(57)【要約】      （修正有）【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。【解決手段】振動素子は、基部２１と、基部２１を支持する支持部２５１と、基部２１と支持部２５１とを連結する梁２６１とを有している。梁２６１は、所定方向へ延在する延在部２６１１と、所定方向と異なる方向へ延在する延在部２６１２とが接続している接続部２６１Ａを有し、接続部２６１Ａには、延在部２６１１、２６１２とは異なる突出部２６１５が形成されており、延在部２６１１と突出部２６１５とに跨って設けられたヒレ部Ｈ１２が形成されている。【選択図】図２
2015087127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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梁と、を有し、
前記梁は、第１延在部と、前記第１延在部の延在方向と異なる方向へ延在する第２延在部とが接続している接続部を有し、
前記接続部には、前記第１延在部および前記第２延在部とは異なる少なくとも１つの突出部が形成されており、
前記第１延在部および前記第２延在部の少なくとも一方と前記突出部とに跨って設けられたヒレ部が形成されていることを特徴とする振動素子。
【請求項２】
前記ヒレ部は、基板をウエットエッチングして、前記振動部、前記支持部および前記梁をパターニングしたときに発生するエッチング残渣部である請求項１に記載の振動素子。
【請求項３】
前記突出部は、前記第１延在部および前記第２延在部のいずれか一方の延在方向に沿って突出している請求項１または２に記載の振動素子。
【請求項４】
前記突出部は、前記第１延在部の延長線に沿って突出している第１突出部と、前記第２延在部の延長線に沿って突出している第２突出部と、を有している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動素子。
【請求項５】
前記第１突出部と前記第２突出部とに跨って設けられたヒレ部が形成されている請求項４に記載の振動素子。
【請求項６】
前記梁は、複数の前記接続部を有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動素子。
【請求項７】
前記振動部は、基部と、
前記基部から第１軸に沿って延出する検出腕と、
前記基部から前記第１軸に交差する第２軸に沿って延出する連結腕と、
前記連結腕から前記第１軸に沿って延出する駆動腕と、を有し、
前記梁は、前記検出腕と前記駆動腕との間を通って前記基部と前記支持部とを連結している請求項１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、を備えている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】
例えば、角速度を検出する水晶発振器等の振動デバイスとして、中央部に位置する基部と、基部からＹ軸方向両側に延出する一対の検出腕と、基部からＸ軸方向両側に延出する一対の連結腕と、一方の連結腕の先端部からＹ軸方向両側に延出する一対の駆動腕と、他方の連結腕の先端部からＹ軸方向両側に延出する一対の駆動腕と、基部を介してＹ軸方向に対向配置されている一対の支持部と、一方の支持部と基部とを連結する一対の梁と、多方の支持部と基部とを連結する一対の梁と、を有する振動素子が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような振動素子では、各梁がＸ軸方向に延在する第１延在部と、Ｙ軸方向に延在する第２延在部とを交互に接続したような形状となっており、第１延在部と第２延在部との接続部に応力が集中し易い。このように、接続部に応力が集中し易いにも関わらず、特許文献１の振動素子では接続部の機械的強度を向上させる処理が一切採用されていないため、衝撃（振動）を受けたときに梁が壊れやすく、機械的強度（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２０１０−２５６３３２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］
本適用例の振動素子は、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梁と、を有し、
前記梁は、第１延在部と、前記第１延在部の延在方向と異なる方向へ延在する第２延在部とが接続している接続部を有し、
前記接続部には、前記第１延在部および前記第２延在部とは異なる少なくとも１つの突出部が形成されており、
前記第１延在部および前記第２延在部の少なくとも一方と前記突出部とに跨って設けられたヒレ部が形成されてい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］
本適用例の振動素子では、前記ヒレ部は、基板をウエットエッチングして、前記振動部、前記支持部および前記梁をパターニングしたときに発生するエッチング残渣部であることが好ましい。
これにより、ヒレ部を簡単に形成することができる。
［適用例３］
本適用例の振動素子では、前記突出部は、前記第１延在部および前記第２延在部のいずれか一方の延在方向に沿って突出していることが好ましい。
これにより接続部の形状が簡単なものとなる。
【０００８】
［適用例４］
本適用例の振動素子では、前記突出部は、前記第１延在部の延長線に沿って突出している第１突出部と、前記第２延在部の延長線に沿って突出している第２突出部と、を有していることが好ましい。
これにより、接続部に設けることのできるヒレ部の数を増やすことができる。
［適用例５］
本適用例の振動素子では、前記第１突出部と前記第２突出部とに跨って設けられたヒレ部が形成されていることが好ましい。
これにより、接続部の機械的強度（耐衝撃性）がより向上する。
