(57)【要約】  多軸角速度センサにおいて、Ｄ３軸に直交する基板部は、Ｄ２軸に平行な１対の長辺と、Ｄ１軸に平行な１対の短辺とを有している。３軸用の３つのセンサ素子は、基板部の上面に実装されている。センサ素子の圧電体は、複数の腕を有している。これらの腕は、上面の平面視において所定の延在方向に延びている。圧電体は、腕の延在方向を長手方向としている。３つのセンサ素子のうち２つは、腕の延在方向が基板部の長辺に平行になる向きで、基板部の短辺に沿う方向に並んでいる。残りの１つは、腕の延在方向が短辺に平行になる向きで、前記２つの素子に対して長辺に沿う方向に並んでいる。
2020111041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板部を有しており、前記基板部が、互いに直交する第１軸、第２軸および第３軸のうちの前記第３軸に直交する第１面を有しており、当該第１面の外縁が、前記第２軸に平行な１対の長辺と、前記第１軸に平行な１対の短辺とを有しているパッケージと、
前記第１面に実装されている、前記第１軸回りの角速度を検出する第１軸素子と、
前記第１面に実装されている、前記第２軸回りの角速度を検出する第２軸素子と、
前記第１面に実装されている、前記第３軸回りの角速度を検出する第３軸素子と、
を有しており、
前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子それぞれは、
前記第１面の平面視で所定の延在方向に延びている複数の腕を有しており、前記延在方向を長手方向としている圧電体と、
前記複数の腕の一部に位置している励振電極と、
前記複数の腕の他の一部に位置している検出電極と、を有しており、
前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子のうち２つの素子は、前記延在方向が前記長辺に平行になる向きで、前記短辺に沿う方向に並んでおり、残りの１つの素子は、前記延在方向が前記短辺に平行になる向きで、前記２つの素子に対して前記長辺に沿う方向に並んでいる、または
前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子の３つの素子は、前記延在方向が前記短辺に平行になる向きで、前記長辺に沿う方向に並んでいる
多軸角速度センサ。
【請求項２】
前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子のそれぞれにおいて、
前記圧電体は、前記第１面の平面視において前記複数の腕を囲んでいる枠部を有しており、
前記枠部は、前記延在方向を長手方向とする長方形状である
請求項１に記載の多軸角速度センサ。
【請求項３】
前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子のうち２つの素子は、前記延在方向が前記長辺に平行になる向きで、前記短辺に沿う方向に並んでおり、残りの１つの素子は、前記延在方向が前記短辺に平行になる向きで、前記２つの素子に対して前記長辺に沿う方向に並んでいる
請求項１または２に記載の多軸角速度センサ。
【請求項４】
前記２つの素子の一方および前記残りの１つの素子は、いずれも前記延在方向に平行な軸の回りの角速度を検出するもの、またはいずれも前記延在方向に直交する軸の回りの角速度を検出するものである
請求項３に記載の多軸角速度センサ。
【請求項５】
前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子の圧電体は、互いに分離している
請求項１〜４のいずれか１項に記載の多軸角速度センサ。
【請求項６】
前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子のうち前記延在方向が互いに平行な少なくとも２つの素子の圧電体は一体的である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の多軸角速度センサ。
【請求項７】
前記パッケージは、前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子のそれぞれに対して、
前記複数の励振電極と電気的に接続されている１対の駆動パッドと、
前記複数の検出電極と電気的に接続されている１対の検出パッドと、を前記第１面に有しており、
前記短辺に沿う方向に並んでいる前記２つの素子のうち、一方の前記長辺側に位置している素子に関して、前記１対の検出パッドは、少なくとも１つの前記駆動パッドよりも前記一方の長辺側に位置して前記一方の長辺に沿って配列されており、
前記短辺に沿う方向に並んでいる前記２つの素子のうち、他方の前記長辺側に位置している素子に関して、前記１対の検出パッドは、少なくとも１つの前記駆動パッドよりも前記他方の長辺側に位置して前記他方の長辺に沿って配列されており、
前記２つの素子に対して一方の前記短辺側に位置している前記残りの１つの素子に関して、前記１対の検出パッドは、少なくとも１つの前記駆動パッドよりも前記一方の短辺側に位置して前記一方の短辺に沿って配列されている
請求項３または４に記載の多軸角速度センサ。
【請求項８】
前記パッケージは、前記基板部の内部に前記第１面に平行な導体層を有しており、
前記導体層は、前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子のそれぞれに対して、
前記１対の駆動パッドに電気的に接続されている１対の駆動配線と、
前記１対の検出パッドに電気的に接続されている１対の検出配線と、を有しており、
前記導体層は、前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子のそれぞれの、前記１対の駆動配線のうちの前記少なくとも１つの駆動パッドに接続されている前記駆動配線と、前記１対の検出配線との間に位置している基準電位パターンを更に有している
請求項７に記載の多軸角速度センサ。
【請求項９】
前記１対の検出配線は、前記１対の検出パッドの直下の位置にて前記１対の検出パッドに電気的に接続されており、前記直下の位置から前記基板部の外縁に向かって延びている
請求項８に記載の多軸角速度センサ。
【請求項１０】
前記第１面の背面である第２面に実装されており、前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子と電気的に接続されている集積回路素子を更に有している
請求項１〜９のいずれか１項に記載の多軸角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、多軸角速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに直交する２軸または３軸のそれぞれの軸回りの角速度を検出可能な多軸角速度センサが知られている（例えば特許文献１〜３）。多軸角速度センサは、例えば、互いに異なる軸について角速度を検出する複数のセンサ素子が１つのパッケージに実装されて構成されている。センサ素子としては、例えば、圧電振動式のものが利用される。圧電振動式のセンサは、例えば、複数の腕を有する圧電体と、複数の腕の一部に位置している励振電極と、複数の腕の他の一部に位置している検出電極とを有している。【０００３】
特許文献１では、腕の延在方向を長手方向としている３つのセンサ素子を、腕の延在方向が互いに平行になる向きで、腕の延在方向に直交する方向に１列に配列して結合させた多軸角速度センサを開示している。また、特許文献１では、３つのセンサ素子がＬ字に配列されてもよい旨も記載されている。特許文献１では、この３つのセンサ素子が実装されるパッケージの形状については開示されていない。【０００４】
特許文献２では、平面視において長方形のパッケージと、当該パッケージに実装された３つのセンサ素子とを有する多軸角速度センサを開示している。３つのセンサ素子は、腕の延在方向がパッケージの短辺に平行になる向きで、パッケージの長辺に沿って配列されている。３つのセンサ素子それぞれは、腕の延在方向における長さと、これに直交する方向の長さとが同等である。【０００５】
特許文献３では、２つのセンサ素子が腕の延在方向を互いに直交させるようにしてパッケージに実装されている多軸角速度センサを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１８／０２１１６６号
【特許文献２】国際公開第２０１８／０２１１６７号
【特許文献３】特開２０１３−１７８２６４号公報
【発明の概要】
【０００７】
本開示の一態様に係る多軸角速度センサは、パッケージと、第１軸素子と、第２軸素子と、第３軸素子と、を有している。前記パッケージは、基板部を有している。前記基板部が、互いに直交する第１軸、第２軸および第３軸のうちの前記第３軸に直交する第１面を有している。当該第１面の外縁が、前記第２軸に平行な１対の長辺と、前記第１軸に平行な１対の短辺とを有している。前記第１軸素子は、前記第１面に実装されており、前記第１軸回りの角速度を検出する。前記第２軸素子は、前記第１面に実装されており、前記第２軸回りの角速度を検出する。前記第３軸素子は、前記第１面に実装されており、前記第３軸回りの角速度を検出する。前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子それぞれは、圧電体と、励振電極と、検出電極と、を有している。前記圧電体は、前記第１面の平面視で所定の延在方向に延びている複数の腕を有しており、前記延在方向を長手方向としている。前記励振電極は、前記複数の腕の一部に位置している。前記検出電極は、前記複数の腕の他の一部に位置している。前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子のうち２つの素子は、前記延在方向が前記長辺に平行になる向きで、前記短辺に沿う方向に並んでいる。残りの１つの素子は、前記延在方向が前記短辺に平行になる向きで、前記２つの素子に対して前記長辺に沿う方向に並んでいる。または前記第１軸素子、前記第２軸素子および前記第３軸素子の３つの素子は、前記延在方向が前記短辺に平行になる向きで、前記長辺に沿う方向に並んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る多軸角速度センサの構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１のII−II線における断面図である。
【図３】図１の多軸角速度センサに利用可能なｙ軸素子の一例を示す斜視図である。
【図４】図３のｙ軸素子を示す平面図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は図４のＶａ−Ｖａ線およびＶｂ−Ｖｂ線における断面図である。
【図６】図１の多軸角速度センサに利用可能なｘ軸素子の一例を示す平面図である。
【図７】図６のVII−VII線における断面図である。
【図８】図１の多軸角速度センサに利用可能なｚ軸素子の一例を示す断面図である。
【図９】センサ素子の結合の例を示す平面図である。
【図１０】実施形態に係る３つのセンサ素子の種類および配置の組み合わせの一覧を示す図である。
【図１１】図１の多軸角速度センサのパッケージにおける導体の配置の一例を示す平面図である。
【図１２】図１１よりも下層における導体の配置の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本開示に係る実施形態について説明する。以下の図面は、模式的なものである。従って、細部は省略されることがあり、また、寸法比率等は現実のものと必ずしも一致しない。また、複数の図面相互の寸法比率も必ずしも一致しない。
【００１０】
同一または類似する構成については、「第１励振電極５３Ａ」、「第２励振電極５３Ｂ」のように、互いに異なるアルファベットの付加符号を付すことがあり、また、この場合において、単に「励振電極５３」といい、これらを区別しないことがある。
【００１１】
本実施形態の説明において、直方体、矩形または多角形等というとき、これらの形状は、特に断りが無い限り、角部が平面（直線）または曲面（曲線）で面取りされた形状、および角部に凹部（キャスタレーション等）が形成された形状を含んでよいものとする。また、１辺から突出する比較的小さい突部等の細部の形状は無視されてよい。また、所定の部位同士が平行という場合、製造誤差等に起因して厳密に平行でなくてよいことは当然である。
【００１２】
角速度を検出するセンサ素子または角速度を検出するセンサ等という場合、センサ素子またはセンサは、角速度を電気信号に変換するトランスデューサー（狭義のセンサ）としての機能を有していればよい。従って、例えば、センサ素子を含むセンサは、センサ素子に電圧を印加する駆動回路およびセンサ素子からの電気信号を処理する検出回路等を有していなくてもよい。ただし、以下の説明では、センサが駆動回路および検出回路等を有する態様を例に取る。
