは、平板面を視て、中心基部１０２の２２５°方向に配置されており、連結梁１３１Ｃ１と連結梁１３１Ｃ２と錘１３２Ｃと連結梁１３３Ｃ１と連結梁１３３Ｃ２とを備えている。連結梁１３１Ｃ１は、Ｘ軸正方向側の端部が検出梁部１０３Ｂに直交して連結され、中央が屈曲し、Ｘ軸正方向側の端部が連結梁１３１Ｃ２に直交して連結されている。連結梁１３１Ｃ２は、放射方向に延伸しており、放射方向外側の端部で連結梁１３１Ｃ１に連結され、放射方向内側の端部で錘１３２Ｃに連結されている。連結梁１３３Ｃ１は、Ｙ軸正方向側の端部が検出梁部１０３Ｃに直交して連結され、中央が屈曲し、Ｙ軸負方向側の端部が連結梁１３３Ｃ２に直交して連結されている。連結梁１３３Ｃ２は、放射方向に延伸しており、放射方向外側の端部で連結梁１３３Ｃ１に連結され、放射方向内側の端部で錘１３２Ｃに連結されている。錘１３２Ｃは、連結梁１３１Ｃ２と連結梁１３３Ｃ２との間に連結されている。
【０２０１】
内側連結梁部１０５Ｄは、平板面を視て、中心基部１０２の３１５°方向に配置されており、連結梁１３１Ｄ１と連結梁１３１Ｄ２と錘１３２Ｄと連結梁１３３Ｄ１と連結梁１３３Ｄ２とを備えている。連結梁１３１Ｄ１は、Ｙ軸負方向側の端部が検出梁部１０３Ｃに直交して連結され、中央が屈曲し、Ｙ軸正方向側の端部が連結梁１３１Ｄ２に直交して連結されている。連結梁１３１Ｄ２は、放射方向に延伸しており、放射方向外側の端部で連結梁１３１Ｄ１に連結され、放射方向内側の端部で錘１３２Ｄに連結されている。連結梁１３３Ｄ１は、Ｘ軸正方向側の端部が検出梁部１０３Ｄに直交して連結され、中央が屈曲し、Ｘ軸負方向側の端部が連結梁１３３Ｄ２に直交して連結されている。連結梁１３３Ｄ２は、放射方向に延伸しており、放射方向外側の端部で連結梁１３３Ｄ１に連結され、放射方向内側の端部で錘１３２Ｄに連結されている。錘１３２Ｄは、連結梁１３１Ｄ２と連結梁１３３Ｄ２との間に連結されている。
【０２０２】
以上のような構成の振動体１０１も、振動モードとして、駆動振動モードと、第１の検出振動モードと、第２の検出振動モードと、第３の検出振動モードと、を有している。
【０２０３】
図１３は、振動体１０１の駆動振動モードにおける変形態様を示すＸ−Ｙ面平面図である。
【０２０４】
駆動振動モードは、角速度検出素子１００において、後述する駆動手段を用いて励起される。駆動振動モードにおいては、内側連結梁部１０５Ａ〜１０５Ｄは、それぞれ、平板面に対して垂直な軸周り（Ｚ軸回り）に、左回り方向と右回り方向とに交互に回転するように、駆動振動する。その際、隣接する内側連結梁部１０５Ａ〜１０５Ｄは、互いに逆方向に回転する。すると、検出梁部１０３Ａ〜１０３Ｄの中央検出梁１１１における放射方向の内側の端部では、連結されている左側検出梁１１２と右側検出梁１１３との連結角度が広がる状態と、狭まる状態とが交互に周期的に繰り返すように変形する。したがって、中央検出梁１１１の放射方向の内側の端部には、左側検出梁１１２と右側検出梁１１３とから互いに反対方向でほぼ同じ大きさの力が対称に加わる。
【０２０５】
このため、中央検出梁１１１の放射方向の内側の端部においては、左側検出梁１１２から加わる力と、右側検出梁１１３から加わる力とが吊り合い、中央検出梁１１１は平板面内で曲がるような変形が発生することがない。これにより、中央検出梁１１１の放射方向の外側に連結される外側連結梁部１０４Ａ〜１０４Ｄには、駆動振動が伝達されることがない。また、中央検出梁１１１の放射方向の内側に連結される基端検出梁および中心基部１０２にも、駆動振動が伝達されることがなく、中心基部１０２から駆動振動のエネルギーが漏れることが無い。また、中心基部１０２が固定されている支持基板（外部構造体）が応力を受けて変形や振動しても、その変形や振動による影響で振動体１０１に駆動振動モードの振動が発生することがない。したがって、検出感度と検出精度とが向上することになる。また、特性変動の発生が抑制されることになる。
【０２０６】
