(57)【要約】【課題】機械的強度（耐衝撃性）に優れる振動素子、振動子、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】振動素子１は、振動部２０と、振動部２０を支持する第１支持部２５１と、振動部２０と第１支持部２５１とを連結する第１梁２６１とを有している。また、梁２６１は、第１支持部２５１に連結された蛇行部２６１ａと、蛇行部２６１ａと基部２１とを連結する傾斜部２６１ｂとを有している。また、傾斜部２６１ｂは、Ｘ軸方向とのなす角度が異なる複数の部分を有することが好ましい。【選択図】図１
2015108567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部を支持する支持部と、
前記基部と前記支持部とを連結する吊り腕と、
前記基部からＸ軸方向に延出する支持腕と、
前記基部から前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に延出する検出腕と、
前記支持腕の先端部から前記Ｙ軸方向に延出する駆動腕と、を有し、
前記吊り腕は、前記支持部から延在し、前記Ｘ軸方向と前記Ｙ軸方向とに交互に延びた蛇行部と、前記蛇行部と前記基部とを連結し、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の双方に対して傾斜した方向に延在する傾斜部と、を有することを特徴とする振動素子。
【請求項２】
前記傾斜部は、前記Ｘ軸方向とのなす角度が異なる複数の部分を有する請求項１に記載の振動素子。
【請求項３】
前記複数の部分の長さは、ほぼ等しい請求項２に記載の振動素子。
【請求項４】
前記蛇行部の前記傾斜部側の端部は、前記支持腕の延びる方向と平行な方向に沿って延在しており、
前記複数の部分は、前記基部側に位置し、前記Ｘ軸方向と第１角度をなす第１部分と、前記蛇行部側に位置し、前記Ｘ軸方向と前記第１角度より小さい第２角度をなす第２部分とを有する請求項２または３に記載の振動素子。
【請求項５】
前記第１角度は、５０〜７０度である請求項４に記載の振動素子。
【請求項６】
前記第２角度は、２０〜４０度である請求項４または５に記載の振動素子。
【請求項７】
当該振動素子の前記各部は、一枚の圧電基板を加工することにより得られ、
前記蛇行部の前記端部と前記支持部との離間距離は、前記圧電基板の厚さの０．８倍以上である請求項４ないし６のいずれか１項に記載の振動素子。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動素子と、
前記振動素子を収納したパッケージと、を備えたことを特徴とする振動子。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動素子を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動素子を備えた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、振動素子、振動子、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、角速度を検出するための振動素子として、特許文献１のような振動素子が知られている。特許文献１に記載の振動素子は、基部と、基部からＹ軸方向両側に沿って延出している第１、第２検出腕と、基部からＸ軸方向両側へ延出している第１、第２連結腕と、第１連結腕からＹ軸方向両側へ延出している第１、第２駆動腕と、第２連結腕からＹ軸方向両側へ延出している第３、第４駆動腕とを有している。このような構成の振動素子では、各駆動腕を駆動モードで振動させた状態でＺ軸まわりの角速度が加わると第１、第２検出腕に検出モードの振動が励振され、この検出モードの振動によって得られる信号から角速度を検知することができる。
さらに、特許文献１に記載の振動素子は、基部を支持する支持部と、基部と支持部とを連結する４つの梁（吊り腕）とを有し、各梁がＸ軸方向およびＹ軸方向に対して傾斜し、かつ、直線状に延出された構成となっている（特許文献２および３も参照）。
【０００３】
かかる構成の振動素子では、基部と梁との境界部への応力集中が低減され、当該境界部での機械的強度（耐衝撃性）を向上させることができる。しかしながら、各梁が直線状をなすため、十分な長さを確保することができず、各梁において衝撃を十分に吸収・緩和することが困難である。その結果、各特許文献に記載の振動素子は、機械的強度（特に、落下時の耐衝撃性）が十分でないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０１０１１号公報
【特許文献２】特開２００６−２０１０５３号公報
【特許文献３】特開２００９−７４９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、機械的強度（耐衝撃性）に優れる振動素子、振動子、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
［適用例１］
本発明の振動素子は、基部と、
前記基部を支持する支持部と、
前記基部と前記支持部とを連結する吊り腕と、
前記基部からＸ軸方向に延出する支持腕と、
前記基部から前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に延出する検出腕と、
前記支持腕の先端部から前記Ｙ軸方向に延出する駆動腕と、を有し、
前記吊り腕は、前記支持部から延在し、前記Ｘ軸方向と前記Ｙ軸方向とに交互に延びた蛇行部と、前記蛇行部と前記基部とを連結し、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向の双方に対して傾斜した方向に延在する傾斜部と、を有することを特徴とする。
これにより、機械的強度（耐衝撃性）に優れる振動素子が得られる。
【０００７】
［適用例２］
本発明の振動素子では、前記傾斜部は、前記Ｘ軸方向とのなす角度が異なる複数の部分を有することが好ましい。
これにより、傾斜部と蛇行部との境界部におけるＸ軸方向およびＹ軸方向の剛性の急激な変化を防止することができる。このため、当該境界部における応力集中も低減され、振動素子の機械的強度（耐衝撃性）の向上をより確実に図ることができる。
【０００８】
［適用例３］
本発明の振動素子では、前記複数の部分の長さは、ほぼ等しいことが好ましい。
これにより、外部から衝撃が加えられて（落下時の衝撃によって）も、傾斜部を構成する各部分に応力がほぼ均等にかかるようになり、傾斜部の破損を好適に防止することができる。
【０００９】
［適用例４］
本発明の振動素子では、前記蛇行部の前記傾斜部側の端部は、前記支持腕の延びる方向と平行な方向に沿って延在しており、
前記複数の部分は、前記基部側に位置し、前記Ｘ軸方向と第１角度をなす第１部分と、前記蛇行部側に位置し、前記Ｘ軸方向と前記第１角度より小さい第２角度をなす第２部分とを有することが好ましい。
これにより、傾斜部と蛇行部との境界部におけるＸ軸方向およびＹ軸方向の剛性の急激な変化を防止することができる。このため、当該境界部における応力集中も低減され、振動素子の機械的強度（耐衝撃性）の向上をより確実に図ることができる。
【００１０】
