JP2014025742A - 振動片、ジャイロセンサー、電子機器、および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】振動腕の電極面積を確保することで振動腕の検出信号のインピーダンスを低減させ、振動片の小型化を実現する。
【解決手段】振動片としてのジャイロ素子２は、基部４１から延出されている第１、および第２検出振動腕４２１、４２２と、検出振動腕の先端部に幅広に設けられている幅広部４２５、４２６と、検出振動腕、および幅広部に連通して設けられている第１の溝部４２３、４２４と、幅広部における第１の溝部の両側に第１の壁部４２７を介して設けられている第２の溝部４２９ａ、４２９ｂとを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、振動片、ジャイロセンサー、電子機器、および移動体に関する。

従来から、角速度を検出するための振動片として、いわゆる「ダブルＴ型」のジャイロ素子（振動片）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載されているジャイロ素子は、基部と、基部から両側へｙ軸に沿って延出している第１、第２検出振動腕（検出アーム）と、基部から両側へｘ軸に沿って延出している第１、第２連結腕（連結アーム）と、第１連結腕から両側へｙ軸に沿って延出している第１、第２駆動振動腕（駆動アーム）と、第２連結腕から両側へｙ軸に沿って延出している第３、第４駆動振動腕（駆動アーム）と、第１、第２検出振動腕および第１、第２駆動振動腕の先端部に幅広に設けられた重量部（幅広部）と、を含んでいる。
また、上記各振動腕における駆動や検出を高精度に行うため、各振動腕に溝部を形成して駆動電極あるいは検出電極の有効面積を広くして感度を高めることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−２０１０１１号公報 特開２００４−２４５６０５号公報

近年、ジャイロ素子の小型化の要求が高まり、ジャイロ素子の更なる小型化が進んでいる。ジャイロ素子をさらに小型化しようとすると、各振動腕の電極面積が益々小さくなり、各振動腕の検出信号のインピーダンスが高くなってしまうことから、信号の検出が困難になってしまうという課題を生じる。

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］本適用例に係る振動片は、基部と、前記基部から延出されている検出振動腕と、前記検出振動腕の先端部に設けられている幅広部と、前記検出振動腕、および前記幅広部に連通して設けられている第１の溝部と、前記幅広部における前記第１の溝部の両側に設けられている第２の溝部と、を備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、幅広部における第１の溝部の両側に第２の溝部が設けられている。この構成により、検出振動腕に加えて、幅広部においても信号検出の有効面積を確保できることから、振動片が小型化されても検出のインピーダンスを低く保つことが可能となる。したがって、振動片の小型化を実現することが可能となる。

［適用例２］上記適用例に記載の振動片において、前記第１の溝部は、前記幅広部の先端に開放されていることを特徴とする。

本適用例によれば、第１の溝部が幅広部の先端に開放されている、即ち第１の溝部は幅広部の一方端から他方端まで連通して設けられている。したがって、検出の有効面積を、より大きくすることが可能となり、検出のインピーダンスを低減することが可能となる。

［適用例３］上記適用例に記載の振動片において、前記第１の溝部、および前記第２の溝部には、電極が設けられていることを特徴とする。

本適用例によれば、例えば検出のための電極の有効面積を大きくすることが可能となり、振動片が小型化されても検出のインピーダンスを低く保つことが可能となる。したがって、振動片の小型化を実現することが可能となる。

［適用例４］上記適用例に記載の振動片において、さらに、前記基部から延出されている駆動振動腕と、前記駆動振動腕の先端部に設けられている第２の幅広部と、前記駆動振動腕、および前記第２の幅広部に連通して設けられている第３の溝部と、前記第２の幅広部における前記第３の溝部の両側に設けられている第４の溝部と、を備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、検出振動腕に加えて、駆動振動腕、および第２の幅広部に連通して設けられている第３の溝部と、第２の幅広部における第３の溝部の両側に設けられている第４の溝部とを有している。これにより、駆動のインピーダンスも低減することが可能となり、振動片の小型化を実現することが可能となる。

［適用例５］本適用例に係るジャイロセンサーは、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片と、前記振動片が収納されているパッケージと、を備えていることを特徴とする。

