(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部の重心位置である原点を通るＸ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸と直交するＹ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交するＺ軸と、を有する座標軸を定義し、
Ｘ座標とＹ座標とがともに正の値をとる領域を第１象限、Ｘ座標が負でＹ座標が正の値をとる領域を第２象限、Ｘ座標とＹ座標とがともに負の値をとる領域を第３象限、Ｘ座標が正でＹ座標が負の値をとる領域を第４象限、と定義したとき、
前記Ｘ軸に沿って、前記基部から互いに反対方向へ突出している一対の第１突出部と、
プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第１象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第１駆動腕と、プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第４象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第１駆動腕と逆相で振動する第２駆動腕と、を有する第１駆動振動部と、
マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第２象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第３駆動腕と、マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第３象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第３駆動腕と逆相で振動する第４駆動腕と、を有する第２駆動振動部と、
前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第１象限方向へ延出している第１検出腕と、
前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第４象限方向へ延出している第２検出腕と、
を有する第１検出振動部と、
前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第２象限方向へ延出している第３検出腕と、
前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第３象限方向へ延出している第４検出腕と、
を有する第２検出振動部と、を備え、
前記第１突出部の幅は、前記第１突出部から延出している前記第１から第４駆動腕の少なくとも一つの腕幅より大きい、ことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項２】
基部と、
前記基部の重心位置である原点を通るＸ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸と直交するＹ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交するＺ軸と、を有する座標軸を定義し、
Ｘ座標とＹ座標とがともに正の値をとる領域を第１象限、Ｘ座標が負でＹ座標が正の値をとる領域を第２象限、Ｘ座標とＹ座標とがともに負の値をとる領域を第３象限、Ｘ座標が正でＹ座標が負の値をとる領域を第４象限、と定義したとき、
前記Ｘ軸に沿って、前記基部から互いに反対方向へ突出している一対の第１突出部と、
プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第１象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第１駆動腕と、プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第４象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第１駆動腕と逆相で振動する第２駆動腕と、を有する第１駆動振動部と、
マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第２象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第３駆動腕と、マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第３象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第３駆動腕と逆相で振動する第４駆動腕と、を有する第２駆動振動部と、
前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第１象限方向へ延出している第１検出腕と、
前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第４象限方向へ延出している第２検出腕と、
を有する第１検出振動部と、
前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第２象限方向へ延出している第３検出腕と、
前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第３象限方向へ延出している第４検出腕と、
を有する第２検出振動部と、を備え、
前記基部は、Ｙ軸に沿って互いに反対方向へ突出している一対の第２突出部を有し、
プラスＹ軸に沿って突出している前記第２突出部から、前記第１検出腕および前記第３検出腕が延出し、
マイナスＹ軸に沿って突出している前記第２突出部から、前記第２検出腕および前記第４検出腕が延出している、ことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項３】
基部と、
前記基部の重心位置である原点を通るＸ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸と直交するＹ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交するＺ軸と、を有する座標軸を定義し、
Ｘ座標とＹ座標とがともに正の値をとる領域を第１象限、Ｘ座標が負でＹ座標が正の値をとる領域を第２象限、Ｘ座標とＹ座標とがともに負の値をとる領域を第３象限、Ｘ座標が正でＹ座標が負の値をとる領域を第４象限、と定義したとき、
前記Ｘ軸に沿って、前記基部から互いに反対方向へ突出している一対の第１突出部と、
プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第１象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第１駆動腕と、プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第４象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第１駆動腕と逆相で振動する第２駆動腕と、を有する第１駆動振動部と、
マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第２象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第３駆動腕と、マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第３象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第３駆動腕と逆相で振動する第４駆動腕と、を有する第２駆動振動部と、
前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第１象限方向へ延出している第１検出腕と、
前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第４象限方向へ延出している第２検出腕と、
を有する第１検出振動部と、
前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第２象限方向へ延出している第３検出腕と、
前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第３象限方向へ延出している第４検出腕と、
を有する第２検出振動部と、
前記基部からプラスＹ軸に沿って延出している第５検出腕と、前記基部からマイナスＹ軸に沿って延出している第６検出腕と、を有する第３検出振動部と、を備えている、ことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項４】
請求項２に記載の物理量検出素子において、
プラスＹ軸に沿って突出している前記第２突出部から、プラスＹ軸に沿って延出している第５検出腕と、
