(57)【要約】【課題】角速度センサにおいて、製造工程での不良要因の低減、また樹脂封止による角速度センサの小型パッケージ化を目的とする。【解決手段】本発明の角速度センサは、第１の部材と第２の部材とを有する上蓋と、前記上蓋に接続される下蓋と、前記上蓋と前記下蓋との間に配置される振動子と、を備え、前記振動子は振動部と基部とを有し、前記第１の部材は前記振動部と前記上蓋とが対向する領域に配置される第１の部分を有し、前記第１の部分の厚みは前記第２の部材の厚みよりも薄い構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と第２の部材とを有する上蓋と、
前記上蓋に接続される下蓋と、
前記上蓋と前記下蓋との間に配置される振動子と、を備え、
前記振動子は振動部と基部とを有し、
前記第１の部材は前記振動部と前記上蓋とが対向する領域に配置される第１の部分を有し、
前記第１の部分の厚みは前記第２の部材の厚みよりも薄い角速度センサ。
【請求項２】
前記第１の部材は、前記基部に対向する領域に配される第２の部分を更に有し、
前記基部と前記第２の部分とが接続される請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項３】
前記第２の部材は、前記下蓋と接合される第３の部分と、前記第２の部分の周辺に配置される第４の部分と、を有する請求項２に記載の角速度センサ。
【請求項４】
前記第１の部分と前記第２の部分とが同一の材料からなる請求項３に記載の角速度センサ。
【請求項５】
前記同一の材料はシリコンを含む材料である請求項４に記載の角速度センサ。
【請求項６】
前記第２の部材はガラスを含む材料である請求項５に記載の角速度センサ。
【請求項７】
前記第２の部分は導電性を有する貫通電極である請求項６に記載の角速度センサ。
【請求項８】
前記下蓋はシリコンからなる請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項９】
前記基部上に配置された電極端子と前記第２の部分の一端に配置された電極端子とを金属接合により接続することで前記振動子を前記第２の部分に接続する請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項１０】
前記上蓋と前記下蓋とは、常温表面活性化接合により接続される請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項１１】
前記振動子が前記空間の内部に封止されている請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項１２】
前記基部は、前記振動子の中心に配される請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項１３】
前記第１の部分の厚みは前記第２の部材の厚みより５０μｍ以上薄い請求項６に記載の角速度センサ。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載の角速度センサを備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に用いられる角速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、角速度センサとして、コリオリ力を利用する振動型角速度センサが知られている。近年、特にＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いた、角速度センサが提案されている。
【０００３】
以下、従来の角速度センサの一例について図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図１３において、従来の角速度センサに用いられる圧電振動子１は、固定部２と、固定部２から突出する一対の検出振動片３と、固定部２から突出する一対の支持部５と、支持部５の先端に設けられている駆動振動片４とを備えている。駆動時には、各駆動振動片４が、支持部５への付け根を中心として屈曲振動する。この状態で圧電振動子１を、圧電振動子１の主面に直行するＺ軸の周りに回転させる。すると、支持部５が固定部２への付け根を中心として屈曲振動し、各検出振動片３がその反作用によって固定部２への付け根を中心として屈曲振動する。各検出振動片３において発生した電気信号に基づいて、Ｚ軸を中心とする回転角速度を算出することができる。
