(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部が接着剤により支持構造に固定される枠状の固定部と、
前記固定部の枠内に固定され、駆動系及び検出系の振動腕を備えた素子部と、
前記固定部上であって少なくとも前記固定部と前記素子部との連結部位に形成された、前記固定部を補強する補強材と、
を有しており、
前記補強材は、前記支持構造と前記固定部とを固定するための前記接着剤とは異なる接着剤、又は金属板である、
角速度センサ素子。
【請求項２】
前記素子部は、
前記固定部に両端が固定された、第１方向に延在する伝達腕と、
前記伝達腕に連結された、前記第１方向と交差する第２方向に延在する片持ち梁状の駆動腕と、
前記駆動腕とは異なる位置において前記伝達腕に連結された、前記第２方向に延在する片持ち梁状の検出腕と、
を有する請求項１に記載の角速度センサ素子。
【請求項３】
前記駆動腕及び前記伝達腕が振動している場合における、前記駆動腕の第１方向の振動の振幅（ａ）と、前記固定部の第２方向の振動の振幅（ｂ）が、下記式
ｂ／ａ≦０．０１
で表される関係を満たすように、前記補強材が設けられている、
請求項２記載の角速度センサ素子。
【請求項４】
底部が接着剤により支持構造に固定される枠状の固定部と、
前記固定部の枠に両端が固定された、第１方向に延在する伝達腕と、
前記伝達腕に連結された、前記第１方向と交差する第２方向に延在する片持ち梁状の駆動腕と、
前記駆動腕とは異なる位置において前記伝達腕に連結された、前記第２方向に延在する片持ち梁状の検出腕と、
前記固定部上であって少なくとも前記伝達腕との連結部位に形成された、前記固定部を補強する補強材と、
を有しており、
前記補強材は、前記支持構造と前記固定部とを固定するための前記接着剤とは異なる接着剤、又は金属板であり、
前記駆動腕及び前記伝達腕が振動している場合における、前記駆動腕の第１方向の振幅（ａ）と、前記固定部の第２方向の振幅（ｂ）が、下記式
ｂ／ａ≦０．０１
で表される関係を満たすように、前記固定部の枠のうち前記伝達腕との連結部位における幅が規定されている、
角速度センサ素子。
【請求項５】
少なくとも前記固定部の枠のうち前記伝達腕との連結部位における幅は、前記伝達腕の幅に比べて広い、
請求項４記載の各速度センサ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の角速度を検出する角速度センサ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、角速度センサ素子は、船舶、航空機、ロケット等の姿勢を自律制御する技術に使用されているが、最近では、カーナビゲーションシステム、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話等の小型の電子機器にも搭載されるようになってきた。それに伴い、角速度センサ素子の更なる小型化、及び低背化（薄型化）が要請されている。
【０００３】
これに対し、振動型角速度センサの振動腕を、圧電材料の機械加工によって切削・成形して作製することが広く行なわれているが、その機械加工精度には自ずと限界があり、上述したような更なる小型化及び低背化という要求に応えることは困難であった。
【０００４】
そこで、角速度センサの更なる小型化及び低背化を企図して、単結晶薄板を微細加工することにより振動腕を形成する技術が提案されている。例えば、特許文献１の図２１には、振動腕を備える素子と、当該素子に固定された枠状の固定部とを備えた角速度センサ素子が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−７２３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような角速度センサ素子では、十分な検出出力を得ることができない場合があった。本発明者等は鋭意研究の末、素子部の駆動腕から検出腕へと振動が伝達される過程において、本来静止状態を前提とする枠状の固定部が大きく変形し、駆動振動が効率良く検出腕に検出振動として伝達されていないことが明らかになった。
【０００６】
そこで、本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、素子部における振動の伝達過程における枠状の固定部の変形を防止して、素子部において効率良く駆動系から検出系の振動腕へ振動を伝達させることにより、検出出力を高めることができる角速度センサ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の角速度センサ素子は、枠状の固定部と、固定部の枠内に固定され、駆動系及び検出系の振動腕を備えた素子部と、固定部上であって少なくとも固定部と素子部との連結部位に形成された、固定部を補強する補強材と、を有する。
