(57)【要約】【課題】インピーダンスを低下させ検出感度を向上させつつ、３軸回りの角速度を検出可能な角速度センサーの提供。【解決手段】角速度センサー１は、Ｚ軸方向から見てＸ軸とＹ軸との交点Ｏを中心とする円環状に延在している環部２０と、交点ＯからＸ軸とＹ軸とで区切られた４つの仮想領域のそれぞれに放射状に延びる４本の仮想線Ｌ１〜Ｌ４と環部２０との交差部のそれぞれから、環部２０の内側に延びている４本の第１腕部２１〜２４と、Ｘ軸と環部２０との交差部のそれぞれから、Ｘ軸上に延びている一対の保持部３５，３６と、一対の保持部３５，３６のそれぞれから、Ｙ軸に沿って延びている第２腕部２５〜２８と、を備え、４本の第１腕部２１〜２４のうち、２本が駆動部４０であり、残りの２本が、Ｘ軸及びＹ軸回りの角速度を検出する第１検出部５０であり、第２腕部２５〜２８が、Ｚ軸回りの角速度を検出する第２検出部６０である。【選択図】図１
2015178998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する３本の仮想軸を、それぞれＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸としたときに、
Ｘ軸とＹ軸とで規定されるＸＹ平面に沿って、
Ｚ軸方向から見てＸ軸とＹ軸との交点を中心とする円環状に延在している環部と、
前記交点からＸ軸とＹ軸とで区切られた４つの仮想領域のそれぞれに放射状に延びる４本の仮想線と前記環部との交差部のそれぞれから、前記環部の内側に延びている４本の第１腕部と、
Ｘ軸と前記環部との交差部のそれぞれから、Ｘ軸上に延びている一対の保持部と、
前記一対の保持部のそれぞれから、Ｙ軸に沿って延びている第２腕部と、を備え、
前記４本の第１腕部のうち、２本が駆動部であり、
残りの２本が、Ｘ軸及びＹ軸回りの角速度を検出する第１検出部であり、
前記第２腕部が、Ｚ軸回りの角速度を検出する第２検出部であることを特徴とする角速度センサー。
【請求項２】
請求項１に記載の角速度センサーにおいて、
前記４本の第１腕部は、Ｙ軸を挟んで＋Ｘ側の２本と−Ｘ側の２本とが、Ｙ軸に対して互いに対称形状であることを特徴とする角速度センサー。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の角速度センサーにおいて、
前記４本の仮想線は、それぞれＸ軸またはＹ軸に対して４５度の角度であることを特徴とする角速度センサー。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の角速度センサーにおいて、
Ｚ軸方向から見て前記交点を含んで前記環部の内側に延在している基部と、
前記基部の＋Ｘ側の端部及び−Ｘ側の端部から、それぞれＸ軸上に延び、前記基部と前記環部とを接続する第１支持部、及び、前記基部の＋Ｙ側の端部及び−Ｙ側の端部から、それぞれＹ軸上に延び、前記基部と前記環部とを接続する第２支持部の少なくとも一方と、を更に備えていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の角速度センサーにおいて、
前記一対の保持部は、前記環部の内側に延びていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の角速度センサーにおいて、
前記一対の保持部は、前記環部の外側に延びていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の角速度センサーにおいて、
前記４本の第１腕部は、それぞれ対応する前記仮想線上に延びていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の角速度センサーにおいて、
前記各構成要素の主要材料は、水晶であることを特徴とする角速度センサー。
【請求項９】
請求項８に記載の角速度センサーにおいて、
前記水晶の機械軸である結晶Ｙ軸が、前記仮想軸のＹ軸に沿っていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項１０】
請求項９に記載の角速度センサーにおいて、
前記４本の第１腕部のうち、Ｘ軸より＋Ｙ側にある２本またはＸ軸より−Ｙ側にある２本が、前記駆動部であることを特徴とする角速度センサー。
【請求項１１】
請求項１０に記載の角速度センサーにおいて、
前記仮想線は、それぞれＸ軸またはＹ軸に対して４５度の角度であり、
前記駆動部である前記２本の第１腕部は、
Ｘ軸より＋Ｙ側にある場合、対応する前記仮想線に対してそれぞれ＋Ｙ側に１５度の角度を有して延び、
Ｘ軸より−Ｙ側にある場合、対応する前記仮想線に対してそれぞれ−Ｙ側に１５度の角度を有して延びていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の角速度センサーにおいて、
前記各構成要素の主要材料はシリコンであり、前記駆動部及び前記各検出部には、圧電層が設けられていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の角速度センサーにおいて、
前記各腕部の先端に錘部が設けられていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の角速度センサーにおいて、
前記各腕部は、前記ＸＹ平面に沿った２つの面の少なくとも一方に、前記各腕部の延在方向に沿って延びる溝部が設けられていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項１５】
互いに直交する３本の仮想軸を、それぞれＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸としたときに、
Ｘ軸とＹ軸とで規定されるＸＹ平面を主面とする環部と、
前記環部から前記環部の内部に向かって延出し、駆動部を有する第１腕部と、
前記環部に接続され、Ｙ軸に沿うように延びている第２腕部と、を備え、
前記第１腕部は、Ｘ軸方向の振動成分およびＹ軸方向の振動成分を含むように振動し、
前記第２腕部は、Ｚ軸を中心とする角速度に応じてＸ軸方向の振動成分を含むように振動することを特徴とする角速度センサー。
【請求項１６】
請求項１５に記載の角速度センサーにおいて、
前記第２腕部と前記環部との間に、Ｘ軸方向に延びている保持部を備えていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれか一項に記載の角速度センサーを備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１８】
請求項１ないし請求項１６のいずれか一項に記載の角速度センサーを備えていることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角速度センサー、この角速度センサーを備えている電子機器及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、角速度を検出する角速度センサーとして、板状の固定ベース部と、板状の振動リング部と、振動リング部を支持するための固定ベース部から等間隔で放射状に伸びた６本の支持部とを有する構成の角速度センサーが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この角速度センサーは、６本の支持部のうち３本が、振動リング部を円周方向に振動するように駆動され、残りの３本が振動リング部の主面と垂直な方向の振動を検出する機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８１３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記角速度センサーは、その構成から振動リング部の主面に沿った互いに直交する第１軸（Ｘ軸）及び第２軸（Ｙ軸）の２軸回りの角速度を検出できるものの、第１軸及び第２軸と直交する第３軸（Ｚ軸）回りの角速度を検出できないという問題がある。
