(57)【要約】【課題】衝撃が加わった場合の応力集中によって生じる機能素子の破損を防止し、耐衝撃性を向上させた電子デバイスを提供する。【解決手段】ジャイロ素子２は、振動体４と、振動体４から延出している梁（第１〜第４梁６１，６２，６３，６４）と、該梁と連結され、振動体４を支持している支持部（第１支持部５１、第２支持部５２）と、を備え、該梁は、振動体４と該支持部との間に、優弧状に曲げられ、一方に開口する開口部を有する第１曲線部５７を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体と、
前記振動体から延出している梁と、
前記梁と連結され、前記振動体を支持している支持部と、を備え、
前記梁は、
前記振動体と前記支持部との間に、
一方に開口している開口部を有し、優弧状に曲げられている第１曲線部を備えていることを特徴とする機能素子。
【請求項２】
前記梁は、
前記振動体と前記支持部との間に、
前記一方と異なる他方に開口している開口部を有し、前記第１曲線部の一方端と連続して優弧状に曲げられている第２曲線部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の機能素子。
【請求項３】
前記第１曲線部および前記第２曲線部の少なくとも一方は、
前記開口部側の前記梁の幅より、前記開口部と反対側の前記梁の幅が大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機能素子。
【請求項４】
前記梁は、前記振動体との接続部、および前記支持部との接続部の少なくとも一方の前記接続部の幅が、前記梁の他の部位の幅より大きいことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の機能素子。
【請求項５】
前記第１曲線部および前記第２曲線部は、それぞれの前記開口部が、同じ軸方向に沿って開いていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の機能素子。
【請求項６】
前記振動体は、
基部と、
前記基部から第１方向に沿って延出している第１検出振動腕および第１駆動振動腕と、を備え、
前記支持部は、
前記第１方向と交差する方向の第２方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の機能素子。
【請求項７】
前記振動体は、
基部と、
前記基部から両側へ第１方向に沿って延出している第１検出振動腕および第２検出振動腕と、
前記基部から両側へ前記第１方向に沿って延出している第１駆動振動腕および第３駆動振動腕と、
前記第１駆動振動腕および前記第３駆動振動腕と、前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕に対して反対側に位置し、前記基部から両側へ前記第１方向に沿って延出している第２駆動振動腕および第４駆動振動腕と、を備え、
前記支持部は、前記振動体を挟んで前記第１方向に沿って対向配置され、前記第１方向と交差する方向の第２方向に延在している第１支持部および第２支持部を備え、
前記梁は、前記基部から延出し、前記第１検出振動腕と前記第１駆動振動腕との間を通る第１梁と、前記基部から延出し、前記第１検出振動腕と前記第２駆動振動腕との間を通る第２梁と、前記基部から延出し、前記第２検出振動腕と前記第３駆動振動腕との間を通る第３梁と、前記基部から延出し、前記第２検出振動腕と前記第４駆動振動腕との間を通る第４梁と、を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の機能素子。
【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機能素子と、
基体と、を備え、
前記基体に前記機能素子が実装されていることを特徴とする電子デバイス。
【請求項９】
請求項６または請求項７に記載の機能素子と、
前記機能素子を駆動する駆動回路と、
前記機能素子からの検出信号に基づいて所定の物理量を検出する検出回路と、を備えていることを特徴とする物理量検出装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の機能素子を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の機能素子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、機能素子、電子デバイス、物理量検出装置、電子機器、および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、角速度を検出するための機能素子として、いわゆる「Ｈ型」のジャイロ素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。一例として特許文献１のジャイロ素子を説明すると、特許文献１のジャイロ素子は、中央に位置する基部と、基部から一方に延びる一対の駆動腕と、該駆動腕と基部を挟んで反対側に基部から延びる検出腕と、を備えている。また、駆動腕と検出腕とが延びる辺とは別の対向する辺には、基部を挟んで、湾曲部を介してそれぞれが連なる一対の支持腕が設けられている。そして、一対の支持腕は、ジャイロ素子が基体に固定される固定部に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７５４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようなジャイロ素子では、基部を挟んで設けられた駆動腕と検出腕とが、湾曲部を介した支持部によって固定部に接続されている。このように、支持部に湾曲部が備えられていることにより、外部からジャイロ素子に例えば落下などの衝撃が加わった場合にこの湾曲部が撓み、緩衝作用を発揮することができる。しかしながら、上述のジャイロ素子では、湾曲部の開口の幅の内側に湾曲部の円弧形状が納まっているため、湾曲部の円周長さが短くなり、衝撃が加わった場合に応力集中が起こり易くなってしまう虞があった。したがって、上述のジャイロ素子においては、この応力集中によって、支持部が破壊されてしまう虞を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る機能素子は、振動体と、前記振動体から延出している梁と、前記梁と連結され、前記振動体を支持している支持部と、を備え、前記梁は、前記振動体と前記支持部との間に、一方に開口している開口部を有し、優弧状に曲げられている第１曲線部を備えていることを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、振動体と支持部とを連結する梁に優弧状に設けられた第１曲線部が設けられている。このように、梁に開口部を有する優弧状の第１曲線部が設けられていることから、曲線を円弧形状とすることができ、衝撃が加わった場合の応力が分散され、応力集中が起こり難くなる。これにより、耐衝撃性を高めた機能素子を提供することが可能となる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に記載の機能素子において、前記梁は、前記振動体と前記支持部との間に、前記一方と異なる他方に開口している開口部を有し、前記第１曲線部の一方端と連続して優弧状に曲げられている第２曲線部と、を備えていることが好ましい。
【０００９】
本適用例によれば、振動体と支持部とを連結する梁に優弧状に設けられた第１曲線部と、第１曲線部と連続して優弧状に設けられた第２曲線部とが設けられている。このように、第１曲線部と第２曲線部とが開口部を有し優弧状に連続して設けられていることから、曲線の円弧形状を大きくすることができ、衝撃が加わった場合の応力が分散され、応力集中が起こり難くなる。これにより、耐衝撃性を高めた機能素子を提供することが可能となる。
【００１０】
