(57)【要約】【課題】小型で且つ振動漏れの少ない振動素子、およびそれを用いたセンサーを提供する。【解決手段】振動素子１００は、第１支持部２０ａおよび第２支持部２０ｂと、第１支持部２０ａに一端が接続され、Ｙ軸に沿って延出する第１振動腕１０ａと、第２支持部２０ｂに一端が接続され、Ｙ軸に沿って延出する第２振動腕１０ｂと、第１振動腕１０ａおよび第２振動腕１０ｂの他端に接続され、第１振動腕１０ａと第２振動腕１０ｂとの間に配置された揺動体３０と、開口部３０ｂ、３０ｃを備えた揺動体３０の開口部３０ｂ、３０ｃの内壁３０ａからＹ軸に直交するＸ軸に沿って延出する検出腕４０ａ、４０ｂと、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2011158464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１支持部および第２支持部と、
前記第１支持部に一端が接続され、第１軸に沿って延出する第１振動腕と、
前記第２支持部に一端が接続され、前記第１軸に沿って延出する第２振動腕と、
前記第１振動腕および前記第２振動腕の他端に挟持され、且つ、開口部を備えた揺動体
と、
前記揺動体の前記開口部の内壁から前記第１軸に平面視で直交する第２軸に沿って延出
する検出腕と、を備えたことを特徴とする振動素子。
【請求項２】
請求項１に記載の振動素子であって、
前記検出腕の厚みが前記第１振動腕および前記第２振動腕の厚みよりも薄いことを特徴
とする振動素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の振動素子であって、
前記第１振動腕および前記第２振動腕の幅は、前記第１振動腕および前記第２振動腕の
厚みよりも小さいことを特徴とする振動素子。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の振動素子であって、
前記第１振動腕および前記第２振動腕は前記第２軸の方向に振動し、
前記第１軸回りに回転が加わったときに、前記検出腕は前記第１軸および前記第２軸に
直交する方向に振動することを特徴とする振動素子。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の振動素子を２つ並列に配置し、
一方の前記振動素子と他方の前記振動素子とは互いに反対方向に振動することを特徴と
する振動素子。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の振動素子であって、
前記振動素子の基材が水晶であることを特徴とする振動素子。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の振動素子であって、
前記第１振動腕、前記第２振動腕、および前記検出腕の少なくとも１つに圧電体が設け
られたことを特徴とする振動素子。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の振動素子と、
前記振動素子を実装したパッケージと、を備えたことを特徴とする振動子。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の振動素子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、振動素子、振動子、およびそれらを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転角速度を検出する角速度センサーは、ナビゲーションシステム、各種装置の姿勢制
御システム、ビデオカメラやデジタルスチールカメラの手振れ防止装置等、広範囲に採用
されている。これら電子機器においては小型化が可能な振動素子センサーが多用されてい
る。
【０００３】
