(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、
前記振動腕と前記基部との主面に設けられ、前記振動腕の屈曲振動を検出する検出部とを備え、
前記検出部は、第１の電極層、第２の電極層、および、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に設けられた圧電体層を有し、
前記第１の電極層および前記第２の電極層は、前記振動腕および前記基部の側面に沿って前記振動腕の延出方向に直交する方向成分を含む方向に延在するように屈曲または湾曲していることを特徴とするセンサー素子。
【請求項２】
前記検出部の前記基部側の端は、前記振動腕の側面を前記振動腕の延出方向に沿って延長した仮想面よりも前記振動腕の外側に位置する請求項１に記載のセンサー素子。
【請求項３】
前記検出部は、前記振動腕の幅をＷｓとし、前記仮想面と前記検出部の前記基部側の端との間の距離をＬｓとしたときに、Ｌｓ／Ｗｓが０．５以上１．２以下である請求項２に記載のセンサー素子。
【請求項４】
前記検出部は、前記振動腕および前記基部の側面との間の距離が一定となるように設けられている請求項１ないし３のいずれか一項に記載のセンサー素子。
【請求項５】
前記振動腕を構成する検出用振動腕と、
前記基部から延出された駆動用振動腕と、
前記駆動用振動腕に設けられ、前記駆動用振動腕を屈曲振動させる駆動部とを備える請求項１ないし４のいずれか一項に記載のセンサー素子。
【請求項６】
前記駆動部は、前記駆動用振動腕の延出方向に伸縮する圧電体素子を有し、
前記駆動部は、前記駆動用振動腕と前記基部に設けられ、前記駆動用振動腕および前記基部の側面に沿って前記駆動用振動腕の延出方向に直交する方向成分を含む方向に延在するように屈曲または湾曲している請求項５に記載のセンサー素子。
【請求項７】
前記基部は、本体部と、前記本体部から互いに反対側へ延出された１対の連結腕とを有し、
前記駆動用振動腕は、前記各連結腕の延出方向と交差する方向に前記各連結腕から延出され、
前記検出用振動腕は、前記各連結腕の延出方向と交差する方向に前記本体部から延出されている請求項５または６に記載のセンサー素子。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載のセンサー素子を備えることを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載のセンサー素子を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサー素子、センサーデバイスおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
角速度、加速度等の物理量を検出するセンサー素子は、例えば、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（いわゆる手ぶれ補正）等に用いられる。かかるセンサー素子の一例として、例えば、振動ジャイロセンサー（角速度センサー素子）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の角速度センサー素子は、両端が固定された伝達腕（基部）と、この伝達腕から延出する４つの駆動腕（駆動用振動腕）および２つの検出腕（検出用振動腕）と、各駆動腕および各検出腕にそれぞれ１対ずつ設けられた圧電素子とを備える。４つの駆動腕は、２つの駆動腕が伝達腕の一方の端部から互いに反対側へ延出し、他の２つの駆動腕が伝達腕の他方の端部から互いに反対側へ延出している。また、２つの検出腕は、伝達腕の中央部から互いに反対側へ延出している。
【０００４】
このような特許文献１に記載の角速度センサー素子では、通電により駆動腕の１対の圧電素子の一方の圧電素子を伸張させるとともに他方の圧電素子を収縮させる動作を交互に繰り返すことにより、駆動腕をいわゆる面内振動するように屈曲振動（駆動）させる。そして、その駆動状態で、所定の角速度を受けると、コリオリ力により、伝達腕および検出腕の屈曲振動（面内振動）が励振され、検出腕の１対の圧電素子から電荷が出力される。この電荷を検出することにより、角速度を検出することができる。
従来、このような角速度センサー素子では、検出腕に設けられた１対の圧電素子が単に検出腕の延出方向に直線的に延びた形状をなしているため、検出腕の面内振動を効率的に検出することができず、検出感度を十分に高めることができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、優れた検出感度を有するセンサー素子を提供すること、また、かかるセンサー素子を備える信頼性に優れたセンサーデバイスおよび電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
［適用例１］
本発明のセンサー素子は、基部と、
前記基部から延出された振動腕と、
前記振動腕と前記基部との主面に設けられ、前記振動腕の屈曲振動を検出する検出部とを備え、
前記検出部は、第１の電極層、第２の電極層、および、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に設けられた圧電体層を有し、
前記第１の電極層および前記第２の電極層は、前記振動腕および前記基部の側面に沿って前記振動腕の延出方向に直交する方向成分を含む方向に延在するように屈曲または湾曲していることを特徴とする。
このように構成されたセンサー素子によれば、検出部が振動腕の屈曲振動による振動腕自体の応力に伴って電荷を出力するだけでなく振動腕の屈曲振動による基部の応力に伴って電荷を出力することができる。そのため、センサー素子の検出感度を優れたものとすることができる。
【０００８】
［適用例２］
本発明のセンサー素子では、前記検出部の前記基部側の端は、前記振動腕の側面を前記振動腕の延出方向に沿って延長した仮想面よりも前記振動腕の外側に位置することが好ましい。
これにより、検出部が振動腕の屈曲振動による基部の応力に伴って電荷を出力することができる。
【０００９】
［適用例３］
本発明のセンサー素子では、前記検出部は、前記振動腕の幅をＷｓとし、前記仮想面と前記検出部の前記基部側の端との間の距離をＬｓとしたときに、Ｌｓ／Ｗｓが０．５以上１．２以下であることが好ましい。
これにより、検出部が振動腕の屈曲振動による基部の応力に伴って電荷を効率的に出力することができる。
【００１０】
［適用例４］
本発明のセンサー素子では、前記検出部は、前記振動腕および前記基部の側面との間の距離が一定となるように設けられていることが好ましい。
これにより、検出部が振動腕の屈曲振動による振動腕自体の応力と振動腕の屈曲振動による基部の応力とに伴ってそれぞれ効率的に電荷を出力することができる。
【００１１】
［適用例５］
本発明のセンサー素子では、前記振動腕を構成する検出用振動腕と、
前記基部から延出された駆動用振動腕と、
前記駆動用振動腕に設けられ、前記駆動用振動腕を屈曲振動させる駆動部とを備えることが好ましい。
これにより、駆動部による駆動と検出部による検出とをそれぞれ効率的に行うことができる。その結果、センサー素子の検出感度を高めることができる。
【００１２】
［適用例６］
本発明のセンサー素子では、前記駆動部は、前記駆動用振動腕の延出方向に伸縮する圧電体素子を有し、
前記駆動部は、前記駆動用振動腕と前記基部に設けられ、前記駆動用振動腕および前記基部の側面に沿って前記駆動用振動腕の延出方向に直交する方向成分を含む方向に延在するように屈曲または湾曲していることが好ましい。
これにより、駆動用振動腕を効率的に屈曲振動させることができる。その結果、センサー素子の検出感度を高めることができる。
【００１３】
［適用例７］
本発明のセンサー素子では、前記基部は、本体部と、前記本体部から互いに反対側へ延出された１対の連結腕とを有し、
前記駆動用振動腕は、前記各連結腕の延出方向と交差する方向に前記各連結腕から延出され、
