(57)【要約】【課題】音叉型慣性センサ素子の場合振動腕部の４面に電極を設け片方の振動腕部で角速度を検出するために電界成分Ｅｘが小さく、又、Ｈ型の音叉形状の場合も振動子励振電極が振動腕部の４面に設けているために小型化すると等価直列抵抗Ｒ１が大きく、且つ、Ｑ値が小さくなり高い感度が得られない。【解決手段】慣性センサ素子において、この励振用振動腕に形成した貫通穴の穴内の長さ方向の二つの側面には、電気的極性が同極となる電極が各々形成され、且つ貫通穴内の各々の側面の電極と対向するよう形成した励振用振動腕の側面の電極が、貫通穴内の各々の側面に形成した電極と電気的極性が異なる電極の励振用電極として形成されている慣性センサ素子。【選択図】  図１
2006184176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、該基部から平行に延びる複数の振動腕とを備え、該振動腕のうち励振用振動腕に、該励振用振動腕の長さ方向に延びる開口形状が略矩形状の貫通穴を有する慣性センサ素子において、
該励振用振動腕に長さ方向に延びる該貫通穴の穴内の長さ方向の二つの側面には、電気的極性が同極となる電極が各々形成され、且つ該貫通穴内の各々の側面の電極と対向するよう形成した該励振用振動腕の側面の電極が、該貫通穴内の各々の側面に形成した電極と電気的極性が異なる電極の励振用電極として形成されていることを特徴とする慣性センサ素子。
【請求項２】
基部と、該基部から平行に延びる複数の振動腕とを備え、該振動腕のうち検出用振動腕に、該検出用振動腕の長さ方向に延びる開口形状が略矩形状の貫通穴を有する慣性センサ素子において、
該貫通穴内部の長さ方向の二側面に、該貫通穴の長さ方向中央で分割された２つの電極が各々の側面に配置され、該電極は二側面間で対向する電極間、一側面で隣り合う電極間で互いに電気的極性が異なる電極が配置され、該貫通穴の側面に形成した各電極と対向する位置の該検出用振動腕側面の各電極は、対向する該貫通穴の側面に形成した各電極と電気的極性異なる検出用電極であることを特徴とする慣性センサ素子。
【請求項３】
基部と、該基部から平行に延びる複数の振動腕とを備え、該振動腕のうち検出用振動腕に、該検出用振動腕の長さ方向に延びる開口形状が略矩形状の貫通穴を有する慣性センサ素子において、
該貫通穴内部の長さ方向の二側面にはアナロググランドとした電極が形成され、該貫通穴の側面に形成した電極と対向する位置の該検出用振動腕の側面に形成した電極は、該検出用振動腕の側面に形成した電極の長さ方向中央で分割された２つの電極が各々の該検出用振動腕の側面に配置されており、該検出用振動腕の側面に形成した各々の電極が隣り合う電極間で電気的極性が異なる検出電極であることを特徴とする慣性センサ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機、船舶、自動車などの姿勢制御や位置検出、カメラの手振れ補正などに使用される慣性センサ内に搭載される慣性センサ素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
慣性センサには様々な種類があるが、組み込むために薄く小型にし、かつ軽量にするという要求を満たすものとして、振動型の角速度センサがある。従来よりある慣性センサ内に搭載し使用する振動型の慣性センサ素子は、四角柱を振動させて回転に伴って働くコリオリの力を検出するものである。このような従来の慣性センサ素子として、図８に示すように、音叉型振動子を用いたものがある（特許文献１）。
【０００３】
従来よりある慣性センサ素子として用いる圧電振動子は、図５の斜視図に示すように、２本の振動腕部３０１，３０２と音叉基部３０３を備えている。また振動腕部３０１、３０２には、図６の構成図を用いた各電極の接続模式に示すように、電極３１１，３１２，３１３，３１４および電極３２１，３２２，３２３，３２４を備えている。なお、図９では、電極の図示を省略している。
【０００４】
振動腕部３０２においては、電極３１１と電極３１３が振動腕部３０１を挟んで対向配置され、電極３１２と電極３１４が振動腕部３０２と挟んで対向配置されている。また、電極３１１と電極３１２は振動腕部３０２の一方の同一側面に形成され、電極３１３と電極３１４も振動腕部３０２の他方の同一側面に形成されている。また、図６に模式的に示すように、振動腕部３０２においては、電極３１１と電極３１４、及び電極３１２と３１３が同じ電気的極性で形成され、電極３１１と電極３１２とは、異なる電気的極性で形成されている。
