(57)【要約】【課題】センサー素子に対して角速度あるいは加速度が付加されていない状態でも検出される角速度信号あるいは加速度信号を容易に相殺させる振動子を提供する。【解決手段】基部と、前記基部から延出している検出腕と、前記基部の一端から前記検出腕の延出方向と交差する方向に延出している第１連結部と、前記基部の他端から前記検出腕の延出方向と交差する方向に延出している第２連結部と、前記第１連結部から前記第１連結部の延出方向と交差する方向に延出している第１振動腕と、前記第２連結部から前記第２連結部の延出方向と交差する方向に延出している第２振動腕と、を備え、前記第１連結部と、前記第２連結部と、には、圧電部が備えられている振動子。【選択図】図１
2015014517.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検出腕と、
前記基部の一端から前記検出腕の延出方向と交差する方向に延出している第１連結部と、
前記基部の他端から前記検出腕の延出方向と交差する方向に延出している第２連結部と、
前記第１連結部から前記第１連結部の延出方向と交差する方向に延出している第１振動腕と、
前記第２連結部から前記第２連結部の延出方向と交差する方向に延出している第２振動腕と、を備え、
前記第１連結部と、前記第２連結部と、には、圧電部が備えられている、
ことを特徴とする振動子。
【請求項２】
前記第１連結部における重心を通り、前記第１連結部の延出方向に沿った第１仮想線と、前記第２連結部における重心を通り、前記第２連結部の延出方向に沿った第２仮想線と、が定義され、
前記第１連結部の平面視において、前記第１連結部の第１主面、および前記第１主面に対して裏面にあたる第３主面の少なくとも一方に第１の圧電部が備えられ、
前記第２連結部の平面視において、前記第２連結部の第２主面、および前記第２主面に対して裏面にあたる第４主面の少なくとも一方に第２の圧電部が備えられ、
前記第１連結部の平面視において、前記第１の圧電部の中心と前記第１仮想線との距離をｄ１とし、前記第２連結部の平面視において、前記第２の圧電部の中心と前記第２仮想線との距離をｄ２とした場合、
ｄ１＞０
ｄ２＞０
である、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動子。
【請求項３】
前記第１連結部および前記第２連結部の延出方向に交差する軸をＹ軸とし、Ｙ軸の一方をＹ（＋）方向、他方をＹ（−）方向、とした場合、
前記第１の圧電部の中心が、前記第１仮想線に対してＹ（＋）方向に配置され、前記第２の圧電部の中心が、前記第２仮想線に対してＹ（−）方向に配置されている、
または、前記第１の圧電部の中心が、前記第１仮想線に対してＹ（−）方向に配置され、前記第２の圧電部の中心が、前記第２仮想線に対してＹ（＋）方向に配置されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の振動子。
【請求項４】
前記第１連結部および前記第２連結部の延出方向に交差する軸をＹ軸とし、Ｙ軸の一方をＹ（＋）方向、他方をＹ（−）方向、とした場合、
前記第１の圧電部の中心が、前記第１仮想線に対してＹ（＋）方向に配置され、前記第２の圧電部の中心が、前記第２仮想線に対してＹ（＋）方向に配置されている、
または、前記第１の圧電部の中心が、前記第１仮想線に対してＹ（−）方向に配置され、前記第２の圧電部の中心が、前記第２仮想線に対してＹ（−）方向に配置されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の振動子。
【請求項５】
前記第１連結部における重心を通り、前記第１連結部の延出方向に沿った第１仮想線と、前記第２連結部における重心を通り、前記第２連結部の延出方向に沿った第２仮想線と、が定義され、
前記第１連結部の平面視において、前記第１連結部の第１主面、および前記第１主面に対して裏面にあたる第３主面の少なくとも一方に第１の圧電部が備えられ、
前記第２連結部の平面視において、前記第２連結部の第２主面、および前記第２主面に対して裏面にあたる第４主面の少なくとも一方に第２の圧電部が備えられ、
前記第１の圧電部は第１圧電素子と第２圧電素子と、を備え、
前記第２の圧電部は第３圧電素子と第４圧電素子と、を備え、
前記第１連結部の平面視にて、前記第１仮想線と前記第１圧電素子の中心との距離をｄ１１、前記第１仮想線と前記第２圧電素子の中心との距離をｄ１２とし、前記第２連結部の平面視にて、前記第２仮想線と前記第３圧電素子の中心との距離をｄ２１、前記第２仮想線と前記第４圧電素子の中心との距離をｄ２２とした場合、
ｄ１１＞０
ｄ１２＞０
ｄ２１＞０
ｄ２２＞０
であり、
前記第１連結部および前記第２連結部の延出方向に交差する軸をＹ軸とし、Ｙ軸の一方をＹ（＋）方向、他方をＹ（−）方向、とした場合、
前記第１圧電素子および前記第２圧電素子のどちらか一方の圧電素子の中心が、前記第１仮想線に対してＹ（＋）方向に配置され、他方の圧電素子の中心が、前記第１仮想線に対してＹ（−）方向に配置され、
前記第３圧電素子および前記第４圧電素子のどちらか一方の圧電素子の中心が、前記第２仮想線に対してＹ（＋）方向に配置され、他方の圧電素子の中心が、前記第２仮想線に対してＹ（−）方向に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動子。
【請求項６】
前記第１連結部の平面視における前記第１連結部の第１主面と、前記第１主面に対して裏側にあたる第３主面と、を繋ぐ側面に第３の圧電部が備えられ、
前記第２連結部の平面視における前記第２連結部の第２主面と、前記第２主面に対して裏面にあたる第４主面と、を繋ぐ側面に第４の圧電素子が備えられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動子。
【請求項７】
請求項１から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、
前記検出腕の振動を検出する検出回路と、
前記駆動回路からの出力信号と、前記検出回路からの出力信号と、に基づいて前記圧電部を駆動させる補正信号生成回路と、を備える、
ことを特徴とする電子デバイス。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載の振動子、あるいは請求項７に記載の電子デバイスを備える、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか一項に記載の振動子、あるいは請求項７に記載の電子デバイス、あるいは請求項８に記載の電子機器を備える、
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】