［適用例６］
本適用例の振動素子では、前記梁は、複数の前記接続部を有していることが好ましい。
これにより、梁全体の機械的強度が向上する。
【０００９】
［適用例７］
本適用例の振動素子では、前記振動部は、基部と、
前記基部から第１軸に沿って延出する検出腕と、
前記基部から前記第１軸に交差する第２軸に沿って延出する連結腕と、
前記連結腕から前記第１軸に沿って延出する駆動腕と、を有し、
前記梁は、前記検出腕と前記駆動腕との間を通って前記基部と前記支持部とを連結していることが好ましい。
これにより、振動素子を角速度検出素子として用いることができる。
【００１０】
［適用例８］
本適用例の振動子は、本適用例の振動素子と、
前記振動素子を収納したパッケージと、を備えていることを特徴とする。
これにより、機械的強度に優れ、信頼性の高い振動子が得られる。
［適用例９］
本適用例の電子機器は、本適用例の振動素子を備えたことを特徴とする。
これにより、機械的強度に優れ、信頼性の高い電子機器が得られる。
［適用例１０］
本適用例の移動体は、本適用例の振動素子を備えたことを特徴とする。
これにより、機械的強度に優れ、信頼性の高い移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
【図２】図１に示す振動素子が有する梁を示す平面図である。
【図３】従来型の梁を示す平面図である。
【図４】ウエットエッチングの手順について簡単に説明した断面図である。
【図５】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６】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７】図１に示す振動素子の動作を説明する図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
【図１３】本発明の第７実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
【図１４】本発明の第７実施形態に係る振動素子を示す平面図である。
【図１５】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）が上面である。
【図１６】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１７】図９に示す物理量センサーの上面図である。
【図１８】図９に示す物理量センサーの上面図である。
【図１９】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２０】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２１】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２２】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２３】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】
【００１２】
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＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動素子を示す平面図である。図２は、図１に示す振動素子が有する梁を示す平面図である。図３は、従来型の梁を示す平面図である。図４は、ウエットエッチングの手順について簡単に説明した断面図である。図５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６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７は、図１に示す振動素子の動作を説明する図である。なお、図１、図２および図３では、説明の便宜上、電極の図示を省略している。また、以下では、Ｘ軸に沿った方向を「Ｘ軸方向」とも言い、Ｙ軸に沿った方向を「Ｙ軸方向」とも言う。
【００１３】
図１および図２に示す振動素子１は、角速度検出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。
【００１４】
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１軸）およびＸ軸（電気軸。第２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。
【００１５】
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２６２、２６４と、を有している。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、を有している。
【００１６】
第１検出腕２２１は、基部２１から＋Ｙ軸方向に延出している。また、第１検出腕２２１の先端部にはハンマーヘッド２２１１が設けられている。一方、第２検出腕２２２は、基部２１から−Ｙ軸方向に延出している。また、第２検出腕２２２の先端部にはハンマーヘッド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。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、検出腕２２１、２２２の上面および下面に、その長さ方向に延在する有底の溝を形成してもよい。
【００１７】
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。
【００１８】
