(57)【要約】【課題】互いに交差する２軸の各軸まわりの角速度を検出することのできる振動素子を提供することにある。【解決手段】ジャイロセンサー２は、基部４１と、基部４１を挟んでＸ軸に沿って延出された第１連結腕４４および第２連結腕４５と、基部４１を挟んでＹ軸に沿って延出された第１検出振動腕４２１および第２検出振動腕４２２と、第１連結腕４４からＹ軸に沿って延出された第１駆動振動腕４６と、第２連結腕４５からＹ軸に沿って延出された第２駆動振動腕４７とを含む。第１駆動振動腕４６および第２駆動振動腕４７の各々は、Ｚ軸方向に振動し、第１連結腕４４、前記第２連結腕４５、第１検出振動腕４２１および第２検出振動腕４２２の各々は、検出手段を備え、且つ、検出軸回りに角速度が印加されたときにＸ軸およびＹ軸を含む平面内で振動する。【選択図】図１
2013181940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差する３つの軸を第１軸、第２軸および第３軸としたとき、
基部と、
前記基部を挟んで前記第１軸に沿って延出された第１連結腕および第２連結腕と、
前記基部を挟んで前記第２軸に沿って延出された第１検出振動腕および第２検出振動腕と、
前記第１連結腕から前記第２軸に沿って延出された第１駆動振動腕と、
前記第２連結腕から前記第２軸に沿って延出された第２駆動振動腕と、を含み、
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の各々は、前記第３軸の方向に振動し、
前記第１連結腕、前記第２連結腕、前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕の各々は、歪み検出手段を備え、且つ、検出軸回りに角速度が印加されたときに前記第１軸および前記第２軸を含む平面内で振動することを特徴とするジャイロセンサー。
【請求項２】
前記第２軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕の各々は、前記第１軸の同じ方向に振動することを特徴とする請求項１に記載のジャイロセンサー。
【請求項３】
前記第１軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第１連結腕および前記第２連結腕の各々は、前記第２軸の同じ方向に振動することを特徴とする請求項１に記載のジャイロセンサー。
【請求項４】
前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕の出力信号に基づいて、前記第２軸まわりの角速度を検出し、
前記第１連結腕および前記第２連結腕の出力信号に基づいて、前記第１軸まわりの角速度を検出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のジャイロセンサー。
【請求項５】
前記第１駆動振動腕が延出する方向とは反対の方向に延出する第３駆動振動腕と、
前記第２駆動振動腕が延出する方向とは反対の方向に延出する第４駆動振動腕と、を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のジャイロセンサー。
【請求項６】
互いに交差する３つの軸を第１軸、第２軸および第３軸としたとき、
基部と、
前記基部から前記第１軸に沿って互いに反対に延びる第１連結腕および第２連結腕と、
前記第１連結腕から前記第２軸に沿って延びる第１駆動振動腕と、
前記第２連結腕から前記第２軸に沿って延びる第２駆動振動腕と、
前記基部の一端から前記第１軸および前記第２軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第１軸方向の反対側へ延びる第１検出振動腕および第２検出振動腕と、
前記基部の他端から前記第１軸および前記第２軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第１軸方向の反対側へ延びる第３検出振動腕および第４検出振動腕と、を含み、
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の各々は、前記第３軸の方向に振動し、
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の各々は、歪み検出手段を備え、且つ、検出軸回りに角速度が印加されたときに前記第１軸および前記第２軸を含む平面内で振動することを特徴とするジャイロセンサー。
【請求項７】
互いに交差する３つの軸を第１軸、第２軸および第３軸としたとき、
基部と、
前記基部の一端から前記第１軸および前記第２軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第１軸方向の反対側へ延びる第１検出振動腕および第２検出振動腕と、
前記基部の他端から前記第１軸および前記第２軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第１軸方向の反対側へ延びる第３検出振動腕および第４検出振動腕と、
前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕の間に位置し、前記基部の一端から前記第１軸に沿って延出された第１駆動振動腕と、
前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の間に位置し、前記基部の他端から前記第１軸に沿って延出された第２駆動振動腕と、を含み、
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の先端部は、前記第１軸および前記第２軸の両軸に対して傾斜した方向へ延在する少なくとも２つの枝部に分岐し、
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の各々は、前記第３軸の方向に振動し、
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の各々は、歪み検出手段を備え、且つ、検出軸回りに角速度が印加されたときに前記第１軸および前記第２軸を含む平面内で振動することを特徴とするジャイロセンサー。
【請求項８】
前記第２軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の各々は、前記第１軸の同じ方向に振動することを特徴とする請求項６または７に記載のジャイロセンサー。
【請求項９】
前記第１軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の各々は、前記第２軸の同じ方向に振動することを特徴とする請求項６または７に記載のジャイロセンサー。
【請求項１０】
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の出力信号に基づいて、前記第１軸まわりの角速度および前記第２軸まわりの角速度の少なくとも一方を検出することを特徴とする請求項６ないし９のいずれか一項に記載のジャイロセンサー。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のジャイロセンサーを備えた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、ジャイロセンサーおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、角速度を検出するための振動片として、特許文献１のジャイロセンサーが知られている。