マイナスＹ軸に沿って突出している前記第２突出部から、マイナスＹ軸に沿って延出している第６検出腕と、を有する、第３検出振動部をさらに有している、ことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載の物理量検出素子において、
前記第１突出部の幅は、前記第１突出部から延出している前記第１から第４駆動腕の少なくとも一つの腕幅より大きい、ことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の物理量検出素子において、
前記第１検出腕は、前記基部から、前記第１象限方向に延出し、
前記第２検出腕は、前記基部から、前記第４象限方向に延出し、
前記第３検出腕は、前記基部から、前記第２象限方向に延出し、
前記第４検出腕は、前記基部から、前記第３象限方向に延出している、ことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項７】
請求項６に記載の物理量検出素子において、
前記第１駆動腕と前記第１検出腕との配置は、それぞれ略平行であり、
前記第２駆動腕と前記第２検出腕との配置は、それぞれ略平行であり、
前記第３駆動腕と前記第３検出腕との配置は、それぞれ略平行であり、
前記第４駆動腕と前記第４検出腕との配置は、それぞれ略平行である、ことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項８】
基部と、
前記基部の重心位置である原点を通るＸ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸と直交するＹ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交するＺ軸と、を有する座標軸を定義し、
Ｘ座標とＹ座標とがともに正の値をとる領域を第１象限、Ｘ座標が負でＹ座標が正の値をとる領域を第２象限、Ｘ座標とＹ座標とがともに負の値をとる領域を第３象限、Ｘ座標が正でＹ座標が負の値をとる領域を第４象限、と定義したとき、
前記Ｘ軸に沿って、前記基部から互いに反対方向へ突出している一対の第１突出部と、
プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第１象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第１駆動腕と、プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第４象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第１駆動腕と逆相で振動する第２駆動腕と、を有する第１駆動振動部と、
マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第２象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第３駆動腕と、マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第３象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第３駆動腕と逆相で振動する第４駆動腕と、を有する第２駆動振動部と、
前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第１象限方向へ延出している第１検出腕と、
前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第４象限方向へ延出している第２検出腕と、
を有する第１検出振動部と、
前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第２象限方向へ延出している第３検出腕と、
前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第３象限方向へ延出している第４検出腕と、
を有する第２検出振動部と、を備え、
前記第１検出腕は、前記基部から、前記第１象限方向に延出し、
前記第２検出腕は、前記基部から、前記第４象限方向に延出し、
前記第３検出腕は、前記基部から、前記第２象限方向に延出し、
前記第４検出腕は、前記基部から、前記第３象限方向に延出しており、
前記第１駆動腕と前記第１検出腕との配置は、それぞれ略平行であり、
前記第２駆動腕と前記第２検出腕との配置は、それぞれ略平行であり、
前記第３駆動腕と前記第３検出腕との配置は、それぞれ略平行であり、
前記第４駆動腕と前記第４検出腕との配置は、それぞれ略平行である、ことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の物理量検出素子において、
前記第１駆動振動部と前記第２駆動振動部との配置および前記第１検出振動部と前記第２検出振動部との配置は、前記Ｙ軸に対してそれぞれ線対称である、ことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の物理量検出素子と、
前記物理量検出素子を制御する制御回路部と、を備えている、ことを特徴とする物理量検出装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の物理量検出素子を備えている、ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動片を利用して物理量を検出することが可能な素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物理量検出素子として、例えば特許文献１に開示されているような振動片（当該
文献における振動子）がある。この振動片は、互いに直交する２つの軸まわりの角速度を
検出するための、４本の駆動腕（当該文献における駆動振動片）および４本の検出腕（当
該文献における検出振動片）を有し、駆動腕が、２つの軸に対してそれぞれ斜め方向へ延
出した状態で駆動振動をするように構成されている。この構成の振動片は、２つの軸のい
ずれかの軸まわりに回転が付与された場合、各駆動腕には回転に即した振動が生じ、これ
ら振動に応答して各検出腕に検出振動が生じる。これにより、振動片は、検出腕のそれぞ
れに生じた検出振動から、いずれかの軸まわりにどのくらいの角速度が生じているかを、
検出することが可能である。
【０００３】
また、例えば特許文献２には、略Ｕ字形状をなす駆動腕（当該文献における駆動用振動
子）と、駆動腕と同一平面内の外周側に相似形状で配置された検出腕（当該文献における
検出用振動子）と、を有し、同じ一方向へ延びる両腕がトーションビームで連結された形
態の振動片が開示されている。この振動片は、トーションビームを有する効果により、駆
動腕から検出腕へのいわゆる振動漏れと検出腕から連結部への振動漏れと、を抑制しつつ
、該平面に直交する軸まわりの角速度を検出でき、物理量検出素子としての角速度センサ
ーを構成することが可能である。
【０００４】
そして、例えば特許文献３には、基部から延出する一対の駆動用腕と、駆動用腕と反対
側へ基部から延出する一対の検出用腕と、を有し、検出用腕が基部側に幅広の検出定幅部
を有している形態の振動片（当該文献における慣性センサー素子）が開示されている。こ
の振動片は、駆動用腕から検出用腕への振動漏れを、検出定幅部の無い場合に比べて、抑
制することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３―３１５０４６号公報
【特許文献２】特開平１１−２７１０６６号公報
【特許文献３】特開２００７−６４７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の技術では、振動漏れを十分に抑制することが困難である、という課題が
あった。つまり、特許文献１における技術では、駆動腕と検出腕とが基部から延びていて
、互いの配置が近い構成であるため、検出腕が駆動腕における駆動振動の影響を受けやす
く、振動片に回転が加わっていない状態においても、検出腕が振動してしまい、ノイズ成
分が未だ大きい、という課題があった。また、特許文献２における技術では、駆動腕が一
方向即ち片側にのみ延びた形態であるため、振動片全体としての運動量を保存することが
困難であり、振動漏れを十分に抑制しきれない、という課題があった。そして、特許文献
３における技術では、特許文献２と同様、駆動用腕が片側にのみ延びた形態であることに
加え、定幅部を検出用腕側に設けた場合の駆動用腕から検出用腕への振動漏れを抑制する
効果は、定幅部を駆動用腕側に設けた場合に比べて、小さくなるという知見が得られてい
て、この対策には定幅部をより幅広にしなくてはならない、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記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、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