第１駆動腕２４１は、第１連結腕２３１の先端部から＋Ｙ軸方向に延出している。また、第１駆動腕２４１の先端部にはハンマーヘッド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軸方向に延出している。また、第２駆動腕２４２の先端部にはハンマーヘッド２４２１が設けられている。第３駆動腕２４３は、第２連結腕２３２の先端部から＋Ｙ軸方向に延出している。また、第３駆動腕２４３の先端部にはハンマーヘッド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軸方向に延出している。また、第４駆動腕２４４の先端部にはハンマーヘッド２４４１が設けられている。
【００１９】
これら駆動腕２４１、２４２、２４３、２４４は、重心Ｇに関して点対称に配置されている。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、例えば、駆動振動の周波数等によっては、省略してもよい。また、第１、第２検出腕２２１、２２２と同様に、駆動腕２４１、２４２、２４３、２４４の上面および下面に、その長さ方向に延在する有底の溝を形成してもよい。
【００２０】
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。
【００２１】
次に、第１、第２、第３、第４梁２６１、２６２、２６３、２６４の構成について詳細に説明する。ただし、これら梁２６１、２６２、２６３、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３、第４梁２６２、６２３、２６４の構成については、その説明を省略する。
図２に示すように、第１梁２６１は、基部２１から＋Ｘ軸方向に延出する延在部２６１１と、延在部２６１１の先端部から＋Ｙ軸方向に延出する延在部２６１２と、延在部２６１２の先端部から−Ｘ軸方向に延出する延在部２６１３と、延在部２６１３の先端部から＋Ｙ軸方向に延出し、第１支持部２５１に接続されている延在部２６１４と、を有している。これら延在部２６１１〜２６１４は、それぞれ、延在方向のほぼ全域で、ほぼ一定の幅を有している。また、延在部２６１１の基端部（基部２１との接続部）は、＋Ｙ軸方向と＋Ｘ軸方向との合成方向（斜め方向）に延在しており、これにより、基部２１と第１梁２６１との境界部への応力集中が低減され、振動素子１の機械的強度の向上を図ることができる。
【００２２】
また、第１梁２６１は、延在部２６１１と延在部２６１２との接続部である接続部２６１Ａと、延在部２６１２と延在部２６１３との接続部である接続部２６１Ｂと、延在部２６１３と延在部２６１４との接続部である接続部２６１Ｃとを有している。そして、これら３つの接続部２６１Ａ、２６１Ｂ、２６１Ｃのうちの接続部２６１Ａからは、延在部２６１１、２６１２とは別に突出部２６１５が突出している。突出部２６１５は、延在部２６１２の延在方向に沿って設けられており、延在部２６１２が接続部２６１Ａからさらに−Ｙ軸方向に延長されているような構成となっている。これにより、第１梁２６１の形状が簡単となり、その形成が容易となる。
【００２３】
このような接続部２６１Ａでは、延在部２６１１と延在部２６１２との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ１１が形成されており、延在部２６１１と突出部２６１５との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ１２が形成されている。接続部２６１Ａにヒレ部Ｈ１１、Ｈ１２を設けることで、第１梁２６１の機械的強度（耐衝撃性）を高めることができる。
【００２４】
このことについて具体的に説明すると、第１梁２６１では、屈曲部である各接続部２６１Ａ、２６１Ｂ、２６１Ｃに応力が集中し易く、これらの中でも第１支持部２５１から最も遠位にある接続部２６１Ａに応力が特に集中し易い。そのため、接続部２６１Ａにヒレ部Ｈ１１、Ｈ１２を設け、接続部２６１Ａの機械的強度を高めることで、前記応力集中にも十分に耐えられる強度を有する第１梁２６１とすることができる。また、ヒレ部Ｈ１１、１２を設けることで、接続部２６１Ａへの応力集中を緩和することもできる。
【００２５】
特に、図３に示すような従来の形状の梁２６１’では、突出部が形成されていないため延在部２６１１’と延在部２６１２’との間にしかヒレ部を形成することができないのに対して、第１梁２６１では、延在部２６１１と延在部２６１２との間に加えて、延在部２６１１と突出部２６１５との間にもヒレ部を形成することができる。すなわち、第１梁２６１によれば、従来よりも多くヒレ部を形成することができ、その分、従来よりも機械的強度が高くなるとともに、応力集中が緩和する。
【００２６】
また、ヒレ部Ｈ１１、Ｈ１２は、外縁側に向けてその厚さ（Ｚ軸方向の長さ）が漸減していることが好ましい。これにより、接続部２６１Ａの機械的強度を高めつつ、接続部２６１Ａへ加わる応力を効率的に緩和することができる。また、本実施形態では、突出部２６１５が接続部２６１Ａから−Ｙ軸方向（駆動腕２４１と平行な方向）に突出しているため、振動素子１の駆動時に、突出部２６１５が駆動腕２４１と接触してしまうことを防止することができる。
【００２７】
以上、第１梁２６１について説明したが、ヒレ部Ｈ１、Ｈ２は、圧電基板２をウエットエッチングでパターニングして形成したときのエッチング残渣部（異形部）によって形成することができる。ウエットエッチングを用いる場合、図４（ａ）に示すように水晶の基板２００を容易し、次に、図４（ｂ）に示すように、その上面および下面に、圧電基板２の平面視形状に対応したマスクＭ１、Ｍ２を形成し、次に、マスクＭ１、Ｍ２を介してウエットエッチングを行うことで、圧電基板２を形成することができる。この際、水晶のエッチング異方性によりエッチング深さの深い位置にエッチング残渣部（ヒレ部）Ｈが発生し、延在部２６１１と延在部２６１２との間や延在部２６１１と突出部２６１５との間のようなエッチング液が浸透し難い角部には特にエッチング残渣部（ヒレ部）が発生し易い。そのため、このエッチング残渣部をヒレ部Ｈ１１、Ｈ１２として利用することができる。このように、エッチング残渣部でヒレ部Ｈ１１、Ｈ１２を構成することで、ヒレ部Ｈ１１、Ｈ１２を簡単に形成することができる。