［適用例５］
本発明の振動素子では、前記第１角度は、５０〜７０度であることが好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
［適用例６］
本発明の振動素子では、前記第２角度は、２０〜４０度であることが好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【００１１】
［適用例７］
本発明の振動素子では、当該振動素子の前記各部は、一枚の圧電基板を加工することにより得られ、
前記蛇行部の前記端部と前記支持部との離間距離は、前記圧電基板の厚さの０．８倍以上であることが好ましい。
これにより、傾斜部と蛇行部との境界部や傾斜部と基部との境界部の、支持部側の側面（梁の内側面）を平滑面として形成すること、すなわち、梁の内側面に、いわゆるヒレが形成されるのを効果的に防止することができる。
【００１２】
［適用例８］
本発明の振動子は、本発明の振動素子と、
前記振動素子を収納したパッケージと、を備えたことを特徴とする。
これにより、信頼性の高い振動子が得られる。
［適用例９］
本発明の電子機器は、本発明の振動素子を備えたことを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
［適用例１０］
本発明の移動体は、本発明の振動素子を備えたことを特徴とする移動体。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の振動素子の第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す振動素子の中央部付近を拡大して示す平面図である。
【図３】図１に示す振動素子が有する電極を示す平面図である。
【図４】図１に示す振動素子が有する電極を示す平面図（透過図）である。
【図５】図１に示す振動素子の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の振動素子の第２実施形態の中央部付近を拡大して示す平面図である。
【図７】本発明の振動子の好適な実施形態を示す図であり（ａ）が断面図、（ｂ）が上面図である。
【図８】本発明の振動素子を備える物理量センサーの好適な実施形態を示す断面図である。
【図９】図８に示す物理量センサーの上面図である。
【図１０】図８に示す物理量センサーの上面図である。
【図１１】本発明の振動素子を備える物理量検出装置のブロック図である。
【図１２】本発明の振動素子を備える電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の振動素子を備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明の振動素子を備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【図１５】本発明の振動素子を備える移動体を適用した自動車の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の振動素子、振動子、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．振動素子
＜第１実施形態＞
まず、本発明の振動素子の第１実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の振動素子の第１実施形態を示す平面図である。図２は、図１に示す振動素子の中央部付近を拡大して示す平面図である。図３は、図１に示す振動素子が有する電極を示す平面図である。図４は、図１に示す振動素子が有する電極を示す平面図（透過図）である。図５は、図１に示す振動素子の動作を説明するための図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１および図２の紙面手前側を「上側」とも言い、紙面奥側を「下側」とも言う。また、図１、図２および図６では、それぞれ、説明の便宜上、電極の図示を省略している。
【００１６】
≪振動素子の基本的構造≫
図１に示す振動素子１は、角速度検出素子（ジャイロ素子）として用いられるものである。このような振動素子１は、圧電基板２と、圧電基板２の表面に形成された電極とを有している。
−圧電基板−
圧電基板２の構成材料としては、例えば、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が挙げられる。これらの中でも、圧電基板２の構成材料としては、水晶を用いることが好ましい。水晶を用いることで、他の材料と比較して優れた周波数温度特性を有する振動素子１が得られる。なお、以下では、圧電基板２を水晶で構成した場合について説明する。
【００１７】
図１に示すように、圧電基板２は、水晶基板の結晶軸であるＹ軸（機械軸。第２軸）およびＸ軸（電気軸。第１軸）で規定されるＸＹ平面に広がりを有し、Ｚ軸（光軸）方向に厚みを有する板状をなしている。すなわち、圧電基板２は、Ｚカット水晶板で構成されている。なお、Ｚ軸は、圧電基板２の厚さ方向と一致しているのが好ましいが、常温近傍における周波数温度変化を小さくする観点から、厚さ方向に対して若干（例えば、１５°未満程度）傾けてもよい。
このような圧電基板２は、振動部２０と、振動部２０を介してＹ軸方向に対向配置された第１、第２支持部２５１、２５２と、第１支持部２５１と振動部２０とを連結する第１、第３梁（吊り腕）２６１、２６３と、第２支持部２５２と振動部２０とを連結する第２、第４梁（吊り腕）２６２、２６４とを有している。
【００１８】
また、振動部２０は、中心部に位置する基部２１と、基部２１からＹ軸方向両側に延出する第１、第２検出腕２２１、２２２と、基部２１からＸ軸方向両側に延在する第１、第２連結腕（支持腕）２３１、２３２と、第１連結腕２３１の先端部からＹ軸方向両側に延出する第１、第２駆動腕２４１、２４２と、第２連結腕２３２の先端部からＹ軸方向両側に延出する第３、第４駆動腕２４３、２４４とを有し、基部２１が梁２６１、２６２、２６３、２６４によって第１、第２支持部２５１、２５２に支持されている。
【００１９】
第１検出腕２２１は、基部２１から＋Ｙ軸方向に延出し、その先端部には幅広のハンマーヘッド２２１１が設けられている。一方、第２検出腕２２２は、基部２１から−Ｙ軸方向に延出し、その先端部には幅広のハンマーヘッド２２２１が設けられている。これら第１、第２検出腕２２１、２２２は、振動素子１の重心Ｇを通るＸＺ平面に関して面対称に配置されている。
【００２０】
第１、第２検出腕２２１、２２２にハンマーヘッド２２１１、２２２１を設けることで角速度の検出感度が向上するとともに、第１、第２検出腕２２１、２２２の長さを短くすることができる。なお、ハンマーヘッド２２１１、２２２１は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。また、必要に応じて、第１、第２検出腕２２１、２２２の上面および下面に長さ方向に延在する有底の溝を形成してもよい。
【００２１】
第１連結腕２３１は、基部２１から＋Ｘ軸方向に延出している。一方、第２連結腕２３２は、基部２１から−Ｘ軸方向に延出している。これら第１、第２連結腕２３１、２３２は、重心Ｇを通るＹＺ平面に関して面対称に配置されている。なお、第１、第２連結腕２３１、２３２の上面および下面に、その長さ方向（Ｘ軸方向）に延在する有底の溝を設けてもよい。