【０００５】
一方、振動腕部３０１においては、振動腕部３０１の４つの側面の各々に、電極３２１，３２２，３２３，３２４が設けられ、電極３２１と電極３２２、及び電極３２３と３２４とが振動腕部３０２を挟んで対向配置の振動腕部３０２の側面にされ、電極３２１と電極３２２、及び電極３２３と３２４が同じ電気的極性で形成され、電極３２１と電極３２３とは、異なる電気的極性で形成されている。
【０００６】
以上に示したように構成された音叉型振動子による慣性センサ素子において、振動腕部３０１は振動子励振部となり、端子Ｅ９，Ｅ１０が振動子励振端子となる。また、振動腕部３０２は角速度検出部であり、端子Ｅ１１，Ｅ１２が角速度検出端子となる。
【０００７】
ここで、端子Ｅ９に負、端子Ｅ１０に正となるように直流電圧を印加すると、電解は矢印のように働き、振動腕部３０２に示す電解成分の向きが反対となり、振動腕部は曲げを生じる。従って、端子Ｅ９，Ｅ１０に交流電圧を印加すると、振動腕部３０１，３０２はＸ−Ｙ平面内で屈曲振動をする。
【０００８】
この状態で、Ｙ軸の回りに回転運動を発生させて角速度を発生させると、Ｘ−Ｙ平面に垂直をなる方向に、角速度に比例したコリオリの力が発生し、Ｚ軸方向の成分を持った屈曲振動を引き起こす。このときに振動腕部３０２に発生するＺ軸方向に応じた電荷のみを、電極３１１，３１２，３１３，３１４に誘電すれば、角速度検出端子Ｅ１１，Ｅ１２より角速度の大きさと向きを検出することが可能となる。
【０００９】
尚、前述のような慣性センサ素子については、以下のような文献が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１９７２５３号公報
【特許文献２】特開２００４−３０１７３４号公報
【００１０】
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
音叉型屈曲水晶振動子の等価直列抵抗Ｒ１はＸ軸方向の電界成分Ｅｘが大きいほど小さくなりＱ値が大きくなる。しかしながら、音叉形状の場合振動腕部部の４面に電極を設け片方の振動腕部で角速度を検出するために電界成分Ｅｘが小さく、又、Ｈ型の音叉形状の場合も振動子励振電極が振動腕部の４面に設けているために小型化すると等価直列抵抗Ｒ１が大きく、且つ、Ｑ値が小さくなり高い感度が得られない等の課題が残されていた。このようなことから、超小型で等価直列抵抗Ｒ１が小さく、Ｑ値が高く、大きい角速度検出感度を有する新形状と新電極構成の慣性センサ素子が所望されていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の一慣性センサ素子では、基部と、この基部から平行に延びる複数の振動腕とを備え、この振動腕のうち励振用振動腕に、この励振用振動腕の長さ方向に延びる開口形状が略矩形状の貫通穴を有する慣性センサ素子において、
この励振用振動腕に長さ方向に延びる該貫通穴の穴内の長さ方向の二つの側面には、電気的極性が同極となる電極が各々形成され、且つ貫通穴内の各々の側面の電極と対向するよう形成した励振用振動腕の側面の電極が、貫通穴内の各々の側面に形成した電極と電気的極性が異なる電極の励振用電極として形成されていることを特徴とする慣性センサ素子である。
【００１３】
又、本発明における他の慣性センサ素子として、基部と、この基部から平行に延びる複数の振動腕とを備え、この振動腕のうち検出用振動腕に、この検出用振動腕の長さ方向に延びる開口形状が略矩形状の貫通穴を有する慣性センサ素子において、
この貫通穴内部の長さ方向の二側面に、貫通穴の長さ方向中央で分割された２つの電極が各々の側面に配置され、この電極は二側面間で対向する電極間、一側面で隣り合う電極間で互いに電気的極性が異なる電極が形成され、貫通穴の側面に形成した各電極と対向する位置の検出用振動腕側面の各電極は、対向する貫通穴の側面に形成した各電極と電気的極性が異なる検出用電極であることを特徴とする慣性センサ素子である。
【００１４】
更に、本発明における他の慣性センサ素子として、基部と、この基部から平行に延びる複数の振動腕とを備え、この振動腕のうち検出用振動腕に、この検出用振動腕の長さ方向に延びる開口形状が略矩形状の貫通穴を有する慣性センサ素子において、