本発明のある形態に係る物理量検出素子は、基部と、前記基部の重心位置である原点を通るＸ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸と直交するＹ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交するＺ軸と、を有する座標軸を定義し、Ｘ座標とＹ座標とがともに正の値をとる領域を第１象限、Ｘ座標が負でＹ座標が正の値をとる領域を第２象限、Ｘ座標とＹ座標とがともに負の値をとる領域を第３象限、Ｘ座標が正でＹ座標が負の値をとる領域を第４象限、と定義したとき、前記Ｘ軸に沿って、前記基部から互いに反対方向へ突出している一対の第１突出部と、プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第１象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第１駆動腕と、プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第４象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第１駆動腕と逆相で振動する第２駆動腕と、を有する第１駆動振動部と、マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第２象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第３駆動腕と、マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第３象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第３駆動腕と逆相で振動する第４駆動腕と、を有する第２駆動振動部と、前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第１象限方向へ延出している第１検出腕と、前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第４象限方向へ延出している第２検出腕と、を有する第１検出振動部と、前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第２象限方向へ延出している第３検出腕と、前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第３象限方向へ延出している第４検出腕と、を有する第２検出振動部と、を備え、前記第１突出部の幅は、前記第１突出部から延出している前記第１から第４駆動腕の少なくとも一つの腕幅より大きい、ことを特徴とする。
本発明のある形態に係る物理量検出素子は、基部と、前記基部の重心位置である原点を通るＸ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸と直交するＹ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交するＺ軸と、を有する座標軸を定義し、Ｘ座標とＹ座標とがともに正の値をとる領域を第１象限、Ｘ座標が負でＹ座標が正の値をとる領域を第２象限、Ｘ座標とＹ座標とがともに負の値をとる領域を第３象限、Ｘ座標が正でＹ座標が負の値をとる領域を第４象限、と定義したとき、前記Ｘ軸に沿って、前記基部から互いに反対方向へ突出している一対の第１突出部と、プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第１象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第１駆動腕と、プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第４象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第１駆動腕と逆相で振動する第２駆動腕と、を有する第１駆動振動部と、マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第２象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第３駆動腕と、マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第３象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第３駆動腕と逆相で振動する第４駆動腕と、を有する第２駆動振動部と、前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第１象限方向へ延出している第１検出腕と、前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第４象限方向へ延出している第２検出腕と、を有する第１検出振動部と、前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第２象限方向へ延出している第３検出腕と、前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第３象限方向へ延出している第４検出腕と、を有する第２検出振動部と、を備え、前記基部は、Ｙ軸に沿って互いに反対方向へ突出している一対の第２突出部を有し、プラスＹ軸に沿って突出している前記第２突出部から、前記第１検出腕および前記第３検出腕が延出し、マイナスＹ軸に沿って突出している前記第２突出部から、前記第２検出腕および前記第４検出腕が延出している、ことを特徴とする。
本発明のある形態に係る物理量検出素子は基部と、前記基部の重心位置である原点を通るＸ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸と直交するＹ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交するＺ軸と、を有する座標軸を定義し、Ｘ座標とＹ座標とがともに正の値をとる領域を第１象限、Ｘ座標が負でＹ座標が正の値をとる領域を第２象限、Ｘ座標とＹ座標とがともに負の値をとる領域を第３象限、Ｘ座標が正でＹ座標が負の値をとる領域を第４象限、と定義したとき、前記Ｘ軸に沿って、前記基部から互いに反対方向へ突出している一対の第１突出部と、プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第１象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第１駆動腕と、プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第４象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第１駆動腕と逆相で振動する第２駆動腕と、を有する第１駆動振動部と、マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第２象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第３駆動腕と、マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第３象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第３駆動腕と逆相で振動する第４駆動腕と、を有する第２駆動振動部と、前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第１象限方向へ延出している第１検出腕と、前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第４象限方向へ延出している第２検出腕と、を有する第１検出振動部と、前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第２象限方向へ延出している第３検出腕と、前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第３象限方向へ延出している第４検出腕と、を有する第２検出振動部と、前記基部からプラスＹ軸に沿って延出している第５検出腕と、前記基部からマイナスＹ軸に沿って延出している第６検出腕と、を有する第３検出振動部と、を備えている、ことを特徴とする。
本発明のある形態に係る物理量検出素子は、上記物理量検出素子において、プラスＹ軸に沿って突出している前記第２突出部から、プラスＹ軸に沿って延出している第５検出腕と、マイナスＹ軸に沿って突出している前記第２突出部から、マイナスＹ軸に沿って延出している第６検出腕と、を有する、第３検出振動部をさらに有している、ことを特徴とする。