これにより、３軸回りの角速度を検出するためには、上記角速度センサーを複数用いる必要があることから、角速度センサーの小型化が阻害される虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる角速度センサーは、互いに直交する３本の仮想軸を、それぞれＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸としたときに、Ｘ軸とＹ軸とで規定されるＸＹ平面に沿って、Ｚ軸方向から見てＸ軸とＹ軸との交点を中心とする円環状に延在している環部と、前記交点からＸ軸とＹ軸とで区切られた４つの仮想領域のそれぞれに放射状に延びる４本の仮想線と前記環部との交差部のそれぞれから、前記環部の内側に延びている４本の第１腕部と、Ｘ軸と前記環部との交差部のそれぞれから、Ｘ軸上に延びている一対の保持部と、前記一対の保持部のそれぞれから、Ｙ軸に沿って延びている第２腕部と、を備え、前記４本の第１腕部のうち、２本が駆動部であり、残りの２本が、Ｘ軸及びＹ軸回りの角速度を検出する第１検出部であり、前記第２腕部が、Ｚ軸回りの角速度を検出する第２検出部であることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、角速度センサーは、４本の第１腕部のうち、残りの２本がＸ軸及びＹ軸回りの角速度を検出する第１検出部であり、一対の保持部のそれぞれから、Ｙ軸に沿って延びている第２腕部が、Ｚ軸回りの角速度を検出する第２検出部である。
これにより、角速度センサーは、例えば、各腕部の屈曲振動によって検出感度を向上させつつ、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸回りの角速度を検出することができる。
この結果、角速度センサーは、従来複数の角速度センサーが必要であった３軸回りの角速度を検出する角速度センサーの小型化、低価格化を図ることができる。
【０００８】
また、角速度センサーは、Ｚ軸回りの角速度を検出する第２検出部が、環部から直接延びず、環部からＸ軸上に延びた一対の保持部のそれぞれから、Ｙ軸に沿って延びている第２腕部であることから、第２腕部が第１腕部（第１検出部）の検出振動に対して共振しにくい。
この結果、角速度センサーは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りのそれぞれの検出感度の低下を低減した上記３軸回りの角速度を検出することができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、前記４本の第１腕部は、Ｙ軸を挟んで＋Ｘ側の２本と−Ｘ側の２本とが、Ｙ軸に対して互いに対称形状であることが好ましい。
【００１０】
これによれば、角速度センサーは、４本の第１腕部が、Ｙ軸を挟んで＋Ｘ側の２本と−Ｘ側の２本とが、Ｙ軸に対して互いに対称形状であることから、４本の第１腕部の駆動振動及び検出振動のバランスが良好となる。
この結果、角速度センサーは、検出時における不要振動の発生を抑制でき、検出特性を向上させることができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、前記４本の仮想線は、それぞれＸ軸またはＹ軸に対して４５度の角度であることが好ましい。
【００１２】
これによれば、角速度センサーは、４本の仮想線が、それぞれＸ軸またはＹ軸に対して４５度の角度であることから、４本の第１腕部の駆動振動及び検出振動のバランスを更に良好とすることが可能となる。
この結果、角速度センサーは、検出時における不要振動の発生を更に抑制でき、検出特性を更に向上させることができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、Ｚ軸方向から見て前記交点を含んで前記環部の内側に延在している基部と、前記基部の＋Ｘ側の端部及び−Ｘ側の端部から、それぞれＸ軸上に延び、前記基部と前記環部とを接続する第１支持部、及び、前記基部の＋Ｙ側の端部及び−Ｙ側の端部から、それぞれＹ軸上に延び、前記基部と前記環部とを接続する第２支持部の少なくとも一方と、を更に備えていることが好ましい。
【００１４】
これによれば、角速度センサーは、環部の内側に延在している基部と、Ｘ軸上に延び、基部と環部とを接続する第１支持部、及びＹ軸上に延び、基部と環部とを接続する第２支持部の少なくとも一方と、を更に備えていることから、各腕部の駆動振動及び検出振動が基部にまで伝播しにくい。
この結果、角速度センサーは、例えば、基部を外部部材に固定することにより、振動エネルギーの外部への漏洩を抑制できることから、Ｑ値が向上し検出感度を向上させることができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、前記一対の保持部は、前記環部の内側に延びていることが好ましい。
【００１６】
これによれば、角速度センサーは、一対の保持部が環部の内側に延びていることから、環部の外側に延びている場合と比較して、より小型化を図ることができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、前記一対の保持部は、前記環部の外側に延びていることが好ましい。
【００１８】
これによれば、角速度センサーは、一対の保持部が環部の外側に延びていることから、環部の内側に延びている場合と比較して、例えば、落下などの外部からの衝撃時に、第２腕部と第１腕部とが干渉して破損するなどの不具合を回避できる。
加えて、角速度センサーは、一対の保持部が環部の外側に延びていることから、前述した第１支持部及び第２支持部の両方を備えることが可能となる。
この結果、角速度センサーは、基部と環部とを第１支持部及び第２支持部により確実に接続し、支持することができる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、前記４本の第１腕部は、それぞれ対応する前記仮想線上に延びていることが好ましい。
【００２０】
これによれば、角速度センサーは、４本の第１腕部が、それぞれ対応する仮想線上に延びていることから、各腕部の駆動振動及び検出振動のバランスがよく、検出特性を向上させることができる。
【００２１】
［適用例８］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、前記各構成要素の主要材料は、水晶であることが好ましい。
【００２２】
これによれば、角速度センサーは、各構成要素の主要材料が水晶であることから、その物性により高いＱ値が得られるとともに、温度特性に優れる（具体的には、環境温度の変化に対する検出特性の変化を、他の材料と比較して小さくできる）。
【００２３】
［適用例９］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、前記水晶の機械軸である結晶Ｙ軸が、前記仮想軸のＹ軸に沿っていることが好ましい。
【００２４】
これによれば、角速度センサーは、水晶の機械軸である結晶Ｙ軸が、仮想軸のＹ軸に沿っていることから、例えば、角速度検出時に生じる電界の方向が第２腕部の延在方向と直交し、第２検出部における電荷（検出信号）の取り出しを効率よく行うことができる。
この結果、角速度センサーは、Ｚ軸回りの検出感度を向上させることができる。
【００２５】
［適用例１０］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、前記４本の第１腕部のうち、Ｘ軸より＋Ｙ側にある２本またはＸ軸より−Ｙ側にある２本が、前記駆動部であることが好ましい。
【００２６】
これによれば、角速度センサーは、４本の第１腕部のうち、Ｘ軸より＋Ｙ側にある２本またはＸ軸より−Ｙ側にある２本が、駆動部であることから、２本の第１腕部を、結晶Ｙ軸に対して互いに対称位置に設ける構成が可能となる。
この結果、角速度センサーは、２本の第１腕部の振動特性を互いに近似または一致させ易いことから、駆動部の駆動振動が安定し、Ｑ値を向上させることができる。
【００２７】
［適用例１１］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、前記仮想線は、それぞれＸ軸またはＹ軸に対して４５度の角度であり、前記駆動部である前記２本の第１腕部は、Ｘ軸より＋Ｙ側にある場合、対応する前記仮想線に対してそれぞれ＋Ｙ側に１５度の角度を有して延び、Ｘ軸より−Ｙ側にある場合、対応する前記仮想線に対してそれぞれ−Ｙ側に１５度の角度を有して延びていることが好ましい。
