(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差する３つの軸を第１軸、第２軸および第３軸としたとき、
基部と、
前記基部から前記第１軸に沿って互いに反対に延びる第１連結腕および第２連結腕と、
前記第１連結腕から前記第２軸に沿って延びる第１駆動振動腕と、
前記第２連結腕から前記第２軸に沿って延びる第２駆動振動腕と、
前記基部の一端から前記第１軸および前記第２軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第１軸方向の反対側へ延びる第１検出振動腕および第２検出振動腕と、
前記基部の他端から前記第１軸および前記第２軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第１軸方向の反対側へ延びる第３検出振動腕および第４検出振動腕と、を備え、
前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕と、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕とは、前記第２軸方向の反対側へ延びており、
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕のそれぞれは、前記第１軸および前記第３軸の方向の振動成分を含み、
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の出力信号に基づいて、前記第１軸まわりの角速度、前記第２軸まわりの角速度および前記第３軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検出することを特徴とするジャイロセンサー。
【請求項２】
前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕と、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕とは、前記第１軸および前記第３軸により規定される平面に関して対称的に設けられており、
前記第１検出振動腕および前記第３検出振動腕と、前記第２検出振動腕および前記第４検出振動腕とは、前記第２軸および前記第３軸により規定される平面に関して対称的に設けられている請求項１に記載のジャイロセンサー。
【請求項３】
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕は、駆動振動時の前記第３軸の振動成分が同じ方向である請求項１または２に記載のジャイロセンサー。
【請求項４】
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕は、駆動振動時の前記第１軸の振動成分が反対方向である請求項１ないし３のいずれか一項に記載のジャイロセンサー。
【請求項５】
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の各々は、前記第１軸方向の中心線および前記第３軸方向の中心線に対し前記第２軸方向の断面形状が非対称である部分を含む請求項１ないし４のいずれか一項に記載のジャイロセンサー。
【請求項６】
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の各々は、互いに表裏関係にある第１面および第２面と、前記第１面に設けられた第１溝と、前記第２面に設けられた第２溝と、を備え、
前記第１面の法線方向からの平面視において、前記第１溝および前記第２溝が前記第１軸の方向に配列されている請求項５に記載のジャイロセンサー。
【請求項７】
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の各々は、互いに表裏関係にある第１面および第２面と、前記第１面および前記第２面を接続する第１側面および第２側面と、を含み、
前記第１側面および前記第２側面の少なくとも一方は、段差部を備えている請求項５に記載のジャイロセンサー。
【請求項８】
前記第１駆動振動腕が延出する方向とは反対の方向に延出する第３駆動振動腕と、
前記第２駆動振動腕が延出する方向とは反対の方向に延出する第４駆動振動腕と、を含む請求項１ないし７のいずれか一項に記載のジャイロセンサー。
【請求項９】
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の各々の出力信号の加算または減算に基づいて、前記第１軸まわりの角速度、前記第２軸まわりの角速度および前記第３軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検出する請求項１ないし８のいずれか一項に記載のジャイロセンサー。
【請求項１０】
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕は、圧電体材料で構成され、
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の断面形状は略矩形であり、各々の面に電極が設けられている請求項１ないし９のいずれか一項に記載のジャイロセンサー。
【請求項１１】
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕は、圧電体材料で構成され、
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕は、互いに表裏関係にある一対の主面と前記主面同士を接続する一対の側面とを備え、前記一対の主面の少なくとも一方には溝が設けられ、前記溝の内壁および該内壁と反対側の前記側面には電極が設けられている請求項１ないし９のいずれか一項に記載のジャイロセンサー。
【請求項１２】
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕は、主面に第１電極と第２電極の間に圧電膜を配置した圧電素子が設けられている請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のジャイロセンサー。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のジャイロセンサーを備えた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、ジャイロセンサーおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、角速度を検出するための振動片として、特許文献１のジャイロ素子が知られている。
特許文献１のジャイロ素子は、基部と、基部から両側へＹ軸方向に延出する第１、第２検出振動腕と、基部から両側へＸ軸方向に延出する第１、第２連結腕と、第１連結腕の先端部から両側へＹ軸方向に延出する第１、第２駆動振動腕と、第２連結腕の先端部から両側へＹ軸方向に延出する第３、第４駆動振動腕とを有している。また、第１〜第４駆動振動腕には駆動電極が形成されており、第１、第２検出振動腕には、検出電極が形成されている。
【０００３】