なお、本発明に係る記載では、「優弧」という文言を、例えば、円周の一部分であって、円周上の２点で円周を二つの部分に分割したとき、長さが全円周の半分より大きい方として用いている。また、本発明に係る記載における「円周」とは、真円に限らず、曲線状に概ね円弧状に曲がる形態も含んでいる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載の機能素子において、前記第１曲線部および前記第２曲線部の少なくとも一方は、前記開口部側の前記梁の幅寸法より、前記開口部と反対側の前記梁の幅寸法が大きいことが好ましい。
【００１２】
本適用例によれば、衝撃が加わった場合の応力集中が起き易い、開口部と反対側の梁の幅寸法が大きいため、この部分の梁の強度を高めることができ、より破壊を起こり難くすることが可能となる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載の機能素子において、前記梁は、前記基部との接続部、および前記支持部との接続部の少なくとも一方の前記接続部の幅が、前記梁の他の部位の幅より大きいことが好ましい。
【００１４】
本適用例によれば、梁と基部あるいは支持部との接続部が幅を大きく設けられているため、応力集中の起き易い接続部の強度を高めることができる。これにより、梁によって支持されている振動体が落下などの衝撃によって破損してしまうことを防止することが可能となる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に記載の機能素子において、前記第１曲線部および前記第２曲線部は、それぞれの前記開口部が、同じ軸方向に沿って開いていることが好ましい。
【００１６】
本適用例によれば、第１曲線部および第２曲線部を並べて配置することができるため、配置スペースを小さくすることができる。これにより機能素子を小型化することが可能となる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に記載の機能素子において、前記振動体は、基部と、前記基部から第１方向に沿って延出している第１検出振動腕および第１駆動振動腕と、を備え、前記支持部は、前記第１方向と交差する方向の第２方向に沿って設けられていることが好ましい。
【００１８】
本適用例によれば、第１曲線部および第２曲線部が設けられている梁によって振動体が、支持部に接続されている。これらにより、振動体から梁にかけて生じる応力を第１曲線部および第２曲線部によって緩和することが可能となり、衝撃による破損を防止することができる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例に記載の機能素子において、前記振動体は、基部と、前記基部から両側へ第１方向に沿って延出している第１検出振動腕および第２検出振動腕と、前記基部から両側へ第１方向に沿って延出している第１駆動振動腕および第３駆動振動腕と、前記第１駆動振動腕および前記第３駆動振動腕と、前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕に対して反対側に位置し、前記基部から両側へ第１方向に沿って延出している第２駆動振動腕および第４駆動振動腕と、を備え、前記支持部は、前記振動体を挟んで前記第１方向に沿って対向配置され、前記第１方向と交差する方向の第２方向に延在している第１支持部および第２支持部を備え、前記梁は、前記基部から延出し、前記第１検出振動腕と前記第１駆動振動腕との間を通る第１梁と、前記基部から延出し、前記第１検出振動腕と前記第２駆動振動腕との間を通る第２梁と、前記基部から延出し、前記第２検出振動腕と前記第３駆動振動腕との間を通る第３梁と、前記基部から延出し、前記第２検出振動腕と前記第４駆動振動腕との間を通る第４梁と、を備えていることが好ましい。
【００２０】
本適用例によれば、第１梁〜第４梁のそれぞれの梁に、第１曲線部および第２曲線部が設けられている。また、第１梁と第２梁、および第３梁と第４梁とによって振動体が、対向配置された第１支持部および第２支持部のそれぞれに接続されている。これらにより、振動体から梁にかけて生じる応力を第１曲線部および第２曲線部によって緩和することが可能となり、衝撃による破損を防止することができる。
【００２１】
［適用例８］本適用例に係る電子デバイスは、上記適用例のいずれか一例に記載の機能素子と、基体と、を備え、前記基体に前記機能素子が実装されていることを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、耐衝撃性を高めた電子デバイスを提供することが可能となる。
【００２３】
［適用例９］本適用例に係る物理量検出装置は、適用例６または適用例７に記載の機能素子と、前記機能素子を駆動する駆動回路と、前記機能素子からの検出信号に基づいて所定の物理量を検出する検出回路と、を備えていることを特徴とする。
【００２４】
本適用例によれば、耐衝撃性を高め、安定した物理量を検出することが可能な物理量検出装置を提供することができる。
【００２５】
［適用例１０］本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の機能素子を備えていることを特徴とする。
【００２６】
本適用例によれば、耐衝撃性を高め、安定した特性の機能素子を備えているため、安定した性能の電子機器を提供することが可能となる。
【００２７】
［適用例１１］本適用例に係る移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載の機能素子を備えていることを特徴とする。
【００２８】
本適用例によれば、耐衝撃性を高め、安定した特性の機能素子を備えているため、安定した性能の移動体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る電子デバイスの実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正断面図。
【図２】電子デバイスが備える機能素子としてのジャイロ素子の第１実施形態を示す平面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態のジャイロ素子の駆動を説明する平面図。
【図４】電子デバイスが備えることができる機能素子としてのジャイロ素子の第２実施形態を示す平面図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態のジャイロ素子の駆動を説明する斜視図。
【図６】梁部における曲折部の変形例１を示す部分平面図。
【図７】梁部における曲折部の変形例２を示す部分平面図。
【図８】物理量検出装置の構成を示す概略図。
【図９】電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。
【図１０】電子機器の一例としての携帯電話機の構成を示す斜視図。
【図１１】電子機器の一例としてのデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。
【図１２】移動体の一例としての自動車の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の機能素子およびその機能素子を用いた電子デデバイス、電子機器、並びに移動体について添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜実施形態＞
まず、本発明に係る機能素子、および電子デバイスの実施形態について説明する。
【００３１】
図１は、本発明に係る電子デバイスの実施形態を示す図であり、（ａ）は蓋体（リッド９２）を透視した平面図、（ｂ）は正断面図である。図２は、図１に示す電子デバイスが備えるジャイロ素子の第１実施形態を示す平面図である。図３は、第１実施形態のジャイロ素子の駆動を説明する平面図である。図４は、図１に示す電子デバイスが備えることができるジャイロ素子の第２実施形態を示す平面図である。図５は、第２実施形態のジャイロ素子の駆動を説明する斜視図である。また、各図においては、分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。
【００３２】