本適用例のジャイロセンサーによれば、検出あるいは駆動のインピーダンスを低く保ち、小型化が可能な振動片を用いているため、ジャイロセンサーの小型化を実現することが可能となる。

［適用例６］本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片を備えていることを特徴とする。

本適用例の電子機器によれば、検出あるいは駆動のインピーダンスを低く保ち、小型化が可能な振動片を用いているため、安定した機能且つ小型の電子機器を提供することが可能となる。

［適用例７］本適用例に係る移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載の振動片を備えていることを特徴とする。

本適用例の移動体によれば、検出あるいは駆動のインピーダンスを低く保ち、小型化が可能な振動片を用いているため、安定した機能且つ小型の移動体を提供することが可能となる。

本発明にかかる振動片の実施形態、およびその振動片を用いた振動子の実施形態を示す概略図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正断面図。 振動子が備える振動片としてのジャイロ素子の平面図。 （Ａ）は図２のＱ−Ｑ断面図、（Ｂ）は図２のＰ−Ｐ断面図であり、（Ｃ）、（Ｄ）は（Ａ）、（Ｂ）それぞれの変形例を示す断面図。 ジャイロ素子の駆動を説明する平面図。 ジャイロ素子の変形例１を示す平面図。 ジャイロ素子の変形例２を示す平面図。 ジャイロセンサーの概略を示す正断面図。 電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。 電子機器の一例としての携帯電話機の構成を示す斜視図。 電子機器の一例としてのデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。 移動体の一例としての自動車の構成を示す斜視図。

以下、本発明の振動片および振動子を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜実施形態＞
まず、本発明にかかる振動片の実施形態、およびその振動片を適用した振動子の実施形態について説明する。

図１は、本発明にかかる振動片、およびその振動片を用いた振動子の実施形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正断面図である。図２は、図１に示す振動子が備える振動片としてのジャイロ素子を示す平面図である。図３は、ジャイロ素子を構成する検出振動腕の断面を示す図であり、（Ａ）は図２のＱ−Ｑ断面図、（Ｂ）は図２のＰ−Ｐ断面図、（Ｃ）、（Ｄ）は（Ａ）、（Ｂ）にそれぞれ対応した変形例を示す断面図である。図４は、ジャイロ素子の駆動を説明する平面図である。
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、ｙ軸およびｚ軸とし、ｚ軸は、振動デバイスの厚さ方向と一致する。また、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向（第２方向）」と言い、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向（第１方向）」と言い、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」と言う。

図１に示す振動子１は、振動片としてのジャイロ素子（振動素子）２と、ジャイロ素子２を収納するパッケージ９とを有している。以下、ジャイロ素子２およびパッケージ９について順次詳細に説明する。なお、同図（Ａ）では、リッド９２を省略してある。

（ジャイロ素子）
図２は、上側から（リッド９２側）から見た振動片としてのジャイロ素子の平面図である。なお、ジャイロ素子には、検出信号電極、検出信号配線、検出信号端子、検出接地電極、検出接地配線、検出接地端子、駆動信号電極、駆動信号配線、駆動信号端子、駆動接地電極、駆動接地配線および駆動接地端子などが設けられているが、同図においては検出信号電極、および検出接地端子を除き省略している。

振動片としてのジャイロ素子２は、ｚ軸まわりの角速度を検出する「面外検出型」のセンサーであって、図示しないが、基材と、基材の表面に設けられている複数の電極、配線および端子とで構成されている。
ジャイロ素子２は、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料で構成することができるが、これらの中でも、水晶で構成するのが好ましい。これにより、優れた振動特性（周波数特性）を発揮することのできるジャイロ素子２が得られる。
このようなジャイロ素子２は、いわゆるダブルＴ型をなす振動体４と、振動体４を支持する支持部としての第１支持部５１および第２支持部５２と、振動体４と第１、第２支持部５１、５２とを連結する梁としての第１梁６１、第２梁６２、第３梁６３および第４梁６４とを有している。