前記検出用振動腕は、前記各連結腕の延出方向と交差する方向に前記本体部から延出されていることが好ましい。
これにより、駆動用振動腕を面内方向に屈曲振動させ、コリオリ力によって検出用振動腕の面内方向での屈曲振動を励振させることができる。
【００１４】
［適用例８］
本発明のセンサーデバイスは、本発明のセンサー素子を備えることを特徴とする。
これにより、検出感度に優れたセンサーデバイスを提供することができる。
［適用例９］
本発明の電子機器は、本発明のセンサー素子を有することを特徴とする。
これにより、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセンサーデバイスの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示すセンサーデバイスの平面図である。
【図３】図１に示すセンサーデバイスのセンサー素子の平面図である。
【図４】（ａ）は、図３中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、図３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図３に示すセンサー素子の駆動部を説明するための部分拡大平面図である。
【図６】図３に示すセンサー素子の検出部を説明するための部分拡大平面図である。
【図７】図３に示すセンサー素子の駆動を説明するための平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るセンサー素子の検出部を説明するための部分拡大平面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るセンサー素子の検出部を説明するための部分拡大平面図である。
【図１０】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のセンサー素子、センサーデバイスおよび電子機器を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
（センサーデバイス）
＜第１実施形態＞
まず、本発明のセンサーデバイス（本発明のセンサー素子を備えるセンサーデバイス）の第１実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態に係るセンサーデバイスの概略構成を示す断面図、図２は、図１に示すセンサーデバイスの平面図、図３は、図１に示すセンサーデバイスのセンサー素子の平面図、図４（ａ）は、図３中のＡ−Ａ線断面図、図４（ｂ）は、図３中のＢ−Ｂ線断面図、図５は、図３に示すセンサー素子の駆動部を説明するための部分拡大平面図、図６は、図３に示すセンサー素子の検出部を説明するための部分拡大平面図、図７は、図３に示すセンサー素子の駆動を説明するための平面図である。
【００１８】
なお、図１〜７では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示しており、その図示した矢印の先端側を「＋側」、基端側を「−側」とする。また、以下では、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」と言い、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向」と言い、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」と言い、＋ｚ側（図１中の上側）を「上」、−ｚ側（図１中の下側）を「下」と言う。
図１および図２に示すセンサーデバイス１は、角速度を検出するジャイロセンサーである。このセンサーデバイス１は、センサー素子（振動素子）２と、ＩＣチップ３と、センサー素子２およびＩＣチップ３を収納するパッケージ９とを有している。なお、ＩＣチップ３は、省略してもよいし、パッケージ９の外部に設けられていてもよい。
【００１９】
（センサー素子）
センサー素子２は、センサー素子２の主面（ｘｙ面）に対してｚ軸まわりの角速度を検出する「面外検出型」のセンサー素子（振動片）である。このセンサー素子２は、図３に示すように、複数の振動腕を有する振動体２０と、振動体２０の表面に設けられた複数の検出部４１〜４４、複数の駆動部５１〜５８、および複数の端子６１〜６６とを備える。
【００２０】
以下、センサー素子２を構成する各部を順次詳細に説明する。
［振動片］
まず、振動体２０について説明する。
振動体２０は、図３に示すように、いわゆるダブルＴ型と呼ばれる構造を有する。
具体的に説明すると、振動体２０は、基部２１と、基部２１を支持する支持部２２と、基部２１から延出した２つの検出用振動腕（第２の振動腕）２３、２４および４つの駆動用振動腕（第１の振動腕）２５〜２８とを有する。
【００２１】
基部２１は、本体部２１１と、本体部２１１からｘ軸方向に沿って互いに反対側へ延出する１対の連結腕２１２、２１３とを有する。
支持部２２は、パッケージ９に対して固定される１対の固定部２２１、２２２と、固定部２２１と基部２１の本体部２１１とを連結する１対の梁部２２３、２２４と、固定部２２２と基部２１の本体部２１１とを連結する１対の梁部２２５、２２６とを有する。
【００２２】
検出用振動腕２３、２４は、基部２１の本体部２１１からｙ軸方向に沿って互いに反対側へ延出している。
本実施形態では、検出用振動腕２３、２４と基部２１との境界部付近の側面は、段階的に屈曲している（図６参照）。
駆動用振動腕２５、２６は、基部２１の連結腕２１２の先端部からｙ軸方向に沿って互いに反対側へ延出している。
駆動用振動腕２７、２８は、基部２１の連結腕２１３の先端部からｙ軸方向に沿って互いに反対方向へ延出している。
本実施形態では、駆動用振動腕２５〜２８と基部２１との境界部付近の側面は、段階的に屈曲している（図５参照）。
【００２３】
本実施形態では、検出用振動腕２３の先端部には、基端部よりも幅が大きい錘部（ハンマーヘッド）２３１が設けられている。同様に、検出用振動腕２４の先端部には、錘部２４１が設けられ、駆動用振動腕２５の先端部には、錘部２５１が設けられ、駆動用振動腕２６の先端部には、錘部２６１が設けられ、駆動用振動腕２７の先端部には、錘部２７１が設けられ、駆動用振動腕２８の先端部には、錘部２８１が設けられている。このような錘部を設けることにより、センサー素子２の検出感度を向上させることができる。
【００２４】
このような振動体２０の構成材料としては、所望の振動特性を発揮することができるものであれば、特に限定されず、各種圧電体材料および各種非圧電体材料を用いることができる。
例えば、振動体２０を構成する圧電体材料としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。特に、振動体２０を構成する圧電体材料としては水晶（Ｘカット板、ＡＴカット板、Ｚカット板等）が好ましい。水晶で振動体２０を構成すると、振動体２０の振動特性（特に周波数温度特性）を優れたものとすることができる。また、エッチングにより高い寸法精度で振動体２０を形成することができる。
【００２５】
また、振動体２０を構成する非圧電体材料としては、例えば、シリコン、石英等が挙げられる。特に、振動体２０を構成する非圧電体材料としてはシリコンが好ましい。シリコンで振動体２０を構成すると、優れた振動特性を有する振動体２０を比較的安価に実現することができる。また、公知の微細加工技術を用いてエッチングにより高い寸法精度で振動体２０を形成することができる。そのため、振動体２０の小型化を図ることができる。
【００２６】
本実施形態では、振動体２０の上面には、絶縁体層２９が設けられている（図４参照）。これにより、駆動部５１〜５８および検出部４１〜４４の各部間での短絡を防止することができる。