特許文献１のジャイロセンサーは、基部と、基部から両側へＹ軸方向に延出する第１、第２検出振動腕と、基部から両側へＸ軸方向に延出する第１、第２連結腕と、第１連結腕の先端部から両側へＹ軸方向に延出する第１、第２駆動振動腕と、第２連結腕の先端部から両側へＹ軸方向に延出する第３、第４駆動振動腕とを有している。また、第１〜第４駆動振動腕には駆動電極が形成されており、第１、第２検出振動腕には、検出電極が形成されている。
【０００３】
このようなジャイロセンサーは、次のようにして角速度を検出する。まず、第１〜第４駆動振動腕を、第１、第２駆動振動腕と第３、第４駆動振動腕とがＹＺ平面に対して面対称となるように振動させる。この状態でＺ軸まわりに角速度が加わると、ジャイロセンサーにコリオリ力が作用し、第１、第２検出振動腕にＸ軸方向の検出振動が励起される。そして、この振動により生じた第１、第２検出振動腕の歪みを検出電極が検出することにより、Ｚ軸まわりの角速度を求めることができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のジャイロセンサーでは、Ｚ軸まわりの角速度の検出しか行うことができない。すなわち、Ｘ軸まわりの角速度やＹ軸まわりの角速度を検出することができない。そのため、例えば、Ｘ軸およびＹ軸の回りに発生する角速度を検出したい場合には、ジャイロセンサーを縦置きして配置する必要がありセンサーデバイスの厚みが大きくなってしまう。また複数軸について角速度を検出したい場合には、複数のジャイロセンサーを配置する必要がある。そのため、装置が大型化するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０１０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、互いに交差する２軸の各軸まわりの角速度を検出することのできるジャイロセンサーを提供すること、また、このジャイロセンサーを備える信頼性に優れた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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］
本発明のジャイロセンサーは、互いに交差する３つの軸を第１軸、第２軸および第３軸としたとき、
基部と、
前記基部を挟んで前記第１軸に沿って延出された第１連結腕および第２連結腕と、
前記基部を挟んで前記第２軸に沿って延出された第１検出振動腕および第２検出振動腕と、
前記第１連結腕から前記第２軸に沿って延出された第１駆動振動腕と、
前記第２連結腕から前記第２軸に沿って延出された第２駆動振動腕と、を含み、
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の各々は、前記第３軸の方向に振動し、
前記第１連結腕、前記第２連結腕、前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕の各々は、歪み検出手段を備え、且つ、検出軸回りに角速度が印加されたときに前記第１軸および前記第２軸を含む平面内で振動することを特徴とする。
これにより、互いに交差する２軸の各軸まわりの角速度を検出することのできるジャイロセンサーを提供することができる。
【０００８】
［適用例２］
本発明のジャイロセンサーは、前記第２軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕の各々は、前記第１軸の同じ方向に振動することを特徴とする。
これにより、第２軸まわりの角速度を検知することができる。
【０００９】
［適用例３］
本発明のジャイロセンサーは、前記第１軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第１連結腕および前記第２連結腕の各々は、前記第２軸の同じ方向に振動することを特徴とする。
これにより、第１軸まわりの角速度を検知することができる。
【００１０】
［適用例４］
本発明のジャイロセンサーは、前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕の出力信号に基づいて、前記第２軸まわりの角速度を検出し、
前記第１連結腕および前記第２連結腕の出力信号に基づいて、前記第１軸まわりの角速度を検出することを特徴とする。
これにより、第１軸まわりの角速度および第２軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検知することができる。
【００１１】
［適用例５］
本発明のジャイロセンサーは、前記第１駆動振動腕が延出する方向とは反対の方向に延出する第３駆動振動腕と、
前記第２駆動振動腕が延出する方向とは反対の方向に延出する第４駆動振動腕と、を含むことを特徴とする。
これにより、駆動振動腕の数が増え、角速度の検出精度が向上する。また、第１〜第４駆動振動腕をバランスよく振動させることができる。
【００１２】
［適用例６］
本発明のジャイロセンサーは、互いに交差する３つの軸を第１軸、第２軸および第３軸としたとき、
基部と、
前記基部から前記第１軸に沿って互いに反対に延びる第１連結腕および第２連結腕と、
前記第１連結腕から前記第２軸に沿って延びる第１駆動振動腕と、
前記第２連結腕から前記第２軸に沿って延びる第２駆動振動腕と、
前記基部の一端から前記第１軸および前記第２軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第１軸方向の反対側へ延びる第１検出振動腕および第２検出振動腕と、
前記基部の他端から前記第１軸および前記第２軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第１軸方向の反対側へ延びる第３検出振動腕および第４検出振動腕と、を含み、
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の各々は、前記第３軸の方向に振動し、
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の各々は、歪み検出手段を備え、且つ、検出軸回りに角速度が印加されたときに前記第１軸および前記第２軸を含む平面内で振動することを特徴とする。
これにより、互いに交差する２軸の各軸まわりの角速度を検出することのできるジャイロセンサーを提供することができる。
【００１３】
［適用例７］
本発明のジャイロセンサーは、互いに交差する３つの軸を第１軸、第２軸および第３軸としたとき、
基部と、
前記基部の一端から前記第１軸および前記第２軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第１軸方向の反対側へ延びる第１検出振動腕および第２検出振動腕と、
前記基部の他端から前記第１軸および前記第２軸の両方に交差する方向へ、かつ互いに第１軸方向の反対側へ延びる第３検出振動腕および第４検出振動腕と、
前記第１検出振動腕および前記第２検出振動腕の間に位置し、前記基部の一端から前記第１軸に沿って延出された第１駆動振動腕と、