この貫通穴内部の長さ方向の二側面にはアナロググランドとした電極が形成され、貫通穴の側面に形成したこの電極と対向する位置の該検出用振動腕の側面に形成した電極は、検出用振動腕の側面に形成した電極の長さ方向中央で分割された２つの電極が各々の該検出用振動腕の側面に形成されており、この検出用振動腕の側面に形成した各々の電極が隣り合う電極間で電気的極性が異なる検出電極であることを特徴とする慣性センサ素子である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の慣性センサ素子では、屈曲振動モードで振動する慣性センサ素子で振動腕根元付近のほぼ中央部に、振動腕の長さ方向に延びる開口形状が略矩形状の貫通穴を設け、当該貫通穴内部の長さ方向の二側面に電気的極性を同じくする電極を形成し、振動腕の側面には貫通穴内部側面の電極とは電気的極性が異なる電極を配置することで、小型で等価直列抵抗Ｒ１が小さく、Ｑ値が高く、大きい角速度検出感度の慣性センサ素子を得られる。
【００１６】
因って、本発明に係る慣性センサ素子を用いることで、小型で慣性の検出感度が高い慣性センサを提供できる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。尚、各図では、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示していない。又、ある構造体の寸法も一部誇張して図示しており、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態におけるＨ型慣性センサ素子（電極は図示しない）の構成の一例を示す斜視図である。図２において図２（ａ）は、図１記載の慣性センサ素子１００を切断線ｂ−ｂ′で切断した場合の断面図を用いて各電極の電気的接続状態を図示した構成図であり、図２（ｂ）は、図１記載の慣性センサ素子１００を切断線ｃ−ｃ′で切断した場合の断面図を用いて各電極の電気的接続状態を図示した構成図である。図１に示す慣性センサ素子１００は、水晶からなり、基部１０１より一方に延在して形成された２つの振動腕部１０２，１０３と、基部１０１より他方に延在して形成された２つの振動腕部１０４，１０５とを備える慣性センサ素子１００から構成されている。各振動腕部は、角柱状に形成されている。慣性センサ素子１００は、固定部１０６で慣性センサ素子１００を搭載するパッケージ等に固定（支持）される。
【００１９】
慣性センサ素子１００は、水晶の電気軸、機械軸、光軸に対して所定角度（０〜１５°）回転し、光軸から所定角度回転した方向を法線とする厚さ０．０８ｍｍの水晶板から切り出すことで形成する。図中Ｘは、電気軸より所定角度回転した軸であり、Ｙは、機械軸より所定角度回転した軸であり、Ｚは、光軸より所定角度回転した軸である。慣性センサ素子１００は、例えば、厚さ０．０７５ｍｍ程度に形成され、振動腕部１０２，１０３は幅０．０６０ｍｍ、長さ１．５０ｍｍ程度に形成され、振動腕部１０４，１０５は幅０．１３０ｍｍ、長さ１．４０ｍｍ程度に形成されている。振動腕部１０２の延在方向の中心軸と腕部１０４の延在方向の中心軸は一致し、振動腕部１０３の延在方向の中心軸と振動腕部１０５の中心軸は一致する。尚、後述する図３、図７及び図９に記載の各慣性センサ素子の長さ、幅及び厚さ方向の結晶軸方向は、図１に記載の慣性センサ素子と同じである。
【００２０】
図１に開示の慣性センサ素子１００を構成する振動腕部１０２，１０３，１０４，１０５の主面ほぼ中央部に、各々の振動腕部根元付近から振動腕部の長さ方向に延びる開口形状が概略矩形状（開口形状のうち長さ方向の両端部形状が多角形或いは円形の場合がある）の貫通穴１０７，１０８，１０９，１１０が形成されている。素子外形を形成する際に、この各貫通穴もドライエッチング等の方法で形成する。各貫通穴の寸法は幅が小さい方が、屈曲振動で励振する際のバランスが良く、長さ方向の寸法は長すぎると屈曲振動する際に、振動の節が２つ生じ電荷が打ち消し合ってしまうため、各々の振動腕部の長さの１／４倍程度の長さが望ましい。そのため貫通穴１０７，１０８の寸法は、幅が０．０２ｍｍ、長さ０．３５ｍｍ程度に形成されている。振動腕部１０４，１０５に形成された貫通穴１０９，１１０は、後述する電極を内部側面に形成する際に、斜め方向から露光することによって電極形状を形成するため、それに十分な幅が必要となる。そのため貫通穴１０９，１１０は、幅が０．０６ｍｍ、長さ０．７ｍｍ程度に形成されている。