【００１３】
［多軸角速度センサ］
図１は、多軸角速度センサ１（以下、単に「センサ１」ということがある。）の構成を示す分解斜視図である。図２は、図１のII−II線における断面図である。ただし、図２は、図解を容易にするために、同一平面に位置していない断面も示している。
【００１４】
これらの図に付しているＤ１軸、Ｄ２軸およびＤ３軸は、多軸角速度センサ１に対して固定的な軸であり、互いに直交している。センサ１は、いずれの方向を上方として利用されてもよいものであるが、以下の説明では、便宜上、＋Ｄ３側を上方として、上面等の用語を用いることがある。また、単に平面視という場合、特に断りがない限り、Ｄ３方向に見ることを指すものとする。
【００１５】
センサ１は、Ｄ１軸、Ｄ２軸およびＤ３軸それぞれの軸回りの角速度を検出する電子部品として構成されている。センサ１の外形は、例えば、Ｄ１軸、Ｄ２軸およびＤ３軸に平行な辺を有する薄型直方体状とされている。センサ１は、例えば、不図示の回路基板の実装面に−Ｄ３側の面を対向させて表面実装される。センサ１の寸法は適宜に設定されてよい。一例を挙げると、センサ１の１辺の長さは、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下とされてよい。
【００１６】
センサ１は、図１に特に示すように、パッケージ本体３と、パッケージ本体３に上面側から実装された３つのセンサ素子５と、パッケージ本体３に下面側から実装されたＩＣ（Integrated Circuit）７と、センサ素子５を封止している蓋体９とを有している。パッケージ本体３および蓋体９は、センサ１のパッケージ１１を構成している。
【００１７】
後述の説明から理解されるように、図１および図２では、センサ素子５は、その細部の図示が省略され、模式的に薄型の直方体で示されている。また、ここで示す３つのセンサ素子５の配置は、本実施形態における３つのセンサ素子５の配置の一例に過ぎない。
【００１８】
３つのセンサ素子５のうち１つは、Ｄ１軸回りの角速度を検出するものである。他の１つは、Ｄ２軸回りの角速度を検出するものである。更に他の１つは、Ｄ３軸回りの角速度を検出するものである。これにより、センサ１は、Ｄ１軸、Ｄ２軸およびＤ３軸それぞれの軸回りの回転を検出可能となっている。ＩＣ７は、例えば、３つのセンサ素子５に駆動信号を入力するとともに、３つのセンサ素子５から検出信号を取り出す。取り出された検出信号は、パッケージ１１を介してセンサ１の外部（センサ１が実装されている回路基板）に出力される。
【００１９】
（パッケージ本体）
パッケージ本体３は、絶縁基体１３と、絶縁基体１３の表面および／または内部に位置している種々の導体とを有している。種々の導体は、例えば、センサ素子５を実装するための複数の１対の素子パッド１５、ＩＣ７を実装するための複数のＩＣパッド１７（図２）、およびセンサ１を不図示の回路基板に実装するための複数の外部端子１９（図２）、これらを互いに接続している複数の配線導体（ここでは不図示）である。
【００２０】
複数の素子パッド１５は、例えば、パッケージ本体３の配線導体を介して、複数のＩＣパッド１７の一部と電気的に接続されている。複数のＩＣパッド１７の他の一部は、例えば、パッケージ本体３の配線導体を介して、複数の外部端子１９と接続されている。パッケージ本体３の配線導体は、パッケージ本体３の表面および／または内部に位置している層状導体および／またはビア導体によって適宜に構成されてよい。
【００２１】
（絶縁基体）
絶縁基体１３は、図２に特に示すように、基板部２１と、基板部２１の上面２１ａに位置している第１枠部２３と、基板部２１の下面２１ｂに位置している第２枠部２５とを有している。基板部２１の上面２１ａと第１枠部２３の内周面によって第１凹部２７が形成されている。基板部２１の下面と第２枠部２５との内周面によって第２凹部２９が形成されている。第１凹部２７は蓋体９によって気密封止されている。
【００２２】
基板部２１は、例えば、概略、平板状である。すなわち、基板部２１の厚さは一定であり、基板部２１の上面２１ａおよび下面２１ｂは平面状である。ただし、例えば、上面２１ａには、素子パッド１５の配置位置以外の位置に凹部が形成されていてもよい。換言すれば、基板部２１は、平板状でなくてもよい。上面２１ａの凹部は、例えば、センサ素子５と上面２１ａとの間で意図していない接触が生じる蓋然性を低減することに寄与する。
【００２３】
基板部２１（上面２１ａ）の平面形状は、長方形である。より詳細には、当該長方形は、Ｄ１軸に平行な１対の短辺２１ｄ（図１に点線で示す）と、Ｄ２軸に平行な１対の長辺２１ｃ（図１に点線で示す）とを有している。長辺２１ｃと短辺２１ｄとの長さの比は適宜に設定されてよい。例えば、長辺２１ｃは、短辺２１ｄに対して、１．１倍以上、１．３倍以上または１．５倍以上であり、２．５倍以下、２倍以下または１．８倍以下であり、前記の下限と上限とは、適宜に組み合わされてよい。
【００２４】
基板部２１において、矩形の角部が面取りされていたり、矩形の角部に凹部が形成されていたりする場合において、長辺および短辺の長さは、長辺および短辺を互いに交差するまで延長した長さ（面取り面および凹部が無いとした場合の長さ）とされてよい。換言すれば、長辺の長さは、１対の短辺間の距離とされてよく、短辺の長さは１対の長辺間の距離とされてよい。他の部材または部位についても同様である。
【００２５】
第１枠部２３および第２枠部２５は、それぞれ、概略一定の厚さを有する枠状である。第１枠部２３の厚さは、基板部２１の厚さに対して、薄くてもよいし、同等でもよいし、厚くてもよい。また、第２枠部２５の厚さは、基板部２１および／または第１枠部２３の厚さに対して、薄くてもよいし、同等でもよいし、厚くてもよい。
【００２６】
第１枠部２３（第１凹部２７）において、Ｄ３軸に直交する断面の形状（平面形状）および当該断面における寸法は、基板部２１側（−Ｄ３側）とその反対側（＋Ｄ３側）とで概ね同一である。同様に、第２枠部２５（第２凹部２９）において、Ｄ３軸に直交する断面の形状（平面形状）および当該断面における寸法は、基板部２１側（＋Ｄ３側）とその反対側（−Ｄ３側）とで概ね同一である。ただし、図示の例とは異なり、第１枠部２３および第２枠部２５のそれぞれにおいて、基板部２１側とその反対側とで平面形状およびその寸法は異なっていてもよい。この場合においては、本開示における第１枠部２３および第２枠部２５の平面形状およびその寸法についての説明は、基板部２１側およびその反対側の双方に適用されてもよいし、いずれか一方に適用されてもよい。
【００２７】
平面視において、第１枠部２３および第２枠部２５は、基板部２１の外縁に沿って延びている。別の観点では、第１枠部２３および第２枠部２５の形状は、概略、１対の長辺と１対の短辺とを有する長方形である。第１枠部２３および第２枠部２５の外縁は、基板部２１の外縁と略一致している（重なっている）。第１枠部２３および第２枠部２５において、内縁から外縁までの幅（各辺の幅）は、例えば、各辺において一定である。４辺の幅は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
【００２８】
基板部２１、第１枠部２３および第２枠部２５は、例えば、アルミナセラミックスまたはガラス−セラミックス等のセラミック材料によって構成されている。基板部２１、第１枠部２３および第２枠部２５は、同一の材料によって構成されていてもよいし、互いに異なる材料によって構成されていてもよい。基板部２１、第１枠部２３および第２枠部２５のそれぞれは、材料および／または製造方法等の観点において、絶縁層を１層用いたものであってもよいし、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。
【００２９】
図２の例では、基板部２１は、第１絶縁層３１Ａおよび第２絶縁層３１Ｂが積層されて構成されている。第１絶縁層３１Ａおよび第２絶縁層３１Ｂのそれぞれも、材料および／または製造方法等の観点において、絶縁層を１層用いたものであってもよいし、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。
【００３０】
基板部２１および第１枠部２３は、例えば、一体的に形成されている。また、基板部２１と第２枠部２５は、例えば、一体的に形成されている。「一体的」の意味は、例えば、基板部２１を構成する絶縁材料と、第１枠部２３（または第２枠部２５）を構成する絶縁材料とが直接に接して接合されていることとされてよい。従って、「一体的」の意味は、両者の材料が同一であることを要しない。例えば、基板部２１および第１枠部２３（および／または第２枠部２５）は、成分構成が互いに異なるセラミックグリーンシートが積層されて焼成され、一体的に形成されたものであってもよい。以下の「一体的」についても上記と同様の意味を有するものとする。
【００３１】
図２では、基板部２１、第１枠部２３および第２枠部２５の境界を明示している。ただし、当該境界は、材料等の観点からは特定不可能であってよい。例えば、第１凹部２７、第２凹部２９および／または各部の間に介在する導体層の存在によって、基板部２１、第１枠部２３および第２枠部２５が概念されてよい。第１絶縁層３１Ａおよび第２絶縁層３１Ｂについても同様である。
【００３２】
（素子パッド）
複数の素子パッド１５は、基板部２１の上面２１ａに位置している導体層によって構成されている。導体層の材料および厚さは適宜に設定されてよい。素子パッド１５の数および上面２１ａにおける位置は、センサ素子５の構成および配置等に応じて適宜に設定されてよい。素子パッド１５の平面形状は適宜な形状とされてよく、例えば、矩形状である。素子パッド１５は、基本的に、上面２１ａのうち第１枠部２３によって囲まれている領域に位置している。ただし、一部が第１枠部２３に重なっていても構わない。
【００３３】
（ＩＣパッド）
ＩＣパッド１７は、基板部２１の下面２１ｂに位置している導体層によって構成されている。導体層の材料および厚さは適宜に設定されてよい。ＩＣパッド１７の数および下面２１ｂにおける位置は、ＩＣ７の構成および配置等に応じて適宜に設定されてよい。ＩＣパッド１７の平面形状は適宜な形状とされてよく、例えば、矩形状である。
【００３４】
（外部端子）
外部端子１９は、第２枠部２５の下面に位置している導体層によって構成されている。導体層の材料および厚さは適宜に設定されてよい。複数の外部端子１９の数は、ＩＣ７の構成等に応じて適宜に設定されてよい。複数の外部端子１９の第２枠部２５の下面における位置は、適宜に設定されてよい。例えば、複数の外部端子１９は、第２枠部２５の下面の縁部に沿って適宜な間隔で配列されていてよい。外部端子１９の平面形状は、適宜な形状とされてよい。
【００３５】
（蓋体）
蓋体９は、例えば、金属からなる。金属の種類は、適宜なものとされてよく、例えば、鉄、ニッケルまたはコバルトの少なくともいずれかを含む合金が用いられてよい。蓋体９の外周部は、その全周に亘って第１枠部２３の上面と接合されている。これにより、第１凹部２７は密閉されている。第１凹部２７は、気体が封入されていてもよいし、真空状態とされていてもよい。気体は、例えば、窒素等の不活性ガスとされてよい。真空は、現実には、大気圧よりも減圧された状態である。
【００３６】
蓋体９と第１枠部２３との接合は適宜な方法によりなされてよい。例えば、両者は、第１枠部２３の上面に設けられた不図示の金属層と、蓋体９の下面に設けられた不図示の金属層とがシーム溶接によって接合されることによって接合されている。
【００３７】
（ＩＣおよびその実装構造）
ＩＣ７は、例えば、概略直方体状に形成されており、第２凹部２９に収容され、基板部２１の下面２１ｂに対向配置される。ＩＣ７は、下面２１ｂに対向する面に複数のＩＣ端子３３を有している。ＩＣ端子３３は、ＩＣパッド１７と導電性の接合材３５を介して接合されている。これにより、ＩＣ７は、パッケージ本体３に実装されている。ＩＣ端子３３の数および配置は適宜に設定されてよい。接合材３５は、例えば、半田または導電性接着剤によって構成されている。半田は、鉛フリー半田であってもよい。導電性接合材は、例えば、金属からなるフィラーを含んだ熱硬化性樹脂によって構成されている。
【００３８】
ＩＣ７と基板部２１の下面２１ｂとの間にはアンダーフィルとして機能する封止材３７（図２）が配置されてよい。封止材３７の−Ｄ３側の表面は、図示の位置よりも−Ｄ３側へ位置していてもよい。例えば、封止材３７は、ＩＣ７の側面の＋Ｄ３側の一部、ＩＣ７の側面の全部、またはＩＣ７の全体を覆っていてもよい。封止材３７は、例えば、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）からなる。当該樹脂は、フィラーを含んでいてもよい。フィラーとしては、例えば、樹脂に比較して熱膨張係数が低いもの（例えばＳｉＯ２）を挙げることができる。