【００２８】
これによれば、角速度センサーは、仮想線が、それぞれＸ軸またはＹ軸に対して４５度の角度であり、駆動部である２本の第１腕部が、Ｘ軸より＋Ｙ側にある場合、対応する仮想線に対して＋Ｙ側に１５度の角度を有して延び、Ｘ軸より−Ｙ側にある場合、対応する仮想線に対して−Ｙ側に１５度の角度を有して延びていることから、２本の第１腕部が水晶の他の結晶Ｙ軸に沿って延びていることになる。
この結果、角速度センサーは、例えば、駆動振動時に印加される電界の方向が２本の第１腕部の延在方向と略直交することから、駆動部の駆動振動を更に効率よく行う（換言すれば、駆動振動の振幅を大きくする）ことができる。
【００２９】
［適用例１２］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、前記各構成要素の主要材料はシリコンであり、前記駆動部及び前記各検出部には、圧電層が設けられていることが好ましい。
【００３０】
これによれば、角速度センサーは、各構成要素の主要材料がシリコンであり、駆動部及び各検出部には、圧電層が設けられていることから、シリコンの物性により高いエッチング加工性が得られるとともに、比較的に圧電定数の高い圧電層による駆動・検出によりインピーダンスの低減及び検出感度の向上を図ることができる。
【００３１】
［適用例１３］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、前記各腕部の先端に錘部が設けられていることが好ましい。
【００３２】
これによれば、角速度センサーは、各腕部の先端に錘部が設けられていることから、錘部の質量付加効果によって、Ｑ値を維持しながら各腕部の小型化が可能となり、環部を含めた外形サイズの小型化を図ることができる。
【００３３】
［適用例１４］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、前記各腕部は、前記ＸＹ平面に沿った２つの面の少なくとも一方に、前記各腕部の延在方向に沿って延びる溝部が設けられていることが好ましい。
【００３４】
これによれば、角速度センサーは、各腕部のＸＹ平面に沿った２つの面の少なくとも一方に、各腕部の延在方向に沿って延びる溝部が設けられていることから、例えば、各腕部の振動効率の向上や、熱弾性損失（屈曲振動する各腕部の圧縮部と伸張部との間で発生する熱伝導により生じる振動エネルギーの損失）の低下によるＱ値の向上を図ることができる。
【００３５】
［適用例１５］本適用例にかかる角速度センサーは、互いに直交する３本の仮想軸を、それぞれＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸としたときに、Ｘ軸とＹ軸とで規定されるＸＹ平面を主面とする環部と、前記環部から前記環部の内部に向かって延出し、駆動部を有する第１腕部と、前記環部に接続され、Ｙ軸に沿うように延びている第２腕部と、を備え、前記第１腕部は、Ｘ軸方向の振動成分およびＹ軸方向の振動成分を含むように振動し、前記第２腕部は、Ｚ軸を中心とする角速度に応じてＸ軸方向の振動成分を含むように振動することを特徴とする。
【００３６】
これによれば、角速度センサーは、Ｘ軸方向の角速度成分およびＹ軸方向の振動成分を含むように振動する第１腕部を備えていることから、少なくともＸ軸を中心とする角速度およびＹ軸を中心とする角速度の少なくとも一方を検出することができる。また、Ｙ軸方向に延出している第２腕部を備えていることから、Ｚ軸を中心とする角速度を検出することができる。また、第１腕部は、環部の内部に向かって延出しているので、角速度センサーを小型化することができる。
【００３７】
［適用例１６］上記適用例にかかる角速度センサーにおいて、前記第２腕部と前記環部との間に、Ｘ軸方向に延びている保持部を備えていることが好ましい。
これによれば、角速度センサーは、Ｚ軸回りの角速度を検出する第２腕部が、環部から直接延びず、環部からＸ軸上に延びた保持部からＹ軸に沿って延びていることから、第２腕部が第１腕部の検出振動に対して共振しにくい。
【００３８】
［適用例１７］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角速度センサーを備えていることを特徴とする。
【００３９】
これによれば、本構成の電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の角速度センサーを備えていることから、上記適用例のいずれかに記載の効果を奏する電子機器を提供できる。
【００４０】
［適用例１８］本適用例にかかる移動体は、上記適用例のいずれかに記載の角速度センサーを備えていることを特徴とする。
【００４１】
これによれば、本構成の移動体は、上記適用例のいずれかに記載の角速度センサーを備えていることから、上記適用例のいずれかに記載の効果を奏する移動体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態の角速度センサーの概略構成を示す模式斜視図。
【図２】図１の模式断面図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ線での模式断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線での模式断面図、（ｃ）は図１のＣ−Ｃ線での模式断面図。
【図３】角速度センサーの駆動振動状態を示す模式斜視図。
【図４】角速度センサーのＸ軸回りの角速度を検出する検出振動状態を示す模式斜視図。
【図５】角速度センサーのＹ軸回りの角速度を検出する検出振動状態を示す模式斜視図。
【図６】角速度センサーのＺ軸回りの角速度を検出する検出振動状態を示す模式平面図。
【図７】変形例１の角速度センサーの概略構成を示す模式平面図。
【図８】変形例２の角速度センサーの各腕部の模式断面図。
【図９】第２実施形態の角速度センサーの概略構成を示す模式平面図。
【図１０】角速度センサーを備えている電子機器としてのモバイル型（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模式斜視図。
【図１１】角速度センサーを備えている電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す模式斜視図。
【図１２】角速度センサーを備えている電子機器としてのデジタルスチルカメラの構成を示す模式斜視図。
【図１３】角速度センサーを備えている移動体の一例としての自動車を示す模式斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。
【００４４】
（第１実施形態）
最初に、第１実施形態の角速度センサーについて説明する。
図１は、第１実施形態の角速度センサーの概略構成を示す模式斜視図である。図２は、図１の模式断面図であり、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線での模式断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線での模式断面図であり、図２（ｃ）は、図１のＣ−Ｃ線での模式断面図である。なお、図１では、電極及び配線パターンを省略してある。また、各図において、わかり易くするために、各構成要素の寸法比率は実際と異なる。
【００４５】
図１、図２に示すように、角速度センサー１は、互いに直交する３本の仮想軸を、それぞれＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸としたときに、Ｘ軸とＹ軸とで規定される（換言すれば、Ｘ軸及びＹ軸に平行な）ＸＹ平面に沿って、Ｚ軸方向（Ｚ軸に沿った方向）から見てＸ軸とＹ軸との交点Ｏを中心とする円環状に延在している環部２０と、交点ＯからＸ軸とＹ軸とで区切られた４つの仮想領域のそれぞれに、放射状に延びる４本の仮想線Ｌ１〜Ｌ４と環部２０との交差部のそれぞれから、環部２０の内側に延びている４本の第１腕部２１〜２４と、Ｘ軸と環部２０との交差部のそれぞれから、Ｘ軸上に延びている一対の保持部３５，３６と、一対の保持部３５，３６のそれぞれから、Ｙ軸に沿って延びている４本の第２腕部２５〜２８と、を備えている。
