(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、
この固定部に一端が接続されるとともに上面に配線パターンを設けた一対の連接梁と、
一端が前記一対の各々の連接梁の他端に接続されるとともに前記連接梁の配線パターンと電気的に接続された少なくとも１つの検出電極を設けさらに各々の連接梁の他端から互いに反対方向に延出された少なくとも４つの検出電極振動体と、
一端が前記検出電極振動体の他端に接続されるとともに上面に少なくとも１つの駆動電極を設けた少なくとも４つの駆動電極振動体と、
この４つの駆動電極振動体の他端から各々の駆動電極振動体と略平行に延出された錘部とを備え、
前記錘部に凹部を設けた角速度センサ素子。
【請求項２】
前記一対の連接梁を、第１の連接梁と第２の連接梁とで構成し、
前記４つの検出電極振動体を、
前記第１の連接梁の前記他端側から第１の向きに延出された第１の検出電極振動体と、
前記第１の連接梁の前記他端側から前記第１の向きと略反対の第２の向きに延出された第２の検出電極振動体と、
前記第２の連接梁の前記他端側から前記第１の向きと略同じ第３の向きに延出された第３の検出電極振動体と、
前記第２の連接梁の前記他端側から前記第３の向きと略反対の第４の向きに延出された第４の検出電極振動体とで構成し、
前記４つの駆動電極振動体を、
一端が前記第１の検出電極振動体と接続された第１の駆動電極振動体と、
一端が前記第２の検出電極振動体と接続された第２の駆動電極振動体と、
一端が前記第３の検出電極振動体と接続された第３の駆動電極振動体と、
一端が前記第４の検出電極振動体と接続された第４の駆動電極振動体とで構成するとともに、
前記第１の駆動電極振動体の前記他端から該第１の駆動電極振動体と略平行に延出された錘部を第１の錘部とし、
前記第２の駆動電極振動体の前記他端から該第２の駆動電極振動体と略平行に延出された錘部を第２の錘部とし、
前記第３の駆動電極振動体の前記他端から該第３の駆動電極振動体と略平行に延出された錘部を第３の錘部とし、
前記第４の駆動電極振動体の前記他端から該第４の駆動電極振動体と略平行に延出された錘部を第４の錘部とするとき、
前記第１の錘部および前記第４の錘部に、前記凹部が設けられた請求項１記載の角速度センサ素子。
【請求項３】
前記第１の錘部および前記第４の錘部に、各々少なくとも２つの凹部が設けられた請求項２記載の角速度センサ素子。
【請求項４】
前記第１の錘部および前記第４の錘部の長手方向に略平行な一対の端面の各々から、前記第１の錘部および前記第４の錘部の短手方向の幅寸法の略１／４の位置に、前記長手方向と略平行に延びる凹部が設けられた請求項２記載の角速度センサ素子。
【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使用される角速度センサ素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の角速度センサ素子は図１０に示すような構成となっていた。
【０００３】
図１０は従来の角速度センサ素子の斜視図である。
【０００４】
図１０において、１は直方体形状の固定部である。２は圧電単結晶からなる第１の検出電極振動体で、この第１の検出電極振動体２は、前記固定部１に一端が接続されるとともに、上面に検出電極（図示せず）を設けている。３は圧電単結晶からなる第２の検出電極振動体で、この第２の検出電極振動体３は固定部１に一端が接続されるとともに、前記第１の検出電極振動体２と反対側に延出され、さらに上面に検出電極（図示せず）を設けている。４は第１の屈曲部で、この第１の屈曲部４は前記第１の検出電極振動体２から垂直左方向に延出されている。５は第１の連接梁で、この第１の連接梁５は、一端を前記第１の屈曲部４と接続されるとともに、Ｘ軸方向に垂直に折り曲げられている。６は圧電単結晶からなる第１の駆動電極振動体で、この第１の駆動電極振動体６は一端を第１の連接梁５と接続されるとともに上面に駆動電極（図示せず）を設けている。７は第２の屈曲部で、この第２の屈曲部７は前記第１の検出電極振動体２から垂直右方向に延出されている。８は第２の連接梁で、この第２の連接梁８は、一端を前記第２の屈曲部７と接続されるとともに、Ｘ軸方向に垂直に折り曲げられている。