前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の間に位置し、前記基部の他端から前記第１軸に沿って延出された第２駆動振動腕と、を含み、
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の先端部は、前記第１軸および前記第２軸の両軸に対して傾斜した方向へ延在する少なくとも２つの枝部に分岐し、
前記第１駆動振動腕および前記第２駆動振動腕の各々は、前記第３軸の方向に振動し、
前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の各々は、歪み検出手段を備え、且つ、検出軸回りに角速度が印加されたときに前記第１軸および前記第２軸を含む平面内で振動することを特徴とする。
これにより、互いに交差する２軸の各軸まわりの角速度を検出することのできるジャイロセンサーを提供することができる。
【００１４】
［適用例８］
本発明のジャイロセンサーは、前記第２軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の各々は、前記第１軸の同じ方向に振動することを特徴とする。
これにより、第２軸まわりの角速度を検知することができる。
【００１５】
［適用例９］
本発明のジャイロセンサーでは、前記第１軸の回りに角速度が印加されたとき、前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の各々は、前記第２軸の同じ方向に振動することを特徴とすることが好ましい。
これにより、第１軸まわりの角速度を検知することができる。
【００１６】
［適用例１０］
本発明のジャイロセンサーは、前記第１検出振動腕、前記第２検出振動腕、前記第３検出振動腕および前記第４検出振動腕の出力信号に基づいて、前記第１軸まわりの角速度および前記第２軸まわりの角速度の少なくとも一方を検出することを特徴とする。
これにより、第１軸まわりの角速度および第２軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検知することができる。
［適用例１１］
本発明の電子機器は、本発明のジャイロセンサーを備えたことを特徴とする。
これにより、信頼性に優れる電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のジャイロセンサー第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図１中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】図１に示すジャイロセンサーの駆動を説明する断面図である。
【図５】Ｙ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。
【図６】Ｘ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかるジャイロセンサーの平面図である。
【図８】図７中のＤ−Ｄ線断面図およびＥ−Ｅ線断面図である。
【図９】Ｙ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。
【図１０】Ｘ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態にかかるジャイロセンサーの平面図である。
【図１２】図１１中のＦ−Ｆ線断面図、Ｇ−Ｇ線断面図、Ｈ−Ｈ線断面図およびＩ−Ｉ線断面図である。
【図１３】本発明のジャイロセンサーを備える電子機器（ノート型パーソナルコンピュータ）である。
【図１４】本発明のジャイロセンサーを備える電子機器（携帯電話機）である。
【図１５】本発明のジャイロセンサーを備える電子機器（ディジタルスチルカメラ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明のジャイロセンサーおよび電子機器を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のジャイロセンサー第１実施形態を示す平面図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図、図３は、図１中のＣ−Ｃ線断面図、図４は、図１に示すジャイロセンサーの駆動を説明する断面図、図５は、Ｙ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図、図６は、Ｘ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。
【００１９】
なお、以下では、図１に示すように、互いに直交する３軸を、Ｘ軸（第１軸）、Ｙ軸（第２軸）およびＺ軸（第３軸）とする。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」とも言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」とも言い、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」と言もう。また、Ｘ軸およびＹ軸で規定される平面を「ＸＹ平面」とも言い、Ｙ軸およびＺ軸で規定される平面を「ＹＺ平面」とも言い、Ｚ軸およびＸ軸で規定される平面を「ＸＺ平面」とも言う。
【００２０】
図１に示すジャイロセンサー２は、Ｘ軸まわりの角速度ωｘと、Ｙ軸まわりの角速度ωｙとを検出することのできるジャイロセンサーである。ジャイロセンサー２は、振動片３と、振動片３に形成された複数の電極とで構成されている。
振動片３は、圧電体材料で構成されている。圧電体材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。特に、振動片３を構成する圧電体材料としては、水晶が好ましい。水晶で振動片３を構成すると、振動片３の振動特性（特に周波数温度特性）を優れたものとすることができる。また、エッチングにより高い寸法精度で振動片３を形成することができる。
【００２１】
このような振動片３は、ＸＹ平面に広がりを有し、Ｚ軸方向に厚みを有している。また、振動片３は、基部４１と、第１、第２検出振動腕４２１、４２２と、第１、第２連結腕４４、４５と、第１、第２、第３、第４駆動振動腕４６、４７、４８、４９とを有している。
【００２２】
基部４１は、振動片３の中央部に位置している。また、第１検出振動腕４２１および第２検出振動腕４２２は、それぞれ、基部４１からＹ軸方向に互いに反対に延出している。また、第１連結腕４４および第２連結腕４５は、基部４１からＸ軸方向に互いに反対に延出している。また、第１駆動振動腕４６および第３駆動振動腕４８は、第１連結腕４４の先端部からＹ軸方向に互いに反対に延出している。また、第２、第４駆動振動腕４７、４９は、第２連結腕４５の先端部からＹ軸方向に互いに反対に延出している。
【００２３】
なお、図示の構成では、第１連結腕４４および第２連結腕４５の幅は、基部４１の幅よりも狭くなっているが、基部４１と同じ幅で形成して一体にしてもよい。また、第１、第３駆動振動腕４６、４８は、第１連結腕４４の延在方向の途中から延出してもよく、同様に、第２、第４駆動振動腕４７、４９は、第２連結腕４５の延在方向の途中から延出してもよい。
【００２４】