【００４６】
角速度センサー１は、４本の第１腕部２１〜２４のうち、Ｘ軸より＋Ｙ側の２本の第１腕部２１，２２が駆動部４０であり、Ｘ軸より−Ｙ側の残りの２本の第１腕部２３，２４が、Ｘ軸及びＹ軸回りの角速度を検出する第１検出部５０であり、４本の第２腕部２５〜２８が、Ｚ軸回りの角速度を検出する第２検出部６０である。
【００４７】
４本の第１腕部２１〜２４は、Ｙ軸を挟んで＋Ｘ側の２本の第１腕部２１，２４と−Ｘ側の２本の第１腕部２２，２３とが、Ｙ軸に対して互いに対称形状であるとともに、Ｘ軸を挟んで＋Ｙ側の２本の第１腕部２１，２２と−Ｙ側の２本の第１腕部２３，２４とが、Ｘ軸に対して互いに対称形状である。
ここで、仮想線Ｌ１〜Ｌ４は、それぞれＸ軸またはＹ軸に対して４５度の角度であり、４本の第１腕部２１〜２４は、それぞれ対応する仮想線Ｌ１〜Ｌ４上に延びている。
なお、図１では、仮想線Ｌ２，Ｌ４はＺ軸と重なって見えている。
【００４８】
角速度センサー１は、Ｚ軸方向から見て交点Ｏを含んで環部２０の内側に延在している基部１０と、基部１０の＋Ｘ側の端部及び−Ｘ側の端部から、それぞれＸ軸上に延び、基部１０と環部２０とを接続する第１支持部３０、及び、基部１０の＋Ｙ側の端部及び−Ｙ側の端部から、それぞれＹ軸上に延び、基部１０と環部２０とを接続する第２支持部３１の少なくとも一方（ここでは両方）と、を更に備えている。
【００４９】
角速度センサー１は、上記各構成要素が一体で平板状に形成され、その主要材料には、水晶が用いられている。角速度センサー１は、フォトリソグラフィー技術、エッチング技術などを用いて精度よく形成されている。
角速度センサー１は、水晶の原石などから、水晶の光軸である結晶Ｚ軸に対して略直交する面に沿って切り出され、結晶Ｚ軸が仮想軸のＺ軸に略沿い、水晶の機械軸である結晶Ｙ軸が、仮想軸のＹ軸に沿うように形成されている。
なお、角速度センサー１を構成する平板は、水晶からの切り出し角度の誤差を、結晶Ｘ軸、結晶Ｙ軸及び結晶Ｚ軸の各々につき多少の範囲で許容できる。例えば、平板は、結晶Ｘ軸を中心に０度から７度の範囲で回転して切り出したものを使用することができる。これは、結晶Ｙ軸及び結晶Ｚ軸についても同様である。
【００５０】
角速度センサー１の第１腕部２１〜２４及び第２腕部２５〜２８（以下、各腕部２１〜２８ともいう）は、略角柱状に形成され、その先端には、錘部Ｍが設けられている。
詳述すると、錘部Ｍは、各腕部２１〜２８の腕幅（Ｚ軸方向から見て各腕部２１〜２８の延在方向と直交する方向の大きさ）より幅広く、各腕部２１〜２８と合わせてハンマー状に形成されている。
なお、錘部ＭのＺ軸方向の大きさ（厚さ）は、各腕部２１〜２８と同じに形成されている。
【００５１】
各腕部２１〜２８は、ＸＹ平面に沿った２つの面である主面Ｆ１，Ｆ２の少なくとも一方（ここでは両方）に、各腕部２１〜２８の延在方向に沿って延びる溝部Ｕが設けられている。
詳述すると、図２に示すように、溝部Ｕは、各切断線（Ａ−Ａ線など）に沿った各腕部２１〜２８の断面形状がＨ字状になるように形成されている。
なお、溝部Ｕは、各腕部２１〜２８の根元から、錘部Ｍの付け根まで設けられていることが好ましい。
【００５２】
図２に示すように、角速度センサー１の各腕部２１〜２８には、駆動用及び検出用の電極が設けられている。
図２（ａ）に示すように、駆動部４０である第１腕部２１，２２には、主面Ｆ１に駆動電極４１、主面Ｆ２に駆動電極４２が設けられ、主面Ｆ１と主面Ｆ２とをつなぐ側面Ｓ１，Ｓ２に駆動電極４３，４４がそれぞれ設けられている。なお、駆動電極４１，４２は、溝部Ｕ内にも設けられている。
駆動電極４１，４２は、互いに電気的に接続され、駆動電極４３，４４は、互いに電気的に接続されている。
なお、図示のように、駆動電極４３，４４は、製造上の都合などによって、主面Ｆ１，Ｆ２に若干回り込んでもよい。
【００５３】
図２（ｂ）に示すように、Ｘ軸及びＹ軸回りの角速度を検出する第１検出部５０である第１腕部２３，２４には、主面Ｆ１側の側面Ｓ１，Ｓ２及び溝部Ｕの内壁に第１検出電極５１，５２，５３，５４が設けられ、主面Ｆ２側の側面Ｓ１，Ｓ２及び溝部Ｕの内壁に第１検出電極５５，５６，５７，５８が設けられている。
第１検出電極５１，５２、第１検出電極５３，５４、及び第１検出電極５５，５６、第１検出電極５７，５８は、側面Ｓ１または側面Ｓ２と溝部Ｕの内壁とを挟んで互いに対向するように設けられている。
第１検出電極５１，５３，５６，５８は、互いに電気的に接続され、第１検出電極５２，５４，５５，５７は、互いに電気的に接続されている。
【００５４】
図２（ｃ）に示すように、Ｚ軸回りの角速度を検出する第２検出部６０である第２腕部２５〜２８には、主面Ｆ１に第２検出電極６１、主面Ｆ２に第２検出電極６２が設けられ、側面Ｓ１，Ｓ２に第２検出電極６３，６４がそれぞれ設けられている。なお、第２検出電極６１，６２は、溝部Ｕ内にも設けられている。
ここで、第２検出電極６１，６２は、互いに電気的に接続され、第２検出電極６３，６４は、互いに電気的に接続されている。
なお、図示のように、第２検出電極６３，６４は、製造上の都合などによって、主面Ｆ１，Ｆ２に若干回り込んでもよい。
【００５５】
駆動電極４１〜４４、第１検出電極５１〜５８、第２検出電極６１〜６４は、図示しない配線パターンにより環部２０、第１支持部３０、第２支持部３１を経由して、図１に示す基部１０の主面Ｆ１に設けられている複数の接続端子Ｐと接続されている。
駆動電極４１〜４４、第１検出電極５１〜５８、第２検出電極６１〜６４、配線パターン及び接続端子Ｐは、蒸着法、スパッタリング法などの成膜技術、フォトリソグラフィー技術、エッチング技術などを用いて、例えば、Ｃｒを下地層とし、その上にＡｕが積層された構成の金属被膜からなる。
なお、駆動電極４１〜４４、第１検出電極５１〜５８、第２検出電極６１〜６４は、各腕部２１〜２８の根元から、各腕部２１〜２８の長さの半分以上に亘って設けられていることが、効率的な駆動及び検出の観点から好ましい。
【００５６】
角速度センサー１は、基部１０の主面Ｆ２が、例えば、水平面に沿うように外部部材に固定され、接続端子Ｐと外部部材の端子とが、図示しない金属ワイヤーなどで電気的に接続された状態で、外部から印加されるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの角速度を検出する。
【００５７】
ここで、角速度センサー１の動作について説明する。
図３〜図６は、角速度センサーの動作について説明する模式図である。図３は、角速度センサーの駆動振動状態を示す模式斜視図であり、図４は、角速度センサーのＸ軸回りの角速度を検出する検出振動状態を示す模式斜視図であり、図５は、角速度センサーのＹ軸回りの角速度を検出する検出振動状態を示す模式斜視図であり、図６は、角速度センサーのＺ軸回りの角速度を検出する検出振動状態を示す模式平面図である。なお、各図において接続端子Ｐは省略してある。
【００５８】
図３に示すように、角速度センサー１は、外部からの駆動信号（交番電圧）の、駆動部４０である第１腕部２１，２２の図２（ａ）に示す駆動電極４１〜４４への入力により、第１腕部２１，２２が、逆圧電効果によって主面Ｆ１（ＸＹ平面）に沿って黒矢印方向及び白矢印方向へ交互に所定の周波数で屈曲振動する。
この際、第１腕部２１，２２は、互いに逆方向へ屈曲振動する（逆相で屈曲振動する）。詳述すると、第１腕部２１，２２は、互いに離れる方向（黒矢印方向）と、互いに近づく方向（白矢印方向）とに交互に屈曲振動する。
【００５９】
図４に示すように、この駆動振動状態で、Ｘ軸回りに角速度ωが印加されると、コリオリ力により、第１腕部２１，２２と第１検出部５０である第１腕部２３，２４とが、Ｚ軸に沿った方向である黒矢印方向及び白矢印方向へ交互に屈曲振動する。
この際、第１腕部２１と第１腕部２２とは、互いに同相（同方向）で屈曲振動し、第１腕部２３と第１腕部２４とは、互いに同相（同方向）で屈曲振動し、第１腕部２１，２２と、第１腕部２３，２４とは、互いに逆相で屈曲振動する。
詳述すると、第１腕部２１，２２が＋Ｚ方向に振動したときに、第１腕部２３，２４は−Ｚ方向に振動し（黒矢印）、第１腕部２１，２２が−Ｚ方向に振動したときに、第１腕部２３，２４は＋Ｚ方向に振動する（白矢印）。