【００３９】
（センサ素子の実装構造）
センサ素子５は、第１凹部２７に収容され、基板部２１の上面２１ａに対向配置される。センサ素子５は、上面２１ａに対向する面に複数の素子端子３９（図２）を有している。素子端子３９は、素子パッド１５と導電性の接合材４１を介して接合されている。これにより、センサ素子５は、パッケージ本体３に実装されている。接合材４１は、例えば、半田または導電性接着剤によって構成されている。半田および導電性接合材については、接合材３５の説明で述べたとおりである。
【００４０】
［素子の構成］
互いに異なる３軸の角速度を検出する３つのセンサ素子５は、例えば、互いに構成が異なる３種類の素子によって構成することができる。また、互いに同一の種類の２つのセンサ素子を互いに向きを異ならせれば、この２つのセンサ素子によって２軸の角速度を検出することができる。従って、３つのセンサ素子５は、１種類の２つのセンサ素子と、他の１種類の１つのセンサ素子とによって構成することもできる。以下では、まず、３種類のセンサ素子について説明し、その後、その組み合わせ方について説明する。
【００４１】
以下のセンサ素子を説明するための図面では、説明の便宜のために、直交座標系ｘｙｚを付している。直交座標系ｘｙｚは、センサ素子（圧電体）の形状に基づいて定義されている。従って、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、結晶の電気軸、機械軸および光軸を示すとは限らない。
【００４２】
また、直交座標系ｘｙｚは、各センサ素子に対して固定されているものであり、パッケージ１１におけるセンサ素子５の向きを示してはいない。従って、例えば、１種のセンサ素子を示す図面に付されたｘ軸と、他の１種のセンサ素子を示す図面に付されたｘ軸とは、パッケージ１１において同一方向とは限らない。ｙ軸についても同様である。ただし、いずれのセンサ素子５も、＋ｚ方向が＋Ｄ３方向に一致するようにパッケージ１１に実装される。
【００４３】
直交座標系ｘｙｚと、分極軸（または結晶の電気軸、機械軸および光軸）との相対関係は、例えば、軸の正負を除いて、３種類の素子同士で概略同様である。ただし、完全に一致している必要は無い。
【００４４】
センサ素子の各部材の形状（例えば圧電体の形状）等の説明では、基本的な動作に係る形状について説明し、細部については省略することがある。例えば、圧電体において、配線の短絡の蓋然性を低減するための形状、残渣の影響を低減するための形状、振動の誤差を低減するための形状の説明は省略する。従って、例えば、線対称の形状と表現しても、そのような細部を考慮した場合においては、線対称でなくてもよい。矩形等と表現したときに細部が無視されてよいことは既に述べたとおりである。
【００４５】
複数種類のセンサ素子について順に説明する過程において、後に説明されるセンサ素子については、基本的に、先に説明されたセンサ素子との相違点を中心に述べる。後に説明されるセンサ素子について特に言及がない事項については、先に説明されたセンサ素子と同様とされてよい。３種類のセンサ素子同士で互いに対応または類似する構成については、相違点があっても、便宜上、互いに同一の符号を付すことがある。
【００４６】
（ｙ軸素子）
図３は、ｙ軸回りの回転を検出するセンサ素子５の一例であるｙ軸素子５Ｙの要部構成を示す斜視図である。図４は、ｙ軸素子５Ｙの要部構成を示す平面図（底面図）である。上記のように、センサ素子５は、＋ｚ方向が＋Ｄ３方向に一致するように実装されるから、図４は、センサ素子５の下面（基板部２１の上面２１ａに対向する面）を示している。
【００４７】
ｙ軸素子５Ｙは、圧電振動式のものである。ｙ軸素子５Ｙは、使用時に逆圧電効果を利用してｘ方向に励振される。この状態でｙ軸素子５Ｙがｙ軸回りに回転されると、ｚ方向のコリオリ力が生じ、ｙ軸素子５Ｙは、角速度に応じた振幅でｚ方向に振動する。この振動が圧電効果によって電気信号に変換されることによって角速度が検出される。
【００４８】
ｙ軸素子５Ｙの基本的な構成および動作は、例えば、特開２０１５−１４１１８３号公報および特開２０１５−１４１１８４号公報に記載のセンサ素子と同様とされてよい。従って、これらの公報の内容は、参照による援用（Incorporation by Reference）がなされてよく、また、ｙ軸素子５Ｙの説明においては、細部の説明を省略することがある。
【００４９】
ｙ軸素子５Ｙは、圧電体５１と、圧電体５１に電圧を印加するための第１励振電極５３Ａおよび第２励振電極５３Ｂ（図３）と、圧電体５１に生じた電気信号を取り出すための第１検出電極５５Ａ（図３）および第２検出電極５５Ｂ（図３）と、信号同士のアイソレーションの向上に寄与する基準電位パターン５７と、センサ素子５をパッケージ本体３に実装するための既述の素子端子３９（図４）とを有している。
【００５０】
励振電極５３および検出電極５５の付加符号Ａ、Ｂは、直交座標系ｘｙｚに基づいて付されている。従って、後述するように、一の第１励振電極５３Ａと、他の第１励振電極５３Ａとは同電位とは限らない。第２励振電極５３Ｂ、第１検出電極５５Ａおよび第２検出電極５５Ｂについても同様である。
【００５１】
励振電極５３、検出電極５５、基準電位パターン５７、素子端子３９およびこれらを接続する配線５９（図５（ａ）および図５（ｂ）にて模式的に示す。）は、圧電体５１の表面に設けられた導体層によって構成されている。その材料は、例えば、Ｃｕ，Ａｌ等の適宜な金属である。これらの導体層は、互いに異なる材料からなる層が積層されて構成されていても構わない。
【００５２】
（ｙ軸素子の圧電体）
圧電体５１は、その全体が一体的に形成されている。圧電体５１は、単結晶であってもよいし、多結晶であってもよい。また、圧電体５１の材料は適宜に選択されてよく、例えば、水晶（ＳｉＯ２）、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＰＺＴである。
【００５３】
圧電体５１において、電気軸乃至は分極軸（以下、両者を代表して分極軸のみに言及することがある。）は、ｘ軸に一致するように設定されている。分極軸は、所定の範囲（例えば１５°以内）でｘ軸に対して傾斜していてもよい。また、圧電体５１が単結晶である場合において、機械軸および光軸の方向は、適宜な方向とされてよいが、例えば、機械軸はｙ軸に概ね平行とされ、光軸はｚ軸に概ね平行とされている。
【００５４】
圧電体５１は、例えば、全体として厚さ（ｚ方向）が概ね一定にされている。また、圧電体５１は、例えば、概略、ｙ軸に平行な不図示の対称軸に対して線対称の形状に形成されている。また、圧電体５１は、例えば、基部６１と、基部６１から延び出ている駆動腕６３（第１駆動腕６３Ａ〜第４駆動腕６３Ｄ）および検出腕６５（第１検出腕６５Ａおよび第２検出腕６５Ｂ）と、基部６１を支持する支持部６７とを含んでいる。
【００５５】
１対の駆動腕６３は、電圧（電界）が印加されることによってｘ方向に励振される。検出腕６５は、コリオリの力によってｚ方向に振動し、角速度に応じた電気信号を生成する。基部６１は、例えば、駆動腕６３および検出腕６５の支持、および駆動腕６３から検出腕６５への振動の伝達に寄与する。支持部６７は、例えば、基部６１の支持、およびパッケージ本体３へのｙ軸素子５Ｙの実装に寄与する。これらの具体的な構成は、例えば、以下のとおりである。
【００５６】
（ｙ軸素子の基部、駆動腕および検出腕）
基部６１は、例えば、概略、一定の幅でｘ方向に直線状に延びる直方体状に形成されている。
【００５７】
複数の駆動腕６３は、互いに並列に（例えば互いに平行に）、かつｙ軸に沿って（例えばｙ軸に平行に）延びており、その先端は自由端とされている。駆動腕６３の数は、例えば、偶数（本実施形態では４）である。各駆動腕６３の平面視における形状は、例えば、いわゆるハンマ形状とされている。すなわち、駆動腕６３は、基部６１から＋ｙ側に一定の幅で延びている本体部６３ａと、本体部６３ａの先端に位置しており、本体部６３ａよりも幅（ｘ方向）が広い拡幅部６３ｂとを有している。これにより、駆動腕６３の質量が先端において確保される。ひいては、感度を向上させつつ小型化を図ることが可能になっている。ただし、拡幅部６３ｂは設けられなくてもよい。
【００５８】
駆動腕６３の延在方向は、例えば、本体部６３ａを基準に判断してよい。また、駆動腕６３の２側面（−ｘ側および＋ｚ側）のいずれを基準としてもよく、中心線を基準としてもよい。配線の短絡の蓋然性を低減するための突部等の細部乃至は特異部分が無視されてよいことは既に述べたとおりである。他の腕についても同様である。
【００５９】
複数の検出腕６５は、複数の駆動腕６３の延びる方向とは反対方向（−ｙ側）に互いに並列に（例えば互いに平行に）、かつｙ軸に沿って（例えばｙ軸に平行に）延びており、その先端は自由端とされている。検出腕６５の数は、例えば、偶数（本実施形態では２）である。各検出腕６５の平面視における形状は、例えば、駆動腕６３と同様に、ハンマ形状とされている。すなわち、検出腕６５は、基部６１から−ｙ側に一定の幅で延びている本体部６５ａと、本体部６５ａの先端に位置しており、本体部６５ａよりも幅（ｘ方向）が広い拡幅部６５ｂとを有している。これにより、検出腕６５の質量が先端において確保される。ひいては、感度を向上させつつ小型化を図ることが可能になっている。ただし、拡幅部６５ｂは設けられなくてもよい。
【００６０】
各検出腕６５（例えばそのうちの本体部６５ａ）は、例えば、当該検出腕６５をｚ方向に貫通し、ｙ方向に延びる１または複数（図示の例では４つ）のスリット（符号省略）が形成された形状とされている。別の観点では、各検出腕６５は、互いに並列に延びる複数（図示の例では５つ）の分割腕６５ｃを有している。検出腕６５が複数の分割腕６５ｃを有していることにより、例えば、後述の説明から理解されるように、検出電極５５の配置数を増やして検出感度を向上させることができる。
【００６１】
（ｙ軸素子の支持部）
支持部６７は、例えば、基部６１から延びている保持部６９と、保持部６９の基部６１とは反対側の端部に接続されている枠部７１とを有している。枠部７１が基板部２１の上面２１ａに固定されることにより、基部６１は、枠部７１および保持部６９を介して基板部２１に支持される。基部６１は、その両端が枠部７１に支持されるのではなく、保持部６９を介して枠部７１に支持されていることから、例えば、枠部７１と基板部２１との熱膨張差等によって枠部７１に応力が生じても、当該応力は、基部６１に伝わりにくい。
【００６２】
保持部６９は、例えば、１対の検出腕６５の間で基部６１から−ｙ側へ検出腕６５に並列に（例えば平行に）延びている。保持部６９は、検出腕６５よりも長く、検出腕６５の先端よりも−ｙ側に延び出ている。保持部６９は、例えば、保持部６９の大部分を構成している主部６９ａと、主部６９ａと基部６１とを接続している接続部６９ｂとを有している。接続部６９ｂの幅（ｘ方向）は、主部６９ａよりも広くされている。これにより、保持部６９と基部６１との接続位置における強度が向上している。
【００６３】
枠部７１（ならびにその外縁および内縁）は、平面視において、基部６１、駆動腕６３および検出腕６５を囲んでいる長方形である。この長方形は、駆動腕６３および検出腕６５の延在方向を長手方向としている。すなわち、枠部７１は、ｙ軸に平行な１対の長辺７１ａと、ｘ軸に平行な１対の短辺７１ｂとを有している。保持部６９は、基部６１と１つの短辺７１ｂとを接続している。平面視において、枠部７１の外縁は、ｙ軸素子５Ｙ（圧電体５１）の外縁を構成しているから、ｙ軸素子５Ｙも腕の延在方向を長手方向としている。
【００６４】
長辺７１ａおよび短辺７１ｂが駆動腕６３等に対して平行か否かは、例えば、各辺の外縁および内縁の少なくとも一方に基づいて判断されてよい。また、各辺の中心線を基準に平行か否かが判断されてもよい。平行か否かの判定において、配線の短絡の蓋然性を低減するための微小な突部等の細部乃至は特異部分は無視してよい。
【００６５】
枠部７１（各辺）の横断面の形状は、例えば、枠部７１の全長に亘って概略矩形である。枠部７１の厚さ（ｚ方向）は、例えば、枠部７１の全長に亘って一定である。枠部７１の幅は、例えば、各辺において一定である。また、図示の例では、保持部６９が接続される短辺７１ｂの幅は、他方の短辺７１ｂの幅よりも大きくなっている。ただし、枠部７１は、各辺において幅が変化していたり、辺同士の幅の大小関係が上記とは異なるものとされたりしてもよい。
【００６６】
（ｙ軸素子の素子端子）
素子端子３９の数は、ｙ軸素子５Ｙの構成に応じて適宜に設定されよい。本実施形態では、複数の励振電極５３に接続されている２つの素子端子３９と、検出電極５５に接続されている２つの素子端子３９と、基準電位パターン５７に接続されている２つの素子端子３９との合計で６つの素子端子３９が設けられている場合を例示している。
【００６７】