【００２１】
図２（ａ）に開示の振動腕部１０２には、前述した形状の貫通穴１０７が備えられており、貫通穴１０７内部の長さ方向側面には電極１１１，１１２が配置され、電極１１１，１１２は電気的極性が同じとなるように形成されている。また、振動腕１０２の外側の側面には、同じ電気的極性の電極１１３，１１４が配置されている。ここで、電極１１１，１１２と対向している電極１１３，１１４は互いに異なる電気的極性となるように構成されている。同様に振動腕１０３には貫通穴１０８が供えられており、貫通穴１０８内部の長さ方向側面には電極１１５，１１６が配置され、これらは電気的極性が同じくなるように形成されている。また、振動腕部１０３の外側の側面には同じ電気的極性の電極１１７，１１８が配置されている。ここで、電極１１５，１１６と対向している電極１１７，１１８は、互いに異なる電気的極性となるように構成されている。電極１１１，１１２，１１７，１１８とは同じ電気的極性となるように配置されている。また、電極１１３，１１４，１１５，１１６とは同じ電気的極性となるように配置されている。これらの電極１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８は慣性センサ素子１００の励振電極として形成され、電極端子Ｅ１，Ｅ２を構成する。
【００２２】
図２（ｂ）に開示の振動腕部１０４には、前述した形状の貫通穴１０９が形成されており、貫通穴１０９内部の長さ方向の一方の側面には電極１１９，１２０が同一側面内に備えられており、互いに異なる電気的極性となるように形成されている。貫通穴１０９内部の長さ方向の他方の側面には電極１２１，１２２が互いに異なる電気的極性となるように構成されている。電極１１９，１２１は対向しており、且つ互いに異なる電気的極性であり、電極１２０，１２２も対向しており、互いに異なる電気的極性となるように形成されている。振動腕部１０４の外側の側面には電極１２３，１２４，１２５，１２６が、対向している貫通穴１０９内に形成した各々の電極１１９，１２０，１２１，１２２と異なる電気的極性となるように形成されている。同様に振動腕部１０５には前述した形状の貫通穴１１０が備えられており、電極１２７，１２８，１２９，１３０，が貫通穴内部の側面に備えられており、振動腕部１０５の側面には１３１，１３２，１３３，１３４が備えらており、互いに隣り合う電極間同士及び振動腕１０５の外側側面と貫通穴１１０内部側面との間で対向している電極間同士は、異なる電気的極性となるように形成されている。また、電極１１９，１２２，１２４，１２５，１２８，１２９，１３１，１３４とは同じ電気的極性であり、又電極１２０，１２１，１２３，１２６，１２７，１３０，１３２，１３３とは同じ電気的極性になるように形成されている。これらの電極１１９，１２０，１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９，１３０，１３１，１３２，１３３，１３４は慣性センサ素子１００の角速度検出電極として配置され、電極端子Ｅ３，Ｅ４を構成する。
【００２３】
励振電極端子Ｅ１−Ｅ２間に交流電圧を印加すると、実線と点線の矢印で示したＸ軸方向に電界Ｅｘ１が交互に働き、振動腕部１０２，１０３はＸ−Ｙ平面内で屈曲振動をする。上記に示した励振電極構成では、Ｘ軸方向に電界Ｅｘ１が電気軸方向に平行にかけることが可能であり、且つ振動腕部全範囲に電界を分布させることができるので、効率良く電界をかけることができる。慣性センサ素子１００を励振させているとき、Ｙ軸廻りに角速度Ωを加えると、Ｘ−Ｙ平面内に垂直となる方向（Ｚ軸方向）に角速度Ωに応じたコリオリの力が発生しＺ軸方向成分を含んだ屈曲振動を引き起こす。このとき、振動腕部１０４，１０５には実線と点線の矢印で示した電界Ｅｘ２が生じる。この場合、Ｘ軸方向の電界Ｅｘ２とその和が非常に大きくなり、慣性センサ素子を小型化した場合でも高い角速度検出感度が得られる。
【実施例２】
【００２４】