この絶縁体層２９は、例えば、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミ）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）等で構成されている。また、絶縁体層２９の形成方法としては、特に限定されず、公知の成膜法を用いることができる。例えば、振動体２０がシリコンで構成されている場合、振動体２０の上面を熱酸化することにより、ＳｉＯ２で構成された絶縁体層２９を形成することができる。
【００２７】
以上説明したように構成された振動体２０によれば、検出部４１〜４４が設けられた検出用振動腕２３、２４と、駆動部５１〜５８が設けられた駆動用振動腕２５〜２８とが別体として設けられているので、駆動部５１〜５８による駆動と検出部４１〜４４による検出とをそれぞれ効率的に行うことができる。そのため、センサー素子の検出感度を高めることができる。
また、振動体２０は前述したようなダブルＴ型と呼ばれる構造を有することにより、駆動用振動腕２５〜２８を面内方向に屈曲振動させ、後述するようにコリオリ力によって検出用振動腕２３、２４の面内方向での屈曲振動を励振させることができる。
【００２８】
［駆動部］
次に、駆動部５１〜５８について説明する。
図３に示すように、駆動部５１、５２は、振動体２０の駆動用振動腕２５上に設けられている。また、駆動部５３、５４は、振動体２０の駆動用振動腕２６上に設けられている。また、駆動部５５、５６は、振動体２０の駆動用振動腕２７上に設けられている。また、駆動部５７、５８は、振動体２０の駆動用振動腕２８上に設けられている。
【００２９】
１対の駆動部５１、５２は、通電により駆動用振動腕２５をｘ軸方向に屈曲振動させるものである。同様に、１対の駆動部５３、５４は、通電により駆動用振動腕２６をｘ軸方向に屈曲振動させるものである。また、１対の駆動部５５、５６は、通電により駆動用振動腕２７をｘ軸方向に屈曲振動させるものである。また、１対の駆動部５７、５８は、通電により駆動用振動腕２８をｘ軸方向に屈曲振動させるものである。
【００３０】
より具体的に説明すると、１対の駆動部５１、５２は、駆動用振動腕２５の幅方向（ｘ軸方向）において、一方側（図３中右側）に駆動部５１が設けられ、他方側（図３中左側）に駆動部５２が設けられている。同様に、１対の駆動部５３、５４は、駆動用振動腕２６の幅方向（ｘ軸方向）において、一方側（図３中右側）に駆動部５３が設けられ、他方側（図３中左側）に駆動部５４が設けられている。また、１対の駆動部５５、５６は、駆動用振動腕２７の幅方向（ｘ軸方向）において、一方側（図３中右側）に駆動部５５が設けられ、他方側（図３中左側）に駆動部５６が設けられている。また、１対の駆動部５７、５８は、駆動用振動腕２８の幅方向（ｘ軸方向）において、一方側（図３中右側）に駆動部５７が設けられ、他方側（図３中左側）に駆動部５８が設けられている。
【００３１】
本実施形態では、１対の駆動部５１、５２は、それぞれ、ｙ軸方向に延在し、基部２１側の端部が駆動用振動腕２５と基部２１との境界部を跨るとともに互いに離間する方向に屈曲または湾曲している。同様に、１対の駆動部５３、５４は、それぞれ、ｙ軸方向に延在し、基部２１側の端部が駆動用振動腕２６と基部２１との境界部を跨るとともに互いに離間する方向に屈曲または湾曲している。また、１対の駆動部５５、５６は、それぞれ、ｙ軸方向に延在し、基部２１側の端部が駆動用振動腕２７と基部２１との境界部を跨るとともに互いに離間する方向に屈曲または湾曲している。また、１対の駆動部５７、５８は、それぞれ、ｙ軸方向に延在し、基部２１側の端部が駆動用振動腕２８と基部２１との境界部を跨るとともに互いに離間する方向に屈曲または湾曲している。なお、各駆動部５１〜５８の屈曲または湾曲した部分については、後に詳述する。
【００３２】
これらの駆動部５１〜５８は、それぞれ、通電により主にｙ軸方向に伸縮するように構成された圧電体素子である。このような駆動部５１、５２は、それぞれ、通電により駆動用振動腕２５を駆動振動（ｘ軸方向に屈曲振動）させる。同様に、駆動部５３、５４は、それぞれ、通電により駆動用振動腕２６を駆動振動（ｘ軸方向に屈曲振動）させる。また、駆動部５５、５６は、それぞれ、通電により駆動用振動腕２７を駆動振動（ｘ軸方向に屈曲振動）させる。また、駆動部５７、５８は、それぞれ、通電により駆動用振動腕２８を駆動振動（ｘ軸方向に屈曲振動）させる。
【００３３】
このような駆動部５１〜５８を用いることにより、駆動用振動腕２５〜２８自体が圧電性を有していなかったり、駆動用振動腕２５〜２８自体が圧電性を有していても、その分極軸や結晶軸の方向がｘ軸方向での屈曲振動に適していなかったりする場合でも、比較的簡単かつ効率的に、各駆動用振動腕２５〜２８をｘ軸方向に屈曲振動（駆動振動）させることができる。また、駆動用振動腕２５〜２８の圧電性の有無、分極軸や結晶軸の方向を問わないので、各駆動用振動腕２５〜２８の構成材料の選択の幅が広がる。そのため、所望の振動特性を有する振動体２０を比較的簡単に実現することができる。
【００３４】
以下、駆動部５１、５２の構成について詳細に説明する。なお、駆動部５３〜５８の構成については、駆動部５１、５２と同様である（同様の積層構造を有する）ため、その説明を省略する。
駆動部５１は、図４（ａ）に示すように、駆動用振動腕２５上に、第１の電極層５１１、圧電体層（圧電薄膜）５１２、第２の電極層５１３がこの順で積層されて構成されている。
【００３５】
同様に、駆動部５２は、駆動用振動腕２５上に、第１の電極層５２１、圧電体層（圧電薄膜）５２２、第２の電極層５２３がこの順で積層されて構成されている。
第１の電極層５１１、５２１は、それぞれ、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料や、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料により形成することができる。
【００３６】
中でも、第１の電極層５１１、５２１の構成材料としては、それぞれ、金を主材料とする金属（金、金合金）または白金を用いるのが好ましく、金を主材料とする金属（特に金）を用いるのがより好ましい。
Ａｕは、導電性に優れ（電気抵抗が小さく）、酸化に対する耐性に優れているため、電極材料として好適である。また、ＡｕはＰｔに比しエッチングにより容易にパターニングすることができる。さらに、第１の電極層５１１、５２１を金または金合金で構成することにより、圧電体層５１２、５２２の配向性を高めることもできる。
【００３７】
また、第１の電極層５１１、５２１の平均厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１〜３００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、第１の電極層５１１、５２１が駆動部５１、５２の駆動特性や駆動用振動腕２５の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、前述したような第１の電極層５１１、５２１の導電性を優れたものとすることができる。
なお、第１の電極層５１１、５２１と駆動用振動腕２５との間には、第１の電極層５１１、５２１が駆動用振動腕２５から剥離するのを防止する機能を有する下地層が設けられていてもよい。
【００３８】
かかる下地層は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ等で構成されている。
圧電体層５１２、５２２の構成材料（圧電体材料）としては、それぞれ、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等が挙げられる。
【００３９】
中でも、圧電体層５１２、５２２の構成材料としては、それぞれ、ＰＺＴを用いるのが好ましい。ＰＺＴは、ｃ軸配向性に優れている。そのため、圧電体層５１２、５２２をＰＺＴを主材料として構成することにより、センサー素子２のＣＩ値を低減することができる。また、これらの材料は、反応性スパッタリング法により成膜することができる。