【００２２】
第１駆動腕２４１は、第１連結腕２３１の先端部から＋Ｙ軸方向に延出し、その先端部には幅広のハンマーヘッド２４１１が設けられている。また、第２駆動腕２４２は、第１連結腕２３１の先端部から−Ｙ軸方向に延出し、その先端部には幅広のハンマーヘッド２４２１が設けられている。また、第３駆動腕２４３は、第２連結腕２３２の先端部から＋Ｙ軸方向に延出し、その先端部には幅広のハンマーヘッド２４３１が設けられている。また、第４駆動腕２４４は、第２連結腕２３２の先端部から−Ｙ軸方向に延出し、その先端部には幅広のハンマーヘッド２４４１が設けられている。これら４本の駆動腕２４１、２４２、２４３、２４４は、重心Ｇに関して点対称に配置されている。
【００２３】
駆動腕２４１、２４２、２４３、２４４にハンマーヘッド２４１１、２４２１、２４３１、２４４１を設けることで角速度の検出感度が向上するとともに、駆動腕２４１、２４２、２４３、２４４の長さを短くすることができる。なお、ハンマーヘッド２４１１、２４２１、２４３１、２４４１は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。また、必要に応じて、駆動腕２４１、２４２、２４３、２４４の上面および下面に長さ方向に延在する有底の溝を形成してもよい。
【００２４】
第１支持部２５１は、基部２１に対して＋Ｙ軸方向側に位置し、Ｘ軸方向に延在して配置されている。一方、第２支持部２５２は、基部２１に対して−Ｙ軸方向側に位置し、Ｘ軸方向に延在して配置されている。これら第１、第２支持部２５１、２５２は、重心Ｇを通るＸＺ平面に関して面対称に配置されている。
第１梁２６１は、第１検出腕２２１と第１駆動腕２４１との間を通って基部２１と第１支持部２５１とを連結している。また、第２梁２６２は、第２検出腕２２２と第２駆動腕２４２との間を通って基部２１と第２支持部２５２とを連結している。また、第３梁２６３は、第１検出腕２２１と第３駆動腕２４３との間を通って基部２１と第１支持部２５１とを連結している。また、第４梁２６４は、第２検出腕２２２と第４駆動腕２４４との間を通って基部２１と第２支持部２５２とを連結している。これら梁２６１、２６２、２６３、２６４は、重心Ｇに関して点対称に配置されている。
以上、圧電基板２の構成について簡単に説明した。
【００２５】
次に、第１〜第４梁２６１〜２６４の構成について詳細に説明する。
図１に示すように、第１梁２６１は、第１支持部２５１に連結された蛇行部２６１ａと、蛇行部２６１ａと基部２１とを連結する傾斜部２６１ｂとを有している。第２梁２６２は、第２支持部２５２に連結された蛇行部２６２ａと、蛇行部２６２ａと基部２１とを連結する傾斜部２６２ｂとを有している。第３梁２６３は、第１支持部２５１に連結された蛇行部２６３ａと、蛇行部２６３ａと基部２１とを連結する傾斜部２６３ｂとを有している。第２梁２６２は、第２支持部２５２に連結された蛇行部２６４ａと、蛇行部２６４ａと基部２１とを連結する傾斜部２６４ｂとを有している。
【００２６】
第１梁２６１と第３梁２６３と、また、第２梁２６２と第４梁２６４とは、左右対称の形状をなし、第１梁２６１と第２梁２６２と、また、第３梁２６３と第４梁２６４とは、上下対称の形状をなしている。すなわち、第１〜第４梁２６１〜２６４は、互いに同様の構成であるため、以下では、第１梁２６１の構成について代表して説明し、第２〜第４梁２６２〜２６４の構成については、その説明を省略する。
【００２７】
第１梁２６１において、蛇行部２６１ａは、図２に示すように、傾斜部２６１ｂから＋Ｘ軸方向に延出する第１延在部２６１１と、第１延在部２６１１の先端部から＋Ｙ軸方向に延出する第２延在部２６１２と、第２延在部２６１２の先端部から−Ｘ軸方向に延出する第３延在部２６１３と、第３延在部２６１３の先端部から＋Ｙ軸方向に延出して第１支持部２５１に至る第４延在部２６１４とで構成されている。すなわち、蛇行部２６１ａは、Ｘ軸方向に延在する延在部とＹ軸方向に延在する延在部とが交互に配置された構成となっている。これにより、蛇行部２６１ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に弾性を有している。
【００２８】
特に、第１梁２６１は、全体として蛇行部２６１ａを有する細長い形状をなしているので、あらゆる方向に弾性を有している。そのため、外部から衝撃が加えられて（落下時の衝撃によって）も、第１梁２６１で（第２〜第４梁２６２〜２６４でも同様）、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびこれらの合成方向（すなわち、ＸＹ平面の面内方向）の衝撃を効果的に緩和・吸収することができる。その結果、振動素子１は、衝撃の方向によらず、優れた機械的強度（耐衝撃性）を発揮することができる。
【００２９】
このような蛇行部２６１ａは、基部２１に傾斜部２６１ｂを介して連結されている。この傾斜部２６１ｂは、＋Ｙ軸方向と＋Ｘ軸方向との合成方向（斜め方向）、すなわち、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に対して傾斜した方向に延在している。これにより、基部２１と傾斜部２６１ｂ（第１梁２６１）との境界部への応力集中が低減され、振動素子１の機械的強度（耐衝撃性）の向上を図ることができる。
このように、第１梁２６１（第２〜第４梁２６２〜２６４も同様）が、蛇行部２６１ａと傾斜部２６１ｂとの双方を有することにより、機械的強度（耐衝撃性）に特に優れる振動素子１が得られる。
【００３０】
傾斜部２６１ｂのＸ軸方向とのなす角度（図２中、角度θ）は、特に限定されないが、２０〜７０度程度であるのが好ましく、３０〜６０度程度であるのがより好ましい。角度θを前記範囲とすることにより、傾斜部２６１ｂの長さを比較的大きくしても、蛇行部２６１ａの形状を適宜設計することにより、第１梁２６１の全長が不要に長くなるのを防止することができる。すなわち、振動素子１の大型化を防止することができる。
【００３１】
また、傾斜部２６１ｂの長さを比較的大きく設定することにより、蛇行部２６１ａと第１連結腕２３１との離間距離を十分に確保することができる。ここで、振動部２０、第１、第２支持部２５１、２５２および第１〜第４梁２６１〜２６４は、例えば、一枚の圧電基板２（水晶基板）を加工（特に、ウェットエッチング）することにより一体的に形成されるが、蛇行部２６１ａと第１連結腕２３１との間に十分な離間を確保するように設計すれば、圧電基板２を加工する際に、十分にサイドエッチングを進行させることができる。その結果、特に、傾斜部２６１ｂと第１延在部２６１１（蛇行部２６１ａの傾斜部２６１ｂ側の端部）との境界部や傾斜部２６１ｂと基部２１との境界部の、第１連結腕２３１側の側面（以下、当該部分の側面を総称して「第１梁２６１の内側面」と言う。）を平滑面として形成すること、すなわち、第１梁２６１の内側面に、いわゆるヒレが形成されるのを効果的に防止することができる。これにより、目的とする振動周波数を有する振動素子１をより確実に得ることができる。
【００３２】