【０００８】
このような構成では、補強材により、固定部の少なくとも素子部との連結部位が補強されることから、この連結部位における変形が防止される。したがって、駆動系の振動腕から検出系の振動腕へと振動が伝達される過程において、信号となるべき振動のエネルギーが固定部の枠の変形エネルギーへと変換されることが防止され、素子部の内部の系において効率良く信号が伝達される。この結果、信号となるべき振動のエネルギーの減衰が防止されることから、検出系の振動腕による出力が高められる。このような補強材として、例えば、接着剤又は金属板を好適に用いることができる。
【０００９】
例えば、素子部は、固定部に両端が固定された、第１方向に延在する伝達腕と、伝達腕に連結された、第１方向と交差する第２方向に延在する片持ち梁状の駆動腕と、駆動腕とは異なる位置において伝達腕に連結された、第２方向に延在する片持ち梁状の検出腕と、を有する。このような素子部の構造では、駆動腕が第１方向に振動している状態において、回転角速度が加わると、駆動腕に第２方向のコリオリ力が働き、このコリオリ力により伝達腕の第２方向への振動が誘起される。この伝達腕の振動が、検出腕の第１方向の振動を誘起させ、最終的に検出腕の振動が信号として出力される。上記の信号の伝達過程において、伝達腕が振動した際に、この伝達腕の固定端となる固定部の連結部位が補強されていることから、この固定部の連結部位のしなり、捩れといった変形が防止される。この結果、信号となるべき振動が効率よく検出腕に伝達される。
【００１０】
前記駆動腕及び前記伝達腕が振動している場合における、駆動腕の第１方向の振動の振幅（ａ）と、固定部の第２方向の振動の振幅（ｂ）が、式ｂ／ａ≦０．０１で表される関係を満たすように、補強材が設けられている。ｂ／ａが０．０１以下となるように、補強材により固定部の振動を抑制することにより、検出腕からの出力が格段に高められる。
【００１１】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の角速度センサ素子は、枠状の固定部と、固定部の枠に両端が固定された、第１方向に延在する伝達腕と、伝達腕に連結された、第１方向と交差する第２方向に延在する片持ち梁状の駆動腕と、駆動腕とは異なる位置において伝達腕に連結された、第２方向に延在する片持ち梁状の検出腕と、を有し、前記駆動腕及び前記伝達腕が振動している場合における、駆動腕の第１方向の振幅（ａ）と、固定部の第２方向の振幅（ｂ）が、式ｂ／ａ≦０．０１で表される関係を満たすように、固定部の枠のうち伝達腕との連結部位における幅が規定されている。
【００１２】
このような構成では、駆動腕が第１方向に振動している状態において、回転角速度が加わると、駆動腕に第２方向のコリオリ力が働き、このコリオリ力により伝達腕の第２方向への振動が誘起される。この伝達腕の振動が、検出腕の第１方向の振動を誘起し、最終的に検出腕の振動が信号として出力される。上記の信号の伝達過程において、ｂ／ａが０．０１以下となるように、固定部の枠の幅を設定して固定部の第２方向への振動を抑制することにより、検出腕からの出力が格段に高められる。このように固定部の枠の幅を規定した場合には、少なくとも固定部の枠のうち伝達腕との連結部位における幅は、伝達腕の幅に比べて広くなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、素子部における振動の伝達過程における枠状の固定部の変形を防止することができることから、素子部において効率良く駆動系から検出系の振動腕へ振動を伝達させることができ、この結果、検出出力を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図面中、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。さらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態に係る角速度センサ装置１の内部構成を分解して表す斜視図であり、図２は角速度センサ装置１のII―II線断面図である。
【００１６】
この角速度センサ装置１は、互いに重ね合わされたケース４および上蓋部５により形成される内部空間Ｇ（図２参照）に角速度センサ素子２および集積回路素子３を配置したものである。