【００６０】
角速度センサー１は、第１検出部５０である第１腕部２３，２４が互いに同相で屈曲振動することから、第１腕部２３，２４の振動（撓み）による圧電効果に伴って図２（ｂ）に示す第１腕部２３の第１検出電極５１−５２，５３−５４，５５−５６，５７−５８間に生じる電荷と、第１腕部２４の第１検出電極５１−５２，５３−５４，５５−５６，５７−５８間に生じる電荷との和を取り出すことにより、Ｘ軸回りの角速度ωを導出することができる。
【００６１】
一方、図５に示すように、駆動振動状態で、Ｙ軸回りに角速度ωが印加されると、コリオリ力により、第１腕部２１，２２と第１検出部５０である第１腕部２３，２４とが、Ｚ軸に沿った方向である黒矢印方向及び白矢印方向へ交互に屈曲振動する。
この際、第１腕部２１と第１腕部２２とは、互いに逆相で屈曲振動し、第１腕部２３と第１腕部２４とは、互いに逆相で屈曲振動し、第１腕部２１，２３同士及び第１腕部２２，２４同士は、同相で屈曲振動する。
詳述すると、第１腕部２１，２３が−Ｚ方向に振動したときに、第１腕部２２，２４は＋Ｚ方向に振動し（黒矢印）、第１腕部２１，２３が＋Ｚ方向に振動したときに、第１腕部２２，２４は−Ｚ方向に振動する（白矢印）。
【００６２】
角速度センサー１は、第１検出部５０である第１腕部２３，２４が互いに逆相で屈曲振動することから、第１腕部２３，２４の振動による圧電効果に伴って図２（ｂ）に示す第１腕部２３の第１検出電極５１−５２，５３−５４，５５−５６，５７−５８間に生じる電荷と、第１腕部２４の第１検出電極５１−５２，５３−５４，５５−５６，５７−５８間に生じる電荷との差を取り出すことにより、Ｙ軸回りの角速度ωを導出（検出）することができる。
【００６３】
また、図６に示すように、駆動振動状態で、Ｚ軸回りに角速度ωが印加されると、コリオリ力により、環部２０が仮想線Ｌ２（Ｌ４）に沿った方向と、仮想線Ｌ１（Ｌ３）に沿った方向とに交互に伸縮振動する。具体的には、環部２０が黒矢印方向と、白矢印方向とに交互に略楕円環状に変形する振動である伸縮振動をする。
これに連動して、第２検出部６０である第２腕部２５〜２８が主面Ｆ１に沿って黒矢印方向及び白矢印方向へ屈曲振動する。詳述すると、第２腕部２５，２７が−Ｘ方向へ振動したときに、第２腕部２６，２８は＋Ｘ方向へ振動し（黒矢印）、第２腕部２５，２７が＋Ｘ方向へ振動したときに、第２腕部２６，２８は−Ｘ方向へ振動する（白矢印）。
換言すれば、環部２０が仮想線Ｌ２（Ｌ４）に沿った方向へ伸長したときに、第２腕部２５，２７は−Ｘ方向、第２腕部２６，２８は＋Ｘ方向へ振動し（黒矢印）、環部２０が仮想線Ｌ１（Ｌ３）に沿った方向へ伸長したときに、第２腕部２５，２７は＋Ｘ方向、第２腕部２６，２８は−Ｘ方向へ振動する（白矢印）。
【００６４】
角速度センサー１は、第２検出部６０である第２腕部２５，２７と、第２腕部２６，２８とが互いに逆相で屈曲振動することから、第２腕部２５〜２８の振動による圧電効果に伴って、図２（ｃ）に示す第２腕部２５，２７の第２検出電極６１−６３，６１−６４，６２−６３，６２−６４間に生じる電荷と、第２腕部２６，２８の第２検出電極６１−６３，６１−６４，６２−６３，６２−６４間に生じる電荷との差を取り出すことにより、Ｚ軸回りの角速度ωを導出することができる。
なお、図６の１点鎖線は、駆動振動状態における伸縮振動前の円環状の環部２０を示す。
【００６５】
なお、環部２０の伸縮振動の際に、第１支持部３０と環部２０との接続部、及び第２支持部３１と環部２０との接続部は、伸縮振動の節（ふし）となり殆ど変位しない。
これにより、角速度センサー１は、環部２０の伸縮振動が、第１支持部３０及び第２支持部３１を介して基部１０に伝播することが抑制され、基部１０から外部部材への振動エネルギーの漏洩が回避されている。
【００６６】
上述したように、第１実施形態の角速度センサー１は、円環状の環部２０と、４本の仮想線Ｌ１〜Ｌ４と環部２０との交差部から環部２０の内側に延びている４本の第１腕部２１〜２４と、を備え、４本の第１腕部２１〜２４のうち、２本の第１腕部２１，２２が駆動部４０である。
これにより、角速度センサー１は、片持ち梁状の２本の第１腕部２１，２２を駆動部４０としていることから、２本の第１腕部２１，２２を屈曲振動させることによって、従来のような、環部２０を円周方向に駆動振動させることなく角速度ωを検出することができる。
この結果、角速度センサー１は、駆動に要するエネルギーが従来と比較して小さくなることから、インピーダンスを低下させることができる。
【００６７】
また、角速度センサー１は、４本の第１腕部２１〜２４のうち、残りの２本の第１腕部２３，２４がＸ軸及びＹ軸回りの角速度ωを検出する第１検出部５０であり、一対の保持部３５，３６のそれぞれから、Ｙ軸に沿って延びている４本の第２腕部２５〜２８が、Ｚ軸回りの角速度ωを検出する第２検出部６０である。
これにより、角速度センサー１は、各腕部２３〜２８の屈曲振動によって検出感度を向上させつつ、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸回りの角速度ωを検出することができる。
この結果、角速度センサー１は、従来複数の角速度センサーが必要であった３軸回りの角速度を検出する角速度センサーの小型化、低価格化を図ることができる。
【００６８】
また、角速度センサー１は、Ｚ軸回りの角速度ωを検出する第２検出部６０が、環部２０から直接延びず、環部２０からＸ軸上に延びた一対の保持部３５，３６のそれぞれからＹ軸に沿って延びている４本の第２腕部２５〜２８である。
このことから、角速度センサー１は、第２腕部２５〜２８が環部２０から直接延びている場合と比較して、第２腕部２５〜２８が第１腕部２１〜２４の検出振動（Ｚ軸方向の屈曲振動）に対して共振しにくい。
この結果、角速度センサー１は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りのそれぞれの検出感度を各腕部２１〜２８の共振によって低下させることなく、３軸回りの角速度ωを検出することができる。
【００６９】
また、角速度センサー１は、４本の第１腕部２１〜２４が、Ｙ軸を挟んで＋Ｘ側の２本の第１腕部２１，２４と−Ｘ側の２本の第１腕部２２，２３とが、Ｙ軸に対して互いに対称形状であることから、４本の第１腕部２１〜２４の駆動振動及び検出振動のバランスが良好となる。さらに、Ｘ軸を挟んで＋Ｙ側の２本の第１腕部２１，２２と−Ｙ側の２本の第１腕部２３，２４とが、Ｘ軸に対して互いに対称形状であってもよい。
この結果、角速度センサー１は、検出時における不要振動の発生を抑制でき、検出特性を向上させることができる。
【００７０】
また、角速度センサー１は、４本の仮想線Ｌ１〜Ｌ４が、それぞれＸ軸またはＹ軸に対して４５度の角度であることから、４本の第１腕部２１〜２４の駆動振動及び検出振動のバランスを更に良好とすることが可能となる。
この結果、角速度センサー１は、検出時における不要振動の発生を更に抑制でき、検出特性を更に向上させることができる。
【００７１】
また、角速度センサー１は、環部２０の内側に延在している基部１０と、Ｘ軸上に延び、基部１０と環部２０とを接続する第１支持部３０、及びＹ軸上に延び、基部１０と環部２０とを接続する第２支持部３１の少なくとも一方（ここでは両方）と、を更に備えていることから、各腕部２１〜２８の駆動振動及び検出振動が基部１０にまで伝播しにくい。
この結果、角速度センサー１は、例えば、基部１０を外部部材に固定することにより、振動エネルギーの外部への漏洩を抑制できることから、Ｑ値が向上し検出感度を向上させることができる。
【００７２】
また、角速度センサー１は、一対の保持部３５，３６が環部２０の外側に延びていることから、後述する一対の保持部３５，３６が環部２０の内側に延びている場合と比較して、例えば、落下などの外部からの衝撃時に、第２腕部２５〜２８と第１腕部２１〜２４とが干渉して破損するなどの不具合を回避できる。
加えて、角速度センサー１は、一対の保持部３５，３６が環部２０の外側に延びていることから、前述した第１支持部３０及び第２支持部３１の両方を備えることが可能となる。
