(57)【要約】【課題】振動腕を大きく振動させることで角速度、加速度などの検出能力を高め、更に分極を容易にする振動子を得ることを目的とする。【解決手段】基部と、第１および第２振動腕と、を備え、前記第１振動腕には、第１圧電体、および前記第１圧電体に対して前記第２振動腕側に配設される第２圧電体と、前記第２振動腕には、前記第２振動腕の延出方向に配設される第３圧電体、および前記第３圧電体に対して前記第１振動腕側に配設される第４圧電体と、を有し、前記第１〜４圧電体は、下部電極、圧電膜、および上部電極を備え、前記第１、３圧電体に備える前記下部電極とが接続された第１接続電極と、前記第１、３圧電体に備える前記上部電極とが接続された第２接続電極と、前記第２、４圧電体に備える前記下部電極と、が接続された第３接続電極と、前記第２、４圧電体に備える前記上部電極とが接続された第４接続電極と、を前記基部に備えている振動子。【選択図】図１
2015031512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部から延出している第１振動腕および第２振動腕と、を備え、
前記第１振動腕の少なくとも一方の主面には、前記第１振動腕の延出方向に配設されている第１圧電体、および前記第１圧電体に対して前記第２振動腕側に配設されている第２圧電体と、を有し、
前記第２振動腕の少なくとも一方の主面には、前記第２振動腕の延出方向に配設される第３圧電体、および前記第３圧電体に対して前記第１振動腕側に配設されている第４圧電体と、を有し、
前記第１圧電体、前記第２圧電体、前記第３圧電体および前記第４圧電体は、それぞれ前記主面側から順に積層されている下部電極、圧電膜、および上部電極を備え、
前記第１圧電体に備える前記下部電極と、前記第３圧電体に備える前記下部電極と、が電気的に接続された第１接続電極と、
前記第１圧電体に備える前記上部電極と、前記第３圧電体に備える前記上部電極と、が電気的に接続された第２接続電極と、
前記第２圧電体に備える前記下部電極と、前記第４圧電体に備える前記下部電極と、が電気的に接続された第３接続電極と、
前記第２圧電体に備える前記上部電極と、前記第４圧電体に備える前記上部電極と、が電気的に接続された第４接続電極と、を前記基部に備えている、
ことを特徴とする振動子。
【請求項２】
前記基部の一方から延出している前記第１振動腕および前記第２振動腕と、
前記基部の他方から延出し、コリオリ力による振動を検出する第１検出腕および第２検出腕と、
を備えている、
こと特徴とする請求項１に記載の振動子。
【請求項３】
前記基部は、
基台と、前記基台から互いに反対方向に延出されている第１連結腕および第２連結腕とを含み、
前記第１連結腕および前記第２連結腕の前記基台からの延出方向と交差する方向に、前記基台から互いに反対方向に延出し、コリオリ力による振動を検出する第１検出腕および第２検出腕とを備えている、
ことを特徴とする請求項１記載の振動子。
【請求項４】
基部と、
前記基部から延出している第１振動腕および第２振動腕と、を備える振動素子と、
前記振動素子と梁部により連結された固定部と、を備え
前記第１振動腕の少なくとも一方の主面には、前記第１振動腕の延出方向に配設される第１圧電体、および前記第１圧電体に対して前記第２振動腕側に配設されている第２圧電体と、を有し、
前記第２振動腕の少なくとも一方の主面には、前記第２振動腕の延出方向に配設される第３圧電体、および前記第３圧電体に対して前記第１振動腕側に配設されている第４圧電体と、を有し、
前記第１圧電体、前記第２圧電体、前記第３圧電体および前記第４圧電体は、それぞれ前記主面側から順に積層される下部電極、圧電膜、および上部電極を備え、
前記第１圧電体に備える前記下部電極と、前記第３圧電体に備える前記下部電極と、が電気的に接続された第１接続電極と、
前記第１圧電体に備える前記上部電極と、前記第３圧電体に備える前記上部電極と、が電気的に接続された第２接続電極と、
前記第２圧電体に備える前記下部電極と、前記第４圧電体に備える前記下部電極と、が電気的に接続された第３接続電極と、
前記第２圧電体に備える前記上部電極と、前記第４圧電体に備える前記上部電極と、が電気的に接続された第４接続電極と、を前記固定部に備えている、
ことを特徴とする振動子。
【請求項５】
前記基部の一方から延出している前記第１振動腕および前記第２振動腕と、
前記基部の他方から延出し、コリオリ力による振動を検出する第１検出腕および第２検出腕と、
を備えている、
こと特徴とする請求項４に記載の振動子。
【請求項６】
前記基部は、
基台と、前記基台から互いに反対方向に延出されている第１連結腕および第２連結腕とを含み、
前記第１連結腕および前記第２連結腕の前記基台からの延出方向と交差する方向に、前記基台から互いに反対方向に延出し、コリオリ力による振動を検出する第１検出腕および第２検出腕とを備えている、
ことを特徴とする請求項４に記載の振動子。
【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子と、
前記振動子を振動させる駆動回路と、
を備える、
ことを特徴とする電子デバイス。
【請求項８】
前記第１接続電極と前記第４接続電極とが、
前記第２接続電極と前記第３接続電極とが、
それぞれ電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項７に記載の電子デバイス。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の振動子、もしくは電子デバイスを備えている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の振動子、もしくは電子デバイス、もしくは電子機器を備えている、
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、振動子、電子デバイス、電子機器および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
角速度、加速度などの物理量を検出するセンサー素子は、例えば、自動車などの車両における車体制御、カーナビゲーションシステムの自動位置検出、デジタルカメラあるいはビデオカメラなどの手ぶれ補正装置と呼ばれる振動制御装置、などに用いられる。このセンサー素子としては、角速度センサーが知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の角速度センサーは、音叉形状の基板上に、下部電極層、圧電層、上部電極層の順に積層され、上部電極層を励振電極と検出電極とに分割され、下部電極層は励振電極と検出電極の共通下部電極として機能している。励振電極と下部電極層との間に電圧が加えられ圧電層が伸縮し、音叉形状の腕が屈曲振動する。そして、音叉形状の腕が屈曲振動状態にあるとき音叉形状の腕と平行方向を軸とする角速度が加えられると、音叉形状の腕の振動方向に垂直な方向にたわみが生じる。そしてこのたわみ量を検出電極と下部電極層との間に励起された電位として検出し、角速度を検出するものであった。
【０００４】
角速度センサーでは、付加される角速度に対して音叉形状の腕のたわみを大きく発生させるには、励振電極による腕の屈曲振動を大きく振れさせることが有効であることが知られているが、特許文献１に記載の角速度センサーでは、下部電極層を励振電極と検出電極との共通の下部電極層として構成しているため、励振電極と下部電極層との間に加えることができる電圧は、下部電極層を基準電圧として、励振電極に所定電圧を付加することしかできない。しかし、小型化される角速度センサーでは付加できる電圧には制約があり、屈曲振動を大きく振らせることが困難であった。
【０００５】