本実施形態では、第１延在部２６１１が第１連結腕２３１の延びる方向と平行な方向に沿って延在しており、傾斜部２６１ｂと第１延在部２６１１とのなす角度および傾斜部２６１ｂと基部２１の右側縁部とのなす角度が、９０度よりは大きいが１８０度よりは若干小さくなるものの、前述したように、サイドエッチングを十分に進行させることができるため、第１梁２６１の内側面をより確実に平滑面とすること、すなわち、ヒレが形成されるのをより効果的に防止することができる。
【００３３】
第１延在部２６１１と第１連結腕２３１との離間距離（図２中、距離Ｗ）は、特に限定されないが、圧電基板２（基部２１）の厚さの０．８倍以上であるのが好ましく、０．８５倍〜１．２倍程度であるのがより好ましく、０．９〜１．１倍程度であるのがさらに好ましい。あるいは、距離Ｗは、第１連結腕２３１の幅の１．１倍以上であるのが好ましく、１．３〜２倍程度であるのがより好ましく、１．５〜２倍程度であるのがさらに好ましい。距離Ｗを前記下限値以上とすることにより、第１梁２６１の内側面にヒレが形成されるのをより確実に防止することができる。一方、距離Ｗを上記上限値を超えて大きくしても、それ以上の効果の増大は期待できず、振動素子１を大きくせざるを得なくなり好ましくない。
また、傾斜部２６１ｂの長さも、特に限定されないが、第１梁２６１の全長の０．５〜２０％程度であるのが好ましく、１〜１５％程度であるのがより好ましく、３〜１０％程度であるのがさらに好ましい。これにより、振動素子１の大型化を防止しつつ、その機械的強度（耐衝撃性）の向上を図ることができる。
【００３４】
−電極−
圧電基板２の表面には、電極が形成されている。
図３および図４に示すように、電極は、検出信号電極３１１と、検出信号端子３１２と、検出接地電極３２１と、検出接地端子３２２と、駆動信号電極３３１と、駆動信号端子３３２と、駆動接地電極３４１と、駆動接地端子３４２とを有している。なお、図３および図４では、説明の便宜上、検出信号電極３１１および検出信号端子３１２、検出接地電極３２１および検出接地端子３２２、駆動信号電極３３１および駆動信号端子３３２、駆動接地電極３４１および駆動接地端子３４２を、それぞれ、異なるハッチングで図示している。また、圧電基板２の側面に形成されている電極、配線、端子を太線で図示している。
【００３５】
検出信号電極３１１は、第１、第２検出腕２２１、２２２の上面および下面（ハンマーヘッド２２１１、２２２１を除く部分）に形成されている。このような検出信号電極３１１は、第１、第２検出腕２２１、２２２の検出振動が励起されたときに、該振動によって発生する電荷を検出するための電極である。
検出信号端子３１２は、第１、第２支持部２５１、２５２の右側端部に形成されている。第１支持部２５１に形成された検出信号端子３１２は、第１梁２６１に形成された検出信号配線を介して、第１検出腕２２１に形成された検出信号電極３１１と電気的に接続されている。一方、第２支持部２５２に形成された検出信号端子３１２は、第２梁２６２に形成された検出信号配線を介して、第２検出腕２２２に形成された検出信号電極３１１と電気的に接続されている。
【００３６】
また、検出接地電極３２１は、第１、第２検出腕２２１、２２２の両側面に形成されている。第１検出腕２２１の両側面に形成れている検出接地電極３２１は、ハンマーヘッド２２１１を経由して電気的に接続されており、第２検出腕２２２の両側面に形成れている検出接地電極３２１は、ハンマーヘッド２２２１を経由して電気的に接続されている。このような検出接地電極３２１は、検出信号電極３１１に対してグランドとなる電位を有する。
【００３７】
検出接地端子３２２は、第１、第２支持部２５１、２５２の中央部に形成されている。第１支持部２５１に形成されている検出接地端子３２２は、第１梁２６１に形成された検出接地配線を介して、第１検出腕２２１に形成された検出接地電極３２１と電気的に接続されている。一方、第２支持部２５２に形成されている検出接地端子３２２は、第２梁２６２に形成された検出接地配線を介して、第２検出腕２２２に形成された検出接地電極３２１と電気的に接続されている。
【００３８】
このように検出信号電極３１１と、検出信号端子３１２と、検出接地電極３２１と、検出接地端子３２２とを配置することで、第１検出腕２２１に生じた検出振動は、第１検出腕２２１に形成された検出信号電極３１１と検出接地電極３２１との間の電荷として現れ、第１支持部２５１に形成された検出信号端子３１２と検出接地端子３２２とから信号として取り出すことができる。また、第２検出腕２２２に生じた検出振動は、第２検出腕２２２に形成された検出信号電極３１１と検出接地電極３２１との間の電荷として現れ、第２支持部２５２に形成された検出信号端子３１２と検出接地端子３２２とから信号として取り出すことができる。
【００３９】
駆動信号電極３３１は、第１、第２駆動腕２４１、２４２の上面および下面（ハンマーヘッド２４１１、２４２１を除く部分）に形成されている。さらに、駆動信号電極３３１は、第３、第４駆動腕２４３、２４４の両側面に形成されている。第３駆動腕２４３の両側面に形成れている駆動信号電極３３１は、ハンマーヘッド２４３１を経由して電気的に接続されており、第４駆動腕２４４の両側面に形成れている駆動信号電極３３１は、ハンマーヘッド２４４１を経由して電気的に接続されている。このような駆動信号電極３３１は、第１、第２、第３、第４駆動腕２４１、２４２、２４３、２４４の駆動振動を励起させるための電極である。
また、駆動信号端子３３２は、第２支持部２５２の左端部に形成されている。駆動信号端子３３２は、第４梁２６４に形成された駆動信号配線を介して、第１、第２、第３、第４駆動腕２４１、２４２、２４３、２４４に形成された駆動信号電極３３１と電気的に接続されている。
【００４０】
駆動接地電極３４１は、第３、第４駆動腕２４３、２４４の上面および下面（ハンマーヘッド２４３１、２４４１を除く部分）に形成されている。さらに、駆動接地電極３４１は、第１、第２駆動腕２４１、２４２の両側面に形成されている。第１駆動腕２４１の両側面に形成れている駆動接地電極３４１は、ハンマーヘッド２４１１を経由して電気的に接続されており、第２駆動腕２４２の両側面に形成れている駆動接地電極３４１は、ハンマーヘッド２４２１を経由して電気的に接続されている。このような駆動接地電極３４１は、駆動信号電極３３１に対してグランドとなる電位を有する。
また、駆動接地端子３４２は、第１支持部２５１の左端部に形成されている。駆動接地端子３４２は、第３梁２６３に形成された駆動接地配線を介して、第１、第２、第３、第４駆動腕２４１、２４２、２４３、２４４に形成された駆動接地電極３４１と電気的に接続されている。
【００４１】
このように駆動信号電極３３１、駆動信号端子３３２、駆動接地電極３４１、駆動接地端子３４２を配置することで、駆動信号端子３３２と駆動接地端子３４２との間に駆動信号を印加することで、第１、第２、第３、第４駆動腕２４１、２４２、２４３、２４４に形成された駆動信号電極３３１と駆動接地電極３４１との間に電界を生じさせ、各駆動腕２４１、２４２、２４３、２４４を駆動振動させることができる。
以上のような電極の構成としては、導電性を有していれば特に限定されないが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）などのメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。