９は圧電単結晶からなる第２の駆動電極振動体で、この第２の駆動電極振動体９は一端を前記第２の連接梁８と接続されるとともに、上面に駆動電極（図示せず）を設けている。１０は第３の屈曲部で、この第３の屈曲部１０は前記第２の検出電極振動体３から垂直左方向に延出されている。１１は第３の連接梁で、この第３の連接梁１１は一端を前記第３の屈曲部１０と接続されるとともに、Ｘ軸方向に垂直に折り曲げられており、さらに、この第３の連接梁１１の他端を前記第１の駆動電極振動体６の他端と接続している。１４は第４の屈曲部で、この第４の屈曲部１４は前記第２の検出電極振動体３から垂直右方向に延出されている。１５は第４の連接梁で、この第４の連接梁１５は一端を前記第４の屈曲部１４と接続されるとともに、Ｘ軸方向に垂直に折り曲げられており、さらに、この第４の連接梁１５の他端を前記第２の駆動電極振動体９の他端と接続している。
【０００５】
以上のように構成された従来の角速度センサ素子について、次にその動作を説明する。
【０００６】
第１の駆動電極振動体６および第２の駆動電極振動体９のそれぞれの駆動電極（図示せず）に交流電圧を印加することにより、駆動方向に速度Ｖで駆動振動する。そして、この第１の駆動電極振動体６および第２の駆動電極振動体９が駆動振動している状態において、角速度センサ素子を設けた平面と垂直な方向であるＺ軸を中心軸として角速度ωで回転すると、第１の駆動電極振動体６および第２の駆動電極振動体９にＦ＝２ｍｖ×ωのコリオリ力が発生する。そして、このコリオリ力を第１の連接梁５、第２の連接梁８、第１の屈曲部４および第２の屈曲部７を介して第１の検出電極振動体２に伝えるとともに、第３の連接梁１１、第４の連接梁１５、第３の屈曲部１０および第４の屈曲部１４を介して第２の検出電極振動体３に伝えることにより、第１の検出電極振動体２および第２の検出電極振動体３の上面に設けた検出電極（図示せず）から角速度に応じた出力信号を出力するものであった。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、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】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２８１３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の構成においては、角速度センサ素子の加工形状のばらつきに伴い、第１の駆動電極振動体６および第２の駆動電極振動体の重量バランスが崩れると、角速度が負荷されていない状態においても、あたかも角速度が
働いているが如く、出力信号が出力されてしまうという課題を有していた。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、角速度センサ素子の重量バランスの崩れているということのない出力精度の向上した角速度センサ素子を提供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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１２】
本発明の角速度センサ素子は、固定部と、この固定部に一端が接続されるとともに上面に配線パターンを設けた一対の連接梁と、この一対の各々の連接梁の他端に接続されるとともに前記連接梁の配線パターンと電気的に接続された少なくとも１つの検出電極を設けさらに各々の連接梁の他端から互いに反対方向に延出された少なくとも４つの検出電極振動体と、一端が前記検出電極振動体の他端に接続されるとともに上面に少なくとも１つの駆動電極を設けた少なくとも４つの駆動電極振動体と、この４つの駆動電極振動体の他端から各々の駆動電極振動体と略平行に延出された錘部とを備え、前記錘部に凹部を設けたものである。この構成によれば、錘部には、駆動電極および検出電極が無いから、Ｓｉからなる基材にあわせた波長のレーザー光を照射するだけで、錘部の質量バランスを調整することができるという作用効果を有するものである。
【００１３】