【００１７】
角速度センサ素子２は、後述するように、角速度センサ素子２の各駆動腕に設けられた各圧電素子に駆動信号を送信するとともに、角速度センサ素子２の各検出腕に設けられた各圧電素から出力される検出信号を受信するためのものである。ケース４は、例えば複数のセラミック薄板を積層して形成されており、角速度センサ素子２および集積回路素子３を収容することの可能な階段状の窪みを有している。また、上蓋部５は、例えばケース４と同様のセラミック材料により形成されている。
【００１８】
図１に示したように、ケース４の窪みの最も深いところに環状の集積回路支持部４１が形成されており、この集積回路支持部４１上に集積回路素子３が配置されている。また、この集積回路支持部４１の周囲であって、かつ集積回路支持部４１よりも浅いところに環状のセンサ素子支持部４２が形成されており、このセンサ素子支持部４２上に角速度センサ素子２が配置されている。また、このセンサ素子支持部４２の周囲には、窪みの外縁をなす環状の上蓋部支持部４３が形成されており、この上蓋部支持部４３と上蓋部５とがケース４の窪みを外部から密閉し、内部空間Ｇ（図２参照）を形成するように互いに重ね合わされている。
【００１９】
角速度センサ素子２は、図１および図２に示したように、ケース４のセンサ素子支持部４２を含む面と平行な面内に沿って形成されたものである。つまり、この角速度センサ素子２は、いわゆる横置き型の素子である。
【００２０】
図３は角速度センサ素子２の上面構成の一例を示す平面図である。
この角速度センサ素子２は、枠状の固定部２１と、固定部２１の枠内に配置され、伝達腕２２、駆動腕２３及び検出腕２４（駆動系及び検出系の振動腕）を備えた素子部２０とを備えている。
【００２１】
固定部２１は、伝達腕２２、駆動腕２３および検出腕２４からなる振動腕に対して所定のクリアランス（間隔）を空けた枠状に加工されている。また、固定部２１の底部は、ケース４のセンサ素子支持部４２の上面と接している。好ましくは、固定部２１の底部の少なくとも一部は、センサ素子支持部４２に接着剤等を用いて固定されている。
【００２２】
この固定部２１の最も重要な役割は、素子部２０を連結部２１ａにおいて強固に支持ないし固定して、素子部２０の内部の系の振動エネルギーが外部へ発散することを防止し、素子部２０の閉じた系において効率よく振動を伝達させる点にある。このため、図１及び図３に示す通り、枠状の固定部と素子部は、同一基板をエッチング工法により一体に形成されることが好ましい。この場合、特に、伝達腕２２の固定端となる連結部２１ａの変形や振動を防止する必要がある。本実施形態では、連結部２１ａの変形や振動を防止すべく、この連結部２１ａの幅Ｗを所定の大きさ以上に確保している。ここで、連結部２１ａの幅とは、伝達腕２２との境界部から、固定部２１の枠の外縁までの距離のことを指す。
【００２３】
また、固定部２１の他の役割は、伝達腕２２、駆動腕２３および検出腕２４からなる振動腕の振動範囲を制限することにある。振動腕の振動範囲を制限するため、固定部２１は、伝達腕２２、駆動腕２３および検出腕２４に対して均一な間隔を空けて配置されていることが好ましい。
【００２４】
伝達腕２２は、枠状の固定部２１にその両端が連結されている。このため、伝達腕２２は、その端部を固定端として、上下方向（伝達腕２２の延在方向と直交する方向）に振動することが可能となっている。
【００２５】
駆動腕２３は、伝達腕２２にその一端が連結され、上下方向に延在する片持ち梁からなる。本例では、合計４つの駆動腕２３が、伝達腕２２に連結されている。伝達腕２２の一の点に２つの駆動腕２３が連結され、伝達腕２２の他の点に残りの２つの駆動腕２３が連結されている。駆動腕２３が連結される伝達腕２２上の２点は、伝達腕２２の長さを４等分した場合において、中心点の両隣の２点に相当する。伝達腕２２の一の点または他の点から延びる２つの駆動腕２３は、伝達腕２２を基準線として線対称となっている。このように、各駆動腕２３は、その一端のみが伝達腕２２に連結され、他端が自由端となっている。駆動腕２３は、自由端となっている端部を左右方向（伝達腕２２の延在方向と平行な方向）に振動させることが可能となっている。
【００２６】
検出腕２４は、伝達腕２２にその一端が連結され、上下方向に延在する片持ち梁からなる。本例では、合計２つの検出腕２４が伝達腕２２に連結されている。本例では、伝達腕２２の長さを２等分する中心点に、２つの検出腕２４が連結されている。これら２つの検出腕２４は、伝達腕２２を基準線として線対称となっている。検出腕２４は、自由端となっている端部を左右方向に振動させることが可能となっている。