そこで、特許文献２に記載の角速度センサー素子では、両端が固定された伝達腕（基部）と、伝達腕の両端部からそれぞれ互いに反対方向に延出する１対の振動腕（駆動用振動腕）と、伝達腕の中央から互いに反対方向に延出する１対の検出腕（検出用振動腕）と、各振動腕および各検出腕にそれぞれ設けられた圧電素子と、を備える構成とした。このような角速度センサー素子では、通電により各振動腕の１対の圧電素子の一方を伸張させ、他方を収縮させる動作を交互に繰り返すことにより、振動腕を屈曲振動（駆動振動）させる。そして、振動腕が駆動状態にあるときに角速度を受けると、コリオリ力により伝達腕および検出腕に屈曲振動が励振され、検出腕の１対の圧電素子に電荷が生じ、信号として出力される。この信号から角速度を検出することができる。
【０００６】
このように振動腕を励振させる、あるいは検出腕の振動を検出する圧電素子は、その製造の過程において上部電極と下部電極との間に高電圧を印加して、圧電体を分極処理し、上下電極間に電圧を印加することで伸縮する性質を付与する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−５５７９５号公報
【特許文献２】特開２００９−１５６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献２には、上下電極の配線方法についての開示が無い。そこで、小型のセンサーとしての振動子に形成される配線の形態によって、圧電体に印加できる電圧を高めることができ、振動腕を大きく振動させることで角速度、加速度などの検出能力を高め、更に分極を容易にする振動子を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
〔適用例１〕本適用例の振動子は、基部と、前記基部から延出している第１振動腕および第２振動腕と、を備え、前記第１振動腕の少なくとも一方の主面には、前記第１振動腕の延出方向に配設されている第１圧電体、および前記第１圧電体に対して前記第２振動腕側に配設されている第２圧電体と、を有し、前記第２振動腕の少なくとも一方の主面には、前記第２振動腕の延出方向に配設される第３圧電体、および前記第３圧電体に対して前記第１振動腕側に配設されている第４圧電体と、を有し、前記第１圧電体、前記第２圧電体、前記第３圧電体および前記第４圧電体は、それぞれ前記主面側から順に積層されている下部電極、圧電膜、および上部電極を備え、前記第１圧電体に備える前記下部電極と、前記第３圧電体に備える前記下部電極と、が電気的に接続された第１接続電極と、前記第１圧電体に備える前記上部電極と、前記第３圧電体に備える前記上部電極と、が電気的に接続された第２接続電極と、前記第２圧電体に備える前記下部電極と、前記第４圧電体に備える前記下部電極と、が電気的に接続された第３接続電極と、前記第２圧電体に備える前記上部電極と、前記第４圧電体に備える前記上部電極と、が電気的に接続された第４接続電極と、を前記基部に備えていることを特徴とする。
【００１１】
本適用例の振動子によれば、第１振動腕および第２振動腕に備える第１〜第４圧電体は、各々が圧電膜を挟持するように下部電極と上部電極とを備え、圧電膜に対して下部電極と上部電極とにより大きな電圧を印加することができる。従って、電圧が印加された圧電膜は大きな伸縮動作を繰り返し、その結果、第１振動腕および第２振動腕に大きな屈曲振動を励振させることができる。また、第１振動腕に備える第２圧電体が、第１圧電体に対して第２振動腕側に配置され、第２振動腕に備える第４圧電体が、第３圧電体に対して第１振動腕側に配置されている、すなわち、言い換えると、第１圧電体と第３圧電体は第１、第２振動腕の配置における外側、第２圧電体と第４圧電体は第１、第２振動腕の配置における内側、に備えられている。そして、外側に配置される第１圧電体と第３圧電体の下部電極同士および上部電極同士が電気的に接続されていることで、第１圧電体と第３圧電体の下部電極と上部電極との間に付加される電圧を略一致させることができる。同じく、内側に配置される第２圧電体と第４圧電体の下部電極同士および上部電極同士が電気的に接続されていることで、第２圧電体と第４圧電体の下部電極と上部電極との間に印加される電圧を略一致させることができる。従って、第１振動腕の屈曲振動と第２振動腕の屈曲振動における振動のずれが抑制される。
【００１２】
〔適用例２〕上述の適用例において、前記基部の一方から延出している前記第１振動腕および前記第２振動腕と、前記基部の他方から延出し、コリオリ力による振動を検出する第１検出腕および第２検出腕とを備えていること特徴とする。
【００１３】
上述の適用例によれば、第１振動腕および第２振動腕に大きな屈曲振動を励振させることにより、振動子に角速度が印加された場合に生じるコリオリ力により励振される検出腕の屈曲振動を大きくすることができ、角速度センサーとしての振動子の角速度検出性能、すなわち検出感度を高めることができる。
【００１４】
〔適用例３〕上述の適用例において、前記基部は、基台と、前記基台から互いに反対方向に延出されている第１連結腕および第２連結腕とを含み、前記第１連結腕および前記第２連結腕の前記基台からの延出方向と交差する方向に、前記基台から互いに反対方向に延出し、コリオリ力による振動を検出する第１検出腕および第２検出腕とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
上述の適用例によれば、基部に対して一方に設けられている第１振動腕と、他方に設けられている第２振動腕と、を備えた振動子であり、このような振動子は、第１振動腕の振動と第２振動腕の振動を基部で相殺することができるので、振動漏れ、いわゆる振動のノイズ成分を抑制し易い。従って、コリオリ力をより大きく発生させることができると同時にノイズ成分を抑制でき、検出感度を高めることができる。
【００１６】
〔適用例４〕本適用例の振動子は、基部と、前記基部から延出している第１振動腕および第２振動腕と、を備える振動素子と、前記振動素子と梁部により連結された固定部と、を備え前記第１振動腕の少なくとも一方の主面には、前記第１振動腕の延出方向に配設される第１圧電体、および前記第１圧電体に対して前記第２振動腕側に配設されている第２圧電体と、を有し、前記第２振動腕の少なくとも一方の主面には、前記第２振動腕の延出方向に配設される第３圧電体、および前記第３圧電体に対して前記第１振動腕側に配設されている第４圧電体と、を有し、前記第１圧電体、前記第２圧電体、前記第３圧電体および前記第４圧電体は、それぞれ前記主面側から順に積層される下部電極、圧電膜、および上部電極を備え、前記第１圧電体に備える前記下部電極と、前記第３圧電体に備える前記下部電極と、が電気的に接続された第１接続電極と、前記第１圧電体に備える前記上部電極と、前記第３圧電体に備える前記上部電極と、が電気的に接続された第２接続電極と、前記第２圧電体に備える前記下部電極と、前記第４圧電体に備える前記下部電極と、が電気的に接続された第３接続電極と、前記第２圧電体に備える前記上部電極と、前記第４圧電体に備える前記上部電極と、が電気的に接続された第４接続電極と、を前記固定部に備えていることを特徴とする。
【００１７】
本適用例の振動子によれば、振動子をパッケージに実装し、電子デバイスとして構成する場合、振動素子が梁部を介して固定部によって実装することができ、振動素子の振動漏れを抑制することができる。更に、接続電極を固定部に配置することにより、パッケージに振動子を接合材等で接合できるため、パッケージの高さを低減できる。また、電子デバイスを構成する部材点数の削減を図ることができ、製造コストの削減ができる。更に、振動素子を梁部で固定部と接続しているので、振動素子の振動阻害を抑制できる。
【００１８】
〔適用例５〕上述の適用例において、前記基部の一方から延出している前記第１振動腕および前記第２振動腕と、前記基部の他方から延出し、コリオリ力による振動を検出する第１検出腕および第２検出腕と、を備えていること特徴とする。
【００１９】
上述の適用例によれば、第１振動腕および第２振動腕に大きな屈曲振動を励振させることにより、振動子に角速度が付加された場合に生じるコリオリ力により励振される検出腕の屈曲振動を大きくすることができ、角速度センサーとしての振動子の角速度検出性能、すなわち検出感度を高めることができる。