このようなジャイロ素子は、次のようにして角速度を検出する。まず、第１〜第４駆動振動腕を、第１、第２駆動振動腕と第３、第４駆動振動腕とがＹＺ平面に対して面対称となるように振動させる。この状態でＺ軸まわりに角速度が加わると、ジャイロ素子にコリオリ力が作用し、第１、第２検出振動腕にＸ軸方向の検出振動が励起される。そして、この振動により生じた第１、第２検出振動腕の歪みを検出電極が検出することにより、Ｚ軸まわりの角速度を求めることができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のジャイロ素子では、Ｚ軸まわりの角速度の検出しか行うことができない。すなわち、Ｘ軸まわりの角速度やＹ軸まわりの角速度を検出することができない。そのため、例えば、Ｘ軸およびＹ軸の回りに発生する角速度を検出したい場合には、ジャイロ素子を縦置きして配置する必要がありセンサーデバイスの厚みが大きくなってしまう。また複数軸について角速度を検出したい場合には、複数のジャイロ素子を配置する必要がある。そのため、装置が大型化するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０１０１１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、互いに交差する３軸の各軸まわりの角速度を検出することのできるジャイロセンサーを提供すること、また、このジャイロセンサーを備える信頼性に優れた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］
本発明のジャイロセンサーは、互いに交差する３つの軸を第１軸、第２軸および第３軸としたとき、
基部と、
前記基部から前記第１軸に沿って互いに反対に延びる第１連結腕および第２連結腕と、
前記第１連結腕から前記第２軸に沿って延びる第１駆動振動腕と、
前記第２連結腕から前記第２軸に沿って延びる第２駆動振動腕と、
前記基部の一端から前記第１軸および前記第２軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第１軸方向の反対側へ延びる第１検出振動腕および第２検出振動腕と、
前記基部の他端から前記第１軸および前記第２軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第１軸方向の反対側へ延びる第３検出振動腕および第４検出振動腕と、を備え、
前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕と、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕とは、前記第２軸方向の反対側へ延びており、
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕のそれぞれは、前記第１軸および前記第３軸の方向の振動成分を含み、
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の出力信号に基づいて、前記第１軸まわりの角速度、前記第２軸まわりの角速度および前記第３軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検出することを特徴とする。
これにより、互いに交差する３軸の各軸まわりの角速度を検出することのできるジャイロセンサーを提供することができる。
【０００８】
［適用例２］
本発明のジャイロセンサーでは、前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕と、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕とは、前記第１軸および前記第３軸により規定される平面に関して対称的に設けられており、
前記第１検出振動腕および前記第３検出振動腕と、前記第２検出振動腕および前記第４検出振動腕とは、前記第２軸および前記第３軸により規定される平面に関して対称的に設けられていることが好ましい。
これにより、振動漏れを効果的に防止または抑制することができ、検出精度が向上する。
【０００９】
［適用例３］
本発明のジャイロセンサーでは、前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕は、駆動振動時の前記第３軸の振動成分が同じ方向であることが好ましい。
これにより、バランスよく、第１、第２駆動振動腕を振動させることができる。
［適用例４］
本発明のジャイロセンサーでは、前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕は、駆動振動時の前記第１軸の振動成分が反対方向であることが好ましい。
これにより、バランスよく、第１、第２駆動振動腕を振動させることができる。
【００１０】
［適用例５］
本発明のジャイロセンサーでは、前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の各々は、前記第１軸方向の中心線および前記第３軸方向の中心線に対し前記第２軸方向の断面形状が非対称である部分を含むことが好ましい。
これにより、より確実に、第１、第２駆動振動腕が前記第１軸および前記第３軸の方向の振動成分を含む腕となる。
【００１１】
［適用例６］
本発明のジャイロセンサーでは、前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の各々は、互いに表裏関係にある第１面および第２面と、前記第１面に設けられた第１溝と、前記第２面に設けられた第２溝と、を備え、
前記第１面の法線方向からの平面視において、前記第１溝および前記第２溝が前記第１軸の方向に配列されていることが好ましい。
これにより、第１、第２駆動振動腕の形状を簡単なものとすることができる。
【００１２】
［適用例７］
本発明のジャイロセンサーでは、前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の各々は、互いに表裏関係にある第１面および第２面と、前記第１面および前記第２面を接続する第１側面および第２側面と、を含み、
前記第１側面および前記第２側面の少なくとも一方は、段差部を備えていることが好ましい。
これにより、第１、第２駆動振動腕の形状を簡単なものとすることができる。
【００１３】
［適用例８］
本発明のジャイロセンサーでは、前記第１駆動振動腕が延出する方向とは反対の方向に延出する第３駆動振動腕と、
前記第２駆動振動腕が延出する方向とは反対の方向に延出する第４駆動振動腕と、を含むことが好ましい。
これにより、駆動振動腕の数が増え、角速度の検出精度が向上する。また、第１〜第４駆動振動腕をバランスよく振動させることができる。
【００１５】
［適用例９］
本発明のジャイロセンサーでは、前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の各々の出力信号の加算または減算に基づいて、前記第１軸まわりの角速度、前記第２軸まわりの角速度および前記第３軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検出することが好ましい。
これにより、簡単な計算によって、第１軸まわりの角速度、第２軸まわりの角速度および第３軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検出することができる。
【００１６】
［適用例１０］
本発明のジャイロセンサーでは、前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕は、圧電体材料で構成され、
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の断面形状は略矩形であり、各々の面に電極が設けられていることが好ましい。
これにより、簡単な構成で、第１検出振動腕、第２検出振動腕、第３検出振動腕および第４検出振動腕の出力信号を取り出すことができる。
【００１７】
［適用例１１］
本発明のジャイロセンサーでは、前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕は、圧電体材料で構成され、
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕は、互いに表裏関係にある一対の主面と前記主面同士を接続する一対の側面とを備え、前記一対の主面の少なくとも一方には溝が設けられ、前記溝の内壁および該内壁と反対側の前記側面には電極が設けられていることが好ましい。