【００２８】
−電極−
圧電基板２の表面には、電極が形成されている。
図５および図６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５および図６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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
以上、振動素子１の構成について説明した。
【００３７】
次に、振動素子１の動作について説明する。
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７（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。
【００３８】
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７（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。
【００３９】
＜第２実施形態＞
図８は、本発明の第２実施形態に係る振動素子を示す平面図である。なお、図８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。
第２実施形態は、第１、第２、第３、第４梁の構成が異なること以外は、第２実施形態とほぼ同様である。なお、図８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。
【００４０】
以下、本実施形態の振動素子１が有する第１、第２、第３、第４梁２６１、２６２、２６３、２６４の構成について詳細に説明するが、これら梁２６１、２６２、２６３、２６４の構成は互いに同様であるため、以下では、梁２６１について代表して説明し、梁２６２、６２３、２６４については、その説明を省略する。
図８に示すように、本実施形態の振動素子１の第１梁２６１では、さらに、接続部２６１Ｂにも突出部が形成されている。すなわち、接続部２６１Ｂには＋Ｙ軸方向に突出する突出部２６１７が形成されている。突出部２６１７は、延在部２６１２が接続部２６１Ｂからさらに＋Ｙ軸方向に延長されているような構成となっている。
そして、接続部２６１Ｂでは、延在部２６１２と延在部２６１３との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ２１が形成されており、延在部２６１３と突出部２６１７との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ２２が形成されている。なお、ヒレ部Ｈ２１、Ｈ２２は、ヒレ部Ｈ１１、Ｈ１２と同様にエッチング残渣部で構成されている。
【００４１】
このように、接続部２６１Ｂにヒレ部Ｈ２１、Ｈ２２を設けることで、接続部２６１Ｂの機械的強度が高まるとともに、接続部２６１Ｂへの応力集中を緩和することができる。そのため、より機械的狂（耐衝撃性）の強い梁２６１となる。また、２つのヒレ部を有する接続部を複数配置することによっても、より機械的狂（耐衝撃性）の強い梁２６１となる。
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００４２】
＜第３実施形態＞
図９は、本発明の第３実施形態に係る振動素子を示す平面図である。なお、図９では、説明の便宜上、電極の図示を省略している。
以下、第３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。
第３実施形態は、第１、第２、第３、第４梁の構成が異なること以外は、第２実施形態とほぼ同様である。なお、図９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。
【００４３】
以下、本実施形態の振動素子１が有する第１、第２、第３、第４梁２６１、２６２、２６３、２６４の構成について詳細に説明するが、これら梁２６１、２６２、２６３、２６４の構成は互いに同様であるため、以下では、梁２６１について代表して説明し、梁２６２、６２３、２６４については、その説明を省略する。
図９に示すように、本実施形態の振動素子１の第１梁２６１では、さらに、接続部２６１Ｃにも突出部が形成されている。すなわち、接続部２６１Ｃには−Ｙ軸方向に突出する突出部２６１９が形成されている。突出部２６１９は、延在部２６１４が接続部２６１Ｃからさらに−Ｙ軸方向に延長されているような構成となっている。
そして、接続部２６１Ｃでは、延在部２６１３と延在部２６１４との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ３１が形成されており、延在部２６１３と突出部２６１９との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ３２が形成されている。なお、ヒレ部Ｈ３１、Ｈ３２は、ヒレ部Ｈ１１、Ｈ１２と同様にエッチング残渣部で構成されている。
【００４４】
このように、接続部２６１Ｃにヒレ部Ｈ３１、Ｈ３２を設けることで、接続部２６１Ｃの機械的強度が高まるとともに、接続部２６１Ｃへの応力集中を緩和することができる。そのため、より機械的狂（耐衝撃性）の強い梁２６１となる。
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００４５】
＜第４実施形態＞
図１０は、本発明の第４実施形態に係る振動素子を示す平面図である。なお、図１０では、説明の便宜上、電極の図示を省略している。