また、本発明の角速度センサ素子は、４つの駆動振動体を第１の駆動振動体、第２の駆動振動体、第３の駆動振動体および第４の駆動振動体とで構成するとともに、第１の駆動振動体の他端から略平行に延出する箇所を第１の錘部とし、前記第２の駆動振動体の他端から略平行に延出する箇所を第２の錘部とし、第３の駆動振動体の他端から略平行に延出する箇所を第３の錘部とし、さらに、第４の駆動振動体の他端から略平行に延出する箇所を第４の錘部とし、前記第１の錘部および第４の錘部に凹部を形成したものである。この構成によれば、第１の錘部が第３の錘部に比較して重く、また同様に、第４の錘部が第２の錘部に比較して重い場合であっても、凹部の形成により、両者の錘部の重量が略等しくなるから、角速度センサ素子が左周りに回転することが無くなり、真っ直ぐに駆動するという作用効果を有するものである。
【００１４】
また、本発明の角速度センサ素子は、前記第１の錘部および第４の錘部に、各々少なくとも２つの凹部を設けたもので、この構成によれば、錘部の質量バランスの調整量を増加させることができるという作用効果を有するものである。
【００１５】
また、本発明の角速度センサ素子は、特に、前記第１の錘部および第４の錘部の長手方向と垂直な方向の端面から略１／４の位置に長手方向と平行に、各々一対の凹部を設けたものである。この構成によれば、レーザー光を照射する際に、レーザー光の位置ズレにより、一対の凹部が互いに重なったり、端面に重なったりすることを防止することができるから、確実に第１の錘部および第４の錘部に一対の凹部を形成することができるという作用効果を有するものである。
【００１６】
また、本発明の角速度センサ素子は、前記４つの駆動振動体を第１の駆動振動体、第２の駆動振動体、第３の駆動振動体および第４の駆動振動体とで構成するとともに、第１の駆動振動体の他端から略平行に延出する箇所を第１の錘部とし、前記第２の駆動振動体の他端から略平行に延出する箇所を第２の錘部とし、第３の駆動振動体の他端から略平行に延出する箇所を第３の錘部とし、さらに、第４の駆動振動体の他端から略平行に延出する箇所を第４の錘部とし、前記第２の錘部および第３の錘部に凹部を形成したものである。この構成によれば、第１の錘部が第３の錘部に比較して軽く、また同様に、第４の錘部が第２の錘部に比較して軽い場合であっても、凹部の形成により、両者の錘部の重量が略等しくなるから、角速度センサ素子が右周りに回転することが無くなり、真っ直ぐに駆動するという作用効果を有するものである。
【００１７】
また、本発明の角速度センサ素子は、前記第２の錘部および第３の錘部に、各々少なくとも２つの凹部を設けたもので、この構成によれば、錘部の質量バランスの調整量を増加させることができるという作用効果を有するものである。
【００１８】
また、本発明の角速度センサ素子は、特に、前記第２の錘部および第３の錘部の長手方
向と垂直な方向の端面から略１／４の位置に長手方向と平行に、各々一対の凹部を設けたものである。この構成によれば、レーザー光を照射する際に、レーザー光の位置ズレにより、一対の凹部が互いに重なったり、端面に重なったりすることを防止することができるから、確実に第２の錘部および第３の錘部に一対の凹部を形成することができるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の角速度センサ素子は、４つの駆動電極振動体の他端から各々の駆動電極振動体と略平行に延出された錘部を備え、前記錘部に凹部を設けたもので、この構成によれば、錘部には、駆動電極および検出電極が無いから、Ｓｉからなる基材にあわせた波長のレーザー光を照射するだけで、錘部の質量バランスを調整することができる角速度センサ素子を提供することが出来るという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態における角速度センサ素子の上面図
【図２】同角速度センサ素子の組立工程図
【図３】同角速度センサ素子が駆動振動する状態を示す斜視図
【図４】同角速度センサ素子にコリオリ力が発生することにより動作する状態を示す斜視図
【図５】同角速度センサ素子の駆動振動方向が左周りにずれている状態を示す模式図
【図６】同角速度センサ素子における第１の錘部におよび第４の錘部に凹部を設けた状態を示す模式図