【００２０】
〔適用例６〕上述の適用例において、前記基部は、基台と、前記基台から互いに反対方向に延出されている第１連結腕および第２連結腕とを含み、記第１連結腕および前記第２連結腕の前記基台からの延出方向と交差する方向に、前記基台から互いに反対方向に延出し、コリオリ力による振動を検出する第１検出腕および第２検出腕とを備えていることを特徴とする。
【００２１】
上述の適用例によれば、基部に対して一方に設けられている第１振動腕と他方に設けられている第２振動腕を備えた振動子であり、このような振動子は、第１振動腕の振動と第２振動腕の振動を基部で相殺することができるので、振動漏れ、いわゆる振動のノイズ成分を抑制し易い。従って、コリオリ力をより大きく発生させることができると同時にノイズ成分を抑制でき、検出感度を高めることができる。
【００２２】
〔適用例７〕本適用例の電子デバイスは、上述の振動子と、前記振動子を振動させる駆動回路と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
本適用例の電子デバイスによれば、第１振動腕の屈曲振動と第２振動腕の屈曲振動における振動のずれが抑制された正確な駆動振動を得ることができ、更に、センサー素子としての振動子を備えた場合には、高い精度で角速度などの外力を検出することができる。
【００２４】
〔適用例８〕上述の適用例において、前記第１接続電極と前記第４接続電極とが、前記第２接続電極と前記第３接続電極とが、それぞれ電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２５】
上述の適用例によれば、圧電体に備える圧電膜に付加される電圧（電荷）が均等となり、第１振動腕と第２振動腕との振動ずれはなお一層抑制され、正確な屈曲振動を得ることができ、更に、センサー素子としての振動子を備えた場合には、高い精度で角速度などの外力を検出することができる。
【００２６】
〔適用例９〕本適用例の電子機器は、上述の振動子、もしくは電子デバイスを備えていることを特徴とする。
【００２７】
本適用例の電子機器によれば、圧電体に備える圧電膜に付加される電圧（電荷）が均等となり、第１振動腕と第２振動腕との振動ずれはなお一層抑制され、正確な屈曲振動を得ることができ、更に、センサー素子としての振動子を備えた場合には、高い精度で角速度などの外力を検出することができ、安定した動作を得ることができる。
【００２８】
〔適用例１０〕本適用例の移動体は、上述の振動子、もしくは電子デバイス、もしくは電子機器を備えていることを特徴とする。
【００２９】
本適用例の移動体によれば、圧電体に備える圧電膜に付加される電圧（電荷）が均等となり、第１振動腕と第２振動腕との振動ずれはなお一層抑制され、正確な屈曲振動を得ることができ、更に、センサー素子としての振動子を備えた場合には、高い精度で角速度などの外力を検出することができ、安定した動作を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態に係る振動子の、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´部の拡大断面図。
【図２】第１実施形態に係る振動子の、（ａ）は図１（ａ）に示す基部近傍を示す部分平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ´部の拡大断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ´部の拡大断面図、（ｄ）は（ａ）に示すＤ−Ｄ´部の拡大断面図、（ｅ）は（ａ）に示すＥ−Ｅ´部の拡大断面図。
【図３】第１実施形態に係る振動子の動作を説明する、（ａ）は振動子の静的な状態を示す平面図、（ｂ）は振動子の動作状態を示す平面図。
【図４】第１実施形態に係る振動子の配線と圧電体に備える下部電極と上部電極との関係を模式的に説明する分解斜視図。
【図５】第１実施形態に係る振動子のその他の形態を示す平面図。
【図６】その他の形態の振動子の集合体としてのウエハーを示す部分平面図。
【図７】第２実施形態に係る振動子を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＧ−Ｇ´部の断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＨ−Ｈ´部の断面図。
【図８】第３実施形態に係る電子デバイスを示す平面図。
【図９】図８に示すＪ−Ｊ´部の断面図。
【図１０】第４実施形態に係る電子機器としてのスマートフォンを示す外観図。
【図１１】第４実施形態に係る電子機器としてのデジタルスチルカメラを示す外観図。
【図１２】第５実施形態に係る移動体としての自動車を示す外観図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００３２】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態に係る振動子を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１（ａ）に示すＡ−Ａ´部の拡大断面図である。
【００３３】
図１（ａ）に示す振動子１００は、シリコン（Ｓｉ）などの半導体、あるいは非圧電性の絶縁材から構成することができ、本実施形態ではシリコン基材により形成された振動子１００を例示する。振動子１００は、後述する電子デバイスとしてのセンサーデバイスとして構成する場合に、パッケージの基板に接続される基台１０を備えている。基台１０からは、図示するＸ方向に互いに反対方向に延出する第１連結腕２１と、第２連結腕２２と、を備え、基部を構成している。第１連結腕２１からは第１振動部３１ａがＹ方向に延出し、第１振動部３１ａのＹ方向の両端には錘部３１ｂが形成され、第１振動腕３１が構成される。第２連結腕２２からは第２振動部３２ａがＹ方向に延出し、第２振動部３２ａのＹ方向の両端には錘部３２ｂが形成され、第２振動腕３２が構成される。
【００３４】
更に基台１０は、第１連結腕２１、第２連結腕２２が延出されるＸ方向に交差するＹ方向の一方に延出する第１検出部４１ａと、第１検出部４１ａの端部に形成された錘部４１ｂとを備える第１検出腕４１と、Ｙ方向の他方に延出する第２検出部４２ａと、第２検出部４２ａの端部に形成された錘部４２ｂとを備える第２検出腕４２と、を備えている。
【００３５】
第１振動腕３１の第１振動部３１ａの平面視における主面としての一方の面３１ｃには、第１振動部３１ａの延出方向であるＹ方向に沿って、基台１０から離間する方向、すなわち外側に第１圧電体５１が形成され、第１圧電体５１より基台１０側、すなわち内側には第２圧電体５２が第１圧電体５１に並行して形成されている。また、第２振動腕３２の第２振動部３２ａの平面視における主面としての一方の面３２ｃには、第２振動部３２ａの延出方向であるＹ方向に沿って、基台１０から離間する方向、すなわち外側に第３圧電体５３が形成され、第３圧電体５３より基台１０側、すなわち内側には第４圧電体５４が第３圧電体５３に並行して形成されている。
【００３６】
更に、第１検出腕４１の第１検出部４１ａの主面としての一方の面４１ｃには、第１検出部４１ａの延出方向に沿って、並行して第１検出圧電体６１と第２検出圧電体６２が形成され、第２検出腕４２の第２検出部４２ａの主面としての一方の面４２ｃには、第２検出部４２ａの延出方向に沿って、並行して第３検出圧電体６３と第４検出圧電体６４が形成されている。
【００３７】
図１（ｂ）に示すように、第１圧電体５１、第２圧電体５２、第３圧電体５３、第４圧電体５４、第１検出圧電体６１、第２検出圧電体６２、第３検出圧電体６３、および第４検出圧電体６４は、次のように構成されている。
【００３８】
第１圧電体５１は面３１ｃ上に、下部電極５１ａ、圧電膜５１ｂ、上部電極５１ｃの順に積層されて構成される。同様に、第２圧電体５２は面３１ｃ上に、下部電極５２ａ、圧電膜５２ｂ、上部電極５２ｃの順に積層され、第３圧電体５３は面３２ｃ上に、下部電極５３ａ、圧電膜５３ｂ、上部電極５３ｃの順に積層され、第４圧電体５４は面３２ｃ上に、下部電極５４ａ、圧電膜５４ｂ、上部電極５４ｃの順に積層されて構成される。