従来、振動素子を用いた角速度センサーとして、固定部からＹ軸方向に伸びた駆動アー
ムに接続された振動ベースに、Ｘ軸方向に伸びた検出アームを備えるものが知られている
。この振動素子は、振動ベースをＸ軸方向に駆動振動させ、検出アームにコリオリ力によ
って生じるＹ軸方向の振動から、Ｚ軸回りの角速度を検出する。または、振動ベースをＺ
軸方向に駆動振動させ、検出アームにコリオリ力によって生じるＹ軸方向の振動から、Ｘ
軸回りの角速度を検出するものであった（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２８１３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の角速度センサーにおいて、検出腕は振動ベースの外側に延
在しており、振動素子のサイズが大型になってしまうという問題があった。また、検出腕
がパッケージの内壁に衝突して破損する可能性があった。
【０００６】
また、特許文献１の角速度センサーは、駆動アームの駆動モードと検出アームの検出モ
ードとの周波数差、すなわち離調周波数を小さくして高感度化することが困難なものであ
った。
そこで、回転軸を振動子の面内に有し、小型で、且つ振動漏れの少ない精度の高い角速
度センサーを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記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。
【０００８】
〔適用例１〕本適用例にかかる振動素子は、角速度により生ずるコリオリ力に応じた圧
電効果により回転運動を検出する振動素子であって、一方の端部を支持部材に固定し、他
の一方の端部を対向させ同軸に配置した少なくとも２本の振動腕と、前記振動腕の前記他
の一方の端部に固定、もしくは一体で形成された内部空間を備える揺動体と、前記揺動体
の前記内部空間の壁から前記内部空間の内側に前記振動腕の配置軸に対して直交する方向
に延出する検出腕と、を備え、前記振動腕は、前記検出腕の延出方向を含む面と平行な面
内で屈曲振動し、前記屈曲振動の振動方向に直交する方向を厚み方向としたとき、前記検
出腕の厚みが前記振動腕の厚みより薄いことを特徴とする。
また、他の態様として、本適用例にかかる振動素子は、第１支持部および第２支持部と
、前記第１支持部に一端が接続され、第１軸に沿って延出する第１振動腕と、前記第２支
持部に一端が接続され、前記第１軸に沿って延出する第２振動腕と、前記第１振動腕およ
び前記第２振動腕の他端に挟持され、且つ、開口部を備えた揺動体と、前記揺動体の前記
開口部の内壁から前記第１軸に平面視で直交する第２軸に沿って延出する検出腕と、を備
えたことを特徴とする。
【０００９】
上記適用例によれば、検出腕を揺動体の開口部の中に設けることにより、振動素子を小
型にでき、パッケージ実装した際には検出腕がパッケージ内壁に接触するのを防止できる
。
【００１０】
〔適用例２〕上記適用例にかかる振動素子において、前記検出腕の厚みが前記第１振動
腕および前記第２振動腕の厚みよりも薄いことを特徴とする。
【００１１】
上記適用例によれば、振動腕の厚みに対して検出腕の厚みを小さく（薄く）することで
、振動腕の面内方向の振動（駆動振動モード）の共振周波数と、コリオリ力によって検出
腕に発生する面外方向の振動（検出振動モード）の共振周波数との差、いわゆる離調周波
数を小さくすることができる。従って、本適用例の振動素子を用いれば高感度の角速度セ
ンサーを実現することができる。
【００１２】
〔適用例３〕上記適用例にかかる振動素子において、前記振動腕の前記屈曲振動の振動
方向を前記振動腕の幅方向としたとき、前記振動腕の幅は前記振動腕の厚みより薄いこと
を特徴とする。
また、他の態様として、上記適用例にかかる振動素子において、前記第１振動腕および