第１、第２検出振動腕４２１、４２２は、重心（中心）Ｇと交わるＸＺ平面に関して対称に設けられている。また、これら第１、第２検出振動腕４２１、４２２は、略矩形の横断面形状をなしている。
また、第１、第２、第３、第４駆動振動腕４６、４７、４８、４９および第１、第２、検出振動腕４２１、４２２の振動腕の先端部を根元部よりも幅広または厚肉（所謂ハンマーヘッド形状）にしても良い。このように振動腕の先端をハンマーヘッド形状にすることにより、駆動変位または検出変位を大きくすることができる。
【００２５】
また、図２に示すように、第１検出振動腕４２１の上面および下面に第１検出信号電極（電極）７１０ａが形成されており、第２検出振動腕４２２の上面および下面に第２検出信号電極（電極）７１０ｂが形成されている。
また、第１検出振動腕４２１の両側面に第１検出接地電極（電極）７２０ａが形成されており、第２検出振動腕４２２の両側面に第２検出接地電極（電極）７２０ｂが形成されている。このような第１、第２検出接地電極７２０ａ、７２０ｂは、第１、第２検出信号電極７１０ａ、７１０ｂに対してグランドとなる電位を有する。
【００２６】
なお、図示の構成では、第１検出振動腕４２１および第２検出振動腕４２２の断面形状が矩形であるが、第１、第２検出振動腕４２１、４２２の上面および下面の少なくとも一方の面に溝を設けても良い。その場合、溝の内壁に沿うように第１検出信号電極７１０ａ（第２検出信号電極７１０ｂ）を形成するのが望ましい。このような形態とすることにより、第１検出信号電極７１０ａ（第２検出信号電極７１０ｂ）と側面に形成された第１検出接地電極７２０ａ（第２検出接地電極７２０ｂ）との間隔が狭くなり、電界効率が良くなって、少ない歪量で大きな電荷量を電極間で発生させることができ、高感度化に寄与する。
【００２７】
このような配置で第１、第２検出信号電極７１０ａ、７１０ｂおよび第１、第２検出接地電極７２０ａ、７２０ｂを形成することにより、第１検出振動腕４２１に生じた検出振動は、第１検出信号電極７１０ａと第１検出接地電極７２０ａとの間の電荷として現れ、その電荷を信号（出力信号）として取り出すことができ、第２検出振動腕４２２に生じた検出振動は、第２検出信号電極７１０ｂと第２検出接地電極７２０ｂとの間の電荷として現れ、その電荷を信号として取り出すことができる。すなわち、第１検出信号電極７１０ａおよび第１検出接地電極７２０ａは、第１検出振動腕４２１の歪みを検知する検知手段を構成し、第２検出信号電極７１０ｂおよび第１検出接地電極７２０ｂは、第２検出振動腕４２２の歪みを検知する検知手段を構成する。
【００２８】
第１、第２連結腕４４、４５は、重心（中心）Ｇと交わるＹＺ平面に関して対称に設けられている。また、これら第１、第２連結腕４４、４５は、略矩形の横断面形状をなしている。
図３に示すように、第１連結腕４４の上面には、Ｙ軸方向に離間して設けられた２つの圧電体素子（検出手段）５５、５６が設けられている。圧電体出素子５５、５６は、Ｘ軸方向に延在しており、また、ＸＹ平面にて、第１連結腕４４の軸４４ａに対して対称的に設けられている。
【００２９】
圧電体素子５５は、第１連結腕４４の上面側から、第１電極層５５１、圧電体層５５２および第２電極層５５３が積層した積層体にて構成されている。また、圧電体素子５６は、第１連結腕４４の上面側から、第１電極層５６１、圧電体層５６２および第２電極層５６３が積層した積層体にて構成されている。
第１電極層５５１、５６１および第２電極層５５３、５５３は、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電材料により形成することができる。
【００３０】
圧電体層５５２、５６２の構成材料としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等が挙げられるが、ＡＩＮ、ＺｎＯを用いるのが好ましい。
【００３１】
このような圧電体素子５５では、圧電体層５５２の歪みが第１電極層５５１と第２電極層５５３との間の電荷として現れ、第１電極層５５１と第２電極層５５３とから信号として取り出すことができる。同様に、圧電体素子５６では、圧電体層５６２の歪みが第１電極層５６１と第２電極層５６３との間の電荷として現れ、第１電極層５６１と第２電極層５６３とから信号として取り出すことができる。
【００３２】
ここで、第１連結腕４４がＹ軸方向に湾曲変形すると、その変形に応じて圧電体素子５５（圧電体層５５２）が収縮するとともに、圧電体素子５６（圧電体層５６２）が伸長した状態、または、圧電体素子５５（圧電体層５５２）が伸長するとともに、圧電体素子５６（圧電体層５６２）が収縮した状態となり、発生した歪みに応じた電気的信号を得ることができる。
【００３３】
同様に、第２連結腕４５の上面には、Ｙ軸方向に離間して設けられた２つの圧電体素子（歪み検出素子）５７、５８が設けられている。圧電体出素子５７、５８は、ｘｙ平面にて、第２連結腕４５の軸に対して対称的に設けられている。圧電素子５７、５８は、重心Ｇを通るｙｚ平面に関して圧電素子５５、５６と対照的に形成されている。なお、圧電体素子５７、５８の構成および機能は、前述した圧電素子５５、５６と同様であるため、その説明を省略する。
【００３４】
第１駆動振動腕４６および第３駆動振動腕４８は、第１連結腕４４の先端部から互いに反対に延出している。また、第２駆動振動腕４７および第４駆動振動腕４９は、第２連結腕４５の先端部から互いに反対に延出している。第１、第３駆動振動腕４６、４８および第２、第４駆動振動腕４７、４９は、重心Ｇを通るＹＺ平面に関して対称的に形成されている。また、第１、第２駆動振動腕４６、４７および第３、第４駆動振動腕４８、４９は、重心Ｇを通るＸＺ平面に関して対称的に形成されている。これら第１〜第４駆動振動腕４６〜４９は、それぞれ、略矩形の横断面形状をなしている。
【００３５】
第１駆動振動腕４６には、一対の駆動信号電極７３０と一対の駆動接地電極７４０とが形成されている。具体的には、駆動信号電極７３０の一方は、側面４６１の上面側に形成されており、他方は、側面４６２の下面側に形成されている。また、駆動接地電極７４０の一方は、側面４６１の下面側であって、側面４６２に形成された駆動信号電極７３０と対向するように形成され、他方は、側面４６２の上面側であって、側面４６１に形成された駆動信号電極７３０と対向するように形成されている。
【００３６】
同様に、第３駆動振動腕４８にも、一対の駆動信号電極７３０と一対の駆動接地電極７４０とが形成されている。具体的には、駆動信号電極７３０の一方は、側面４８１の上面側に形成されており、他方は、側面４８２の下面側に形成されている。また、駆動接地電極７４０の一方は、側面４８１の下面側であって、側面４８２に形成された駆動信号電極７３０と対向するように形成され、他方は、側面４８２の上面側であって、側面４８１に形成された駆動信号電極７３０と対向するように形成されている。
【００３７】
同様に、第２駆動振動腕４７にも、一対の駆動信号電極７３０と一対の駆動接地電極７４０とが形成されている。具体的には、駆動信号電極７３０の一方は、側面４７２の上面側に形成されており、他方は、側面４７１の下面側に形成されている。また、駆動接地電極７４０の一方は、側面４７２の下面側であって、側面４７１に形成された駆動信号電極７３０と対向するように形成され、他方は、側面４７１の上面側であって、側面４７２に形成された駆動信号電極７３０と対向するように形成されている。
【００３８】