これにより、角速度の検出感度が向上する。
【００１８】
［適用例１２］
本発明のジャイロセンサーでは、前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕は、主面に第１電極と第２電極の間に圧電膜を配置した圧電素子が設けられていることが好ましい。
これにより、簡単な構成で、第１検出振動腕、第２検出振動腕、第３検出振動腕および第４検出振動腕の出力信号を取り出すことができる。
［適用例１３］
本発明の電子機器は、本発明のジャイロセンサーを備えたことを特徴とする。
これにより、信頼性に優れる電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のジャイロセンサー第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図１中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】図３に示す駆動振動腕の変形例を示す断面図である。
【図５】図３に示す駆動振動腕の変形例を示す断面図である。
【図６】図１に示すジャイロセンサーの駆動を説明する平面図である。
【図７】Ｚ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。
【図８】Ｙ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。
【図９】Ｘ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかるジャイロセンサーを示す平面図である。
【図１１】図１０中のＤ−Ｄ線断面図およびＥ−Ｅ線断面図である。
【図１２】本発明のジャイロセンサーを備える電子機器（ノート型パーソナルコンピュータ）である。
【図１３】本発明のジャイロセンサーを備える電子機器（携帯電話機）である。
【図１４】本発明のジャイロセンサーを備える電子機器（ディジタルスチルカメラ）である。
【図１５】図３に示す駆動振動腕の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明のジャイロセンサー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。
＜第１実施形態＞
まず、本発明のジャイロセンサーの第１実施形態について説明する。
図１は、本発明のジャイロセンサーの第１実施形態を示す平面図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図、図３は、図１中のＣ−Ｃ線断面図、図４および図５は、図３に示す駆動振動腕の変形例を示す断面図、図６は、図１に示すジャイロセンサーの駆動を説明する平面図、図７は、Ｚ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図、図８は、Ｙ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図、図９は、Ｘ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。
【００２１】
なお、以下では、図１に示すように、互いに直交する３軸を、Ｘ軸（第１軸）、Ｙ軸（第２軸）およびＺ軸（第３軸）とする。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」とも言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」とも言い、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、Ｘ軸およびＹ軸で規定される平面を「ＸＹ平面」とも言い、Ｙ軸およびＺ軸で規定される平面を「ＹＺ平面」とも言い、Ｚ軸およびＸ軸で規定される平面を「ＸＺ平面」とも言う。
【００２２】
図１に示すジャイロセンサー２は、Ｘ軸まわりの角速度ωｘと、Ｙ軸まわりの角速度ωｙと、Ｚ軸まわりの角速度ωｚとを、独立して検出することのできるジャイロセンサーである。ジャイロセンサー２は、振動片３と、振動片３に形成された複数の電極とで構成されている。
振動片３は、圧電体材料で構成されている。圧電体材料としては、例えば、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、振動片３を構成する圧電体材料としては、水晶が好ましい。水晶で振動片３を構成すると、振動片３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片３を形成することができる。
【００２３】
このような振動片３は、ＸＹ平面に広がりを有し、Ｚ軸方向に厚みを有している。また、振動片３は、基部４１と、第１、第２、第３、第４検出振動腕４２１、４２２、４２３、４２４と、第１、第２連結腕４４、４５と、第１、第２、第３、第４駆動振動腕４６、４７、４８、４９とを有している。
基部４１は、振動片３の中央部に位置している。また、第１、第２検出振動腕４２１、４２２と第３、第４検出振動腕４２３、４２４は、基部４１からＹ軸方向に互いに反対に延出している。また、第１連結腕４４および第２連結腕４５は、基部４１からＸ軸方向に互いに反対に延出している。また、第１駆動振動腕４６および第３駆動振動腕４８は、第１連結腕４４の先端部からＹ軸方向に互いに反対に延出している。また、第２、第４駆動振動腕４７、４９は、第２連結腕４５の先端部からＹ軸方向に互いに反対に延出している。
【００２４】
なお、図示の構成では、第１連結腕４４および第２連結腕４５の幅は、基部４１の幅よりも狭くなっているが、基部４１と同じ幅で形成して一体にしてもよい。また、第１、第３駆動振動腕４６、４８は、第１連結腕４４の延在方向の途中から延出してもよく、同様に、第２、第４駆動振動腕４７、４９は、第２連結腕４５の延在方向の途中から延出してもよい。
【００２５】
また、第１、第２、第３、第４駆動振動腕４６、４７、４８、４９および第１、第２、第３、第４検出振動腕４２１、４２２、４２３、４２４の振動腕の先端部を根元部よりも幅広または厚肉（所謂ハンマーヘッド形状）にしても良い。このように振動腕の先端をハンマーヘッド形状にすることにより、駆動変位または検出変位を大きくすることができる。
【００２６】
第１検出振動腕４２１および第２検出振動腕４２２は、それぞれ、基部４１の一端（図１中の上側の端）からＹ軸方向の一方側に延出している。また、第１検出振動腕４２１および第２検出振動腕４２２は、それぞれ、Ｘ軸およびＹ軸の両軸に傾斜する方向に延在しており、互いの離間距離が先端側に向けて漸増している（すなわち、互いにＸ軸方向反対側に向けて延出している）。また、第１検出振動腕４２１および第２検出振動腕４２２は、振動片３の重心（中心）Ｇを通るＹＺ平面に関して対称的に形成されている。
【００２７】
同様に、第３検出振動腕４２３および第４検出振動腕４２４は、それぞれ、基部４１の他端からＹ軸方向の他方側に延出している。また、第３検出振動腕４２３および第４検出振動腕４２４は、それぞれ、Ｘ軸およびＹ軸の両軸に傾斜する方向に延在しており、互いの離間距離が先端側に向けて漸増している。（すなわち、互いにＸ軸方向反対側に向けて延出している）。また、第３検出振動腕４２３および第４検出振動腕４２４は、重心Ｇを通るＹＺ平面に関して対称的に形成されている。
【００２８】
また、第１、第２検出振動腕４２１、４２２と第３、第４検出振動腕４２３、４２４は、重心Ｇを通るＸＺ平面に関して対称的に形成されている。また、これら第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４は、それぞれ、略矩形の横断面形状をなしている。