【００３９】
そして、第１検出圧電体６１は面４１ｃ上に、下部電極６１ａ、圧電膜６１ｂ、上部電極６１ｃの順に積層されて構成される。同様に、第２検出圧電体６２は面４１ｃ上に、下部電極６２ａ、圧電膜６２ｂ、上部電極６２ｃの順に積層されて構成され、第３検出圧電体６３は面４２ｃ上に、下部電極６３ａ、圧電膜６３ｂ、上部電極６３ｃの順に積層され、第４検出圧電体６４は面４２ｃ上に、下部電極６４ａ、圧電膜６４ｂ、上部電極６４ｃの順に積層されて構成される。なお、主面としての一方の面３１ｃ，３２ｃ，４１ｃ，４２ｃは、本実施形態の振動子１００では同一面として適用している。
【００４０】
圧電膜５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ，６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ，６４ｂの材料としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ3）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）などを用いることができるが、中でもＰＺＴを用いることが好ましい。また、下部電極５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａ、および上部電極５１ｃ，５２ｃ，５３ｃ，５４ｃ，６１ｃ，６２ｃ，６３ｃ，６４ｃには、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）などの金属材料や、ＩＴＯ、ＺｎＯなどの透明電極材料により形成することができる。
【００４１】
第１連結腕２１、基台１０、および第２連結腕２２の主面としての面２１ａ、面１０ａおよび面２２ａ上に、第１振動部３１ａに形成された第１圧電体５１と、第２振動部３２ａに形成された第３圧電体５３と、を電気的に接続する配線７１が形成されている。また、面２１ａ，１０ａ，２２ａ上に、第１振動部３１ａに形成された第２圧電体５２と、第２振動部３２ａに形成された第４圧電体５４と、を電気的に接続する配線７２が形成されている。
【００４２】
配線７１には、第１圧電体５１の下部電極５１ａと第３圧電体５３の下部電極５３ａとに電気的に接続された第１接続電極７１ａと、第１圧電体５１の上部電極５１ｃと第３圧電体５３の上部電極５３ｃとに電気的に接続された第２接続電極７１ｂと、が備えられている。また、配線７２には、第２圧電体５２の下部電極５２ａと第４圧電体５４の下部電極５４ａとに電気的に接続された第３接続電極７２ａと、第２圧電体５２の上部電極５２ｃと第４圧電体５４の上部電極５４ｃとに電気的に接続された第４接続電極７２ｂと、が備えられている。これら接続電極７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂは、後述する電子デバイスとして実装された際のボンディングワイヤーが接続される電極である。
【００４３】
更に、基台１０の面１０ａ上には、第１検出圧電体６１の下部電極６１ａと電気的に接続された第１検出電極８１、第１検出圧電体６１の上部電極６１ｃと電気的に接続された第２検出電極８２、第２検出圧電体６２の下部電極６２ａと電気的に接続された第３検出電極８３、第２検出圧電体６２の上部電極６２ｃと電気的に接続された第４検出電極８４が形成されている。また、同様に基台１０の面１０ａ上には、第３検出圧電体６３の下部電極６３ａと電気的に接続された第５検出電極８５、第３検出圧電体６３の上部電極６３ｃと電気的に接続された第６検出電極８６、第４検出圧電体６４の下部電極６４ａと電気的に接続された第７検出電極８７、第４検出圧電体６４の上部電極６４ｃと電気的に接続された第８検出電極８８が形成されている。これら検出電極８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８は、後述する電子デバイスとして実装された際のボンディングワイヤーが接続される電極である。
【００４４】
図２により、配線７１，７２、接続電極７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ、および検出電極８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８の概略構成を説明する。図２に示す（ａ）は図１（ａ）に示す振動子１００の基台１０近傍を示す部分平面図、（ｂ）は図２（ａ）に示すＢ−Ｂ´部の拡大断面図、（ｃ）は図２（ａ）に示すＣ−Ｃ´部の拡大断面図、（ｄ）は（ａ）に示すＤ−Ｄ´部の拡大断面図、（ｅ）は図２（ａ）に示すＥ−Ｅ´部の拡大断面図である。
【００４５】
図１（ａ）および図２（ａ）に示す配線７１は、図２（ｂ）に示すように第１連結腕２１、第２連結腕２２、および基台１０の主面としての一方の面２１ａ，２２ａ，１０ａ上に第１圧電体５１の下部電極５１ａと、第３圧電体５３（図１（ｂ）参照）の下部電極５３ａと、を電気的に接続する下部配線７１ｃを備えている。そして下部配線７１ｃ上には、絶縁層７１ｄが第１圧電体５１の圧電膜５１ｂと、第３圧電体５３の圧電膜５３ｂと、から延在している。絶縁層７１ｄは、例えば酸化シリコンなどの酸化膜、あるいはエポキシ樹脂などの電気絶縁性を備える樹脂などで形成されてもよく、圧電膜５１ｂ，５３ｂを延設させた圧電膜であってもよい。絶縁層７１ｄを圧電膜により構成することにより、成膜工程を削減し、コストダウンを図ることができる。更に、絶縁層７１ｄ上には第１圧電体５１の上部電極５１ｃと、第３圧電体５３の上部電極５３ｃと、を電気的に接続する上部配線７１ｅを備えている。
【００４６】
配線７２も同様に、第１連結腕２１、第２連結腕２２、および基台１０の主面としての一方の面２１ａ，２２ａ，１０ａ上に第２圧電体５２の下部電極５２ａと、第４圧電体５４（図１（ｂ）参照）の下部電極５４ａと、を電気的に接続する下部配線７２ｃを備えている。そして下部配線７２ｃ上には、絶縁層７２ｄが第２圧電体５２の圧電膜５２ｂと、第４圧電体５４の圧電膜５４ｂと、から延在している。絶縁層７２ｄは、例えば酸化シリコンなどの酸化膜、あるいはエポキシ樹脂などの電気絶縁性を備える樹脂などで形成されてもよく、圧電膜５２ｂ，５４ｂを延設させた圧電膜であってもよい。更に、絶縁層７２ｄ上には第２圧電体５２の上部電極５２ｃと、第４圧電体５４の上部電極５４ｃと、を電気的に接続する上部配線７２ｅを備えている。
【００４７】
配線７１は、第２圧電体５２および第４圧電体５４に交差して配設される（図１（ａ）も参照）。この交差部においては、図２（ｃ）に示すように配線７１の下部配線７１ｃと第２圧電体５２の上部電極５２ｃとの間に絶縁層５２ｄが形成され、上部電極５２ｃと配線７１の下部配線７１ｃとの間の電気的な短絡（ショート）を防止している。
【００４８】
上述したように、配線７１からは、第１圧電体５１の下部電極５１ａと、第３圧電体５３の下部電極５３ａと、に電気的に接続された第１接続電極７１ａが形成されている。また、第１圧電体５１の上部電極５１ｃと、第３圧電体５３の上部電極５３ｃと、に電気的に接続された第２接続電極７１ｂが形成されている。これら、接続電極７１ａ，７１ｂは図２（ｄ）に示すように形成されている。先ず第１接続電極７１ａは、配線７１の下部配線７１ｃから延出され接続パッドとして形成される。これにより第１接続電極７１ａは、第１圧電体５１の下部電極５１ａと、第３圧電体５３の下部電極５３ａと、に電気的に接続された接続電極となる。
【００４９】