デジタルカメラやビデオカメラ等に搭載される手ぶれ補正装置に備える振動制御補正や、自動車などの車両に搭載される車体姿勢制御装置あるいはカーナビゲーションシステムにおける自社位置検出装置に備えるジャイロセンサーとして、振動ジャイロセンサーが知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の角速度と加速度を検出する慣性センサー（ジャイロセンサー）では、角速度検出部と加速度検出部とを有する検出素子を備えている。検出素子は直交する第１、第２アームと、第１アームの一端を支持する支持部と、を有し、第２アームを振動させて、角速度あるいは加速度に起因する検出素子の状態変化に基づき、角速度あるいは加速度を検出する構成となっている。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された慣性センサーでは、面内振動される第２アームが正確に振動面内で屈曲振動しない、たとえば第２アームの形状のばらつきや、一対の第２アームの互いのアンバランスなどによる面外振動が混在し、正確な角速度、あるいは加速度が検出できない虞があった。これに対して特許文献２では、斜め振動、いわゆる面外振動を抑制する方法が開示されている。
【０００５】
特許文献２に記載の角速度センサー素子では、音叉状水晶片の音叉振動が励振される音叉腕の稜線部にレーザーによる微小切削部を音叉腕の長さ方向に順次形成された切削部を構成し、斜め振動を抑制することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２２２４７５号公報
【特許文献２】特開２００８−２０９２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２に開示された斜め振動の抑制方法では、製造途中の段階での調整工程が必要となり、センサー素子から完成品としてのセンサーデバイスに至る過程における斜め振動を発生させる変動要因に対しての調整ができないものであった。そこで、センサー素子に対して角速度あるいは加速度が付加されていない状態でも検出される角速度信号あるいは加速度信号、いわゆる「０点出力（詳細は後述）」を容易に相殺させる振動子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
〔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検出腕と、前記基部の一端から前記検出腕の延出方向と交差する方向に延出している第１連結部と、前記基部の他端から前記検出腕の延出方向と交差する方向に延出している第２連結部と、前記第１連結部から前記第１連結部の延出方向と交差する方向に延出している第１振動腕と、前記第２連結部から前記第２連結部の延出方向と交差する方向に延出している第２振動腕と、を備え、前記第１連結部と、前記第２連結部と、には、圧電部が備えられていることを特徴とする。
【００１０】
本来、振動子に備える第１振動腕および第２振動腕は所定の振動数で励振されているが、振動子に検出すべき角速度が付加されていない状態においては、検出腕は励振されずに静止した状態にある。これは、第１振動腕と第２振動腕とが対称性をもって振動していることにより得られる状態である。しかし、振動子の製造上の誤差、いわゆるばらつきによって、振動子の対称性、特に第１振動腕と第２振動腕との対称性が損なわれてしまう。このことによって、振動子に角速度などの外力が付加されない、すなわち静的な状態においても、第１振動腕および第２振動腕の振動が、第１連結部および第２連結部を経由して基体に漏れてしまう。この漏れた振動、いわゆる振動漏れが基体から延設される第１検出腕および第２検出腕を励振させ、あたかも角速度などの外力が付加された信号が出力されてしまう。この現象による出力信号は、「漏れ信号」あるいは「自己振動成分」などとも呼ばれるが、本発明の明細書中では「０点出力」と呼ぶ。
【００１１】
本適用例の振動子によれば、例えば製造ばらつきによって発生する第１連結部および第２連結部の漏れ振動の挙動を、第１連結部および第２連結部に備える圧電部を伸縮もしくは圧縮させることで相殺することができる。従って、第１振動腕および第２振動腕からの振動漏れが基体へ伝わることが抑制され、０点出力が発生しない、正確に振動子に付加される角速度などを検出することができる振動子を得ることができる。また、振動子の製造上のばらつきによる０点出力を、上述の通り、第１連結部および第２連結部に備える圧電部を伸縮もしくは圧縮させることで相殺できるため、部品加工の歩留まりを上げることが可能となり、振動子の生産性を高め、コストダウンを図ることができる。また、ノイズ信号を完全に除去するのではなく、ノイズ信号を所定の値となるように制御してもよい。このようにすることで、例えばノイズ信号を利用した電子デバイスの故障診断に適用することができる。
【００１２】
更に、振動子が、例えば振動子に異物が付着したり、振動子が破損したりして、故障が発生した場合に、振動子の０点出力の大きさが変化する。この０点出力の大きさの変化を監視することにより、振動子に故障が発生したか否かを判定することができる。
【００１３】
〔適用例２〕上述の適用例において、前記第１連結部における重心を通り、前記第１連結部の延出方向に沿った第１仮想線と、前記第２連結部における重心を通り、前記第２連結部の延出方向に沿った第２仮想線と、が定義され、前記第１連結部の平面視において、前記第１連結部の第１主面、および前記第１主面に対して裏面にあたる第３主面の少なくとも一方に第１の圧電部が備えられ、前記第２連結部の平面視において、前記第２連結部の第２主面、および前記第２主面に対して裏面にあたる第４主面の少なくとも一方に第２の圧電部が備えられ、前記第１連結部の平面視において、前記第１の圧電部の中心と前記第１仮想線との距離をｄ１とし、前記第２連結部の平面視において、前記第２の圧電部の中心と前記第２仮想線との距離をｄ２とした場合、
ｄ１＞０
ｄ２＞０
であることを特徴とする。
【００１４】
例えば製造ばらつきによって第１連結部および第２連結部の屈曲振動が励振されることにより、第１連結部および第２連結部の内部には引張応力と圧縮応力とが発生する。この引張応力から圧縮応力に変位する、すなわち応力の発生していない領域は、連結部の重心を通る仮想線近傍に存在する。従って、上述の適用例によれば、第１連結部および第２連結部の振動による応力が生じない領域としての重心を通る仮想線に対して、平面視において第１の圧電部および第２の圧電部の中心位置が重ならないように第１の圧電部および第２の圧電部を配置することにより、製造ばらつきによって発生する第１連結部および第２連結部の漏れ振動の挙動をより確実に相殺をすることができる。
【００１５】
〔適用例３〕上述の適用例において、前記第１連結部および前記第２連結部の延出方向に交差する軸をＹ軸とし、Ｙ軸の一方をＹ（＋）方向、他方をＹ（−）方向、とした場合、前記第１の圧電部の中心が、前記第１仮想線に対してＹ（＋）方向に配置され、前記第２の圧電部の中心が、前記第２仮想線に対してＹ（−）方向に配置されている、または、前記第１の圧電部の中心が、前記第１仮想線に対してＹ（−）方向に配置され、前記第２の圧電部の中心が、前記第２仮想線に対してＹ（＋）方向に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
上述の適用例によれば、第１連結部に備える第１の圧電部と、第２連結部に備える第２の圧電部と、に同相の電圧を付加することにより、振動子の０点出力を抑制することができる。
【００１７】
〔適用例４〕上述の適用例において、前記第１連結部および前記第２連結部の延出方向に交差する軸をＹ軸とし、Ｙ軸の一方をＹ（＋）方向、他方をＹ（−）方向、とした場合、前記第１の圧電部の中心が、前記第１仮想線に対してＹ（＋）方向に配置され、前記第２の圧電部の中心が、前記第２仮想線に対してＹ（＋）方向に配置されている、または、前記第１の圧電部の中心が、前記第１仮想線に対してＹ（−）方向に配置され、前記第２の圧電部の中心が、前記第２仮想線に対してＹ（−）方向に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