【図７】同角速度センサ素子の駆動振動方向が右周りにずれている状態を示す模式図
【図８】同角速度センサ素子における第２の錘部におよび第３の錘部に凹部を設けた状態を示す模式図
【図９】本発明の一実施の形態におけるなお書き記載の角速度センサ素子の上面図
【図１０】同角速度センサ素子における従来の角速度センサ素子の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態における角速度センサ素子について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は本発明の一実施の形態における角速度センサ素子の上面図である。
【００２３】
図１において、２１は直方体形状のＳｉからなる固定部で、この固定部２１の上面には第１の駆動電極ランド２２、第２の駆動電極ランド２３、第１の検出電極ランド２４、第２の検出電極ランド２５、第３の検出電極ランド５３、モニター電極ランド２６およびＧＮＤ電極ランド２７を設けている。
【００２４】
２８はＳｉからなる第１の連接梁で、この第１の連接梁２８は、前記固定部２１に一端が接続されるとともに、上面にＰｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状に積層させた配線パターン２９を設けている。また、前記第１の連接梁２８の上面には、上面にＰｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状かつ幅広に積層させたモニター電極３０を設けており、このモニター電極３０を前記固定部２１におけるモニター電極ランド２６と配線パターン２９により電気的に接続している。
【００２５】
３１はＳｉからなる第２の連接梁で、この第２の連接梁３１は、前記固定部２１に一端が接続されるとともに、前記第１の連接梁２８と反対側に延出され、さらに上面にＰｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状に積層させた配線パターン２９を設けている。３２は第１の屈曲部で、この第１の屈曲部３２は前記第１の連接梁から垂直左方向に延出されるとともに、Ｐｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状かつ幅広に積層させた第１の屈曲部検出電極３３を設けており、この第１の屈曲部検出電極３３を配線パターン２９を介して、固定部２１における第１の検出電極ランド２４と電気的に接続している。
【００２６】
３４は第１の検出電極振動体で、この第１の検出電極振動体３４は、一端を前記第１の屈曲部３２と接続されるとともに、上面にＰｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状かつ幅広に積層させた第１の検出電極３５を設けており、この第１の検出電極３５を第１の屈曲部３２における第１の屈曲部検出電極３３および配線パターン２９を介して固定部２１における第１の検出電極ランド２４と電気的に接続している。
【００２７】
３６はＳｉからなる第１の駆動電極振動体で、この第１の駆動電極振動体３６は一端を前記第１の検出電極振動体３４と接続されるとともに、第２の屈曲部３７で折り曲げて構成されており、さらに上面に、Ｐｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状かつ幅広に積層させたクランク形状の第１の駆動電極３８と第２の駆動電極３９とを連続的に電気的に接続するように設けている。
【００２８】
そして、前記第１の駆動電極振動体３６における第１の駆動電極３８および第２の駆動電極３９を配線パターン２９を介して、固定部２１における第１の駆動電極ランド２２と電気的に接続させている。６８は第１の錘部で、この第１の錘部６８は前記第１の駆動電極振動体３６の他端に接続されており、この第１の錘部６８の長手方向と垂直な方向の端面から略１／４の位置に長手方向と平行に第１の凹部６９および第２の凹部７０を設けている。４１は第３の屈曲部で、この第３の屈曲部４１は前記第１の連接梁２８から垂直右方向に延出されるとともに、Ｐｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状かつ幅広に積層させた第２の屈曲部検出電極４２を設けており、この第２の屈曲部検出電極４２を配線パターン２９を介して、固定部２１における第２の検出電極ランド２５と電気的に接続している。