素子端子３９は、例えば、枠部７１の下面（−ｚ側の面）に設けられている。複数の素子端子３９の平面視における位置、形状および大きさは適宜に設定されてよい。図示の例では、６つの素子端子３９は、各長辺７１ａに３つずつ配置されている。また、概ね、圧電体５１のｙ軸に平行な不図示の中心線に対して線対称、かつ圧電体５１のｘ軸に平行な不図示の中心線に対して線対称に配置されている。また、６つの素子端子３９は、枠部７１の４隅から離れて配置されている。ただし、複数の素子端子３９は、４つが枠部７１の４隅に配置されるなど、図示とは異なる配置で設けられていてもよい。
【００６８】
（ｙ軸素子の励振電極）
図５（ａ）は、図４のＶａ−Ｖａ線における断面図である。ｘ軸の方向から理解されるように、図４と図５（ａ）とでは、ｘ軸の正負と紙面左右方向との関係が逆である。
【００６９】
励振電極５３は、駆動腕６３の表面に形成された層状導体である。第１励振電極５３Ａは、各駆動腕６３において、上面および下面（＋ｚ側の面および−ｚ側の面）にそれぞれ設けられている。一方、第２励振電極５３Ｂは、各駆動腕６３において、側面（＋ｘ側の面および−ｘ側の面）にそれぞれ設けられている。
【００７０】
各励振電極５３は、例えば、駆動腕６３の本体部６３ａの各面の大部分を覆うように設けられている（図３および図４も参照）。ただし、第１励振電極５３Ａおよび第２励振電極５３Ｂは、互いに短絡しないように、少なくとも一方（本実施形態では第１励振電極５３Ａ）が各面よりも幅方向において小さく形成されている。また、本体部６３ａの根元側および先端側の一部も、励振電極５３の非配置位置とされてよい。
【００７１】
各駆動腕６３において、２つの第１励振電極５３Ａは、例えば互いに同電位とされる。例えば、２つの第１励振電極５３Ａは、圧電体５１上の配線５９により互いに接続されている。また、各駆動腕６３において、２つの第２励振電極５３Ｂは、例えば互いに同電位とされる。例えば、２つの第２励振電極５３Ｂは、圧電体５１上の配線５９により互いに接続されている。
【００７２】
このような励振電極５３の配置および接続関係において、第１励振電極５３Ａと第２励振電極５３Ｂとの間に電圧を印加すると、例えば、駆動腕６３においては、上面から１対の側面（ｘ方向の両側）に向かう電界および下面から１対の側面に向かう電界が生じる。一方、分極軸は、ｘ方向に一致している。従って、電界のｘ方向の成分に着目すると、駆動腕６３のうちｘ方向の一方側部分においては電界の向きと分極軸の向きは一致し、他方側部分においては電界の向きと分極軸の向きは逆になる。
【００７３】
その結果、駆動腕６３のうちｘ方向の一方側部分はｙ方向において収縮し、他方側部分はｙ方向において伸長する。そして、駆動腕６３は、バイメタルのようにｘ方向の一方側へ湾曲する。第１励振電極５３Ａおよび第２励振電極５３Ｂに印加される電圧が逆にされると、駆動腕６３は逆方向に湾曲する。交流電圧が第１励振電極５３Ａおよび第２励振電極５３Ｂに印加されると、駆動腕６３はｘ方向において振動する。
【００７４】
特に図示しないが、駆動腕６３の上面および／または下面に、駆動腕６３の長手方向に沿って延びる１以上の凹溝が設けられ、第１励振電極５３Ａは、この凹溝内に亘って設けられてもよい。この場合、第１励振電極５３Ａと第２励振電極５３Ｂとが凹溝の壁部を挟んでｘ方向において対向することになり、励振の効率が向上する。凹溝は、複数の凹部が駆動腕６３の長手方向に配列されて構成されてもよい。
【００７５】
互いに隣接する２本の駆動腕６３（第１駆動腕６３Ａおよび第２駆動腕６３Ｂの２本、または第３駆動腕６３Ｃおよび第４駆動腕６３Ｄの２本）の間においては、第１励振電極５３Ａ同士が同電位とされ、第２励振電極５３Ｂ同士が同電位とされる。同電位とされるべき励振電極５３同士は、例えば、圧電体５１上の配線５９によって接続されている。
【００７６】
このような接続関係において第１励振電極５３Ａと第２励振電極５３Ｂとの間に交流電圧を印加すると、互いに隣接する２本の駆動腕６３は、互いに同一の位相の電圧が印加されることになり、ｘ方向において互いに同一の向きに撓み変形するように振動する。互いに隣接する２本の駆動腕６３は、１本の駆動腕を分割したものに相当すると捉えられてよい。特に図示しないが、互いに隣接する２本の駆動腕６３は、根元部分が一体化されて１本となっていてもよい。
【００７７】
線対称に配置された１対の駆動腕６３（第１駆動腕６３Ａおよび第４駆動腕６３Ｄからなる１対、または第２駆動腕６３Ｂおよび第３駆動腕６３Ｃからなる１対）においては、第１励振電極５３Ａと第２励振電極５３Ｂとが同電位とされる。同電位とされるべき励振電極５３同士は、例えば、圧電体５１上の配線５９によって接続されている。
【００７８】
このような接続関係において第１励振電極５３Ａと第２励振電極５３Ｂとの間に交流電圧を印加すると、線対称に配置された１対の駆動腕６３は、互いに逆の位相の電圧が印加されることになり、ｘ方向において互いに逆向きに（線対称に）撓み変形するように振動する。
【００７９】
（ｙ軸素子の検出電極）
図５（ｂ）は、図４のＶｂ−Ｖｂ線における断面図である。ｘ軸の方向から理解されるように、図４と図５（ｂ）とでは、ｘ軸の正負と紙面左右方向との関係が逆である。
【００８０】
検出電極５５は、検出腕６５（分割腕６５ｃ）の表面に形成された層状導体である。検出電極５５は、各分割腕６５ｃに設けられている。
【００８１】
より具体的には、第１検出電極５５Ａは、各分割腕６５ｃにおいて、−ｘ側の面のうちの＋ｚ側（例えば当該面の中央よりも＋ｚ側。以下、同様。）の領域、および＋ｘ側の面のうちの−ｚ側の領域にそれぞれ設けられている。第２検出電極５５Ｂは、各分割腕６５ｃにおいて、−ｘ側の面のうちの−ｚ側の領域、および＋ｘ側の面のうちの＋ｚ側の領域にそれぞれ設けられている。
【００８２】
分割腕６５ｃの各側面において、第１検出電極５５Ａおよび第２検出電極５５Ｂは、互いに短絡しないように適宜な間隔を空けて、分割腕６５ｃに沿って延びている。検出電極５５は、分割腕６５ｃの概ね全長に亘って延びている。各分割腕６５ｃにおいて、２つの第１検出電極５５Ａ同士は接続され、２つの第２検出電極５５Ｂ同士は接続される。当該接続は、例えば、圧電体５１上の配線５９によってなされる。
【００８３】
このような検出電極５５の配置および接続関係において、分割腕６５ｃがｚ方向に撓み変形すると、例えば、ｚ方向に平行な電界が生じる。すなわち、分割腕６５ｃの各側面においては、第１検出電極５５Ａと第２検出電極５５Ｂとの間に電圧が生じる。電界の向きは、分極軸の向きと、湾曲の向き（−ｚ側または＋ｚ側）とで決定され、分割腕６５ｃの−ｘ側と＋ｘ側とで互いに逆である。この電圧（電界）が第１検出電極５５Ａおよび第２検出電極５５Ｂに出力される。分割腕６５ｃがｚ方向に振動すると、電圧は交流電圧として検出される。電界は、上記のようにｚ方向に平行な電界が支配的であってもよいし、上記とは異なり、ｘ方向に平行で、分割腕６５ｃの−ｚ側と＋ｚ側とで互いに逆向きな電界の割合が大きくてもよい。いずれにせよ、分割腕６５ｃのｚ方向への撓み変形に応じた電圧が第１検出電極５５Ａと第２検出電極５５Ｂとの間に生じる。
【００８４】
各検出腕６５の、複数の分割腕６５ｃの間においては、第１検出電極５５Ａ同士が接続され、第２検出電極５５Ｂ同士が接続される。当該接続は、例えば、圧電体５１上の配線５９によってなされる。このような接続関係においては、複数の分割腕６５ｃがｚ方向において互いに同一側に曲がるように撓み変形すると、複数の分割腕６５ｃにおいて検出された信号が加算される。
【００８５】
２つの検出腕６５の間においては、第１検出電極５５Ａと第２検出電極５５Ｂとが接続される。当該接続は、例えば、圧電体５１上の配線５９によってなされる。このような接続関係においては、２つの検出腕６５がｚ方向において互いに逆側に曲がるように撓み変形すると、２つの検出腕６５において検出された信号が加算される。
【００８６】
（ｙ軸素子の基準電位パターン）
基準電位パターン５７は、例えば、主として、圧電体５１のうち、駆動腕６３および検出腕６５以外の部分（基部６１および／または支持部６７）に位置している。そして、基準電位パターン５７は、例えば、励振電極５３に接続されている配線５９と、検出電極５５に接続されている配線５９との間など、電位が互いに異なる配線間に位置している。これにより、配線同士のアイソレーションが向上する。基準電位パターン５７の具体的な形状は、例えば、配線状とされてよい。基準電位パターン（基準電位配線）に関して、特開２０１５−１４１１８３号公報の内容は、参照による援用（Incorporation by Reference）がなされてよい。
【００８７】
（ｙ軸素子の配線）
複数の配線５９は、上述したように励振電極５３および検出電極５５を接続している。また、複数の配線５９は、電位の観点から２組に分けられた励振電極５３と、電位の観点から２組に分けられた検出電極５５との合計４組の電極と、４つの素子端子３９（図４）とをそれぞれ接続している。基準電位パターン５７は、配線状部分を有しており、残りの２つの素子端子３９に接続されている。基準電位パターン５７の一部は配線５９と捉えられても構わない。
【００８８】
複数の配線５９は、特に図示しないが、圧電体５１の種々の部分の上面、下面および／または側面において適宜に配されることによって、その全体が圧電体５１の表面に設けられる態様で、互いに短絡することなく、上述した接続を実現可能である。ただし、圧電体５１上に位置する配線５９の上に絶縁層を設け、その上に他の配線５９を設けることによって、立体配線部が形成されても構わない。
【００８９】
（ｙ軸素子の駆動回路および検出回路）
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、励振電極５３には、２つの素子端子３９を介して、励振電極５３に電圧を印加する（駆動信号を入力する）駆動回路１０３Ｙが接続される。また、検出電極５５には、他の２つの素子端子３９を介して、検出電極５５からの電気信号（検出信号）を検出する検出回路１０５Ｙが接続される。駆動回路１０３Ｙおよび検出回路１０５Ｙは、本実施形態では、ＩＣ７内に構成されている。特に図示しないが、基準電位パターン５７には、残りの２つの素子端子３９を介してＩＣ７から基準電位が付与される。
【００９０】
駆動回路１０３Ｙは、例えば、発振回路や増幅器を含んで構成されており、所定の周波数の交流電圧を第１励振電極５３Ａと第２励振電極５３Ｂとの間に印加する。上記の周波数は、ＩＣ７内にて予め定められていてもよいし、センサ１の外部の機器等から指定されてもよい。
【００９１】
検出回路１０５Ｙは、例えば、増幅器や検波回路を含んで構成されており、第１検出電極５５Ａと第２検出電極５５Ｂとの電位差を検出し、その検出結果に応じた電気信号を外部の機器等に出力する。より具体的には、例えば、上記の電位差は、交流電圧として検出され、検出回路１０５Ｙは、検出した交流電圧の振幅に応じた信号を出力する。この振幅に基づいて角速度が特定される。また、検出回路１０５Ｙは、駆動回路１０３Ｙの印加電圧と検出した電気信号との位相差に応じた信号を出力する。この位相差に基づいて回転の向きが特定される。
【００９２】
（ｙ軸素子の動作）
上述のように、第１駆動腕６３Ａおよび第２駆動腕６３Ｂのグループと、第３駆動腕６３Ｃおよび第４駆動腕６３Ｄのグループとは、励振方向（ｘ方向）において互いに逆側へ変形するように互いに逆の位相（１８０°ずれた位相）で励振される。
【００９３】
この状態で、センサ素子５がｙ軸回りに回転されると、駆動腕６３は、励振方向（ｘ方向）と回転軸の方向（ｙ方向）とに直交する方向（ｚ方向）にコリオリの力を受ける。これにより、駆動腕６３は、ｚ方向に振動する。また、第１駆動腕６３Ａおよび第２駆動腕６３Ｂのグループと、第３駆動腕６３Ｃおよび第４駆動腕６３Ｄのグループとは、互いに逆の位相で励振されていることから、ｚ方向において互いに逆側へ湾曲するように振動する。
【００９４】
駆動腕６３および検出腕６５は、基部６１によって連結されている。従って、駆動腕６３の振動は、基部６１を介して検出腕６５に伝達され、検出腕６５も振動する。具体的には、第１検出腕６５Ａは、ｚ方向において第１駆動腕６３Ａおよび第２駆動腕６３Ｂとは逆側へ湾曲するように振動する。また、第２検出腕６５Ｂは、ｚ方向において第３駆動腕６３Ｃおよび第４駆動腕６３Ｄとは逆側へ湾曲するように振動する。別の観点では、第１検出腕６５Ａおよび第２検出腕６５Ｂは、ｚ方向において互いに逆側に湾曲するように振動する。従って、複数の検出電極５５の接続関係の説明で述べたように、両検出腕６５において生じた電気信号は加算される。
【００９５】
上記では、駆動腕６３のｚ方向の振動が検出腕６５に伝わる作用について説明した。換言すれば、検出腕６５のｘ方向の振動については無視して説明した。実際には、駆動腕６３のｘ方向の振動が検出腕６５に伝わって検出腕６５がｘ方向に振動し、検出腕６５にてコリオリの力が生じることによって検出腕６５がｚ方向に振動する作用も生じる。この２種の作用のいずれが検出腕６５のｚ方向の振動に関して支配的であってもよい。