【００４２】
≪振動素子の駆動≫
次に、振動素子１の駆動について説明する。
振動素子１に角速度が加わらない状態において、駆動信号端子３３２と駆動接地端子３４２との間に電圧（交番電圧）を印加することで駆動信号電極３３１と駆動接地電極３４１との間に電界が生じると、図５（ａ）に示すように、各駆動腕２４１、２４２、２４３、２４４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駆動腕２４１、２４２と第３、第４駆動腕２４３、２４４とが振動素子１の重心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２１、第１、第２検出腕２２１、２２２および第１、第２連結腕２３１、２３２は、ほとんど振動しない。
【００４３】
この駆動振動を行っている状態で、振動素子１にＺ軸周りの角速度ωが加わると、図５（ｂ）に示すような検出振動が励振される。具体的には、駆動腕２４１、２４２、２４３、２４４および第１、第２連結腕２３１、２３２に矢印Ｂ方向のコリオリの力が働き、新たな振動が励起される。この矢印Ｂ方向の振動は、重心Ｇに対して周方向の振動である。また同時に、第１、第２検出腕２２１、２２２には、矢印Ｂ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、この振動により第１、第２検出腕２２１、２２２に発生した電荷を、検出信号電極３１１と検出接地電極３２１とから信号として取り出し、この信号に基づいて角速度が求められる。
【００４４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の振動素子の第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の振動子の第２実施形態の中央部付近を拡大して示す平面図である。なお、図６では、説明の便宜上、電極の図示を省略している。
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００４５】
第２実施形態は、各梁の傾斜部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、図６では、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、第１〜第４梁２６１〜２６４の形状は同様の構成であるため、以下では、第１梁２６１について代表して説明し、第２〜第４梁２６２〜２６４についてはその説明を省略する。
【００４６】
図６に示すように、第１梁２６１の傾斜部２６１ｂは、Ｘ軸方向とのなす角度が異なる（以下、単に「角度が異なる」とも言う。）複数の部分を有している。具体的には、傾斜部２６１ｂは、基部２１側に位置する第１傾斜部（第１部分）２６１５と、蛇行部２６１ａ（第１延在部２６１１）側に位置する第２傾斜部（第２部分）２６１６とで構成されている。本実施形態では、第２傾斜部２６１６とＸ軸方向とのなす角度（図６中、第２角度θ２）は、第１傾斜部２６１５とＸ軸方向とのなす角度（図６中、第１角度θ１）より小さく設定されている。
【００４７】
このように、傾斜部２６１ｂを角度が異なる複数の部分（本実施形態では、２つの部分）で構成することにより、傾斜部２６１ｂ（第２傾斜部２６１６）と蛇行部２６１ａ（第１延在部２６１１）との境界部におけるＸ軸方向およびＹ軸方向の剛性の急激な変化を防止することができる。このため、当該境界部における応力集中も低減され、振動素子１の機械的強度（耐衝撃性）の向上をより確実に図ることができる。
【００４８】
また、第２傾斜部２６１６と第１延在部２６１１とのなす角度を１８０度により近づけることができるため、第１梁２６１の内側面をさらに確実に平滑面とすること、すなわち、ヒレが形成されるのをさらに効果的に防止することができる。特に、かかる効果は、第１延在部２６１１と第１連結腕２３１との離間距離（図６中、距離Ｗ）を、前記第１実施形態と同様に設定することにより、より顕著となる。
【００４９】
第１傾斜部２６１５とＸ軸方向とのなす第１角度θ１は、特に限定されないが、５０〜７０度程度であるのが好ましく、５５〜６５度程度であるのがより好ましい。一方、第２傾斜部２６１６とＸ軸方向とのなす第２角度θ２も、特に限定されないが、２０〜４０度程度であるのが好ましく、２５〜３５度程度であるのがより好ましい。第１角度θ１および第２角度θ２をそれぞれ前記範囲に設定することにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【００５０】
また、第１傾斜部２６１５の第１長さ（図６中、第１連結腕２３１側の面の長さＬ１）と第２傾斜部２６１６の第２長さ（図６中、第１連結腕２３１側の面の長さＬ２）とは、ほぼ等しいのが好ましい。具体的には、Ｌ１／Ｌ２が０．９〜１．１程度であるのが好ましく、０．９５〜１．０５程度であるのがより好ましい。これにより、外部から衝撃が加えられて（落下時の衝撃によって）も、第１傾斜部２６１５と第２傾斜部２６１６とに応力がほぼ均等に、第１傾斜部２６１５と第２傾斜部２６１６との第１連結腕２３１側の面に応力が特に均等にかかるようになり、傾斜部２６１ｂ（第１梁２６１）の破損を好適に防止することができる。
【００５１】
本実施形態では、傾斜部２６１ｂが第１傾斜部２６１５と第２傾斜部２６１６との角度が異なる２つの部分で構成されているが、傾斜部２６１ｂは、第１傾斜部２６１５と第２傾斜部２６１６との間に、第１角度θ１と第２角度θ２との間の角度を備える部分を有していてもよく、第１傾斜部２６１５と基部２１との間に、第１角度θ１より大きい角度を備える部分を有していてもよく、第２傾斜部２６１６と蛇行部２６１ａ（第１延在部２６１１）との間に、第２角度θ２より小さい角度を備える部分を有していてもよい。
【００５２】
なお、この場合においても、傾斜部２６１ｂを構成する各部分の長さは、ほぼ等しく設定されているのが好ましい。これにより、外部から衝撃が加えられても、傾斜部２６１ｂを構成する各部分に応力がほぼ均等にかかるようにすることができる。
また、蛇行部２６１ａの第１延在部２６１１を傾斜部２６１ｂから＋Ｙ軸方向に延出して形成する場合には、傾斜部２６１ｂにおいて、第１傾斜部２６１５の第１角度θ１が、第２傾斜部２６１６の第２角度θ２より小さくなるように設計するのが好ましい。
【００５３】
２．振動子
次に、振動素子１を用いた振動子１０について説明する。
図７は、本発明の振動子の好適な実施形態を示す図であり（ａ）が断面図、（ｂ）が上面図である。
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、振動子１０は、振動素子１と、振動素子１を収容するパッケージ８と、を有している。
【００５４】
パッケージ８は、凹部８１１を有する箱状のベース８１と、凹部８１１の開口を塞いでベース８１に接合された板状のリッド８２とを有している。そして、凹部８１１がリッド８２によって塞がれることにより形成された収容空間に振動素子１が収納されている。収容空間は、減圧（真空）状態となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。