上述の適用例によれば、第１連結部に備える第１の圧電部と、第２連結部に備える第２の圧電部と、に逆相の電圧を付加することにより、振動子の０点出力を抑制することができる。
【００１９】
〔適用例５〕上述の適用例において、前記第１連結部における重心を通り、前記第１連結部の延出方向に沿った第１仮想線と、前記第２連結部における重心を通り、前記第２連結部の延出方向に沿った第２仮想線と、が定義され、前記第１連結部の平面視において、前記第１連結部の第１主面、および前記第１主面に対して裏面にあたる第３主面の少なくとも一方に第１の圧電部が備えられ、前記第２連結部の平面視において、前記第２連結部の第２主面、および前記第２主面に対して裏面にあたる第４主面の少なくとも一方に第２の圧電部が備えられ、前記第１の圧電部は第１圧電素子と第２圧電素子と、を備え、前記第２の圧電部は第３圧電素子と第４圧電そしと、を備え、前記第１連結部の平面視にて、前記第１仮想線と前記第１圧電素子の中心との距離をｄ１１、前記第１仮想線と前記第２圧電素子の中心との距離をｄ１２とし、前記第２連結部の平面視にて、前記第２仮想線と前記第３圧電素子の中心との距離をｄ２１、前記第２仮想線と前記第４圧電素子の中心との距離をｄ２２とした場合、
ｄ１１＞０
ｄ１２＞０
ｄ２１＞０
ｄ２２＞０
であり、前記第１連結部および前記第２連結部の延出方向に交差する軸をＹ軸とし、Ｙ軸の一方をＹ（＋）方向、他方をＹ（−）方向、とした場合、前記第１圧電素子および前記第２圧電素子のどちらか一方の圧電素子の中心が、前記第１仮想線に対してＹ（＋）方向に配置され、他方の圧電素子の中心が、前記第１仮想線に対してＹ（−）方向に配置され、前記第３圧電素子および前記第４圧電素子のどちらか一方の圧電素子の中心が、前記第２仮想線に対してＹ（＋）方向に配置され、他方の圧電素子の中心が、前記第２仮想線に対してＹ（−）方向に配置されていることを特徴とする。
【００２０】
上述の適用例によれば、第１連結部は、備えられる第１の圧電部の、互いに逆相で電荷が付加される第１圧電素子と第２圧電素子とによって、製造ばらつきによる漏れ振動をより強く相殺することできる。同様に、第２連結部は、備えられる第２の圧電部の、互いに逆相で電圧が付加される第３圧電素子と第４圧電素子とによって、製造ばらつきによる漏れ振動をより強く相殺することできる。
【００２１】
〔適用例６〕上述の適用例において、前記第１連結部の平面視における前記第１連結部の第１主面と、前記第１主面に対して裏側にあたる第３主面と、を繋ぐ側面に第３の圧電部が備えられ、前記第２連結部の平面視における前記第２連結部の第２主面と、前記第２主面に対して裏面にあたる第４主面と、を繋ぐ側面に第４の圧電素子が備えられていることを特徴とする。
【００２２】
製造ばらつきによって第１連結部および第２連結部の屈曲振動が励振されることにより、第１連結部および第２連結部の内部には引張応力と圧縮応力とが発生する。この引張応力および圧縮応力は、第１連結部および第２連結部の表裏の主面を繋ぐ側面で最大となる。従って、上述の適用例によれば、製造ばらつきによる漏れ振動によって励振される第１連結部および第２連結部に発生する内部の引張応力あるいは圧縮応力が最大となる側面に第１の圧電部および第２の圧電部を備えることにより、振動子の０点出力を抑制することができる。
【００２３】
〔適用例７〕本適用例の電子デバイスは、上述に記載の振動子と、前記振動子を振動させる駆動回路と、前記検出腕の振動を検出する検出回路と、前記駆動回路からの出力信号と、前記検出回路からの出力信号と、に基づいて前記圧電部を駆動させる補正信号生成回路と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
本適用例の電子デバイスによれば、０点出力が抑制され、正確に角速度などの外力を検出することができる。
【００２５】
〔適用例８〕本適用例の電子機器は、上述に記載の振動子、あるいは電子デバイスを備えることを特徴とする。
【００２６】
本適用例の電子機器によれば、０点出力が抑制され、正確に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。
【００２７】
〔適用例９〕本適用例の移動体は、上述に記載の振動子、電子デバイス、あるいは電子機器を備えることを特徴とする。
【００２８】
本適用例の移動体によれば、０点出力が抑制され、正確に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】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係る振動子を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´部の断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ´部の断面図、（ｄ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ´部の断面図。
【図２】第１実施形態に係る振動子の動作を説明する平面図であり、（ａ）は静的な状態を示す図、（ｂ）は角速度が付加された状態を示す図。
【図３】第１実施形態に係る振動子の連結部に備える圧電素子の動作を説明する平面図。
【図４】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５】その他の形態に係る振動子の連結部に備える圧電素子の動作を説明する平面図。
【図６】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Ｄ−Ｄ´部の拡大断面図。
【図７】第２実施形態に係る振動子の連結部に備える圧電素子の動作を説明する平面図。
【図８】第３実施形態に係る振動子を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＥ−Ｅ´部の断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＦ−Ｆ´部の断面図。
【図９】第３実施形態に係る振動子の連結部に備える圧電素子の動作を説明する平面図。
【図１０】第３実施形態に係る振動子のその他の形態を示す平面図。
【図１１】第４実施形態に係るセンサーデバイスを示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＭ−Ｍ´部の断面図。
【図１２】第５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１３】第５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１４】第６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】
【００３０】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００３１】