【００９６】
（ｘ軸素子）
図６は、ｘ軸回りの回転を検出するセンサ素子５の一例であるｘ軸素子５Ｘの要部構成を示す平面図である。ただし、この図では、ｘ軸素子５Ｘの表面に設けられる導電層の図示は基本的に省略されている。
【００９７】
ｘ軸素子５Ｘは、圧電振動式のものである。ｘ軸素子５Ｘは、使用時に逆圧電効果を利用してｘ方向に励振される。このとき、ｘ軸素子５Ｘは、特定の構成を有していることによって、ｘ方向の励振に伴ってｙ方向の振動も生じる。この状態でｘ軸素子５Ｘがｘ軸回りに回転されると、ｚ方向のコリオリ力が生じ、ｘ軸素子５Ｘは、角速度に応じた振幅でｚ方向に振動する。この振動が圧電効果によって電気信号に変換されることによって角速度が検出される。
【００９８】
ｘ軸素子５Ｘの基本的な構成および動作は、例えば、国際公開第２０１８／０２１１６６号、国際公開第２０１８／０２１１６７号および国際公開第２０１８／１３９３９６号に記載のセンサ素子と同様とされてよい。従って、これらの公報の内容は、参照による援用（Incorporation by Reference）がなされてよく、また、ｘ軸素子５Ｘの説明においては、細部の説明を省略することがある。
【００９９】
（ｘ軸素子の圧電体）
ｘ軸素子５Ｘの圧電体１５１の材料、および圧電体１５１における分極軸と直交座標系ｘｙｚとの相対関係については、ｙ軸素子５Ｙの圧電体５１の説明を援用してよい。ただし、同一のパッケージ本体３に共に実装されるｙ軸素子５Ｙとｘ軸素子５Ｘとで、圧電体の材料および分極軸の方向等が同一である必要は無い。また、圧電体１５１は、圧電体５１と同様に、全体として厚さ（ｚ軸方向）が一定にされてよい。
【０１００】
圧電体１５１は、例えば、概略、ｙ軸に平行な不図示の対称軸に対して線対称の形状に形成されている。また、圧電体１５１は、例えば、概略、ｘ軸に平行な不図示の対称軸に対して線対称の形状に形成されている。
【０１０１】
圧電体１５１は、ｘ軸に平行な不図示の対称軸を挟んで線対称に配置された２つのユニット１５２（１５２Ａおよび１５２Ｂ）と、この２つのユニット１５２を支持する支持部１６７とを有している。
【０１０２】
各ユニット１５２は、例えば、基部１６１と、基部１６１から延びている少なくとも１対（図示の例では２対）の駆動腕１６３（１６３Ａ〜１６３Ｄまたは１６３Ｅ〜１６３Ｈ）ならびに検出腕１６５とを有している。ユニット１５２は、１つのみで、角速度を検出可能である。図示の例では、圧電体１５１は、２つのユニット１５２を有していることから、例えば、両者の信号を加算することにより、検出感度を向上させることが可能となっている。
【０１０３】
各ユニット１５２において、基部１６１は、例えば、ｘ軸に平行に直線状に延びており、両端が支持部１６７によって支持されている。特に図示しないが、平面視において、基部１６１の両端（駆動腕１６３の配置位置よりも外側の部分）をＬ字、Ω字またはＳ字に形成してもよい。すなわち、基部１６１は、両端にｘ軸に交差する部分を含んでいてもよい。このようにすることにより、後述する基部１６１の撓みが容易化される。
【０１０４】
各ユニット１５２において、４本の駆動腕１６３は、具体的な寸法および基部１６１に対する具体的な接続位置を除いては、ｙ軸素子５Ｙの４本の駆動腕６３と同様のものである。図６では、駆動腕１６３は、ハンマ形状とされていないが、駆動腕６３と同様に、ハンマ形状とされてもよい。凹溝が設けられてよいことも同様である。駆動腕１６３は、基部１６１の長手方向の中央位置と両端との間の適宜な位置から延びている。
【０１０５】
各ユニット１５２において、検出腕１６５は、基部１６１の長手方向の中央位置から、複数の駆動腕１６３に並列に（例えば平行に）、かつｙ軸に沿って（例えばｙ軸に平行に）延びている。検出腕１６５は、具体的な寸法および基部１６１に対する接続位置を除いては、ｙ軸素子５Ｙの検出腕６５と同様のものである。図６では、検出腕１６５は、ハンマ形状とされておらず、また、複数の分割腕を有していないが、ハンマ形状とされたり、複数の分割腕を有していたりしてもよい。また、検出腕１６５は、基部１６１からｙ軸に平行に延び出てから基部１６１側へ折り返す形状（国際公開第２０１８／１３９３９６号参照）を有していてもよい。
【０１０６】
支持部１６７は、２つのユニット１５２を支持する内側枠部１６９と、内側枠部１６９からその外側へ突出する突部１７０と、突部１７０を介して内側枠部１６９を支持している枠部７１を有している。枠部７１は、ｙ軸素子５Ｙの枠部７１に相当する部分であり、説明を省略する。
【０１０７】
内側枠部１６９（並びのその外縁および内縁）は、例えば、平面視において、基部１６１、駆動腕１６３および検出腕１６５を囲む概略長方形である。この長方形は、駆動腕１６３および検出腕１６５の延在方向を長手方向としている。すなわち、内側枠部１６９は、ｙ軸に平行な１対の長辺１６９ａと、ｘ軸に平行な１対の短辺１６９ｂとを有している。基部１６１は、１対の長辺１６９ａに掛け渡されている。各辺の横断面の形状は適宜に設定されてよい。図示の例では、長辺１６９ａは、基部１６１との連結部分において幅が狭くなっている。
【０１０８】
突部１７０は、例えば、互いに平行な、内側枠部１６９の短辺１６９ｂと枠部７１の短辺７１ｂとを接続している。突部１７０は、例えば、短辺１６９ｂおよび短辺７１ｂの長手方向中央に位置している。突部１７０は、１対の短辺１６９ｂに対応して２つ設けられている。ただし、突部１７０は、一方の短辺１６９ｂに対してのみ設けられていてもよい。
【０１０９】
（ｘ軸素子の導体）
図７は、図６のVII−VII線における断面図である。この図では、ユニット１５２Ａの断面図を示しているが、ユニット１５２Ｂの断面図も同様である。
【０１１０】
各駆動腕１６３における励振電極５３の構成および配置は、第１実施形態と同様である。従って、第１励振電極５３Ａおよび第２励振電極５３Ｂに交流電圧が印加されることによって、駆動腕１６３は、ｘ軸方向に振動する。ユニット１５２Ａおよび１５２Ｂは、駆動腕１６３が延びる方向が互いに逆側であるが、いずれにおいても、励振電極５３の付加符号Ａは、駆動腕１６３の上面または下面に対応し、励振電極５３の付加符号Ｂは、駆動腕１６３の側面に対応するものとする。
【０１１１】
各検出腕１６５における検出電極５５の構成および配置は、分割腕毎に検出電極５５が設けられていない点を除いては、ｙ軸素子５Ｙと同様である。従って、第１検出電極５５Ａおよび第２検出電極５５Ｂによって、検出腕１６５のｚ軸方向の振動によって生じる信号が検出される。ユニット１５２Ａおよび１５２Ｂは、検出腕１６５が延びる方向が互いに逆側であるが、いずれにおいても、検出電極５５の付加符号Ａは、−ｘの側面の＋ｚの領域および＋ｘの側面の−ｚの領域に対応し、検出電極５５の付加符号Ｂは、−ｘの側面の−ｚの領域および＋ｘの側面の＋ｚの領域に対応するものとする。
【０１１２】
各ユニット１５２において、２対の駆動腕１６３における複数の励振電極５３の電位（別の観点では接続関係）も、ｙ軸素子５Ｙと同様である。従って、各ユニット１５２における２対の駆動腕１６３は、ｙ軸素子５Ｙと同様に励振される。
【０１１３】
２つのユニット１５２に関しては、検出腕１６５に対してｘ軸方向の同一側に位置する駆動腕１６３間（１６３Ａ、１６３Ｂ、１６３Ｅおよび１６３Ｆ間、または１６３Ｃ、１６３Ｄ、１６３Ｇおよび１６３Ｈ間）において、第１励振電極５３Ａ同士が同一の電位とされ、第２励振電極５３Ｂ同士が同一の電位とされる。同電位となるべき励振電極５３同士は、例えば、圧電体１５１上の複数の配線５９によって互いに接続されている。従って、２つのユニット１５２において、複数の駆動腕１６３は、互いに同一の位相で検出腕１６５側へ近接または離反する。
【０１１４】
また、２つのユニット１５２の検出腕１６５間においては、第１検出電極５５Ａと第２検出電極５５Ｂとが同一の電位とされる。同電位となるべき検出電極５５同士は、例えば、圧電体１５１上の複数の配線５９によって互いに接続されている。従って、２つの検出腕１６５がｚ軸方向の互いに逆側に撓んだときに、両者において生じた信号が加算される。
【０１１５】
特に図示しないが、ｘ軸素子５Ｘにおいても、基準電位パターン５７が設けられる。基準電位パターン５７は、ｙ軸素子５Ｙのものと同様に、主として、圧電体１５１のうち、駆動腕１６３および検出腕１６５以外の部分（基部１６１および／または支持部１６７）に位置して、電位が互いに異なる配線間に位置している。
【０１１６】
上記のように電位の観点から２組に分けられた励振電極５３と、電位の観点から２組に分けられた検出電極５５との合計４組の電極群は、圧電体１５１上の複数の配線５９によって、４つの素子端子３９と接続されている。基準電位パターン５７は、残りの２つの素子端子３９に接続されている。素子端子３９は、ｙ軸素子５Ｙのものと同様であり、ｙ軸素子５Ｙの素子端子３９についての説明は、ｘ軸素子５Ｘの素子端子３９に援用されてよい。６つの素子端子３９は、ＩＣ７の駆動回路１０３Ｘおよび検出回路１０５Ｘに接続されている。
【０１１７】
（ｘ軸素子の動作）
各ユニット１５２において、複数の駆動腕１６３の励振は、ｙ軸素子５Ｙの複数の駆動腕６３と同様である。すなわち、検出腕１６５を挟んで両側の駆動腕１６３は、励振電極５３に交流電圧が印加されることによってｘ軸方向において互いに逆向きに変形するように互いに逆の位相で励振される。
【０１１８】
このとき、検出腕１６５の両側の駆動腕１６３がｘ軸方向において検出腕１６５から離れる側に撓むと、その曲げモーメントが基部１６１に伝わる。そして、基部１６１は、ｙ軸方向の、駆動腕１６３が延び出ている側（ユニット１５２Ａにおいては＋ｙ側、ユニット１５２Ｂにおいては−ｙ側）へ撓む。その結果、検出腕１６５は、ｙ軸方向の、駆動腕１６３が延び出ている側へ変位する。
【０１１９】
逆に、検出腕１６５の両側の駆動腕１６３がｘ軸方向において検出腕１６５に近づく側に撓むと、その曲げモーメントが基部１６１に伝わり、基部１６１は駆動腕１６３が延び出ている側とは反対側へ撓む。その結果、検出腕１６５は、ｙ軸方向の、駆動腕１６３が延び出ている側とは反対側へ変位する。
【０１２０】
従って、検出腕１６５の両側の駆動腕１６３が励振されることによって、検出腕１６５がｙ軸方向において振動することになる。また、２つのユニット１５２間において、複数の駆動腕１６３は、互いに同一の位相（検出腕１６５に対して離れるか近づくかが同一になる位相）で励振されているから、２つの検出腕１６５は、ｙ軸方向の互いに逆側に変位するように振動する。
【０１２１】
上記のように圧電体５１が振動している状態で、ｘ軸素子５Ｘがｘ軸回りに回転されると、検出腕１６５は、ｙ軸方向に振動（変位）していることから、コリオリの力によってｚ軸方向において振動（変形）する。この変形によって生じる信号（例えば電圧）は、上述のように検出電極５５によって取り出される。また、２つの検出腕１６５は、ｙ軸方向において互いに逆側に変位する位相で振動しているから、ｚ軸方向において互いに逆側へ曲がるように振動する。そして、上述のように２つの検出腕１６５間においては、第１検出電極５５Ａと第２検出電極５５Ｂとが接続されているから、２つの検出腕１６５において生じた信号は加算される。
【０１２２】
（ｚ軸素子）
図６は、括弧内に５Ｚの符号を付すように、ｚ軸回りの回転を検出するセンサ素子５の一例であるｚ軸素子５Ｚを示す平面図と捉えられてもよい。
【０１２３】
ｚ軸素子５Ｚは、圧電振動式のものである。ｚ軸素子５Ｚは、ｘ軸素子５Ｘと同様に励振され、検出腕１６５がｙ方向に振動（変位）する。この状態でｚ軸素子５Ｚがｚ軸回りに回転されると、ｘ方向のコリオリ力が生じ、検出腕１６５は、角速度に応じた振幅でｘ方向に振動する。ｚ軸素子５Ｚは、ｘ軸素子５Ｘとは検出電極等の構成が異なり、このｘ方向の検出腕１６５の振動によって生じる電気信号を出力可能となっている。
【０１２４】
ｚ軸素子５Ｚの基本的な構成および動作は、例えば、国際公開第２０１８／０２１１６６号および国際公開第２０１８／０２１１６７号に記載のセンサ素子と同様とされてよい。従って、これらの公報の内容は、参照による援用（Incorporation by Reference）がなされてよく、また、ｚ軸素子５Ｚの説明においては、細部の説明を省略することがある。
【０１２５】
ｚ軸素子５Ｚの基本的な構成は、検出電極（およびこれに関わる配線５９）を除いて、ｘ軸素子５Ｘの基本的な構成と同様とされてよい。従って、ｘ軸素子５Ｘの説明は、ｚ軸素子５Ｚに援用されてよい。ただし、ｚ軸素子５Ｚにおいては、検出腕１６５は、ｘ軸素子５Ｘとは異なり、コリオリの力によってｘ軸方向に振動することが意図されている。このような相違に基づいて、検出腕１６５等の具体的な寸法および／または形状は、ｘ軸素子５Ｘと異なっていてよい。