本発明のある形態に係る物理量検出素子は、上記物理量検出素子において、前記第１突出部の幅は、前記第１突出部から延出している前記第１から第４駆動腕の少なくとも一つの腕幅より大きい、ことを特徴とする。
本発明のある形態に係る物理量検出素子は、上記物理量検出素子において、前記第１検出腕は、前記基部から、前記第１象限方向に延出し、前記第２検出腕は、前記基部から、前記第４象限方向に延出し、前記第３検出腕は、前記基部から、前記第２象限方向に延出し、前記第４検出腕は、前記基部から、前記第３象限方向に延出している、ことを特徴とする。
本発明のある形態に係る物理量検出素子は、上記物理量検出素子において、前記第１駆動腕と前記第１検出腕との配置は、それぞれ略平行であり、前記第２駆動腕と前記第２検出腕との配置は、それぞれ略平行であり、前記第３駆動腕と前記第３検出腕との配置は、それぞれ略平行であり、前記第４駆動腕と前記第４検出腕との配置は、それぞれ略平行である、ことを特徴とする。
本発明のある形態に係る物理量検出素子は、基部と、前記基部の重心位置である原点を通るＸ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸と直交するＹ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交するＺ軸と、を有する座標軸を定義し、Ｘ座標とＹ座標とがともに正の値をとる領域を第１象限、Ｘ座標が負でＹ座標が正の値をとる領域を第２象限、Ｘ座標とＹ座標とがともに負の値をとる領域を第３象限、Ｘ座標が正でＹ座標が負の値をとる領域を第４象限、と定義したとき、前記Ｘ軸に沿って、前記基部から互いに反対方向へ突出している一対の第１突出部と、プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第１象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第１駆動腕と、プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第４象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第１駆動腕と逆相で振動する第２駆動腕と、を有する第１駆動振動部と、マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第２象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第３駆動腕と、マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第３象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第３駆動腕と逆相で振動する第４駆動腕と、を有する第２駆動振動部と、前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第１象限方向へ延出している第１検出腕と、前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第４象限方向へ延出している第２検出腕と、を有する第１検出振動部と、前記基部から、プラスＹ軸方向または前記第２象限方向へ延出している第３検出腕と、前記基部から、マイナスＹ軸方向または前記第３象限方向へ延出している第４検出腕と、を有する第２検出振動部と、を備え、前記第１検出腕は、前記基部から、前記第１象限方向に延出し、前記第２検出腕は、前記基部から、前記第４象限方向に延出し、前記第３検出腕は、前記基部から、前記第２象限方向に延出し、前記第４検出腕は、前記基部から、前記第３象限方向に延出しており、前記第１駆動腕と前記第１検出腕との配置は、それぞれ略平行であり、前記第２駆動腕と前記第２検出腕との配置は、それぞれ略平行であり、前記第３駆動腕と前記第３検出腕との配置は、それぞれ略平行であり、前記第４駆動腕と前記第４検出腕との配置は、それぞれ略平行である、ことを特徴とする。
本発明のある形態に係る物理量検出素子は、上記物理量検出素子において、前記第１駆動振動部と前記第２駆動振動部との配置および前記第１検出振動部と前記第２検出振動部との配置は、前記Ｙ軸に対してそれぞれ線対称である、ことを特徴とする。
本発明のある形態に係る物理量検出装置は、上記物理量検出素子と、前記物理量検出素子を制御する制御回路部と、を備えている、ことを特徴とする物理量検出装置。
本発明のある形態に係る電子機器は、上記物理量検出素子を備えている、ことを特徴とする。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る物理量検出素子は、基部と、前記基部の重心位置である原
点を通るＸ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ軸と直交するＹ軸と、前記原点を通り、前記Ｘ
軸および前記Ｙ軸と直交するＺ軸と、を有する座標軸を定義し、Ｘ座標とＹ座標とがとも
に正の値をとる領域を第１象限、Ｘ座標が負でＹ座標が正の値をとる領域を第２象限、Ｘ
座標とＹ座標とがともに負の値をとる領域を第３象限、Ｘ座標が正でＹ座標が負の値をと
る領域を第４象限、と定義したとき、前記Ｘ軸に沿って、前記基部から互いに反対方向へ
突出している一対の第１突出部と、プラスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から
、前記第１象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出している第１駆動腕と、プラスＸ軸
に沿って突出している前記第１突出部から、前記第４象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜め
に延出し、前記第１駆動腕と逆相で振動する第２駆動腕と、を有する第１駆動振動部と、
マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１突出部から、前記第２象限方向かつ前記Ｘ軸
に対して斜めに延出している第３駆動腕と、マイナスＸ軸に沿って突出している前記第１
突出部から、前記第３象限方向かつ前記Ｘ軸に対して斜めに延出し、前記第３駆動腕と逆
相で振動する第４駆動腕と、を有する第２駆動振動部と、前記基部から、プラスＹ軸方向
または前記第１象限方向へ延出している第１検出腕と、前記基部から、マイナスＹ軸方向
または前記第４象限方向へ延出している第２検出腕と、を有する第１検出振動部と、前記
基部から、プラスＹ軸方向または前記第２象限方向へ延出している第３検出腕と、前記基
部から、マイナスＹ軸方向または前記第３象限方向へ延出している第４検出腕と、を有す
る第２検出振動部と、を備えている、ことを特徴とする。
【０００９】
この物理量検出素子によれば、駆動振動をする第１駆動振動部および第２駆動振動部は
、基部から直接延出しておらず、基部に突出して形成されている第１突出部から延出した
構成である。このような第１突出部を駆動振動側に有する物理量検出素子は、第１駆動振
動部および第２駆動振動部の振動が、基部を介して第１検出振動部および第２検出振動部
へ伝わる、いわゆる振動漏れを効果的に抑制することが可能である。また、第１突出部は
、基部から互いに反対方向へ突出しているため、第１駆動振動部および第２駆動振動部の
駆動振動によって、基部に生じる可能性のある振動漏れを打ち消す効果も奏する。さらに
、物理量検出素子は、第１駆動振動部の第１駆動腕と第２駆動腕とが互いに逆相で振動し
、同等に、第２駆動振動部の第３駆動腕と第４駆動腕とが互いに逆相で振動することによ
り、バランスの良好な駆動振動を励振することができ、不要な振動ノイズ等が発生し難い
構成でもある。このように、物理量検出素子は、第１突出部を設けることで、振動漏れの
抑制を十分に図れる構成となっている。なお、この構成の物理量検出素子は、例えば、Ｘ
軸またはＹ軸まわりの角速度等を検出するのに好適である。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に係る物理量検出素子において、前記第１駆動振動部と前記第
２駆動振動部との配置および前記第１検出振動部と前記第２検出振動部との配置は、前記
Ｙ軸に対してそれぞれ線対称である、ことが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、第１駆動振動部と第２駆動振動部とは、互いに均等な振動となるこ
とにより、バランスがとれ安定した駆動振動をすることが可能である。同様に、第１検出
振動部と第２検出振動部とは、対象な腕形状のもとでそれぞれ検出振動を検出することが
でき、検出した物理量の解析がしやすく、且つ安定した検出が可能である。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係る物理量検出素子において、前記第１突出部の幅は、前記
第１突出部から延出している前記第１から第４駆動腕の少なくとも一つの腕幅より大きい