【０００５】
従来の角速度センサでは、基板１１上の接点パッド１２Ａ、１２Ｂに対して電気的に接続されるボンディングワイヤ９、１０の端部を振動子上の端子部６に対して接合し、振動子と基板とを電気的に接続していた。
【０００６】
なお、この出願の発明に関する先行文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４８６８２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の構成においては、圧電振動子１が気密封止構造となっていないために、製造工程にて振動子の表面にパーティクルや傷が発生する、また樹脂封止による小型パッケージ化が出来ないという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、振動子の気密封止構造を実現し、製造工程での不良の低減をするとともに、樹脂封止による角速度センサの小型パッケージ化を可能とすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の角速度センサは、第１の部材と第２の部材とを有する上蓋と、前記上蓋に接続される下蓋と、前記上蓋と前記下蓋との間に配置される振動子と、を備え、前記振動子は振動部と基部とを有し、前記第１の部材は前記振動部と前記上蓋とが対向する領域に配置される第１の部分を有し、前記第１の部分の厚みは前記第２の部材の厚みよりも薄い構成とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成により、振動子が製造工程にて上蓋と下蓋の間の空間に気密封止されるために、外部からのパーティクルや傷などの影響を受けないことで不良が低減し歩留まりが向上する、また樹脂封止による小型パッケージ化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態における角速度センサの分解斜視図
【図２】同センサの断面図
【図３】同センサの上蓋の製造方法表す図
【図４】同センサの製造方法を表す図
【図５】同センサが備える振動子の上面図
【図６】同振動子の断面図
【図７】同センサの回路構成の一例を示す図
【図８】同センサが備える別の振動子の上面図
【図９】同振動子の断面図
【図１０】同振動子の動作を表す図
【図１１】同センサが備える更に別の振動子の上面図
【図１２】実施の形態２の電子機器を表す図
【図１３】従来の角速度センサの分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
本実施の形態の角速度センサ３０は、第１の部材と第２の部材とを有する上蓋と、上蓋に接続される下蓋と、上蓋と下蓋との間に配置される振動子と、を備え、振動子は振動部と基部とを有し、第１の部材は前記振動部と上蓋とが対向する領域に配置される第１の部分を有し、第１の部分の厚みは前記第２の部材の厚みよりも薄い構成である。
【００１５】
図１は本実施の形態における角速度センサ３０の分解斜視図である。
図１において、本実施の形態の角速度センサ３０は、回路基板３１上に上蓋３２と、上蓋３２に接続され、凹部が形成された下蓋３３と、上蓋３２と下蓋３３との間の空間に配置された振動子３５と、を備える。なお、図１では後述する電極３４ａ、３４ｂとワイヤ３６と、は省略している。
【００１６】
図２は図１のＡ−Ａ’線の断面図である。回路基板３１は、その主面３１ａにおける外周側に振動子３５との電気的接続を行うための電極３１ｂを有し、回路基板３１の内部には、振動子３５からの信号を処理する検出回路５０と、振動子３５に駆動信号を与える駆動回路６０と、を有する。検出回路５０、駆動回路６０の詳細は後述する。
【００１７】
上蓋３２と下蓋３３とは互いに接合されることで振動子３５を収容可能な空間を形成する。
【００１８】
上蓋３２は、電極３４ａ、３４ｂを有し、電極３４ａ、３４ｂはワイヤ３６により回路基板３１上の電極３１ｂに接続されている。
【００１９】