次に、振動体１０１の検出振動モードについて説明する。振動体１０１は、第１の検出振動モードと第２の検出振動モードと第３の検出振動モードとを有している。第１の検出振動モードは、平板面に沿うＹ軸回りの角速度を検出するための振動モードであり、第２の実施形態において図９で示した第１の検出振動モードと同様のＺ軸に沿った変位を伴う振動態様を呈するものである。また、第２の検出振動モードは、平板面に沿うＸ軸回りの角速度を検出するための振動モードであり、第２の実施形態において説明した第２の検出振動モードと同様のＺ軸に沿った変位を伴う振動態様を呈するものである。一方、第３の検出振動モードは、平板面に垂直なＺ軸回りの角速度を検出するための振動モードであるが、その振動態様は、第２の実施形態において説明した第３の検出振動モードとは、大きく相違している。
【０２０７】
図１４（Ａ）は、振動体１０１の第３の検出振動モードにおける変形態様を示すＸ−Ｙ面平面図であり、図１４（Ｂ）は、振動体１０１の一部を拡大して示す斜視図である。
【０２０８】
第３の検出振動モードは、角速度検出素子１００において、Ｚ軸周りの角速度より励起され、後述する検出手段を用いて振動体１０１から検出される。駆動振動モードで振動する振動体１０１に、平板面に垂直なＺ軸回りの角速度が作用することにより、Ｚ軸回りに駆動振動している内側連結梁部１０５Ａ〜１０５Ｄには、角速度の作用軸および駆動振動方向に対して直交する方向（放射方向）に沿ってコリオリ力が発生する。このコリオリ力によって、振動体１０１には、第３の検出振動モードの振動が励起される。
【０２０９】
隣接する内側連結梁部１０５Ａ〜１０５Ｄの錘１３２Ａ〜１３２Ｄ同士は駆動振動によりＺ軸周りに反対の方向に回転しているため、隣接する１３２Ａ〜１３２Ｄは、コリオリの力の作用で、放射方向に沿って互いに反対方向に変位する。即ち、錘１３２Ａ，１３２Ｃが放射方向内側に変位する際には、錘１３２Ｂ，１３２Ｄが放射方向外側に変位し、錘１３２Ａ，１３２Ｃが放射方向外側に変位する際には、錘１３２Ｂ，１３２Ｄが放射方向内側に変位する。
【０２１０】
すると、錘１３２Ａ〜１３２Ｄに連結されている連結梁１３１Ａ２〜１３１Ｄ２と、連結梁１３３Ａ２〜１３３Ｄ２とは、互いの間が開閉するように撓む。より具体的には、錘１３２Ａ〜１３２Ｄが放射方向の外側に変位する際に、連結梁１３１Ａ２〜１３１Ｄ２と、連結梁１３３Ａ２〜１３３Ｄ２とは、互いの間が開するように撓み、錘１３２Ａ〜１３２Ｄが放射方向の内側に変位する際に、連結梁１３１Ａ２〜１３１Ｄ２と、連結梁１３３Ａ２〜１３３Ｄ２とは、互いの間が閉するように撓む。
【０２１１】
また、連結梁１３１Ａ２〜１３１Ｄ２，１３３Ａ２〜１３３Ｄ２が連結されている連結梁１３１Ａ１〜１３１Ｄ１，１３３Ａ１〜１３３Ｄ１は、連結梁１３１Ａ２〜１３１Ｄ２，１３３Ａ２〜１３３Ｄ２との連結部が放射方向の内側および外側に変位するように撓む。
【０２１２】
そして、これらの連結梁１３１Ａ２〜１３１Ｄ２，１３３Ａ２〜１３３Ｄ２と、連結梁１３１Ａ１〜１３１Ｄ１，１３３Ａ１〜１３３Ｄ１との撓みによって、錘１３２Ａ〜１３２Ｄの振動が吸収され、錘１３２Ａ〜１３２Ｄの検出振動が内側連結梁部１０５Ａ〜１０５Ｄに閉じ込められる。すなわち、錘１３２Ａ〜１３２Ｄの検出振動が、検出梁部１０３Ａ〜１０３Ｄを介して中心基部１０２や外側連結梁部１０４Ａ〜１０４Ｄに伝達されることが無くなる。
【０２１３】
これにより、結合部１１５から中心基部１０２に伝達される検出振動が大幅に低減され、中心基部１０２から検出振動のエネルギーが漏れることが無い。また、中心基部１０２が固定されている支持基板（外部構造体）が応力を受けて変形や振動しても、その変形や振動による影響で振動体１０１に第３の検出振動モードの振動が発生することがない。したがって、検出感度や検出精度がさらに向上し、また、特性変動の発生が抑制される。  このようにして、第３の検出振動モードでは、内側連結梁部１０５Ａ〜１０５Ｄのみが、平板面（Ｘ−Ｙ面）において検出振動することになり、内側連結梁部１０５Ａ〜１０５Ｄの振動を、後述する検出手段で検出することにより、検出振動を検出することができる。