（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（ａ）に示すＡ−Ａ´部の断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ´部の断面図、（ｄ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ´部の断面図である。
【００３２】
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部１０を備えている。基部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連結部２１と、第２連結部２２と、を備えている。
【００３３】
第１連結部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連結部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】
更に基部１０は、第１連結部２１、第２連結部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の平面視における一方の面３１ｃには、Ｙ方向に並行して圧電素子５１，５２が形成されている。また、第２振動腕３２の第２振動部３２ａの平面視における一方の面３２ｃには、Ｙ方向に並行して圧電素子５３，５４が形成されている。圧電素子５１は、図１（ｂ）に示すように、第１振動部３１ａの面３１ｃ表面から下部電極層５１ａ、圧電体層５１ｂ、上部電極層５１ｃの順に積層された構成となっている。同様に、圧電素子５２は、下部電極層５２ａ、圧電体層５２ｂ、上部電極層５２ｃの順に積層され、圧電素子５３は、下部電極層５３ａ、圧電体層５３ｂ、上部電極層５３ｃの順に積層され、圧電素子５４は、下部電極層５４ａ、圧電体層５４ｂ、上部電極層５４ｃの順に積層され、構成されている。
【００３６】
また、平面視における第１検出部４１ａの一方の面４１ｃには、Ｙ方向に並行して圧電素子６１，６２が形成され、第２検出部４２ａの一方の面４２ｃには、Ｙ方向に並行して圧電素子６３，６４が形成されている。圧電素子６１は、図１（ｂ）に示すように、面４１ｃ表面から下部電極層６１ａ、圧電体層６１ｂ、上部電極層６１ｃの順に積層された構成となっている。同様に、圧電素子６２は、下部電極層６２ａ、圧電体層６２ｂ、上部電極層６２ｃの順に積層され、圧電素子６３は、下部電極層６３ａ、圧電体層６３ｂ、上部電極層６３ｃの順に積層され、圧電素子６４は、下部電極層６４ａ、圧電体層６４ｂ、上部電極層６４ｃの順に積層され、構成されている。なお、上述した圧電素子５１，５２，５３，５４，６１，６２，６３，６４は、一方の面３１ｃ，３２ｃ，４１ｃ，４２ｃに形成されているが、反対の面を含めた両方の面に形成されてもよい。
【００３７】
第１連結部２１には、第１連結部２１の平面視における第１主面としての一方の面２１ａに第１の圧電部としての圧電素子７１が形成され、第２連結部２２の第２主面としての一方の面２２ａに第２の圧電部としての圧電素子７２が形成されている。圧電素子７１は、図１（ｃ）に示すように、面２１ａ表面から下部電極層７１ａ、圧電体層７１ｂ、上部電極層７１ｃの順に積層された構成となっている。同様に、圧電素子７２は、図１（ｄ）に示すように、面２２ａ表面から下部電極層７２ａ、圧電体層７２ｂ、上部電極層７２ｃの順に積層された構成となっている。上述の第１主面（面２１ａ）は、第１振動腕３１の面内振動の振動面に沿った面であり、第２主面（面２２ａ）は、第２振動腕３２の面内振動の振動面に沿った面である。
【００３８】
第１連結部２１に形成される圧電素子７１は、図１（ａ），（ｃ）に示すように、第１連結部２１（図示点状ハッチング部）の重心Ｇ１を通るＸ方向に延伸される仮想直線Ｌ１に対して、圧電素子７１の平面視形状の中心Ｐ１がＹ（−）方向に距離ｄ１離間させて形成されている。また、第２連結部２２に形成される圧電素子７２は、図１（ａ），（ｄ）に示すように、第２連結部２２（図示点状ハッチング部）の重心Ｇ２を通るＸ方向に延伸される仮想直線Ｌ２に対して、圧電素子７２の平面視形状の中心Ｐ２がＹ（＋）方向に距離ｄ２離間させて形成されている。このとき、
ｄ１＞０
ｄ２＞０
であること、言い換えると、
ｄ１≠０
ｄ２≠０
であることが圧電素子７１，７２の形成条件となる。
【００３９】
次に上述した振動子１００の動作について説明する。図２（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２（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に備えられた圧電素子５１，５２を構成する図１（ｂ）に示す下部電極層５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａと上部電極層５１ｃ，５２ｃ，５３ｃ，５４ｃとの間に駆動信号となる電圧が印加され、圧電体層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２（ａ）に示すＲ方向の振動が所定の周波数で励振される。
【００４０】
次に、図２（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２（ｂ）に示す動作状態となる。図２（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連結部２１および第２連結部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。
【００４１】
第１検出腕４１の第１検出部４１ａに形成された圧電素子６１，６２は、ｒ方向の屈曲振動に合わせて圧電素子６１，６２に備える圧電体層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、下部電極層６１ａ，６２ａと上部電極層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に形成された圧電素子６３，６４は、ｒ方向の屈曲振動に合わせて圧電素子６３，６４に備える圧電体層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。生じた表面電荷は、下部電極層６３ａ，６４ａと上部電極層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。
【００４２】
上述した図２（ａ）に示すような、第１振動腕３１と第２振動腕３２とが所定の周波数で面内振動し、その振動は基部１０には伝わらず、第１検出腕４１および第２検出腕４２は振動しない静的な状態は、理想的な形、すなわち正確に対称性をもって第１振動腕３１と第２振動腕３２とが製造された振動子１００において実現する。しかしながら、製造上のばらつき（加工誤差）から０点出力を発生してしまう。
【００４３】
０点出力とは、前述したが、ばらつき等により第１振動腕３１と第２振動腕３２との固有振動数に差異が生じることにより生じてしまう。このことにより、第１振動腕３１と第２振動腕３２との屈曲振動の対称性が損なわれ、第１連結部２１、第２連結部２２、そして基部１０を介して第１検出腕４１および第２検出腕４２に機械的に振動が漏れてしまい、第１検出腕４１および第２検出腕４２は励振されてしまう。従って、振動子１００に角速度ωが付加されていない状態であっても、第１検出腕４１あるいは第２検出腕４２に設けられている検出素子である圧電素子６１，６２，６３，６４から信号が出力されてしまう。この出力のことを０点出力と呼ぶ。