振動体４は、ｘｙ平面に拡がりを有し、ｚ軸方向に厚みを有している。このような振動体４は、中央に位置する基部４１と、基部４１からｙ軸方向に沿って両側に延出している第１検出振動腕４２１、第２検出振動腕４２２と、基部４１からｘ軸方向に沿って両側に延出している第１連結腕４３１、第２連結腕４３２と、第１連結腕４３１の先端部からｙ軸方向に沿って両側に延出している振動腕としての第１駆動振動腕４４１、および第２駆動振動腕４４２と、第２連結腕４３２の先端部からｙ軸方向に沿って両側に延出している振動腕としての第３駆動振動腕４４３、および第４駆動振動腕４４４とを有している。第１、第２検出振動腕４２１、４２２および第１、第２、第３、第４駆動振動腕４４１、４４２、４４３、４４４の先端部には、それぞれ、基端側よりも幅の大きい略四角形の幅広の幅広部（ハンマーヘッド）４２５、４２６、４４５、４４６、４４７、４４８が設けられている。このような幅広部４２５、４２６、４４５、４４６、４４７、４４８を設けることでジャイロ素子２の角速度の検出感度が向上する。なお、第１、第２、第３、第４駆動振動腕４４１、４４２、４４３、４４４に設けられている幅広部４４５、４４６、４４７、４４８を第２の幅広部という。

なお、第１、第２駆動振動腕４４１、４４２は、第１連結腕４３１の延在方向の途中から延出してもよく、同様に、第３、第４駆動振動腕４４３、４４４は、第２連結腕４３２の延在方向の途中から延出してもよい。
また、本例では、基部４１から延出している第１連結腕４３１、第２連結腕４３２から第１駆動振動腕４４１、第２駆動振動腕４４２、第３駆動振動腕４４３、および第４駆動振動腕４４４が延出している構成で説明したが、基部４１と第１連結腕４３１と第２連結腕４３２とを含めて基部とすることも可能である。即ち、基部から第１駆動振動腕、第２駆動振動腕、第３駆動振動腕、および第４駆動振動腕が延出している構成も可能である。
また、第１、第２支持部５１、５２は、それぞれ、ｘ軸方向に沿って延在しており、これら第１、第２支持部５１、５２の間に振動体４が位置している。言い換えれば、第１、第２支持部５１、５２は、振動体４を介してｙ軸方向に沿って対向するように配置されている。第１支持部５１は、第１梁６１、および第２梁６２を介して基部４１と連結されており、第２支持部５２は、第３梁６３、および第４梁６４を介して基部４１と連結されている。

第１梁６１は、第１検出振動腕４２１と第１駆動振動腕４４１との間を通って第１支持部５１と基部４１を連結し、第２梁６２は、第１検出振動腕４２１と第３駆動振動腕４４３との間を通って第１支持部５１と基部４１を連結し、第３梁６３は、第２検出振動腕４２２と第２駆動振動腕４４２との間を通って第２支持部５２と基部４１を連結し、第４梁６４は、第２検出振動腕４２２と第４駆動振動腕４４４との間を通って第２支持部５２と基部４１を連結している。

このような各梁６１、６２、６３、６４は、それぞれ、ｘ軸方向に沿って往復しながらｙ軸方向に沿って延びる蛇行部（Ｓ字形状部）を有しており、ｘ軸方向およびｙ軸方向に弾性を有している。また、各梁６１、６２、６３、６４は、それぞれ、蛇行部を有する細長い形状を有しているので、あらゆる方向に弾性を有している。そのため、外部から衝撃が加えられても、各梁６１、６２、６３、６４で衝撃を吸収する作用を有するので、これに起因する検出ノイズを低減または抑制することができる。

（振動腕の溝部）
図２に示すように、第１、第２、第３、第４駆動振動腕４４１、４４２、４４３、４４４には、第１連結腕４３１、第２連結腕４３２側の基端部（根元部分）から幅広部４４５、４４６、４４７、４４８に向かって延在する溝部４４１ａ、４４２ａ、４４３ａ、４４４ａが設けられている。溝部４４１ａ、４４２ａ、４４３ａ、４４４ａは、第１、第２、第３、第４駆動振動腕４４１、４４２、４４３、４４４の表面から溝状（底部を有する陥状）に、基端部から幅広部４４５、４４６、４４７、４４８の根元に亘って設けられている。