【００２９】
４３は第２の検出電極振動体で、この第２の検出電極振動体４３は、一端を前記第３の屈曲部４１と接続されるとともに、上面にＰｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状かつ幅広に積層させた第２の検出電極４４を設けており、この第２の検出電極４４を第３の屈曲部４１における第２の屈曲部検出電極４２および配線パターン２９を介して固定部２１における第２の検出電極ランド２５と電気的に接続している。
【００３０】
４５はＳｉからなる第２の駆動電極振動体で、この第２の駆動電極振動体４５は一端を前記第２の検出電極振動体４３と接続されるとともに、第４の屈曲部４６で折り曲げて構成されており、さらに上面に、Ｐｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状かつ幅広に積層させた第３の駆動電極４７と第４の駆動電極４８とを連続的に電気的に接続するように設けている。
【００３１】
そして、前記第２の駆動電極振動体４５における第３の駆動電極４７を配線パターン２９を介して、固定部２１における第１の駆動電極ランド２２と電気的に接続させるとともに、第４の駆動電極４８を配線パターン２９を介して第１の駆動電極ランド２２と電気的に接続している。７１は第２の錘部で、この第２の錘部７１は前記第２の駆動電極振動体４５の他端に接続されている。
【００３２】
５１は第５の屈曲部で、この第５の屈曲部５１は前記第２の連接梁３１から垂直左方向に延出されるとともに、Ｐｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状かつ幅広に積層させた第３の屈曲部検出電極５２を設けており、この第３の屈曲部検出電極５２を配線パターン２９を介して、固定部２１における第３の検出電極ランド５３と電気的に接続している。
【００３３】
５４は第３の検出電極振動体で、この第３の検出電極振動体５４は、一端を前記第５の屈曲部５１と接続されるとともに、上面にＰｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状かつ幅広に積層させた第３の検出電極５５を設けており、この第３の検出電極５５を第５の屈曲部５１における第３の屈曲部検出電極５２および配線パターン２９を介して固定部２１における第３の検出電極ランド５３と電気的に接続している。
【００３４】
５６はＳｉからなる第３の駆動電極振動体で、この第３の駆動電極振動体５６は一端を前記第３の検出電極振動体５４と接続されるとともに、第６の屈曲部５７で折り曲げて構成されており、さらに上面に、Ｐｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状かつ幅広に積層させたクランク形状の第５の駆動電極５８と第６の駆動電極５９とを連続的に電気的に接続するように設けている。７４は第３の錘部で、この第３の錘部７４は、前記第３の駆動電極振動体５６の他端に接続されている。
【００３５】
そして、前記第１の錘部６８と第３の錘部７４とで、一体となって第１の質量体８０を構成している。
【００３６】
６０は第７の屈曲部で、この第７の屈曲部６０は前記第２の連接梁３１から垂直右方向に延出されるとともに、Ｐｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状かつ幅広に積層させた第４の屈曲部検出電極６１を設けており、この第４の屈曲部検出電極６１を配線パターン２９を介して、固定部２１における第１の検出電極ランド２４と電気的に接続している。６２は第４の検出電極振動体で、この第４の検出電極振動体６２は、一端を前記第７の屈曲部６０と接続されるとともに、上面にＰｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状かつ幅広に積層させた第４の検出電極６３を設けており、この第４の検出電極６３を第７の屈曲部６０における第４の屈曲部検出電極６１および配線パターン２９を介して固定部２１における第１の検出電極ランド２４と電気的に接続している。