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、Ｙ軸およびＺ軸とし、Ｚ軸は、電子デバイスの厚さ方向と一致する。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向（プラスＸ軸方向を第２方向、マイナスＸ軸方向を第４方向）」と言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向（プラスＹ軸方向を第１方向、マイナスＹ軸方向を第３方向）」と言い、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」と言う。また、以下では、「優弧」あるいは「優弧状」という文言を、例えば、円周の一部分であって、円周上の２点で円周を二つの部分に分割したとき、長さが全円周の半分より大きい方として用いている。また、以下の記載における「円周」とは、真円に限らず、曲線状に概ね円弧状に曲がる形態も含んでいる。
【００３３】
図１に示す電子デバイス１は、機能素子の一例としてのジャイロ素子２を備えたジャイロセンサー（角速度センサー）を示している。図１に示す電子デバイス１は、ジャイロ素子２と、ジャイロ素子２を収納するパッケージ９とを有している。以下、ジャイロ素子２およびパッケージ９について順次詳細に説明する。
【００３４】
（ジャイロ素子の第１実施形態）
図２は、上側から（リッド９２側）から見たジャイロ素子（第１実施形態）の上面図である。なお、ジャイロ素子には、検出信号電極、検出信号配線、検出信号端子、検出接地電極、検出接地配線、検出接地端子、駆動信号電極、駆動信号配線、駆動信号端子、駆動接地電極、駆動接地配線および駆動接地端子などが設けられているが、同図においては省略している。
【００３５】
機能素子としてのジャイロ素子２は、Ｚ軸まわりの角速度を検出するセンサーであって、図示しないが、基材と、基材の表面に設けられている複数の電極、配線および端子とで構成されている。ジャイロ素子２は、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料で構成することができるが、これらの中でも、水晶で構成するのが好ましい。これにより、優れた振動特性（周波数特性）を発揮することのできるジャイロ素子２が得られる。このようなジャイロ素子２は、いわゆるダブルＴ型をなす振動体４と、振動体４を支持する支持部としての第１支持部５１および第２支持部５２と、振動体４と支持部とを連結する梁とを有している。本実施形態において、梁は、振動体４と第１支持部５１とを連結する第１梁６１および第２梁６２と、振動体４と第２支持部５２とを連結する第３梁６３および第４梁６４とを含んでいる。
【００３６】
振動体４は、ＸＹ平面に拡がりを有し、Ｚ軸方向に厚みを有している。このような振動体４は、中央に位置する基部４１と、基部４１からＹ軸方向に沿って両側に延出している第１検出振動腕４２１、第２検出振動腕４２２と、基部４１からＸ軸方向に沿って両側に延出している第１連結腕４３１、第２連結腕４３２と、第１連結腕４３１の先端部からＹ軸方向に沿って両側に延出している第１駆動振動腕４４１、および第３駆動振動腕４４２と、第２連結腕４３２の先端部からＹ軸方向に沿って両側に延出している第２駆動振動腕４４３、および第４駆動振動腕４４４とを有している。第１検出振動腕４２１、第２検出振動腕４２２および第１駆動振動腕４４１、第２駆動振動腕４４３、第３駆動振動腕４４２、第４駆動振動腕４４４の先端部には、それぞれ、基端側よりも幅の大きい略四角形の幅広部としての重量部（ハンマーヘッド）４２５，４２６，４４５，４４７，４４６，４４８が設けられている。このような重量部４２５，４２６，４４５，４４７，４４６，４４８を設けることでジャイロ素子２の角速度の検出感度が向上するとともに、第１、第２検出振動腕４２１，４２２、および第１、第２、第３、第４駆動振動腕４４１，４４３，４４２，４４４の長さを短くすることができる。
【００３７】
なお、第１駆動振動腕４４１、第３駆動振動腕４４２は、第１連結腕４３１の延在方向の途中から延出してもよく、同様に、第２駆動振動腕４４３、第４駆動振動腕４４４は、第２連結腕４３２の延在方向の途中から延出してもよい。
また、本実施形態では、基部４１から延出している第１連結腕４３１、第２連結腕４３２から第１駆動振動腕４４１、第３駆動振動腕４４２、第２駆動振動腕４４３、および第４駆動振動腕４４４が延出している構成で説明したが、基部４１と第１連結腕４３１と第２連結腕４３２とを含めて基部とすることもできる。即ち、基部から第１駆動振動腕、第２駆動振動腕、第３駆動振動腕、および第４駆動振動腕が延出している構成も可能である。
【００３８】
支持部は、第１支持部および第２支持部の少なくとも一方を含んでいる。本実施形態における支持部は、第１支持部５１および第２支持部５２を含んでいる。第１支持部５１、および第２支持部５２は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って延在しており、第１支持部５１と第２支持部５２との間に振動体４が位置している。言い換えれば、第１支持部５１および第２支持部５２は、振動体４を介してＹ軸方向に沿って対向するように配置されている。第１支持部５１は、第１梁６１、および第２梁６２を介して基部４１と連結されており、第２支持部５２は、第３梁６３、および第４梁６４を介して基部４１と連結されている。
【００３９】
第１梁６１、および第２梁６２には、基部４１と第１支持部５１との間に折り曲げ部５０が設けられている。また、第３梁６３、および第４梁６４には、基部４１と第２支持部５２との間に折り曲げ部５０が設けられている。それぞれの折り曲げ部５０には、第１曲線部５７と第１曲線部５７と連続的に接続された第２曲線部５８とが含まれる。以下、第１梁６１および第２梁６２と、第３梁６３および第４梁６４と、について具体的に説明する。
【００４０】
第１梁６１は、基部４１からプラスＸ軸方向に延出された後、第１検出振動腕４２１と第１駆動振動腕４４１との間において、第１検出振動腕４２１に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第１曲線部５７と、さらに第１曲線部５７から連続し、第１駆動振動腕４４１に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第２曲線部５８とを有している。そして、第１梁６１は、第２曲線部５８から延出され、第１検出振動腕４２１と第１駆動振動腕４４１との間を通って第１支持部５１に接続されている。なお、上記において、開口している部分が開口部であり、以下の記載においても同様である。
【００４１】
第１梁６１における第１曲線部５７は、Ｘ軸に沿った仮想線Ｑ１上に設けられており、第１梁６１における第２曲線部５８は、Ｘ軸に沿った仮想線Ｑ２上に設けられている。なお、第１曲線部５７および第２曲線部５８の構成は、後述する第２梁６２と同様であるので、詳細な説明は、後述の第２梁６２の説明において行う。
【００４２】
第２梁６２は、基部４１からマイナスＸ軸方向に延出された後、第１検出振動腕４２１と第２駆動振動腕４４３との間において、第１検出振動腕４２１に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第１曲線部５７と、さらに第１曲線部５７から連続し、第２駆動振動腕４４３に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第２曲線部５８とを有している。そして、第２梁６２は、第２曲線部５８から延出され、第１検出振動腕４２１と第２駆動振動腕４４３との間を通って第１支持部５１に接続されている。なお、上記において、開口している部分が開口部であり、以下の記載においても同様である。
【００４３】