図３は、本発明の他の実施の形態における音叉型慣性センサ素子（電極は図示しない）の構成の一例を示す斜視図である。図４は、図３記載の慣性センサ素子２００を切断線ｄ−ｄ′で切断した場合の断面図を用いて振動腕部に形成した各電極の電気的接続状態を図示した構成図である。図３に示すように、振動腕部２０２，２０３を基部２０１に接続し、振動腕部２０２には、その主面ほぼ中央部に、振動腕部２０２の根元付近から振動腕部２０２の長さ方向に延びる開口形状が概略矩形状（開口形状のうち長さ方向の両端部形状が多角形或いは円形の場合がある）の貫通穴２０４を、振動腕部２０３には、その主面ほぼ中央部に、振動腕部２０３の根元付近から振動腕部２０３の長さ方向に延びる開口形状が概略矩形状（開口形状のうち長さ方向の両端部形状が多角形或いは円形の場合がある）の貫通穴２０５を備えた。この場合、例えば、振動腕部２０２を振動子励振部とし、振動腕部２０３を角速度検出部とすればよい。図３に示すような構成においても、振動子励振部、角速度検出部各々に、必要な電極を形成するようにすればよい。
【００２５】
例えば、図４に示すように、貫通穴２０４内部の長さ方向側面に電極２０６，２０７を同じ電気的極性で形成し、振動腕部２０２の外側側面に電極２０６，２０７とは異なる電気的極性となる電極２０８，２０９を対向するように形成し、電極２０６，２０７，２０８，２０９を素子励振電極とする。振動腕部２０３に形成した貫通穴２０５の内部の長さ方向側面に電極２１０，２１１，２１２，２１３を構成し、振動腕部２０３の外側側面に電極２１４，２１５，２１６，２１７を電極２１０，２１１，２１２，２１３と各々対向するように形成し、各々隣り合って形成された電極間及び対向する電極間は互いに異なる電気的極性となるように形成する。電極２１０，２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７を角速度検出電極とする。電極端子Ｅ５−Ｅ６に交流電圧を印加すると、実線と点線の矢印で示したＸ軸方向に電界Ｅｘ３が交互に働き、振動腕部２０２，２０３はＸ−Ｙ平面内で屈曲振動をする。この時Ｙ軸廻りで角速度Ωを加えると、Ｘ−Ｙ平面内に垂直となる方向（Ｚ軸方向）に角速度Ωに応じたコリオリの力が発生しＺ軸方向成分を含んだ屈曲振動を引き起こす。このとき、振動腕部２０３には実線と点線の矢印で示した電界Ｅｘ４が生じる。この場合においても、Ｘ軸方向の電界Ｅｘ４とその和が非常に大きくなり、慣性センサ素子を小型化した場合でも高い角速度検出感度が得られる。
【実施例３】
【００２６】
図７は、本発明の他の実施の形態におけるＨ型慣性センサ素子（電極は図示しない）の構成の一例を示す斜視図である。図８において図８（ａ）は、図７記載の慣性センサ素子４００を切断線ｆ−ｆ′で切断した場合の断面図を用いて各電極の電気的接続状態を図示した構成図であり、図８（ｂ）は、図１記載の慣性センサ素子４００を切断線ｇ−ｇ′で切断した場合の断面図を用いて各電極の電気的接続状態を図示した構成図である。図７に開示の慣性センサ素子は、図１を用いて説明した実施例１に記載の慣性センサ素子と角速度検出電極構造が異なる構成である。
【００２７】
図７に示すように、振動腕部４０２，４０３，４０４，４０５を基部４０１に一体で接続し、振動腕部４０２には、その主面ほぼ中央部に、振動腕部４０２の根元付近から振動腕部４０２の長さ方向に延びる開口形状が概略矩形状（開口形状のうち長さ方向の両端部形状が多角形或いは円形の場合がある）の貫通穴４０７を、振動腕４０３には、その主面ほぼ中央部に、振動腕部４０３の根元付近から振動腕部４０３の長さ方向に延びる開口形状が概略矩形状（開口形状のうち長さ方向の両端部形状が多角形或いは円形の場合がある）の貫通穴４０８を、振動腕部４０４には、その主面ほぼ中央部に、振動腕部４０４の根元付近から振動腕部４０４の長さ方向に延びる開口形状が概略矩形状（開口形状のうち長さ方向の両端部形状が多角形或いは円形の場合がある）の貫通穴４０９を、振動腕４０５には、その主面ほぼ中央部に、振動腕部４０５の根元付近から振動腕部４０５の長さ方向に延びる開口形状が概略矩形状（開口形状のうち長さ方向の両端部形状が多角形或いは円形の場合がある）の貫通穴４１０を形成した。この場合、例えば、振動腕部４０２，４０３を振動子励振部とし、振動腕部４０４，４０３を角速度検出部とすればよい。図７に示すような構成においても、振動子励振部、角速度検出部各々に、必要な電極を形成するようにすればよい。