【００３７】
６４はＳｉからなる第４の駆動電極振動体で、この第４の駆動電極振動体６４は一端を前記第４の検出電極振動体６２と接続されるとともに、第８の屈曲部６５で折り曲げて構成されており、さらに上面に、Ｐｔ、ＰＺＴ、ＴｉおよびＡＵを層状かつ幅広に積層させた第７の駆動電極６６と第８の駆動電極６７とを連続的に電気的に接続するように設けている。そして、前記第４の駆動電極振動体６４における第７の駆動電極６６を配線パターン２９を介して、固定部２１における第１の駆動電極ランド２２と電気的に接続させるとともに、第８の駆動電極６７を配線パターン２９を介して第１の駆動電極ランド２２と電気的に接続している。
【００３８】
７７は第４の錘部で、この第４の錘部７７は第４の駆動電極振動体６４の他端に接続されるとともに、第４の錘部の長手方向と垂直な方向の端面から略１／４の位置に長手方向と平行に第７の凹部７８と第８の凹部７９とを設けている。
【００３９】
そして、前記第２の錘部７１と第４の錘部７７とで、一体となって第２の質量体８１を構成している。
【００４０】
すなわち、本発明の一実施の形態における角速度センサ素子においては、第１の錘部６８と第４の錘部７７にそれぞれ凹部を設け、第２の錘部７１と第３の錘部７４にそれぞれ凹部を設けており、これにより、角速度センサ素子の振動方向の調整を容易に行なうことが可能となる作用効果を有するものである。
【００４１】
以上のように構成された本発明の一実施の形態における角速度センサ素子について、次に、その組立方法を説明する。
【００４２】
まず、予め準備した図２（ａ）に示すＳｉからなる基材９１の上面に図２（ｂ）に示すように、ＰｔとＴｉの合金薄膜からなる共通ＧＮＤ電極９２を蒸着により形成し、その後、図２（ｃ）に示すように、共通ＧＮＤ電極９２の上面にＰＺＴ薄膜からなる圧電層９３を蒸着により形成する。
【００４３】
次に、図２（ｄ）に示すように、圧電層９３の上面にＴｉとＡｕの合金薄膜からなる形成途上電極９４を蒸着により形成し、その後、所定の形状になるように、共通ＧＮＤ電極９２、圧電層９３および形成途上電極９４の不要な箇所を除去する。
【００４４】
そして、圧電層９３の上面に第１の駆動電極３８、第２の駆動電極３９、第３の駆動電極４７、第４の駆動電極４８、第５の駆動電極５８、第６の駆動電極５９、第７の駆動電極６６、第８の駆動電極６７、第１の屈曲部検出電極３３、第２の屈曲部検出電極４２、第３の屈曲部検出電極５２、第４の屈曲部検出電極６１、第１の検出電極３５、第２の検出電極４４、第３の検出電極５５および第４の検出電極６３を形成する。
【００４５】
次に、共通ＧＮＤ電極９２側に電圧を印加するとともに、第１の駆動電極３８、第２の駆動電極３９、第３の駆動電極４７、第４の駆動電極４８、第５の駆動電極５８、第６の駆動電極５９、第７の駆動電極６６、第８の駆動電極６７、第１の屈曲部検出電極３３、第２の屈曲部検出電極４２、第３の屈曲部検出電極５２、第４の屈曲部検出電極６１、第１の検出電極３５、第２の検出電極４４、第３の検出電極５５および第４の検出電極６３を接地することにより、圧電層９３を分極する。
【００４６】
最後に、基材９１における不要な箇所をドライエッチングにより、除去することにより、個片の角速度センサ素子を形成する。
【００４７】
以上のようにして、構成、組み立てられた本発明の一実施の形態における角速度センサ素子について、次にその動作を説明する。
【００４８】
第１の駆動電極振動体３６、第２の駆動電極振動体４５、第３の駆動電極振動体５６および第４の駆動電極振動体６４の各々の第１の駆動電極３８、第２の駆動電極３９、第３の駆動電極４７、第４の駆動電極４８、第５の駆動電極５８、第６の駆動電極５９、第７の駆動電極６６および第８の駆動電極６７に交流電圧を印加すると、電圧を印加する方向と分極の方向とが同一の場合には、第１の駆動電極３８、第２の駆動電極３９、第３の駆動電極４７、第４の駆動電極４８、第５の駆動電極５８、第６の駆動電極５９、第７の駆動電極６６および第８の駆動電極６７に引張応力が発生し、一方、電圧を印加する方向と分極の方向とが反対の場合には、圧縮応力が発生する。
【００４９】