【００５５】
ベース８１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や、各種ガラス材料を用いることができる。また、リッド８２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース８１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８１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８１とリッド８２の接合方法は、特に限定されず、例えば、接着材やろう材を介して接合することができる。
【００５６】
凹部８１１の底面には、接続端子８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６が形成されている。これら接続端子８３１〜８３６は、それぞれ、ベース８１に形成された図示しない貫通電極等によって、ベース８１の下面（パッケージ８の外周面）に引き出されている。接続端子８３１〜８３６の構成としては、導電性を有していれば特に限定されないが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）などのメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。
【００５７】
振動素子１は、第１支持部２５１が導電性接着材８６１、８６２、８６３によって凹部８１１の底面に固定されており、第２支持部２５２が導電性接着材８６４、８６５、８６６によって凹部８１１の底面に固定されている。また、導電性接着材８６１によって、一方の検出信号端子３１２と接続端子８３１とが電気的に接続され、導電性接着材８６２によって、一方の検出接地端子３２２と接続端子８３２とが電気的に接続され、導電性接着材８６３によって、駆動接地端子３４２と接続端子８３３とが電気的に接続され、導電性接着材８６４によって、他方の検出信号端子３１２と接続端子８３４とが電気的に接続され、導電性接着材８６５によって、他方の検出接地端子３２２と接続端子８３５とが電気的に接続され、導電性接着材８６６によって、駆動信号端子３３２と接続端子８３６とが電気的に接続されている。
導電性接着材８６１〜８６６としては、導電性および接着性を有していれば特に限定されず、例えば、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ビスマレイミド系等の接着材に銀粒子等の導電性フィラーを分散させたものを用いることができる。
【００５８】
３．物理量センサー
次に、振動素子１を用いた物理量センサー１００について説明する。
図８は、本発明の振動素子を備える物理量センサーの好適な実施形態を示す断面図である。図９および図１０は、それぞれ、図８に示す物理量センサーの上面図である。なお、図１６では、説明の便宜上、リッドおよび振動素子の図示を省略している。
図８、図９および図１０に示すように、物理量センサー１００は、振動素子１と、振動素子１を収容するパッケージ８と、ＩＣチップ９と、を有している。
【００５９】
図８に示すように、パッケージ８は、凹部８１１を有する箱状のベース８１と、凹部８１１の開口を塞いでベース８１に接合された板状のリッド８２とを有している。そして、凹部８１１がリッド８２によって塞がれることにより形成された収容空間に振動素子１およびＩＣチップ９が収納されている。収容空間は、減圧（真空）状態となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。
【００６０】
凹部８１１は、ベース８１の上面に開放する第１凹部８１１ａと、第１凹部８１１ａの底面の中央部に開放する第２凹部８１１ｂと、第２凹部８１１ｂの底面の中央部に開放する第３凹部８１１ｃと、を有している。そして、第１凹部８１１ａの底面から第２凹部８１１ｂの底面に跨って接続配線８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６が形成されている。
【００６１】
図９に示すように、振動素子１は、第１支持部２５１が導電性接着材８６１、８６２、８６３によって第１凹部８１１ａの底面に固定されており、第２支持部２５２が導電性接着材８６４、８６５、８６６によって第１凹部８１１ａの底面に固定されている。そして、導電性接着材８６１によって、一方の検出信号端子３１２と接続配線８７１とが電気的に接続され、導電性接着材８６２によって、一方の検出接地端子３２２と接続配線８７２とが電気的に接続され、導電性接着材８６３によって、駆動接地端子３４２と接続配線８７３とが電気的に接続され、導電性接着材８６４によって、他方の検出信号端子３１２と接続配線８７４とが電気的に接続され、導電性接着材８６５によって、他方の検出接地端子３２２と接続配線８７５とが電気的に接続され、導電性接着材８６６によって、駆動信号端子３３２と接続配線８７６とが電気的に接続されている。
【００６２】
図１０に示すように、ＩＣチップ９は、第３凹部８１１ｃの底面にろう材等によって固定されている。ＩＣチップ９は、導電性ワイヤーによって各接続配線８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６と電気的に接続されている。これにより、２つの検出信号端子３１２、２つの検出接地端子３２２、駆動信号端子３３２、駆動接地端子３４２の各々は、ＩＣチップ９と電気的に接続された状態となっている。ＩＣチップ９は、振動素子１を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わったときに振動素子１に生じる検出振動を検出する検出回路と、を有する。
なお、本実施形態では、ＩＣチップ９がパッケージ８の内部に設けられているが、ＩＣチップ９は、パッケージ８の外部に設けられていてもよい。
【００６３】
４．物理量検出装置
次に、振動素子１を用いた物理量検出装置１０００について説明する。
図１１は、本発明の振動素子を備える物理量検出装置のブロック図である。
図１１に示すように、物理量検出装置１０００は、振動素子１と、駆動回路７１と、検出回路７２と、を有している。駆動回路７１と検出回路７２とは、例えば、前述したようなＩＣチップ９に組み込むことができる。
【００６４】
駆動回路７１は、駆動回路として機能し、Ｉ／Ｖ変換回路（電流電圧変換回路）７１１と、ＡＣ増幅回路７１２と、振幅調整回路７１３とを有している。このような駆動回路７１は、振動素子１に形成された駆動信号電極３３１に駆動信号を供給するための回路である。
振動素子１が振動すると、圧電効果に基づく交流電流が振動素子１に形成された駆動信号電極３３１から出力され、駆動信号端子３３２を介してＩ／Ｖ変換回路７１１に入力される。Ｉ／Ｖ変換回路７１１は、入力された交流電流を振動素子１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。Ｉ／Ｖ変換回路７１１から出力された交流電圧信号は、ＡＣ増幅回路７１２に入力され、ＡＣ増幅回路７１２は、入力された交流電圧信号を増幅して出力する。
【００６５】