前記第２振動腕の幅は、前記第１振動腕および前記第２振動腕の厚みよりも小さいことを
特徴とする。
【００１３】
上記適用例によれば、振動腕が所望の振動方向以外の方向に不要振動することを抑制し
、検出腕への振動の漏れが小さくなり、検出誤差の少ない角速度センサーを実現すること
ができる。
【００１４】
〔適用例４〕上記適用例にかかる振動素子において、前記第１振動腕および前記第２振
動腕は前記第２軸の方向に振動し、前記第１軸回りに回転が加わったときに、前記検出腕
は前記第１軸および前記第２軸に直交する方向に振動することを特徴とする。
【００１５】
上記適用例によれば、振動素子が延在する面（上記第１軸と第２軸とで規定される面）
に沿って検出軸が存在するため、複数の検出軸（例えば、上記第１軸、第２軸に沿った検
出軸）が要求されるセンサーに対しては振動素子を立てて実装する（検出軸に対して振動
素子が延在する面を直交させる）必要が無くなり、センサーを小型化することができる。
【００１６】
〔適用例５〕上記適用例にかかる振動素子において、前記検出腕を備える前記揺動体と
、前記揺動体に連接する前記振動腕とを備える振動体を２以上備えることを特徴とする。
また、他の態様として、上記適用例にかかる振動素子において、前記振動素子を２つ並
列に配置し、一方の前記振動素子と他方の前記振動素子とは互いに反対方向に振動するこ
とを特徴とする。
【００１７】
上記適用例によれば、２以上の振動体が、対称に振動するため振動バランスが良く、支
持部において振動エネルギーが十分に減衰される。そのため、振動素子をパッケージに固
定する固定部への影響が小さくなり、振動素子を安定して動作させることができる。
【００１８】
〔適用例６〕上記適用例にかかる振動素子において、前記振動素子の基材が水晶である
ことを特徴とする。
【００１９】
上記適用例によれば、温度特性に優れた小型・薄型の振動素子を得ることができる。
【００２０】
〔適用例７〕上記適用例にかかる振動素子において、前記振動素子の基材が弾性体であ
り、前記振動腕と前記検出腕に圧電体が形成されていることを特徴とする。
また、他の態様として、上記適用例にかかる振動素子において、前記第１振動腕、前記
第２振動腕、および前記検出腕の少なくとも１つに圧電体が設けられたことを特徴とする
。
【００２１】
上記適用例によれば、振動素子の主要部分の形成が容易な材料を選択することが可能と
なり、生産性の高い低コストの振動素子を得ることができる。
【００２２】
上記適用例にかかる振動素子において、前記振動素子の基材が水晶で、前記振動腕もし
くは前記検出腕のどちらか一方に圧電体を形成しても良い。
【００２３】
上記によれば、水晶の結晶軸Ｘ軸方向に検出腕を延出する場合には、検出腕に圧電体を
形成することで面外振動を容易に検出することができる。また、結晶軸Ｙ軸方向に振動腕
を延出する場合には、振動腕に圧電体を形成することで面内振動を容易に駆動することが
できる。
【００２４】
〔適用例８〕本適用例にかかる振動子は、上記適用例の振動素子を実装した振動子であ
ることを特徴とする。
また、他の態様として、本適用例にかかる振動子は、上記適用例のいずれかに記載の振
動素子と、前記振動素子を実装したパッケージと、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
上記適用例によれば、薄型で、振動素子が形成された面内の方向に回転軸を持つ角速度
センサーとなる振動子を得ることができる。
【００２６】
〔適用例９〕本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の振動素子を
備えたことを特徴とする。
【００２７】