上蓋３２はシリコンからなり、振動子３５の振動部と対向する領域に配される対向部３２ｂと、振動子３５と接続される貫通電極３２ｄと、上蓋３２の最外周部に配される外周部３２ｅを含む。ここで、対向部３２ｂと、貫通電極３２ｄと、外周部３２ｅと、を纏めて第１の部材とする。即ち、第１の部材とは、上蓋３２のうち、シリコンで構成される各部分の総称であるものとする。上蓋３２は更に、下蓋３３に接続される接合部３２ａと、貫通電極３２ｄの周縁に配される周縁部３２ｃとを含む。ここで、接合部３２ａと、周縁部３２ｃと、を纏めて第２の部材とする。即ち、第２の部材とは、上蓋３２のうち、ガラス材料で構成される各部分の総称であるものとする。
【００２０】
ここで、対向部３２ｂの厚み（図２中のＤ１）は第２の部材の厚み（図２中のＤ２）よりも薄くなるように構成される。別の表現としては、対向部３２ｂの厚み（図２中のＤ１）は周縁部３２ｃの厚み（図２中のＤ２）よりも薄くなるように構成される。別の表現としては、対向部３２ｂの厚み（図２中のＤ１）は接続部３２ａの厚み（図２中のＤ２）よりも薄くなるように構成される。別の表現としては、対向部３２ｂの厚み（図２中のＤ１）は外周部３２ｅの厚み（図２中のＤ２）よりも薄くなるように構成される。
【００２１】
また、貫通電極３２ｄはその端部に回路基板３１とワイヤ３６を介して電気的に接続するための電極３４ａ、３４ｂ及び振動子３５と電気的に接続するための電極３４ｃ、３４ｄとを備える。
【００２２】
下蓋３３はガラス材料からなり、凹部を有している。この凹部は下蓋３３と上蓋３２と接合されることにより、振動子３５を配置する空間を形成する。
【００２３】
以上のように構成された上蓋３２について、以下にその製造方法を説明する。
図３は本実施例における上蓋３２の製造方法を説明する工程図である。
【００２４】
まず、図３のように、工程（ａ）から工程（ｆ）を経て上蓋３２が形成される。
【００２５】
工程（ａ）では、シリコン基板４０にガラス材料４１を埋め込むパターンを形成するために、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を利用してシリコン基板４０に凹部を形成する。
【００２６】
工程（ｂ）では、形成した凹内にガラス材料４１を溶融させ埋め込む絶縁層形成工程を行う。
【００２７】
工程（ｃ）では、例えばＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学機械研磨）による両面研磨工程を行い、上面を平坦化、下面はガラスを露出させると共に平坦化する。この工程により、接合部３２ａ、貫通電極３２ｄ、外周部３２ｅ、ギャップを形成する前の対向部３２ｂ、周縁部３２ｃと、が同時に形成される。
【００２８】
工程（ｅ）では、例えばアルカリ系溶液（ＴＭＡＨ溶液、ＫＯＨ溶液など）を用いた異方性ウェットエッチングにより対向部３２ｂの厚みを減じて、振動子３５と対向部３２ｂとの間に一定のギャップ（図３中のＤ３）を形成する。
【００２９】
ここで、振動子３５の振動部は角速度を検出する際にＺ軸方向の振動が発生する。このとき、対向部３２ｂに形成したギャップの深さにより振幅量が変わるが、ギャップの深さが浅すぎると空気の粘性抵抗が大きくなり、振幅量が小さくなってしまい、角速度を検出する感度が低下してしまう。従って、対向部３２ｂのギャップ深さは少なくとも５０ｕｍ以上あることが好ましい。また、対向部３２ｂはシリコンを用いることにより、隣接する接合部３２ａ、周縁部３２ｃに対して選択性の高いエッチングによるギャップ形成が可能となるため、接合部３２ａ、周縁部３２ｃへのサイドエッチングが起こらず、上蓋３２の耐久性に影響を与えることなく５０ｕｍ以上の深さをエッチングすることが可能となる。また、対向部３２ｂのアルカリ系溶液を用いた異方性ウェットエッチングはエッチングレートの面内均一性が高いため、対向部３２ｂに形成するギャップの深さを上蓋全体で均一にすることが可能となり、振動子３５の振動部のＺ軸方向に発生する振動の振幅量のばらつきを低減することができる。なお、ギャップ形成にはアルカリ系溶液（ＴＭＡＨ溶液、ＫＯＨ溶液など）を用いた異方性ウェットエッチングの他に、ボッシュプロセスに代表されるドライエッチングを用いても良い。
【００３０】
工程（ｆ）では、スパッタ法などを用いて、貫通電極の端面に電極３４ａ〜３４ｄ形成する。