図２および図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１検出振動腕４２１、第２検出振動腕４２２には、基部４１側の基端部（根元部分）から幅広部４２５、４２６の先端に開放されている第１の溝部４２３、４２４が設けられている。第１の溝部４２３、４２４は、第１、第２検出振動腕４２１、４２２の表面４２１ａから溝状（底部を有する凹陥状）に設けられている。第１の溝部４２３、４２４の幅方向の両側には、第１、第２検出振動腕４２１、４２２の側面との間に第１の壁部としての壁部４２７が設けられている。

また、幅広部４２５には、第１の溝部４２３の両側に第１の溝部４２３と壁部４２７を介して設けられた第２の溝部４２９ａ、４２９ｂが設けられている。また、幅広部４２６には、第１の溝部４２４の両側に第１の溝部４２４と壁部４２８を介して設けられた第２の溝部４３０ａ、４３０ｂが設けられている。なお、壁部４２７、４２８は、第１、第２検出振動腕４２１、４２２から幅広部４２５、４２６まで延伸されている。
第２の溝部４２９ａ、４２９ｂは、幅広部４２５、４２６の先端および反対側の端部に開放されており、幅広部４２５、４２６の表面４２５ａから溝状（有底を有する陥状）に設けられている。また、第２の溝部４３０ａ、４３０ｂは、幅広部４２６の先端および反対側の端部に開放されており、幅広部４２６の表面（４２６ａ）から溝状（底部を有する凹陥状）に設けられている。
また、本例では、第１の溝部４２３、４２４と、第２の溝部４２９ａ、４２９ｂ、４３０ａ、４３０ｂとは、実質的に同じ深さで形成されているが、必ずしも同じ深さでなくてもよい。

図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１の溝部４２３、４２４の内壁（底面と側面）には、検出信号電極７１０が設けられている。また、第１検出振動腕４２１の側面には、検出接地電極７２０が設けられている。検出接地電極７２０は、第２の溝部４２９ａ、４２９ｂの壁部４２７側の壁面まで延設されている。同様に、第２検出振動腕４２２の側面には、検出接地電極７２０が設けられている。検出接地電極７２０は、第２の溝部４３０ａ、４３０ｂの壁部４２８側の壁面まで延設されている。

このように、ジャイロ素子２を構成する第１検出振動腕４２１、第２検出振動腕４２２の幅広部４２５、４２６に、第１の溝部４２３、４２４および第２の溝部４２９ａ、４２９ｂ、４３０ａ、４３０ｂが設けられている。そして、この第１の溝部４２３、４２４には検出信号電極７１０が設けられており、第２の溝部４２９ａ、４２９ｂ、４３０ａ、４３０ｂには、検出接地電極７２０が設けられている。このように、検出信号電極７１０および検出接地電極７２０は、第１、および第２検出振動腕４２１、４２２の検出信号電極７１０および検出接地電極７２０と、第１の溝部４２３、４２４の検出信号電極７１０と、第２の溝部４２９ａ、４２９ｂ、４３０ａ、４３０ｂの検出接地電極７２０と、が加えられることから、それぞれの面積が大きくなる。これにより、検出信号を検出する際の検出インピーダンスを低く保つことが可能となり、検出の安定性を高めることができるとともにジャイロ素子２が小型化されても検出信号の検出が可能となる。したがって、ジャイロ素子の小型化を実現することが可能となる。

（溝部の変形例）
本溝部の変形例の説明では、第１検出振動腕４２１、第２検出振動腕４２２の内から、第１検出振動腕４２１を代表として用いて説明するが、第２検出振動腕４２２も同様な構成である。また、上述と同様な構成については同一符号を付けて説明する。
図３（Ｃ）、（Ｄ）は、上述の第１検出振動腕４２１に設けられている第１の溝部４２３と第２の溝部４２９ａ、４２９ｂの変形例を示している。上述の形態では、第１の溝部４２３と第２の溝部４２９ａ、４２９ｂとが表面４２１ａ、４２５ａ側に設けられているが、本変形例は、表面４２１ａ’、４２５ａ’と裏面４２１ｂ’、４２５ｂ’から第１の溝部４２３ａ、４２３ｂと第２の溝部４２９ａ’、４２９ｂ’、４２９ｃ’、４２９ｄ’とが設けられている。