また、圧電体層５１２、５２２の平均厚さは、それぞれ、１０００〜５０００ｎｍであるのが好ましく、２０００〜４０００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、圧電体層５１２、５２２が駆動用振動腕２５の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、駆動部５１、５２の駆動特性を優れたものとすることができる。
【００４０】
第２の電極層５１３、５２３は、それぞれ、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料やＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料により形成することができる。
【００４１】
また、第２の電極層５１３、５２３の平均厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１〜３００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、第２の電極層５１３、５２３が駆動部５１、５２の駆動特性や駆動用振動腕２５の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、第２の電極層５１３、５２３の導電性を優れたものとすることができる。
【００４２】
なお、圧電体層５１２と第２の電極層５１３との間には、圧電体層５１２を保護するとともに、第１の電極層５１１と第２の電極層５１３との間の短絡を防止する機能を有する絶縁体層（絶縁性の保護層）が設けられていてもよい。同様に、圧電体層５２２と第２の電極層５２３との間にも、絶縁体層が設けられていてもよい。
かかる絶縁体層は、例えば、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミ）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）等で構成されている。
【００４３】
また、圧電体層５１２と第２の電極層５１３との間には、第２の電極層５１３が圧電体層５１２（上述した絶縁体層を設けた場合には絶縁体層）から剥離するのを防止する機能を有する下地層が設けられていてもよい。同様に、圧電体層５２２と第２の電極層５２３との間にも、下地層が設けられていてもよい。
かかる下地層は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ等で構成されている。
ここで、駆動部５１、５２の基部２１側の端部について詳述する。なお、駆動部５３〜５８の基部２１側の端部については、駆動部５１、５２の基部２１側の端部と同様である。
【００４４】
図５に示すように、駆動部５１は、駆動用振動腕２５と基部２１との境界部を跨るように設けられた部分５１４を有する。同様に、駆動部５２は、駆動用振動腕２５と基部２１との境界部を跨るように設けられた部分５２４を有する。
そして、当該部分５１４、５２４は、駆動用振動腕２５および基部２１の側面に沿って駆動用振動腕２５の延出方向（ｙ軸方向）に直交する方向成分（ｘ軸方向成分）を含む方向に延在するように屈曲または湾曲している。
【００４５】
ここで、駆動部５１の部分５１４は、駆動部５２とは反対側へ向かって屈曲または湾曲している。同様に、駆動部５２の部分５２４は、駆動部５１とは反対側へ向かって屈曲または湾曲している。すなわち、駆動部５１、５２の部分５１４、５２４は、互いに離間する方向に屈曲または湾曲している。
このような屈曲または湾曲した部分５１４、５２４を有する駆動部５１、５２は、部分５１４、５２４が主にｘ軸方向に伸張または収縮することにより、その駆動力が駆動用振動腕２５をｘ軸方向に屈曲させる方向に駆動用振動腕２５と基部２１との境界部付近の部分に応力を生じさせるように効率的に作用する。そのため、駆動部５１、５２の部分５１４、５２４以外の部分のｙ軸方向での伸張または収縮による駆動力と相まって、駆動用振動腕２５を効率的に屈曲振動させることができる。その結果、センサー素子２の検出感度を高めることができる。
【００４６】
また、駆動部５１、５２の基部２１側の端は、駆動用振動腕２５の側面を駆動用振動腕２５の延出方向に沿って延長した仮想面よりも駆動用振動腕２５の外側に位置している。これにより、駆動部５１、５２の駆動力を効率的に駆動用振動腕２５に伝達させることができる。
また、駆動部５１、５２は、駆動用振動腕２５の幅をＷｄとし、駆動用振動腕２５の幅方向（ｘ軸方向）における駆動用振動腕２５の側面（上記仮想面）と駆動部５１、５２の基部２１側の端との間の距離をそれぞれＬｄとしたときに、Ｌｄ／Ｗｄは、１．２以下であるのが好ましく、０．５以上０．９以下であるのがより好ましく、０．６５以上０．７５以下であるのがさらに好ましい。
【００４７】
これにより、駆動部５１、５２が駆動用振動腕２５を効率的に屈曲振動させることができる。
これに対し、Ｌｄ／Ｗｄが前記下限値未満であると、駆動用振動腕２５と基部２１との境界部付近の形状、駆動部５１、５２の構成等によっては、前述したような部分５１４、５２４の駆動力を駆動用振動腕２５と基部２１との境界部付近の部分に効率的に作用させることが難しい。一方、Ｌｄ／Ｗｄが前記上限値を超えると、部分５１４、５２４の端部のうち駆動用振動腕２５の屈曲振動に寄与しない部分が大きくなり、駆動用振動腕２５の発振安定性の低下を招いてしまう。
【００４８】
また、駆動部５１、５２は、それぞれ、駆動用振動腕２５および基部２１の側面との間の距離が一定となるように設けられている。これにより、駆動用振動腕２５を効率的に屈曲振動させることができる。
駆動部５１、５２と駆動用振動腕２５および基部２１の側面との間の距離は、特に限定されないが、駆動部５１、５２の駆動力を駆動用振動腕２５の屈曲振動に効率的に用いる観点から、できるだけ短いのが好ましい。
【００４９】
このように構成された駆動部５１においては、第１の電極層５１１と第２の電極層５１３との間に電圧が印加されると、圧電体層５１２にｚ軸方向の電界が生じ、圧電体層５１２の部分５１４以外の部分がｙ軸方向に伸張または収縮するとともに、部分５１４がｘ軸方向に伸張または収縮する。同様に、駆動部５２においては、第１の電極層５２１と第２の電極層５２３との間に電圧が印加されると、圧電体層５２２にｚ軸方向の電界が生じ、圧電体層５２２の部分５２４以外の部分がｙ軸方向に伸張または収縮するとともに、部分５２４がｘ軸方向に伸張または収縮する。
このとき、駆動部５１、５２のうちの一方の駆動部をｙ軸方向に伸張させたときに他方の駆動部をｙ軸方向に収縮させることにより、駆動用振動腕２５をｘ軸方向に屈曲振動させることができる。
【００５０】
同様に、駆動部５３、５４により駆動用振動腕２６をｘ軸方向に屈曲振動させることができる。また、駆動部５５、５６により駆動用振動腕２７をｘ軸方向に屈曲振動させることができる。また、駆動部５７、５８により駆動用振動腕２８をｘ軸方向に屈曲振動させることができる。
このような駆動部５１は、第１の電極層５１１が配線（図示せず）を介して端子６１に電気的に接続され、第２の電極層５１３が配線（図示せず）を介して端子６４に電気的に接続されている。
【００５１】
また、駆動部５２は、第１の電極層５２１が配線（図示せず）を介して端子６４に電気的に接続され、第２の電極層５２３が配線（図示せず）を介して端子６１に電気的に接続されている。
同様に、駆動部５３は、第１の電極層が端子６１に電気的に接続され、第２の電極層が端子６４に電気的に接続され、また、駆動部５４は、第１の電極層が端子６４に電気的に接続され、第２の電極層が端子６１に電気的に接続されている。
【００５２】
また、駆動部５５は、第１の電極層が端子６４に電気的に接続され、第２の電極層が端子６１に電気的に接続され、また、駆動部５６は、第１の電極層が端子６１に電気的に接続され、第２の電極層が端子６４に電気的に接続されている。