以上の工程により、上蓋３２を得ることができる。
【００３１】
図４は、本実施例における角速度センサの製造工程を示す図である。図４に示すように、下蓋３３は、シリコンからなり、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を利用して凹部を形成する。上蓋３２の接合部３２ａと下蓋３３の上面とを接続することで上蓋３２と下蓋３３との間に空間を形成でき、この空間内に振動子３５を配置することができる。
【００３２】
振動子３５は、振動部と、振動部を支持する基部とを有し、基部は上蓋３２の貫通電極３２ｄと接続するための電極３４ｅ、電極３４ｆを備える。振動子３５は、水晶等の圧電材料を用いて形成しても良いし、シリコン等の非圧電材料を用いて形成しても良い。特に、シリコンウェハを用いることにより、微細加工技術を用いて非常に小型に形成することができるとともに、大量生産によるコストダウンが可能となる。
【００３３】
上蓋３２と振動子３５と下蓋３３は下記の手順により接続される。まず始めに電極３４ａ、３４ｂと電極３４ｅ、３４ｆとを、例えば金属接合、あるいははんだ接合などにより接続する。ここで、振動子３５において、電極３４ａ、３４ｂの他に、駆動電極などに影響を与えない位置に、図示しない接合用電極を設け接合時に使用することにより、接合強度を向上させることができる。この場合、上蓋３２に振動子３５の接合用電極に対応する位置に、同様に接合用電極を設ける必要がある。
【００３４】
次に、上蓋３２の接合部３２ａと下蓋３３を、例えば表面活性化接合、あるいは陽極接合などにより接続する。この手順で接続することにより、振動子３５を気密封止することができる。なお、上蓋３２と下蓋３３の接続において、上蓋３２の接続箇所は接合部３２ａではなく、外周部３２ｅを用いてもよい。この場合、例えば常温表面活性化接合、あるいは直接接合などを用いることで接続することができる。
【００３５】
ここで、上蓋３２の外周部３２ｅと接合部３２ａが、対向部３２ｂ、周縁部３２ｃ、貫通電極３２ｄよりも厚くなるような構造であっても、接合部３２ａ、また外周部３２ｅと下蓋３３を、例えば表面活性化接合、直接接合により接続することで、同様に振動子３５を気密封止することができる。この場合、上蓋３２と振動子３５を接続するときに、電極３４ａ、３４ｂと電極３４ｅ、３４ｆとを、例えばＡｕバンプ接合を用いて接続することで、バンプ高さにより振動子３５の振動部と対向部３２ｂとのギャップの距離を調整することができる。この場合、下蓋３３は凹部を形成しなくても良い。
【００３６】
図５は本実施の形態における角速度センサ３０が備える振動子の一例を示した平面図である。振動子３５は、振動子３５を上蓋３２に固定するための基部１０２と、基部１０２から延出する第１のアーム１０３ａと第２のアーム１０３ｂとから成る一対のアームと、第１のアーム１０３ａ及び第２のアーム１０３ｂに接続する枠部１０４とを有する構成である。係る振動子においては、枠部１０４を振動部と考えることが出来る。なお、枠部１０４の動作については後述する。
【００３７】
第１のアーム１０３ａ及び第２のアーム１０３ｂは、図中のＹ軸方向に沿って、それぞれ正および負の方向に基部１０２から延出している。より詳細には、第１のアーム１０３ａ及び第２のアーム１０３ｂは、基部１０２の側面から延出している。
【００３８】
枠部１０４は、基部１０２を取り囲むように配され、第１のアーム１０３ａ及び第２のアーム１０３ｂそれぞれの他端と接続している。より詳細には、第１のアーム１０３ａ及び第２のアーム１０３ｂそれぞれの他端の側面と枠部１０４の側面とが接続している。
【００３９】
また、枠部１０４上のＹ軸と平行な辺上に、駆動電極１１０ａ〜１１０ｄを配置し、枠部１０４上のＸ軸と平行な辺上に検出部１１１ａ〜１１１ｄを設けている。更に、駆動電極１１０ａ〜１１０ｂ、１１０ｃ〜１１０ｄに隣接した位置に、モニタ電極１１５ａ、１１５ｂを設けている。
【００４０】
図６は、図２のＢ−Ｂ’部の断面図である。第１の枠部１０４上に共通電極２０９、圧電体２０７、駆動電極１１０ａが積層する構造としている。
【００４１】
以下、振動子３５を備える角速度センサ３０の構成と動作について説明する。
【００４２】