第２接続電極７１ｂは、配線７１の電極パッド状に形成された部位の上部配線７１ｅにより構成されている。従って、第２接続電極７１ｂは、第１圧電体５１の上部電極５１ｃと、第３圧電体５３の上部電極５３ｃと、に電気的に接続された接続電極となる。配線７２においても、同様に第３接続電極７２ａは、配線７２の下部配線７２ｃから延出され接続パッドとして形成される。これにより第３接続電極７２ａは、第２圧電体５２の下部電極５２ａと、第４圧電体５４の下部電極５４ａと、に電気的に接続された接続電極となり、第４接続電極７２ｂは、配線７２の電極パッド状に形成された部位の上部配線７２ｅにより構成され、第４接続電極７２ｂが、第２圧電体５２の上部電極５２ｃと、第４圧電体５４の上部電極５４ｃと、に電気的に接続された接続電極となる。
【００５０】
また、検出腕４１，４２に形成された検出圧電体６１，６２，６３，６４から延出された検出電極８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８は、図２（ｅ）に示す第４検出圧電体６４の場合で例示するように、第４検出圧電体６４の下部電極６４ａから第８検出電極８８が延出され、第４検出圧電体６４から延出された上部電極６４ｃにより構成される第７検出電極８７が設けられる。
【００５１】
次に振動子１００の動作について説明する。図３（ａ）は、振動子１００の静的な状態における第１振動腕３１および第２振動腕３２の動作状態を示す平面図である。図３（ａ）に示すように、振動子１００は角速度などの外力が付加されていない、すなわち静的な状態において、第１振動部３１ａに備えられた第１圧電体５１および第２圧電体５２と、第２振動部３２ａに備えられた第３圧電体５３および第４圧電体５４を構成する図１（ｂ）に示す下部電極５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａと上部電極５１ｃ，５２ｃ，５３ｃ，５４ｃとの間に駆動信号となる電圧が印加され、圧電膜５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂが伸縮し、第１振動部３１ａおよび第２振動部３２ａを面内屈曲振動させる。この屈曲振動は、錘部３１ｂ，３２ｂが互いに離間および接近する、図３（ａ）に示すＲ方向の振動が所定の周波数で励振される。
【００５２】
次に、図３（ａ）で示した静的状態の振動子１００にＺ軸周りの角速度が加わると、図３（ｂ）に示す動作状態となる。図３（ｂ）に示すように、振動子１００にＺ軸周りの角速度ωが付加されると、第１振動腕３１および第２振動腕３２には、それぞれコリオリ力が働く。このコリオリ力により、第１連結腕２１および第２連結腕２２に図示する矢印Ｓ方向の屈曲振動が発生する。この矢印Ｓ方向の屈曲振動を打ち消すように、第１検出腕４１および第２検出腕４２が矢印で示すｒ方向の屈曲振動が励振される。
【００５３】
第１検出腕４１の第１検出部４１ａに形成された第１検出圧電体６１および第２検出圧電体６２は、ｒ方向の屈曲振動に合わせて第１検出圧電体６１、および第２検出圧電体６２に備える圧電膜６１ｂ，６２ｂ（図１（ｂ）参照）は伸縮あるいは屈曲し、表面電荷が生じる。生じた表面電荷は、下部電極６１ａ，６２ａと上部電極６１ｃ，６２ｃを介して出力信号として取り出される。また同様に、第２検出腕４２の第２検出部４２ａに形成された第３検出圧電体６３、および第４検出圧電体６４は、ｒ方向の屈曲振動に合わせて第３検出圧電体６３、および第４検出圧電体６４に備える圧電膜６３ｂ，６４ｂ（図１（ｂ）参照）は伸縮あるいは屈曲し、表面電荷が生じる。生じた正面電荷は、下部電極６３ａ，６４ａと上部電極６３ｃ，６４ｃを介して出力信号として取り出される。取り出された第１検出腕４１と第２検出腕４２とからの出力信号から角速度ωが求められる。
【００５４】
上述したように、振動腕３１，３２に備える圧電体５１，５２，５３，５４に所定の電圧を印加することで、圧電体５１，５２，５３，５４に備える圧電膜５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂが伸縮することにより振動腕３１，３２が屈曲振動する。このとき、圧電膜５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂに印加される電圧が大きいほど、振動腕３１，３２の屈曲振動を大きく振動させることができる。特に、慣性センサー素子として振動子１００を用いる場合には、振動子１００に付加される角速度によるコリオリ力によって検出腕４１，４２を大きく屈曲振動させ大きな検出信号を得るために、言い換えると角速度の検出能力を高めるために、振動腕３１，３２を大きく振動させる、すなわち大きな振幅で振動させることが求められる。そこで、本実施形態の振動子１００では、振動腕３１，３２の圧電体５１，５２，５３，５４に加える電圧を大きくできる配線７１，７２を備え、配線７１，７２に接続電極７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂを備える構成とした。
【００５５】
図４は、配線７１，７２と圧電体５１，５２，５３，５４に備える下部電極５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａと上部電極５１ｃ，５２ｃ，５３ｃ，５４ｃとの関係を模式的に説明する分解斜視図である。
【００５６】
上述した図３に示す振動子１００の動作をさせるために、図４（ａ）に示すように第１圧電体５１の上部電極５１ｃと第３圧電体５３の上部電極５３ｃと、を電気的に接続する配線７１の上部配線７１ｅに設けられた第２接続電極７１ｂの電位を、例えば＋α（Ｖ）とし、第１圧電体５１の下部電極５１ａと第３圧電体５３の下部電極５３ａと、を電気的に接続する配線７１の下部配線７１ｃに設けられた第１接続電極７１ａの電位を、例えば−β（Ｖ）とすることにより、第１圧電体５１の圧電膜５１ｂには図示するＦ１方向に（α＋β）（Ｖ）の電圧を印加することができ、第３圧電体５３の圧電膜５３ｂには図示するＦ３方向に（α＋β）（Ｖ）の電圧を印加することができる。
【００５７】
このとき、第２圧電体５２の上部電極５２ｃと第４圧電体５４の上部電極５４ｃと、を電気的に接続する配線７２の上部配線７２ｅに設けられた第４接続電極７２ｂの電位を、−β（Ｖ）とし、第２圧電体５２の下部電極５２ａと第４圧電体５４の下部電極５４ａと、を電気的に接続する配線７２の下部配線７２ｃに設けられた第３接続電極７２ａの電位を、＋α（Ｖ）とすることにより、第２圧電体５２の圧電膜５２ｂには図示するＦ２方向に（α＋β）（Ｖ）の電圧を印加することができ、第４圧電体５４の圧電膜５４ｂには図示するＦ４方向に（α＋β）（Ｖ）の電圧を印加することができる。
【００５８】
図４（ａ）に示す電界の方向Ｆ１，Ｆ３に対して圧電膜５１ｂ，５３ｂが伸張し、電界の方向Ｆ２，Ｆ４に対して圧電膜５２ｂ，５４ｂが収縮するように圧電膜５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂが形成されている場合、図３（ａ）に示す振動子１００の動作において、錘部３１ｂと錘部３２ｂと、が近接する方向に振動腕３１，３２が駆動される。
【００５９】
そして、図４（ｂ）に示すように、配線７１，７２の各接続電極７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂへ印加される電圧を、図４（ａ）に示す付加電圧とは逆相とすることにより、図３（ａ）に示す振動子１００の動作において、錘部３１ｂと錘部３２ｂと、が離間する方向に振動腕３１，３２が駆動される。すなわち、図４（ｂ）に示すように第１圧電体５１の上部電極５１ｃと第３圧電体５３の上部電極５３ｃと、を電気的に接続する配線７１の上部配線７１ｅに設けられた第２接続電極７１ｂの電位を、−β（Ｖ）とし、第１圧電体５１の下部電極５１ａと第３圧電体５３の下部電極５３ａと、を電気的に接続する配線７１の下部配線７１ｃに設けられた第１接続電極７１ａの電位を、＋α（Ｖ）とすることにより、第１圧電体５１の圧電膜５１ｂには図示するＦ５方向に（α＋β）（Ｖ）の電圧を印加することができ、第３圧電体５３の圧電膜５３ｂには図示するＦ７方向に（α＋β）（Ｖ）の電圧を印加することができる。
【００６０】