また、駆動部５７は、第１の電極層が端子６４に電気的に接続され、第２の電極層が端子６１に電気的に接続され、また、駆動部５８は、第１の電極層が端子６１に電気的に接続され、第２の電極層が端子６４に電気的に接続されている。
【００５３】
［検出部］
次に、検出部４１〜４４について説明する。
検出部４１、４２（第１の検出部および第２の検出部）は、それぞれ、前述した振動体２０の検出用振動腕２３上に設けられている。また、検出部４３、４４（第１の検出部および第２の検出部）は、それぞれ、振動体２０の検出用振動腕２４上に設けられている。
【００５４】
１対の検出部４１、４２は、検出用振動腕２３のｘ軸方向での屈曲振動（いわゆる面内振動）を検出するものである。同様に、１対の検出部４３、４４は、検出用振動腕２４のｘ軸方向での屈曲振動を検出するものである。
より具体的に説明すると、１対の検出部４１、４２は、検出用振動腕２３の幅方向（ｘ軸方向）での一方側（図３中右側）に検出部４１（第１の検出部）が設けられ、他方側（図３中左側）に検出部４２（第２の検出部）が設けられている。同様に、１対の検出部４３、４４は、検出用振動腕２４の幅方向（ｘ軸方向）において、一方側（図３中右側）に検出部４３（第１の検出部）が設けられ、他方側（図３中左側）に検出部４４（第２の検出部）が設けられている。
【００５５】
本実施形態では、１対の検出部４１、４２は、それぞれ、ｙ軸方向に延在し、基部２１側の端部が検出用振動腕２３と基部２１との境界部を跨るとともに互いに離間する方向に屈曲または湾曲している。同様に、１対の検出部４３、４４は、それぞれ、ｙ軸方向に延在し、基部２１側の端部が検出用振動腕２４と基部２１との境界部を跨るとともに互いに離間する方向に屈曲または湾曲している。なお、各検出部４１〜４４の屈曲または湾曲した部分については、後に詳述する。
【００５６】
検出部４１〜４４は、それぞれ、ｙ軸方向に伸縮することにより電荷を出力するように構成された圧電体素子である。このような検出部４１、４２は、それぞれ、検出用振動腕２３の振動（ｘ軸方向での屈曲振動）に伴って電荷を出力する。同様に、検出部４３、４４は、それぞれ、検出用振動腕２４の振動（ｘ軸方向での屈曲振動）に伴って電荷を出力する。
【００５７】
このような検出部４１〜４４を用いることにより、検出用振動腕２３、２４自体が圧電性を有していなかったり、検出用振動腕２３、２４自体が圧電性を有していても、その分極軸や結晶軸の方向がｘ軸方向での屈曲振動の検出に適していなかったりする場合でも、比較的簡単かつ効率的に、各検出用振動腕２３、２４のｘ軸方向での屈曲振動を検出することができる。また、検出用振動腕２３、２４の圧電性の有無、分極軸や結晶軸の方向を問わないので、各検出用振動腕２３、２４の構成材料の選択の幅が広がる。そのため、所望の振動特性を有する振動体２０を比較的簡単に実現することができる。
このような検出部４１〜４４、５１〜５８は、それぞれ、複数の層をｚ軸方向に積層した積層構造を有する圧電体素子である。
【００５８】
以下、検出部４１、４２の構成について詳細に説明する。なお、検出部４３、４４の構成については、検出部４１、４２と同様である（同様の積層構造を有する）ため、その説明を省略する。
検出部４１（第１の検出部）は、図４（ｂ）に示すように、第１の電極層４１１（第１の下部電極層）、第１の電極層４１１に対して検出用振動腕２３とは反対側に設けられた第２の電極層４１３（第１の上部電極層）、および、第１の電極層４１１と第２の電極層４１３との間に設けられた圧電体層４１２（第１の圧電体層）を有する。言い換えると、検出部４１は、検出用振動腕２３上に、第１の電極層４１１、圧電体層（圧電薄膜）４１２、第２の電極層４１３がこの順で積層されて構成されている。
【００５９】
同様に、検出部４２（第２の検出部）は、検出用振動腕２３上に、第１の電極層４２１（第２の下部電極層）、圧電体層（圧電薄膜）４２２（第２の圧電体層）、第２の電極層４２３（第２の上部電極層）がこの順で積層されて構成されている。
第１の電極層４１１、４２１は、それぞれ、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料や、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料により形成することができる。
【００６０】
中でも、第１の電極層４１１、４２１の構成材料としては、それぞれ、金を主材料とする金属（金、金合金）または白金を用いるのが好ましく、金を主材料とする金属（特に金）を用いるのがより好ましい。
Ａｕは、導電性に優れ（電気抵抗が小さく）、酸化に対する耐性に優れているため、電極材料として好適である。また、ＡｕはＰｔに比しエッチングにより容易にパターニングすることができる。さらに、第１の電極層４１１、４２１を金または金合金で構成することにより、圧電体層４１２、４２２の配向性を高めることもできる。
【００６１】
また、第１の電極層４１１、４２１の平均厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１〜３００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、第１の電極層４１１、４２１が検出部４１、４２の検出特性や検出用振動腕２３の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、前述したような第１の電極層４１１、４２１の導電性を優れたものとすることができる。
なお、第１の電極層４１１、４２１と検出用振動腕２３との間には、第１の電極層４１１、４２１が検出用振動腕２３から剥離するのを防止する機能を有する下地層が設けられていてもよい。
【００６２】
かかる下地層は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ等で構成することができる。
圧電体層４１２、４２２の構成材料（圧電体材料）としては、それぞれ、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等が挙げられる。
【００６３】
中でも、圧電体層４１２、４２２の構成材料としては、それぞれ、ＰＺＴを用いるのが好ましい。ＰＺＴは、ｃ軸配向性に優れている。そのため、圧電体層４１２、４２２をＰＺＴを主材料として構成することにより、センサー素子２のＣＩ値を低減することができる。また、これらの材料は、反応性スパッタリング法により成膜することができる。
また、圧電体層４１２、４２２の平均厚さは、それぞれ、５０〜３０００ｎｍであるのが好ましく、２００〜２０００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、圧電体層４１２、４２２が検出用振動腕２３の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、検出部４１、４２の検出特性を優れたものとすることができる。
【００６４】
第２の電極層４１３、４２３は、それぞれ、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料やＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料により形成することができる。
【００６５】
また、第２の電極層４１３、４２３の平均厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１〜３００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、第２の電極層４１３、４２３が検出部４１、４２の検出特性や検出用振動腕２３の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、第２の電極層４１３、４２３の導電性を優れたものとすることができる。