、ことが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、第１突出部は、第１駆動振動部または第２駆動振動部のうちの少な
くともいずれかの腕幅より大きい幅を有していて、これにより、第１駆動振動部または第
２駆動振動部と異なる共振振動形態等となり、基部への振動漏れを、より抑制することが
可能である。物理量検出素子は、第１突出部を有していれば、振動漏れの抑制を図れるが
、第１駆動振動部または第２駆動振動部よりも幅広の第１突出部を有すれば、より一層振
動漏れの抑制を図ることが可能である。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に係る物理量検出素子において、前記第１検出腕は、前記基部
から、前記第１象限方向に延出し、前記第２検出腕は、前記基部から、前記第４象限方向
に延出し、前記第３検出腕は、前記基部から、前記第２象限方向に延出し、前記第４検出
腕は、前記基部から、前記第３象限方向に延出している、ことが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、例えば、第１検出腕は、第１象限方向へ延出していて、その延出し
ている象限方向は第１駆動腕と同じである。ここで、第１駆動腕に、物理量検出素子の回
転等を検出するための振動が生じた場合、第１検出腕には、該振動に呼応して検出振動が
生じることになる。この場合、第１検出腕が、第１駆動腕と同じ第１象限方向へ延出して
いることにより、第１検出腕に、該振動に呼応する検出振動が生じやすくなり、物理量検
出素子の検出精度の向上が図れる。これは、第２駆動腕と第２検出腕、第３駆動腕と第３
検出腕、および第４駆動腕と第４検出腕、とにおいても、同様のことが言える。
【００１６】
［適用例５］上記適用例に係る物理量検出素子において、前記第１駆動腕と前記第１検
出腕との配置は、それぞれ略平行であり、前記第２駆動腕と前記第２検出腕との配置は、
それぞれ略平行であり、前記第３駆動腕と前記第３検出腕との配置は、それぞれ略平行で
あり、前記第４駆動腕と前記第４検出腕との配置は、それぞれ略平行である、ことが好ま
しい。
【００１７】
この構成によれば、駆動振動をしている第１駆動振動部（第１駆動腕および第２駆動腕
）に、例えば、物理量検出素子の回転等を検出するための振動が生じた場合、第１検出振
動部（第１検出腕および第２検出腕）には、該振動に呼応して検出振動が生じることにな
る。ここで、第１検出振動部の各振動腕が、対応する第１駆動振動部の振動腕と略平行で
あることにより、第１検出振動部に、該振動に呼応する検出振動がより生じやすくなり、
物理量検出素子における検出精度のさらなる向上が図れる。これは、第２駆動振動部と第
２検出振動部とにおいても、同様のことが言える。
【００１８】
［適用例６］上記適用例に係る物理量検出素子において、前記基部は、Ｙ軸に沿って互
いに反対方向へ突出している一対の第２突出部を有し、プラスＹ軸に沿って突出している
前記第２突出部から、前記第１検出腕および前記第３検出腕が延出し、マイナスＹ軸に沿
って突出している前記第２突出部から、前記第２検出腕および前記第４検出腕が延出して
いる、ことが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、検出振動をする第１検出腕および第３検出腕を有する第１検出振動
部と、同じく検出振動をする第２検出腕および第４検出腕を有する第２検出振動部とは、
基部からＹ軸に沿って互いに反対方向へ突出して形成されている第２突出部から延出した
構成である。このような第２突出部を検出振動側に有する物理量検出素子は、第１駆動振
動部および第２駆動振動部の振動が、基部を介して第１検出振動部および第２検出振動部
へ伝わる、振動漏れをより効果的に抑制することが可能である。物理量検出素子は、第１
突出部に加え、第２突出部を有することにより、ほぼ完璧に振動漏れの抑制が可能である
。なお、この場合、第２突出部を含めて基部であり、第１検出振動部および第２検出振動
部は、基部から延出していると言える。
【００２０】
［適用例７］上記適用例に係る物理量検出素子は、前記基部からプラスＹ軸に沿って延
出している第５検出腕と、前記基部からマイナスＹ軸に沿って延出している第６検出腕と
、を有する第３検出振動部をさらに有している、ことが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、物理量検出素子は、第１検出振動部および第２検出振動部と同じ原
理で検出振動を検出する第３検出振動部を有し、第３検出振動部は、基部からＹ軸に沿っ
て延出している構成である。このような物理量検出素子は、例えば、Ｘ軸またはＹ軸まわ
りの角速度等を検出することに加え、第３検出振動部によってＺ軸まわりの角速度等も検
出することができ、単体で同時に３軸の角速度等の検出が可能である。
【００２２】
［適用例８］上記適用例に係る物理量検出素子は、プラスＹ軸に沿って突出している前
記第２突出部から、プラスＹ軸に沿って延出している第５検出腕と、マイナスＹ軸に沿っ
て突出している前記第２突出部から、マイナスＹ軸に沿って延出している第６検出腕と、
を有する、第３検出振動部をさらに有している、ことが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、物理量検出素子は、第１検出振動部および第２検出振動部と同じ原
理で検出振動を検出する第３検出振動部を有し、第３検出振動部は、基部からＹ軸に沿っ
て突出して形成されている第２突出部から延出している構成である。このような第２突出
部から延出する第３検出振動部を有する物理量検出素子は、第１駆動振動部および第２駆
動振動部の振動が、基部を介して第３検出振動部へ伝わる振動漏れをより一層抑制するこ
とが可能である。このような物理量検出素子は、例えば、Ｘ軸またはＹ軸まわりの角速度
等を検出することに加え、第３検出振動部によってＺ軸まわりの角速度等も検出すること
ができ、第１検出振動部、第２検出振動部および第３検出振動部への振動漏れを抑制しつ
つ、単体で同時に３軸の角速度等の検出が可能である。
【００２４】
［適用例９］本適用例に係る物理量検出装置は、上記適用例のいずれかに記載の物理量
検出素子と、前記物理量検出素子を制御する制御回路部と、を備えている、ことを特徴と
する。
【００２５】
この物理量検出装置によれば、少なくとも第１突出部を有することにより、振動漏れを
抑制して、例えば角速度等をはじめとした物理量の検出精度を、大きく向上させることが
可能である。
【００２６】
［適用例１０］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の物理量検出素子を備え
ている、ことを特徴とする。
【００２７】
この電子機器によれば、振動漏れを抑制して物理量の検出精度を向上することが可能な
、物理量検出素子を備えていることにより、高精度なセンサー機能を備えることができ、
機器性能の向上を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態１におけるジャイロ素子の構成を示す平面図。
【図２】実施形態２におけるジャイロ素子の構成を示す平面図。
【図３】実施形態３におけるジャイロ素子の構成を示す平面図。
【図４】実施形態４におけるジャイロ素子の構成を示す平面図。
【図５】（ａ）ジャイロ素子におけるＸ軸まわりの角速度の検出を示す平面図、（ｂ）ジャイロ素子におけるＹ軸まわりの角速度の検出を示す平面図、（ｃ）ジャイロ素子におけるＺ軸まわりの角速度の検出を示す平面図。
【図６】（ａ）ジャイロ素子を備えたジャイロ装置を示す平面図、（ｂ）ジャイロ素子を備えたジャイロ装置を示す断面図。
【図７】（ａ）ジャイロ素子を備えたデジタルビデオカメラを示す斜視図、（ｂ）ジャイロ素子を備えた携帯電話を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明の物理量検出素子における、好適な一例について、添付図面を参照して
説明する。ここでは、振動特性の良好な圧電性材である水晶を素材とする、ジャイロ素子
（物理量検出素子）について述べる。
【００３０】
最初に、ジャイロ素子の素材である水晶について説明する。物理量検出素子としてのジ
ャイロ素子は、六角柱をなす水晶柱から切り出される。この水晶柱は、柱の長手方向に光
軸であるｚ軸と、ｚ軸に垂直な電気軸であるｘ軸および機械軸であるｙ軸とを有していて
、いわゆる六方晶の性質を有している。このような水晶柱において、ジャイロ素子は、ｘ
−ｙ平面を、ｘ軸とｙ軸との交点（座標原点）からみてｘ軸まわりに角度５度傾けた平面
に沿う、水晶ｚ板から切り出されたものである。即ち、水晶柱から切り出されたジャイロ
素子の座標軸は、ｘ（請求項におけるＸ軸），ｙ’（請求項におけるＹ軸），ｚ’（請求
項におけるＺ軸）となる。以下では、ジャイロ素子の形状に係る各実施形態について、ま
ず説明し、その後、図５を参照して、ジャイロ素子の物理量検出の動作原理を説明する。
（実施形態１）
【００３１】
図１は、実施形態１におけるジャイロ素子の構成を示す平面図である。図１に示すよう