そうすると、交流電圧の位相に応じて、図３に示すように、第１の駆動電極振動体３６と第２の駆動電極振動体４５とが互いに反対の方向に振動駆動するとともに、第３の駆動電極振動体５６と第４の駆動電極振動体６４とが互いに反対の方向に速度Ｖで駆動振動する。そして、角速度センサ素子を設けた平面と垂直な方向を中心軸として角速度センサ素子が角速度ωで回転すると、図４に示すように、第１の検出電極振動体３４、第２の検出電極振動体４３、第３の検出電極振動体５４および第４の検出電極振動体６２にＦ＝２ｍｖ×ωのコリオリ力が発生する。
【００５０】
そして、このコリオリ力により、第１の屈曲部３２、第３の屈曲部４１、第５の屈曲部５１および第７の屈曲部６０に曲げモーメントが発生する。そして、第１の屈曲部３２における第１の屈曲部検出電極３３および第１の検出電極３５に発生する電荷を固定部２１における第１の検出電極ランド２４を介して外部に出力するとともに、第３の屈曲部４１における第２の屈曲部検出電極４２および第２の検出電極４４に発生する電荷を固定部２１における第２の検出電極ランド２５を介して外部に出力することにより、角速度を検出するものである。
【００５１】
また、第５の屈曲部５１における第３の屈曲部検出電極５２および第３の検出電極５５に発生する電荷を固定部２１における第３の検出電極ランド５３を介して外部に出力するとともに、第７の屈曲部６０における第４の屈曲部検出電極６１および第４の検出電極６３に発生する電荷を固定部２１における第１の検出電極ランド２４を介して外部に出力することにより、角速度を検出するものである。
【００５２】
以下、本発明の一実施の形態における角速度センサ素子の質量バランスを調整する方法について説明する。
【００５３】
まず、角速度センサ素子の駆動状態において、第１の凹部６９、第２の凹部７０、第７の凹部７８および第８の凹部７９を設ける前に、第１の質量体８０および第２の質量体８１とが外側に向かって開く場合を考える。
【００５４】
第１の質量体８０における第１の錘部６８が第３の錘部７４に比較して重く、また同様に、第２の質量体８１における第４の錘部７７が第２の錘部７１に比較して重い場合、図５に示すように、角速度センサ素子が左周りに回転してしまう。
【００５５】
そうすると、前記固定部２１における第１の検出電極ランド２４および第２の検出電極ランド２５から、あたかも角速度センサ素子があたかも、左周りに回転しているかの如く、出力信号が発生してしまう。
【００５６】
本発明の一実施の形態における角速度センサ素子においては、図６に示すように、第１の錘部６８の長手方向と垂直な方向の端面から略１／４の位置に第１の凹部６９および第２の凹部７０をレーザー光を照射することにより、形成する。
【００５７】
また、第４の錘部７７の長手方向と垂直な方向の端面から略１／４の位置に第７の凹部７８および第８の凹部７９をレーザー光を照射することにより形成する。
【００５８】
そうすることにより、第１の質量体８０および第２の質量体８１とが外側に向かって真っ直ぐに開くことになる。そのため、角速度センサ素子に角速度が働いてない状態において、あたかも、左周りの角速度が発生するかの如く、出力信号が発生することが無くなる。
【００５９】
次に、第１の質量体８０における第１の錘部６８が第３の錘部７４に比較して軽く、また同様に、第２の質量体８１における第４の錘部７７が第２の錘部７１に比較して軽い場合、図７に示すように、角速度センサ素子が右周りに回転してしまう。
【００６０】
そうすると、前記固定部２１における第１の検出電極ランド２４および第２の検出電極ランド２５から、あたかも角速度センサ素子があたかも、右周りに回転しているかの如く、出力信号が発生してしまう。
【００６１】
本発明の一実施の形態における角速度センサ素子においては、図８に示すように、第２の錘部７１の長手方向と垂直な方向の端面から略１／４の位置に第３の凹部７２および第４の凹部７３をレーザー光を照射することにより形成する。
【００６２】
また、第３の錘部７４の長手方向と垂直な方向の端面から略１／４の位置に第５の凹部７５および第６の凹部７６をレーザー光を照射することにより形成する。そうすることにより、第１の質量体８０および第２の質量体８１とが外側に向かって真っ直ぐに開くことになる。そのため、角速度センサ素子に角速度が働いてない状態において、あたかも、右周りの角速度が発生するかの如く、出力信号が発生することが無くなる。