ここで、振動片３を水晶で構成した場合、第１〜第４検出振動腕４２１〜４２２の延在方向は、水晶の分極方向と垂直な方向に一致するのが好ましい。これにより、優れた検出精度を発揮することができる。
【００２９】
また、図２に示すように、第１検出振動腕４２１の上面および下面には第１検出信号電極（電極）７１０ａが形成されている。同様に、第２検出振動腕４２２の上面および下面には第２検出信号電極７１０ｂが形成されており、第３検出振動腕４２３の上面および下面には第３検出信号電極７１０ｃが形成されており、第４検出振動腕４２４の上面および下面には第４検出信号電極７１０ｄが形成されている。
【００３０】
また、第１検出振動腕４２１の両側面には第１検出接地電極（電極）７２０ａが形成されている。同様に、第２検出振動腕４２２の両側面には第２検出接地電極７２０ｂが形成されており、第３検出振動腕４２３の両側面には第３検出接地電極７２０ｃが形成されており、第４検出振動腕４２４の両側面には第４検出接地電極７２０ｄが形成されている。このような第１〜第４検出接地電極７２０ａ〜７２０ｄは、第１〜第４検出信号電極７１０ａ〜７１０ｄに対してグランドとなる電位を有する。
【００３１】
なお、図示の構成では、第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４の断面形状が矩形であるが、第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４の上面および下面の少なくとも一方の面に溝を設けてもよい。その場合、溝の内壁に沿うように第１検出信号電極７１０ａ（第２〜第４検出信号電極７１０ｂ〜７１０ｄ）を形成するのが望ましい。このような形態とすることにより、第１検出信号電極７１０ａ（第２〜第４検出信号電極７１０ｂ〜７１０ｄ）と側面に形成された第１検出接地電極７２０ａ（第２〜第４検出接地電極７２０ｂ〜７２０ｄ）との間隔が狭くなり電界効率が良くなって少ない歪量で大きな電荷量を電極間で発生させることができ、高感度化に寄与する。
【００３２】
このような配置で第１〜第４検出信号電極７１０ａ〜７１０ｄおよび第１〜第４検出接地電極７２０ａ〜７２０ｄを形成することにより、第１検出振動腕４２１に生じた検出振動は、第１検出信号電極７１０ａと第１検出接地電極７２０ａとの間の電荷として現れ、その電荷を信号として取り出すことができる。同様に、第２検出振動腕４２２に生じた検出振動は、第２検出信号電極７１０ｂと第２検出接地電極７２０ｂとの間の電荷として現れ、その電荷を信号として取り出すことができ、第３検出振動腕４２３に生じた検出振動は、第３検出信号電極７１０ｃと第３検出接地電極７２０ｃとの間の電荷として現れ、その電荷を信号として取り出すことができ、第４検出振動腕４２４に生じた検出振動は、第４検出信号電極７１０ｄと第４検出接地電極７２０ｄとの間の電荷として現れ、その電荷を信号として取り出すことができる。
【００３３】
第１駆動振動腕４６は、先端側に位置する先端部４６ａと、それよりも基端側に位置する基端部（非対称部）４６ｂとを有している。先端部４６ａは、略矩形の横断面形状を有している。
図３に示すように、基端部４６ｂは、第１駆動振動腕４６のＸ軸方向の中心線Ｌ’およびＺ軸方向の中心線Ｌ”の両線に関して非対称な横断面形状（Ｙ軸方向の断面形状）を有している。基端部４６ｂをこのような非対称な形状とすることにより、第１駆動振動腕４６をＸ軸方向およびＺ軸方向の両方向成分を有する方向、言い換えればＸ軸およびＺ軸の両軸に対して傾斜した方向に屈曲振動（以下、説明の便宜上、単に「斜め振動」とも言う。）させることができる。
【００３４】
具体的には、第１駆動振動腕４６の基端部４６ｂは、Ｚ軸方向に対向し、ＸＹ平面にて構成される上面（第１面）４６１および下面（第２面）４６２と、上面４６１および下面４６２を接続する一対の側面４６３、４６４とを有している。また、基端部４６ｂは、上面４６１と側面（第１側面）４６３の間設けられた第１段差部４６５と、下面４６２と側面（第２側面）４６４との間に設けられた第２段差部４６６とを有している。
【００３５】
第１段差部４６５は、中心線Ｌ’に対して第１検出振動腕４２側に形成されている。このような第１段差部４６５は、ＹＺ平面で構成され、上面４６１に接続された第１段差面４６５ａと、ＸＹ平面で構成され、第１段差面４６５ａと側面４６３とに接続された第２段差面４６５ｂとを有している。
一方、第２段差部４６６は、中心線Ｌ’に対して第１検出振動腕４２と反対側（他方側）に形成されている。このような第２段差部４６６は、ＹＺ平面で構成され、下面４６２に接続された第３段差面４６６ａと、ＸＹ平面で構成され、第３段差面４６６ａと側面４６４とに接続された第４段差面４６６ｂとを有している。
このような形状とすることにより、第１駆動振動腕４６を、斜め振動成分を有する駆動腕とすることができる。
【００３６】
ここで、上記の基端部４６ｂの形状を言い換えると、次のように表すことができる。すなわち、図３に示すように、基端部４６ｂは、Ｘ軸方向（＋）側に向けて延在する第１辺Ｌ１と、第１辺Ｌ１の先端からＺ軸方向（−）側へ延出する第２辺Ｌ２と、第２辺Ｌ２の先端からＸ軸方向（＋）側へ延出する第３辺Ｌ３と、第３辺Ｌ３の先端からＺ軸方向（−）側へ延出する第４辺Ｌ４と、第４辺Ｌ４の先端からＸ軸方向（−）側へ延出する第５辺Ｌ５と、第５辺Ｌ５の先端からＺ軸方向（＋）側へ延出する第６辺Ｌ６と、第６辺Ｌ６の先端からＸ軸方向（−）側へ延出する第７辺Ｌ７と、第７辺Ｌ７の先端からＺ軸方向（＋）側へ延出し、先端が第１辺Ｌ１の基端と接続する第８辺Ｌ８とで輪郭が構成される横断面形状を有している。
【００３７】
このような第１段差部４６５と第２段差部４６６は、第１駆動振動腕４６の中心軸Ｏに関して回転対称に形成されている。これにより、第１駆動振動腕４６の中心線Ｌ’の一方側と他方側との質量をほぼ等しくすることができ、第１駆動振動腕４６が質量的にバランスのとれた形状となる。
ここで、本実施形態の第１駆動振動腕４６では、第１段差部４６５の第２段差面４６５ｂは、第２段差部４６６の第４段差面４６６ｂに対して、Ｚ軸方向において等しい位置に設けられている。
【００３８】
また、第１段差部４６５の第１段差面４６５ａは、第２段差部４６６の第３段差面４６６ａに対して、Ｘ軸方向の第１検出振動腕４２側に離間して設けられている。
このような構成とすることにより、第１段差部４６５と第２段差部４６６とに挟まれた領域Ｓ１の機械的強度を十分に確保することができる。そのため、第１駆動振動腕４６を安定的に斜め振動させることができる。また、強度を確保することにより第１駆動振動腕４６の捩じれを効果的に防止することができ、不要な振動の発生を効果的に防止することができる。
【００３９】
このような第１駆動振動腕４６には、一対の駆動信号電極７３０と一対の駆動接地電極７４０とが形成されている。具体的には、一対の駆動信号電極７３０の一方は、上面４６１に形成されており、他方は、下面４６２に形成されている。また、一対の駆動接地電極７４０の一方は、第１段差面４６５ａ、第２段差面４６５ｂおよび側面４６３に跨って形成されており、他方は、側面４６４、第４段差面４６６ｂおよび第３段差面４６６ａに跨って形成されている。駆動接地電極７４０は、駆動信号電極７３０に対してグランドとなる電位を有する。
【００４０】
このような配置で駆動信号電極７３０および駆動接地電極７４０を形成すると、駆動信号電極７３０と駆動接地電極７４０との間に駆動信号を印加することによって、第１駆動振動腕４６に形成された駆動信号電極７３０と駆動接地電極７４０との間に電界を生じさせ、第１駆動振動腕４６を振動させることができる。なお、このことは、以下に説明する第２、第３、第４駆動振動腕４７、４８、４９についても同様である。
【００４１】