【００４４】
図３は、第１連結部２１に備える圧電素子７１、および第２連結部２２に備える圧電素子７２の動作を説明する平面図である。上述した０点出力によって、振動子１００に備える第１連結部２１および第２連結部２２は、図３（ａ）に示す状態と図３（ｂ）に示す状態を交互に繰り返す屈曲振動が励振される。図３（ａ）に示す状態において、第１連結部２１内部には、Ｙ（−）側の領域では引張応力ｆｓ1が発生し、Ｙ（＋）側の領域では圧縮応力ｆｃ1が発生し、第２連結部２２内部には、Ｙ（＋）の領域では引張応力ｆｓ2が発生し、Ｙ（−）の領域では圧縮応力ｆｃ2が発生する。
【００４５】
図１（ａ），（ｃ），（ｄ）で説明したように、第１連結部２１に備える圧電素子７１の中心Ｐ１は、第１連結部２１の重心Ｇ１を通る仮想線Ｌ１よりＹ（−）の領域に位置するように配置されている。この圧電素子７１に第１連結部２１のＹ（−）の領域に生じる引張応力ｆｓ1に対応した圧縮応力Ｆｃ1を発生させるように、圧電素子７１の下部電極層７１ａと上部電極層７１ｃとの間に電界を生じさせ、圧電体層７１ｂを収縮させる。これにより、製造ばらつきによる第１連結部２１の屈曲を矯正し、基部１０から検出部４１ａ，４２ａへの振動漏れを抑制することができる。
【００４６】
同様に、第２連結部２２においても、第２連結部２２に備える圧電素子７２の中心Ｐ２は、第２連結部２２の重心Ｇ２を通る仮想線Ｌ２よりＹ（＋）の領域に位置するように配置されている。この圧電素子７２に第２連結部２２のＹ（＋）の領域に生じる引張応力ｆｓ2に対応した圧縮応力Ｆｃ2を発生させるように、圧電素子７２の下部電極層７２ａと上部電極層７２ｃとの間に電界を生じさせ、圧電体層７２ｂを収縮させる。これにより、製造ばらつきによる第２連結部２２の屈曲を矯正し、基部１０から検出部４１ａ，４２ａへの振動漏れを抑制することができる。
【００４７】
次に、図３（ｂ）に示す状態において、第１連結部２１内部には、Ｙ（＋）方向では引張応力ｆｓ3が発生し、Ｙ（−）側の領域では圧縮応力ｆｃ3が発生し、第２連結部２２内部には、Ｙ（−）側の領域では引張応力ｆｓ4が発生し、Ｙ（＋）方向の領域では圧縮応力ｆｃ4が発生する。そこで、圧電素子７１に第１連結部２１のＹ（−）の領域に生じる圧縮応力ｆｃ3に対応した引張応力Ｆｓ3を発生させるように、圧電素子７１の下部電極層７１ａと上部電極層７１ｃとの間に電界を生じさせ、圧電体層７１ｂを伸張させる。これにより、製造ばらつきによる第１連結部２１の屈曲を矯正し、基部１０から検出部４１ａ，４２ａへの振動漏れを抑制することができる。
【００４８】
同様に、第２連結部２２においても、圧電素子７２に第２連結部２２のＹ（＋）側の領域に生じる圧縮応力ｆｃ4に対応した引張応力Ｆｓ4を発生させるように、圧電素子７２の下部電極層７２ａと上部電極層７２ｃとの間に電界を生じさせ、圧電体層７２ｂを伸張させる。これにより、製造ばらつきによる第２連結部２２の屈曲を矯正し、基部１０から検出部４１ａ，４２ａへの振動漏れを抑制することができる。
【００４９】
上述したように、振動子１００では、第１連結部２１に形成された圧電素子７１と、第２連結部２２に形成された圧電素子７２と、に同相の電界を付加することにより、製造ばらつきによる基部１０を介した第１検出部４１ａおよび第２検出部４２ａへの振動漏れを抑制することがでる。従って、振動子１００に角速度が付加された場合の検出部４１ａ，４２ａからの検出信号は、製造ばらつきによるノイズ信号が除去された、正確な信号として得ることができ、正確な角速度を計測することができる。また、ノイズ信号を完全に除去するのではなく、ノイズ信号を所定の値となるように制御してもよい。このようにすることで、例えばノイズ信号を利用した電子デバイスの故障診断に適用することができる。
【００５０】
更に、振動子１００が、例えば振動子１００に異物が付着したり、振動子１００が破損したりして、故障が発生した場合に、振動子１００の０点出力の大きさが変化する。従って、０点出力の大きさの変化を監視することにより、振動子１００に故障が発生したか否かを判定することができる。例えば、０点出力の閾値としての上下限基準値を設け、その上下限基準値を超えた場合に振動子１００に故障が発生したと判定することができる。
【００５１】
なお、本実施形態の係る振動子１００では、第１連結部２１に備える圧電素子７１の中心Ｐ１は、第１連結部２１の重心Ｇ１を通る仮想線Ｌ１よりＹ（−）方向に位置するように配置し、第２連結部２２に備える圧電素子７２の中心Ｐ２は、第２連結部２２の重心Ｇ２を通る仮想線Ｌ２よりＹ（＋）方向に位置するように配置されている。しかし、これに限定されず、第１連結部２１に備える圧電素子７１の中心Ｐ１は、第１連結部２１の重心Ｇ１を通る仮想線Ｌ１よりＹ（＋）方向に位置するように配置し、第２連結部２２に備える圧電素子７２の中心Ｐ２は、第２連結部２２の重心Ｇ２を通る仮想線Ｌ２よりＹ（−）方向に位置するように配置してもよい。
【００５２】
また、本実施形態に係る振動子１００は、シリコン（Ｓｉ）基材により形成された振動子１００を例示したが、これに限定されず、水晶などの圧電材料を用いてもよい。
【００５３】
図４は、本実施形態に係る振動子１００のその他の形態を示す平面図である。なお、図４に示す振動子１１０は、第１連結部２１および第２連結部２２に形成される圧電素子の配置が異なるものであり、その他の構成要素は振動子１００と同じであるので、同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００５４】
図４に示す振動子１１０は、第１連結部２１には、第１連結部２１の平面視における第１主面としての一方の面２１ａに第１の圧電部としての圧電素子７３が形成され、第２連結部２２の第２主面としての一方の面２２ａに第２の圧電部としての圧電素子７４が形成されている。第１連結部２１に形成される圧電素子７３は、図４に示すように、第１連結部２１（図示点ハッチング部）の重心Ｇ１を通るＸ方向の仮想直線Ｌ１に対して、圧電素子７３の平面視形状の中心Ｐ３がＹ（−）方向に距離ｄ３離間させて配設される。また、第２連結部２２に形成される圧電素子７４は、図４に示すように、第２連結部２２（図示点ハッチング部）の重心Ｇ２を通るＸ方向の仮想直線Ｌ２に対して、圧電素子７４の平面視形状の中心Ｐ４がＹ（−）方向に距離ｄ４離間させて配設される。すなわち、圧電素子７３，７４共に、連結部２１，２２の重心Ｇ１，Ｇ２を通る仮想線Ｌ１，Ｌ２に対して同じ方向のＹ（−）方向に離間するように配置されている。
【００５５】
このとき、
ｄ３＞０
ｄ４＞０
であること、言い換えると、
ｄ３≠０
ｄ４≠０
であることが圧電素子７３，７４の形成条件となる。このように形成された圧電素子７３，７４の動作を図５により説明する。
【００５６】
図５は、第１連結部２１に備える圧電素子７３、および第２連結部２２に備える圧電素子７４の動作を説明する平面図である。上述した製造ばらつきによって、振動子１１０に備える第１連結部２１および第２連結部２２は、図５（ａ）に示す状態と図５（ｂ）に示す状態を交互に繰り返す屈曲振動が励振される。図５（ａ）に示す状態において、第１連結部２１内部には、Ｙ（−）側の領域では引張応力ｆｓ1が発生し、Ｙ（＋）側の領域では圧縮応力ｆｃ1が発生し、第２連結部２２内部には、Ｙ（＋）方向では引張応力ｆｓ2が発生し、Ｙ（−）側の領域では圧縮応力ｆｃ2が発生する。