そして、第２圧電体５２の上部電極５２ｃと第４圧電体５４の上部電極５４ｃと、を電気的に接続する配線７２の上部配線７２ｅに設けられた第４接続電極７２ｂの電位を、＋α（Ｖ）とし、第２圧電体５２の下部電極５２ａと第４圧電体５４の下部電極５４ａと、を電気的に接続する配線７２の下部配線７２ｃに設けられた第３接続電極７２ａの電位を、−β（Ｖ）とすることにより、第２圧電体５２の圧電膜５２ｂには図示するＦ６方向に（α＋β）（Ｖ）の電圧を印加することができ、第４圧電体５４の圧電膜５４ｂには図示するＦ８方向に（α＋β）（Ｖ）の電圧を印加することができる。
【００６１】
従って、図４（ｂ）に示す電界の方向Ｆ５，Ｆ７に対して圧電膜５１ｂ，５３ｂが収縮し、電界の方向Ｆ６，Ｆ８に対して圧電膜５２ｂ，５４ｂが伸張し、図３（ａ）に示す振動子１００の動作において、錘部３１ｂと錘部３２ｂと、が離間する方向に振動腕３１，３２が駆動されることとなる。このように、図４（ａ），（ｂ）に示す電圧の付加を繰り返すことにより、振動子１００の振動腕３１，３２に屈曲振動が励振される。
【００６２】
上述した通り、配線７１の第２接続電極７１ｂと、配線７２の第３接続電極７２ａと、は同じ位相の電圧が付加され、配線７１の第１接続電極７１ａと、配線７２の第４接続電極７２ｂと、は同じ位相の電圧が付加されることから、図４（ｃ）に示すように、第２接続電極７１ｂと第３接続電極７２ａとを接続線Ｌ１、第１接続電極７１ａと第４接続電極７２ｂとを接続線Ｌ２、によって電気的に接続することにより、接続線Ｌ１の電位を＋α（Ｖ）、接続線Ｌ２の電位を−β（Ｖ）とすることで図４（ａ）に示す電界の状態が得られ、接続線Ｌ１の電位を−β（Ｖ）、接続線Ｌ２の電位を＋α（Ｖ）とすることで図４（ｂ）に示す電界の状態を得ることができる。
【００６３】
上述したように、圧電体５１，５２，５３，５４を配線７１，７２によって接続し、各上下部電極に接続される第１接続電極７１ａ、第２接続電極７１ｂ、第３接続電極７２ａ、第４接続電極７２ｂを備えることにより、各圧電体５１，５２，５３，５４に備える上部電極と下部電極間の電圧の高さ、すなわち各圧電体５１，５２，５３，５４に備える上部電極と下部電極との間の電圧差を大きくすることが可能となり、振動子１００の振動腕３１，３２の屈曲振動を大きくすることができる。これにより、コリオリ力によって容易に検出腕４１，４２が励振され、角速度の検出力を向上させることができる。更に、接続線Ｌ１，Ｌ２で示すように各接続電極７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂを電気的に接続することにより、各圧電体５１，５２，５３，５４に備える圧電膜５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂに印加される電圧（電荷）が均等となり、第１振動腕３１と第２振動腕３２との振動ずれはなお一層抑制され、正確な屈曲振動を得ることができる。
【００６４】
図５に本実施形態に係る振動子１００のその他の形態を示し、（ａ）は電子デバイスとして構成させるための実装部として固定部を備える形態の平面図、（ｂ）は図５（ａ）に示す振動子１００に含む振動素子領域を示す概略平面図、（ｃ）は図５（ａ）に示す固定部が固定枠として構成される形態の平面図である。なお、図５（ａ），（ｃ）に示す振動子と上述した振動子１００とは、固定部あるいは固定枠を備える点で異なり、振動子１００と共通の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００６５】
図５（ａ）に示す振動子１１０は、基台１１と、第１振動腕３１と、第２振動腕３２と、第１検出腕４１と、第２検出腕４２と、を備える、図５（ｂ）に示す振動素子１１０ａ（図示、点状ハッチング部）を構成している。基台１１から梁部９１，９２，９３，９４が延出し、梁部９１，９２の延出端部は第１固定部９５と接続され、梁部９３，９４の延出端部は第２固定部９６と接続されている。第１固定部９５および第２固定部９６は、後述する電子デバイスを構成させる際にパッケージに振動子１１０を固定させる部位となり、梁部９１，９２，９３，９４を介して振動素子１１０ａがパッケージ内に配置される。
【００６６】
第１固定部９５には、梁部９１に配線７２から延設され配置された梁部配線７２ｆに接続される第３接続電極７２ａと第４接続電極７２ｂとが形成されている。また、第２固定部９６には、梁部９３に配線７１から延設され配置された梁部配線７１ｆに接続される第１接続電極７１ａと第２接続電極７１ｂとが形成されている。更に第１固定部９５には、第１検出腕４１に備える検出圧電体６１，６２と電気的に接続された第１検出電極８１、第２検出電極８２、第３検出電極８３、第４検出電極８４が形成され、同様に、第２固定部９６には、第２検出腕４２に備える検出圧電体６３，６４と電気的に接続された第５検出電極８５、第６検出電極８６、第７検出電極８７、第８検出電極８８が形成されている。
【００６７】
図５（ｃ）に示す振動子１２０は、振動素子１１０ａの基台１１から延出する梁部９１，９２，９３，９４が固定枠９７の固定部９７ａ，９７ｂに接続され、固定部９７ａ，９７ｂに、接続電極７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂおよび検出電極８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８が形成されている。
【００６８】
上述した振動子１１０，１２０は、図６に示す製造過程におけるウエハー状の形態から、個片にダイシングする前の工程において、各圧電体５１，５２，５３，５４および検出圧電体６１，６２，６３，６４に備える圧電膜５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ，６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ，６４ｂを分極する工程、いわゆる分極処理の工程が実施される。この分極処理とは、成膜後の圧電膜の結晶粒の自発分極はランダムな指向性を持っているため、圧電膜に高い電圧により高電界を付加することにより、自発分極の指向を所定の方向に揃える処理のことである。
【００６９】
図６に示す振動子１１０の集合体としてのウエハー３００において、圧電体５１，５２，５３，５４、および検出圧電体６１，６２，６３，６４の下部電極と電気的に接続された接続電極７１ａ，７２ａおよび検出電極８１，８４，８５，８８（図１参照）に接続される第１分極電極３００ａと、圧電体５１，５２，５３，５４、および検出圧電体６１，６２，６３，６４の上部電極と電気的に接続された接続電極７１ｂ，７２ｂおよび検出電極８２，８３，８６，８７（図１参照）に接続される第２分極電極３００ｂと、が振動子１２０に形成される領域Ｓの外側に形成される。
【００７０】
分極処理において、第１分極電極３００ａと、第２分極電極３００ｂと、の間に分極処理のための所定の高電圧を付加する。これにより、圧電膜５１ｂ，５２ｂ，６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ，６４ｂに対して、上部電極から下部電極に向かう方向、もしくは下部電極から上部電極に向かう方向に、同時に電荷が付加され分極させることができる。分極後、領域Ｓの外縁でダイシングし、振動子１２０を得ることができる。また、振動子１２０としての配線が完成された状態で第１分極電極３００ａと第２分極電極３００ｂとに配線が接続されていることにより、効率よく圧電体５１，５２，５３，５４、および検出圧電体６１，６２，６３，６４に備える圧電膜５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ，６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ，６４ｂの分極処理が実行でき、分極処理後はダイシング工程だけを実行するため、歩留まりの向上によるコストダウンを図ることができる。
【００７１】