【００２８】
例えば、図８（ａ）に示すように、貫通穴４０７内部の長さ方向側面に電極４１１，４１２を同じ電気的極性になるようにそれぞれ形成し、振動腕部４０２の外側の側面に電極４１１，４１２とは異なる電気的極性となる電極４１３，４１４を対向する位置に形成し、貫通穴４０８内部の長さ方向側面に電極４１５，４１６を同じ電気的極性でそれぞれ形成し、振動腕部４０３の外側側面に電極４１５，４１６とは異なる電気的極性となる電極４１７，４１８を対向する位置に形成する。この電極４１１，４１２，４１３，４１４，４１５，４１６，４１７，４１８を振動子励振電極とする。振動腕部４０４の貫通穴４０９内部の長さ方向側面に電極４１９，４２０を同じ電気的極性で形成し、振動腕部４０４の外側側面に電極４２１，４２２，４２３，４２４をそれぞれ隣り合う電極と対向する電極は互いに異なる電気的極性となるように形成する。振動腕部４０５の貫通穴４１０内部の長さ方向側面に電極４２５，４２６を同じ電気的極性で形成し、振動腕部４０５の外側側面に電極４２７，４２８，４２９，４３０をそれぞれ隣り合う電極と対向する電極は互いに異なる電気的極性となるように備える。電極４１９，４２０，４２１，４２２，４２３，４２４，４２５，４２６，４２７，４２８，４２９，４３０を角速度検出電極とする。電極端子Ｅ１３−Ｅ１４に交流電圧を印加すると、実線と点線の矢印で示したＸ軸方向に電界Ｅｘ５が交互に働き、振動腕部４０２，４０３はＸ−Ｙ平面内で屈曲振動をする。この時Ｙ軸廻りで角速度Ωを加えると、Ｘ−Ｙ平面内に垂直となる方向（Ｚ軸方向）に角速度Ωに応じたコリオリの力が発生しＺ軸方向成分を含んだ屈曲振動を引き起こす。電極４１９，４２０，４２５，４２６をアナロググランドとすると、振動腕部４０４，４０５には実線と点線の矢印で示した電界Ｅｘ６が生じる。この場合においても、Ｘ軸方向の電界Ｅｘ６とその和が非常に大きくなり、慣性センサ素子を小型化した場合でも高い角速度検出感度が得られる。
【実施例４】
【００２９】
図９は、本発明の他の実施の形態における音叉型慣性センサ素子（電極は図示しない）の構成の一例を示す斜視図である。図１０は、図９記載の慣性センサ素子５００を切断線ｈ−ｈ′で切断した場合の断面図を用いて各電極の電気的接続状態を図示した構成図である。図９に示すように、振動腕部５０２，５０３を基部５０１に一体で接続し、振動腕部５０２には、その主面ほぼ中央部に、振動腕部５０２の根元付近から振動腕部５０２の長さ方向に延びる開口形状が概略矩形状（開口形状のうち長さ方向の両端部形状が多角形或いは円形の場合がある）の貫通穴５０４を、振動腕部５０３には、その主面ほぼ中央部に、振動腕部５０３の根元付近から振動腕部５０３の長さ方向に延びる開口形状が概略矩形状（開口形状のうち長さ方向の両端部形状が多角形或いは円形の場合がある）の貫通穴５０５を形成した。この場合、例えば、振動腕部５０２を振動子励振部とし、振動腕部５０３を角速度検出部とすればよい。図９に示すような構成においても、振動子励振部、角速度検出部各々に、必要な電極を形成するようにすればよい。
【００３０】
例えば、図１０に示すように、貫通穴５０４内部の長さ方向側面に電極５０６，５０７を同じ電気的極性でそれぞれ形成し、振動腕部５０２の外側側面に電極５０６，５０７とは異なる電気的極性となる電極５０８，５０９を対向する位置に形成し、この電極５０６，５０７，５０８，５０９を振動子励振電極とする。又、角速度検出電極として、振動腕部５０３の貫通穴５０５内部の長さ方向側面に電極５１０，５１１を形成し、振動腕部５０３の外側側面に電極５１２，５１３，５１４，５１５を構成し、電極５１２，５１３，５１４，５１５それぞれで隣り合う電極間及び対向する電極間は互いに異なる電気的極性となるように形成する。この電極５１０，５１１，５１２，５１３，５１４，５１５は角速度検出電極とする。電極端子Ｅ１８−Ｅ１９に交流電圧を印加すると、実線と点線の矢印で示したＸ軸方向に電界Ｅｘ７が交互に働き、振動腕部５０２，５０３はＸ−Ｙ平面内で屈曲振動をする。この時Ｙ軸廻りで角速度Ωを加えると、Ｘ−Ｙ平面内に垂直となる方向（Ｚ軸方向）に角速度Ωに応じたコリオリの力が発生しＺ軸方向成分を含んだ屈曲振動を引き起こす。電極５１０，５１１をアナロググランドとすると、振動腕部５０３には実線と点線の矢印で示した電界Ｅｘ８が生じる。この場合においても、Ｘ軸方向の電界Ｅｘ８とその和が非常に大きくなり、慣性センサ素子を小型化した場合でも高い角速度検出感度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態におけるＨ型慣性センサ素子（電極は図示しない）の構成の一例を示す斜視図である。