に、ジャイロ素子（物理量検出素子）１は、基部２の重心（この場合基部２の中央位置）
を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標において、Ｘ−Ｙ平面に沿って腕等が延出する形態をなして
いる。なお、このＸ，Ｙ，Ｚ座標は、原点を通るＸ軸と、原点を通りＸ軸と直交するＹ軸
と、原点を通りＸ軸およびＹ軸と直交するＺ軸と、を有する座標軸である。また、この座
標軸において、Ｘ座標とＹ座標とがともに正の値をとる領域を第１象限、Ｘ座標が負でＹ
座標が正の値をとる領域を第２象限、Ｘ座標とＹ座標とがともに負の値をとる領域を第３
象限、Ｘ座標が正でＹ座標が負の値をとる領域を第４象限、と定義する。そして、ここで
いうＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸は、請求項におけるＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に該当する。また、請求項に
おけるプラスＸ軸、プラスＹ軸、プラスＺ軸は、Ｘ（＋）、Ｙ（＋）、Ｚ（＋）で表し、
マイナスＸ軸、マイナスＹ軸、マイナスＺ軸は、Ｘ（−）、Ｙ（−）、Ｚ（−）で表す。
【００３２】
ジャイロ素子１は、Ｙ軸方向を長辺とする四角形状の基部２と、基部２の長辺中央から
Ｘ（＋）軸方向へ突出した第１突出部３ａと、第１突出部３ａの先端から、この場合Ｘ軸
に対して３０度の角度で、第１象限の方向へ延出した第１駆動腕１１ａと、第１突出部３
ａの先端から、Ｘ軸に対して３０度の角度で、第４象限の方向へ延出した第２駆動腕１１
ｂと、を有している。これら第１駆動腕１１ａおよび第２駆動腕１１ｂは、第１駆動振動
部１１として機能する。また、ジャイロ素子１は、基部２の長辺中央からＸ（−）軸方向
へ突出した第１突出部３ｂと、第１突出部３ｂの先端から、Ｘ軸に対して３０度の角度で
、第２象限の方向へ延出した第３駆動腕１２ａと、第１突出部３ｂの先端から、Ｘ軸に対
して３０度の角度で、第３象限の方向へ延出した第４駆動腕１２ｂと、を有している。こ
れら第３駆動腕１２ａおよび第４駆動腕１２ｂは、第２駆動振動部１２として機能する。
なお、第１駆動腕１１ａ乃至第４駆動腕１１ｄは、必ずしも第１突出部３ａ，３ｂの先端
から延出している必要はなく、第１突出部３ａ，３ｂの途中からそれぞれ延出している構
成であっても良い。
【００３３】
そして、Ｘ−Ｙ平面視において、第１突出部３（３ａ，３ｂ）の幅ｓと、第１駆動腕１
１ａ、第２駆動腕１１ｂ、第３駆動腕１２ａおよび第４駆動腕１２ｂの各腕幅ｔとは、（
ｓ＞ｔ）の関係となっている。
【００３４】
さらに、ジャイロ素子１は、基部２における第１象限の角部（基部２のＸ（＋）軸側）
から、第１駆動腕１１ａと平行に延出する第１検出腕１３ａと、基部２における第４象限
の角部から、第２駆動腕１１ｂと平行に延出する第２検出腕１３ｂと、基部２における第
２象限の角部（基部２のＸ（−）軸側）から、第３駆動腕１２ａと平行に延出する第３検
出腕１４ａと、基部２における第３象限の角部から、第４駆動腕１２ｂと平行に延出する
第４検出腕１４ｂと、を有している。これら第１検出腕１３ａ、第２検出腕１３ｂ、第３
検出腕１４ａおよび第４検出腕１４ｂは、腕幅ｔで形成されている。また、これら第１検
出腕１３ａおよび第２検出腕１３ｂは、第１検出振動部１３として機能し、第３検出腕１
４ａおよび第４検出腕１４ｂは、第２検出振動部１４として機能する。
【００３５】
そして、ジャイロ素子１では、第１駆動振動部１１と第２駆動振動部１２とが、この場
合Ｙ軸を中心にして線対称に配置されており、同様に、第１検出振動部１３と第２検出振
動部１４とが、Ｙ軸を中心にして線対称に配置されている、といえる。
【００３６】
ここで、第１突出部３ａから突出した第１駆動振動部１１および第１突出部３ｂから突
出した第２駆動振動部１２は、それぞれの腕の断面が矩形状であって、対をなす面にそれ
ぞれ設けられた励振電極（不図示）を有している。この励振電極は、電圧が印加されると
、第１駆動腕１１ａ、第２駆動腕１１ｂ、第３駆動腕１２ａおよび第４駆動腕１２ｂを屈
曲させることにより、各腕を振動させる。この場合、第１駆動腕１１ａと第２駆動腕１１
ｂとは、逆相で振動する構成になっていて、第１駆動腕１１ａがＸ軸側へ屈曲すると、第
２駆動腕１１ｂもＸ軸側へ屈曲し、第１駆動腕１１ａがＸ軸から離反する側へ屈曲すると
、第２駆動腕１１ｂもＸ軸側から離反する側へ屈曲する。同様に、第３駆動腕１２ａと第
４駆動腕１２ｂとは、逆相で振動する構成になっていて、第３駆動腕１２ａがＸ軸側へ屈
曲すると、第４駆動腕１２ｂもＸ軸側へ屈曲し、第３駆動腕１２ａがＸ軸から離反する側
へ屈曲すると、第４駆動腕１２ｂもＸ軸側から離反する側へ屈曲する。さらに、第１駆動
腕１１ａと第３駆動腕１２ａとが同相で振動し、第２駆動腕１１ｂと第４駆動腕１２ｂと
が同相で振動するようになっている。
【００３７】
また、第１検出振動部１３および第２検出振動部１４は、それぞれの腕の断面が矩形状
であって、対をなす面にそれぞれ設けられた検出電極（不図示）を有している。この検出
電極は、ジャイロ素子１にＸ軸またはＹ軸まわりに角速度等が印加された際に、第１検出
振動部１３および第２検出振動部１４の各腕が屈曲することによって生じた電圧を電気信
号として取り出すための電極である。即ち、第１検出振動部１３および第２検出振動部１
４は、ジャイロ素子１に印加された角速度等を検出し、電気信号として出力する作用を担
っている。これについては、図５を参照して後述する。
【００３８】
以上説明した実施形態１におけるジャイロ素子１の主要な効果としては、第１突出部３
ａ，３ｂを有することにより、第１駆動振動部１１および第２駆動振動部１２の振動が基
部２を介して第１検出振動部１３および第２検出振動部１４へ伝わる、振動漏れを効果的
に抑制できる、ことが挙げられる。また、第１突出部３ａ，３ｂを振動振幅の大きい第１
駆動振動部１１および第２駆動振動部１２側に設けているため、振動漏れ抑制効果が大き
い。さらに、ジャイロ素子１は、第１突出部３ａ，３ｂが基部２から互いに反対方向へ突
出していること、と、第１駆動腕１１ａと第２駆動腕１１ｂとが互いに逆相で振動し、同
様に、第３駆動腕１２ａと第４駆動腕１２ｂとが互いに逆相で振動すること、とにより、
バランスの良好な駆動振動を励振することができる。このようなジャイロ素子１は、Ｘ軸
またはＹ軸まわりの角速度等を検出するのに好適な素子である。
（実施形態２）
【００３９】
次に、ジャイロ素子の他の形態について説明する。図２は、実施形態２におけるジャイ
ロ素子の構成を示す平面図である。実施形態２におけるジャイロ素子２０は、第１検出振
動部１３と第２検出振動部１４との延出位置が、実施形態１におけるジャイロ素子１とは
異なっている。一方、ジャイロ素子２０の機能は、ジャイロ素子１とほぼ同様であり、従
って、異なっている部分以外は、同符号を付与し、説明を省略する。
【００４０】
図２に示すように、ジャイロ素子２０は、実施形態１におけるジャイロ素子１と同様な
基部２、第１突出部３（３ａ，３ｂ）、第１駆動振動部１１および第２駆動振動部１２を
有している。そして、ジャイロ素子２０は、基部２の短辺中央からＹ（＋）軸方向へ突出
した第２突出部４ａを有し、第２突出部４ａの先端から、第１駆動腕１１ａと平行に延出
する第１検出腕１３ａと、第２突出部４ａの先端から、第３駆動腕１２ａと平行に延出す
る第３検出腕１４ａと、を有している。さらに、ジャイロ素子２０は、基部２の短辺中央
からＹ（−）軸方向へ突出した第２突出部４ｂを有し、第２突出部４ｂの先端から、第２
駆動腕１１ｂと平行に延出する第２検出腕１３ｂと、第２突出部４ｂの先端から、第４駆
動腕１２ｂと平行に延出する第４検出腕１４ｂと、を有している。これら第１検出腕１３
ａおよび第２検出腕１３ｂは、第１検出振動部１３として機能し、第３検出腕１４ａおよ
び第４検出腕１４ｂは、第２検出振動部１４として機能する。なお、第１検出腕１３ａ乃
至第４検出腕１３ｄは、必ずしも第２突出部４ａ，４ｂａの先端から延出している必要は
なく、第２突出部４ａ，４ｂの途中からそれぞれ延出している構成であっても良い。
【００４１】
そして、Ｘ−Ｙ平面視において、第２突出部４（４ａ，４ｂ）は、幅ｓを有し、第１検
出腕１３ａ、第２検出腕１３ｂ、第３検出腕１４ａおよび第４検出腕１４ｂの各腕幅ｔと
は、（ｓ＞ｔ）の関係となっている。このジャイロ素子２０の動作原理については、図５
を参照して後述する。
【００４２】
以上のような構成のジャイロ素子２０の主要な効果としては、第１検出振動部１３と第
２検出振動部１４とが基部２から突出して形成されている第２突出部４（４ａ，４ｂ）の
いずれかから延出した構成であるため、第１駆動振動部１１および第２駆動振動部１２の
振動が、基部２を介して第１検出振動部１３および第２検出振動部１４へ伝わる振動漏れ
を、ジャイロ素子１の場合よりもさらに抑制できる、ことが挙げられる。なお、この場合
、第２突出部４を含めて基部２であって、第１検出振動部１３および第２検出振動部１４
は、基部から延出していると言うことができる。