以下、第４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。
第４実施形態は、第１、第２、第３、第４梁の構成が異なること以外は、第３実施形態とほぼ同様である。なお、図１０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。
【００４６】
以下、本実施形態の振動素子１が有する第１、第２、第３、第４梁２６１、２６２、２６３、２６４の構成について詳細に説明するが、これら梁２６１、２６２、２６３、２６４の構成は互いに同様であるため、以下では、梁２６１について代表して説明し、梁２６２、６２３、２６４については、その説明を省略する。
図１０に示すように、本実施形態の振動素子１の第１梁２６１では、接続部２６１Ａに２つの突出部が形成されている。すなわち、接続部２６１Ａには−Ｙ軸方向に突出する突出部（第１突出部）２６１５と、＋Ｘ軸方向に突出する突出部（第２突出部）２６１６とが形成されている。突出部２６１６は、延在部２６１１が接続部２６１Ａからさらに＋Ｘ軸方向に延長されているような構成となっている。
【００４７】
そして、接続部２６１Ａでは、延在部２６１１と延在部２６１２との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ１１が形成されており、延在部２６１１と突出部２６１５との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ１２が形成されており、延在部２６１２と突出部２６１６との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ１３が形成されており、突出部２６１５と突出部２６１６との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ１４が形成されている。なお、ヒレ部Ｈ１３、Ｈ１４は、ヒレ部Ｈ１１、Ｈ１２と同様にエッチング残渣部で構成されている。
【００４８】
このように、接続部２６１Ａにヒレ部Ｈ１１〜Ｈ１４を設けることで、接続部２６１Ａの機械的強度が高まるとともに、接続部２６１Ａへの応力集中を緩和することができる。そのため、より機械的狂（耐衝撃性）の強い梁２６１となる。特に、接続部２６１Ａに２つの突出部を設けて、４つのヒレ部Ｈ１１〜Ｈ１４を形成しているため、上記の効果がより顕著となる。
このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００４９】
＜第５実施形態＞
図１１は、本発明の第５実施形態に係る振動素子を示す平面図である。なお、図１１では、説明の便宜上、電極の図示を省略している。
以下、第５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。
第５実施形態は、第１、第２、第３、第４梁の構成が異なること以外は、第４実施形態とほぼ同様である。なお、図１１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。
【００５０】
以下、本実施形態の振動素子１が有する第１、第２、第３、第４梁２６１、２６２、２６３、２６４の構成について詳細に説明するが、これら梁２６１、２６２、２６３、２６４の構成は互いに同様であるため、以下では、梁２６１について代表して説明し、梁２６２、６２３、２６４については、その説明を省略する。
図１１に示すように、本実施形態の振動素子１の第１梁２６１では、接続部２６１Ｂに２つの突出部が形成されている。すなわち、接続部２６１Ｂには＋Ｙ軸方向に突出する突出部（第１突出部）２６１７と、＋Ｘ軸方向に突出する突出部（第２突出部）２６１８とが形成されている。突出部２６１８は、延在部２６１３が接続部２６１Ｂからさらに＋Ｘ軸方向に延長されているような構成となっている。
【００５１】
そして、接続部２６１Ｂでは、延在部２６１２と延在部２６１３との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ２１が形成されており、延在部２６１３と突出部２６１７との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ２２が形成されており、延在部２６１２と突出部２６１８との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ２３が形成されており、突出部２６１７と突出部２６１８との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ２４が形成されている。なお、ヒレ部Ｈ２３、Ｈ２４は、ヒレ部Ｈ１１、Ｈ１２と同様にエッチング残渣部で構成されている。
【００５２】
このように、接続部２６１Ｂにヒレ部Ｈ２１〜Ｈ２４を設けることで、接続部２６１Ｂの機械的強度がより高まるとともに、接続部２６１Ｂへの応力集中をより緩和することができる。そのため、より機械的狂（耐衝撃性）の強い梁２６１となる。特に、接続部２６１Ｂに２つの突出部を設けて、４つのヒレ部Ｈ２１〜Ｈ２４を形成しているため、上記の効果がより顕著となる。
このような第５実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５３】
＜第６実施形態＞
図１２は、本発明の第６実施形態に係る振動素子を示す平面図である。なお、図１２では、説明の便宜上、電極の図示を省略している。
以下、第６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。
第６実施形態は、第１、第２、第３、第４梁の構成が異なること以外は、第５実施形態とほぼ同様である。なお、図１２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。