【００２７】
ここで、角速度センサ素子２は、一体的に形成されており、たとえば、シリコンからなる。この角速度センサ素子２は、例えば、シリコン基板のうち角速度センサ素子２として残す部位以外の部位を物理的又は化学的にエッチング等して除去することにより、一括形成することが可能である。このように形成された角速度センサ素子２は、低背化の要求に応えたものとなる。
【００２８】
各駆動腕２３および各検出腕２４の表面には、それぞれ一対の圧電素子が配置されている。図４は、圧電素子の配置を説明するための、角速度センサ素子２の要部を示す図である。図４では、固定部２１を省略している。
【００２９】
図４に示すように、各駆動腕２３の表面には、駆動腕２３の延在方向と平行な方向を長手方向とする一対の圧電素子３０ａ，３０ｂが形成されている。一対の圧電素子３０ａ，３０ｂは、駆動腕２３を角速度センサ素子２を含む面と平行な面に沿って振動させるためのものであり、各駆動腕２３の延在方向と交差する方向に配列されていることが好ましい。また、圧電素子３０ａ，３０ｂは、駆動腕２３が最も大きく歪む箇所に配置されていることが好ましく、例えば、図４に示すように、駆動腕２３の伝達腕２２に対する連結部分の近傍に形成されていることが好ましい。
【００３０】
同様に、各検出腕２４の表面には、検出腕２４の延在方向と平行な方向を長手方向とする一対の圧電素子３０ａ，３０ｂが形成されている。一対の圧電素子３０ａ，３０ｂは、検出腕２４が角速度センサ素子２を含む面と平行な面に沿って振動したときに、その振動を検出するためのものであり、検出腕２４の延在方向と交差する方向に配列されていることが好ましい。また、圧電素子３０ａ，３０ｂは、検出腕２４が最も大きく歪む箇所に配置されていることが好ましく、例えば、図４に示すように、検出腕２４の伝達腕２２に対する連結部分の近傍に形成されていることが好ましい。
【００３１】
図５は、図４のV−V線断面図である。
図５に示すように、圧電素子３０ａ，３０ｂは、駆動腕２３および検出腕２４上に、絶縁層３１と、下部電極３２と、圧電体３３と、上部電極３４とをこの順に積層して形成されたものである。図４に示すように、各圧電素子３０ａと各圧電素子３０ｂとは、互いに別体に形成されている。
【００３２】
絶縁層３１は、例えばＺｒＯ2膜およびＹ2Ｏ3膜をこの順に積層して形成されている。下部電極３２は、例えばＰｔ（１００）配向膜からなる。圧電体３３は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を含んで形成されている。また、上部電極３４は、例えばＰｔ（１００）配向膜からなる。
【００３３】
次に、上記の角速度センサ素子２の動作について説明する。図６〜図８は、伝達腕２２、駆動腕２３および検出腕２４の動作を模式的に説明するための平面図である。図６〜図８においては、振動形態をわかりやすく表現するために、各振動腕は簡略化して線で表している。また、各動作について、説明に不要な振動腕は省略している。
【００３４】
図６は、駆動振動を説明する図である。駆動振動は、駆動腕２３の矢印Ａで示す屈曲振動であって、実線で示す振動姿態と、点線で示す振動姿態を所定の周波数で繰り返している。このとき、２本の検出腕２４を中心線として、その両側の一対の駆動腕２３が線対称の振動を行なっているので、伝達腕２２および検出腕２４はほとんど振動しない。
【００３５】
駆動腕２３が図６に示した駆動振動を行なっている状態で、角速度センサ素子２を含む面と直交する方向を回転軸とする回転角速度ωが加わったとき、駆動腕２３に矢印Ｂで示すコリオリ力が働く。コリオリ力は、検出腕２４を基準線とした両側の一対の駆動腕２３にそれぞれ反対向きに働く。
【００３６】
この結果、図７に示すように、伝達腕２２のＳ字屈曲振動が誘起される。伝達腕２２の屈曲振動は、伝達腕２２の中心部および両端部を節とし、駆動腕２３の連結部を腹とする振動である。
【００３７】
この伝達腕２２の屈曲振動が検出腕２４に伝達されると、図８に示すように、検出腕２４の検出振動が誘起される。検出腕２４の検出振動は、矢印Ｃで示す屈曲振動であって、実線で示す振動姿態と、点線で示す振動姿態を所定の周波数で繰り返している。このときの検出腕２４の振動に応じた検出信号を圧電素子３０ａ，３０ｂから取り出すことにより、回転角速度が検出される。
【００３８】