【００５７】
図４で説明したように、第１連結部２１に備える圧電素子７３の中心Ｐ３は、第１連結部２１の重心Ｇ１を通る仮想線Ｌ１よりＹ（−）方向に位置するように配置されている。この圧電素子７３に第１連結部２１のＹ（−）側の領域に生じる引張応力ｆｓ1に対応した圧縮応力Ｆｃ3を発生させるように、圧電素子７３を収縮させる。これにより、製造ばらつきによる第１連結部２１の屈曲を矯正し、基部１０から検出部４１ａ，４２ａへの振動漏れを抑制することができる。
【００５８】
また、第２連結部２２においては、第２連結部２２に備える圧電素子７４の中心Ｐ４も、第２連結部２２の重心Ｇ２を通る仮想線Ｌ２よりＹ（−）方向に位置するように配置されている。この圧電素子７４に第２連結部２２のＹ（−）側の領域に生じる圧縮応力ｆｃ2に対応した引張応力Ｆｓ4を発生させるように、圧電素子７４を伸張させる。これにより、製造ばらつきによる第２連結部２２の屈曲を矯正し、基部１０から検出部４１ａ，４２ａへの振動漏れを抑制することができる。
【００５９】
次に、図５（ｂ）に示す状態において、第１連結部２１内部には、Ｙ（＋）側の領域では引張応力ｆｓ3が発生し、Ｙ（−）側の領域では圧縮応力ｆｃ3が発生し、第２連結部２２内部には、Ｙ（−）側の領域では引張応力ｆｓ4が発生し、Ｙ（＋）側の領域では圧縮応力ｆｃ4が発生する。そこで、圧電素子７３に第１連結部２１のＹ（−）側の領域に生じる圧縮応力ｆｃ3に対応した引張応力Ｆｓ3を発生させるように、圧電素子７３を伸張させる。これにより、製造ばらつきによる第１連結部２１の屈曲を矯正し、基部１０から検出部４１ａ，４２ａへの振動漏れを抑制することができる。
【００６０】
また、第２連結部２２においても、圧電素子７４に第２連結部２２のＹ（−）側の領域に生じる引張応力ｆｓ4に対応した圧縮応力Ｆｃ4を発生させるように、圧電素子７４を収縮させる。これにより、製造ばらつきによる第２連結部２２の屈曲を矯正し、基部１０から検出部４１ａ，４２ａへの振動漏れを抑制することができる。
【００６１】
上述したように、振動子１１０では、第１連結部２１に形成された圧電素子７３と、第２連結部２２に形成された圧電素子７４と、に逆相の電界を付加することにより、製造ばらつきによる基部１０を介した第１検出部４１ａおよび第２検出部４２ａへの振動漏れを抑制することがでる。従って、振動子１１０に角速度が付加された場合の検出部４１ａ，４２ａからの検出信号は、０点出力によるノイズ信号が除去された、正確な信号として得ることができ、正確な角速度を計測することができる。また、ノイズ信号を完全に除去するのではなく、ノイズ信号を所定の値となるように制御してもよい。このようにすることで、例えばノイズ信号を利用した電子デバイスの故障診断に適用することができる。
【００６２】
更に、振動子１００が、例えば振動子１００に異物が付着したり、振動子１００が破損したりして、故障が発生した場合に、振動子１００の０点出力の大きさが変化する。この０点出力の大きさの変化を監視することにより、振動子１００に故障が発生したか否かを判定することができる。
【００６３】
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態に係る振動子２００を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＤ−Ｄ´部の拡大断面図である。なお、本実施形態にかかる振動子２００は、第１実施形態に係る振動子１００に対して、第１連結部２１および第２連結部２２に形成される圧電素子の配置のみ異なるものであり、振動子１００と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００６４】
図６（ａ）に示すように、第１連結部２１の面２１ａには、第１圧電素子７５Ａと第２圧電素子７５Ｂと、を備える第１の圧電部としての第１圧電部７５が形成されている。また、第２連結部２２の面２２ａには、第３圧電素子７６Ａと第４圧電素子７６Ｂと、を備える第２の圧電部としての第２圧電部７６が形成されている。そして、図６（ｂ）に示すように第１圧電素子７５Ａは、第１連結部２１の面２１ａ上に、下部電極層７５Ａａ、圧電体層７５Ａｂ、上部電極層７５Ａｃの順に積層されて形成されている。同様に、第２圧電素子７５Ｂは、第１連結部２１の面２１ａ上に、下部電極層７５Ｂａ、圧電体層７５Ｂｂ、上部電極層７５Ｂｃの順に積層されて形成されている。また、第２連結部２２の面２２ａ上に形成される第２圧電部７６も、下部電極層７６Ａａ，７６Ｂａ、圧電体層７６Ａｂ，７６Ｂｂ、上部電極層７６Ａｃ，７６Ｂｃが順に積層されて第３圧電素子７６Ａと第４圧電素子７６Ｂとが形成される。
【００６５】
第１圧電部７５を構成する第１圧電素子７５Ａと第２圧電素子７５Ｂとは、次のように配置されている。第１圧電部７５では、第１圧電素子７５Ａの平面視における中心Ｐ５１は、第１連結部２１の重心Ｇ１を通るＸ方向に延伸される仮想線Ｌ１に対してＹ（＋）方向に距離ｄ５１離間させて配置され、第２圧電素子７５Ｂの平面視における中心Ｐ５２は、第１連結部２１の重心Ｇ１を通るＸ方向に延伸される仮想線Ｌ１に対してＹ（−）方向に距離ｄ５２離間させて配置される。
【００６６】
また、第２圧電部７６では、第３圧電素子７６Ａの平面視における中心Ｐ６１は、第２連結部２２の重心Ｇ２を通るＸ方向に延伸される仮想線Ｌ２に対してＹ（＋）方向に距離ｄ６１離間させて配置され、第４圧電素子７６Ｂの平面視における中心Ｐ６２は、第２連結部２２の重心Ｇ２を通るＸ方向に延伸される仮想線Ｌ２に対してＹ（−）方向に距離ｄ６２離間させて配置される。このとき、
ｄ５１＞０
ｄ５２＞０
であり、
ｄ６１＞０
ｄ６２＞０
であること、言い換えると、
ｄ５１≠０
ｄ５２≠０
であり、
ｄ６１≠０
ｄ６２≠０
であることが第１圧電部７５および第２圧電部７６における圧電素子７５Ａ，７５Ｂ，７６Ａ，７６Ｂの形成条件となる。
【００６７】
図７は、振動子２００における第１圧電部７５、および第２圧電部７６の動作を説明する平面図である。上述した製造ばらつきによって、振動子１１０に備える第１連結部２１および第２連結部２２は、図７（ａ）に示す状態と図７（ｂ）に示す状態を交互に繰り返す屈曲振動が励振される。図７（ａ）に示す状態において、第１連結部２１内部には、Ｙ（−）側の領域では引張応力ｆｓ1が発生し、Ｙ（＋）側の領域では圧縮応力ｆｃ1が発生し、第２連結部２２内部には、Ｙ（＋）側の領域では引張応力ｆｓ2が発生し、Ｙ（−）側の領域では圧縮応力ｆｃ2が発生する。
【００６８】
図６で説明したように、第１連結部２１に備える第１圧電部７５の第１圧電素子７５Ａの中心Ｐ５１は、第１連結部２１の重心Ｇ１を通る仮想線Ｌ１よりＹ（＋）方向に位置するように配置されている。この第１圧電素子７５Ａに第１連結部２１のＹ（＋）側の領域に生じる圧縮応力ｆｃ1に対応した引張応力Ｆｓ51を発生させるように、第１圧電素子７５Ａを伸張させる。更に、第１圧電部７５の第２圧電素子７５Ｂの中心Ｐ５２は、第１連結部２１の重心Ｇ１を通る仮想線Ｌ１よりＹ（−）方向に位置するように配置されている。この第２圧電素子７５Ｂに第１連結部２１のＹ（−）側の領域に生じる引張応力ｆｓ1に対応した圧縮応力Ｆｃ51を発生させるように、第２圧電素子７５Ｂを収縮させる。これにより、製造ばらつきによる第１連結部２１の屈曲を矯正し、基部１０から検出部４１ａ，４２ａへの振動漏れを抑制することができる。