【０２１４】
次に、第３の実施形態に係る角速度検出素子１００において、振動体１０１に駆動手段および検出手段として圧電素子を設けた構成について説明する。なお、駆動手段および検出手段としては、圧電素子の他、静電力や静電容量などを用いてもよい。
【０２１５】
図１５は角速度検出素子１００のＸ−Ｙ面平面図である。
【０２１６】
角速度検出素子１００は、検出用圧電素子ＰＸ＋，ＰＸ−，ＰＹ＋，ＰＹ−，ＰＺ＋，ＰＺ−と、駆動用圧電素子ＰＤ＋，ＰＤ−と、モニタ用圧電素子ＰＭと、を備えている。
【０２１７】
より具体的には、検出梁部１０３Ａ〜１０３Ｄの左側検出梁１１２と右側検出梁１１３とのそれぞれには、一組みづつ、駆動用圧電素子ＰＤ＋と駆動用圧電素子ＰＤ−とが設けられている。駆動用圧電素子ＰＤ＋と駆動用圧電素子ＰＤ−とは、左側検出梁１１２および右側検出梁１１３において、放射方向に延伸して並行している。検出梁部１０３Ａ，１０３Ｃにおいては、左側検出梁１１２および右側検出梁１１３とが並ぶ方向の内側に駆動用圧電素子ＰＤ−が配置され、外側に駆動用圧電素子ＰＤ＋が配置されている。検出梁部１０３Ｂ，１０３Ｄにおいては、左側検出梁１１２および右側検出梁１１３とが並ぶ方向の内側に駆動用圧電素子ＰＤ＋が配置され、外側に駆動用圧電素子ＰＤ−が配置されている。
【０２１８】
駆動用圧電素子ＰＤ＋と駆動用圧電素子ＰＤ−とには、逆位相に設定された交流電圧が印加される。これにより、振動体１０１には、図１３で示した駆動振動モードの振動が発生することになる。
【０２１９】
なお、ここで示す駆動用圧電素子ＰＤ＋、ＰＤ−の配置は、あくまで一例であり、図１３で示した駆動振動モードの振動を発生させることができるならば、駆動用圧電素子ＰＤ＋、ＰＤ−の配置はどのようであってもよい。
【０２２０】
検出用圧電素子ＰＸ＋，ＰＸ−，ＰＹ＋，ＰＹ−，ＰＺ＋，ＰＺ−は、検出梁部１０３Ａ〜１０３Ｄと内側連結梁部１０５Ａ〜１０５Ｄとに設けられており、図示していない配線電極およびランド電極を介して検出回路（差動増幅回路）に接続されている。
【０２２１】
検出用圧電素子ＰＸ＋と、検出用圧電素子ＰＸ−は、Ｘ軸回りに作用する角速度を検出するためのものである。検出用圧電素子ＰＸ＋は、検出梁部１０３Ｄの中央検出梁１１１に設けられている。検出用圧電素子ＰＸ−は、検出梁部１０３Ｂの中央検出梁１１１に設けられている。
【０２２２】
検出用圧電素子ＰＹ＋と、検出用圧電素子ＰＹ−は、Ｙ軸回りに作用する角速度を検出するためのものである。検出用圧電素子ＰＹ＋は、検出梁部１０３Ａの中央検出梁１１１に設けられている。検出用圧電素子ＰＹ−は、検出梁部１０３Ｃの中央検出梁１１１に設けられている。
【０２２３】
検出用圧電素子ＰＺ＋と、検出用圧電素子ＰＺ−は、Ｚ軸回りに作用する角速度を検出するためのものである。検出用圧電素子ＰＺ＋は、内側連結梁部１０５Ａの連結梁１３１Ａ２から連結梁１３３Ａ２に掛けて、また、内側連結梁部１０５Ｃの連結梁１３１Ｃ２から連結梁１３３Ｃ２に掛けて、設けられている。検出用圧電素子ＰＺ−は、内側連結梁部１０５Ｂの連結梁１３１Ｂ２から連結梁１３３Ｂ２に掛けて、また、内側連結梁部１０５Ｄの連結梁１３１Ｄ２から連結梁１３３Ｄ２に掛けて、設けられている。
【０２２４】
Ｘ軸回りに作用する角速度により生じる第１の検出振動モードでは、外側連結梁部１０４Ｄと外側連結梁部１０４ＡとがＺ軸正方向に変位し、外側連結梁部１０４Ｂと外側連結梁部１０４ＣとがＺ軸負方向に変位する際に、検出用圧電素子ＰＸ＋が縮み、検出用圧電素子ＰＸ−が伸びる。逆に、外側連結梁部１０４Ｄと外側連結梁部１０４ＡとがＺ軸負方向に変位し、外側連結梁部１０４Ｂと外側連結梁部１０４ＣとがＺ軸正方向に変位する際に、検出用圧電素子ＰＸ＋が伸び、検出用圧電素子ＰＸ−が縮む。これにより、検出用圧電素子ＰＸ＋と、検出用圧電素子ＰＸ−とに逆極性の電圧が発生する。