第２梁６２における第１曲線部５７は、Ｘ軸に沿った仮想線Ｑ１上に設けられた中心Ｐ１から半径ｒ１の円周の一部が優弧状をなしており、第１検出振動腕４２１に向かって（プラスＸ軸方向に向かって）開口している。即ち、開口部の内幅寸法Ｌ１は、曲線部の内径寸法Ｌ２（２×ｒ１）よりも小さい。なお、本実施形態の第１曲線部５７は、仮想線Ｑ１に対して略対称形状をなしている。また、第２梁６２における第２曲線部５８は、Ｘ軸に沿った仮想線Ｑ２上に設けられた中心Ｐ２から半径ｒ２の円周の一部が優弧状をなしており、第２駆動振動腕４４３に向かって（マイナスＸ軸方向に向かって）開口している。即ち、第１曲線部５７と同様に、開口部の内幅寸法は、曲線部の内径寸法（２×ｒ２）よりも小さい。なお、本例の第２曲線部５８は、仮想線Ｑ２に対して略線対称形状をなしている。
【００４４】
第３梁６３は、基部４１から＋Ｘ軸方向に延出された後、第２検出振動腕４２２と第３駆動振動腕４４２との間において、第２検出振動腕４２２に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第１曲線部５７と、さらに第１曲線部５７から連続し、第３駆動振動腕４４２に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第２曲線部５８とを有している。そして、第３梁６３は、第２曲線部５８から延出され、第２検出振動腕４２２と第３駆動振動腕４４２との間を通って第２支持部５２に接続されている。第３梁６３は、第１連結腕４３１の幅中心、および第２連結腕４３２の幅中心を結ぶ中心線Ｃ１に対して、第１梁６１の形状と線対称の形状をなして配置されている。
【００４５】
第４梁６４は、基部４１からマイナスＸ軸方向に延出された後、第２検出振動腕４２２と第４駆動振動腕４４４との間において、第２検出振動腕４２２に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第１曲線部５７と、さらに第１曲線部５７から連続し、第４駆動振動腕４４４に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第２曲線部５８とを有している。そして、第４梁６４は、第２曲線部５８から延出され、第２検出振動腕４２２と第４駆動振動腕４４４との間を通って第２支持部５２に接続されている。第４梁６４は、第１連結腕４３１の幅中心、および第２連結腕４３２の幅中心を結ぶ中心線Ｃ１に対して、第２梁６２の形状と線対称の形状をなして配置されている。
【００４６】
このように、振動体４と第１支持部５１とを連結する第１梁６１および第２梁６２と、振動体４と第２支持部５２とを連結する第３梁６３および第４梁６４とに、優弧状に設けられた第１曲線部５７および第２曲線部５８とが設けられていることから、曲線の円弧形状を大きくすることができ、衝撃が加わった場合の応力が分散され、応力集中が起こり難くなる。これにより、耐衝撃性を高めたジャイロ素子２を提供することが可能となる。
【００４７】
なお、第１梁６１と第１支持部５１との接続部分６５は、第１梁６１から第１支持部５１に向かって幅寸法が大きくなるように形成されている。即ち、第１梁６１の幅寸法Ｗ１よりも接続部の幅寸法Ｗ２の方が大きい。接続部分６５を、このような構成とすることにより、応力集中の起き易い接続部の強度を高めることができる。これにより、第１梁６１によって支持されている振動体４が落下などの衝撃によって破損してしまうことを防止することが可能となる。なお、他の梁である第２梁６２、第３梁６３、および第４梁６４においても、それぞれの接続部分６６，６７，６８に同様な構成を用いている。また、このような構成は、第１梁６１、第２梁６２、第３梁６３、および第４梁６４と基部４１との接続部に適用することもでき、この場合も同様な効果を有している。
【００４８】
なお、上述では、第１梁６１の形状および第２梁６２の形状と、第３梁６３の形状および第４梁６４の形状とが、中心線Ｃ１に対して線対称の形状をなしている例で説明したが、それぞれの連結梁（第１梁６１〜第４梁６４）の形状は、必ずしも中心線Ｃ１に対して線対称の形状でなくてもよい。それぞれの連結梁の形状が、中心線Ｃ１に対して線対称の形状でなくても、上述の中心線Ｃ１に対して線対称の形状と同様の効果を有することができる。
【００４９】
第１支持部５１および第２支持部５２の中央部には、それぞれ検出接地端子７２４が設けられており、この検出接地端子７２４の部分が、導電性固定部材８を介して接続パッド１０（図１参照）に電気的に接続されている。また、第１支持部５１、第２支持部５２に設けられている他の端子として検出信号端子７１４、駆動信号端子７３４および駆動接地端子７４４においても、検出接地端子７２４と同様に、導電性固定部材８を介して被固定部としての接続パッド１０（図１参照）に電気的に接続される。
【００５０】
上述のような構成のジャイロ素子２は、次のようにしてＺ軸まわりの角速度ωを検出する。ジャイロ素子２は、角速度ωが加わらない状態において、駆動信号電極（図示せず）および駆動接地電極（図示せず）の間に電界が生じると、図３（ａ）に示すように、各駆動振動腕４４１，４４３，４４２，４４４が矢印Ａに示す方向に屈曲振動を行う。このとき、第１、第２駆動振動腕４４１，４４３と、第３、第４駆動振動腕４４２，４４４とは、中心点Ｇ（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、基部４１と、第１、第２連結腕４３１，４３２と、第１、第２検出振動腕４２１，４２２とは、殆んど振動しない。
【００５１】
この駆動振動を行っている状態にて、ジャイロ素子２にＺ軸まわりに角速度ωが加わると、図３（ｂ）に示すような振動が発生する。即ち、駆動振動腕４４１，４４３，４４２，４４４および連結腕４３１，４３２に矢印Ｂ方向のコリオリの力が働き、この矢印Ｂ方向の振動に呼応して、矢印Ｃ方向の検出振動が励起される。そして、この振動により発生した検出振動腕４２１，４２２の歪みを検出信号電極（図示せず）および検出接地電極（図示せず）が検出して角速度ωが求められる。
【００５２】
（ジャイロ素子の第２実施形態）
次に、機能素子としてのジャイロ素子の第２実施形態について図４を参照しながら説明する。なお、図４は、上側から（リッド９２側）から見たジャイロ素子の上面図である。また、ジャイロ素子には、検出信号電極、検出信号配線、検出信号端子、検出接地電極、検出接地配線、検出接地端子、駆動信号電極、駆動信号配線、駆動信号端子、駆動接地電極、駆動接地配線および駆動接地端子などが設けられているが、同図においては省略している。また、分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。
【００５３】
図４に示すように、機能素子としてのジャイロ素子１００は、Ｙ軸まわりの角速度を検出するセンサーであって、図示しないが、基材と、基材の表面に設けられている複数の電極、配線および端子とで構成されている。ジャイロ素子１００は、いわゆるＨ型をなす振動体１０４と、振動体１０４を支持する支持部としての第１支持部１５１および第２支持部１５２と、振動体１０４と支持部とを連結する梁とを有している。本実施形態において、梁は、振動体１０４と第１支持部１５１とを連結する第１連結梁５４１および第２連結梁５４２と、振動体１０４と第２支持部１５２とを連結する第３連結梁５４３および第４連結梁５４４とを有している。
【００５４】
振動体１０４は、ＸＹ平面に拡がりを有し、Ｚ軸方向に厚みを有している。このような振動体１０４は、第１方向としてのプラスＹ軸方向およびプラスＹ軸方向と直交する第２方向としてのプラスＸ軸方向に平行な平面（ＸＹ平面）に沿った主面１１０ａ，１１０ｂを有する矩形平板状の基部１１０と、基部１１０のプラスＹ側の縁からプラスＹ軸方向に沿って延設された一対の第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂと、基部１１０を挟んで一対の第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂの反対側に、基部１１０のマイナスＹ側からマイナスＹ軸方向に沿って延設された一対の第１検出振動腕１１２ａ，１１２ｂと、を備えている。
【００５５】