以上、第１駆動振動腕４６の形状について説明したが、例えば、図４に示すような形状であってもよい。すなわち、基端部４６ｂは、上面４６１と、下面４６２と、上面４６１および下面４６２を連結する一対の側面４６３、４６４と、上面４６１に形成された第１溝４６７と、下面４６２に形成された第２溝４６８とを有している。また、第１、第２溝４６７、４６８は、Ｘ軸方向にずれて形成されており、互いにＸ軸方向に重なり合う部分を有する。すなわち、基端部４６ｂは、略「Ｓ」字状の横断面形状を有している。このような形状とすることにより、簡単な構成で、第１駆動振動腕４６を、斜め振動成分を有する振動腕とすることができる。
【００４２】
この他、図５に示すような形状とすることもできる。なお、図５に示す形状は、いずれも、第１段差部４６５および第２段差部４６６の形状（幅と厚さのアスペクト非）が本実施形態と異なる以外は、同様の構成である。また、図５では、説明の便宜上、第１駆動振動腕４６の幅の０％、５０％、１００％の箇所と、第１駆動振動腕４６の厚さの０％、５０％、１００％の箇所とに補助線を表示してある。また、図５では、説明の便宜上、各種電極の図示を省略している。
【００４３】
図５（ａ）に示す第１駆動振動腕４６では、第１段差部４６５の第２段差面４６５ｂは、第２段差部４６６の第４段差面４６６ｂに対して、Ｚ軸方向の上面４６１側に離間して設けられている。また、第１段差部４６５の第１段差面４６５ａは、第２段差部４６６の第３段差面４６６ａに対して、Ｘ軸方向の第１検出振動腕４２側に離間して設けられている。
【００４４】
図５（ｂ）に示す第１駆動振動腕４６では、第１段差部４６５の第２段差面４６５ｂは、第２段差部４６６の第４段差面４６６ｂに対して、Ｚ軸方向の下面４６２側に離間して設けられている。また、第１段差部４６５の第１段差面４６５ａは、第２段差部４６６の第３段差面４６６ａに対して、Ｘ軸方向の第１検出振動腕４２側に離間して設けられている。
【００４５】
図５（ｃ）に示す第１駆動振動腕４６では、第１段差部４６５の第２段差面４６５ｂは、第２段差部４６６の第４段差面４６６ｂに対して、Ｚ軸方向の上面４６１側に離間して設けられている。また、第１段差部４６５の第１段差面４６５ａは、第２段差部４６６の第３段差面４６６ａに対して、Ｘ軸方向において等しい位置に設けられている。
図５（ｄ）に示す第１駆動振動腕４６では、第１段差部４６５の第２段差面４６５ｂは、第２段差部４６６の第４段差面４６６ｂに対して、Ｚ軸方向の上面４６１側に離間して設けられている。また、第１段差部４６５の第１段差面４６５ａは、第２段差部４６６の第３段差面４６６ａに対して、Ｘ軸方向の第１検出振動腕４２と反対側に離間して設けられている。
以上、図５（ａ）〜（ｄ）に示すような構成によっても、簡単な構成にて、第１駆動振動腕４６を斜め振動させることができる。
【００４６】
第３駆動振動腕４８は、重心Ｇと交わるＸＺ平面に関して第１駆動振動腕４６と対称的に形成されている以外は、第１駆動振動腕４６と同様の構成である。したがって、第３駆動振動腕４８の構成については、その説明を省略する。
図２（ｂ）に示すように、第３駆動振動腕４８には、一対の駆動信号電極７３０と一対の駆動接地電極７４０とが形成されている。一対の駆動信号電極７３０の一方は、上面４８１に形成されており、他方は、下面４８２に形成されている。また、一対の駆動接地電極７４０の一方は、第１段差面４８５ａ、第２段差面４８５ｂおよび側面４８３に跨って形成されており、他方は、側面４８４、第４段差面４８６ｂおよび第３段差面４８６ａに跨って形成されている。
第２駆動振動腕４７は、重心Ｇと交わるＹＺ平面に関して第１駆動振動腕４６と対照的に形成されている以外は、第１駆動振動腕４６と同様の構成である。したがって、第２駆動振動腕４７の構成については、その説明を省略する。
【００４７】
図２（ａ）に示すように、第２駆動振動腕４７には、一対の駆動信号電極７３０と一対の駆動接地電極７４０とが形成されている。一対の駆動信号電極７３０の一方は、第１段差面４７５ａ、第２段差面４７５ｂおよび側面４７３に跨って形成されており、他方は、側面４７４、第４段差面４７６ｂおよび第３段差面４７６ａに跨って形成されている。また、一対の駆動接地電極７４０の一方は、上面４７１に形成されており、他方は、下面４７２に形成されている。
【００４８】
第４駆動振動腕４９は、重心Ｇと交わるＹＺ平面に関して第３駆動振動腕４８と対照的に形成されている以外は、第３駆動振動腕４８と同様の構成である。したがって、第４駆動振動腕４９の構成については、その説明を省略する。
図２（ａ）に示すように、第４駆動振動腕４９には、一対の駆動信号電極７３０と一対の駆動接地電極７４０とが形成されている。一対の駆動信号電極７３０の一方は、第１段差面４９５ａ、第２段差面４９５ｂおよび側面４９３に跨って形成されており、他方は、側面４９４、第４段差面４９６ｂおよび第３段差面４９６ａに跨って形成されている。また、一対の駆動接地電極７４０の一方は、上面４９１に形成されており、他方は、下面４９２に形成されている。
【００４９】
以上、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９について説明したが、これら第１〜第４駆動振動腕４６〜４９は、Ｚ軸方向の振動成分が同じ方向である。また、第１、第３駆動振動腕４６、４８と第２、第４駆動振動腕４７、４９とは、Ｘ軸方向の振動成分が、反対方向である。第１〜第４駆動振動腕４６〜４９をこのような振動成分を有するものとすることにより、これら４つの振動腕４６〜４９をバランスよく振動させることができ、振動漏れを抑制することができる。
なお、以上説明した各電極は、それぞれ、例えば、振動片３の表面に形成され、クロムで構成される下地層に、金メッキを施したものを用いることができる。これにより、電極と振動片３との密着性が向上し、ジャイロセンサー２の信頼性が向上する。
【００５０】
以上、ジャイロセンサー２の構成について説明した。ジャイロセンサー２は、次のようにしてＹ軸まわりの角速度ωｙおよびＺ軸まわりの角速度ωｚを検出する。以下、図６ないし図９に基づいて説明するが、説明の便宜上、図６では、各電極の図示を省略している。また、図６（ａ）は、図１中のＡ−Ａ線断面図に相当する断面図であり、図６（ｂ）は、図１中のＢ−Ｂ線断面図に相当する断面図である。
【００５１】
角速度が加わらない状態において、駆動信号電極７３０および駆動接地電極７４０間に交番電圧を印加すると、図６に示すように、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９は、それぞれ、非対称部を有しているため斜め振動する。また、この振動は、第１、第３駆動振動腕４６、４８と第２、第４駆動振動腕４７、４９とが重心Ｇと交わるＹＺ平面に関して面対称の振動となる。
【００５２】
この際、前述したように、第１、第３駆動振動腕４６、４８と、第２、第４駆動振動腕４７、４９とが重心Ｇを通るＹＺ平面に関して面対称の振動を行っているため、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９のＸ軸方向への振動が相殺される。そのため、第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４は、Ｘ軸方向に殆ど振動しない。一方、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９は、互いにＺ軸方向の同じ側へ向けて振動するため、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９のＺ軸方向への振動は相殺されない。そのため、第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４は、図６に示すように、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９とのバランスを取るように、Ｚ軸方向にかつ第１〜第４駆動振動腕４６〜４９と逆向きに屈曲振動する。なお、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９の振動方向については、図６に記されている振動方向に限らず、例えば図６に記されている振動方向と逆であっても良い。所望の周波数や駆動手段により振動方向は適宜選択される。