同様に、第４駆動振動腕４９にも、一対の駆動信号電極７３０と一対の駆動接地電極７４０とが形成されている。具体的には、駆動信号電極７３０の一方は、側面４９２の上面側に形成されており、他方は、側面４９１の下面側に形成されている。また、駆動接地電極７４０の一方は、側面４９２の下面側であって、側面４９１に形成された駆動信号電極７３０と対向するように形成され、他方は、側面４９１の上面側であって、側面４９２に形成された駆動信号電極７３０と対向するように形成されている。
【００３９】
このような配置で駆動信号電極７３０および駆動接地電極７４０を形成すると、駆動信号電極７３０と駆動接地電極７４０との間に駆動信号を印加することによって、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９をそれぞれＺ軸方向へ、かつ、同じ側へ屈曲振動させることができる。
以上、ジャイロセンサー２の構成について説明した。ジャイロセンサー２は、次のようにしてＸ軸まわりの角速度ωｘおよびＹ軸まわりの角速度ωｙを検出する。以下、図４ないし図６に基づいて説明するが、説明の便宜上、図４では、各種電極および圧電体素子の図示を省略している。また、図４（ａ）は、図１中のＡ−Ａ線断面図に相当する断面図であり、（ｂ）は、図１中のＢ−Ｂ線断面図に相当する断面図である。
【００４０】
角速度が加わらない状態において、駆動信号電極７３０および駆動接地電極７４０間に交番電圧を印加すると、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９は、それぞれ、Ｚ軸方向にかつ互いに同じ側へ屈曲振動する。この際、第１、第２検出振動腕４２１、４２２は、それぞれ、図４に示すように、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９とのバランスを取るように、Ｚ軸方向にかつ第１〜第４駆動振動腕４６〜４９と逆向きに屈曲振動する。このような第１、第２検出振動腕４２１、４２２の振動によって、Ｚ軸方向の振動が相殺されるため、振動漏れを防止または抑制することができる。
【００４１】
この状態で、ジャイロセンサー２にＹ軸まわりの角速度ωｙが加わると、図５に示すように、コリオリ力Ａが作用し、このコリオリ力Ａを駆動力として、矢印Ｂで示す振動（Ｙ軸回り角速度検出振動モード）が励起される。このとき、第１、第２検出振動腕４２１、４２２に生じる変形は、Ｘ軸に関して同じ方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±１０％以内の周波数であることが好ましい。
【００４２】
なお、この第１、第２検出振動腕４２１、４２２の振動方向に関しては、第１、第２検出振動腕４２１、４２２がＸ軸に関して同方向に振動していると言い換えることができる。これは、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９がコリオリ力の作用によって図５のように振動し、なおかつ、第１、第２検出振動腕４２１、４２２は、基部４１を挟んで上側と下側にそれぞれ延出しているため、第１検出振動腕４２１は、第１、第２駆動振動腕４６、４７に対応した変形をし、第２検出振動腕４２２は、第３、第４駆動振動腕４８、４９に対応した変形をするためである。
【００４３】
このような検出振動モードにより発生した第１検出振動腕４２１の歪みを第１検出信号電極７１０ａおよび第１検出接地電極７２０ａから信号として取り出すとともに、第２検出振動腕４２２の歪みを第２検出信号電極７１０ｂおよび第２検出接地電極７２０ｂから信号として取り出し、これら２つの信号に基づいて、Ｙ軸まわりの角速度ωｙが求められる。
特に、第１、第２検出振動腕４２１、４２２がＹ軸に沿って延在しているため、角速度ωｙが加わった際に、より効率的に（大きく）Ｘ軸方向に振動する。そのため、前記信号の強度が大きくなり、より正確に角速度ωｙを検出することができる。
【００４４】
一方、ジャイロセンサー２にＸ軸まわりの角速度ωｘが加わると、図６に示すように、コリオリ力Ａが作用し、このコリオリ力Ａを駆動力として、矢印Ｂで示す振動（Ｘ軸回り角速度検出振動モード）が励起される。このとき、第１、第２連結腕４４、４５に生じる変形は、Ｙ軸に関して同じ方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±１０％以内の周波数であることが好ましい。
【００４５】
なお、この第１、第２連結腕４４、４５の振動方向に関しては、第１、第２連結腕４４、４５がＹ軸に関して同方向に振動していると言い換えることができる。これは、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９がコリオリ力の作用によって図６のように振動し、なおかつ、第１、第２連結腕４４、４５は、基部４１を挟んで左側と右側にそれぞれ延出しているため、第１連結腕４４は、第１、第３駆動振動腕４６、４８に対応した変形をし、第２連結腕４５は、第２、第４駆動振動腕４７、４９に対応した変形をするためである。
【００４６】
このような検出振動モードにより発生した第１連結腕４４の歪みを一対の圧電体素子５５、５６から信号として取り出すとともに、第２連結腕４５の歪みを一対の圧電体素子５７、５８から信号として取り出し、これら４つの信号に基づいて、Ｘ軸まわりの角速度ωｘが求められる。
【００４７】
特に、第１、第２連結腕４４、４５がＸ軸に沿って延在しているため、角速度ωｘが加わった際に、より効率的に（大きく）Ｙ軸方向に振動する。そのため、前記信号の強度が大きくなり、より正確に角速度ωｘを検出することができる。
なお、ジャイロセンサー２に、Ｘ軸およびＹ軸の両軸に対して傾斜した軸まわりの角速度ωｘｙが加わったときには、前述した角速度ωｙが加わったときの振動モードと、角速度ωｘが加わったときの振動モードとが同時に発生する。このようなときでも、第１、第２検出振動腕４１２、４２２の歪みから角速度ωｙを、第１、第２連結腕４４、４５の歪みから角速度ωｘを、それぞれ、独立して検出することができる。
【００４８】
また、第１、第２検出振動腕４２１、４２２は、Ｙ軸方向に延在しているため、角速度ωｘによって新たな振動が励起されることが実質的に無く、同様に、第１、第２連結部４４、４５は、ｘ軸方向に延在しているため、角速度ωｙによって新たな振動が励起されることが実質的にない。そのため、Ｘ軸およびＹ軸の両軸に対して傾斜した軸まわりの角速度ωｘｙが加わっても、角速度ωｘ、ωｙが合成されることなく、第１、第２検出振動腕４２１、４２２から角速度ωｙを、第１、第２連結腕４４、４５から角速度ωｘを、それぞれ独立して検出することができる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明のジャイロセンサーの第２実施形態について説明する。
図７は、本発明の第２実施形態にかかるジャイロセンサーの平面図、図８は、図７中のＤ−Ｄ線断面図およびＥ−Ｅ線断面図、図９は、Ｙ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図、図１０は、Ｘ軸まわりの角速度が加わった際のジャイロセンサーの振動を示す平面図である。
【００５０】
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。