【０１２６】
図８は、ｚ軸素子５Ｚの一部を示す、図７に相当する断面図である。
【０１２７】
第１検出電極２５５Ａおよび第２検出電極２５５Ｂは、検出腕１６５のｘ軸方向の曲げ変形によって生じる信号を取り出すものであるので、例えば、駆動腕１６３をｘ軸方向に励振させるための励振電極５３と同様の構成とされる。従って、励振電極５３についての説明は、励振電極５３を検出電極２５５に読み替えて、検出電極２５５に援用されてよい。各検出腕１６５における１対の第１検出電極２５５Ａ同士の接続、および１対の第２検出電極２５５Ｂ同士の接続についても同様である。
【０１２８】
ｙ軸素子５Ｙおよびｘ軸素子５Ｘの説明では、検出電極５５に関連して、検出腕６５および１６５が複数の分割腕を有してよいこと（複数のスリットが設けられてよいこと）について言及した。ｚ軸素子５Ｚにおいては、検出腕１６５は、駆動腕６３および１６３と同様に、その上面および／または下面に凹溝が設けられてよい。
【０１２９】
２本の検出腕１６５間においては、第１検出電極２５５Ａと第２検出電極２５５Ｂとが接続される。従って、２本の検出腕１６５がｘ軸方向において互いに逆側に曲がるときに、検出腕１６５で生じた信号が加算される。検出電極２５５の接続は、例えば、圧電体１５１上の複数の配線５９によりなされる。
【０１３０】
他のセンサ素子５と同様に、電位の観点から２組に分けられた励振電極５３は、２つの素子端子３９を介してＩＣ７の駆動回路１０３Ｚに接続されている。電位の観点から２組に分けられた検出電極２５５は、他の２つの素子端子３９を介してＩＣ７の検出回路１０５Ｚに接続されている。基準電位パターン５７は、残りの２つの素子端子３９を介してＩＣ７に接続されている。
【０１３１】
（ｚ軸素子の動作）
ｚ軸素子５Ｚの励振状態は、ｘ軸素子５Ｘの励振状態と同様である。この励振状態でｚ軸素子５Ｚがｚ軸回りに回転されると、検出腕１６５は、ｙ軸方向に振動（変位）していることから、ｘ方向において振動する。この変形によって生じる信号（例えば電圧）は、検出電極２５５によって取り出される。また、２つの検出腕１６５は、ｙ軸方向において互いに逆側に変位する位相で振動しているから、ｘ軸方向において互いに逆側へ曲がるように振動する。そして、２つの検出腕１６５間においては、第１検出電極２５５Ａと第２検出電極２５５Ｂとが接続されているから、２つの検出腕１６５において生じた信号は加算される。
【０１３２】
（３つのセンサ素子の寸法）
各センサ素子５の各種の寸法は、各センサ素子５に設定される周波数等に応じて適宜に設定されてよい。ただし、各センサ素子５の全体の大きさは、３つのセンサ素子５同士で大きく乖離しないように設定される。
【０１３３】
例えば、各センサ素子５（別の観点では圧電体）を包含する最小の矩形を想定する。これまでに例示したセンサ素子５においては、当該矩形は、枠部７１の外縁に一致し、また、ｙ軸に平行な方向を長手方向とする長方形である。３つのセンサ素子５の長辺のうち最も長いものは、３つのセンサ素子５の長辺のうち最も短いものに対して、例えば、１．５倍以下または１．１倍以下である。また、例えば、３つのセンサ素子５の短辺のうち最も長いものは、３つのセンサ素子５の短辺のうち最も短いものに対して、例えば、１．７倍以下、１．５倍以下または１．３倍以下である。
【０１３４】
（センサ素子同士の結合）
センサ１において、３つのセンサ素子５は、互いに分離されていてもよいし、２つ以上が結合（一体化）されていてもよい。
【０１３５】
図９は、２つのセンサ素子５が結合されている態様の一例を示す平面図（底面図）である。この図では、素子端子３９以外の導体の図示は省略されている。
【０１３６】
この例では、ｙ軸素子５Ｙの圧電体５１と、ｘ軸素子５Ｘ（またはｚ軸素子５Ｚ）の圧電体１５１とが一体化されている。例えば、圧電体５１および圧電体１５１は、同一の水晶ウェハからエッチングによって共に作製されている。
【０１３７】
このような一体化は、３つのセンサ素子５の任意の２以上のセンサ素子５において行われてよい。例えば、図示の例では、２つのセンサ素子５が一体化されているが、３つのセンサ素子５が一体化されてもよい。また、図示の例では、ｙ軸素子５Ｙとｘ軸素子５Ｘ（またはｚ軸素子５Ｚ）とが一体化されているが、この他、例えば、ｘ軸素子５Ｘとｚ軸素子５Ｚとが一体化されてもよい。
【０１３８】
一体化は、例えば、各センサ素子５における圧電体の外周部同士が接続されることによりなされる。また、一体化は、例えば、各種の腕の延在方向に直交する方向（短手方向）にセンサ素子５が並べられてなされる。本実施形態で例示しているセンサ素子５においては、圧電体の外周部の短手方向側部分は、枠部７１の長辺７１ａによって構成されているから、２つのセンサ素子５の長辺７１ａ同士が互いに接続されている。
【０１３９】
一体化されたセンサ素子５同士において、腕の延在方向は、例えば、互いに平行である。換言すれば、各センサ素子５に付した直交座標系ｘｙｚは、センサ素子５同士で一致する。また、図示の例では、一体化されたセンサ素子５同士において、長手方向（ｙ方向）の長さ（長辺７１ａの長さ）は、互いに同一とされている。ただし、両者は異なっていても構わない。各センサ素子５の短手方向（ｘ方向）の長さは、センサ素子５同士で互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
【０１４０】
図示の例では、ｙ軸素子５Ｙの−ｘ側の素子端子３９と、ｘ軸素子５Ｘの＋ｘ側の素子端子３９とは、ｘ軸方向の位置が重複していない。従って、ｙ軸素子５Ｙの圧電体５１と、ｘ軸素子５Ｘの圧電体１５１とは、枠部７１の長辺７１ａ同士が接続されていると概念することができる。ただし、ｙ軸素子５Ｙの−ｘ側の素子端子３９と、ｘ軸素子５Ｘの＋ｘ側の素子端子３９とでｘ軸方向の位置が重複しているなどして、長辺７１ａ同士が一部または全部において共用化されていると概念できるような態様で、圧電体５１と圧電体１５１とが一体化されていてもよい。
【０１４１】
圧電体が一体化された２つまたは３つのセンサ素子５同士においては、素子端子３９を共用することが可能である。例えば、基準電位用の素子端子３９が共用されてよいことは明らかである。また、２つまたは３つのセンサ素子５同士において励振の周波数を互いに同一にする場合においては、励振電極５３に接続される素子端子３９を共用化することも可能である。
【０１４２】
センサ素子５が腕の延在方向を長手方向としているか否かを判定するに際しては、センサ素子５の腕の延在方向の長さと、腕の延在方向に直交する方向の長さとを特定する必要がある。ひいては、圧電体同士が一体化されている場合においては、その結合部分において、センサ素子５同士の境界を特定する必要がある。この特定は、センサ素子５の形状および機能等に基づいて合理的に判断されてよい。図示の例のように、２つのセンサ素子５の間で素子端子３９のｘ軸方向の位置が重複していない場合においては、例えば、両者の素子端子３９からの距離が等しくなる位置（ｙ軸素子５Ｙの−ｘ側の素子端子３９と、ｘ軸素子５Ｘの＋ｘ側の素子端子３９との中間位置）を２つのセンサ素子５の境界としてよい。また、上記以外の場合においては、例えば、結合された長辺７１ａの幅の中央の位置を２つのセンサ素子５の境界としてよい。センサ素子５同士で圧電体を接続した場合、極端に言えば、一のセンサ素子５の素子端子３９を他のセンサ素子５の圧電体に設けることも可能であり、素子端子３９を基準にセンサ素子５の大きさを判定することは不合理だからである。
【０１４３】
［複数のセンサ素子の配置］
図１０は、実施形態に係る３つのセンサ素子５の種類および配置の組み合わせの例の一覧を示す図である。
【０１４４】
この図において、表の１マスは、基板部２１（別の観点ではパッケージ１１）の平面形状に対応している。マスの境界線は、基板部２１の外縁を構成している長辺２１ｃおよび短辺２１ｄに対応している。
【０１４５】
各マス内の長方形は、センサ素子５を示している。長方形内のＸ、ＹまたはＺは、それぞれ、センサ素子５がｘ軸素子５Ｘ、ｙ軸素子５Ｙまたはｚ軸素子５Ｚであることを示している。長辺７１ａおよび短辺７１ｂの符号から理解されるように、マス内の長方形の長手方向および短手方向は、センサ素子５の長手方向および短手方向（別の観点では腕の延在方向および並び方向）に対応している。マス内において互いに接している長方形は、図９を参照して説明したように、センサ素子５同士が一体化されていることを示している。逆に、マス内において互いに離れている長方形は、センサ素子５同士が一体化されていない（互いに分離されている）ことを示している。
【０１４６】
この図では、３つのセンサ素子５の種類および配置に関して９つの態様が示されている。この９つの態様は、同一の列に示された態様同士で共通性があり、また、同一の行に示された態様同士で共通性がある。以下では、各列について、最上段のマスに示された文字を用いて、「ＸＹＺ」の列、「Ｘ／ＸＺ」の列、「Ｙ／ＹＺ」の列または「Ｚ／ＸＹ」の列ということがある。また、各行について、最も左側のマスに示された数字を用いて、「１」の行、「２」の行または「３」の行ということがある。
【０１４７】
（センサ素子の種類の組み合わせ）
既に述べたように、センサ素子５は、直交座標系ｘｙｚのｚ軸がＤ３軸に一致するように基板部２１に実装される。そして、いずれの態様においても、Ｄ３軸回りの角速度の検出は、ｚ軸素子５Ｚが設けられることによって実現される。
【０１４８】
「ＸＹＺ」の列および「Ｚ／ＸＹ」の列に示された５つの態様においては、直交座標系ｘｙｚにおける角速度が検出される軸が互いに異なる３種のセンサ素子５が組み合わされている。すなわち、ｚ軸素子５Ｚに加えて、ｘ軸素子５Ｘおよびｙ軸素子５Ｙが設けられている。そして、Ｄ１軸回りの角速度の検出には、ｘ軸素子５Ｘおよびｙ軸素子５Ｙの一方が利用され、Ｄ２軸回りの角速度の検出には、ｘ軸素子５Ｘおよびｙ軸素子５Ｙの他方が利用される。
【０１４９】
より詳細には、「ＸＹＺ」の列に示す３つの態様では、Ｄ１軸回りの角速度の検出にはｙ軸素子５Ｙが利用され、Ｄ２軸回りの角速度の検出にはｘ軸素子５Ｘが利用される。逆に、「Ｚ／ＸＹ」の列に示す３つの態様では、Ｄ１軸回りの角速度の検出にｘ軸素子５Ｘが利用され、Ｄ２軸回りの角速度の検出にはｙ軸素子５Ｙが利用される。
【０１５０】
「Ｘ／ＸＺ」の列および「Ｙ／ＹＺ」の列に示された４つの態様においては、ｚ軸素子５Ｚに加えて、直交座標系ｘｙｚにおける角速度が検出される軸（ただし、ｘ軸またはｙ軸）が互いに同一の２つのセンサ素子５が組み合わされている。すなわち、ｚ軸素子５Ｚに加えて、２つのｘ軸素子５Ｘまたは２つのｙ軸素子５Ｙが設けられている。同一種類の２つのセンサ素子５は、Ｄ１Ｄ２平面内において互いに異なる向きに配置されることにより、一方は、Ｄ１軸回りの角速度の検出に利用され、他方は、Ｄ２軸回りの角速度の検出に利用される。
【０１５１】
より詳細には、「Ｘ／ＸＺ」の列に示す２つの態様では、Ｄ１軸回りおよびＤ２軸回りの角速度の検出に２つのｘ軸素子５Ｘが利用される。「Ｙ／ＹＺ」の列に示す２つの態様では、Ｄ１軸回りおよびＤ２軸回りの角速度の検出に２つのｙ軸素子５Ｙが利用される。
【０１５２】
（センサ素子の配置）
図示された９つの態様は、３つのセンサ素子５の配置の観点からは、「ＸＹＺ」の列に示された３つの態様と、他の列に示された６つの態様とに分類することができる。以下では、便宜上、長辺７１ａ同士が互いに平行になるように配置されている２以上のセンサ素子５について、単に、互いに平行なセンサ素子５等と表現することがある。また、長辺７１ａ同士が直交するように配置されている２以上のセンサ素子について、単に互いに直交するセンサ素子５等と表現することがある。
【０１５３】
「ＸＹＺ」の列に示された３つの態様では、３つのセンサ素子５は、１列に配列されている。より具体的には、３つのセンサ素子５は、その長辺７１ａ（別の観点では腕の延在方向）が基板部２１の短辺２１ｄに平行になる向きで、基板部２１の長辺２１ｃに沿う方向（例えば長辺２１ｃに概略平行な方向とされてよい。）に並んでいる。別の観点では、３つのセンサ素子５は、互いに平行になるように配置されている。
【０１５４】
他の列に示された６つの態様では、３つのセンサ素子５のうち２つは、その長辺７１ａ（別の観点では腕の延在方向）が基板部２１の長辺２１ｃに平行になる向きで、基板部２１の短辺２１ｄに沿う方向（例えば短辺２１ｄに概略平行な方向とされてよい。）に並んでいる。残りの１つのセンサ素子５は、その長辺７１ａが基板部２１の短辺２１ｄに平行になる向きで、前記２つのセンサ素子５に対して基板部２１の長辺２１ｃに沿う方向（例えば長辺２１ｃに概略平行な方向とされてよい。）に並んでいる。別の観点では、２つのセンサ素子５は、互いに平行になるように配置されており、残りの１つのセンサ素子５は、他の２つのセンサ素子５に直交するように配置されている。
【０１５５】