この結果、角速度センサー１は、基部１０と環部２０とを第１支持部３０及び第２支持部３１により確実に接続し、支持することができる。
【００７３】
また、角速度センサー１は、４本の第１腕部２１〜２４が、それぞれ対応する仮想線Ｌ１〜Ｌ４上に延びていることから、各腕部２１〜２４の駆動振動及び検出振動のバランスがよく、検出特性を向上させることができる。
【００７４】
また、角速度センサー１は、各構成要素の主要材料が水晶であることから、その物性により高いＱ値が得られるとともに、温度特性に優れる（具体的には、環境温度の変化に対する検出特性の変化を、他の材料と比較して小さくできる）。
【００７５】
また、角速度センサー１は、水晶の機械軸である結晶Ｙ軸が、仮想軸のＹ軸に沿っていることから、例えば、角速度検出時に生じる電界の方向が第２腕部２５〜２８の延在方向と直交し、第２検出部６０における電荷（検出信号）の取り出しを効率よく行うことができる。
この結果、角速度センサー１は、Ｚ軸回りの検出感度を向上させることができる。
【００７６】
また、角速度センサー１は、４本の第１腕部２１〜２４のうち、Ｘ軸より＋Ｙ側にある２本の第１腕部２１，２２が駆動部４０であることから、２本の第１腕部２１，２２を、結晶Ｙ軸に対して互いに対称位置に設ける構成が可能となる。
この結果、角速度センサー１は、２本の第１腕部２１，２２の振動特性を互いに近似または一致させ易いことから、駆動部４０の駆動振動が安定し、Ｑ値を向上させることができる。
【００７７】
また、角速度センサー１は、各腕部２１〜２８の先端に錘部Ｍが設けられていることから、錘部Ｍの質量付加効果によって、Ｑ値を維持しながら各腕部２１〜２８の小型化が可能となり、環部２０を含めた外形サイズの小型化を図ることができる。
【００７８】
また、角速度センサー１は、各腕部２１〜２８のＸＹ平面に沿った２つの主面Ｆ１，Ｆ２の少なくとも一方（ここでは両方）に、各腕部２１〜２８の延在方向に沿って延びる溝部Ｕが設けられていることから、例えば、各腕部２１〜２８の振動効率の向上や、熱弾性損失の低下によるＱ値の向上を図ることができる。
なお、角速度センサー１は、性能に支障がなければ、錘部Ｍ及び溝部Ｕを設けなくてもよい。また、溝部Ｕは、主面Ｆ１，Ｆ２のいずれか一方のみに設けてもよい。
【００７９】
また、角速度センサー１は、第２腕部２５〜２８のうち、第２腕部２６，２７（または２５，２８）を除去し、第２検出部６０を第２腕部２５，２８（または２６，２７）の２本構成としてもよい。
この構成においても、角速度センサー１は、上述した効果を奏することができる。
【００８０】
なお、角速度センサー１は、基部１０、第１支持部３０及び第２支持部３１を除去し、環部２０とＸ軸との交差部及び環部２０とＹ軸との交差部の少なくとも１箇所の主面Ｆ１に接続端子Ｐが設けられている構成としてもよい。この場合には、上記各交差部の主面Ｆ２側が、外部部材への固定部となる。
ここで、上記各交差部は、前述したように環部２０の伸縮振動の節であり、駆動振動時はもちろんのこと検出振動時でも殆ど変位しないことから、外部部材へ固定しても振動エネルギーの漏洩を回避できる。
また、角速度センサー１は、上記の構成から基部１０を残し、第１支持部３０または第２支持部３１を除去した構成としてもよい。
【００８１】
なお、角速度センサー１は、通常、駆動部４０である２本の第１腕部２１，２２の駆動振動が第１検出部５０、第２検出部６０に漏洩（伝播）しないように、２本の第１腕部２１，２２の固有振動数（共振周波数）が略一致している。
一方で、角速度センサー１は、駆動部４０である２本の第１腕部２１，２２の固有振動数が互いに異なり、第１腕部２１，２２の固有振動数の異なる量が調整可能であってもよい。
【００８２】
これによれば、角速度センサー１は、駆動部４０である２本の第１腕部２１，２２の固有振動数が互いに異なり、第１腕部２１，２２の固有振動数の異なる量が調整可能であることから、例えば、意図的に駆動部４０から第１検出部５０、第２検出部６０に駆動振動を自己振動成分として漏洩させ、第１検出部５０、第２検出部６０で本来の角速度成分とは別に自己振動成分の変化を検出することによって、例えば、配線パターンの断線や異物の付着などの故障診断が可能となる。
【００８３】
なお、自己振動成分の具体的な検出方法は、特許第５３６０６７６号公報、特許第５３６０３６１号公報などに開示された方法を用いることができる。
また、第１腕部２１，２２の固有振動数の調整（バランスチューニング）は、例えば、錘部Ｍに設けられたＣｒ、Ａｕなどの金属被膜を、レーザービーム照射やイオンミリングなどの技術を用いて除去する（質量を変化させる）ことにより行われる。
【００８４】
なお、角速度センサー１は、駆動部４０と第１検出部５０とが逆になる（第１腕部２１，２２が第１検出部５０となり、第１腕部２３，２４が駆動部４０となる）構成としてもよい。
また、角速度センサー１は、第１腕部２１，２４が駆動部４０となり、第１腕部２２，２３が第１検出部５０となる構成としてもよく、第１腕部２２，２３が駆動部４０となり、第１腕部２１，２４が第１検出部５０となる構成としてもよい。
【００８５】
また、角速度センサー１は、仮想線Ｌ１〜Ｌ４のＸ軸またはＹ軸に対する角度を４５度に限定するものではなく、任意の角度としてもよい。
この場合には、第１腕部２１，２４と第１腕部２２，２３とが、Ｙ軸に対して互いに対称形状となり、第１腕部２１，２２と第１腕部２３，２４とが、Ｘ軸に対して互いに対称形状となるように設定されることが好ましい。
【００８６】
次に、第１実施形態の変形例について説明する。
（変形例１）
図７は、変形例１の角速度センサーの概略構成を示す模式平面図である。なお、第１実施形態との共通部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、接続端子Ｐは省略してある。
【００８７】
図７に示すように、変形例１の角速度センサー２は、第１実施形態と比較して、駆動部４０である２本の第１腕部２１，２２及び第１検出部５０である２本の第１腕部２３，２４の延在方向が異なる。
詳述すると、角速度センサー２は、駆動部４０である２本の第１腕部２１，２２が、対応する仮想線Ｌ１，Ｌ２に対してそれぞれ＋Ｙ側に１５度の角度を有して延び、第１検出部５０である２本の第１腕部２３，２４が、対応する仮想線Ｌ３，Ｌ４に対してそれぞれ−Ｙ側に１５度の角度を有して延びている。
【００８８】
これによれば、角速度センサー２は、仮想線Ｌ１〜Ｌ４が、それぞれＸ軸またはＹ軸に対して４５度の角度であり、駆動部４０である２本の第１腕部２１，２２が、対応する仮想線Ｌ１，Ｌ２に対して＋Ｙ側に１５度の角度を有して延びていることから、２本の第１腕部２１，２２が水晶の他の結晶Ｙ軸に沿って延びていることになる。
【００８９】
具体的には、角速度センサー２は、第１腕部２１が他の結晶Ｙ軸であるＹ２軸（図７でＸ軸に対して−Ｘ側から反時計回りに３０度の角度の軸）に沿って延び、第１腕部２２が他の結晶Ｙ軸であるＹ３軸（図７でＸ軸に対して＋Ｘ側から時計回りに３０度の角度の軸）に沿って延びていることになる。
この結果、角速度センサー２は、駆動振動時に印加される電界の方向が第１腕部２１，２２の延在方向と略直交することから、駆動部４０である第１腕部２１，２２の駆動振動を更に効率よく行う（換言すれば、駆動振動の振幅を大きくする）ことができる。
【００９０】
なお、角速度センサー２は、第１腕部２１，２２を第１検出部５０とし、第１腕部２３，２４を駆動部４０としてもよい。
この場合でも、角速度センサー２は、駆動部４０である第１腕部２３が、Ｙ２軸に沿って延び、もう一方の駆動部４０である第１腕部２４が、Ｙ３軸に沿って延びていることから、上記と同様の効果を奏することができる。
【００９１】
なお、角速度センサー２は、仮想線Ｌ１〜Ｌ４のＸ軸またはＹ軸に対する角度が４５度でない場合には、４本の第１腕部２１〜２４がＹ２軸、Ｙ３軸に沿って延びるように、仮想線Ｌ１〜Ｌ４に対する角度を変えることが好ましい。
なお、角速度センサー２の動作については、角速度センサー１に準じるので説明を省略する。
【００９２】
（変形例２）
図８は、変形例２の角速度センサーの各腕部の模式断面図である。図８（ａ）〜（ｃ）の各断面位置は、図２と同様である。なお、第１実施形態との共通部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