また、振動体１０４は、一対の第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂおよび一対の第１検出振動腕１１２ａ，１１２ｂのそれぞれの先端からプラスＹ軸方向およびマイナスＹ軸方向に沿って延設され、プラスＸ軸方向の幅が第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂおよび第１検出振動腕１１２ａ，１１２ｂの先端におけるプラスＸ軸方向の幅よりも広い質量部１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂを備えている。
【００５６】
支持部は、第１支持部および第２支持部の少なくとも一方を含んでいる。本形態における支持部は、第１支持部１５１および第２支持部１５２を含んでいる。第１支持部１５１、および第２支持部１５２は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って延在しており、第１支持部１５１と第２支持部１５２との間に振動体１０４が位置している。言い換えれば、第１支持部１５１および第２支持部１５２は、振動体１０４を介してＹ軸方向に沿って対向するように配置されている。第１支持部１５１は、第１連結梁５４１、および第２連結梁５４２を介して基部１１０と連結されており、第２支持部１５２は、第３連結梁５４３、および第４連結梁５４４を介して基部１１０と連結されている。
【００５７】
第１連結梁５４１、および第２連結梁５４２は、基部１１０と第１支持部１５１との間に折り曲げ部１５０が設けられている。また、第３連結梁５４３、および第４連結梁５４４は、基部１１０と第２支持部１５２との間に折り曲げ部１５０が設けられている。それぞれの折り曲げ部１５０には、第１曲線部５７と第１曲線部５７と接続された第２曲線部５８が含まれる。以下、第１連結梁５４１および第２連結梁５４２と、第３連結梁５４３および第４連結梁５４４と、について具体的に説明する。
【００５８】
第１連結梁５４１は、基部１１０から連接部５３１がプラスＸ軸方向に延出された後、第１駆動振動腕１１１ｂ（マイナスＸ軸方向）に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第１曲線部５７と、さらに第１曲線部５７から連続し、プラスＸ軸方向に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第２曲線部５８とを有している。そして、第１連結梁５４１は、第２曲線部１５８から延出され、第１駆動振動腕１１１ｂの外側を通る支持連結部１６１を介して、第１支持部１５１に接続されている。
【００５９】
第１連結梁５４１における第１曲線部５７は、Ｘ軸に沿った仮想線Ｑ１上に設けられた中心Ｐ１から半径ｒ１の円周の一部が優弧状をなしており、第１駆動振動腕１１１ｂに向かって（マイナスＸ軸方向に向かって）開口している。即ち、開口部の内幅寸法Ｌ１は、曲線部の内径寸法Ｌ２（２×ｒ１）よりも小さい。なお、本例の第１曲線部５７は、仮想線Ｑ１に対して略線対称形状をなしている。また、第１連結梁５４１における第２曲線部５８は、Ｘ軸に沿った仮想線Ｑ２上に設けられた中心Ｐ２から半径ｒ２の円周の一部が優弧状をなしており、プラスＸ軸方向に向かって開口している。即ち、開口部の内幅寸法Ｌ１は、曲線部の内径寸法Ｌ２（２×ｒ２）よりも小さい。なお、本例の第２曲線部５８は、仮想線Ｑ２に対して略対称形状をなしている。このように、第１曲線部５７と第２曲線部５８とが、同軸方向に沿って開口していることにより、第１曲線部５７および第２曲線部５８を並べて配置することができるため、配置スペースを小さくすることができる。
【００６０】
第２連結梁５４２は、基部１１０から連接部５３２がマイナスＸ軸方向に延出された後、第１駆動振動腕１１１ａ（プラスＸ軸方向）に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第１曲線部５７と、さらに第１曲線部５７から連続し、マイナスＸ軸方向に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第２曲線部５８とを有している。そして、第２連結梁５４２は、第２曲線部５８から延出され、第１駆動振動腕１１１ａの外側を通る支持連結部１６２を介して、第１支持部１５１に接続されている。
【００６１】
第２連結梁５４２における第１曲線部５７は、Ｘ軸に沿った仮想線Ｑ１上に設けられた中心Ｐ１から半径ｒ１の円周の一部が優弧状をなしており、第１駆動振動腕１１１ａに向かって（プラスＸ軸方向に向かって）開口している。即ち、開口部の内幅寸法Ｌ１は、曲線部の内径寸法Ｌ２（２×ｒ１）よりも小さい。なお、本例の第１曲線部５７は、仮想線Ｑ１に対して略対称形状をなしている。また、第２連結梁５４２における第２曲線部５８は、Ｘ軸に沿った仮想線Ｑ２上に設けられた中心Ｐ２から半径ｒ２の円周の一部が優弧状をなしており、マイナスＸ軸方向に向かって開口している。即ち、開口部の内幅寸法Ｌ１は、曲線部の内径寸法Ｌ２（２×ｒ２）よりも小さい。なお、本例の第２曲線部５８は、仮想線Ｑ２に対して略対称形状をなしている。
【００６２】
第３連結梁５４３は、基部１１０から連接部５３３がプラスＸ軸方向に延出された後、第１検出振動腕１１２ｂ（マイナスＸ軸方向）に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第１曲線部５７と、さらに第１曲線部５７から連続し、プラスＸ軸方向に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第２曲線部５８とを有している。そして、第３連結梁５４３は、第２曲線部５８から延出され、第１検出振動腕１１２ｂの外側を通る支持連結部１６３を介して、第２支持部１５２に接続されている。第３連結梁５４３は、振動体１０４の中心を通る中心線Ｃに対して、第１連結梁５４１の形状と線対称の形状をなして配置されている。
【００６３】
第４連結梁５４４は、基部１１０から連接部５３４がマイナスＸ軸方向に延出された後、第１検出振動腕１１２ａ（プラスＸ軸方向）に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第１曲線部５７と、さらに第１曲線部５７から連続し、マイナスＸ軸方法に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第２曲線部５８とを有している。そして、第４連結梁５４４は、第２曲線部５８から延出され、第１検出振動腕１１２ａの外側を通る支持連結部１６４を介して、第２支持部１５２に接続されている。第４連結梁５４４は、振動体１０４の中心を通る中心線Ｃに対して、第２連結梁５４２の形状と線対称の形状をなして配置されている。
【００６４】
このように、振動体１０４と第１支持部１５１とを連結する第１連結梁５４１および第２連結梁５４２と、振動体１０４と第２支持部１５２とを連結する第３連結梁５４３および第４連結梁５４４とに、優弧状に設けられた第１曲線部５７および第２曲線部５８とが設けられていることから、曲線の円弧形状を大きくすることができ、衝撃が加わった場合の応力が分散され、応力集中が起こり難くなる。これにより、耐衝撃性を高めたジャイロ素子２を提供することが可能となる。
【００６５】
なお、上述では、第１連結梁５４１の形状および第２連結梁５４２の形状と、第３連結梁５４３の形状および第４連結梁５４４の形状とが、中心線Ｃに対して線対称の形状をなしている例で説明したが、それぞれの連結梁（第１連結梁５４１〜第４連結梁５４４）の形状は、必ずしも中心線Ｃに対して線対称の形状でなくてもよい。それぞれの連結梁の形状が、中心線Ｃに対して線対称の形状でなくても、上述の中心線Ｃに対して線対称の形状と同様の効果を有することができる。
【００６６】
ジャイロ素子１００は、圧電材料である水晶を基材（主要部分を構成する材料）として形成されている。水晶は、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軸を有している。
そして、ジャイロ素子１００は、水晶結晶軸において直交するＸ軸およびＹ軸で規定される平面に沿って切り出されて平板状に加工され、平面と直交するＺ軸方向に所定の厚さを有している。なお、所定の厚さは、発振周波数（共振周波数）、外形サイズ、加工性などにより適宜設定される。