上述した本実施形態に係る振動子１００，１１０，１２０は、振動腕３１，３２に備える圧電体５１，５２，５３，５４の内、図示における外側方向に配置される第１圧電体５１と第３圧電体５３とを配線７１により電気的に接続し、図示における内側方向に配置される第２圧電体５２と第４圧電体５４とを配線７２により電気的に接続することにより、圧電体５１，５２，５３，５４には高い電圧の電荷を付加することができ、振動腕３１，３２の屈曲振動を大きくすることができる。これにより、コリオリ力によって容易に検出腕４１，４２が励振され、角速度の検出力を向上させることができる。
【００７２】
（第２実施形態）
図７に第２実施形態に係る振動子を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は図７（ａ）に示すＧ−Ｇ´部の断面図、（ｃ）は図７（ａ）に示すＨ−Ｈ´部の断面図である。図７（ａ）に示す第２実施形態に係る振動子２００は、図示するようにＨ型の外形上を有し、いわゆる「Ｈ型ジャイロ素子」と言われている。振動子２００は、基部２１０から、図示する上方向となるＹ方向に第１振動腕２３１および第２振動腕２３２が延出している。更に基部２１０から、振動腕２３１，２３２とは反対方向に第１検出腕２４１および第２検出腕２４２が延出している。
【００７３】
第１振動腕２３１には、第１振動腕２３１の延出方向に沿って形成された第１圧電体２５１と、第１圧電体２５１に並行し、図示する第１圧電体２５１の内側に配置される第２圧電体２５２が形成されている。同様に、第２振動腕２３２には、第２振動腕２３２の延出方向に沿って形成された第３圧電体２５３と、第３圧電体２５３に並行し、図示する第３圧電体２５３の内側に配置される第４圧電体２５４が形成されている。
【００７４】
第１検出腕２４１には、第１検出腕２４１の延出方向に沿って形成された第１検出圧電体２６１と、第１検出圧電体２６１に並行し、図示する第１検出圧電体２６１の内側に配置される第２検出圧電体２６２が形成されている。同様に、第２検出腕２４２には、第２検出腕２４２の延出方向に沿って形成された第３検出圧電体２６３と、第３検出圧電体２６３に並行し、図示する第３検出圧電体２６３の外側に配置される第４検出圧電体２６４が形成されている。
【００７５】
第１振動腕２３１および第２振動腕２３２に形成される圧電体２５１，２５２，２５３，２５４は、図７（ｂ）に示すような構成となっている。図７（ｂ）に示すように、第１圧電体２５１は、第１振動腕２３１の平面視における主面としての一方の面２３１ａ上に下部電極２５１ａ、圧電膜２５１ｂ、そして上部電極２５１ｃの順に積層し、形成される。また、第２圧電体２５２は、第１振動腕２３１の平面視における主面としての一方の面２３１ａ上に下部電極２５２ａ、圧電膜２５２ｂ、そして上部電極２５２ｃの順に積層し、形成される。同様に、第３圧電体２５３は、第２振動腕２３２の平面視における主面としての一方の面２３２ａ上に下部電極２５３ａ、圧電膜２５３ｂ、そして上部電極２５３ｃの順に積層し、形成され、第４圧電体２５４は、第２振動腕２３２の平面視における主面としての一方の面２３２ａ上に下部電極２５４ａ、圧電膜２５４ｂ、そして上部電極２５４ｃの順に積層し、形成される。
【００７６】
また、第１検出腕２４１および第２検出腕２４２に形成される検出圧電体２６１，２６２，２６３，２６４は、図７（ｃ）に示すような構成となっている。図７（ｃ）に示すように、第１検出圧電体２６１は、第１検出腕２４１の平面視における主面としての一方の面２４１ａ上に下部電極２６１ａ、圧電膜２６１ｂ、そして上部電極２６１ｃの順に積層し、形成される。また、第２検出圧電体２６２は、第１検出腕２４１の平面視における主面としての一方の面２４１ａ上に下部電極２６２ａ、圧電膜２６２ｂ、そして上部電極２６２ｃの順に積層し、形成される。同様に、第３検出圧電体２６３は、第２検出腕２４２の平面視における主面としての一方の面２４２ａ上に下部電極２６３ａ、圧電膜２６３ｂ、そして上部電極２６３ｃの順に積層し、形成され、第４検出圧電体２６４は、第２検出腕２４２の平面視における主面としての一方の面２４２ａ上に下部電極２６４ａ、圧電膜２６４ｂ、そして上部電極２６４ｃの順に積層し、形成される。
【００７７】
図７（ａ）に示すように、第１圧電体２５１と第３圧電体２５３と、は基部２１０の主面２１０ａ上に形成された配線２７１によって接続され、第２圧電体２５２と第４圧電体２５４と、は配線２７２によって接続されている。すなわち図示するように、振動子２００における外側方向に配置される第１圧電体２５１と第３圧電体２５３とが配線２７１により接続され、振動子２００における内側方向に配置される第２圧電体２５２と第４圧電体２５４とが配線２７２により接続されていることになる。
【００７８】
配線２７１には、第１圧電体２５１の下部電極２５１ａと第３圧電体２５３の下部電極２５３ａとに電気的に接続された第１接続電極２７１ａと、第１圧電体２５１の上部電極２５１ｃと第３圧電体２５３の上部電極２５３ｃとに電気的に接続された第２接続電極２７１ｂと、を備えている。また、配線２７２には、第２圧電体２５２の下部電極２５２ａと第４圧電体２５４の下部電極２５４ａとに電気的に接続された第３接続電極２７２ａと、第２圧電体２５２の上部電極２５２ｃと第４圧電体２５４の上部電極２５４ｃとに電気的に接続された第４接続電極２７２ｂと、を備えている。
【００７９】
また、基部２１０の主面２１０ａ上には、第１検出圧電体２６１の下部電極２６１ａと電気的に接続された第１検出電極２８１と、第１検出圧電体２６１の上部電極２６１ｃと電気的に接続された第２検出電極２８２と、第２検出圧電体２６２の下部電極２６２ａと電気的に接続された第３検出電極２８３と、第２検出圧電体２６２の上部電極２６２ｃと電気的に接続された第４検出電極２８４と、を備えている。同様に、第３検出圧電体２６３の下部電極２６３ａと電気的に接続された第５検出電極２８５と、第３検出圧電体２６３の上部電極２６３ｃと電気的に接続された第６検出電極２８６と、第４検出圧電体２６４の下部電極２６４ａと電気的に接続された第７検出電極２８７と、第４検出圧電体２６４の上部電極２６４ｃと電気的に接続された第８検出電極２８８と、を備えている。
【００８０】
上述の振動子２００において、振動腕２３１，２３２に備える圧電体２５１，２５２，２５３，２５４に対して、第１接続電極２７１ａおよび第４接続電極２７２ｂに同相の交流駆動信号（駆動電圧）を付加し、第２接続電極２７１ｂおよび第３接続電極２７２ａには第１接続電極２７１ａおよび第４接続電極２７２ｂに付加される交流駆動信号（駆動電圧）とは逆相の交流駆動信号（駆動電圧）を付加することにより、圧電体２５１，２５２，２５３，２５４に備える圧電膜２５１ｂ，２５２ｂ，２５３ｂ，２５４ｂが伸縮し、振動腕２３１，２３２を屈曲振動させる。
【００８１】
そして、振動腕２３１，２３２を屈曲振動させた状態において振動子２００にＹ軸周りの角速度が付加されると、振動子２００にはコリオリ力が生じ、検出腕２４１，２４２に屈曲振動が励振される。励振された検出腕２４１，２４２の振動は、検出圧電体２６１，２６２，２６３，２６４に備える圧電膜２６１ｂ，２６２ｂ，２６３ｂ，２６４ｂを伸縮させ、表面電荷が生じる。そして、生じた表面電荷が検出電極より取り出され、振動子２００に付加された角速度を検出することができる。
【００８２】
上述したように、圧電体２５１，２５２，２５３，２５４を配線２７１，２７２によって接続し、各上下部電極に接続される第１接続電極２７１ａ、第２接続電極２７１ｂ、第３接続電極２７２ａ、第４接続電極２７２ｂを備えることにより、各圧電体２５１，２５２，２５３，２５４に備える上部電極と下部電極間の電圧、すなわち各圧電体２５１，２５２，２５３，２５４に発生させることができる電界の強さを大きくすることが可能となり、振動子２００の振動腕２３１，２３２の屈曲振動を大きくすることができる。これにより、コリオリ力によって検出腕２４１，２４２が強く励振され、角速度の検出性能を向上させることができる。
【００８３】