図７は、本発明の角速度センサ３０の回路構成の一例を示す図である。
【００４３】
角速度センサ３０は、振動子３５と、振動子３５を駆動信号で発振駆動するための駆動回路６０と、外部から与えられる慣性力に起因して振動子３５に生じる検出信号（電荷）を処理する検出回路５０と、を備える。
【００４４】
駆動回路６０の初段に設けられるＩ／Ｖ変換増幅器５０ａ（以下、入力アンプ６０ａ）は、オペアンプならびに帰還抵抗Ｒｆ，帰還容量Ｃｆからなり、ローパスフィルタ特性をもつ積分型の電流／電圧変換アンプである。この入力アンプ６０ａは、発振ループの構成要素の一つであり、モニタ電極１１５ａ、１１５ｂからのモニタ信号（電荷）を電圧信号に変換する。また、電圧信号に従って発振ループの利得（ゲイン）を自動的に調整するための自動利得調整回路部６０ｃ（以下、ＡＧＣ回路部６０ｃ）と、同期検波用の参照信号として用いるためにこの電圧信号を９０°位相回転させて検出回路５０に出力する移相器６０ｂとを有する。ＡＧＣ回路部６０ｃは、発振定常状態において、発振ループのループゲインが１になるように自動的に利得を調整する。駆動回路６０の後段に設けられるＶ／Ｖ変換増幅器（出力アンプ）６０ｄは、ＡＧＣ回路部６０ｃからの信号を増幅した駆動信号を振動子３５に出力する。
【００４５】
駆動回路６０には、振動子３５が接続される。図７中、Ｄ１は振動子３５からのモニタ信号を出力するモニタ端子であり、Ｄ２は振動子３５に駆動信号を与えるためのドライブ端子である。また、Ｓは振動子３５からの検出信号を出力する検出端子である。
【００４６】
次に、検出回路５０の構成と動作について説明する。検出回路５０は、Ｉ／Ｖ変換増幅器５０ａ（以下、検出アンプ５０ａ）と、検波器５０ｂと、ローパスフィルタ５０ｃ（ＬＰＦ５０ｃ）とを有する。
【００４７】
通常動作時には、駆動回路６０を含む発振ループによって振動子３５に所定方向の駆動振動が生じる。ここでは、駆動振動周波数をｆｄとする。この状態で振動子３５に回転慣性力（コリオリの力）が加わると、その回転に起因して駆動振動と直交する方向にコリオリ力による検出振動が生じて検出端子Ｓから検出信号（電荷）が生成され、その検出信号は検出回路５０の初段に設けられる検出アンプ５０ａに入力される。
【００４８】
但し、検出信号には、不要信号（駆動振動の成分）が重畳されている。不要信号と角速度信号とは位相が９０°ずれており、この不要成分を除去するため、検波器５０ｂは、駆動回路６０からの同期検波用参照信号によって検出信号を同期検波する。そして、ローパスフィルタ５０ｃによりノイズ成分を除去して、所望の角速度信号（直流）を出力する。
【００４９】
次に振動子３５の動作を説明する。振動子３５は、共通電極２０９をグラウンドとして、駆動電極１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄに交流電圧を印加することで、逆圧電効果により駆動振動させることができる。このとき、駆動電極１１０ａ、１１０ｃと、駆動電極１１０ｂ、１１０ｄとで、それぞれ逆位相の交流電圧を印加すると、枠部１０４を、基部１０２を通るＹ軸に対して左右略対称に振動（図５中の両矢印の方向に振動）させることが出来る。
図５においてＹ軸のまわりに角速度が印加された場合、枠部１０４には図５のＡ１、Ａ２で示すようにＺ軸方向にコリオリ力が発生する。このコリオリ力により枠部１０４は第１のアーム１０３ａ及び第２のアーム１０３ｂを中心軸として左右に回転しようとする。この際の撓みを検出部１１１ａ〜１１１ｄで検出することにより角速度を検出できる。
【００５０】
図８は本実施の形態における振動子の別の一例を示した上面図である。振動子３５ｂは、枠部１０４に第１の接続部１０５ａと第２の接続部１０５ｂとを介して接続する第２の枠部１０６とを有し、第１のアーム１０３ａと第２のアーム１０３ｂと第１の接続部１０５ａと第２の接続部１０５ｂとが同一の軸上に配される構成である。係る振動子においては、第１の枠部１０４及び／又は第２の枠部１０６を振動部と考えることが出来る。なお、第１の枠部１０４、第２の枠部１０６の動作については後述する。
【００５１】
基部１０２は振動子３５を支持する固定部材である。
【００５２】