【００５３】
この状態で、ジャイロセンサー２にＺ軸まわりの角速度ωｚが加わると、図７に示すように、コリオリ力Ａが作用し、このコリオリ力Ａを駆動力して矢印Ｂで示す振動（Ｚ軸回り角速度検出振動モード）が励振される。このとき、第１、第２検出振動腕４２１、４２２に生じる変形と、第３、第４検出振動腕４２３、４２４に生じる変形は、Ｘ軸に関して逆方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±１０％以内の周波数であることが好ましい。なお、この第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４の振動方向に関しては、第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４がＺ軸回りに関して同じ回転方向に振動していると言い換えることができる。これは、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９がコリオリ力Ａの作用によって図７のように振動し、なおかつ、第１、第２検出振動腕４２１、４２２と、第３、第４検出振動腕４２３、４２４が基部４１を挟んで上側と下側（Ｙ軸方向反対側）にそれぞれ延出しているため、第１、第２検出振動腕４２１、４２２は、第１、第２駆動振動腕４６、４７に対応した変形をし、第３、第４検出振動腕４２３、４２４は、第３、第４駆動振動腕４８、４９に対応した変形をするためである。
【００５４】
また、ジャイロセンサー２にＹ軸まわりの角速度ωｙが加わると、図８に示すように、コリオリ力Ａが作用し、このコリオリ力Ａを駆動力として、矢印Ｂで示す振動（Ｙ軸回り角速度検出振動モード）が励振される。この時、第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４に生じる変形は、Ｘ軸に関して同方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±１０％以内の周波数であることが好ましい。なお、この第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４の振動方向に関しては、第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４がＸ軸に関して同方向に振動していると言い換えることができる。これは、コリオリ力Ａの作用によって第１〜第４駆動振動腕４６〜４９が図８のように振動し、さらに第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４にＸ軸に関して同方向かつ第１〜第４駆動振動腕４６〜４９と逆方向のコリオリ力が働くためＸ軸方向に関しては同方向に振動するためである。
【００５５】
また、ジャイロセンサー２にＸ軸まわりの角速度ωｘが加わると、図９に示すように、コリオリ力Ａが作用し、このコリオリ力Ａを駆動力として、矢印Ｂで示す振動（Ｘ軸回り角速度検出振動モード）が励振される。この時、第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４に生じる変形は、Ｙ軸に関して同方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±１０％以内の周波数であることが好ましい。なお、この第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４の振動方向に関しては、第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４がＹ軸に関して同方向に振動していると言い換えることができる。これは、コリオリ力Ａの作用によって第１〜第４駆動振動腕４６〜４９が図９のように振動し、さらに第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４にＹ軸に関して同方向かつ第１〜第４駆動振動腕４６〜４９と逆方向のコリオリ力が働くためＹ軸方向に関しては同方向に振動するためである。
【００５６】
ジャイロセンサー２では、前述のＸ軸まわりの角速度ωｘが加わったときと、Ｙ軸まわりの角速度ωｙが加わったときと、Ｚ軸まわりの角速度ωｚが加わったときの第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４の振動方向の異なりを利用して、角速度ωｘ、角速度ωｙおよび角速度ωｚをそれぞれ独立して検出することができる。
具体的に説明すると、角速度ωｙが加わったときに、第１検出信号電極７１０ａと第１検出接地電極７２０ａとから取り出される信号Ｖ１は、角速度ωｙに起因した信号＋Ｖｙであり、第２検出信号電極７１０ｂと第２検出接地電極７２０ｂとから取り出される信号Ｖ２は、角速度ωｙに起因した信号＋Ｖｙであり、第３検出信号電極７１０ｃと第３検出接地電極７２０ｃとから取り出される信号Ｖ３は、角速度ωｙに起因した信号＋Ｖｙであり、第４検出信号電極７１０ｄと第４検出接地電極７２０ｄとから取り出される信号Ｖ４は、角速度ωｙに起因した信号＋Ｖｙである。すなわち、Ｖ１＝＋Ｖｙ、Ｖ２＝＋Ｖｙ、Ｖ３＝＋Ｖｙ、Ｖ４＝＋Ｖｙである。
【００５７】
また、角速度ωｚが加わったときに、第１検出信号電極７１０ａと第１検出接地電極７２０ａとから取り出される信号（電圧）Ｖ１は、角速度ωｚに起因した信号（電圧）＋Ｖｚであり、第２検出信号電極７１０ｂと第２検出接地電極７２０ｂとから取り出される信号（電圧）Ｖ２は、角速度ωｚに起因した信号（電圧）＋Ｖｚであり、第３検出信号電極７１０ｃと第３検出接地電極７２０ｃとから取り出される信号（電圧）Ｖ３は、角速度ωｚに起因した信号（電圧）−Ｖｚであり、第４検出信号電極７１０ｄと第４検出接地電極７２０ｄとから取り出される信号（電圧）Ｖ４は、角速度ωｚに起因した信号（電圧）−Ｖｚである。すなわち、Ｖ１＝＋Ｖｚ、Ｖ２＝＋Ｖｚ、Ｖ３＝−Ｖｚ、Ｖ４＝−Ｖｚである。なお、信号Ｖ１〜Ｖ４の間で符号が異なるのは、前述したように、歪み検出手段がＹ軸回りの角速度に対し同符号の信号を生じるように構成されているためである。
【００５８】
また、角速度ωｘが加わったときに、第１検出信号電極７１０ａと第１検出接地電極７２０ａとから取り出される信号Ｖ１は、角速度ωｘに起因した信号＋Ｖｘであり、第２検出信号電極７１０ｂと第２検出接地電極７２０ｂとから取り出される信号Ｖ２は、角速度ωｘに起因した信号−Ｖｘであり、第３検出信号電極７１０ｃと第３検出接地電極７２０ｃとから取り出される信号Ｖ３は、角速度ωｘに起因した信号−Ｖｘであり、第４検出信号電極７１０ｄと第４検出接地電極７２０ｄとから取り出される信号Ｖ４は、角速度ωｘに起因した信号＋Ｖｘである。すなわち、Ｖ１＝＋Ｖｘ、Ｖ２＝−Ｖｘ、Ｖ３＝−Ｖｘ、Ｖ４＝＋Ｖｘである。
【００５９】
そのため、ジャイロセンサー２にＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸に対して傾斜した軸まわりの角速度ωｘｙｚが加わったときに、第１検出信号電極７１０ａと第１検出接地電極７２０ａとから取り出される信号Ｖ１は、（＋Ｖｘ）＋（＋Ｖｙ）＋（＋Ｖｚ）であり、第２検出信号電極７１０ｂと第２検出接地電極７２０ｂとから取り出される信号Ｖ２は、（−Ｖｘ）＋（＋Ｖｙ）＋（＋Ｖｚ）であり、第３検出信号電極７１０ｃと第３検出接地電極７２０ｃとから取り出される信号Ｖ３は、（−Ｖｘ）＋（＋Ｖｙ）＋（−Ｖｚ）であり、第４検出信号電極７１０ｄと第４検出接地電極７２０ｄとから取り出される信号Ｖ４は、（＋Ｖｘ）＋（＋Ｖｙ）＋（−Ｖｚ）である。すなわち、信号Ｖ１〜Ｖ４は、以下の式で表すことができる。