【００６６】
なお、圧電体層４１２と第２の電極層４１３との間には、圧電体層４１２を保護するとともに、第１の電極層４１１と第２の電極層４１３との間の短絡を防止する機能を有する絶縁体層（絶縁性の保護層）が設けられていてもよい。同様に、圧電体層４２２と第２の電極層４２３との間にも、絶縁体層が設けられていてもよい。
かかる絶縁体層は、例えば、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミ）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）等で構成されている。
【００６７】
また、圧電体層４１２と第２の電極層４１３との間には、第２の電極層４１３が圧電体層４１２（上述した絶縁体層を設けた場合には絶縁体層）から剥離するのを防止する機能を有する下地層が設けられていてもよい。同様に、圧電体層４２２と第２の電極層４２３との間にも、下地層が設けられていてもよい。
かかる下地層は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ等で構成されている。
【００６８】
ここで、検出部４１、４２の基部２１側の端部について詳述する。なお、検出部４３、４４の基部２１側の端部については、検出部４１、４２の基部２１側の端部と同様である。
図６に示すように、検出部４１は、検出用振動腕２３（振動腕）と基部２１との境界部を跨るように設けられた部分４１４を有する。同様に、検出部４２は、検出用振動腕２３（振動腕）と基部２１との境界部を跨るように設けられた部分４２４を有する。
【００６９】
そして、当該部分４１４、４２４は、検出用振動腕２３および基部２１の側面に沿って検出用振動腕２３の延出方向（ｙ軸方向）に直交する方向成分（ｘ軸方向成分）を含む方向に延在するように屈曲または湾曲している。
ここで、検出部４１の部分４１４は、検出部４２とは反対側へ向かって屈曲または湾曲している。同様に、検出部４２の部分４２４は、検出部４１とは反対側へ向かって屈曲または湾曲している。すなわち、検出部４１、４２の部分４１４、４２４は、互いに離間する方向に屈曲または湾曲している。
【００７０】
このような屈曲または湾曲した部分４１４、４２４を有する検出部４１、４２は、検出用振動腕２３の屈曲振動による検出用振動腕２３自体の応力に伴って電荷を出力するだけでなく、検出用振動腕２３の屈曲振動による基部２１の応力に伴って電荷を出力することができる。そのため、センサー素子２の検出感度を優れたものとすることができる。
より具体的に説明すると、検出用振動腕２３が屈曲振動（面内振動）したとき、検出用振動腕２３の基部２１側の端部が最も応力が大きくなる。また、このとき、検出用振動腕２３の屈曲振動に伴って、基部２１の検出用振動腕２３との境界部付近の部分にも応力が生じることとなる。このとき、基部２１の検出用振動腕２３との境界部付近の部分には、その側面に沿った方向での応力が生じる。
【００７１】
そのため、上述したような屈曲または湾曲した部分４１４、４２４は、前述したような基部２１の応力に伴って主にｘ軸方向に伸張または収縮する。これにより、検出部４１、４２は、基部２１の応力に伴って電荷を出力することができる。このとき、かかる部分４１４、４２４が基部２１の応力の方向に沿って延在するため、基部２１の応力に伴って電荷を効率的に出力することができる。
このように、検出部４１、４２は、検出用振動腕２３の屈曲振動に伴って出力される電荷量を多くすることができる。その結果、センサー素子２の検出感度を高めることができる。
【００７２】
また、検出部４１、４２の基部２１側の端は、検出用振動腕２３の側面を検出用振動腕２３の延出方向に沿って延長した仮想面よりも検出用振動腕２３の外側に位置している。これにより、検出部４１、４２が検出用振動腕２３の屈曲振動による基部２１の応力に伴って電荷を出力することができる。
また、検出部４１、４２は、検出用振動腕２３の幅をＷｓとし、検出用振動腕２３の幅方向（ｘ軸方向）における検出用振動腕２３の側面（上記仮想面）と検出部４１、４２の基部２１側の端との間の距離をそれぞれＬｓとしたときに、Ｌｓ／Ｗｓが１．２以下であるのが好ましく、０．５以上０．９以下であるのがより好ましく、０．６５以上０．７５以下であるのがさらに好ましい。
これにより、検出部４１、４２が検出用振動腕２３の屈曲振動による基部２１の応力に伴って電荷を効率的に出力することができる。
【００７３】
これに対し、Ｌｓ／Ｗｓが前記下限値未満であると、検出用振動腕２３と基部２１との境界部付近の形状、検出部４１、４２の構成等によっては、前述したような部分４１４、４２４が検出用振動腕２３と基部２１との境界部付近の部分の応力により効率的に電荷を出力することが難しい。一方、Ｌｓ／Ｗｓが前記上限値を超えると、部分４１４、４２４の端部のうち検出用振動腕２３の屈曲振動の検出に寄与しない部分が大きくなり、検出部４１、４２での寄生容量を増大させてしまう。
【００７４】
また、検出部４１、４２は、検出用振動腕２３および基部２１の側面との間の距離Ｇ１が一定となるように設けられている。これにより、検出部４１、４２が検出用振動腕２３の屈曲振動による検出用振動腕２３自体の応力と検出用振動腕２３の屈曲振動による基部２１の応力とに伴ってそれぞれ効率的に電荷を出力することができる。
検出部４１、４２と検出用振動腕２３および基部２１の側面との間の距離Ｇ１は、特に限定されないが、検出用振動腕２３の屈曲振動を効率的に検出する観点から、できるだけ短いのが好ましい。
このように構成された検出部４１、４２は、検出用振動腕２３がｘ軸方向に屈曲振動すると、一方の検出部が伸張し、他方の検出部が収縮し、電荷を出力する。このとき、検出部４１、４２の部分４１４、４２４以外の部分が主にｙ軸方向に伸張または収縮し、部分４１４、４２４が主にｘ軸方向に伸張または収縮する。
【００７５】
同様に、検出部４３、４４は、検出用振動腕２４がｘ軸方向に屈曲振動すると、一方の検出部が伸張し、他方の検出部が収縮し、電荷を出力する。
このような検出部４１、４２においては、検出部４１の第２の電極層４１３と検出部４２の第１の電極層４２１とがそれぞれ端子６２（第１の検出用端子）に電気的に接続され、また、検出部４１の第１の電極層４１１と検出部４２の第２の電極層４２３とがそれぞれ端子６３（第２の検出用端子）に電気的に接続されている。
同様に、検出部４３の第２の電極層と検出部４４の第１の電極層とがそれぞれ端子６５（第１の検出用端子）に電気的に接続され、また、検出部４３の第１の電極層と検出部４４の第２の電極層とがそれぞれ端子６６（第２の検出用端子）に電気的に接続されている。
【００７６】
［端子］
端子６１〜６３は、前述した支持部２２の固定部２２１上に設けられ、端子６４〜６６は、支持部２２の固定部２２２上に設けられている。
また、端子６１〜６６および配線（図示せず）等は、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデンン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料やＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料により形成することができる。また、これらは、検出部４１〜４４、駆動部５１〜５８の第１の電極層または第２の電極層と同時に一括形成することができる。
【００７７】
このように構成されたセンサー素子２は、次のようにしてｚ軸まわりの角速度ωを検出する。
まず、端子６１と端子６４との間に電圧（駆動信号）を印加することにより、図７（ａ）に示すように、図中矢印Ａに示す方向に、駆動用振動腕２５と駆動用振動腕２７とを互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）させるとともに、駆動用振動腕２６と駆動用振動腕２８とを上記屈曲振動と同方向に互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）させる。