（実施形態３）
【００４３】
次に、ジャイロ素子の他の形態について説明する。図３は、実施形態３におけるジャイ
ロ素子の構成を示す平面図である。実施形態３におけるジャイロ素子３０は、実施形態１
におけるジャイロ素子１に、第３検出振動部１５が追加された形態である。従って、第３
検出振動部１５以外は、同符号を付与し、説明を省略する。
【００４４】
図３に示すように、ジャイロ素子３０は、実施形態１におけるジャイロ素子１の構成に
加え、基部２の短辺中央からＹ（＋）軸方向へ突出した第５検出腕１５ａと、基部２の短
辺中央からＹ（−）軸方向へ突出した第６検出腕１５ｂと、を有している。第５検出腕１
５ａと第６検出腕１５ｂとは、腕幅ｔを有し第３検出振動部１５として機能する。
【００４５】
第３検出振動部１５は、それぞれの腕の断面が矩形状であって、対をなす面にそれぞれ
設けられた検出電極（不図示）を有している。この検出電極は、ジャイロ素子１にＺ軸ま
わりに角速度等が印加された際に、第５検出腕１５ａおよび第６検出腕１５ｂの各腕が屈
曲することによって生じた電圧を電気信号として取り出すための電極である。即ち、第３
検出振動部１５は、ジャイロ素子３０に印加された角速度等を検出し、電気信号として出
力する作用を担っている。これについては、図５を参照して後述する。
【００４６】
以上のような構成のジャイロ素子３０の主要な効果としては、Ｘ軸またはＹ軸まわりの
角速度等を検出することに加え、Ｚ軸まわりの角速度等も検出することができ、単体で同
時に３軸の角速度等の検出ができる、ことが挙げられる。
（実施形態４）
【００４７】
次に、ジャイロ素子の他の形態について説明する。図４は、実施形態４におけるジャイ
ロ素子の構成を示す平面図である。実施形態４におけるジャイロ素子４０は、第１突出部
３および第２突出部４を有する、実施形態２におけるジャイロ素子２０に、第３検出振動
部１５が追加された形態である。この第３検出振動部１５は、実施形態３における場合と
同様に、腕幅ｔ（図３）の形状および検出機能を有している。
【００４８】
図４に示すように、ジャイロ素子４０は、実施形態２におけるジャイロ素子２０の構成
に加え、第２突出部４ａからＹ（＋）軸方向へ突出した第５検出腕１５ａと、第２突出部
４ｂからＹ（−）軸方向へ突出した第６検出腕１５ｂと、を有している。第５検出腕１５
ａと第６検出腕１５ｂとは、第３検出振動部１５として機能する。第３検出振動部１５は
、実施形態３のジャイロ素子３０における第３検出振動部１５と同様の機能を有し、Ｚ軸
まわりの角速度等を検出する。これについては、図５を参照して後述する。
【００４９】
以上のような構成のジャイロ素子４０の主要な効果としては、Ｘ軸またはＹ軸まわりの
角速度等を検出することに加え、Ｚ軸まわりの角速度等も検出することができ、さらに、
第１検出振動部１３および第２検出振動部１４への振動漏れを抑制することに加え、第３
検出振動部１５への振動漏れをも抑制しつつ、単体で同時に３軸の角速度等の検出ができ
る、ことが挙げられる。
【００５０】
次に、実施形態１〜４におけるジャイロ素子１，２０，３０，４０の動作原理について
説明する。ここでの動作原理の説明は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に係る角速度（物理量）を検出
できる、ジャイロ素子４０の場合を代表例にして行なう。図５（ａ）は、ジャイロ素子に
おけるＸ軸まわりの角速度の検出を示す平面図、図５（ｂ）は、ジャイロ素子におけるＹ
軸まわりの角速度の検出を示す平面図、図５（ｃ）は、ジャイロ素子におけるＺ軸まわり
の角速度の検出を示す平面図である。
【００５１】
まず、図５（ａ）を参照して、Ｘ軸まわりの角速度の検出について説明する。ジャイロ
素子４０の第１駆動振動部１１および第２駆動振動部１２は、既述したように、互いに逆
相で振動（駆動振動）をしている。この状態で、ジャイロ素子４０をＸ軸のまわりに回転
させると、第１駆動腕１１ａおよび第３駆動腕１２ａには、Ｚ軸方向のコリオリ力が働き
、Ｚ軸方向の検出振動が発生する。同様に、第２駆動腕１１ｂおよび第４駆動腕１２ｂに
は、第１駆動腕１１ａおよび第３駆動腕１２ａと反対方向のＺ軸方向にコリオリ力が働き
、Ｚ軸方向の検出振動が発生する。そして、第１検出腕１３ａは、第１駆動腕１１ａの検
出振動に呼応して、第１駆動腕１１ａと同じようにＺ軸方向に検出振動をし、第３検出腕
１４ａは、第３駆動腕１２ａの検出振動に呼応して、第３駆動腕１２ａと同じようにＺ軸
方向に検出振動をする。また、第２検出腕１３ｂは、第２駆動腕１１ｂの検出振動に呼応
して、第１検出腕１３ａと反対方向のＺ軸方向に検出振動をし、第４検出腕１４ｂは、第
４駆動腕１２ｂの検出振動に呼応して、第３検出腕１４ａと反対方向のＺ軸方向に検出振
動をする。即ち、第１検出腕１３ａおよび第３検出腕１４ａと、第２検出腕１３ｂおよび
第４検出腕１４ｂとは、互いに異なる位相で検出振動をすることになる。ジャイロ素子４
０では、これら第１検出腕１３ａ、第２検出腕１３ｂ、第３検出腕１４ａおよび第４検出
腕１４ｂの検出振動により発生する、電気信号を検出することにより、コリオリ力の大き
さを知得でき、ジャイロ素子４０に加えられたＸ軸まわりの角速度の大きさを認識するこ
とができる。
【００５２】
次に、図５（ｂ）を参照して、Ｙ軸まわりの角速度の検出について説明する。ジャイロ
素子４０の第１駆動振動部１１および第２駆動振動部１２は、既述したように、互いに逆
相で振動をしている。この状態で、ジャイロ素子４０をＹ軸のまわりに回転させると、第
１駆動腕１１ａおよび第２駆動腕１１ｂには、Ｚ軸方向のコリオリ力が働き、Ｚ軸方向の
検出振動が発生する。同様に、第３駆動腕１２ａおよび第４駆動腕１２ｂには、第１駆動
腕１１ａおよび第２駆動腕１１ｂと反対方向のＺ軸方向にコリオリ力が働き、Ｚ軸方向の
検出振動が発生する。そして、第１検出腕１３ａは、第１駆動腕１１ａの検出振動に呼応
して、第１駆動腕１１ａと同じようにＺ軸方向に検出振動をし、第２検出腕１３ｂは、第
２駆動腕１１ｂの検出振動に呼応して、第２駆動腕１１ｂと同じようにＺ軸方向に検出振
動をする。また、第３検出腕１４ａは、第３駆動腕１２ａの検出振動に呼応して、第１検
出腕１３ａと反対方向のＺ軸方向に検出振動をし、第４検出腕１４ｂは、第４駆動腕１２
ｂの検出振動に呼応して、第２検出腕１３ｂと反対方向のＺ軸方向に検出振動をする。即
ち、第１検出腕１３ａおよび第２検出腕１３ｂと、第３検出腕１４ａおよび第４検出腕１
４ｂとは、互いに異なる位相で検出振動をすることになる。ジャイロ素子４０では、これ
ら第１検出腕１３ａ、第２検出腕１３ｂ、第３検出腕１４ａおよび第４検出腕１４ｂの検
出振動により発生する、電気信号を検出することにより、コリオリ力の大きさを知得でき
、ジャイロ素子４０に加えられたＹ軸まわりの角速度の大きさを認識することができる。
【００５３】
次に、図５（ｃ）を参照して、Ｚ軸まわりの角速度の検出について説明する。ジャイロ
素子４０の第１駆動振動部１１および第２駆動振動部１２は、既述したように、互いに逆
相で振動をしている。この状態で、ジャイロ素子４０をＺ軸のまわりに回転させると、第
１駆動腕１１ａおよび第２駆動腕１１ｂには、Ｙ軸方向のコリオリ力が働き、Ｙ軸方向の
検出振動が発生する。同様に、第３駆動腕１２ａおよび第４駆動腕１２ｂには、第１駆動
腕１１ａおよび第２駆動腕１１ｂと反対方向のコリオリ力が働き、Ｙ軸方向の検出振動が
発生する。そして、第５検出腕１５ａと第６検出腕１５ｂとは、第１駆動腕１１ａ、第２
駆動腕１１ｂ、第３駆動腕１２ａおよび第４駆動腕１２ｂの検出振動に呼応して、互いに
異なる方向のＸ軸方向に検出振動をする。ジャイロ素子４０では、これら第５検出腕１５
ａおよび第６検出腕１５ｂの検出振動により発生する、電気信号を検出することにより、
コリオリ力の大きさを知得でき、ジャイロ素子４０に加えられたＺ軸まわりの角速度の大
きさを認識することができる。
【００５４】
以上、ジャイロ素子４０を例にして動作原理を説明したが、ジャイロ素子１，２０，３
０においても、同様な動作原理で角速度の検出が可能である。
【００５５】
次に、ジャイロ素子１，２０，３０，４０のいずれかを用いて、角速度を検出するジャ
イロ装置（物理量検出装置）の構成について説明する。図６（ａ）は、ジャイロ素子を備
えたジャイロ装置を示す平面図である。また、図６（ｂ）は、ジャイロ素子を備えたジャ
イロ装置を示す断面図であり、図６（ａ）におけるＥ−Ｅ断面を示している。この場合、
図６では、ジャイロ素子１を備えた場合のジャイロ装置５を示していて、図６（ａ）では
、説明のために蓋体５２を省略して示している。
【００５６】
図６に示すように、ジャイロ装置５は、ジャイロ素子１と、ジャイロ素子１をリード６
０（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ）を介して支持する支持基板５８
と、支持基板５８を固定する固定基板である収容体５１を有するセラミックパッケージ５
０と、ＩＣ（Integrated  Circuit）チップ（制御回路部）７０と、収容体５１内を気密