ＡＣ増幅回路７１２から出力された交流電圧信号は、振幅調整回路７１３に入力される。振幅調整回路７１３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、振動素子１に形成された駆動信号端子３３２を介して駆動信号電極３３１に出力する。この駆動信号電極３３１に入力される交流電圧信号（駆動信号）により振動素子１が振動する。
【００６６】
検出回路７２は、検出回路として機能し、チャージアンプ回路７２１、７２２と、差動増幅回路７２３と、ＡＣ増幅回路７２４と、同期検波回路７２５と、平滑回路７２６と、可変増幅回路７２７と、フィルター回路７２８と、を有している。検出回路７２は、振動素子１の第１検出腕２２１に形成された検出信号電極３１１に生じる第１検出信号と、第２検出腕２２２に形成された検出信号電極３１１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。
【００６７】
チャージアンプ回路７２１、７２２には、振動素子１の第１、第２検出腕２２１、２２２に形成された検出信号電極３１１により検出された互いに逆位相の検出信号（交流電流）が、検出信号端子３１２を介して入力される。例えば、チャージアンプ回路７２１には第１検出腕２２１に形成された検出信号電極３１１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７２２には第２検出腕２２２に形成された検出信号電極３１１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７２１、７２２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。
【００６８】
差動増幅回路７２３は、チャージアンプ回路７２１の出力信号と、チャージアンプ回路７２２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７２３の出力信号（差動増幅信号）は、さらにＡＣ増幅回路７２４で増幅される。同期検波回路７２５は、検波回路として機能し、駆動回路７１のＡＣ増幅回路７１２が出力する交流電圧信号を基に、ＡＣ増幅回路７２４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。
【００６９】
同期検波回路７２５で抽出された角速度成分の信号は、平滑回路７２６で直流電圧信号に平滑化され、可変増幅回路７２７に入力される。可変増幅回路７２７は、平滑回路７２６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７２７で増幅（または減衰）された信号は、フィルター回路７２８に入力される。
フィルター回路７２８は、可変増幅回路７２７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。
このような物理量検出装置１０００によれば、上述のとおり、第１検出腕２２１に形成された検出信号電極３１１に生じる第１検出信号と、第２検出腕２２２に形成された検出信号電極３１１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。
【００７０】
５．電子機器
次いで、振動素子１を適用した電子機器について、図１２〜図１４に基づき、詳細に説明する。
図１２は、本発明の振動素子を備える電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【００７１】
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１１０８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、角速度検知手段（ジャイロセンサー）として機能する振動素子１が内蔵されている。
【００７２】
図１３は、本発明の振動素子を備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成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１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、角速度検知手段（ジャイロセンサー）として機能する振動素子１が内蔵されている。
【００７３】
図１４は、本発明の振動素子を備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成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、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００７４】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部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。
【００７５】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、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。
このようなディジタルスチルカメラ１３００には、角速度検知手段（ジャイロセンサー）として機能する振動素子１が内蔵されている。
【００７６】
なお、本発明の振動素子を備える電子機器は、図１２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１３の携帯電話機、図１４のディジタルスチルカメラの他にも、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、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）、フライトシュミレーター等に適用することができる。
【００７７】
６．移動体
次いで、図１に示す振動素子を適用した移動体について、図１５に基づき、詳細に説明する。
図１５は、本発明の振動素子を備える移動体を適用した自動車の構成を示す斜視図である。
【００７８】
自動車１５００には、角速度検知手段（ジャイロセンサー）として機能する振動素子１が内蔵されており、振動素子１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。振動素子１の検出信号は、車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。その他、このような姿勢制御は、二足歩行ロボットやラジコンヘリコプターで利用することができる。以上のように、各種移動体の姿勢制御の実現にあたって、振動素子１が組み込まれる。
【００７９】
以上、本発明の振動素子、振動子、電子機器および移動体を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００８０】
また、前述した実施形態では、振動素子が４本の梁を有している構成について説明したが、梁の数は特に限定されず、１〜３本であってもよいし、５本以上であってもよい。より具体的には、例えば、第２支持部および第２、第４梁を省略して、第１支持部および第１、第３梁によって片側で支持してもよい。