なお、ここでは、各腕部２１〜２８に溝部が設けられていない構成としている。
【００９３】
変形例２の角速度センサー３は、第１実施形態と比較して、各構成要素の主要材料が異なっている。角速度センサー３は、各構成要素の主要材料に、例えば、ポリシリコン（多結晶シリコン）、アモルファスシリコン（非晶質シリコン）などのシリコンが用いられている。
そして、図８に示すように、角速度センサー３は、駆動部４０、第１検出部５０及び第２検出部６０に圧電層Ｄが設けられている。
詳述すると、図８（ａ）に示すように、駆動部４０である第１腕部２１，２２には、主面Ｆ１の腕幅方向の両端側に、第１腕部２１，２２の延在方向に沿って延びる駆動体１４１，１４２が設けられている。
【００９４】
駆動体１４１は、主面Ｆ１側から順に第１電極１４１ａ、圧電層Ｄ、第２電極１４１ｂが積層され、駆動体１４２は、主面Ｆ１側から順に第１電極１４２ａ、圧電層Ｄ、第２電極１４２ｂが積層されている。
駆動体１４１の第１電極１４１ａと駆動体１４２の第２電極１４２ｂとは、互いに電気的に接続され、駆動体１４１の第２電極１４１ｂと駆動体１４２の第１電極１４２ａとは、互いに電気的に接続されている。
なお、第１腕部２１と第１腕部２２とでは、駆動体１４１，１４２の配置が逆になる。
【００９５】
図８（ｂ）に示すように、Ｘ軸及びＹ軸回りの角速度を検出する第１検出部５０である第１腕部２３，２４には、主面Ｆ１に第１腕部２３，２４の延在方向に沿って延びる第１検出体１５１が設けられている。
第１検出体１５１は、主面Ｆ１側から順に第１電極１５１ａ、圧電層Ｄ、第２電極１５１ｂが積層されている。
【００９６】
図８（ｃ）に示すように、Ｚ軸回りの角速度を検出する第２検出部６０である第２腕部２５〜２８には、主面Ｆ１の腕幅方向の両端側に、第２腕部２５〜２８の延在方向に沿って延びる第２検出体１６１，１６２が設けられている。
第２検出体１６１は、主面Ｆ１側から順に第１電極１６１ａ、圧電層Ｄ、第２電極１６１ｂが積層され、第２検出体１６２は、主面Ｆ１側から順に第１電極１６２ａ、圧電層Ｄ、第２電極１６２ｂが積層されている。
第２検出体１６１の第１電極１６１ａと第２検出体１６２の第２電極１６２ｂとは、互いに電気的に接続され、第２検出体１６１の第２電極１６１ｂと第２検出体１６２の第１電極１６２ａとは、互いに電気的に接続されている。
【００９７】
各電極（第１電極１４１ａ、第２電極１４１ｂなど）は、図示しない配線パターンにより環部２０、第１支持部３０及び第２支持部３１を経由して、図１に示す基部１０の主面Ｆ１に設けられている複数の接続端子Ｐと接続されている。
各電極（第１電極１４１ａ、第２電極１４１ｂなど）、配線パターンの材料としては、特に制限されないがＴｉＮ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｔａなどが挙げられる。また、圧電層Ｄの材料としては、特に制限されないが、比較的に圧電定数の高い（圧電特性に優れる）ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）、ＫＮｂＯ3（ニオブ酸カリウム）などが挙げられる。
【００９８】
駆動体１４１，１４２、第１検出体１５１、第２検出体１６１，１６２及び配線パターンは、蒸着法、スパッタリング法などの成膜技術、フォトリソグラフィー技術、エッチング技術などを用いて精度よく形成されている。
なお、駆動体１４１，１４２、第１検出体１５１及び第２検出体１６１，１６２は、各腕部２１〜２８の根元から、各腕部２１〜２８の長さの半分以上に亘って設けられていることが、効率的な駆動及び検出の観点から好ましい。
【００９９】
ここで、角速度センサー３の動作について第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
なお、便宜的に第１実施形態の図３〜図６を用いて説明する。
角速度センサー３は、外部からの駆動信号（交番電圧）の、図８（ａ）に示す第１腕部２１，２２の駆動体１４１，１４２（第１電極１４１ａ，１４２ａ、第２電極１４１ｂ，１４２ｂ）への入力により、駆動体１４１，１４２に電界が生じ、圧電層Ｄの逆圧電効果によって駆動体１４１，１４２が第１腕部２１，２２の延在方向に伸縮する。
【０１００】
この際、駆動体１４１の電界の方向と、駆動体１４２の電界の方向とが互いに逆方向になっており、駆動体１４１が伸長したときには駆動体１４２が収縮し、駆動体１４１が収縮したときには駆動体１４２が伸長する。
この繰り返しにより、第１腕部２１，２２は、主面Ｆ１に沿って所定の周波数で屈曲振動する。ここで、第１腕部２１と第１腕部２２とでは、駆動体１４１，１４２の配置が逆であることから、第１腕部２１，２２は、図３に示すように、互いに逆相で黒矢印方向及び白矢印方向へ交互に所定の周波数で屈曲振動する。
【０１０１】
図４、図５に示すように、この駆動振動状態で、Ｘ軸及びＹ軸回りの角速度ωが印加されるとコリオリ力により第１腕部２３，２４がＺ軸方向に沿って屈曲振動する。
これにより、図８（ｂ）に示す第１検出体１５１が、第１腕部２３，２４の延在方向に伸縮する。この伸縮に伴う圧電層Ｄの圧電効果によって、第１検出体１５１に電荷が生じる。
図４に示すように、角速度センサー３は、Ｘ軸回りの角速度ωが印加されると、第１腕部２３，２４が互いに同相で屈曲振動することから、第１腕部２３の第１検出体１５１の第１電極１５１ａ−第２電極１５１ｂ間に生じる電荷と、第１腕部２４の第１検出体１５１の第１電極１５１ａ−第２電極１５１ｂ間に生じる電荷との和を取り出すことにより、Ｘ軸回りの角速度ωを導出することができる。
【０１０２】
また、図５に示すように、角速度センサー３は、Ｙ軸回りの角速度ωが印加されると、第１腕部２３，２４が互いに逆相で屈曲振動することから、第１腕部２３の第１検出体１５１の第１電極１５１ａ−第２電極１５１ｂ間に生じる電荷と、第１腕部２４の第１検出体１５１の第１電極１５１ａ−第２電極１５１ｂ間に生じる電荷との差を取り出すことにより、Ｙ軸回りの角速度ωを導出することができる。
【０１０３】
一方、図６に示すように、上記駆動振動状態で、Ｚ軸回りの角速度ωが印加されると、コリオリ力により第２腕部２５，２７と、第２腕部２６，２８とが互いに逆相で主面Ｆ１に沿って屈曲振動する。
これにより、図８（ｃ）に示す第２検出体１６１，１６２が、第２腕部２５〜２８の延在方向に伸縮する。この伸縮に伴う圧電層Ｄの圧電効果によって、第２検出体１６１，１６２に電荷が生じる。
角速度センサー３は、第２腕部２５，２７の第２検出体１６１（１６２）の第１電極１６１ａ（１６２ａ）−第２電極１６１ｂ（１６２ｂ）間に生じる電荷と、第２腕部２６，２８の第２検出体１６１（１６２）の第１電極１６１ａ（１６２ａ）−第２電極１６１ｂ（１６２ｂ）間に生じる電荷との差を取り出すことにより、Ｚ軸回りの角速度ωを導出することができる。
【０１０４】
上述したように、変形例２の角速度センサー３は、各構成要素の主要材料がシリコンであることから、シリコンの物性により高いエッチング加工性が得られ、各構成要素の形状を精度よく形成することができる。
また、角速度センサー３は、駆動部４０、第１検出部５０及び第２検出部６０に圧電層Ｄが設けられていることから、比較的に圧電定数の高い（圧電特性に優れる）圧電層Ｄを含んで構成されている駆動体１４１，１４２、第１検出体１５１及び第２検出体１６１，１６２による効率的な駆動及び検出によって、インピーダンスの低減及び検出感度の向上を図ることができる。
【０１０５】
なお、角速度センサー３は、駆動体１４１，１４２、第１検出体１５１及び第２検出体１６１，１６２が、主面Ｆ１に代えて主面Ｆ２に設けられてもよく、主面Ｆ１，Ｆ２の両方に設けられてもよい。
また、角速度センサー３は、各腕部２１〜２８に溝部Ｕが設けられてもよい。
また、角速度センサー３は、検出に支障がなければ、第２検出体１６１，１６２を、いずれか一方のみとしてもよい。
なお、上記各変形例の構成は、互いに適用可能であり、下記の第２実施形態にも適用可能である。
【０１０６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の角速度センサーについて説明する。