【００６９】
また、第２連結部２２では、第２連結部２２に備える第２圧電部７６の第３圧電素子７６Ａの中心Ｐ６１は、第２連結部２２の重心Ｇ２を通る仮想線Ｌ２よりＹ（＋）方向に位置するように配置されている。この第３圧電素子７６Ａに第２連結部２２のＹ（＋）側の領域に生じる引張応力ｆｓ2に対応した圧縮応力Ｆｃ61を発生させるように、第３圧電素子７６Ａを収縮させる。更に、第２圧電部７６の第４圧電素子７６Ｂの中心Ｐ６２は、第２連結部２２の重心Ｇ２を通る仮想線Ｌ２よりＹ（−）方向に位置するように配置されている。この第４圧電素子７６Ｂに第２連結部２２のＹ（−）側の領域に生じる圧縮応力ｆｃ2に対応した引張応力Ｆｓ61を発生させるように、第４圧電素子７６Ｂを伸張させる。これにより、製造ばらつきによる第１連結部２１の屈曲を矯正し、基部１０から検出部４１ａ，４２ａへの振動漏れを抑制することができる。
【００７０】
次に、図７（ｂ）に示す状態において、第１連結部２１内部には、Ｙ（＋）側の領域では引張応力ｆｓ3が発生し、Ｙ（−）側の領域では圧縮応力ｆｃ3が発生し、第２連結部２２内部には、Ｙ（−）側の領域では引張応力ｆｓ4が発生し、Ｙ（＋）側の領域では圧縮応力ｆｃ4が発生する。このとき、第１連結部２１に備える第１圧電部７５の第１圧電素子７５Ａの中心Ｐ５１は、第１連結部２１の重心Ｇ１を通る仮想線Ｌ１よりＹ（＋）方向に位置するように配置されている。この第１圧電素子７５Ａに第１連結部２１のＹ（＋）側の領域に生じる引張応力ｆｓ3に対応した引張応力Ｆｃ52を発生させるように、第１圧電素子７５Ａを収縮させる。更に、第１圧電部７５の第２圧電素子７５Ｂの中心Ｐ５２は、第１連結部２１の重心Ｇ１を通る仮想線Ｌ１よりＹ（−）方向に位置するように配置されている。この第２圧電素子７５Ｂに第１連結部２１のＹ（−）側の領域に生じる圧縮応力ｆｃ3に対応した引張応力Ｆｓ52を発生させるように、第２圧電素子７５Ｂを伸張させる。これにより、製造ばらつきによる第１連結部２１の屈曲を矯正し、基部１０から検出部４１ａ，４２ａへの振動漏れを抑制することができる。
【００７１】
また、第２連結部２２では、第２連結部２２に備える第２圧電部７６の第３圧電素子７６Ａの中心Ｐ６１は、第２連結部２２の重心Ｇ２を通る仮想線Ｌ２よりＹ（＋）方向に位置するように配置されている。この第３圧電素子７６Ａに第２連結部２２のＹ（＋）側の領域に生じる圧縮応力ｆｃ4に対応した引張応力Ｆｓ62を発生させるように、第３圧電素子７６Ａを伸張させる。更に、第２圧電部７６の第４圧電素子７６Ｂの中心Ｐ６２は、第２連結部２２の重心Ｇ２を通る仮想線Ｌ２よりＹ（−）方向に位置するように配置されている。この第４圧電素子７６Ｂに第２連結部２２のＹ（−）側の領域に生じる引張応力ｆｓ4に対応した圧縮応力Ｆｃ62を発生させるように、第４圧電素子７６Ｂを収縮させる。これにより、製造ばらつきによる第１連結部２１の屈曲を矯正し、基部１０から検出部４１ａ，４２ａへの振動漏れを抑制することができる。
【００７２】
上述したように、振動子１１０では、第１連結部２１に形成された圧電素子７３と、第２連結部２２に形成された圧電素子７４と、に逆相の電界を付加することにより、製造ばらつきによる基部１０を介した第１検出部４１ａおよび第２検出部４２ａへの振動漏れを抑制することがでる。従って、振動子１１０に角速度が付加された場合の検出部４１ａ，４２ａからの検出信号は、０点出力によるノイズ信号が除去された、正確な信号として得ることができ、正確な角速度を計測することができる。
【００７３】
（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係る振動子３００を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＥ−Ｅ´部の断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＦ−Ｆ´部の断面図である。なお、本実施形態にかかる振動子３００は、第１実施形態に係る振動子１００に対して、第１連結部２１および第２連結部２２に形成される圧電素子の配置のみ異なるものであり、振動子１００と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００７４】
図８（ａ），（ｂ）に示すように、振動子３００の第１連結部２１の第１主面２１ａと、第１主面２１ａの裏面である第２主面２１ｂと、を繋ぐ一方の側面２１ｃに第３の圧電部としての圧電素子８１を備えている。また、第２連結部２２の第１主面２２ａと、第１主面２２ａの裏面である第２主面２２ｂと、を繋ぐ一方の側面２２ｄに第４の圧電部としての圧電素子８２を備えている。
【００７５】
本実施形態に係る振動子３００では、圧電素子８１は第１連結部２１のＹ（−）方向の側面２１ｃに配置され、圧電素子８２は第２連結部２２のＹ（＋）方向の側面２２ｄに配置されている。圧電素子８１は、圧電素子８１が形成される側面２１ｃ上に下部電極層８１ａ、圧電体層８１ｂ、上部電極層８１ｃの順にＹ（−）方向に積層されている。また、圧電素子８２は、圧電素子８２が形成される側面２２ｄ上に下部電極層８２ａ、圧電体層８２ｂ、上部電極層８２ｃの順にＹ（＋）方向に積層されている。
【００７６】
図９は、振動子３００における圧電素子８１，８２の動作を説明する平面図である。上述した製造ばらつきによって、振動子３００に備える第１連結部２１および第２連結部２２は、図９（ａ）に示す状態と図９（ｂ）に示す状態を交互に繰り返す屈曲振動が励振される。図９（ａ）に示す状態において、第１連結部２１内部には、Ｙ（−）側の領域では引張応力ｆｓ1が発生し、Ｙ（＋）の領域では圧縮応力ｆｃ1が発生し、第２連結部２２内部には、Ｙ（＋）側の領域では引張応力ｆｓ2が発生し、Ｙ（−）側の領域では圧縮応力ｆｃ2が発生する。また、図９（ｂ）に示す状態において、第１連結部２１内部には、Ｙ（＋）側の領域では引張応力ｆｓ3が発生し、Ｙ（−）側の領域では圧縮応力ｆｃ3が発生し、第２連結部２２内部には、Ｙ（−）側の領域では引張応力ｆｓ4が発生し、Ｙ（＋）側の領域では圧縮応力ｆｃ4が発生する。
【００７７】
図９（ａ）に示す状態において、第１連結部２１のＹ（−）方向の側面２１ｃに形成された圧電素子８１には、第１連結部２１のＹ（−）側の領域に生じる引張応力ｆｓ1に対応した圧縮応力Ｆｃ81を発生させるように、圧電素子８１を収縮させる。そして、第２連結部２２のＹ（＋）方向の側面２２ｄに形成された圧電素子８２には、第２連結部２２のＹ（＋）側の領域に生じる引張応力ｆｓ2に対応した圧縮応力Ｆｃ82を発生させるように、圧電素子８２を収縮させる。これにより、製造ばらつきによる第１連結部２１および第２連結部２２の屈曲が矯正される。
【００７８】
そして、図９（ｂ）に示す状態において、第１連結部２１のＹ（−）側の領域に生じる圧縮応力ｆｃ3に対応した引張応力Ｆｓ81を発生させるように、圧電素子８１を伸張させる。そして、第２連結部２２のＹ（＋）側の領域に生じる圧縮応力ｆｃ4に対応した引張応力Ｆｓ82を発生させるように、圧電素子８２を伸張させる。これにより、製造ばらつきによる第１連結部２１および第２連結部２２の屈曲が矯正される。このように製造ばらつきによる振動腕３１，３２からの振動漏れにより励振される連結部２１，２２の屈曲振動は、連結部２１，２２の側面に形成された圧電素子８１，８２によって矯正され、基部１０から検出部４１ａ，４２ａへの振動漏れを抑制することができる。従って、正確な角速度を測定できる振動子３００を得ることができる。