Ｖ１＝Ｖｘ＋Ｖｙ＋Ｖｚ・・・・（１）
Ｖ２＝−Ｖｘ＋Ｖｙ＋Ｖｚ・・・・（２）
Ｖ３＝−Ｖｘ＋Ｖｙ−Ｖｚ・・・・（３）
Ｖ４＝Ｖｘ＋Ｖｙ−Ｖｚ・・・・・（４）
【００６０】
このようにして得られた信号Ｖ１〜Ｖ４（式（１）〜式（４））から選択した複数の式を互いに加減算する（加または減する）ことにより、角速度ωｘｙｚのＸ軸まわりの角速度ωｘと、Ｙ軸まわりの角速度ωｙと、Ｚ軸まわりの角速度ωｚとを分離することができ、これら角速度ωｘ、角速度ωｙおよび角速度ωｚをそれぞれ独立して検出することができる。
【００６１】
具体的には、例えば、Ｖ１−Ｖ２＝２Ｖｘとなり、角速度ωｙおよび角速度ωｚに起因する信号Ｖｙ、Ｖｚを排除することができる。これにより、Ｘ軸まわりの角速度ωｘが分離されるとともに、角速度ωｘが求まる。
同様に、Ｖ２＋Ｖ４＝２Ｖｙとなり、角速度ωｘおよび角速度ωｚに起因する信号Ｖｘ、Ｖｚを排除することができる。これにより、Ｙ軸まわりの角速度ωｙが分離されるとともに、角速度ωｙが求まる。
【００６２】
同様に、Ｖ１−Ｖ４＝２Ｖｚとなり、角速度ωｘおよび角速度ωｙに起因する信号Ｖｘ、Ｖｙを排除することができる。これにより、Ｚ軸まわりの角速度ωｚが分離されるとともに、角速度ωｚが求まる。
このように、ジャイロセンサー２によれば、簡単に、Ｘ軸まわりの角速度ωｘ、Ｙ軸まわりの角速度ωｙおよびＺ軸まわりの角速度ωｚをそれぞれ独立して検出することができる。このような計算は、ジャイロセンサー２に接続された図示しないＩＣチップ等により行うことができる。
【００６３】
なお、上述した信号「Ｖｘ」、「Ｖｚ」、「Ｖｙ」の符号は、配線の構成によっては符号が逆となる。すなわち、上記「＋Ｖｘ」、「＋Ｖｙ」および「＋Ｖｚ」が「−Ｖｘ」、「−Ｖｙ」および「−Ｖｚ」となるとともに、「−Ｖｘ」、「−Ｖｙ」および「−Ｖｚ」が「＋Ｖｘ」、「＋Ｖｙ」および「＋Ｖｚ」となる場合もある。
また、上記では、ジャイロセンサー２にＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸に対して傾斜した軸まわりの角速度ωｘｙｚが加わった場合について説明したが、ジャイロセンサー２に加わる角速度の軸については、どのような傾きの軸であってもよい。すなわち、Ｘ軸まわりの角速度であってもよいし、Ｙ軸まわりの角速度であってもよいし、Ｚ軸まわりの角速度であってもよい。また、ＸＹ平面に含まれる軸まわりの角速度であってもよいし、ＹＺ平面に含まれる軸まわりの角速度であってもよいし、ＸＺ平面に含まれる軸まわりの角速度であってもよい。これらの場合には、「Ｖｘ」、「Ｖｙ」、「Ｖｚ」のうちの１つか２つの値が０となる（すなわち、検出されない）だけなので、上記と同様にして角速度を検出することができる。
【００６４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明のジャイロセンサーの第２実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第２実施形態にかかるジャイロセンサーの平面図、図１１は、図１０中のＤ−Ｄ線断面およびＥ−Ｅ線断面である。
以下、第２実施形態のジャイロセンサーについて、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。
【００６５】
本発明の第２実施形態にかかるジャイロセンサーは、第１〜第４検出振動腕からの出力信号の取り出しかたが異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図１０および図１１に示すように、本実施形態のジャイロセンサー２では、第１検出振動腕４２１の上面（主面）に、圧電素子１１、１２がＸ軸方向に並んで形成されている。圧電素子１１は、第１電極１１１、圧電膜１１２、第２電極１１３がこの順で積層されて構成されている。また、圧電素子１２は、第１電極１２１、圧電膜１２２、第２電極１２３がこの順で積層されて構成されている。また、圧電膜１１２、１２２は、一体的に形成されている。なお、圧電膜１１２、１２２は、一体的に形成しなくてもよい。
【００６６】
同様に、第２検出振動腕４２２の上面（主面）に、圧電素子１３、１４がＸ軸方向に並んで形成されている。圧電素子１３は、第１電極１３１、圧電膜１３２、第２電極１３３がこの順で積層されて構成されている。また、圧電素子１４は、第１電極１４１、圧電膜１４２、第２電極１４３がこの順で積層されて構成されている。また、圧電膜１３２、１４２は、一体的に形成されている。なお、圧電体層１３２、１４２は、一体的に形成しなくてもよい。
【００６７】
同様に、第３検出振動腕４２３の上面（主面）に、圧電素子１５、１６がＸ軸方向に並んで形成されている。圧電素子１５は、第１電極１５１、圧電膜１５２、第２電極１５３がこの順で積層されて構成されている。また、圧電素子１６は、第１電極１６１、圧電膜１６２、第２電極１６３がこの順で積層されて構成されている。また、圧電膜１５２、１６２は、一体的に形成されている。なお、圧電体層１５２、１６２は、一体的に形成しなくてもよい。
【００６８】
同様に、第４検出振動腕４２４の上面（主面）に、圧電素子１７、１８がＸ軸方向に並んで形成されている。圧電素子１７は、第１電極１７１、圧電膜１７２、第２電極１７３がこの順で積層されて構成されている。また、圧電素子１８は、第１電極１８１、圧電膜１８２、第２電極１８３がこの順で積層されて構成されている。また、圧電膜１７２、１８２は、一体的に形成されている。なお、圧電体層１７２、１８２は、一体的に形成しなくてもよい。
【００６９】
このような構成では、角速度ωｘ、角速度ωｙおよび角速度ωｚの少なくとも一方が加わることにより励振される検出モードで第１検出振動腕４２１が振動すると、圧電素子１１、１２が伸長または収縮し、これにより、第１検出振動腕４２１の歪みを第１電極１１１と第２電極１１３との間、および、第１電極１２１と第２電極１２３との間から信号（出力信号）として取り出すことができる。同様に、第２検出振動腕４２２の歪みを第１電極１３１と第２電極１３３との間、および、第１電極１４１と第２電極１４３との間から信号（出力信号）として取り出すことができ、第３検出振動腕４２３の歪みを第１電極１５１と第２電極１５３との間、および、第１電極１６１と第２電極１６３との間から信号（出力信号）として取り出すことができ、第４検出振動腕４２４の歪みを第１電極１７１と第２電極１７３との間、および、第１電極１８１と第２電極１８３との間から信号（出力信号）として取り出すことができる。
【００７０】
このようにして圧電素子１１〜１８にから取り出された信号を、前述の第１実施形態と同様にして処理することにより、角速度ωｘ、角速度ωｙおよび角速度ωｚをそれぞれ独立して検出することができる。
なお、圧電素子１１〜１８を用いることにより、簡単な構成で、より確実に第１〜第４検出振動腕４２１〜４２４の歪みを信号として取り出すことができる。
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７１】
次に、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器について、図１２〜図１４に基づき、詳細に説明する。
図１２は、本発明のジャイロセンサーを備える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ー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ー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ー１１００にはジャイロセンサー２が内蔵されている。