【００７８】
このとき、センサー素子２に角速度が加わらないと、駆動用振動腕２５、２６と駆動用振動腕２７、２８とは、中心点（重心Ｇ）を通るｙｚ平面に対して面対称の振動を行っているため、基部２１（本体部２１１および連結腕２１２、２１３）および検出用振動腕２３、２４は、ほとんど振動しない。
このように駆動用振動腕２５〜２８を駆動振動させた状態で、センサー素子２にその重心Ｇを通る法線まわりの角速度ωが加わると、駆動用振動腕２５〜２８には、それぞれ、コリオリ力が働く。これにより、図７（ｂ）に示すように、連結腕２１２、２１３を図中矢印Ｂに示す方向に屈曲振動し、これに伴い、この屈曲振動を打ち消すように、検出用振動腕２３、２４の図中矢印Ｃに示す方向の屈曲振動（検出振動）が励振される。
【００７９】
そして、検出用振動腕２３の屈曲振動によって検出部４１、４２に生じた電荷が端子６２、６３から出力される。また、検出用振動腕２４の屈曲振動によって検出部４３、４４に生じた電荷が端子６５、６６から出力される。
このように端子６２、６３、６５、６６から出力された電荷に基づいて、センサー素子２に加わった角速度ωを求めることができる。
【００８０】
（ＩＣチップ３）
図１および図２に示すＩＣチップ３は、前述したセンサー素子２を駆動する機能と、センサー素子２からの出力（センサー出力）を検出する機能とを有する電子部品である。
このようなＩＣチップ３は、図示しないが、センサー素子２を駆動する駆動回路と、センサー素子２（より具体的には検出部４１〜４４）からの出力（電荷）を検出する検出回路とを備える。
また、ＩＣチップ３には、複数の接続端子３１が設けられている。
【００８１】
（パッケージ）
パッケージ９は、センサー素子２およびＩＣチップ３を収納するものである。
パッケージ９は、上面に開放する凹部を有するベース９１と、ベース９１の凹部の開口を塞ぐようにベース９１に接合されているリッド（蓋体）９２とを有している。このようなパッケージ９は、その内側に収納空間Ｓを有しており、この収納空間Ｓ内に、センサー素子２およびＩＣチップ３が気密的に収納、設置されている。
【００８２】
また、ベース９１の上面には、複数の内部端子７１および複数の内部端子７２が設けられている。
この複数の内部端子７１には、半田、銀ペースト、導電性接着剤（樹脂材料中に金属粒子などの導電性フィラーを分散させた接着剤）などの導電性固定部材８１を介して、センサー素子２の端子６１〜６６が電気的に接続されている。また、この導電性固定部材８１により、センサー素子２がベース９１に対して固定されている。
【００８３】
この複数の内部端子７１は、図示しない配線を介して、複数の内部端子７２に電気的に接続されている。
複数の内部端子７２には、例えばボンディングワイヤーで構成された配線を介して、前述したＩＣチップ３の複数の接続端子３１が電気的に接続されている。
また、ベース９１の上面には、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等を含んで構成された接着剤のような接合部材８２により、前述したＩＣチップ３が接合されている。これにより、ＩＣチップ３がベース９１に対して支持・固定されている。
【００８４】
また、図示しないが、ベース９１の下面（パッケージ９の底面）には、センサーデバイス１が組み込まれる機器（外部機器）に実装される際に用いられる複数の外部端子が設けられている。
この複数の外部端子は、図示しない内部配線を介して、前述した内部端子７２に電気的に接続されている。
【００８５】
このような各内部端子７１、７２等は、それぞれ、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズ層にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等の被膜をメッキ等により積層した金属被膜からなる。
このようなベース９１には、リッド９２が気密的に接合されている。これにより、パッケージ９内が気密封止されている。
【００８６】
このリッド９２は、例えば、ベース９１と同材料、または、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼等の金属で構成されている。
ベース９１とリッド９２との接合方法としては、特に限定されず、例えば、ろう材、硬化性樹脂等で構成された接着剤による接合方法、シーム溶接、レーザー溶接等の溶接方法等を用いることができる。
かかる接合は、減圧下または不活性ガス雰囲気下で行うことにより、パッケージ９内を減圧状態または不活性ガス封入状態に保持することができる。
【００８７】
以上説明したような第１実施形態に係るセンサーデバイス１によれば、検出部４１〜４４が検出用振動腕２３、２４の屈曲振動による検出用振動腕２３、２４自体の応力に伴って電荷を出力するだけでなく検出用振動腕２３、２４の屈曲振動による基部２１の応力に伴って電荷を出力することができる。そのため、センサー素子２の検出感度を優れたものとすることができる。
また、このようなセンサー素子２を備えるセンサーデバイス１は、信頼性に優れる。
【００８８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図８は、本発明の第２実施形態に係るセンサー素子の検出部を説明するための部分拡大平面図である。
以下、第２実施形態のセンサー素子について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００８９】
本発明の第２実施形態に係るセンサー素子は、検出用振動腕と基部との境界部の形状、および、検出部の形状が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、図８では、説明の便宜上、１つの検出用振動腕について代表的に図示しているが、本実施形態のセンサー素子は、前述した第１実施形態のセンサー素子と同様に、当該１つの検出用振動腕と対をなす他の検出用振動腕と、４つの駆動用振動腕とを有する。
【００９０】
本実施形態のセンサー素子は、図８に示すような基部２１Ａおよび検出用振動腕２３Ａを有する振動体２０Ａと、検出用振動腕２３Ａに設けられた検出部４１Ａ、４２Ａとを備える。
検出用振動腕２３Ａは、基部２１Ａの本体部２１１Ａから延出されている。
本実施形態では、検出用振動腕２３Ａと基部２１Ａとの境界部付近の側面は、連続的に湾曲している。
【００９１】
検出部４１Ａは、検出用振動腕２３Ａ（振動腕）と基部２１Ａとの境界部を跨るように設けられた部分４１４Ａを有する。同様に、検出部４２Ａは、検出用振動腕２３Ａ（振動腕）と基部２１Ａとの境界部を跨るように設けられた部分４２４Ａを有する。
そして、当該部分４１４Ａ、４２４Ａは、検出用振動腕２３Ａおよび基部２１Ａの側面に沿って検出用振動腕２３Ａの延出方向（ｙ軸方向）に直交する方向成分（ｘ軸方向成分）を含む方向に延在するように湾曲している。
以上説明したように構成された第２実施形態に係るセンサー素子によっても、優れた検出感度を発揮することができる。
【００９２】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図９は、本発明の第３実施形態に係るセンサー素子の検出部を説明するための部分拡大平面図である。
以下、第３実施形態のセンサー素子について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９３】
本発明の第３実施形態に係るセンサー素子は、検出用振動腕と基部との境界部の形状、および、検出部の形状が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、図９では、説明の便宜上、１つの検出用振動腕について代表的に図示しているが、本実施形態のセンサー素子は、前述した第１実施形態のセンサー素子と同様に、当該１つの検出用振動腕と対をなす他の検出用振動腕と、４つの駆動用振動腕とを有する。