図３（Ｃ）に示すように、第１検出振動腕４２１ａａには、その表面４２１ａ’から溝状に、基部４１側の基端部（根元部分）から幅広部４２５の先端に開放されている第１の溝部４２３ａが設けられている。第１の溝部４２３ａの幅方向の両側には、第１検出振動腕４２１ａａの側面との間に壁部４２７ａが設けられている。
また、第１検出振動腕４２１ａａの裏面４２１ｂ’には、裏面４２１ｂ’から溝状に、基部４１側の基端部（根元部分）から幅広部４２５の先端に開放されている第１の溝部４２３ｂが設けられている。表面４２１ａ’と同様に、第１の溝部４２３ｂの幅方向の両側には、第１検出振動腕４２１ａａの側面との間に壁部４２７ｂが設けられている。

さらに、図３（Ｄ）に示すように、幅広部４２５ａａの表面４２５ａ’には、第１の溝部４２３ａの両側に、第１の溝部４２３ａと壁部４２７ａを介して設けられた第２の溝部４２９ａ’、４２９ｂ’が設けられている。なお、壁部４２７ａは、第１検出振動腕４２１から幅広部４２５ａａまで延伸されている。第２の溝部４２９ａ’、４２９ｂ’は、幅広部４２５の先端および反対側の端部に開放されており、幅広部４２５ａａの表面４２５ａ’から溝状（底部を有する陥状）に設けられている。また、幅広部４２５ａａの裏面４２５ｂ’には、第１の溝部４２３ｂの両側に、第１の溝部４２３ｂと壁部４２７ｂを介して設けられた第２の溝部４２９ｃ’、４２９ｄ’が設けられている。

表面４２１ａ’側の第１の溝部４２３ａの内壁（底面と側面）には、検出信号電極７１０ａが設けられている。また、裏面４２１ｂ’側の第１の溝部４２３ｂの内壁（底面と側面）には、検出信号電極７１０ｂが設けられている。
また、第１検出振動腕４２１ａａの側面には、検出接地電極７２０が設けられている。検出接地電極７２０は、第２の溝部４２９ａ’、４２９ｂ’、４２９ｃ’、４２９ｄ’の壁部４２７ａ、４２７ｂ側の壁面に設けられている検出接地電極７２０ａ、７２０ｂまで延設されている。

溝部の変形例で説明したような、表面４２１ａ’、４２５ａ’と裏面４２１ｂ’、４２５ｂ’から第１の溝部４２３ａ、４２４ａと第２の溝部４２９ａ’、４２９ｂ’、４２９ｃ’、４２９ｄ’とが設けられている構成であっても、上述の実施形態と同様な効果を有している。

このような構成のジャイロ素子２は、次のようにしてｚ軸まわりの角速度ωを検出する。ジャイロ素子２は、角速度ωが加わらない状態において、駆動信号電極（図示せず）および駆動接地電極（図示せず）の間に電界が生じると、図４（Ａ）に示すように、各駆動振動腕４４１、４４２、４４３、４４４が矢印Ａに示す方向に屈曲振動を行う。このとき、第１、第２駆動振動腕４４１、４４２と、第３、第４駆動振動腕４４３、４４４とは、中心点Ｇ（重心Ｇ）を通るｙｚ平面に関して面対称の振動を行っているため、基部４１と、第１、第２連結腕４３１、４３２と、第１、第２検出振動腕４２１、４２２とは、ほとんど振動しない。

この駆動振動を行っている状態にて、ジャイロ素子２にｚ軸まわり角速度ωが加わると、図４（Ｂ）に示すような振動が発生する。即ち、駆動振動腕４４１、４４２、４４３、４４４および連結腕４３１、４３２に矢印Ｂ方向のコリオリの力が働き、この矢印Ｂ方向の振動に呼応して、矢印Ｃ方向の検出振動が励起される。そして、この振動により発生した検出振動腕４２１、４２２の歪みを検出信号電極（図示せず）および検出接地電極（図示せず）が検出して角速度ωが求められる。