本発明の第２実施形態にかかるジャイロセンサーでは、その検出振動系の構成が異なる以外は、第１実施形態とほぼ同様である。なお、図７〜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。
【００５１】
図７に示すように、本実施形態のジャイロセンサー２Ａの検出振動系は、４つの検出振動腕、すなわち第１、第２、第３、第４検出振動腕４２１Ａ、４２２Ａ、４２３Ａ、４２４Ａを有している。
第１、第２検出振動腕４２１Ａ、４２２Ａと第３、第４検出振動腕４２３Ａ、４２４Ａは、基部４１からＹ軸方向に互いに反対に延出している。
【００５２】
第１検出振動腕４２１Ａおよび第２検出振動腕４２２Ａは、それぞれ、基部４１の一端（図７中の上側の端）からＹ軸方向の一方側に延出している。また、第１検出振動腕４２１Ａおよび第２検出振動腕４２２Ａは、それぞれ、Ｘ軸およびＹ軸の両軸に傾斜する方向に延在しており、互いの離間距離が先端側に向けて漸増している（すなわち、互いにＸ軸方向反対側に向けて延出している）。また、第１検出振動腕４２１Ａおよび第２検出振動腕４２２Ａは、振動片３の重心（中心）Ｇを通るＹＺ平面に関して対称的に形成されている。
【００５３】
同様に、第３検出振動腕４２３Ａおよび第４検出振動腕４２４Ａは、それぞれ、基部４１の他端からＹ軸方向の他方側に延出している。また、第３検出振動腕４２３Ａおよび第４検出振動腕４２４Ａは、それぞれ、Ｘ軸およびＹ軸の両軸に傾斜する方向に延在しており、互いの離間距離が先端側に向けて漸増している。（すなわち、互いにＸ軸方向反対側に向けて延出している）。また、第３検出振動腕４２３Ａおよび第４検出振動腕４２４Ａは、重心Ｇを通るＹＺ平面に関して対称的に形成されている。
【００５４】
また、第１、第２検出振動腕４２１Ａ、４２２Ａと第３、第４検出振動腕４２３Ａ、４２４Ａは、重心Ｇを通るＸＺ平面に関して対称的に形成されており、第１、第３検出振動腕４２１Ａ、４２３Ａと第２、第４検出振動腕４２２Ａ、４２４Ａは、重心Ｇを通るＹＺ平面に関して対称的に形成されている。これら第１〜第４検出振動腕４２１Ａ〜４２４Ａは、それぞれ、略矩形の横断面形状をなしている。
【００５５】
ここで、振動片３を水晶で構成した場合、第１〜第４検出振動腕４２１Ａ〜４２２Ａの延在方向は、水晶の分極方向と直交する方向に一致するのが好ましい。これにより、優れた検出精度を発揮することができる。
図８に示すように、第１検出振動腕４２１Ａの上面および下面には第１検出信号電極７１０ａが形成されている。これと同様に、第２検出振動腕４２２Ａの上面および下面には第２検出信号電極７１０ｂが形成されており、第３検出振動腕４２３Ａの上面および下面には第３検出信号電極７１０ｃが形成されており、第４検出振動腕４２４Ａの上面および下面には第４検出信号電極７１０ｄが形成されている。
【００５６】
また、第１検出振動腕４２１Ａの両側面には第１検出接地電極７２０ａが形成されている。これと同様に、第２検出振動腕４２２Ａの両側面には第２検出接地電極７２０ｂが形成されており、第３検出振動腕４２３Ａの両側面には第３検出接地電極７２０ｃが形成されており、第４検出振動腕４２４Ａの両側面には第４検出接地電極７２０ｄが形成されている。
このようなジャイロセンサー２Ａは、次のようにしてＸ軸まわりの角速度ωｘおよびＹ軸まわりの角速度ωｙを検出する。
【００５７】
角速度が加わらない状態において、駆動信号電極７３０および駆動接地電極７４０間に交番電圧を印加すると、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９は、それぞれ、Ｚ軸方向にかつ互いに同じ側へ屈曲振動する。この際、第１〜第４検出振動腕４２１Ａ〜４２４Ａは、それぞれ、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９とのバランスを取るように、Ｚ軸方向にかつ第１〜第４駆動振動腕４６〜４９と逆向きに屈曲振動する。
【００５８】
この状態で、ジャイロセンサー２ＡにＹ軸まわりの角速度ωｙが加わると、図９に示すように、コリオリ力Ａが作用し、このコリオリ力Ａを駆動力して矢印Ｂで示す振動（Ｙ軸回り角速度検出振動モード）が励振される。この時、第１〜第４検出振動腕４２１Ａ〜４２４Ａに生じる変形は、Ｘ軸に関して同方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±１０％以内の周波数であることが好ましい。
【００５９】
なお、この第１〜第４検出振動腕４２１Ａ〜４２４Ａの振動方向に関しては、第１〜第４検出振動腕４２１Ａ〜４２４ＡがＸ軸に関して同方向に振動し、第１、第２検出振動腕４２１Ａ、４２２Ａと、第３、第４検出振動腕４２３Ａ、４２４Ａは、Ｙ軸方向に関して逆方向に振動していると言い換えることができる。これは、第１〜第４駆動振動腕４６〜４９にＸ軸に関して同方向のコリオリ力が働くためＸ軸方向に関しては同方向に振動するが、第１、第２検出振動腕４２１Ａ、４２２Ａと、第３、第４検出振動腕４２３Ａ、４２４Ａは、Ｙ軸に関して基部を挟んで逆方向に延出しているため、Ｙ軸方向に関しては逆方向に振動するためである。
【００６０】
また、ジャイロセンサー２ＡにＸ軸まわりの角速度ωｘが加わると、図１０に示すように、コリオリ力Ａが作用し、このコリオリ力Ａを駆動力して矢印Ｂで示す振動（Ｘ軸回り角速度検出振動モード）が励振される。この時、第１〜第４検出振動腕４２１Ａ〜４２４Ａに生じる変形は、Ｙ軸に関して同方向である。また、この検出振動モードは、駆動周波数の±１０％以内の周波数であることが好ましい。
【００６１】
なお、この第１〜第４検出振動腕４２１Ａ〜４２４Ａの振動方向に関しては、第１〜第４検出振動腕４２１Ａ〜４２４ＡがＹ軸に関して同方向に振動し、第１、第２検出振動腕４２１Ａ、４２２Ａと第３、第４検出振動腕４２３Ａ、４２４Ａは、Ｘ軸方向に関して逆方向に振動していると言い換えることができる。これは第１〜第４検出振動腕４２１Ａ〜４２４ＡにＹ軸に関して同方向のコリオリ力が働くためＹ軸方向に関しては同方向に振動するが、第１、第２検出振動腕４２１Ａ、４２２Ａと第３、第４検出振動腕４２３Ａ、４２４Ａは、Ｘ軸に関して基部を挟んで逆方向に延出しているため、Ｘ軸方向に関しては逆方向に振動するためである。
【００６２】
ジャイロセンサー２Ａでは、前述のＸ軸まわりの角速度ωｘが加わったときと、Ｙ軸まわりの角速度ωｙが加わったときとの第１〜第４検出振動腕４２１Ａ〜４２４Ａの振動方向の異なりを利用して、角速度ωｘおよび角速度ωｙをそれぞれ独立して検出することができる。
具体的に説明すると、角速度ωｙが加わったときに、第１検出信号電極７１０ａと第１検出接地電極７２０ａとから取り出される信号Ｖ１は、角速度ωｙに起因した信号＋Ｖｙであり、第２検出信号電極７１０ｂと第２検出接地電極７２０ｂとから取り出される信号Ｖ２は、角速度ωｙに起因した信号＋Ｖｙであり、第３検出信号電極７１０ｃと第３検出接地電極７２０ｃとから取り出される信号Ｖ３は、角速度ωｙに起因した信号＋Ｖｙであり、第４検出信号電極７１０ｄと第４検出接地電極７２０ｄとから取り出される信号Ｖ４は、角速度ωｙに起因した信号＋Ｖｙである。すなわち、Ｖ１＝＋Ｖｙ、Ｖ２＝＋Ｖｙ、Ｖ３＝＋Ｖｙ、Ｖ４＝＋Ｖｙとなるように歪み検出手段を設ける。
【００６３】