第２の枠部１０６は、第１の枠部１０４の外側に配され、第１の接続部１０５ａ及び第２の接続部１０５ｂを介して、第１の枠部１０４に接続される。ここで、第１のアーム１０３ａ、第２のアーム１０３ｂ、第１の接続部１０５ａおよび第２の接続部１０５ｂは同一の軸線上（図中のＹ軸方向）に配置される。換言すると、第１の接続部１０５ａと第２の接続部１０５ｂとは、基部１０２を挟んで対向するように配されると言える。駆動電極１１０ａ〜１１０ｄを第２の枠部１０６上に配置している。
また、モニタ電極１１５ａ〜１１５ｄを第２の枠部１０６上に配置している。すなわち、駆動電極１１０ａ〜１１０ｄとモニタ電極１１５ａ〜１１５ｄとを同じ枠部（ここでは第２の枠部１０６）上に設ける。
【００５３】
図９は、図８のＣ−Ｃ’部の断面図である。第２の枠部１０６上に共通電極２０９、圧電体２０７、駆動電極１１０ａ〜１１０ｄが積層する構造としている。
【００５４】
次に振動子の動作を説明する。振動子３５は、共通電極２０９をグラウンドとして、駆動電極１１０ａ〜１１０ｄに交流電圧を印加することで、逆圧電効果により駆動振動させることができる。このとき、駆動電極１１０ａ及び１１０ｄと、駆動電極１１０ｂ及び１１０ｃとで、それぞれ逆位相の交流電圧を印加すると、第２の枠部１０６を、基部１０２を通るＹ軸に対して左右略対称に振動（図８中の両矢印の方向に振動）させることが出来る。
【００５５】
角速度が加わった際の動作について、図１０を用いて説明する。
【００５６】
図１０（ａ）中のＹ軸周りに角速度が加わった際には、図１０（ａ）に示すように、Ｘ軸方向に駆動振動する第２の枠部１０６に対して、図１０（ａ）中のＺ軸方向にコリオリ力が働き、検出振動（図１０（ａ）中の矢印Ａ１〜Ａ４）が励起される。
【００５７】
ここで、第２の枠部１０６は、基部１０２を原点とした時、Ｙ軸に対して互いに逆方向に駆動振動しているために、検出振動は基部１０２を通るＹ軸に対して回転するように振動（矢印Ａ３、Ａ４）する。このとき、第２の枠部１０６に接続される第１の枠部１０４は、第２の枠部１０６の振動方向とは、Ｙ軸周りに互いに逆方向に振動（矢印Ａ１、Ａ２）する。これは、第１のアーム１０３ａ、第２のアーム１０３ｂ、第１の接続部１０５ａ、１０５ｂと、を同一の軸上に配しているために、第１の枠部１０４と第２の枠部１０６とが互いに逆方向に振動可能となるものである。これによって、第１の枠部１０４と第２の枠部１０６が互いに逆方向の回転モーメントを発生させるので、第１のアーム１０３ａ及び第２のアーム１０３ｂに伝わる検出振動を打ち消すように振動（矢印Ａ３、Ａ４）することが出来る。このため、基部１０２から振動子３５外への検出振動による振動漏れを抑えることが出来る。
【００５８】
図１０（ｂ）中のＺ軸周りに角速度が加わった際には、図１０（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に駆動振動する第２の枠部１０６に対して、図１０（ｂ）中のＹ軸方向にコリオリ力が働き、検出振動（矢印Ａ５〜Ａ８）が励起される。
【００５９】
ここで、第２の枠部１０６は、基部１０２を通るＹ軸に対して互いに逆方向に駆動振動しているために、検出振動は基部１０２を通るＺ軸に対して回転するように振動（矢印Ａ４、Ａ５）する。このとき、第２の枠部１０６に接続される第１の枠部１０４は、第２の枠部１０６の振動方向とは、Ｚ軸周りに逆方向に振動する。これは、アーム１０３ａ、１０３ｂ、第１の接続部１０５ａ、第２の接続部１０５ｂと、を同一の軸上に配しているために、第１の枠部１０４と第２の枠部１０６とが互いに逆方向に振動可能となるものである。これによって、第１の枠部１０４と第２の枠部１０６が互いに逆方向の回転モーメントを発生させるので、第１のアーム１０３ａ及び第２のアーム１０３ｂに伝わる検出振動を打ち消すように動作する。このため、Ｙ軸周りに角速度が加わったときと同様に、基部１０２から振動子３５外への検出振動による振動漏れを抑えることが出来る。
【００６０】
Ｙ軸周り及びＺ軸周りの角速度加わったとき双方において、第１の枠部１０４及び第２の枠部１０６が検出振動によって歪むために、検出電極１１１ａ〜１１１ｄを第１の枠部１０４もしくは第２の枠部１０６上に配置すれば、圧電効果により角速度を電荷信号として検出することができる。
【００６１】