【００６７】
また、ジャイロ素子１００を構成する平板は、水晶からの切り出し角度の誤差を、Ｘ軸、Ｙ軸および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、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、Ｙ軸およびＺ軸についても同様である。
ジャイロ素子１００は、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチング（ウエットエッチングまたはドライエッチング）により形成されている。なお、ジャイロ素子１００は、１枚の水晶ウエハーから複数個取りすることが可能である。
【００６８】
なお、ジャイロ素子１００は、図示しないが、Ｚ軸方向から見た平面視において、一対の第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂおよび一対の第１検出振動腕１１２ａ，１１２ｂの基部１１０との接続部分、質量部１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂの第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂおよび第１検出振動腕１１２ａ，１１２ｂとの接続部分には、応力緩和の観点から、曲線部を設けることが好ましい。
【００６９】
ここで、ジャイロ素子１００の動作について、図５（ａ）、図５（ｂ）に沿って説明する。なお、図５（ａ）は、駆動振動状態を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、角速度が加わった状態における検出振動状態を示す斜視図である。
【００７０】
図５（ａ）に示すように、角速度が加わらない状態において、ジャイロ素子１００の第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂの図示しない駆動用電極に、発振源から所定の周波数による交流電圧の駆動信号が印加されることにより、第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂは、Ｘ軸方向に屈曲振動する。詳述すると、第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂは、Ｘ軸方向において、図５（ａ）で黒矢印、白矢印で示すように、互いに離れる方向と、互いに近づく方向との屈曲振動を交互に繰り返す。つまり、第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂは、互いに逆方向（逆相）に所定の周波数で屈曲振動している。
【００７１】
次に、図５（ｂ）に示すように、この駆動振動状態で、ジャイロ素子１００にＹ軸回りの角速度ωが加わると（ジャイロ素子１００がＹ軸回りに回転すると）、ジャイロ素子１００の第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂには、コリオリ力が作用し、第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂがＺ軸方向（主面１１０ａに直交する方向）に屈曲振動する（ウォークモード振動ともいう）。
ジャイロ素子１００は、この第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂのウォークモード振動に対して、第１検出振動腕１１２ａ，１１２ｂがウォークモードで共振し、Ｚ軸方向に屈曲振動する。詳述すると、第１駆動振動腕１１１ａ，１１１ｂおよび第１検出振動腕１１２ａ，１１２ｂは、Ｚ軸方向において、図３（ｂ）で黒矢印、白矢印で示すように、互いに逆方向（逆相）に駆動振動の周波数に等しい振動数で屈曲振動する。なお、Ｚ軸方向の屈曲振動の振幅は、コリオリ力の大きさに応じて変化する。
【００７２】
ジャイロ素子１００は、この第１検出振動腕１１２ａ，１１２ｂの図示しない検出用電極に生じる第１検出振動腕１１２ａの電気信号（電圧）と、第１検出振動腕１１２ｂの電気信号（電圧）との差分を検出信号として取り出し、この検出信号によって角速度を検出する構成となっている。なお、この検出信号の大きさは、コリオリ力の大きさに応じて変化する。この際、第１検出振動腕１１２ａと第１検出振動腕１１２ｂとでは、振動方向が互いに逆であることから、例えば、第１検出振動腕１１２ａに生じる電圧が＋電位のときに、第１検出振動腕１１２ｂに生じる電圧は−電位となり、第１検出振動腕１１２ａに生じる電圧が−電位のときに、第１検出振動腕１１２ｂに生じる電圧は＋電位となり、相対的に両者の電位差（差分）は大きくなり、角速度の検出精度を向上させることができることとなる。
【００７３】
（パッケージ）
図１に示すように、パッケージ９は、ジャイロ素子２，１００を収納するものである。なお、パッケージ９には、ジャイロ素子２の他に、ジャイロ素子２の駆動等を行うＩＣチップ等が収納されていてもよい。このようなパッケージ９は、その平面視（Ｚ軸方向から見た場合）にて、略矩形状をなしている。
【００７４】
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、凹部の開口を塞ぐようにベースに接合されているリッド（蓋体）９２とを有している。また、ベース９１は、板状の底板９１１と、底板９１１の上面周縁部に設けられている枠状の側壁９１２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、ジャイロ素子２が気密的に収納、設置されている。
【００７５】
ジャイロ素子２，１００は、第１、第２支持部５１，５２にて、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８を介して底板９１１の上面に固定されている。なお、以下では、ジャイロ素子２を例に説明する。第１、第２支持部５１，５２は、ジャイロ素子２のＹ軸方向の両端部に位置するため、このような部分を底板９１１に固定することにより、ジャイロ素子２の振動体４が両持ち支持され、ジャイロ素子２を底板９１１に対して安定的に固定することができる。そのため、ジャイロ素子２の不要な振動（検出したい振動以外の振動）が抑制され、ジャイロ素子２による角速度ωの検出精度が向上する。
【００７６】
また、導電性固定部材８は、第１支持部５１、第２支持部５２に設けられている２つの検出信号端子７１４、２つの検出接地端子７２４、駆動信号端子７３４および駆動接地端子７４４に対応（接触）して、かつ互いに離間して６つ設けられている。また、底板９１１の上面には、２つの検出信号端子７１４、２つの検出接地端子７２４、駆動信号端子７３４および駆動接地端子７４４に対応する６つの接続パッド１０が設けられており、導電性固定部材８を介して、これら各接続パッド１０とそれと対応するいずれかの端子とが電気的に接続されている。
【００７７】
このような構成とすることにより、導電性固定部材８を、ジャイロ素子２を底板９１１に固定するための固定部材として用いることができるとともに、ジャイロ素子２との電気的な接続を行う接続部材として用いることができるため、電子デバイス１の構成の簡易化を図ることができる。
また、導電性固定部材８は、ジャイロ素子２と底板９１１との間にギャップ（隙間）を形成し、これらの接触を防止するギャップ材としても用いられる。これにより、底板９１１との接触によるジャイロ素子２の破壊、破損を防止することができ、正確な角速度の検出と、優れた信頼性を発揮することができる電子デバイス１となる。
なお、各接続パッド１０は、図示しない導体ポストを介してパッケージ９の外部へ引き出されていたり、パッケージ９内にＩＣチップ等を収納する場合には、そのＩＣチップと電気的に接続されていたりする。
【００７８】