上記適用例によれば、小型で且つ検出感度が良好なセンサーを備えた電子機器を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態の振動素子を示す（ａ）概略斜視図、（ｂ）振動腕部断面図、（ｃ）検出腕部断面図。
【図２】第１実施形態の振動素子の動作を説明する（ａ）平面模式図、（ｂ）（ｃ）検出腕部断面図。
【図３】第１実施形態におけるその他の実施例を示す（ａ）概略平面図、（ｂ）概略側面図、（ｃ）概略断面図。
【図４】第１実施形態の振動素子の製造方法を示す断面図。
【図５】第２実施形態の振動素子を示す（ａ）概略平面図、（ｂ）振動腕部拡大断面図、（ｃ）検出腕部拡大断面図。
【図６】第３実施形態の振動素子を示す（ａ）概略平面図、（ｂ）（ｃ）動作模式図。
【図７】振動子の製造工程を示すフローチャート。
【図８】振動子の製造方法を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明にかかる実施形態を説明する。
【００３０】
（第１実施形態）
図１は本実施形態の振動素子を示す（ａ）が概略斜視図、（ｂ）と（ｃ）が概略断面図
である。本実施形態では、一例として、水晶基板から形成される振動素子１００について
説明する。
振動素子１００は、水晶基板の電気軸と呼ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸、および
光学軸と呼ばれるＺ軸のうち、Ｘ軸とＹ軸とで規定される平面に沿って切り出され、Ｚ軸
方向に厚みを有する、いわゆるＺカットの基板から形成されている。
【００３１】
振動素子１００は一方の端部（一端）が支持部２０ａ、２０ｂ（第１支持部２０ａ、第
２支持部２０ｂ）に接続され、第１軸としてのＹ軸方向に延出する振動腕１０ａ、１０ｂ
（第１振動腕１０ａ、第２振動腕１０ｂ）と、振動腕１０ａ、１０ｂの他方の端部（他端
）に接続された筒状（枠状）の揺動体３０とを備える。換言すれば、揺動体３０は、振動
腕１０ａの他端と振動腕１０ｂの他端とに挟持されている。
図１（ａ）のＭ−Ｍ’断面を示す図１（ｃ）に示すように、揺動体３０の内壁３０ａか
ら、振動腕１０ａ、１０ｂの延在方向に対して平面視で直交する方向、すなわち第２軸と
してのＸ軸方向に検出腕４０ａ、４０ｂが延出している。
また、振動腕１０ａ、１０ｂおよび検出腕４０ａ、４０ｂには、図示しない電極が形成
されている。振動腕１０ａ、１０ｂに備える電極は、振動腕１０ａ、１０ｂをＸ−Ｙ面の
面内における屈曲振動を駆動し、検出腕４０ａ、４０ｂに備える電極は、角速度により生
じるコリオリ力による検出腕４０ａ、４０ｂの振動を検出するものである。
【００３２】
また揺動体３０は、図１（ａ）のＬ−Ｌ’断面を示す図１（ｂ）に示すように、Ｚ軸方
向に開口部３０ｂ、３０ｃを有する、いわゆる筒状形状に形成されている。本実施例の揺
動体３０は、平面視において、矩形の筒状形状であるが、円筒状、多角形筒状であっても
良く、特に限定はされない。
【００３３】
振動素子１００の振動腕１０ａ、１０ｂのＸ軸方向の幅Ｗ（図１（ａ））、Ｚ軸方向の
厚みＴ１（図１（ｂ））、検出腕４０ａ、４０ｂのＺ軸方向の厚みＴ２（図１（ｃ））は
、次の関係にあることが好ましい。
Ｗ＜Ｔ１
Ｔ２＜Ｔ１
【００３４】
振動腕１０ａ、１０ｂの幅Ｗが厚みＴ１に対して小さいことにより、本来、Ｘ軸方向に
駆動される振動腕１０ａ、１０ｂがＺ軸方向（面外方向）にも振動（不要振動）すること
を抑制し、検出腕４０ａ、４０ｂへの漏れ振動を少なくすることができる。
従って、振動素子１００は、回転角速度のコリオリ力によりＺ軸方向（面外方向）に振
動する検出腕４０ａ、４０ｂに、振動腕１０ａ、１０ｂからの漏れ振動が加わることが抑
制されることで、検出誤差の少ない角速度センサーを実現することができる。
【００３５】
さらに、振動素子１００は、振動腕１０ａ、１０ｂの厚みＴ１よりも検出腕４０ａ、４
０ｂの厚みＴ２が薄いことにより、振動腕１０ａ、１０ｂの振動方向（Ｘ軸方向）の共振