【００７２】
図１３は、本発明のジャイロセンサーを備える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２が内蔵されている。
【００７３】
図１４は、本発明のジャイロセンサーを備える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。
【００７４】
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。撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン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。
【００７５】
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にはテレビモニター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ー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、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター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２が内蔵されている。
【００７６】
なお、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器は、図１２のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１３の携帯電話機、図１４のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、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ー）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カー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、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、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ー等に適用することができる。
【００７７】
以上、本発明のジャイロセンサーおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれ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、前述した実施形態では、なお、振動片を圧電性を有する材料で構成したものについて説明したが、これに限定されず、振動片を、例えばシリコン基板で構成してもよい。この場合には、各駆動振動腕を、例えば圧電膜を用いて振動させることができる。
【００７８】
また、前述した実施形態では、第１〜第４駆動振動腕を有するものについて説明したが、駆動振動腕の数は、特に限定されず、例えば、第３駆動振動腕と第４駆動振動腕を省略してもよいし、第２駆動振動腕と第４駆動振動腕を省略してもよい（この場合は、残りの第３駆動振動腕が「第２駆動振動腕」として機能する）。
また、前述した実施形態では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が互いに直交する場合について説明したが、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに交差していればよく、必ずしも直交していなくてもよい。
また、第１、第２、第３、第４駆動振動腕４６、４７、４８、４９の形状としては、中心線Ｌ’、Ｌ”の両線に対して非対称な横断面形状を有していれば、前述したものに限定されず、例えば、次のような形状であってもよい。なお、以下では、第１駆動振動腕４６について代表して説明する。
【００７９】
図１５（ａ）に示す第１駆動振動腕４６の基端部４６ｂには、上面４６１と側面４６３との間に設けられた第１段差部４６５と、下面４６２と側面４６４との間に設けられた第２段差部４６６とが形成されている。
図１５（ｂ）に示す第１駆動振動腕４６の基端部４６ｂには、上面４６１と側面４６４との間に位置する段差部４６９が形成されている。
【符号の説明】
【００８０】
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８……圧電素子  １１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１、１７１、１８１……第１電極  １１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２……圧電膜  １１３、１２３、１３３、１４３、１５３、１６３、１７３、１８３……第２電極  ２……ジャイロセンサー  ３……振動片  ４１……基部  ４２、４２１……第１検出振動腕  ４２２……第２検出振動腕  ４２３……第３検出振動腕  ４２４……第４検出振動腕  ４４……第１連結腕  ４５……第２連結腕  ４６……第１駆動振動腕  ４６１……上面  ４６２……下面  ４６３、４６４……側面  ４６５……第１段差部  ４６５ａ……第１段差面  ４６５ｂ……第２段差面  ４６６……第２段差部  ４６６ａ……第３段差面  ４６６ｂ……第４段差面  ４６ａ…先端部  ４６ｂ…基端部  ４６７……第１溝  ４６８……第２溝  ４６９……段差部  ４７……第２駆動振動腕  ４７１……上面  ４７２……下面  ４７３、４７４……側面  ４７５ａ……第１段差面  ４７５ｂ……第２段差面  ４７６ａ……第３段差面  ４７６ｂ……第４段差面  ４７ｂ……基端部  ４８……第３駆動振動腕  ４８１……上面  ４８２……下面  ４８３、４８４……側面  ４８５ａ……第１段差面  ４８５ｂ……第２段差面  ４８６ａ……第３段差面  ４８６ｂ……第４段差面  ４８ｂ……基端部  ４９…第４駆動振動腕  ４９１……上面  ４９２……下面  ４９３、４９４……側面  ４９５ａ……第１段差面  ４９５ｂ……第２段差面  ４９６ａ……第３段差面  ４９６ｂ……第４段差面  ４９ｂ……基端部  ７１０ａ……第１検出信号電極  ７１０ｂ……第２検出信号電極  ７１０ｃ……第３検出信号電極  ７１０ｄ……第４検出信号電極  ７２０ａ……第１検出接地電極  ７２０ｂ……第２検出接地電極  ７２０ｃ……第３検出接地電極  ７２０ｄ……第４検出接地電極  ７３０……駆動信号電極  ７４０……駆動接地電極  １００‥‥表示部  １１００‥‥パーソナルコンピューター  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‥‥シャッターボタン  １３０８‥‥メモリ  １３１２‥‥ビデオ信号出力端子  １３１４‥‥入出力端子  １４３０‥‥テレビモニター  １４４０‥‥パーソナルコンピューター  Ｌ１……第１辺  Ｌ２……第２辺  Ｌ３……第３辺  Ｌ４……第４辺  Ｌ５……第５辺  Ｌ６……第６辺  Ｌ７……第７辺  Ｌ８……第８辺  Ｓ１……領域  Ｌ’、Ｌ”……中心線  Ｏ……中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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