【０２２５】
なお、Ｙ軸回りに作用する角速度により生じる第２の検出振動モードでは、検出梁部１０３Ｄ，１０３Ｂは捩じれるように変形するのみであり、検出用圧電素子ＰＸ＋，ＰＸ−に電圧の変化は発生しない。また、Ｚ軸回りに作用する角速度により生じる第３の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＸ＋，ＰＸ−に延びる領域と縮む領域とができ、検出用圧電素子ＰＸ＋，ＰＸ−に電圧の変化は発生しない。
【０２２６】
したがって、検出用圧電素子ＰＸ＋の電圧と、検出用圧電素子ＰＸ−の電圧と、を差動増幅することで、Ｙ軸回りの角速度や、Ｚ軸回りの角速度を検出することなく、Ｘ軸回りの角速度を検出することができる。
【０２２７】
また、Ｙ軸回りに作用する角速度により生じる第２の検出振動モードでは、外側連結梁部１０４Ａと外側連結梁部１０４ＢとがＺ軸正方向に変位し、外側連結梁部１０４Ｃと外側連結梁部１０４ＤとがＺ軸負方向に変位する際に、検出用圧電素子ＰＹ＋が縮み、検出用圧電素子ＰＹ−が伸びる。逆に、外側連結梁部１０４Ａと外側連結梁部１０４ＢとがＺ軸負方向に変位し、外側連結梁部１０４Ｃと外側連結梁部１０４ＤとがＺ軸正方向に変位する際に、検出用圧電素子ＰＹ＋が伸び、検出用圧電素子ＰＹ−が縮む。したがって、検出用圧電素子ＰＹ＋と、検出用圧電素子ＰＹ−とに逆極性の電圧が発生する。
【０２２８】
なお、Ｘ軸回りに作用する角速度により生じる第１の検出振動モードでは、検出梁部１０３Ａ，１０３Ｃが捩じれるように変形するのみであり、検出用圧電素子ＰＹ＋，ＰＹ−に電圧の変化は発生しない。また、Ｚ軸回りに作用する角速度により生じる第３の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＹ＋，ＰＹ−に延びる領域と縮む領域とができ、検出用圧電素子ＰＹ＋，ＰＹ−に電圧の変化は発生しない。
【０２２９】
したがって、検出用圧電素子ＰＹ＋の電圧と、検出用圧電素子ＰＹ−の電圧と、を差動増幅することで、Ｘ軸回りの角速度や、Ｚ軸回りの角速度を検出することなく、Ｙ軸回りの角速度を検出することができる。
【０２３０】
また、Ｚ軸回りに作用する角速度により生じる第３の検出振動モードでは、検出用圧電素子ＰＺ＋が伸びる際に検出用圧電素子ＰＺ−が縮み、検出用圧電素子ＰＺ＋が縮む際に検出用圧電素子ＰＺ−が伸び、検出用圧電素子ＰＺ＋と検出用圧電素子ＰＺ−とに逆極性の電圧が発生する。
【０２３１】
一方、第１の検出振動モードや第２の検出振動モードでは、各々２つの検出用圧電素子ＰＺ＋，ＰＺ−のうち、角速度の作用軸を挟む一方の領域と、他方の領域とで、それぞれに設けられている検出用圧電素子ごとに逆極性の電圧が発生する。したがって、検出用圧電素子ＰＺ＋同士を接続した電極の電圧と、検出用圧電素子ＰＺ−同士を接続した電極とで、それぞれの電圧を差動増幅すると、Ｘ軸回りの角速度や、Ｙ軸回りの角速度を検出することなく、Ｚ軸回りの角速度を検出することができる。
【０２３２】
以上に説明したように、本発明の第３の実施形態に係る角速度検出素子１００は構成されており、直交座標系の３軸回りの角速度を、それぞれ分離して検出することが可能になっている。そして、Ｘ軸およびＹ軸周りの角速度については、振動体１０１の駆動振動を検出することなく、振動体１０１の検出振動を検出することができ、不要な検出信号が発生することを防ぐことができる。また、振動体１０１の駆動振動や検出振動が、外側連結梁部１０４Ａ〜１０４Ｄや、内側連結梁部１０５Ａ〜１０５Ｄ、検出梁部１０３Ａ〜１０３Ｄなどで閉じており、中心基部１０２を介して支持基板に漏れることがない。したがって、駆動振動や検出振動の振動効率が高く、高い検出感度や検出精度を実現できる。また、支持基板に作用する応力や振動などの影響が、駆動振動や検出振動に伝わらず、このことによっても、高い検出感度や検出精度を実現でき、また、特性変動の少ない角速度検出素子１００を構成することができる。