（パッケージ）
図１に戻りパッケージについて説明する。パッケージ９は、ジャイロ素子２を収納するものである。なお、パッケージ９には、後述する電子デバイスのように、ジャイロ素子２の他に、ジャイロ素子２の駆動等を行うＩＣチップ等が収納されていてもよい。このようなパッケージ９は、その平面視（ｘｙ平面視）にて、略矩形状をなしている。

パッケージ９は、上面に開放する凹部を有するベース９１と、凹部の開口を塞ぐようにベースに接合されているリッド（蓋体）９２とを有している。また、ベース９１は、板状の底板９１１と、底板９１１の上面周縁部に設けられている枠状の側壁９１２とを有している。このようなパッケージ９は、その内側に収納空間を有しており、この収納空間内に、ジャイロ素子２が気密的に収納、設置されている。

ジャイロ素子２は、第１、第２支持部５１、５２にて、半田、銀ペースト、導電性接着剤（樹脂材料中に金属粒子などの導電性フィラーを分散させた接着剤）などの導電性固定部材８を介して底板９１１の上面に固定されている。第１、第２支持部５１、５２は、ジャイロ素子２のｙ軸方向の両端部に位置するため、このような部分を底板９１１に固定することにより、ジャイロ素子２の振動体４が両持ち支持され、ジャイロ素子２を底板９１１に対して安定的に固定することができる。そのため、ジャイロ素子２の不要な振動（検出振動以外の振動）が抑制され、ジャイロ素子２による角速度ωの検出精度が向上する。

また、導電性固定部材８は、第１、第２支持部５１、５２に設けられている２つの検出信号端子７１４、２つの検出接地端子７２４、駆動信号端子７３４および駆動接地端子７４４に対応（接触）して、かつ互いに離間して６つ設けられている。また、底板９１１の上面には、２つの検出信号端子７１４、２つの検出接地端子７２４、駆動信号端子７３４および駆動接地端子７４４に対応する６つの接続パッド１０が設けられており、導電性固定部材８を介して、これら各接続パッド１０とそれと対応するいずれかの端子とが電気的に接続されている。

次に、図５、図６を用いてジャイロ素子の変形例について説明する。なお、この変形例の説明では、上述の実施形態のジャイロ素子２と構成の異なる部位について説明し、同じ構成の部位については同符号を付して説明を省略する。

（ジャイロ素子の変形例１）
図５を用いてジャイロ素子の変形例１について説明する。図５は、ジャイロ素子の変形例１を示す平面図である。変形例１のジャイロ素子２ａは、上述の実施形態における第１検出振動腕４２１、第２検出振動腕４２２および幅広部４２５、４２６に設けられている第２の溝部の形状が異なる。
変形例１のジャイロ素子２ａは、基部４１側の基端部（根元部分）から延在され、幅広部４２５、４２６の内に端部を有する第１の溝部４２３ａａ、４２４ａａが設けられている。第１の溝部４２３ａａ、４２４ａａは、第１、第２検出振動腕４２１、４２２の表面から溝状（有底を有する陥状）に設けられている。第１の溝部４２３ａａ、４２４ａａの幅方向の両側には、第１、第２検出振動腕４２１、４２２の側面との間に壁部４２７が設けられている。

また、幅広部４２５には、第１の溝部４２３ａａの両側に、該第１の溝部４２３ａａと壁部４２７を介して設けられた第２の溝部４２９ａａ、４２９ｂｂが設けられている。また、幅広部４２６には、第１の溝部４２４ａａの両側に、該第１の溝部４２４ａａと壁部４２８を介して設けられた第２の溝部４３０ａａ、４３０ｂｂが設けられている。なお、壁部４２７、４２８は、第１、第２検出振動腕４２１、４２２から幅広部４２５、４２６まで延伸されている。
第２の溝部４２９ａａ、４２９ｂｂ、４３０ａａ、４３０ｂｂは、第１の溝部４２３ａａ、４２４ａａの端部と略並ぶ位置の幅広部４２５、４２６内に端部を有し、幅広部４２５、４２６の先端と反対側の端に他端部が開放されている。また、第２の溝部４２９ａａ、４２９ｂｂ、４３０ａａ、４３０ｂｂは、幅広部４２５、４２６の表面から溝状（有底を有する陥状）に設けられている。
なお、第１の溝部４２３ａａ、４２４ａａ、および第２の溝部４２９ａａ、４２９ｂｂ、４３０ａａ、４３０ｂｂは、第１検出振動腕４２１、第２検出振動腕４２２および幅広部４２５、４２６の表裏面の両側に設けられていてもよい。