図９は、第２実施形態の角速度センサーの概略構成を示す模式平面図である。なお、第１実施形態との共通部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１０７】
図９に示すように、第２実施形態の角速度センサー４は、第１実施形態と比較して、第１支持部３０が除去されるとともに、一対の保持部３５，３６及び第２腕部２５〜２８の配置が異なる。
詳述すると、角速度センサー４は、Ｘ軸上にあって基部１０と環部２０とを接続する第１支持部３０が除去され、Ｘ軸と環部２０との交差部のそれぞれから、Ｘ軸上に延びている一対の保持部３５，３６が、環部２０の内側に延びている。
これにより、角速度センサー４は、第２検出部６０である第２腕部２５〜２８が、環部２０の内側でＹ軸に沿って延在している。
【０１０８】
上述したように、角速度センサー４は、一対の保持部３５，３６が環部２０の内側に延びていることから、一対の保持部３５，３６が環部２０の外側に延びている第１実施形態と比較して、角速度センサーの更なる小型化を図ることができる。
なお、角速度センサー４の動作については、角速度センサー１に準じるので説明を省略する。
【０１０９】
（電子機器）
次に、上述した角速度センサーを備えている電子機器について説明する。
図１０は、角速度センサーを備えている電子機器としてのモバイル型（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模式斜視図である。
図１０に示すように、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１１０１を有する表示ユニット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、角速度センサー１（または２〜４のいずれか）が内蔵されている。
【０１１０】
図１１は、角速度センサーを備えている電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す模式斜視図である。
図１１に示すように、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１２０１が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、角速度センサー１（または２〜４のいずれか）が内蔵されている。
【０１１１】
図１２は、角速度センサーを備えている電子機器としてのデジタルスチルカメラの構成を示す模式斜視図である。なお、この図１２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。
デ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（図中手前側）には、表示部１３１０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１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中奥側）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。
【０１１２】
撮影者が表示部１３１０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、メモリー１３０８に転送・格納される。
また、このデ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、ビデオ信号出力端子１３１２には、テレビモニター１４３０が、デー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。更に、所定の操作により、メモリー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。
このようなデジタルスチルカメラ１３００には、角速度センサー１（または２〜４のいずれか）が内蔵されている。
【０１１３】
このような電子機器は、上述した角速度センサーを備えていることから、上記第１実施形態、各変形例及び第２実施形態で説明した効果が奏され、優れた性能を発揮できる。
なお、上述した角速度センサーを備えている電子機器としては、これら以外に、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、各種ナビゲーション装置、ページャー、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、フライトシミュレーターなどが挙げられる。
【０１１４】
（移動体）
次に、上述した角速度センサーを備えている移動体について説明する。
図１３は、角速度センサーを備えている移動体の一例としての自動車を示す模式斜視図である。
自動車１５００は、角速度センサー１（または２〜４のいずれか）を、例えば、搭載されているナビゲーション装置、姿勢制御装置などの姿勢検出センサーとして用いている。
これによれば、自動車１５００は、上述した角速度センサーを備えていることから、上記第１実施形態、各変形例及び第２実施形態で説明した効果が奏され、優れた性能を発揮できる。
【０１１５】
上述した角速度センサーは、上記自動車１５００に限らず、自走式ロボット、自走式搬送機器、列車、船舶、飛行機、人工衛星などを含む移動体の姿勢検出センサーなどとして好適に用いることができ、いずれの場合にも、上記第１実施形態、各変形例及び第２実施形態で説明した効果が奏され、優れた性能を発揮する移動体を提供することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１，２，３，４…角速度センサー、１０…基部、２０…環部、２１，２２，２３，２４…第１腕部、２５，２６，２７，２８…第２腕部、３０…第１支持部、３１…第２支持部、４０…駆動部、４１，４２，４３，４４…駆動電極、５０…第１検出部、５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８…第１検出電極、６０…第２検出部、６１，６２，６３，６４…第２検出電極、１４１，１４２…駆動体、１４１ａ，１４２ａ…第１電極、１４１ｂ，１４２ｂ…第２電極、１５１…第１検出体、１５１ａ…第１電極、１５１ｂ…第２電極、１６１，１６２…第２検出体、１６１ａ，１６２ａ…第１電極、１６１ｂ，１６２ｂ…第２電極、１１００…電子機器としてのパーソナルコンピューター、１１０１…表示部、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１２００…電子機器としての携帯電話機、１２０１…表示部、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１３００…電子機器としてのデ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…メモリー、１３１０…表示部、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、１５００…移動体としての自動車、Ｄ…圧電層、Ｆ１，Ｆ２…ＸＹ平面に沿った２つの面としての主面、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４…仮想線、Ｍ…錘部、Ｏ…交点、Ｐ…接続端子、Ｓ１，Ｓ２…側面、Ｕ…溝部。
【図１】
2015178998.tif 000003
【図２】
2015178998.tif 000004
【図３】
2015178998.tif 000005
【図４】
2015178998.tif 000006
【図５】
2015178998.tif 000007
【図６】
2015178998.tif 000008
【図７】
2015178998.tif 000009
【図８】
2015178998.tif 000010
【図９】
2015178998.tif 000011
【図１０】
2015178998.tif 000012
【図１１】
2015178998.tif 000013
【図１２】
2015178998.tif 000014
【図１３】
2015178998.tif 000015