（第３実施形態）
図８、図９は、上述した実施形態に係る振動子１００，１１０，１２０，２００のいずれかを備える電子デバイスとしてのセンサーデバイスを示し、図８は蓋部を省略した平面図、図９は図８に示すＪ−Ｊ´部の断面図である。なお、本実施形態では第１実施形態に係る振動子１１０を例示して説明する。図８、図９に示すように、パッケージ１１００にＩＣチップ１２００と振動子１１０とを収納し、センサーデバイス１０００が構成される。パッケージ１１００は、凹部１１１０ａを有するベース１１１０と、ベース１１１０の凹部１１１０ａの開口に蓋体１１２０を接合し、ＩＣチップ１２００と振動子１１０とが収納される凹部１１１０ａを気密封止する。
【００８４】
ＩＣチップ１２００は、振動子１１０の第１振動腕３１および第２振動腕３２を励振駆動させる駆動回路と、第１検出腕４１および第２検出腕４２からの出力信号を検出する検出回路と、を少なくとも備えている。なお、ＩＣチップ１２００は本形態に係るセンサーデバイス１０００では、パッケージ１１００の内部に収納された形態を説明するが、これに限定されず、パッケージ１１００の外部、例えば回路基板などにＩＣチップ１２００が配置されてもよい。
【００８５】
ＩＣチップ１２００には複数の接続端子１２００ａが設けられており、ベース１１１０の凹部１１１０ａの底面部１１１０ｂに設けられた複数のＩＣ内部端子１１３０に、ボンディングワイヤー１３００によって電気的に接続されている。また、ＩＣチップ１２００は、ベース１１１０の底面部１１１０ｂに、例えばエポキシ樹脂系、あるいはアクリル樹脂系など接着剤を含む接合部材１４００により接合されている。
【００８６】
上述したように、振動子１１０の第２固定部９６には、第１接続電極７１ａおよび第２接続電極７１ｂを含む電極が備えられ、第１固定部９５には、第３接続電極７２ａおよび第４接続電極７２ｂを含む電極が備えられている。これら振動子１１０の固定部９５，９６に備える電極に対応するベース１１１０の底面部１１１０ｂに、センサー内部端子１５００が複数形成されている。このセンサー内部端子１５００に固定部９５，９６に備える接続電極７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂを含む電極が対向するように振動子１１０を配置し、センサー内部端子１５００と、固定部９５，９６に備える接続電極７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂを含む電極と、を導電性固定部材１６００によって電気的に接続するとともに、振動子１１０がベース１１１０に固定される。
【００８７】
センサー内部端子１５００において、第２固定部９６に備える第１接続電極７１ａと接続される第１内部端子１５００ａと、第１固定部９５に備える第４接続電極７２ｂと接続される第４内部端子１５００ｄと、は図示されない内部配線によって電気的に接続され、ＩＣチップ１２００から交流駆動信号が入力されている。また、第２固定部９６に備える第２接続電極７１ｂと接続される第２内部端子１５００ｂと，第１固定部９５に備える第３接続電極７２ａと接続される第３内部端子１５００ｃと、は図示されない内部配線によって電気的に接続され、ＩＣチップ１２００から第１内部端子１５００ａと第４内部端子１５００ｄとに入力される交流駆動信号とは逆相の交流駆動信号が入力されている。
【００８８】
このように第１実施形態に係る振動子１００，１１０，１２０、あるいは第２実施形態に係る振動子２００を備えるセンサーデバイス１０００は、高い角速度の検出性能を備えることができる。
【００８９】
（第４実施形態）
第４実施形態に係る電子機器として、第１実施形態および第２実施形態に係る振動子１００，１１０，１２０，２００いずれか、もしくは第３実施形態に係るセンサーデバイス１０００を備えるスマートフォンおよびデジタルスチルカメラについて説明する。なお、本実施形態ではセンサーデバイス１０００を例示して説明するが、振動子１００，１１０，１２０、もしくは２００が組み込まれた電子回路基板を備える形態のスマートフォンおよびデジタルスチルカメラであってもよい。
【００９０】
図１０はスマートフォン２０００を示す外観図である。スマートフォン２０００には、スマートフォン２０００の姿勢を検出するセンサーデバイス１０００が組み込まれている。センサーデバイス１０００が組み込まれることにより、いわゆるモーションセンシングが実施され、スマートフォン２０００の姿勢を検出することができる。センサーデバイス１０００の検出信号は、例えばマイクロコンピューターチップ２１００（以下、ＭＰＵ２１００という）に供給され、ＭＰＵ２１００はモーションセンシングに応じてさまざまな処理を実行することができる。その他、モーションセンシングは、携帯電話機、携帯型ゲーム機、ゲームコントローラー、カーナビゲーションシステム、ポインティングシステム、ヘッドマウンティングディスプレイ、タブレットパソコンなどの電子機器でセンサーデバイス１０００を組み込むことにより、利用することができる。
【００９１】
図１１はデジタルスチルカメラ３０００（以下、カメラ３０００という）を示す外観図である。カメラ３０００には、カメラ３０００の姿勢を検出するセンサーデバイス１０００が組み込まれている。組み込まれたセンサーデバイス１０００の検出信号は手ぶれ補正装置３１００に供給される。手ぶれ補正装置３１００はセンサーデバイス１０００の検出信号に応じて、例えばレンズセット３２００内の特定のレンズを移動させ、手ぶれによる画像不良を抑制することができる。また、デジタルビデオカメラへセンサーデバイス１０００および手ぶれ補正装置３１００を組み込むことによりカメラ３０００と同様に手ぶれの補正をすることができる。
【００９２】
（第５実施形態）
第１実施形態および第２実施形態に係る振動子１００，１１０，１２０，２００もしくは第３実施形態に係るセンサーデバイス１０００を備える第５実施形態としての移動体の具体例として、自動車について説明する。図１２は、第５実施形態に係る自動車４０００の外観図である。図１２に示すように、自動車４０００にはセンサーデバイス１０００が組み込まれている。センサーデバイス１０００は車体４１００の姿勢を検出する。センサーデバイス１０００の検出信号は車体姿勢制御装置４２００に供給される。車体姿勢制御装置４２００は供給された信号に基づき車体４１００の姿勢状態を演算し、例えば車体４１００の姿勢の応じた緩衝装置（いわゆるサスペンション）の硬軟を制御したり、個々の車輪４３００の制動力を制御したりすることができる。このようなセンサーデバイス１０００を用いた姿勢制御は、二足歩行ロボット、航空機、あるいはラジコンヘリコプターなどの玩具に利用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０…基台、２１，２２…連結腕、３１，３２…振動腕、４１，４２…検出腕、５１，５２，５３，５４…圧電体、６１，６２，６３，６４…検出圧電体、７１，７２，７３，７３…接続電極、８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８…検出電極、１００…振動子。
【図１】
2015031512.tif 000003
【図２】
2015031512.tif 000004
【図３】
2015031512.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015031512.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015031512.tif 000009
【図８】
2015031512.tif 000010
【図９】
2015031512.tif 000011
【図１０】
2015031512.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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