周波数と、検出腕４０ａ、４０ｂの振動方向（Ｚ軸方向）の共振周波数との差、すなわち
離調周波数を小さくすることができ、高感度な角速度センサーを実現することができる。
【００３６】
次に、図２を用いて本実施形態の作動について説明する。
振動素子１００の振動腕１０ａ、１０ｂは、図２（ａ）に示す矢印Ｒの方向、すなわち
Ｘ軸方向に屈曲振動を駆動されている。この振動に伴って、振動腕１０ａ、１０ｂと接続
されている揺動体３０は矢印Ｓ方向に揺動する。
このように振動している振動素子１００を、Ｙ軸回りに角速度ωで回転させると、コリ
オリ力により揺動体３０の内部に備えられた検出腕４０ａ、４０ｂは、図２（ｂ）（ｃ）
に示すようにＺ軸方向の屈曲振動を始める。この検出腕４０ａ、４０ｂに生じた屈曲振動
を検出・演算し、角速度ωを求める。
【００３７】
上述の通り検出腕４０ａ、４０ｂは、揺動体３０の内部に備えられ、揺動体３０と共に
Ｘ軸方向に単に往復している。また、振動腕１０ａ、１０ｂの幅Ｗと厚みＴ１とがＷ＜Ｔ
１の関係にあることによって、振動腕１０ａ、１０ｂの面外方向（Ｚ軸方向）に対する剛
性を高くしている。従って、揺動体３０が面外方向（Ｚ軸方向）に振動することが抑制さ
れる。よって、回転角速度が負荷されていない状態において、揺動体３０の内部に備えら
れた検出腕４０ａ、４０ｂの面外方向（Ｚ軸方向）の振動も小さくなり、回転角速度を高
い精度で検出することができる。
【００３８】
また、検出腕４０ａ、４０ｂは、揺動体３０と一体的にＸ軸方向に往復（揺動）運動し
ているだけであり、検出腕４０ａ、４０ｂの断面形状が製造上のばらつきで正確な矩形形
状に形成できなくても検出腕４０ａ、４０ｂの面外方向（Ｚ軸方向）の振動は抑制できる
。
なお、本実施形態において、検出腕は２本に限らず１本であっても３本以上であっても
良い。また、振動腕１０ａと振動腕１０ｂとは、同一直線上になくても良い（Ｘ軸方向の
位置が互いに異なっていても良い）。
【００３９】
本実施形態では、各１本の振動腕（振動腕１０ａ、１０ｂ）を備える振動素子１００に
ついて説明したが、図３に示すように各振動腕を複数備えることも出来る。
図３（ａ）は複数の振動腕１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、揺動体３１と、検出腕
４１ａ、４１ｂと、支持部２１ａ、２１ｂとを備える振動素子１１０の概略平面図、図３
（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は図３（ａ）に示すＮ−Ｎ’断面を示す。
【００４０】
振動素子１１０は、振動腕として一方に振動腕（第１振動腕）１１ａ、１１ｂ、他方に
振動腕（第２振動腕）１１ｃ、１１ｄを備え、振動腕１１ａと１１ｂとは空間１１ｅによ
り離間し、同様に振動腕１１ｃと１１ｄは空間１１ｆにより離間している。その他の構成
については上述の第１実施形態と同様である。
【００４１】
この振動素子１１０においても、振動腕１１ａ、１１ｂおよび振動腕１１ｃ、１１ｂの
Ｘ軸方向の幅ｗ（図３（ａ））、Ｚ軸方向の厚みｔ１（図３（ｃ））、検出腕４１ａ、４
１ｂのＺ軸方向の厚みｔ２（図３（ｃ））は、次の関係にあることが好ましい。
ｗ＜ｔ１
ｔ２＜ｔ１
【００４２】
次に本実施形態の振動素子１００の製造方法について説明する。図４は本実施形態の製
造方法を示す断面図であり、図１（ａ）に示したＬ−Ｌ’、Ｍ−Ｍ’断面部を表している
。
【００４３】
まず、水晶片２００を用意し、水晶片２００の両面２００ａ、２００ｂに、振動素子１
００の外形状を形成するための第１エッチングマスク３００を図４（ａ）に示すように形
成する。次に、第１エッチングマスク３００を備えた水晶片２００をウエットエッチング
あるいはドライエッチングによりエッチングする。この時、図４（ｂ）に示すようにハー