【００６３】
このとき、角速度センサ素子の組立方法において、ドライエッチングにより、個片の角速度センサ素子に分離するが、ドライエッチングの加工精度で、角速度センサ素子の重量バランスを精度良く、製造することは困難である。そのため、
個片に分離するドライエッチングの後で角速度センサ素子の重量バランスを調整し、振動精度を確保することが重要となる。
【００６４】
前述の如く、第１の凹部６９、第２の凹部７０、第３の凹部７２、第４の凹部７３、第５の凹部７５、第６の凹部７６、第７の凹部７８および第８の凹部７９を、Ｓｉからなる基材９１に見合った波長約７８０ｎｍのレーザー照射により形成する。その際、一回のレーザー光の照射における単位体積当たりの調整量を規格化し、重量バランスの調整量をレーザー光の照射回数により制御することでより高精度な振動調整が可能となる。
【００６５】
なお、このようなレーザー光を照射して、第１の凹部６９、第２の凹部７０、第３の凹部７２、第４の凹部７３、第５の凹部７５、第６の凹部７６、第７の凹部７８および第８の凹部７９を形成する。
【００６６】
駆動電極３８、３９、４７、４８、５８、５９、６６、６７および検出電極３５、４４、５５、６３を設けた箇所に、Ａｕを加工する波長である約５００ｎｍのレーザー光を照射する場合には、異なる波長のレーザー光を照射するから、レーザー装置が大掛かりとなってしまう。
【００６７】
本発明の一実施の形態における角速度センサ素子においては、Ｓｉ製の基材９１からなる第１の錘部６８に第１の凹部６９および第２の凹部７０を設けるとともに、第２の錘部７１に第３の凹部７２および第４の凹部７３を設け、第３の錘部７４に第５の凹部７５および第６の凹部７６を設け、さらに、第４の錘部７７に第７の凹部７８および第８の凹部７９を設けている。
【００６８】
その結果、Ｓｉからなる基材９１にあわせた波長である約７８０ｎｍのレーザー光を照射するだけで、第１の錘部６８、第２の錘部７１、第３の錘部７４および第４の錘部７７の質量バランスを調整することができるという作用効果を有するものである。
【００６９】
なお、本発明の一実施の形態における角速度センサ素子においては、第１の錘部６８に第１の凹部６９および第２の凹部７０を設けるとともに、第４の錘部７７に第７の凹部７８および第８の凹部７９を設ける構成としたが、図９に示すように、第１の錘部６８における第１の凹部６９と第２の凹部７０の間に位置して、出し９の凹部８３を設けるとともに、第４の錘部７７における第７の凹部７８と第８の凹部７９の間に位置して、第１０の凹部８２を設けても同様の効果を有するものである。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係る角速度センサ素子は、角速度センサ素子の重量バランスの崩れているということのない出力精度の向上した角速度センサ素子を提供することができるという効果を有するものであり、特に各種電子機器に用いられる角速度センサに使用される角速度センサ素子として有用なものである。
【符号の説明】
【００７１】
２１  固定部
２８、３１  連接梁
２９  配線パターン
３４、４３、５４、６２  検出電極振動体
３５、４４、５５、６３  検出電極
３６、４５、５６、６４  駆動電極振動体
３８、３９、４７、４８、５８、５９、６６、６７  駆動電極
６８、７１、７４、７７  錘部
６９、７０、７２、７３、７５、７６、７８、７９、８２、８３  凹部
【図１】
0006582234.tif 000002
【図２】
0006582234.tif 000003
【図３】
0006582234.tif 000004
【図４】
0006582234.tif 000005
【図５】
0006582234.tif 000006
【図６】
0006582234.tif 000007
【図７】
0006582234.tif 000008
【図８】
0006582234.tif 000009
【図９】
0006582234.tif 000010
【図１０】
0006582234.tif 000011