図１１は、本実施の形態における振動子の更に別の一例を示した上面図である。振動子３５ｃは、駆動電極３２０に所定の駆動電圧が印加されることで、Ｘ軸方向に振動する。振動子３５ｃのアーム３０６、３０７がＸ軸方向に振動している状態で、Ｙ軸周りの角速度が印加されるとコリオリ力が発生する。コリオリ力により、アーム３０６、３０７はＺ軸方向に撓むことによって、検出電極３２１に電荷が発生する。この電荷の量がコリオリ力に比例することから、角速度を検出することが可能となる。なお、駆動電極３２０、検出電極３２１はそれぞれ、図６で示したような、共通電極、圧電体、駆動電極が積層する構造である。
【００６２】
ここで、上記のような振動子の中央に振動部を支持する基部がない振動子の場合であっても、上蓋の貫通電極の位置を、振動子の基部に対向する領域に配置する、また振動子の振動部に対向する領域にギャップを形成した対向部を配置することにより本実施例に示す角速度センサとして適用することが可能となる。
【００６３】
ところで、以上の示したような振動子は、振動部が角速度を検出する際にＺ軸方向の振動が発生する。ここで、上蓋−下蓋間の空間の雰囲気が空気の場合、振動子と上蓋との距離が小さくなりすぎると、空気の粘性抵抗があるために振動が阻害され、これは即ち、角速度の検出精度の低下につながることになる。しかしながら、本実施の形態の上蓋によれば、振動部の対向部にギャップが設けられており、十分な空間が存在するため振動が阻害されないので、角速度を高感度に検出することができるという効果が得られる。  また、本実施の形態の角速度センサによれば、製造工程にて振動子が上蓋と下蓋の間に気密封止されるため、外部からのパーティクルや傷などの影響を受けなくなるので、不良が低減し歩留まりが向上できるという効果を得ることができる。更に、樹脂封止による小型パッケージ化が可能となりコストダウンの効果を得ることができる。
【００６４】
（第２の実施の形態）
本実施の形態では、本発明の角速度センサ３０を搭載した電子機器について説明する。
【００６５】
図１２は、本発明の角速度センサ３０を搭載した電子機器７０の構成例を示す図である。図１２の電子機器７０（例えば、デジタルカメラ）は、角速度センサ３０と、表示部７１と、ＣＰＵ等の処理部７２と、メモリ７３と、操作部７４と、を有している。  角速度センサ３０は、図１等に示される通り、振動子３５、駆動回路６０および検出回路５０を含む。角速度センサ３０は、小型化できるという優れた特徴をもつ。  従って、航空機、自動車、ロボット、船舶、車両等の移動体の姿勢制御やナビゲーション等、各種電子機器等に用いる角速度センサとして有用である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に関する角速度センサは、小型かつ高感度な角速度センサを提供することが可能となることから、カメラの手ブレ補正用途、車両制御用途等に用いる角速度センサとして有用である。
【符号の説明】
【００６７】
３０  角速度センサ
３１  回路基板
３１ａ  主面
３１ｂ  電極
３２  上蓋
３２ｂ  対向部
３２ｄ  貫通電極
３２ａ  接合部
３２ｃ  周縁部
３２ｅ  外周部
３３  下蓋
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ  電極
３５、３５ｂ、３５ｃ  振動子
３６  ワイヤ
５０  検出回路
５０ａ  Ｉ／Ｖ変換増幅器（検出アンプ）
５０ｂ  検波器
５０ｃ  ローパスフィルタ
６０  駆動回路
６０ａ  入力アンプ
６０ｂ  移相器
６０ｃ  自動利得調整回路部（ＡＧＣ回路部）
６０ｄ  Ｖ／Ｖ変換増幅器（出力アンプ）
７０  電子機器
７１  表示部
７２  処理部
７３  メモリ
７４  操作部
１０２  基部
１０３ａ、１０３ｂ、３０５、３０６  アーム
１０４、１０６  枠部
１０５ａ  第１の接続部
１０５ｂ  第２の接続部
１１０ａ〜１１０ｄ、３２０  駆動電極
１１１ａ〜１１１ｄ、３２１  検出電極
１１５ａ〜１１５ｄ、３２５  モニタ電極
２０７  圧電体
２０９  共通電極
【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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