ベース９１の構成材料としては、特に限定されないが、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。また、リッド９２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース９１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース９１の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。なお、ベース９１とリッド９２の接合は、特に限定されず、例えば、接着剤を介して接合してもよいし、シーム溶接等により接合してもよい。
【００７９】
以上述べた電子デバイス１によれば、用いられている機能素子としてのジャイロ素子２，１００において、振動体４，１０４と支持部としての第１支持部５１，１５１および第２支持部５２，１５２とを連結するそれぞれの梁に優弧状に設けられた第１曲線部５７および第２曲線部５８が設けられている。優弧状の第１曲線部５７および第２曲線部５８は、円弧形状の曲線を有しているため、ジャイロ素子２，１００に衝撃が加わった場合の応力が分散され、応力集中が起こり難くなる。したがって、耐衝撃性を高めた機能素子としてのジャイロ素子２，１００を得ることが可能となる。
【００８０】
また、第１曲線部５７と第２曲線部５８とが優弧状に連続して設けられていることから、曲線の円弧形状を大きくすることができ、衝撃が加わった場合の応力がさらに分散されて応力集中が起こり難くなる。これにより、さらに耐衝撃性をより高めたジャイロ素子２，１００を提供することが可能となる。
これらにより、このジャイロ素子２，１００を用いている電子デバイス１においても、耐衝撃性を高めることができる。
【００８１】
（変形例）
上述の第１実施形態、および第２実施形態のジャイロ素子２，１００では、第１曲線部５７と第２曲線部５８との二つの曲線部を用いた例で説明したが、曲線部は一つであってもよい。曲線部が一つの構成であっても、曲線を優弧状の円弧とすることができ、衝撃が加わった場合の応力が分散され、応力集中が起こり難くなる。これにより、耐衝撃性を高めた機能素子を提供することが可能となる。また、曲線部が三つ以上の構成であって、二つの場合と同様な効果を有することができる。
【００８２】
（梁部における曲線部の変形例１）
また、梁部における曲線部は、以下のような変形例も適用することができる。先ず、図６を参照して曲線部の変形例１について説明する。図６は、梁部における曲線部の変形例１を示す部分平面図である。
【００８３】
変形例１に係る曲線部としての折り曲げ部５０は、図６に示すように、第１曲線部５７と第１曲線部５７と接続された第２曲線部５８とを有している。第１曲線部５７および第２曲線部５８は、優弧状をなして曲線的に折り曲げられた部分の梁幅寸法Ｗ４が、開口部側の梁幅寸法Ｗ３よりも大きくなるように設けられている。このような梁形状とすることにより、衝撃が加わった場合の応力集中が起き易い、開口部と反対側の梁の幅寸法が大きいため、この部分の梁の強度を高めることができ、より梁の破壊を起こり難くすることが可能となる。なお、開口部側から円周状の折り曲げ部分の頂に向かうに従って梁の幅寸法が順次大きくなるように梁形状とすることがさらに好ましい。このようにすることで、さらに応力を分散させることができ、応力集中を防止することが可能となることから、梁強度を向上させることができる。
【００８４】
（梁部における曲線部の変形例２）
次に、図７を参照して曲線部の変形例２について説明する。図７は、梁部における曲線部の変形例２を示す部分平面図である。変形例２に係る曲線部は、基部４１からの延出方向と開口方向が、前述の実施形態と異なる。
【００８５】
変形例２に係る曲線部は、図７に示すように、基部４１からマイナスＹ軸方向に延出された後、基部４１に向かう方向（プラスＹ軸方向）に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第１曲線部５７と、さらに第１曲線部５７から連続し、マイナスＹ軸方向に向かって開口するように優弧状をなして曲線的に折り曲げられた第２曲線部５８とを有している。このように、Ｙ軸方向に沿って開口する第１曲線部５７および第２曲線部５８であっても、前述の実施形態と同様の効果を有する。なお、Ｘ軸、Ｙ軸に沿った方向に開口するに限らず、Ｘ軸、Ｙ軸と交差する方向に開口する第１曲線部５７および第２曲線部５８であってもよく、同様の効果を有する。なお、上記開口する部分が開口部である。
【００８６】
なお、本発明に係る機能素子（振動体）は、上述した、いわゆるダブルＴ型やＨ型のジャイロ素子に限定されず、例えば、いわゆる二脚音叉、Ｈ型音叉、双音叉、三脚音叉、くし歯型、直交型、角柱型等、種々の機能素子（振動体）であってもよい。
また、本発明に係る機能素子（振動体）は、基板上に形成された圧電薄膜を振動源とする圧電薄膜駆動型の振動素子、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）型の振動素子、静電駆動型の振動素子などにも適用することが可能である。
【００８７】
＜物理量検出装置＞
上述のような機能素子としてのジャイロ素子２，１００は、角速度検出装置、加速度検出装置、圧力計測装置などの物理量検出装置に適用することができる。ここで、ジャイロ素子２を一例として用いた物理量検出装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図８は、物理量検出装置の構成を示す概略図である。
【００８８】
図８に示す物理量検出装置１４００は、本発明に係る機能素子としてのジャイロ素子２を含んでいる。本実施形態では、本発明に係る機能素子として、第１実施形態に係るジャイロ素子２を用いた例について説明する。
【００８９】
物理量検出装置１４００は、図８に示すように、ジャイロ素子２と、駆動回路１４１０と、検出回路１４２０と、を含む。駆動回路１４１０および検出回路１４２０は、図８では図示しないＩＣチップに組み込まれていることができる。
【００９０】
駆動回路１４１０は、本発明における駆動回路として機能し、Ｉ／Ｖ変換回路（電流電圧変換回路）１４１１と、ＡＣ増幅回路１４１２と、振幅調整回路１４１３と、有することができる。駆動回路１４１０は、ジャイロ素子２に形成された駆動信号電極に駆動信号を供給する回路である。以下、駆動回路１４１０について、詳細に説明する。
【００９１】
ジャイロ素子２が振動すると、圧電効果に基づく交流電流が、ジャイロ素子２から出力され、Ｉ／Ｖ変換回路１４１１に入力される。Ｉ／Ｖ変換回路１４１１は、入力された交流電流をジャイロ素子２の振動周波数と同一の周波数の交流電圧信号に変換して出力する。
【００９２】
Ｉ／Ｖ変換回路１４１１から出力された交流電圧信号は、ＡＣ増幅回路１４１２に入力される。ＡＣ増幅回路１４１２は、入力された交流電圧信号を増幅して出力する。
【００９３】
ＡＣ増幅回路１４１２から出力された交流電圧信号は、振幅調整回路１４１３に入力される。振幅調整回路１４１３は、入力された交流電圧信号の振幅を一定値に保持するように利得を制御し、利得制御後の交流電圧信号を、ジャイロ素子２に出力する。この交流電圧信号（駆動信号）によりジャイロ素子２が振動する。
【００９４】
検出回路１４２０は、本発明における検出回路として機能し、チャージアンプ回路１４２１，１４２２と、差動増幅回路１４２３と、ＡＣ増幅回路１４２４と、同期検波回路１４２５と、平滑回路１４２６と、可変増幅回路１４２７と、フィルター回路１４２８と、を有することができる。検出回路１４２０は、ジャイロ素子２の第１検出振動腕４２１に形成された検出電極に生じる第１検出信号と、第２検出振動腕４２２に形成された検出信号電極に生じる第２検出信号と、を差動増幅させて差動増幅信号を生成し、該差動増幅信号に基づいて所定の物理量を検出する回路である。以下、検出回路１４２０について、詳細に説明する。
【００９５】
チャージアンプ回路１４２１，１４２２には、ジャイロ素子２の第１検出振動腕４２１、および第２検出振動腕４２２に形成された検出信号電極により検出された互いに逆位相の検出信号（交流電流）が入力される。例えば、チャージアンプ回路１４２１には、第１検出振動腕４２１に形成された検出電極により検出された第１検出信号が入力され、チャージアンプ回路１４２２には、第２検出振動腕４２２に形成された検出電極により検出された第２検出信号が入力される。そして、チャージアンプ回路１４２１，１４２２は、入力された検出信号（交流電流）を、基準電圧Ｖｒｅｆを中心とする交流電圧信号に変換する。