【符号の説明】
【０２３３】
１０，５０，１００…角速度検出素子
１１，５１，１０１…振動体
１２，５２，１０２…中心基部
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，５３，５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄ…検出梁部
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｌ，１４Ｒ，５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ，５４Ｌ，５４Ｒ，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄ，１０４Ｌ，１０４Ｒ…外側連結梁部
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｌ，１５Ｒ，５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄ，５５Ｌ，５５Ｒ，１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ，１０５Ｄ，１０５Ｌ，１０５Ｒ…内側連結梁部
２１，６１，１１１…中央検出梁
２２，６２，１１２…左側検出梁（第１方向側検出梁）
２３，６３，１１３…右側検出梁（第２方向側検出梁）
２４，６４，１１４…基端検出梁
２５，６５，１１５…結合部
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ，７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ，８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄ，１３１Ａ１，１３１Ａ２，１３３Ａ１，１３３Ａ２，１３１Ｂ１，１３１Ｂ２，１３３Ｂ１，１３３Ｂ２，１３１Ｃ１，１３１Ｃ２，１３３Ｃ１，１３３Ｃ２，１３１Ｄ１，１３１Ｄ２，１３３Ｄ１，１３３Ｄ２…連結梁
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ，８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄ，１３２Ａ，１３２Ｂ，１３２Ｃ，１３２Ｄ…錘
ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３，ＰＡ４，ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３，ＰＢ４，ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４，ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，ＰＤ４，ＰＸ＋，ＰＸ−，ＰＹ＋，ＰＹ−，ＰＺ＋，ＰＺ−…検出用圧電素子
Ｐ５，Ｐ６，ＰＤ＋，ＰＤ−…駆動用圧電素子
Ｐ７…モニタ用圧電素子
Ｐ８…ダミー用圧電素子
【図１】
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【図２】
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【図６】
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【図７】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１４】
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