に封止するための蓋体５２とを備えている。セラミックパッケージ５０に収容されている
ＩＣチップ７０は、セラミックパッケージ５０のボンディングパッド５７に金線などの金
属ワイヤ７１によって接続されている。このＩＣチップ７０には、ジャイロ素子１を励振
させる発振回路、角速度等を検出する検出回路等が含まれている。
【００５７】
また、セラミックパッケージ５０における収容体５１には棚部５４が形成され、その面
に接続端子５５が形成されている。棚部５４には、支持基板５８が接着固定されていて、
この接着固定には導電性接着剤５９が用いられている。そして、セラミックパッケージ５
０の外周部には外部接続端子５６が形成され、外部接続端子５６と接続端子５５およびボ
ンディングパッド５７の一部とが導通する構成となっている。また、支持基板５８にはリ
ード６０（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ）が設けられ、リード６０
ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの先端は、ジャイロ素子１の基部２に形成された、検出電極
パッド６１の対応するパッドにそれぞれ接合され、リード６０ｅ，６０ｆの先端は、ジャ
イロ素子１の基部２に形成された駆動電極パッド６２の、対応するパッドにそれぞれ接合
されている。これらリード６０により、ジャイロ素子１は他部品と接触しないように空中
に支持されている。なお、検出電極パッド６１は、検出振動の検出のためのものであり、
駆動電極パッド６２は、駆動振動を励振させるためのものである。このような構成のセラ
ミックパッケージ５０は、収容体５１にシームリング５３が固着され、シームリング５３
に蓋体５２をシーム溶接することで、セラミックパッケージ５０内が減圧された状態で封
止されている。なお、セラミックパッケージ５０内は、減圧状態ではなく、窒素、ヘリウ
ム、アルゴンなどの不活性ガスが封入された状態でも良い。
【００５８】
ここで、支持基板５８は、ＴＡＢ（Tape  Automated  Bonding）実装用の基板を用いて
いて、ポリイミドフィルム等の基材に銅箔等の金属箔により形成された導体パターンを有
している。支持基板５８の中央部は、開口となっていて、この開口には導体パターンであ
るリード６０が延出している。リード６０の検出電極パッド６１または駆動電極パッド６
２と反対側の先端は、セラミックパッケージ５０の接続端子５５と接続されている。この
ジャイロ装置５は、例えば、以下に説明する電子機器等に搭載されて、優れたジャイロ機
能を発揮する。なお、ジャイロ装置としては、ジャイロ素子１を備えた構成の他、ジャイ
ロ素子２０，３０，４０のいずれかを備えたものも、ジャイロ装置５とほぼ同様に優れた
ジャイロ機能を発揮する。
【００５９】
次に、ジャイロ素子１，２０，３０，４０のいずれかを用いた構成の電子機器について
説明する。図７（ａ）は、ジャイロ素子を備えたデジタルビデオカメラを示す斜視図であ
る。図７（ａ）に示すように、デジタルビデオカメラ１００は、受像部１０１と、操作部
１０２と、音声入力部１０３と、表示ユニット１０４と、を備えている。このデジタルビ
デオカメラ１００は、ジャイロ素子４０を備えており、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸まわ
りの角速度を検出して、手ぶれ補正機能を発揮することができ、鮮明な映像を記録するこ
とができる。この場合、ジャイロ素子４０は、ジャイロ装置５の形態であることが好まし
い。同様に、デジタルビデオカメラ１００がジャイロ素子３０を備えている場合も、Ｘ軸
、Ｙ軸およびＺ軸の３軸まわりの角速度を検出して、手ぶれ補正機能を発揮することがで
きる。また、デジタルビデオカメラ１００に、例えば、ジャイロ素子１０，２０のいずれ
かを備えることも可能であり、この場合、デジタルビデオカメラ１００は、Ｘ軸およびＹ
軸の２軸まわりの角速度を検出する補正機能を有することになる。
【００６０】
また、図７（ｂ）は、ジャイロ素子を備えた携帯電話を示す斜視図である。図７（ｂ）
に示すように、携帯電話機２００は、複数の操作ボタン２０１と、表示ユニット２０２と
、カメラ機構２０３と、シャッターボタン２０４と、を備えている。この携帯電話機２０
０は、ジャイロ素子４０を備えており、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸まわりの角速度を検
出して、カメラ機構２０３が手ぶれ補正機能を発揮することができ、鮮明な映像を記録す
ることができる。この場合、ジャイロ素子４０は、ジャイロ装置５の形態であることが好
ましい。同様に、携帯電話機２００がジャイロ素子３０を備えている場合も、Ｘ軸、Ｙ軸
およびＺ軸の３軸まわりの角速度を検出して、手ぶれ補正機能を発揮することができる。
なお、携帯電話機２００としては、ジャイロ素子３０，４０のいずれかを備えた構成の他
、ジャイロ素子１０，２０のいずれかを備えたものも、Ｘ軸およびＹ軸の２軸まわりの角
速度を検出する補正機能を発揮することができる。
【００６１】
なお、電子機器としては、図７に示すデジタルビデオカメラ１００や携帯電話機２００
に限定されず、デジタルスチールカメラ、ナビゲーション装置、車体姿勢検出装置、ゲー
ムコントローラー、ヘッドマウンテンディスプレイ、ポインティングデバイス、掃除ロボ
ット等が挙げられる。
【００６２】
また、ジャイロ素子は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、次に挙げる変形
例のような形態であっても、実施形態と同様な効果が得られる。
【００６３】
（変形例１）ジャイロ素子１において、第１駆動振動部１１、第２駆動振動部１２、第
１検出振動部１３、第２検出振動部１４の各腕は、基部２から離反する方向へ延出してい
る構成であるが、この構成に限定されるものではない。例えば、基部２の形状や第１突出
部３の突出長さ等を変えて、該腕が基部２に向かって延出している構成であっても良い。
これによれば、ジャイロ素子の小型化等が図れる。
【００６４】
（変形例２）ジャイロ素子１において、第１駆動振動部１１、第２駆動振動部１２、第
１検出振動部１３、第２検出振動部１４の各腕は、Ｘ軸に対して３０度の角度をなして延
出しているが、３０度の角度に限定されることなく、他の角度であっても良い。なお、他
の角度の場合であっても、対応する駆動腕と検出腕とは、平行であることが好ましい。
【００６５】
（変形例３）ジャイロ素子１において、第１検出振動部１３、第２検出振動部１４の各
腕は、基部２から第１象限乃至第４象限のいずれかの方向へ斜めに延出しているが、基部
２からＹ軸に沿って延出する構成であっても良い。
【００６６】
（変形例４）ジャイロ素子１において、第１駆動振動部１１、第２駆動振動部１２、第
１検出振動部１３、第２検出振動部１４の各腕は、それぞれの先端部に、各腕より幅広の
ハンマーヘッドを設けた構成であっても良い。ハンマーヘッドを設けることにより、各腕
は、より安定した振動をすることができる。なお、この場合、ハンマーヘッドは、腕の構
成要素には含まれない。
【００６７】
（変形例５）ジャイロ素子１，２０，３０，４０は、圧電性材である水晶から形成され
ているが、水晶に限定されることなく、水晶以外のニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、
チタン酸ジルコン鉛（ＰＺＴ）等を用いても良い。更に、ジャイロ素子１，２０，３０，
４０は、圧電性材に限定されるものではなく、シリコンやゲルマニウムなどの非圧電性材
料であっても良く、この場合、励振電極には圧電性材を組み合わせて振動可能な構成にし
ておく。これにより、ジャイロ素子１，２０，３０，４０において、要求特性や用途等に
応じて、適切な材料を選ぶことができ選択肢が拡大する。
【符号の説明】
【００６８】
１…物理量検出素子としてのジャイロ素子、２…基部、３…第１突出部、４…第２突出
部、５…物理量検出装置としてのジャイロ装置、１１…第１駆動振動部、１１ａ…第１駆
動腕、１１ｂ…第２駆動腕、１２…第２駆動振動部、１２ａ…第３駆動腕、１２ｂ…第４
駆動腕、１３…第１検出振動部、１３ａ…第１検出腕、１３ｂ…第２検出腕、１４…第２
検出振動部、１４ａ…第３検出腕、１４ｂ…第４検出腕、１５…第３検出振動部、１５ａ
…第５検出腕、１５ｂ…第６検出腕、２０…物理量検出素子としてのジャイロ素子、３０
…物理量検出素子としてのジャイロ素子、４０…物理量検出素子としてのジャイロ素子、
５０…セラミックパッケージ、７０…制御回路部としてのＩＣチップ、１００…電子機器
としてのデジタルビデオカメラ、２００…電子機器としての携帯電話。
【図１】
0005682495.tif 000002
【図２】
0005682495.tif 000003
【図３】
0005682495.tif 000004
【図４】
0005682495.tif 000005
【図５】
0005682495.tif 000006
【図６】
0005682495.tif 000007
【図７】
0005682495.tif 000008