また、前述した実施形態では、各梁がＸ軸方向に延在する延在部と、Ｙ軸方向に延在する延在部とが交互に計４つ接続されている構成となっているが、梁の構成としては、これに限定されず、例えば、Ｘ軸方向に延在する延在部と、Ｙ軸方向に延在する延在部とが交互に計６つ接続されている構成であってもよいし、交互に計８つ接続されている構成であってもよい。
【００８１】
また、前述した実施形態では、振動素子が有する振動部が、基部と、第１、第２検出腕と、第１、第２連結腕と、第１〜第４駆動腕とを有しているが、振動部の構成は、これに限定されない。例えば、基部と、基部から＋Ｙ軸方向に延出し、Ｘ軸方向に並んで設けられている一対の駆動腕と、基部から−Ｙ軸方向に延出し、Ｘ軸方向に並んで設けられている一対の検出腕とを有する構成であってもよい。この構成では、一対の駆動腕をＸ逆相モードである駆動モードで駆動させた状態で、Ｙ軸まわりの角速度が加わると、一対の検出腕に、Ｚ逆相モードで駆動する検出モードの振動が励振される。そして、その際に検出腕から出力される信号に基づいて、Ｙ軸まわりの角速度を検知することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１……振動素子  ２……圧電基板  ２０……振動部  ２１……基部  ２２１……第１検出腕  ２２１１……ハンマーヘッド  ２２２……第２検出腕  ２２２１……ハンマーヘッド  ２３１……第１連結腕  ２３２……第２連結腕  ２４１……第１駆動腕  ２４１１……ハンマーヘッド  ２４２……第２駆動腕  ２４２１……ハンマーヘッド  ２４３……第３駆動腕  ２４３１……ハンマーヘッド  ２４４……第４駆動腕  ２４４１……ハンマーヘッド  ２５１……第１支持部  ２５２……第２支持部  ２６１……第１梁  ２６１ａ……蛇行部  ２６１１……延在部  ２６１２……延在部  ２６１３……延在部  ２６１４……延在部  ２６１ｂ……傾斜部  ２６１５……第１傾斜部  ２６１６……第２傾斜部  ２６２……第２梁  ２６２ａ……蛇行部  ２６２ｂ……傾斜部  ２６３……第３梁  ２６３ａ……蛇行部  ２６３ｂ……傾斜部  ２６４……第４梁  ２６４ａ……蛇行部  ２６４ｂ……傾斜部  ３１１……検出信号電極  ３１２……検出信号端子  ３２１……検出接地電極  ３２２……検出接地端子  ３３１……駆動信号電極  ３３２……駆動信号端子  ３４１……駆動接地電極  ３４２……駆動接地端子  ７１……駆動回路  ７１１……Ｉ／Ｖ変換回路  ７１２……ＡＣ増幅回路  ７１３……振幅調整回路  ７２……検出回路  ７２１……チャージアンプ回路  ７２２……チャージアンプ回路  ７２３……差動増幅回路  ７２４……ＡＣ増幅回路  ７２５……同期検波回路  ７２６……平滑回路  ７２７……可変増幅回路  ７２８……フィルター回路  ８……パッケージ  ８１……ベース  ８１１……凹部  ８１１ａ……第１凹部  ８１１ｂ……第２凹部  ８１１ｃ……第３凹部  ８２……リッド  ８３１、８３２、８３３、８３４、８３５、８３６……接続端子  ８６１、８６２、８６３、８６４、８６５、８６６……導電性接着材  ８７１、８７２、８７３、８７４、８７５、８７６……接続配線  ９……ＩＣチップ  １０……振動子  １００……物理量センサー  １０００……物理量検出装置  １１００……パーソナルコンピューター  １１０２……キーボード  １１０４……本体部  １１０６……表示ユニット  １１０８……表示部  １２００……携帯電話機  １２０２……操作ボタン  １２０４……受話口  １２０６……送話口  １２０８……表示部  １３００……ディジタルスチルカメラ  １３０２……ケース  １３０４……受光ユニット  １３０６……シャッターボタン  １３０８……メモリー  １３１０……表示部  １３１２……ビデオ信号出力端子  １３１４……入出力端子  １４３０……テレビモニター  １４４０……パーソナルコンピューター  １５００……自動車  １５０１……車体  １５０２……車体姿勢制御装置  １５０３……車輪  Ｇ……重心  Ｗ……距離  θ……角度  θ１……第１角度  θ２……第２角度  Ｌ１……第１長さ  Ｌ２……第２長さ
【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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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年12月1日(2014.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸および前記第１軸と交差する第２軸により規定される平面に設けられた振動部と、
前記振動部を支持する支持部と、
前記振動部と前記支持部とを連結する吊り腕と、を備え、
前記吊り腕は、
前記支持部から延在し、前記第１軸と前記第２軸とに沿って交互に延びた蛇行部と、
前記蛇行部と前記振動部とを連結し、前記第１軸および前記第２軸の双方に対して傾斜した傾斜部と、を有することを特徴とする振動素子。
【請求項２】
前記振動部は、
基部と、
前記基部から前記第１軸に沿って延出した支持腕と、
前記支持腕の先端部から前記第２軸に沿って延出した駆動腕と、
前記基部から前記第２軸に沿って延出した検出腕と、を有し、
前記吊り腕は、前記基部と前記支持部とを連結していることを特徴とする請求項１に記載の振動素子。
【請求項３】
前記傾斜部は、前記第１軸とのなす角度が異なる複数の部分を有することを特徴とする請求項１または２に記載の振動素子。
【請求項４】
前記複数の部分のそれぞれの長さは、互いにほぼ等しいことを特徴とする請求項３に記載の振動素子。
【請求項５】
前記蛇行部の前記傾斜部側の端部は、前記第１軸に沿って延在しており、
前記複数の部分は、
前記振動部側に位置し、前記第１軸と第１角度をなす第１部分と、
前記蛇行部側に位置し、前記第１軸と前記第１角度より小さい第２角度をなす第２部分と、を有することを特徴とする請求項３または４に記載の振動素子。
【請求項６】
前記第１角度は、５０〜７０度であることを特徴とする請求項５に記載の振動素子。
【請求項７】
前記第２角度は、２０〜４０度であることを特徴とする請求項５または６に記載の振動素子。
【請求項８】
前記振動部と前記支持部と前記吊り腕とは、一枚の圧電基板を加工することにより得られ、
前記蛇行部の前記端部と前記支持部との離間距離は、前記圧電基板の厚さの０．８倍以上であることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一項に記載の振動素子。
【請求項９】
請求項１に記載の振動素子と、
前記振動素子を収納したパッケージと、を備えたことを特徴とする振動子。
【請求項１０】
請求項１に記載の振動素子と、
前記振動素子と電気的に接続された回路と、を備えたことを特徴とする振動デバイス。
【請求項１１】
請求項１に記載の振動素子を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
請求項１に記載の振動素子を備えたことを特徴とする移動体。