フエッチングにより中間部に検出腕４０ａ、４０ｂの厚さに相当する部分２００ｃを残し
てエッチングを行う。
【００４４】
次に図４（ｃ）に示すように検出腕４０ａ、４０ｂとなるＭ−Ｍ’断面部に第２エッチ
ングマスク３１０を形成する。この時、第１エッチングマスク３００を残して、検出腕４
０ａ、４０ｂに相当する部分に第２エッチングマスク３１０を形成する工程としているが
、第１エッチングマスク３００を剥離し、図４（ｃ）に示すエッチングマスクを再度第２
エッチングマスク３１０として形成しても良い。
【００４５】
上述の第２エッチングマスク３１０を形成した水晶片２００を再度エッチングする。
エッチングは上述の外形状ハーフエッチングと同じ方法による。再度エッチングにより
図４（ｄ）に示すように外形状２１０、揺動体３０の内形状となる内壁３０ａが形成され
、検出腕４０ａ、４０ｂとの間に貫通部４０ｃも形成する。次に図４（ｅ）に示すように
、振動腕１０ａ、１０ｂおよび支持部２０ａ、２０ｂの表裏面に対応する部分をエッチン
グする第３エッチングマスク３２０を形成する。第３エッチングマスク３２０は、第１エ
ッチングマスク３００の一部を削除しても良く、または第２エッチングマスク３１０を剥
離し、第３エッチングマスク３２０を、非エッチング対象部位に形成しても良い。
【００４６】
図４（ｆ）に示すように第３エッチングマスク３２０から露出している支持部２０ａ、
２０ｂおよび振動腕１０ａ、１０ｂの厚さが所定の厚みになるまでエッチングを行う。こ
うして、図４（ｇ）に示す振動素子１００が形成される。
【００４７】
（第２実施形態）
別の実施形態として、弾性材料を基材として圧電体を振動腕、検出腕に貼り付けた振動
素子について説明する。図５は、第２実施形態を示す振動素子の（ａ）平面図と、（ｂ）
ｐ−ｐ’（振動腕部）拡大断面図、（ｃ）ｑ−ｑ’（検出腕部）拡大断面図である。
【００４８】
振動素子５００は、弾性材、例えばシリコンを基材とする弾性片４００と振動腕および
検出腕に固着する圧電体で構成される。
弾性片４００は、上述の第１実施形態と同様に一方の端部に支持部４２０ａ、４２０ｂ
が接続され、他方の端部に揺動体４３０が接続された振動腕（第１振動腕）４１０ａ、振
動腕（第２振動腕）４１０ｂを備え、揺動体４３０内部には振動腕４１０ａ、４１０ｂの
延出方向に直交する方向に延出する検出腕４４０ａ、４４０ｂを備えている。
圧電体は、電界を負荷することで変形する材料、例えばＰＺＴ等で形成されており、振
動腕４１０ａ、４１０ｂには駆動圧電体６１が、検出腕４４０ａ、４４０ｂには検出圧電
体６２が備えられている。
【００４９】
駆動圧電体６１は図５（ｂ）に示すように、圧電体６１ａに分割された上部電極６０ａ
と、下部電極６０ｂとを備え、振動腕４１０ａ、４１０ｂに固着されている。また、検出
圧電体６２は図５（ｃ）に示すように、圧電体６２ａに上部電極６０ｃと、下部電極６０
ｄとを備え、検出腕４４０ａ、４４０ｂに固着されている。
【００５０】
上述の備えられた圧電体の位置は、振動素子５００の振動腕４１０ａ、４１０ｂの延出
方向に沿って回転軸を有する角速度ωを検出する場合の配置である。振動素子５００の作
動は、上述した第１実施形態における作動と同じであるため、説明は省略する。
【００５１】
なお、振動素子５００の基材を水晶基板とすることも可能である。また、振動素子５０
０を水晶基板とした場合には、振動腕４１０ａ、４１０ｂを圧電体により駆動し検出腕４
４０ａ、４４０ｂには水晶基板上に電極膜を形成しても良い。あるいは、振動素子５００
を水晶基板とした場合に、振動腕４１０ａ、４１０ｂには水晶基板上に電極膜を駆動電極
として形成し、検出腕４４０ａ、４４０ｂに圧電体を備えて振動を検出しても良い。
【００５２】
（第３実施形態）
上述の第１実施形態の振動素子１００、あるいは第２実施形態の振動素子５００の振動