【００９４】
本実施形態のセンサー素子は、図９に示すような基部２１Ｂおよび検出用振動腕２３Ｂを有する振動体２０Ｂと、検出用振動腕２３Ｂに設けられた検出部４１Ｂ、４１Ｂとを備える。
検出用振動腕２３Ｂは、基部２１Ｂの本体部２１１Ｂから延出されている。
本実施形態では、検出用振動腕２３Ｂと基部２１Ｂとの境界部付近の側面は、Ｌ字状に屈曲している。
【００９５】
検出部４１Ｂは、検出用振動腕２３Ｂ（振動腕）と基部２１Ｂとの境界部を跨るように設けられた部分４１４Ｂを有する。同様に、検出部４２Ｂは、検出用振動腕２３Ｂ（振動腕）と基部２１Ｂとの境界部を跨るように設けられた部分４２４Ｂを有する。
そして、当該部分４１４Ｂ、４２４Ｂは、検出用振動腕２３Ｂおよび基部２１Ｂの側面に沿って検出用振動腕２３Ｂの延出方向（ｙ軸方向）に直交する方向成分（ｘ軸方向成分）を含む方向に延在するように屈曲している。
以上説明したように構成された第３実施形態に係るセンサー素子によっても、優れた検出感度を発揮することができる。
【００９６】
（電子機器）
以上説明したようなセンサーデバイスは、各種電子機器に組み込むことにより、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
以下、本発明の電子デバイスを備える電子機器の一例について、図１０〜図１２に基づき、詳細に説明する。
【００９７】
図１０は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピュータ１１００には、ジャイロセンサーとして機能する前述したセンサーデバイス１が内蔵されている。
【００９８】
図１１は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１００が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、ジャイロセンサーとして機能する前述したセンサーデバイス１が内蔵されている。
【００９９】
図１２は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【０１００】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【０１０１】
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリ１３０８に転送・格納される。
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリ１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
このようなディジタルスチルカメラ１３００には、ジャイロセンサーとして機能する前述したセンサーデバイス１が内蔵されている。
【０１０２】
なお、本発明の電子機器は、図１０のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図１１の携帯電話機、図１２のディジタルスチルカメラの他にも、電子デバイスの種類に応じて、例えば、車体姿勢検出装置、ポインティングデバイス、ヘッドマウントディスプレイ、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、ナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲームコントローラー、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等に適用することができる。
【０１０３】
以上、本発明のセンサー素子、センサーデバイスおよび電子機器を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明のセンサーデバイスは、前記各実施形態のうち、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【０１０４】
また、前述した実施形態では、駆動部が圧電体素子で構成されている場合を説明したが、振動体を圧電体材料で構成した場合、駆動部は、振動腕に設けられた励振電極であってもよい。
また、センサー素子が有する振動腕の数は、前述した実施形態のものに限定されず、１〜５または７以上であってもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１‥‥センサーデバイス  ２‥‥センサー素子  ３‥‥チップ  ９‥‥パッケージ  ２０‥‥振動体  ２０Ａ‥‥振動体  ２０Ｂ‥‥振動体  ２１‥‥基部  ２１Ａ‥‥基部  ２１Ｂ‥‥基部  ２２‥‥支持部  ２３‥‥検出用振動腕  ２３Ａ‥‥検出用振動腕  ２３Ｂ‥‥検出用振動腕  ２４‥‥検出用振動腕  ２５‥‥駆動用振動腕  ２６‥‥駆動用振動腕  ２７‥‥駆動用振動腕  ２８‥‥駆動用振動腕  ２９‥‥絶縁体層  ３１‥‥接続端子  ４１‥‥検出部  ４１Ａ‥‥検出部  ４１Ｂ‥‥検出部  ４２‥‥検出部  ４２Ａ‥‥検出部  ４２Ｂ‥‥検出部  ４３‥‥検出部  ４４‥‥検出部  ５１‥‥駆動部  ５２‥‥駆動部  ５３‥‥駆動部  ５４‥‥駆動部  ５５‥‥駆動部  ５６‥‥駆動部  ５７‥‥駆動部  ５８‥‥駆動部  ６１‥‥端子  ６２‥‥端子  ６３‥‥端子  ６４‥‥端子  ６５‥‥端子  ６６‥‥端子  ７１‥‥内部端子  ７２‥‥内部端子  ８１‥‥導電性固定部材  ８２‥‥接合部材  ９１‥‥ベース  ９２‥‥リッド  １００‥‥表示部  ２１１‥‥本体部  ２１１Ａ‥‥本体部  ２１１Ｂ‥‥本体部  ２１２‥‥連結腕  ２１３‥‥連結腕  ２２１‥‥固定部  ２２２‥‥固定部  ２２３‥‥梁部  ２２４‥‥梁部  ２２５‥‥梁部  ２２６‥‥梁部  ２４１‥‥錘部  ２５１‥‥錘部  ２６１‥‥錘部  ２７１‥‥錘部  ２８１‥‥錘部  ４１１‥‥第１の電極層  ４１２‥‥圧電体層  ４１３‥‥第２の電極層  ４１４‥‥部分  ４１４Ａ‥‥部分  ４１４Ｂ‥‥部分  ４２１‥‥第１の電極層  ４２２‥‥圧電体層  ４２３‥‥第２の電極層  ４２４‥‥部分  ４２４Ａ‥‥部分  ４２４Ｂ‥‥部分  ５１１‥‥第１の電極層  ５１２‥‥圧電体層  ５１３‥‥第２の電極層  ５１４‥‥部分  ５２１‥‥第１の電極層  ５２２‥‥圧電体層  ５２３‥‥第２の電極層  ５２４‥‥部分  １１００‥‥パーソナルコンピュータ  １１０２‥‥キーボード  １１０４‥‥本体部  １１０６‥‥表示ユニット  １２００‥‥携帯電話機  １２０２‥‥操作ボタン  １２０４‥‥受話口  １２０６‥‥送話口  １３００‥‥ディジタルスチルカメラ  １３０２‥‥ケース  １３０４‥‥受光ユニット  １３０６‥‥シャッタボタン  １３０８‥‥メモリ  １３１２‥‥ビデオ信号出力端子  １３１４‥‥入出力端子  １４３０‥‥テレビモニタ  １４４０‥‥パーソナルコンピュータ  Ｇ１‥‥距離  Ｇ‥‥重心  Ｓ‥‥収納空間  ω‥‥角速度
【図１】
0005982896.tif 000002
【図２】
0005982896.tif 000003
【図３】
0005982896.tif 000004
【図４】
0005982896.tif 000005
【図５】
0005982896.tif 000006
【図６】
0005982896.tif 000007
【図７】
0005982896.tif 000008
【図８】
0005982896.tif 000009
【図９】
0005982896.tif 000010
【図１０】
0005982896.tif 000011
【図１１】
0005982896.tif 000012
【図１２】
0005982896.tif 000013