より詳細には、「Ｘ／ＸＺ」の列の２つの態様においては、ｘ軸素子５Ｘとｚ軸素子５Ｚとが互いに平行である。「Ｙ／ＹＺ」の列の２つの態様においては、ｙ軸素子５Ｙとｚ軸素子５Ｚとが互いに平行である。「Ｚ／ＸＹ」の列の２つの態様においては、ｘ軸素子５Ｘとｙ軸素子５Ｙとが互いに平行である。
【０１５６】
図示の例では、互いに平行な２つのセンサ素子５に対して、＋Ｄ２側に残りの１つのセンサ素子５が位置している。ただし、両者の位置関係は逆であってもよい。
【０１５７】
互いに平行に配置されている２以上のセンサ素子５の並び順は、図示の例に限定されず、適宜に変更されてよい。例えば、「ＸＹＺ」の列では、Ｘ、ＹおよびＺの順が図示されているが、Ｘ、ＺおよびＹの順、Ｙ、ＸおよびＺの順、Ｙ、ＺおよびＸの順、Ｚ、ＸおよびＹの順、Ｚ、ＹおよびＸの順とされてもよい。「Ｘ／ＸＺ」に列におけるＸおよびＺの並びは図示の例とは逆でもよい。「Ｙ／ＹＺ」の列におけるＹＺの並びは図示の例とは逆でもよい。「Ｚ／ＸＹ」の並びは図示の例とは逆でもよい。また、各センサ素子５は、＋ｘ側と−ｘ側のいずれが図１０に示す各センサ素子５の長手方向の一方側とされてもよい（Ｄ３軸に平行な軸回りに１８０°回転されてよい。）。
【０１５８】
（センサ素子の一体化）
「１」の行に示す１つの態様では、３つのセンサ素子５が一体化されている。別の観点では、一体化された２以上のセンサ素子５を１つの素子としてみなすならば、基板部２１には、１つの素子のみが実装されている。
【０１５９】
「２」の行に示す４つの態様では、３つのセンサ素子５のうち、２つが一体化されており、残りの１つは分離されている。別の観点では、一体化された２以上のセンサ素子５を１つの素子としてみなすならば、基板部２１には、２つの素子が実装されている。
【０１６０】
より詳細には、「ＸＹＺ」の列に関しては、３つのセンサ素子５のうち互いに隣り合う２つが一体化されている。図示の例では、３つのセンサ素子５のうち、中央のセンサ素子５と、これに対して＋Ｄ２側のセンサ素子５とが一体化されている。ただし、図示とは逆に、中央のセンサ素子５と、これに対して−Ｄ２側に位置するセンサ素子５とが一体化されていてもよい。既に述べたように、Ｘ、ＹおよびＺの並び順は、図示の例とは異なっていてよく、ひいては、一体化されるセンサ素子５の種類も図示の例とは異なっていてよい。
【０１６１】
また、「Ｘ／ＸＺ」、「Ｙ／ＹＺ」および「Ｚ／ＸＹ」の列に関しては、互いに平行に配置されている２つのセンサ素子５同士が一体化されている。既に述べたとおり、これらの２つのセンサ素子５の並び順は、図示の例とは逆であってもよい。
【０１６２】
「３」の行に示す４つの態様では、３つのセンサ素子５が全て分離されている。別の観点では、一体化された２以上のセンサ素子５を１つの素子としてみなすならば、基板部２１には、３つの素子が実装されている。
【０１６３】
（センサ素子の配置領域の寸法の一例）
「ＸＹＺ」の列に示す態様においては、例えば、Ｄ２方向に見て、３つのセンサ素子５のうち最も長辺７１ａが長いものの配置範囲（Ｄ１方向）に他の２つのセンサ素子５の配置範囲（Ｄ１方向）の全部が収まる（一致する場合を含む）ように３つのセンサ素子５が配置される。最も長い長辺７１ａの長さは、例えば、既述のように、最も短い長辺７１ａの長さに対して、１．５倍以下または１．１倍以下とされてよい。また、最も短い長辺７１ａと、パッケージ１１の第１枠部２３の内縁の長辺間の距離（Ｄ１方向）とを比較したとき、例えば、後者は、前者に対して、１．６倍以下または１．２倍以下とされてよい。
【０１６４】
「Ｘ／ＸＺ」、「Ｙ／ＹＺ」および「Ｚ／ＸＹ」の列に示す態様においては、例えば、Ｄ２方向に見て、互いに平行な２つのセンサ素子５の配置範囲（Ｄ１方向）と、この２つのセンサ素子５に直交するセンサ素子５の配置範囲（Ｄ１方向）との一方の全部が他方に収まる（一致する場合を含む）ように３つのセンサ素子５が配置されている。互いに平行な２つのセンサ素子５の配置範囲（Ｄ１方向）は、−Ｄ１側のセンサ素子５の−Ｄ１側の外縁から＋Ｄ１側のセンサ素子５の＋Ｄ１側の外縁までの範囲である。上記２つの配置範囲のＤ１方向の長さは、長い方が短い方に対して、１．７倍以下、１．５倍以下、１．３倍以下、１．２倍以下または１．１倍以下とされてよい。また、短い方の配置範囲のＤ１方向の長さと、パッケージ１１の第１枠部２３の内縁の長辺間の距離（Ｄ１方向）とを比較したとき、例えば、後者は、前者に対して、１．８倍以下、１．６倍以下、１．４倍以下、１．３倍以下または１．２倍以下とされてよい。
【０１６５】
また、「Ｘ／ＸＺ」、「Ｙ／ＹＺ」および「Ｚ／ＸＹ」の列に示す態様においては、互いに平行な２つのセンサ素子５は、Ｄ１方向に見て、２つのセンサ素子５（長辺７１ａ）の配置範囲（Ｄ２方向）の一方の全部が他方に収まる（一致する場合を含む）ように２つのセンサ素子５が配置されている。このとき、長い方の長辺７１ａの長さは、短い方の長辺７１ａの長さに対して、１．５倍以下または１．１倍以下とされてよい。
【０１６６】
［基板部における導体の配置の一例］
図１１および図１２を参照して、基板部２１における導体（素子パッド１５等）の配置の一例について説明する。ここでは、３つのセンサ素子５の配置の態様が「Ｘ／ＸＺ」、「Ｙ／ＹＺ」および「Ｚ／ＸＹ」の列に示された６つの態様のいずれかである場合を例に取る。
【０１６７】
図１１は、基板部２１（第１絶縁層３１Ａ）の上面２１ａを示す平面図である。
【０１６８】
この図では、上面２１ａ上の導体層の表面（すなわち断面ではない面）にハッチングを付している。また、第１絶縁層３１Ａを貫通するビア導体８１を黒丸で示している。センサ素子５の外縁を点線で示している。パッケージ本体３の第１枠部２３の内縁を二点鎖線で示している。
【０１６９】
この図では、センサ素子５の素子端子３９と接合される素子パッド１５に対して、その役割に応じて、大文字のアルファベット等からなる付加符号を付している。素子パッド１５Ｄ−１および１５Ｄ−２は、励振電極５３に駆動信号を入力するためのものである。ただし、素子パッド１５Ｄ−２は、仮想接地に対応していてよい。また、素子パッド１５Ｓは、検出電極５５または２５５から検出信号を取り出すためのものである。素子パッド１５Ｇは、基準電位パターン５７に基準電位を付与するためのものである。
【０１７０】
既述のように、各センサ素子５においては、枠部７１の１対の長辺７１ａに対して、３つずつ合計で６つの素子端子３９が設けられている。これに対応して、パッケージ１１は、各センサ素子５に対して、３つずつ２列に配列された合計で６つの素子パッド１５を有している。
【０１７１】
３つのセンサ素子５のうち２つは、図１０を参照して説明したように、１対の長辺７１ａが基板部２１の長辺２１ｃに平行になるように配置されている。従って、この２つのセンサ素子５のそれぞれに対応する６つの素子パッド１５のうち、３つは、相対的に長辺２１ｃ側に位置して長辺２１ｃに沿って配列されており、残りの３つは、それよりも基板部２１の内側（長辺２１ｃから離れる側）に位置している。相対的に長辺２１ｃ側に位置している３つの素子パッド１５と、長辺２１ｃ（または第１枠部２３の内縁）との間には、他の導体は介在しておらず、両者は隣接していると捉えることができる。
【０１７２】
３つのセンサ素子５のうち残りの１つは、図１０を参照して説明したように、１対の長辺７１ａが基板部２１の短辺２１ｄに平行になるように配置されている。従って、このセンサ素子５に対応する６つの素子パッド１５のうち、３つは、相対的に短辺２１ｄ側に位置して短辺２１ｄに沿って配列されており、残りの３つは、それよりも基板部２１の内側（短辺２１ｄから離れる側）に位置している。相対的に短辺２１ｄ側に位置している３つの素子パッド１５と、短辺２１ｄ（または第１枠部２３の内縁）との間には、他の導体は介在しておらず、両者は隣接していると捉えることができる。
【０１７３】
纏めると、パッケージ１１は、３つのセンサ素子５のそれぞれに対して、基板部２１の外縁に沿って配列されている複数の素子パッド１５と、それよりも基板部２１の内側に位置している複数の素子パッド１５とを有している。
【０１７４】
そして、図示の例では、いずれのセンサ素子５についても、検出用の素子パッド１５Ｓは、基板部２１の外縁側に位置している。より詳細には、例えば、各センサ素子５において基板部２１の外縁に沿って配列されている３つの素子パッド１５のうち、両側の２つの素子パッド１５が検出用とされている。この２つの素子パッド１５Ｓの間には、仮想接地に対応する素子パッド１５Ｄ−２が位置している。図示の例の他、例えば、素子パッド１５Ｄ−２に代えて、基準電位用の素子パッド１５Ｇが位置していてもよい。
【０１７５】
また、図示の例では、いずれのセンサ素子５についても、基準電位用の素子パッド１５Ｇは、基板部２１の内側に位置している。より詳細には、例えば、基板部２１の内側で配列されている３つの素子パッド１５のうち、両側の２つの素子パッド１５が基準電位用とされている。この２つの素子パッド１５Ｇの間には、駆動信号用の素子パッド１５Ｄ−１が位置している。図示の例の他、例えば、基板部２１の内側の３つの素子パッド１５のうち両側の２つを駆動用の素子パッド１５Ｄ−１および１５Ｄ−２とし、その間の１つを基準電位用としてもよい。
【０１７６】
基板部２１の＋Ｄ１側かつ＋Ｄ２側の角部に位置している導体層（符号省略）およびビア導体８１は、蓋体９に基準電位を付与するためのものである。このような導体は設けられなくてもよい。
【０１７７】
図１２は、基板部２１の内部（第２絶縁層３１Ｂの上面）を示す平面図である。
【０１７８】
この図は、図１１の例を前提としている。この図では、図１１と同様に、第２絶縁層３１Ｂの上面の導体層の表面（すなわち断面ではない面）にハッチングを付している。また、この導体層のうち、第１絶縁層３１Ａを貫通するビア導体８１と接続される接続領域８５については、他の領域とは異なるハッチングを付している。また、この図では、第２絶縁層３１Ｂを貫通するビア導体８３が黒丸で示されている。
【０１７９】
第２絶縁層３１Ｂの上面に位置する導体層は、例えば、駆動配線８７Ｄ−１および８７Ｄ−２、検出配線８７Ｓならびに基準電位パターン８７Ｇを有している。これらの配線およびパターンは、複数の素子パッド１５に接続されている接続領域８５を含んでいる。ただし、接続領域８５は、配線およびパターンとは別個の部位と捉えられても構わない。
【０１８０】
複数の接続領域８５は、例えば、複数の素子パッド１５の直下に位置しており、ビア導体８１（図１１）によって素子パッド１５と接続されている。従って、接続領域８５の役割と平面視における配置位置との関係については、素子パッド１５の説明を援用してよい。接続領域８５は、表面側の一部または厚み方向の全部が、第２絶縁層３１Ｂの上面の導体層の他の領域の材料と異なる材料から構成されていても構わない。
【０１８１】
駆動配線８７Ｄ−１は、接続領域８５において素子パッド１５Ｄ−１と接続されている。駆動配線８７Ｄ−２は、接続領域８５において素子パッド１５Ｄ−２と接続されている。検出配線８７Ｓは、接続領域８５において素子パッド１５Ｓと接続されている。
【０１８２】
これらの配線は、概略、接続領域８５から基板部２１の外縁に向かって延びている。特に、基板部２１の外縁に沿って配置されている素子パッド１５（１５Ｓおよび１５Ｄ−２）と接続されている配線は、基板部２１の外縁から離れる方向へ延びる部分を含んでいない。これらの配線は、基板部２１の外縁に向かって延びる部分のみを含んでいるか、またはこれに加えて外縁に対して平行な部分のみを含んでいる。基板部２１の外縁に向かって延びるという場合、外縁に直交する方向だけでなく、外縁に傾斜する方向に延びてよい。
【０１８３】
基準電位パターン８７Ｇは、素子パッド１５Ｇと接続されている。基準電位パターン８７Ｇは、例えば、第２絶縁層３１Ｂの上面において、上記の配線の位置を除く大部分の面積に亘って設けられている。例えば、基準電位パターン８７Ｇの面積は、第２絶縁層３１Ｂの面積の５割以上とされてよい。
【０１８４】
また、基準電位パターン８７Ｇは、上述した各種の配線の間に位置している。例えば、基準電位パターン８７Ｇは、各センサ素子５について、２つの検出配線８７Ｓおよび駆動配線８７Ｄ−２の３つの配線と、駆動配線８７Ｄ−１との間に位置している。長辺２１ｃに隣接する１対の検出配線８７Ｓおよび駆動配線８７Ｄ−２に関して示すように、基準電位パターン８７Ｇは、基板部２１の外縁に到達し、第２絶縁層３１Ｂの上面において、上記の３つの配線と駆動配線８７Ｄ−１とを完全に分断してもよい。
【０１８５】
上述した各種の配線は、例えば、その延びる中途において、かつ基板部２１の外縁付近において、ビア導体８３と接続されている。また、基準電位パターン８７Ｇは、例えば、基板部２１の外縁付近において、ビア導体８３と接続されている。ビア導体８３は、例えば、基板部２１において第２絶縁層３１Ｂの上面よりも下方に設けられた不図示の導体層を介して、ＩＣパッド１７と電気的に接続されている。