【００９６】
差動増幅回路１４２３は、チャージアンプ回路１４２１の出力信号と、チャージアンプ回路１４２２の出力信号と、を差動増幅して差動増幅信号を生成する。差動増幅回路１４２３の出力信号（差動増幅信号）は、さらにＡＣ増幅回路１４２４で増幅される。
【００９７】
同期検波回路１４２５は、本発明における検波回路として機能し、駆動回路１４１０のＡＣ増幅回路１４１２が出力する交流電圧信号を基に、ＡＣ増幅回路１４２４の出力信号を同期検波することにより角速度成分を抽出する。
【００９８】
同期検波回路１４２５で抽出された角速度成分の信号は、平滑回路１４２６で直流電圧信号に平滑化され、可変増幅回路１４２７に入力される。
【００９９】
可変増幅回路１４２７は、平滑回路１４２６の出力信号（直流電圧信号）を、設定された増幅率（または減衰率）で増幅（または減衰）して角速度感度を変化させる。可変増幅回路１４２７で増幅（または減衰）された信号は、フィルター回路１４２８に入力される。
【０１００】
フィルター回路１４２８は、可変増幅回路１４２７の出力信号から高周波のノイズ成分を除去し（正確には所定レベル以下に減衰させ）、角速度の方向および大きさに応じた極性および電圧レベルの検出信号を生成する。そして、この検出信号は外部出力端子（図示せず）から外部へ出力される。
【０１０１】
物理量検出装置１４００によれば、上述のとおり、検出回路１４２０は、第１検出振動腕４２１に形成された検出電極に生じる第１検出信号と、第２検出振動腕４２２に形成された検出電極に生じる第２検出信号と、を差動増幅させて差動増幅信号を生成し、該差動増幅信号に基づいて所定の物理量を検出することができる。また、ジャイロ素子２は、外部からＹ軸方向の衝撃が加わった場合に、Ｙ軸の正の方向側と、Ｙ軸の負の方向側と、において、検出信号と駆動信号との静電結合の変化量を（ほぼ）均等に保つことができる。すなわち、第１検出信号と駆動信号との静電結合の変化量と、第２検出信号と駆動信号との静電結合の変化量と、を均等にすることができるので、Ｙ軸方向の衝撃の影響をキャンセルすることができる。したがって、外部から特にＹ軸方向の衝撃が加わっても、安定して検出信号を検出することができると共に、衝撃によるジャイロ素子２の破損を生じにくい物理量検出装置１４００を提供することができる。
【０１０２】
［電子機器］
次いで、本発明の一実施形態に係る機能素子としてのジャイロ素子２，１００を用いた電子デバイス１を適用した電子機器について、図９〜図１１に基づき、詳細に説明する。
【０１０３】
図９は、本発明の一実施形態に係る電子デバイス１を備える電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成の概略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１１０１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、角速度を検出する機能を備えたジャイロ素子２を用いた電子デバイス１が内蔵されている。
【０１０４】
図１０は、本発明の一実施形態に係る電子デバイス１を備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成の概略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、角速度センサー等として機能するジャイロ素子２を用いた電子デバイス１が内蔵されている。
【０１０５】
図１１は、本発明の一実施形態に係る電子デバイス１を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略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、デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等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。
【０１０６】
デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３０１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１３０１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（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【０１０７】
撮影者が表示部１３０１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、このデジタルスチールカメラ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。さらに、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ールカメラ１３００には、角速度センサー等として機能するジャイロ素子２を用いた電子デバイス１が内蔵されている。
【０１０８】
なお、本発明の一実施形態に係る電子デバイス１は、図９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１０の携帯電話機、図１１のデジタルスチールカメラの他にも、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（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。
【０１０９】
［移動体］
図１２は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車５０６には本発明に係るジャイロ素子２を用いた電子デバイス１が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車５０６には、ジャイロ素子２を用いた電子デバイス１を内蔵してタイヤ５０９などを制御する電子制御ユニット５０８が車体５０７に搭載されている。また、電子デバイス１は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１…電子デバイス、２，１００…機能素子としてのジャイロ素子、４，１０４…振動体、８…導電性固定部材（導電性接着剤）、９…パッケージ、１０…接続パッド、４１，１１０…基部、５０…折り曲げ部、５１，１５１…支持部としての第１支持部、５２，１５２…支持部としての第２支持部、５７…第１曲線部、５８…第２曲線部、６１…梁としての第１梁、６２…梁としての第２梁、６３…梁としての第３梁、６４…梁としての第４梁、６５，６６，６７，６８…接続部分、９１…ベース、９２…リッド、１１１ａ，１１１ｂ…第１駆動振動腕、１１２ａ，１１２ｂ…第１検出振動腕、４２１…第１検出振動腕、４２２…第２検出振動腕、４２５，４２６，４４５，４４６，４４７，４４８…重量部（ハンマーヘッド）、４３１…第１連結腕、４３２…第２連結腕、４４１…第１駆動振動腕、４４２…第３駆動振動腕、４４３…第２駆動振動腕、４４４…第４駆動振動腕、５０６…移動体としての自動車、５４１…梁としての第１連結梁、５４２…梁としての第２連結梁、５４３…梁としての第３連結梁、５４４…梁としての第４連結梁、７１４…検出信号端子、７２４…検出接地端子、７３４…駆動信号端子、７４４…駆動接地端子、９１１…底板、９１２…側壁、１１００…電子機器としてのモバイル型のパーソナルコンピューター、１２００…電子機器としての携帯電話機、１３００…電子機器としてのデジタルスチールカメラ、１４００…電子デバイスとしてのジャイロセンサー。
【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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