【図２】図２において図２（ａ）は、図１記載の慣性センサ素子１００を切断線ｂ−ｂ′で切断した場合の断面図を用いて振動腕部に形成した各電極の電気的接続状態を図示した構成図であり、図２（ｂ）は、図１記載の慣性センサ素子１００を切断線ｃ−ｃ′で切断した場合の断面図を用いて振動腕部の各電極の電気的接続状態を図示した構成図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施の形態における音叉型慣性センサ素子（電極は図示しない）の構成の一例を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３記載の慣性センサ素子２００を切断線ｄ−ｄ′で切断した場合の断面図を用いて振動腕部の各電極の電気的接続状態を図示した構成図である。
【図５】図５は、従来の慣性センサ素子（電極は図示しない）の構成の一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、図５記載の従来の慣性センサ素子３００を切断線ｅ−ｅ′で切断した場合の断面図を用いて各電極の電気的接続状態を図示した構成図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施の形態におけるＨ型慣性センサ素子（電極は図示しない）の構成の一例を示す斜視図である。
【図８】図８において図８（ａ）は、図７記載の慣性センサ素子４００を切断線ｆ−ｆ′で切断した場合の断面図を用いて振動腕部の各電極の電気的接続状態を図示した構成図であり、図８（ｂ）は、図７記載の慣性センサ素子４００を切断線ｇ−ｇ′で切断した場合の断面図を用いて振動腕部の各電極の電気的接続状態を図示した構成図である。
【図９】図９は、本発明の他の実施の形態における音叉型慣性センサ素子（電極は図示しない）の構成の一例を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、図９記載の慣性センサ素子５００を切断線ｈ−ｈ′で切断した場合の断面図を用いて振動腕部の各電極の電気的接続状態を図示した構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１００…慣性センサ素子、１０１…基部、１０２，１０３，１０４，１０５…振動腕部、１０６…固定部、１０７，１０８，１０９，１１０…貫通穴、１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８…振動子励振用電極、１１９，１２０，１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９，１３０，１３１，１３２，１３３，１３４…角速度検出用電極。
２００…慣性センサ素子、２０１…基部、２０２，２０３…振動腕部、２０４，２０５…貫通穴、２０６，２０７，２０８，２０９…振動子励振用電極、２１０，２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７…角速度検出用電極。
４００…慣性センサ素子、４０１…基部、４０２，４０３，４０４，４０５…振動腕部、４０６…固定部、４０７，４０８，４０９，４１０…貫通穴、４１１，４１２，４１３，４１４，４１５，４１６，４１７，４１８…振動子励振用電極、４１９，４２０，４２１，４２２，４２３，４２４，４２５，４２６，４２７，４２８，４２９，４３０…角速度検出用電極。
５００…慣性センサ素子、５０１…基部、５０２，５０３…振動腕部、５０４，５０５…貫通穴、５０６，５０７，５０８，５０９…振動子励振用電極、５１０，５１１，５１２，５１３，５１４，５１５…角速度検出用電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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