第１の溝部４２３ａａ、４２４ａａの内壁（底面と側面）には、検出信号電極７１０が設けられている。また、第１検出振動腕４２１の側面には、検出接地電極７２０が設けられている。検出接地電極７２０は、第２の溝部４２９ａａ、４２９ｂｂの壁部４２７側の壁面まで延設されている。同様に、第２検出振動腕４２２の側面には、検出接地電極７２０が設けられている。検出接地電極７２０は、第２の溝部４３０ａａ、４３０ｂｂの壁部４２８側の壁面まで延設されている。

変形例１のジャイロ素子２ａにおいても、上述の実施形態のジャイロ素子２と同様に、検出信号を検出する際の検出インピーダンスを低く保つことが可能となり、ジャイロ素子２ａが小型化されても検出信号を検出することが可能となる。したがって、検出信号の検出が安定するとともにジャイロ素子の小型化を実現することが可能となる。

（ジャイロ素子の変形例２）
図６を用いてジャイロ素子の変形例２について説明する。図６は、ジャイロ素子の変形例２を示す平面図である。
変形例２のジャイロ素子２ｂは、上述のジャイロ素子２と基部４１からｘ軸方向に沿って両側に延出している第１連結腕、第２連結腕の形状が異なる。
ジャイロ素子２ｂを構成する第１連結腕４３１ａ、第２連結腕４３２ａは、基部４１から端部に向かって細くなるようなテーパー形状に形成されており、テーパー形状が所定の幅まで達した後は、所定の幅で端部まで延設されている。そして、第１連結腕４３１ａ、第２連結腕４３２ａは、第１連結腕４３１ａの先端部からｙ軸方向に沿って両側に延出している第１駆動振動腕４４１、および第２駆動振動腕４４２と、第２連結腕４３２ａの先端部からｙ軸方向に沿って両側に延出している第３駆動振動腕４４３、および第４駆動振動腕４４４とを有している。

変形例２のジャイロ素子２ｂによれば、第１連結腕４３１ａ、第２連結腕４３２ａが基部４１から端部に向かって細くなるようなテーパー形状に形成されていることにより、上述の実施形態の効果に加えて、Ｓ／Ｎ比を一層向上させることができる。

なお、図示しないが、上述した実施形態の第１の溝部と第２の溝部と同じ構成を第１、第２、第３、第４駆動振動腕４４１、４４２、４４３、４４４に適用することもできる。この構成では、上述の実施形態で説明した第１、第２検出振動腕４２１、４２２から幅広部４２５、４２６に設けられている第１の溝部４２３、４２４と、幅広部４２５、４２６に設けられている第２の溝部４２９ａ、４２９ｂ、４３０ａ、４３０ｂと、に加えて設けられる。
本構成を詳述すると、第１、第２、第３、第４駆動振動腕４４１、４４２、４４３、４４４に設けられている溝部４４１ａ、４４２ａ、４４３ａ、４４４ａが、第２の幅広部としての幅広部４４５、４４６、４４７、４４８まで連通して設けられている第３の溝部が設けられている。そして、幅広部４４５、４４６、４４７、４４８には、幅広部４４５、４４６、４４７、４４８に連通されている第３の溝部の両側に、第３の溝部の両側に設けられている第２の壁部を介して設けられている第４の溝部と、を有している。

このような構成とすることで、第１、第２、第３、第４駆動振動腕４４１、４４２、４４３、４４４の駆動効率が高まり、さらにジャイロ素子２ｂの小型化を図ることが可能となる。

上述した振動子１によれば、用いているジャイロ素子２、２ａ、２ｂが、検出信号を検出する際の検出インピーダンスを低く保つことが可能であることから、安定した検出を保つことができるとともに小型化することができる。したがって、ジャイロ素子２、２ａ、２ｂを用いる振動子１においても、安定した特性を有するとともに小型化を図ることが可能となる。