ところで、駆動腕２３から伝達腕２２の振動を介して検出腕２４へと振動が伝達される過程において、伝達腕２２の固定端となる固定部２１の連結部２１ａの振動を抑制することが重要となる。従来、固定部２１は接着剤によりセンサ素子支持部４２に固定していたことから、固定部２１の連結部２１ａは当然静止しているものと考えられていたが、本願発明者らは、動作中においてこの連結部２１ａがＢ方向に僅かに振動しており、この振動が出力を低下させる要因となっていることを見出した。
【００３９】
そして、図９に示すように、本願発明者らは、駆動腕２３の自由端のＡ方向の振動の振幅（ａ）に対する固定部２１の連結部２１ａのＢ方向の振動の振幅（ｂ）の比（ｂ／ａ、変位の比という。）を所定の値に抑えることが、検出腕２４による検出出力を高めることに繋がるという知見を得た。
【００４０】
図１０は、この変位の比（ｂ／ａ）と、出力電位との関係を示す図である。
図１０に示すように、変位の比ｂ／ａを０．１から０．０１へと低減することにより、出力電位が急激に高まることがわかる。変位の比を０．０１よりもさらに小さくしても出力電位は上がるものの、変位の比の増加に対する出力電位の増加の傾きは小さい。なお、変位の比が０．００１以下では、ほぼ一定の出力電位が得られていることがわかる。
【００４１】
図１０に示す結果から、ｂ／ａが０．０１以下となるように、固定部２１の連結部２１ａの幅Ｗを広げることにより、伝達腕２２の振動のエネルギーが固定部２１の枠の変形エネルギーへと変換されることを防止でき、伝達腕２２の振動のエネルギーが効率良く検出腕２４へ伝達されることがわかる。この結果、検出腕２４による出力を格段に高めることができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態に係る角速度センサ素子２によれば、駆動腕２３の振動の振幅（ａ）に対する固定部２１の連結部２１ａの振動の振幅（ｂ）の比（ｂ／ａ）が０．０１以下になるように、固定部２１の連結部２１ａの幅Ｗを調整することにより、検出腕２４からの出力を格段に高めることができる。このように固定部２１の枠の幅を規定した場合には、少なくとも固定部２１の枠のうち伝達腕２２との連結部位２１ａにおける幅Ｗは、伝達腕２２の幅に比べて広くなる。
【００４３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る角速度センサ素子は、固定部２１の連結部２１ａの振動ないし変形を防止すべく、連結部２１ａの幅を広げる代わりに接着剤を設けた以外は、第１実施形態と同様である。図１１は、第２実施形態に係る角速度センサ素子２ａの構成を示す上面図である。
【００４４】
図１１に示すように、本実施形態では、固定部２１の連結部２１ａ上に接着剤（補強材）２６が設けられている。この接着剤２６は、固定部２１の連結部２１ａの振動ないし変形を防止する補強材としての役割を果たす。接着剤２６としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂などの樹脂を好適に用いることができる。
【００４５】
好ましくは、第１実施形態で説明したように、駆動腕２３の振動の振幅（ａ）に対する固定部２１の連結部２１ａの振動の振幅（ｂ）の比（ｂ／ａ）が０．０１以下になるように、接着剤２６の厚さ及び面積が設定される。
【００４６】
図１２は、接着剤の有無による検出電位を比較した結果を示す図である。図１２において、横軸はＦｓ（検出周波数）／Ｆｄ（駆動周波数）であり、縦軸は検出電位（出力電位）である。図１２において、接着剤２６を設けた実施例の結果をＣＶ１で示し、接着剤２６を設けない比較例の結果をＣＶ２で示している。
【００４７】
図１２に示す結果は、有限要素法を用いたシミュレーションにより得られたものである。シミュレーションでは、角速度センサ素子全体の長さ６．１７ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍとし、駆動腕２３及び検出腕２４の長さ３ｍｍ、幅０．２ｍｍとし、伝達腕２２の長さ１０ｍｍ、幅０．１７ｍｍと設定した。
【００４８】
図１２に示すように、接着剤２６を設けない場合に比べて、接着剤２６を設けた場合の方が、Ｆｓ（検出周波数）／Ｆｄ（駆動周波数）が０．７以上１．２以下の広い領域において、検出電位が格段と高いことがわかる。また、Ｆｓ（検出周波数）／Ｆｄ（駆動周波数）が１付近に現われる検出電位のピーク位置においても、比較例に比べて本実施例の方が高い検出電位が得られていることがわかる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態に係る角速度センサ素子２ａによれば、接着剤２６により、固定部２１の素子部２０との連結部２１ａが補強されることから、この連結部２１の振動ないし変形が防止される。したがって、駆動腕２３から伝達腕２２を介して検出腕２４へと振動が伝達される過程において、信号となるべき振動のエネルギーが固定部２１の枠の振動エネルギーないし変形エネルギーへと変換されることが防止され、素子部の内部の系において効率良く信号が伝達される。この結果、信号となるべき振動のエネルギーの減衰が防止されることから、検出腕２４による出力を高めることができる。