また、角速度ωｘが加わったときに、第１検出信号電極７１０ａと第１検出接地電極７２０ａとから取り出される信号Ｖ１は、角速度ωｘに起因した信号＋Ｖｘであり、第２検出信号電極７１０ｂと第２検出接地電極７２０ｂとから取り出される信号Ｖ２は、角速度ωｘに起因した信号−Ｖｘであり、第３検出信号電極７１０ｃと第３検出接地電極７２０ｃとから取り出される信号Ｖ３は、角速度ωｘに起因した信号−Ｖｘであり、第４検出信号電極７１０ｄと第４検出接地電極７２０ｄとから取り出される信号Ｖ４は、角速度ωｘに起因した信号＋Ｖｘである。すなわち、Ｖ１＝＋Ｖｘ、Ｖ２＝−Ｖｘ、Ｖ３＝−Ｖｘ、Ｖ４＝＋Ｖｘである。なお、この時の信号Ｖ１〜Ｖ４の間で符号が異なるのは、前述したように、歪み検出手段がＹ軸回りの角速度に対し同符号の信号を生じるように構成されているためである。
【００６４】
そのため、ジャイロセンサー２Ａに、Ｘ軸およびＹ軸の両軸に対して傾斜した軸まわりの角速度ωｘｙが加わったときに、第１検出信号電極７１０ａと第１検出接地電極７２０ａとから取り出される信号Ｖ１は、前述した各軸まわりの角速度が加わったときに取り出される信号の合成であり、すなわち、（＋Ｖｘ）＋（＋Ｖｙ）である。同様に、第２検出信号電極７１０ｂと第２検出接地電極７２０ｂとから取り出される信号Ｖ２は、（−Ｖｘ）＋（＋Ｖｙ）であり、第３検出信号電極７１０ｃと第３検出接地電極７２０ｃとから取り出される信号Ｖ３は、（−Ｖｘ）＋（＋Ｖｙ）であり、第４検出信号電極７１０ｄと第４検出接地電極７２０ｄとから取り出される信号Ｖ４は、（＋Ｖｘ）＋（＋Ｖｙ）である。すなわち、信号Ｖ１〜Ｖ４は、以下の式で表すことができる。
Ｖ１＝Ｖｘ＋Ｖｙ・・・・（１）
Ｖ２＝−Ｖｘ＋Ｖｙ・・・・（２）
Ｖ３＝−Ｖｘ＋Ｖｙ・・・・（３）
Ｖ４＝Ｖｘ＋Ｖｙ・・・・（４）
【００６５】
このようにして得られた信号Ｖ１〜Ｖ４（式（１）〜式（４））から選択した複数の式を互いに加減算する（加算または減算する）ことにより、角速度ωｘｙから、Ｘ軸まわりの角速度ωｘと、Ｙ軸まわりの角速度ωｙとを分離することができ、角速度ωｘおよび角速度ωｙをそれぞれ独立して検出することができる。
具体的には、例えば、Ｖ１−Ｖ２＝２Ｖｘとなり、角速度ωｘｙから角速度ωｙに起因する信号Ｖｙを排除することができる。これにより、Ｘ軸まわりの角速度ωｘが分離されるとともに、角速度ωｘが求まる。同様に、Ｖ４−Ｖ３＝２Ｖｘとなり、この式からも角速度ωｘが求まる。角速度ωｘを検出するには、上記２つの式のうちのいずれか一方を用いればよいが、両者を用いて角速度ωｘを求めることにより、より精度よく角速度ωｘを求めることができる。また、ジャイロセンサー２Ａが正常に機能している場合には、（Ｖ１−Ｖ２）の値と（Ｖ４−Ｖ３）の値とが等しい。そのため、（Ｖ１−Ｖ２）の値と（Ｖ４−Ｖ３）の値とが許容範囲以上異なる場合には、ジャイロセンサー２Ａの破損、故障等を疑うことができ、信頼性が向上する。また、これらの値の差を出荷前の品質検査等に用いることもできる。
【００６６】
同様に、例えば、Ｖ１＋Ｖ２＝２Ｖｙとなり、角速度ωｘｙから角速度ωｘに起因する信号Ｖｘを排除することができる。これにより、Ｙ軸まわりの角速度ωｙが分離されるとともに、角速度ωｙが求まる。同様に、Ｖ４＋Ｖ３＝２Ｖｙとなり、この式からも角速度ωｙが求まる。角速度ωｙを検出するには、上記２つの式のうちのいずれか一方を用いればよいが、両者を用いて角速度ωｙを求めることにより、より精度よく角速度ωｙを求めることができる。
このようなジャイロセンサー２Ａによれば、簡単に、Ｘ軸まわりの角速度ωｘおよびＹ軸まわりの角速度ωｙをそれぞれ独立して検出することができる。
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。
【００６７】
＜第３実施形態＞
次に、本発明のジャイロセンサーの第３実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第３実施形態にかかるジャイロセンサーの平面図、図１２は、図１１中のＦ−Ｆ線断面図、Ｇ−Ｇ線断面図、Ｈ−Ｈ線断面図およびＩ−Ｉ線断面図である。
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。
【００６８】
本発明の第３実施形態にかかるジャイロセンサーでは、駆動振動系の構成が異なる以外は、第２実施形態とほぼ同様である。なお、図１１および図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。
図１１に示すように、本実施形態のジャイロセンサー２Ｂは、２つの駆動振動腕、すなわち第１駆動振動腕４６Ｂおよび第２駆動振動腕４７Ｂを有している。
【００６９】
第１駆動振動腕４６Ｂおよび第２駆動振動腕４７Ｂは、基部４１からＹ軸方向に互いに反対に延出している。また、第１駆動振動腕４６Ｂは、第１検出振動腕４２１Ａと第２検出振動腕４２２Ａとの間に位置し、第２駆動振動腕４７Ｂは、第３検出振動腕４２３Ａと第４検出振動腕４２４Ａとの間に位置している。このような第１、第２駆動振動腕４６Ｂ、４７Ｂは、重心Ｇを通るＸＺ平面に対して対称的に設けられている。
【００７０】
第１駆動振動腕４６Ｂは、基部４１から延出しＹ軸方向に延在する本体４６１Ｂと、本体４６１Ｂの先端から分岐した２つの枝部４６２Ｂ、４６３Ｂとを有している。各枝部４６２Ｂ、４６３Ｂは、Ｘ軸およびＹ軸の両軸に対して傾斜した方向に延在している。振動片３がＺカット水晶板で構成されている場合には、本体４６１Ｂと各枝部４６２Ｂ、４６３Ｂは全て分極方向と直交する方向に延出している。
【００７１】
これと同様に、第２駆動振動腕４７Ｂは、基部４１から延出しＹ軸方向に延在する本体４７１Ｂと、本体４７１Ｂの先端から分岐した２つの枝部４７２Ｂ、４７３Ｂとを有している。各枝部４７２Ｂ、４７３Ｂは、Ｘ軸およびＹ軸の両軸に対して傾斜した方向に延在している。振動片３がＺカット水晶板で構成されている場合には、本体４７１Ｂと各枝部４７２Ｂ、４７３Ｂは全て分極方向と直交する方向に延出している。
【００７２】
第１、第２駆動振動腕４６Ｂ、４７Ｂを上記のような構成とすることにより、ジャイロセンサー２Ｂの大型化を抑えつつ、第１、第２駆動振動腕４６Ｂ、４７Ｂの全長（本体および各枝部の長さの合計）をより長くすることができ、ＣＩ値を低下させることができる。
図１２に示すように、このような第１駆動振動腕４６Ｂには、複数の駆動信号電極７３０および複数の駆動接地電極７４０が形成されている。具体的には、駆動信号電極７３０は、本体４６１Ｂの側面４６１Ｂａの上面側、本体４６１Ｂの側面４６１Ｂｂの下面側、枝部４６２Ｂの側面４６２Ｂａの下面側、枝部４６２Ｂの側面４６２Ｂｂの上面側、枝部４６３Ｂの側面４６２Ｂａの下面側、および、枝部４６３Ｂの側面４６３Ｂｂの上面側に形成されている。また、駆動接地電極７４０は、本体４６１Ｂの側面４６１Ｂａの下面側、本体４６１Ｂの側面４６１Ｂｂの上面側、枝部４６２Ｂの側面４６２Ｂａの上面側、枝部４６２Ｂの側面４６２Ｂｂの下面側、枝部４６３Ｂの側面４６２Ｂａの上面側、および、枝部４６３Ｂの側面４６３Ｂｂの下面側に形成されている。
【００７３】
同様に、第２駆動振動腕４７Ｂにも、複数の駆動信号電極７３０および複数の駆動接地電極７４０が形成されている。具体的には、駆動信号電極７３０は、本体４７１Ｂの側面４７１Ｂａの上面側、本体４７１Ｂの側面４７１Ｂｂの下面側、枝部４７２Ｂの側面４７２Ｂａの下面側、枝部４７２Ｂの側面４７２Ｂｂの上面側、枝部４７３Ｂの側面４７２Ｂａの下面側、および、枝部４７３Ｂの側面４７３Ｂｂの上面側に形成されている。また、駆動接地電極７４０は、本体４７１Ｂの側面４７１Ｂａの下面側、本体４７１Ｂの側面４７１Ｂｂの上面側、枝部４７２Ｂの側面４７２Ｂａの上面側、枝部４７２Ｂの側面４７２Ｂｂの下面側、枝部４７３Ｂの側面４７２Ｂａの上面側、および、枝部４７３Ｂの側面４７３Ｂｂの下面側に形成されている。