【０１８６】
以上のとおり、本実施形態では、多軸角速度センサ１は、パッケージ１１と、３つのセンサ素子５（第１軸素子、第２軸素子および第３軸素子）とを有している。パッケージ１１は、基板部２１を有している。基板部２１は、互いに直交する第１軸（Ｄ１軸）、第２軸（Ｄ２軸）および第３軸（Ｄ３軸）のうちのＤ３軸に直交する第１面（上面２１ａ）を有している。上面２１ａの外縁は、Ｄ２軸に平行な１対の長辺２１ｃと、Ｄ１軸に平行な１対の短辺２１ｄとを有している。３つのセンサ素子５は、上面２１ａに実装されており、それぞれＤ１軸回り、Ｄ２軸回りまたはＤ３軸回りの角速度を検出する。３つのセンサ素子５それぞれは、圧電体５１または１５１と、励振電極５３と、検出電極５５または２５５とを有している。圧電体５１または１５１は、複数の腕（駆動腕６３または１６３および検出腕６５または１６５）を有している。これらの腕は、上面２１ａの平面視において所定の延在方向（正負は問わない）に延びている。圧電体５１または１５１は、複数の腕の延在方向を長手方向としている。励振電極５３は、複数の腕の一部（駆動腕６３または１６３）に位置している。検出電極５５または２５５は、複数の腕の他の一部（検出腕６５または１６５）に位置している。３つのセンサ素子５のうち２つは、腕の延在方向が基板部２１の長辺２１ｃに平行になる向きで、基板部２１の短辺２１ｄに沿う方向に並んでいる。残りの１つは、腕の延在方向が短辺２１ｄに平行になる向きで、前記２つの素子に対して長辺２１ｃに沿う方向に並んでいる。または、３つのセンサ素子５は、腕の延在方向が基板部２１の短辺２１ｄに平行になる向きで、基板部２１の長辺２１ｃに沿う方向に並んでいる。
【０１８７】
この場合、例えば、３つのセンサ素子５の配置領域が極端に長細くなる蓋然性を低減できる。ひいては、パッケージ１１が平面視において長細くなる蓋然性を低減できる。その結果、例えば、パッケージ１１を撓ませるような力に対するパッケージ１１の強度を向上させたり、センサ１を回路基板に実装したときにデッドスペースが生じる蓋然性を低減したりできる。別の観点では、正方形に近い長方形のパッケージ１１を用意したときに、パッケージ１１内にデッドスペースが生じる蓋然性を低減することができる。
【０１８８】
また、本実施形態では、３つのセンサ素子５のそれぞれにおいて、圧電体５１または１５１は、枠部７１を有している。枠部７１は、基板部２１の上面２１ａの平面視において複数の腕（駆動腕６３等）を囲んでいる。また、枠部７１は、腕の延在方向を長手方向とする長方形である。
【０１８９】
この場合、例えば、センサ素子５と基板部２１との平面視における位置合わせが容易化される。より具体的には、例えば、位置合わせは、視覚センサ（撮像素子を含む）を用いて行われ、枠部７１が設けられていることにより、センサ素子５の位置を正確に検出することができる。その結果、各種の腕と、基板部２１の長辺２１ｃまたは短辺２１ｄとの平行度を向上させることができる。平行度の向上により、例えば、Ｄ１軸回りの角速度を検出するセンサ素子５の検出信号にＤ２軸回りまたはＤ３軸回りの角速度が及ぼす影響が低減される。他の軸についても同様である。
【０１９０】
また、本実施形態において、３つのセンサ素子５のうち２つは、腕の延在方向が基板部２１の長辺２１ｃに平行になる向きで、基板部２１の短辺２１ｄに沿う方向に並んでよい。残りの１つは、腕の延在方向が基板部２１の短辺２１ｄに平行になる向きで、前記２つのセンサ素子５に対して基板部２１の長辺２１ｃに沿う方向に並んでよい。
【０１９１】
この場合、例えば、センサ素子５同士で駆動腕６３および／または２６３の振動方向を異ならせることができる。その結果、センサ素子５同士の相互影響が低減される。また、２つのセンサ素子５の一方および残りの１つのセンサ素子５を同一種類のセンサ素子５とすることができる。これにより、例えば、開発負担を軽減したり、生産性を向上させたりして、コストを削減することができる。
【０１９２】
３つのセンサ素子５の圧電体５１および／または１５１は、互いに分離していてよい。
【０１９３】
例えば、３つのセンサ素子５が一体化されている態様では、センサ素子５を基板部２１に実装する前の検査において、３つのセンサ素子５のうち１つが不良品であると判定された場合、他の２つのセンサ素子５も廃棄されることになる。一方、３つのセンサ素子５が互いに分離されている態様においては、そのような不都合は生じない。また、例えば、現時点では、一体化されていないセンサ素子５が主流であるから、従来のセンサ素子５を利用しやすい。
【０１９４】
ただし、３つのセンサ素子５のうち腕の延在方向が互いに平行な少なくとも２つセンサ素子５の圧電体５１および／または２５１は一体的とされてもよい。
【０１９５】
この場合には、例えば、センサ素子５同士にクリアランスは不要であり、小型化に有利である。また、例えば、既に言及したように、素子端子３９を共通化することも可能である。
【０１９６】
また、図１１および図１２に示した例では、パッケージ１１は、３つのセンサ素子５のそれぞれに対して、１対の駆動パッド（素子パッド１５Ｄ−１および１５Ｄ−２）と、１対の検出パッド（素子パッド１５Ｓ）とを基板部２１の上面２１ａに有している。素子パッド１５Ｄ−１および１５Ｄ−２は、複数の励振電極５３と電気的に接続されている。１対の素子パッド１５Ｓは、複数の検出電極５５または２５５と電気的に接続されている。基板部２１の短辺２１ｄに沿う方向に並んでいる２つのセンサ素子５のうち、一方の長辺２１ｃ側に位置しているセンサ素子５に関して、１対の素子パッド１５Ｓは、少なくとも１つの駆動パッド（素子パッド１５Ｄ−１）よりも前記一方の長辺２１ｃ側に位置して前記一方の長辺２１ｃに沿って配列されている。他方の長辺２１ｃ側のセンサ素子５についても、他方の長辺２１ｃに対して同様のことが成り立つ。また、これら２つのセンサ素子５に対して基板部２１の一方の短辺２１ｄ側に位置している残りの１つの素子に関して、１対の素子パッド１５Ｓは、少なくとも１つの駆動パッド（素子パッド１５Ｄ−１）よりも前記一方の短辺２１ｄ側に位置して前記一方の短辺２１ｄに沿って配列されている。
【０１９７】
すなわち、３つのセンサ素子５は、その検出用の素子パッド１５Ｓが基板部２１の外縁側に配置されて極力離されている。これにより、センサ素子５同士の間で検出信号が相互に及ぼす影響を低減して、検出精度を向上させることができる。別の観点では、検出信号に混入するノイズの低減を駆動信号に混入するノイズの低減に優先させており、これにより、検出精度が向上する。このような配置は、２つのセンサ素子５を互いに平行に、残りの１つのセンサ素子５を前記２つのセンサ素子５に対して直交させる構成において実現しやすい。
【０１９８】
上記の態様において、パッケージ１１は、基板部２１の内部に基板部２１の上面２１ａに平行な導体層を有していてよい。この導体層は、３つのセンサ素子５のそれぞれに対して、駆動配線８７Ｄ−１および８７Ｄ−２、１対の検出配線８７Ｓならびに基準電位パターン８７Ｇを有している。駆動配線８７Ｄ−１および８７Ｄ−２は、素子パッド１５Ｄ−１および１５Ｄ−２に電気的に接続されている。１対の検出配線８７Ｓは、１対の素子パッド１５Ｓに電気的に接続されている。基準電位パターン８７Ｇは、３つのセンサ素子５のそれぞれの、少なくとも駆動配線８７Ｄ−１と、１対の検出配線８７Ｓとの間に位置している。
【０１９９】
この場合、例えば、駆動配線８７Ｄ−１と検出配線８７Ｓとの間のアイソレーションを向上させ、検出精度を向上させることができる。
【０２００】
また、上記の態様において、１対の検出配線８７Ｓは、１対の素子パッド１５Ｓの直下の位置にて１対の素子パッド１５Ｓに電気的に接続されており、その直下の位置から基板部２１の外縁に向かって延びている。
【０２０１】
この場合、例えば、基準電位パターン８７Ｇを検出配線８７Ｓに対して基板部２１の内側に位置させることが容易である。ひいては、基準電位パターン８７Ｇを駆動配線８７Ｄ−１と検出配線８７Ｓとの間に位置させることが容易である。
【０２０２】
また、本実施形態では、センサ１は、ＩＣ７を更に有している。ＩＣ７は、基板部２１の上面２１ａの背面である下面２１ｂに実装されており、３つのセンサ素子５と電気的に接続されている。
【０２０３】
従って、例えば、センサ素子５とＩＣ７とを同一平面上に配置する態様（この態様も本開示に係る技術に含まれてよい。）に比較して、センサ１を小型化することができる。また、同一平面上に配置する態様に比較して、ＩＣ７が生じる熱がセンサ素子５に及ぼす影響が均等化される。その結果、例えば、温度補償が容易化される。
【０２０４】
以上の実施形態において、基板部２１の上面２１ａは第１面の一例である。基板部２１の下面２１ｂは第２面の一例である。Ｄ１軸、Ｄ２軸およびＤ３軸は第１軸、第２軸および第３軸の一例である。センサ１の３つのセンサ素子５は、第１軸素子、第２軸素子および第３軸素子の一例であり、図１０を参照した説明から理解されるように、ｘ軸素子５Ｘ、ｙ軸素子５Ｙおよびｚ軸素子５Ｚのいずれかによって実現される。素子パッド１５Ｄ−１および１５Ｄ−２は１対の駆動パッドの一例である。素子パッド１５Ｓは検出パッドの一例である。ＩＣ７は集積回路素子の一例である。
【０２０５】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【０２０６】
実施形態の説明の冒頭で触れたように、多軸角速度センサは、駆動回路および検出回路を有していなくてもよい。すなわち、多軸角速度センサは、外部から入力される駆動信号によってセンサ素子を振動させ、センサ素子において生じた検出信号をそのまま外部へ出力するものであってもよい。
【０２０７】
センサ素子または多軸角速度センサは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の一部として構成されてよい。この場合において、ＭＥＭＳの基板上にセンサ素子を構成する圧電体が実装されてもよいし、ＭＥＭＳの基板が圧電体によって構成されており、その一部によってセンサ素子の圧電体が構成されてもよい。
【０２０８】
センサ素子の角速度の検出に係る基本構成（例えば駆動腕および検出腕の本数、延在方向、配置および振動方向）は、実施形態に例示したものに限定されない。例えば、他の代表的な例としては、音叉型のものを挙げることができる。また、例えば、特開２０１５−０９９１３０号公報のようにｙ軸に平行な対称軸に関して線対称に配置された駆動腕同士がｘ方向の同一側に湾曲してもよい。また、当該公報および特開２０１５−１４１１８２号公報に開示されているように、駆動腕と検出腕とが並列に延びている構成で、ｙ軸回りの角速度が検出されてもよい。これらの公報の内容は、参照による援用（Incorporation by Reference）がなされてよい。
【０２０９】
圧電体は、枠部を有していなくてもよい。例えば、圧電体は、基部に素子端子が設けられて実装されてよい。また、例えば、圧電体は、基部から駆動腕および検出腕と並列に延びる実装腕が設けられ、当該実装腕に素子端子が設けられて実装されてよい。
【０２１０】
実施形態の圧電体１５１は、内側枠部１６９と、枠部７１とを有した。ただし、突部１７０および枠部７１が省略されて、内側枠部１６９に素子端子３９が設けられてもよい。逆に、圧電体５１に内側枠部およびその外側の枠部との組み合わせが設けられてもよい。
【０２１１】
また、圧電体５１において、基部６１は、検出腕と並列に延びる１つの保持部６９によって１点保持された。ただし、基部６１は、基部６１から互いに逆側に延びる２つの保持部６９によって２点支持されてもよいし、駆動腕と並列に延びる保持部６９によって１点保持されてもよいし、保持部６９が設けられずに、基部６１のｘ方向両端が枠部７１の１対の長辺７１ａに接続されて支持されてもよい。
【０２１２】
パッケージは、上下に凹部が形成されたパッケージ本体を有するものに限定されない。例えば、パッケージは、上方にのみ凹部が形成されたパッケージ本体を有するものであってもよい。また、例えば、パッケージは、凹部が形成されたパッケージ本体を有さず、基板部の上面に箱型のキャップが被せられる態様のものであってもよい。
【符号の説明】
【０２１３】
１…多軸角速度センサ、３…パッケージ本体、５…センサ素子、１１…パッケージ、２１…基板部、２１ａ…基板部の上面（第１面）、２１ｃ…基板部の長辺、２１ｄ…基板部の短辺、５１…圧電体、５３…励振電極、５５…検出電極、６３…駆動腕、６５…検出腕、１５１…圧電体、１６３…駆動腕、１６５…検出腕、２５５…検出電極。
【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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【国際調査報告】
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