検出部を複数備える振動素子の実施形態について説明する。図６は第３実施形態の振動素
子を示す（ａ）概略平面図、（ｂ）（ｃ）動作模式図である。
【００５３】
第３実施形態の振動素子は、第１実施形態同様に圧電材料により構成されるもの、もし
くは第２実施形態同様に弾性材料に圧電体を備える構成の振動素子であれば特に限定はさ
れないが、ここでは圧電材料の水晶を基材として説明する。
【００５４】
振動素子６００は、揺動体、検出腕、振動腕で構成される、第１振動体６００ａ及び第
２振動体６００ｂの２つの振動体を備えている。
詳述すると、振動素子６００は、第１揺動体６３１および第２揺動体６３２と、一方の
端部（他端）が各揺動体に接続され、Ｙ軸方向に延出する第１振動体振動腕６１１ａ（第
１振動腕）、６１１ｂ（第２振動腕）および第２振動体振動腕６１２ａ（第１振動腕）、
６１２ｂ（第２振動腕）と、第１振動体振動腕６１１ａ、６１１ｂおよび第２振動体振動
腕６１２ａ、６１２ｂの各揺動体側とは反対側の端部に接続された、共通の支持部６２０
ａ（第１支持部）、６２０ｂ（第２支持部）とを備えている。
第１揺動体６３１および第２揺動体６３２は、開口部にそれぞれ検出腕６４１ａ、６４
１ｂ、６４２ａ、６４２ｂをＸ軸方向に延出して備えている。
なお、第１揺動体６３１は、第１振動体振動腕６１１ａの他端と第１振動体振動腕６１
１ｂの他端とに挟持され、第２揺動体６３２は、第２振動体振動腕６１２ａの他端と第２
振動体振動腕６１２ｂの他端とに挟持されている。
【００５５】
振動腕６１１ａ、６１１ｂ、６１２ａ、６１２ｂは、図６（ｂ）と（ｃ）に示す揺動（
振動）を繰り返す。すなわち、第１揺動体６３１と第２揺動体６３２とを互いに逆方向に
揺動させるように、異相（逆相）の振動モードを与えられている。この状態で、図６（ａ
）に示すＹ軸方向に沿った回転軸を持つ角速度ωが負荷されると、検出腕６４１ａ、６４
１ｂ、６４２ａ、６４２ｂには、コリオリ力によりＺ軸方向の変位が発生し屈曲振動を生
じる。
この屈曲振動を検出し角速度ωを演算する。
【００５６】
第３実施形態では支持部６２０ａにおける第１振動体振動腕６１１ａと第２振動体振動
腕６１２ａとの接合部、支持部６２０ｂにおける第１振動体振動腕６１１ｂと第２振動体
振動腕６１２ｂとの接合部では異相（逆相）振動となり、支持部６２０ａ、６２０ｂへの
振動漏れが低減でき、振動素子６００をパッケージに固定する固定部への影響が小さくな
り、振動素子６００を安定して動作させることができる。
【００５７】
また、上述の第３実施形態では第１振動体６００ａ、第２振動体６００ｂの２つの振動
体を備える振動素子６００を説明したが、振動体は３以上であっても、同様の動作により
高感度の振動素子を得ることができる。この場合、振動のバランスを良くするために振動
体は偶数個を備えることが好ましい。
【００５８】
（振動子製造方法）
次に上述の振動素子１００、５００もしくは６００を用いた振動子である角速度センサ
ーの製造方法について説明する。図７は角速度センサーの製造工程を示すフローチャート
、図８は角速度センサーの製造方法を示す断面図である。
【００５９】
〔振動素子形成工程〕
まず、振動素子形成工程（Ｓ１０１）にて、図８（ａ）に示す平面形状の振動素子１０
０を形成する。振動素子１００は水晶基板からフォトリソグラフィー、エッチングにより
形成する。形成された水晶片に蒸着、スパッタリングあるいはＣＶＤ等の方法によって表
面に電極となるＡｕ膜を成膜し、フォトリソグラフィー、エッチングにより所定の電極膜
に形成する。なお、電極膜としてはＣｕ、Ａｇ、Ｗ等も適用可能である。
【００６０】
〔振動素子実装工程〕
次に振動素子実装工程（Ｓ１０２）に移行する。図８（ｂ）に示すように、パッケージ
７００内部に形成された載置部７１１、７１２に、振動素子１００の支持部２０ａ、２０