【００５４】
以下、本実施形態の振動素子１が有する第１、第２、第３、第４梁２６１、２６２、２６３、２６４の構成について詳細に説明するが、これら梁２６１、２６２、２６３、２６４の構成は互いに同様であるため、以下では、梁２６１について代表して説明し、梁２６２、６２３、２６４については、その説明を省略する。
図１２に示すように、本実施形態の振動素子１の第１梁２６１では、接続部２６１Ｃに２つの突出部が形成されている。すなわち、接続部２６１Ｃには−Ｙ軸方向に突出する突出部（第１突出部）２６１９と、−Ｘ軸方向に突出する突出部（第２突出部）２６１０とが形成されている。突出部２６１０は、延在部２６１３が接続部２６１Ｃからさらに−Ｘ軸方向に延長されているような構成となっている。
【００５５】
そして、接続部２６１Ｃでは、延在部２６１３と延在部２６１４との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ３１が形成されており、延在部２６１３と突出部２６１９との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ３２が形成されており、延在部２６１４と突出部２６１０との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ３３が形成されており、突出部２６１９と突出部２６１０との間に、これらの側面同士を接続するヒレ部Ｈ３４が形成されている。なお、ヒレ部Ｈ３３、Ｈ３４は、ヒレ部Ｈ１１、Ｈ１２と同様にエッチング残渣部で構成されている。
【００５６】
このように、接続部２６１Ｃにヒレ部Ｈ３１〜Ｈ３４を設けることで、接続部２６１Ｃの機械的強度がより高まるとともに、接続部２６１Ｃへの応力集中をより緩和することができる。そのため、より機械的狂（耐衝撃性）の強い梁２６１となる。特に、接続部２６１Ｃに２つの突出部を設けて、４つのヒレ部Ｈ３１〜Ｈ３４を形成しているため、上記の効果がより顕著となる。
このような第６実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５７】
＜第７実施形態＞
図１３および図１４は、それぞれ、本発明の第７実施形態に係る振動素子を示す平面図である。なお、図１３および図１４では、それぞれ、説明の便宜上、電極の図示を省略している。
以下、第７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。
第７実施形態は、第１、第２、第３、第４梁の構成が異なること以外は、第６実施形態とほぼ同様である。なお、図１３および図１４では、それぞれ、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。
【００５８】
まず初めに、前述した図４にも示しているように、＋Ｘ軸側と−Ｘ軸側では、形成されるエッチング残渣部（ヒレ部）の大きさが異なっており、＋Ｘ軸側に形成されるエッチング残渣部が、−Ｘ軸側に形成されるエッチング残渣部よりも小さくなる場合がある。そこで、本実施形態の梁２６１、２６２、２６３、２６４では、＋Ｘ軸側にはエッチング残渣部（ヒレ部）を形成せずに、延在部や突出部をテーパー状に形成した。
【００５９】
まず、第１梁２６１について説明すると、接続部２６１Ａでは、突出部２６１６の基端部を基端側（−Ｘ軸側）へ向けて幅が漸増するテーパー部とし、これにより、接続部２６１Ａの機械的強度を高めるとともに、接続部２６１Ａへの応力集中を緩和している。同様に、接続部２６１Ｂでは、突出部２６１８の基端部を基端側（−Ｘ軸側）へ向けて幅が漸増するテーパー部とし、これにより、接続部２６１Ｂの機械的強度を高めるとともに、接続部２６１Ｂへの応力集中を緩和している。また、接続部２６１Ｃでは、延在部２６１３の接続部２６１Ｃ側の端部を−Ｘ軸側へ向けて幅が漸増するテーパー部とし、これにより、接続部２６１Ｃの機械的強度を高めるとともに、接続部２６１Ｃへの応力集中を緩和している。なお、これら各テーパー部は、厚みが圧電基板２とほぼ等しい点で、各ヒレ部と区別されるものである。
【００６０】
以上、第１梁２６１について説明したが、第３梁２６３は、第１梁２６１と対照的な配置となっているため、次のような構成となる。すなわち、図１４に示すように、接続部２６３Ａでは、延在部２６３１の−Ｘ軸側の端部を−Ｘ軸側へ向けて幅が漸増するテーパー部とし、これにより、接続部２６３Ａの機械的強度を高めるとともに、接続部２６３Ａへの応力集中を緩和している。同様に、接続部２６３Ｂでは、延在部２６３３の−Ｘ軸側の端部を−Ｘ軸側へ向けて幅が漸増するテーパー部とし、これにより、接続部２６３Ｂの機械的強度を高めるとともに、接続部２６３Ｂへの応力集中を緩和している。また、接続部２６３Ｃでは、突出部２６３０の接続部２６３Ｃ側の端部を−Ｘ軸側へ向けて幅が漸増するテーパー部とし、これにより、接続部２６３Ｃの機械的強度を高めるとともに、接続部２６３Ｃへの応力集中を緩和している。なお、これら各テーパー部は、厚みが圧電基板２とほぼ等しい点で、各ヒレ部と区別されるものである。
このような第７実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６１】
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１５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）が上面である。
図１５（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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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１６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１７および図１８は、それぞれ、図１６に示す物理量センサーの上面図である。なお、図１８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。