【００５０】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る角速度センサ素子２ｂは、接着剤２６の代わりに金属板２７を設けた以外は、第２実施形態と同様である。図１３は、第３実施形態に係る角速度センサ素子２の構成を示す上面図である。
【００５１】
図１３に示すように、本実施形態では、固定部２１の連結部２１ａ上に金属板（補強材）２７が設けられている。この金属板２７は、固定部２１の連結部２１ａの振動ないし変形を防止する補強材としての役割を果たす。なお、伝達腕２２から固定部２１にかけて、圧電素子に接続する不図示の配線が形成されることから、配線を被覆する絶縁膜を形成した後に、金属板２７を形成することが好ましい。
【００５２】
好ましくは、第１実施形態で説明したように、駆動腕２３の振動の振幅（ａ）に対する固定部２１の連結部２１ａの振動の振幅（ｂ）の比（ｂ／ａ）が０．０１以下になるように、金属板２７の厚さ及び面積が設定される。
【００５３】
第３実施形態に係る角速度センサ素子２ｂによれば、金属板２７により、固定部２１の素子部２０との連結部２１ａが補強され、素子部２０の変形を防止することができることから、素子部２０において効率良く駆動腕２３から伝達腕２２を介して検出腕２４へ振動を伝達させることができ、この結果、検出出力を高めることができる。この金属板は圧電素子の下部電極と同時成膜可能であり、それにより角速度センサ素子のプロセスを短縮することが可能である。
【００５４】
なお、上述したとおり、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、素子部２０を構成する伝達腕２２、駆動腕２３及び検出腕２４の配置および形状に限定はなく、角速度の検出原理にも限定はない。また、駆動腕２３及び検出腕２４への圧電素子の配置や構成に限定はない。さらに、接着剤２６及び金属板２７の材料に限定はない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の角速度センサ素子は、角速度の検知が必要なあらゆる装置および機器に搭載することができ、例えば、ビデオカメラの手振れ検知や、バーチャルリアリティ装置における動作検知や、カーナビゲーションシステムにおける方向検知などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施形態に係る角度速度センサ装置の分解斜視図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１の角速度センサ素子の構成を示す上面図である。
【図４】圧電素子の配置を示すための角速度センサ素子の拡大図である。
【図５】図４のV−V線断面図である。
【図６】駆動腕２３の駆動振動を示す図である。
【図７】伝達腕２２の屈曲振動を示す図である。
【図８】検出腕２４の検出振動を示す図である。
【図９】角速度センサ素子を示す模式図である。
【図１０】変位の比と出力電圧との関係を示す図である。
【図１１】第２実施形態に係る角速度センサ素子２ａの構成を示す上面図である。
【図１２】接着剤の有無による出力を比較した結果を示す図である。
【図１３】第３実施形態に係る角速度センサ素子２ｂの構成を示す上面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…角速度センサ装置、２，２ａ，２ｂ…角速度センサ素子、３…集積回路素子、４…ケース、５…上蓋部、２０…素子部、２１…固定部、２１ａ…連結部、２２…伝達腕、２３…駆動腕、２４…検出腕、２６…接着剤、２７…金属板、３０ａ，３０ｂ…圧電素子、３１…絶縁層、３２…下部電極、３３…圧電体、３４…上部電極、４１…集積回路支持部、４２…センサ素子支持部、４３…上蓋部支持部、Ｇ…内部空間。
【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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