ｂを、支持部２０ａ、２０ｂの一方の面に形成された図示しない接続電極がパッケージ７
００の開口側に向くように載置し、接着剤７２１、７２２により振動素子１００をパッケ
ージ７００に固着する。
【００６１】
次に振動素子１００の接続電極と載置部７１１、７１２に設けた電極７３１、７３２と
を導電ワイヤー７４１、７４２によって電気的に接続する、いわゆるワイヤーボンディン
グを行う。電極７３１、７３２は図示しない配線によってパッケージ７００の外部に形成
された外部接続電極７５１、７５２に電気的に接続されている。
【００６２】
〔離調工程〕
次に離調工程（Ｓ１０３）に移行する。離調工程（Ｓ１０３）は図８（ｃ）に示すよう
に、振動素子１００に備える電極膜と同じＡｕ膜により検出腕４０ａ、４０ｂの端部に形
成されている図示しない調整膜に、図示しないレーザー装置からＹＡＧレーザー等のレー
ザー光８００を照射し、調整膜の一部を除去しながら行う。検出腕４０ａ、４０ｂにおけ
る検出振動（屈曲振動）の周波数は、予め検出腕４０ａ、４０ｂの端部に調整膜を付加す
ることで所望の周波数より低く設定されている。ここに、レーザー光８００を照射し調整
膜の一部を除去することで、調整膜の質量が減り、検出腕４０ａ、４０ｂの検出振動の周
波数が高くなる方向で調整を行う。調整膜を除去する方法としては、ＹＡＧレーザーの他
に電子ビーム、逆スパッタリング等の手法を用いることができる。
【００６３】
〔封止工程〕
次に封止工程（Ｓ１０４）に移行する。封止工程（Ｓ１０４）において、振動素子１０
０を実装したパッケージ７００の内部を気密に封止する。図８（ｄ）に示すように、パッ
ケージ７００の上面に配置した蓋体９００がコバールなどの金属の場合、蓋体９００とパ
ッケージ７００との接合部をシーム溶接して、パッケージ７００内部を不活性雰囲気また
は減圧雰囲気で気密に封止する。また蓋体９００に透明ガラスを用いた場合、蓋体９００
とパッケージ７００との接合面７１３に低融点ガラスを配置して、低融点ガラスの溶融に
よる接合を行い、パッケージ７００内部を不活性雰囲気または減圧雰囲気で気密に封止す
る。このようにして角速度センサー１０００が完成する。
【００６４】
なお、蓋体９００に透明ガラスを用いた場合、レーザー光は蓋体９００を透過して振動
素子１００の調整膜に照射することが可能であるため、封止工程の後に離調工程を実施す
ることが可能である。
【００６５】
（電子機器）
ここで、上述した振動素子を備えた電子機器について説明する。なお、図示は省略する
。
上記振動素子は、デジタルスチールカメラ、ビデオカメラ、ナビゲーション装置、ポイ
ンティングデバイス、ゲームコントローラー、携帯電話、電子ブック、パーソナルコンピ
ューター、テレビ、ビデオレコーダー、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ
ー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等の電子
機器に、センシングデバイスまたはタイミングデバイスとして好適に用いることができ、
いずれの場合にも上記実施形態で説明した効果を奏する電子機器を提供することができる
。
一例を挙げれば、上記振動素子は、小型で且つ検出感度が良好なセンサーを備えた電子
機器を提供することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１０ａ…第１振動腕、１０ｂ…第２振動腕、２０ａ…第１支持部、２０ｂ…第２支持部
、３０…揺動体、３０ａ…内壁、３０ｂ，３０ｃ…開口部、４０ａ，４０ｂ…検出腕、１
００…振動素子。
【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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