【００７４】
駆動信号電極７３０および駆動接地電極７４０間に交番電圧を印加すると、第１、第２駆動振動腕４６Ｂ、４７Ｂは、それぞれ、Ｚ軸方向にかつ互いに同じ側へ屈曲振動する。
以上、ジャイロセンサー２Ｂの構成について説明した。
このようなジャイロセンサー２ＢによるＸ軸まわりの角速度ωｘおよびＹ軸まわりの角速度ωｙの検出方法は、前述した第２実施形態のジャイロセンサー２Ａと同様であるため、その説明を省略する。
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。
【００７５】
次に、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器について、図１３〜図１５に基づき、詳細に説明する。
図１３は、本発明のジャイロセンサー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。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１００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にはジャイロセンサー２が内蔵されている。
【００７６】
図１４は、本発明のジャイロセンサー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１００が配置されている。このような携帯電話機１２００にはジャイロセンサー２が内蔵されている。
【００７７】
図１５は、本発明のジャイロセンサー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。
【００７８】
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、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。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１３０８に転送・格納される。
【００７９】
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、ジャイロセンサー２が内蔵されている。
【００８０】
なお、本発明のジャイロセンサーを備える電子機器は、図１３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１４の携帯電話機、図１５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。
【００８１】
以上、本発明のジャイロセンサーおよび電子機器を、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。
【００８２】
また、前述した実施形態では、なお、振動片を圧電性を有する材料で構成したものについて説明したが、これに限定されず、振動片を、例えばシリコン基板で構成してもよい。この場合には、各駆動振動腕を、例えば圧電膜を用いて振動させることができる。
また、前述した実施形態では、第１〜第４駆動振動腕を有するものについて説明したが、駆動振動腕の数は、特に限定されず、例えば、第３駆動振動腕と第４駆動振動腕を省略してもよいし、第２駆動振動腕と第４駆動振動腕を省略してもよい（この場合は、残りの第３駆動振動腕が「第２駆動振動腕」として機能する）。
【００８３】
また、前述した実施形態では、歪み検知手段として各連結腕に２つの圧電体素子を設けた構成について説明したが、圧電体素子の数は、特に限定されず、例えば、１つであってもよい。
また、前述した実施形態では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が互いに直交する場合について説明したが、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに交差していればよく、必ずしも直交していなくてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
２、２Ａ、２Ｂ……ジャイロセンサー  ３……振動片  ４１……基部  ４２１……第１検出駆動腕  ４２１Ａ……第１検出駆動腕  ４２２……第２検出振動腕  ４２２Ａ……第２検出振動腕  ４２３Ａ……第３検出振動腕  ４２４Ａ……第４検出振動腕  ４４……第１連結腕  ４５……第２連結腕  ４６……第１駆動振動腕  ４６１、４６２……側面  ４６Ｂ……第１駆動振動腕  ４６１Ｂ……本体  ４６１Ｂａ、４６１Ｂｂ……側面  ４６２Ｂ……枝部  ４６２Ｂａ、４６２Ｂｂ……側面  ４６３Ｂ……枝部  ４６３Ｂａ、４６３Ｂｂ……側面  ４７……第２駆動振動腕  ４７１、４７２……側面  ４７Ｂ……第２駆動振動腕  ４７１Ｂ……本体  ４７１Ｂａ、４７１Ｂｂ……側面  ４７２Ｂ……枝部  ４７２Ｂａ、４７２Ｂｂ……側面  ４７３Ｂ……枝部  ４７３Ｂａ、４７３Ｂｂ……側面  ４８……第３駆動振動腕  ４８１、４８２……側面  ４９…第４駆動振動腕  ４９１、４９２……側面  ５５、５６、５７、５８……圧電体素子  ５５１、５６１……第１電極層  ５５２、５６２……圧電体層  ５５３、５６３……第２電極層  ７１０ａ……第１検出信号電極  ７１０ｂ……第２検出信号電極  ７１０ｃ……第３検出信号電極  ７１０ｄ……第４検出信号電極  ７２０ａ……第１検出接地電極  ７２０ｂ……第２検出接地電極  ７２０ｃ……第３検出接地電極  ７２０ｄ……第４検出接地電極  ７３０……駆動信号電極  ７４０……駆動接地電極  １００‥‥表示部  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  １２００‥‥携帯電話機  １２０２‥‥操作ボタン  １２０４‥‥受話口  １２０６‥‥送話口  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  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  Ｇ‥‥重心（中心）
【図１】
2013181940.tif 000003
【図２】
2013181940.tif 000004
【図３】
2013181940.tif 000005
【図４】
2013181940.tif 000006
【図５】
2013181940.tif 000007
【図６】
2013181940.tif 000008
【図７】
2013181940.tif 000009
【図８】
2013181940.tif 000010
【図９】
2013181940.tif 000011
【図１０】
2013181940.tif 000012
【図１１】
2013181940.tif 000013
【図１２】
2013181940.tif 000014
【図１３】
2013181940.tif 000015
【図１４】
2013181940.tif 000016
【図１５】
2013181940.tif 000017