【００６７】
図１６、図１７および図１８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。
図１６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。
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。
【００６８】
図１７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。
【００６９】
図１８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。
【００７０】
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１９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１９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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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２０〜図２２に基づき、詳細に説明する。
図２０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。
【００７９】
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。
【００８０】
図２１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。
【００８１】
図２２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。
【００８２】
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。
【００８３】
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−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。
【００８４】
なお、本発明の振動素子を備える電子機器は、図２０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２１の携帯電話機、図２２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。
【００８５】
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２３に基づき、詳細に説明する。
図２３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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
また、前述した実施形態では、梁が４本設けられているが、梁の数としては、これに限定されず、１〜３本であってもよいし、５本以上であってもよい。
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。この場合、梁は、検出腕と駆動腕との間を通って基部と支持部とを連結するように配置することができる。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】
【００８９】
１……振動素子  １０……振動子  １００……物理量センサー  １０００……物理量検出装置  ２……圧電基板  ２０……振動部  ２００……基板  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  ２６１’……梁  ２６１１、２６１１’２６１２、２６１２’、２６１３、２６１４……延在部  ２６１５、２６１６、２６１７、２６１８、２６１９、２６１０……突出部  ２６１Ａ、２６１Ｂ、２６１Ｃ……接続部  ２６２……第２梁  ２６３……第３梁  ２６３１、２６３３……延在部  ２６３０……突出部  ２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃ……接続部  ２６４……第４梁  ３１１……検出信号電極  ３１２……検出接地端子  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  ９……ＩＣチップ  ８１……ベース  ８２……リッド  ８１１……凹部  ８１１ａ……第１凹部  ８１１ｂ……第２凹部  ８１１ｃ……第３凹部  ８３１〜８３６……接続端子  ８６１〜８６６……導電性接着材  ８７１〜８７６……接続配線  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  Ｍ１、Ｍ２……マスク  Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ１３、Ｈ１４、Ｈ２１、Ｈ２２、Ｈ２３、Ｈ２４、Ｈ３１、Ｈ３２、Ｈ３３、Ｈ３４……ヒレ部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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