【００７９】
上述したように、振動子３００では、第１連結部２１に形成された圧電素子８１と、第２連結部２２に形成された圧電素子８２と、に同相の電界を付加することにより、製造ばらつきによる基部１０を介した第１検出部４１ａおよび第２検出部４２ａへの振動漏れを抑制することがでる。従って、振動子３００に角速度が付加された場合の検出部４１ａ，４２ａからの検出信号は、０点出力によるノイズ信号が除去された、正確な信号として得ることができ、正確な角速度を計測することができる。
【００８０】
図１０は、第３実施形態に係る振動子３００のその他の形態を示す平面模式図であり、振動子３００と同じ構成要素への図示、あるいは符号の付与、および説明は省略する。図１０（ａ）に示す振動子３１０は、第１圧電部としての圧電素子８３が第１連結部２１のＹ（−）方向の側面２１ｃに配置され、第２圧電部としての圧電素子８４も第２連結部２２のＹ（−）方向の側面２２ｃに配置されている。このように圧電素子８３，８４が配置された振動子３１０では、圧電素子８３と圧電素子８４とは逆相で駆動されることにより、０点出力によるノイズ信号が除去された、正確な信号として得ることができ、正確な角速度を計測することができる。なお、本例では第１連結部２１および第２連結部２２のＹ（−）方向の側面２１ｃ，２２ｃに圧電素子８３，８４が配置されているが、Ｙ（＋）方向の側面２１ｄ，２２ｄに圧電素子８３，８４が配置されてもよい。
【００８１】
図１０（ｂ）に示す振動子３２０は、第１連結部２１に配設される第１圧電部８５は、第１連結部２１のＹ（−）方向の側面２１ｃに形成された圧電素子８５ａと、第１連結部２１のＹ（＋）方向の側面２１ｄに形成された圧電素子８５ｂと、により構成される。また、第２連結部２２に配設される第２圧電部８６は、第２連結部２２のＹ（−）方向の側面２２ｃに形成された圧電素子８６ａと、第２連結部２２のＹ（＋）方向の側面２２ｄに形成された圧電素子８６ｂと、により構成される。このように圧電部８５，８６が配置された振動子３２０では、連結部２１，２２の互いに異なるＹ方向側面に形成された圧電素子、すなわち、圧電素子８５ａと圧電素子８６ｂとが同相で駆動され、圧電素子８５ｂと圧電素子８６ａとが同相で、且つ圧電素子８５ａおよび圧電素子８６ｂとは逆相で駆動される。このように圧電部８５，８６が配置された振動子３２０では、０点出力によるノイズ信号が除去された、正確な信号として得ることができ、正確な角速度を計測することができる。
【００８２】
（第４実施形態）
図１１は、上述した実施形態に係る振動子１００，１１０，１２０，２００，３００，３１０，３２０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、（ａ）は蓋部を省略した平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＭ−Ｍ´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１００を例示して説明する。図１１（ａ），（ｂ）に示すように、パッケージ１１００にＩＣチップ１２００と振動子１００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１００とが収納される凹部１１１０ａを気密封止する。
【００８３】
ＩＣチップ１２００は、上述した実施形態に係る振動子１００，１１０，１２０，２００，３００，３１０，３２０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、振動子１００，１１０，１２０，２００，３００，３１０，３２０の０点出力を検出する０点出力検出回路と、０点出力の検出信号から第１連結部２１と第２連結部２２に備える圧電部を励振駆動させる補正信号生成回路と、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。
【００８４】
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。
【００８５】
パッケージ１１００に収納される振動子１００は、図１１（ａ）に示すように基部１０から支持腕１０１が延出し、その先端は支持部１０２に接続されている。なお、上述の第１実施形態から第３実施形態に係る振動子１００，１１０，１２０，２００，３００，３１０，３２０では、説明の便宜上、支持腕１０１、支持部１０２は図示を省略してある。
【００８６】
支持部１０２には、図示しない振動子１００に備える配線の接続端子が形成され、その接続端子と、ベース１１１０の底面部１１１０ｂに形成された複数のセンサー内部端子１１４０と、例えば、半田、銀ペースト、導電性接着剤などの導電性固定部材１５００によって電気的に接続され、振動子１００がベース１１１０に固定されている。また、ＩＣ内部端子１１３０の一部とセンサー内部端子１１４０は図示しないパッケージ１１００の内部配線によって電気的に接続され、ＩＣ内部端子１１３０の一部は図示しないパッケージ１１００の外部接続端子に電気的に接続されている。
【００８７】
このようにして得られるセンサーデバイス１０００は、０点出力による振動漏れが抑制された振動子１００を備えることにより、角速度が付加された場合に、０点出力によるノイズ信号が除去された、正確な信号として得ることができ、正確な角速度を計測することができる。
【００８８】
（第５実施形態）
第５実施形態に係る電子機器として、第１実施形態から第３実施形態に係る振動子１００，１１０，１２０，２００，３００，３１０，３２０いずれか、もしくは第４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１００，１１０，１２０，２００，３００，３１０、もしくは３２０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。
【００８９】
図１２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。
【００９０】
図１３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。
【００９１】
（第６実施形態）
第１実施形態から第３実施形態に係る振動子１００，１１０，１２０，２００，３００，３１０，３２０もしくは第４実施形態に係るセンサーデバイス１０００を備える第６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１４は、第６実施形態に係る自動車４０００の外観図である。図１４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】
【００９２】
１０…気体、２１…第１連結部、２２…第２連結部、３１…第１振動腕、３２…第２振動腕、４１…第１検出腕、４２…第２検出腕、５１，５２，５３，５４，６１，６２，６３，６４，７１，７２…圧電素子、１００…振動子。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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