［電子デバイス］
次に、上述のジャイロ素子２を用いたジャイロセンサーについて、図７を用いて説明する。図７はジャイロセンサーの概略を示す正断面図である。

ジャイロセンサー８０は、振動片としてのジャイロ素子２、回路素子としてのＩＣ８４、パッケージとしての収容器８１、蓋体８６を備えている。セラミックなどで形成された収容器８１の底面にはＩＣ８４が配置され、Ａｕなどのワイヤー８５で収容器８１に形成された配線（図示せず）と電気的接続がなされている。ＩＣ８４にはジャイロ素子２を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わったときにジャイロ素子２に生ずる検出振動を検出する検出回路とを含んでいる。
ジャイロ素子２は、収容器８１に形成された支持台８２に、ジャイロ素子２の支持部５１、５２が導電性接着剤などの固定部材８３を介して接着支持されている。また、支持台８２表面には配線（図示せず）が形成され、ジャイロ素子２の電極と配線間の導通が固定部材８３を介してなされている。この固定部材８３は、弾性のある材料であることが望ましい。弾性を有する固定部材８３としてはシリコーンを基材とする導電性接着剤などが知られている。そして、収容器８１内を真空雰囲気に保持し、収容器８１の上部の開口が蓋体８６にて封止されている。

上述したジャイロセンサー８０によれば、用いているジャイロ素子２が、検出信号を検出する際の検出インピーダンスを低く保つことが可能となり、検出の安定性を高めることができるとともに小型化されている。したがって、ジャイロセンサー８０においても特性が安定するとともに、小型化を図ることが可能となる。

［電子機器］
次いで、本発明の一実施形態に係る振動片としてのジャイロ素子２、ジャイロ素子２を用いた振動子１、あるいはジャイロセンサー８０を適用した電子機器について、図８〜図１０に基づき、詳細に説明する。なお、説明では、振動片としてのジャイロ素子２を用いた振動子１を用いた例を示している。

図８は、本発明の一実施形態に係る振動子１を備える電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成の概略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、角速度を検出する機能を備えたジャイロ素子２を用いた振動子１が内蔵されている。

図９は、本発明の一実施形態に係る振動子１を備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成の概略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、角速度センサー等として機能するジャイロ素子２を用いた振動子１が内蔵されている。

図１０は、本発明の一実施形態に係る振動子１を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略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、デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等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。
デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１００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１００は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。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等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１００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、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ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、デー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、メモリー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。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、角速度センサー等として機能するジャイロ素子２を用いた振動子１が内蔵されている。

なお、本発明の一実施形態に係る振動子１は、図８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９の携帯電話機、図１０のデジタルスチールカメラの他にも、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、ページャー、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）、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。

［移動体］
図１１は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１０６には本発明に係るジャイロ素子２を用いた振動子１が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車１０６には、ジャイロ素子２を用いた振動子１を内蔵してタイヤ１０９などを制御する電子制御ユニット１０８が車体１０７に搭載されている。また、振動子１は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。

１…振動子、２…振動片としてのジャイロ素子、４…振動体、８…導電性固定部材（銀ペースト）、９…パッケージ、１０…接続パッド、４１…基部、５１…第１支持部、５２…第２支持部、６１…第１梁、６２…第２梁、６３…第３梁、６４…第４梁、９１…ベース、９２…リッド、１０６…移動体としての自動車、４２１…第１検出振動腕、４２２…第２検出振動腕、４２５、４２６、４４５、４４６、４４７、４４８…幅広部（ハンマーヘッド）、４２３、４２４…第１の溝部、４２７、４２８…第１の壁部としての壁部、４２９ａ、４２９ｂ、４３０ａ、４３０ｂ…第２の溝部、４３１…第１連結腕、４３２…第２連結腕、４４１…第１駆動振動腕、４４２…第２駆動振動腕、４４３…第３駆動振動腕、４４４…第４駆動振動腕、７１０…検出信号電極、７２０…検出接地電極、７１４…固定部としての検出信号端子、７２４…固定部としての検出接地端子、７３４…固定部としての駆動信号端子、７４４…固定部としての駆動信号端子、９１１…底板、９１２…側壁、１１００…電子機器としてのモバイル型のパーソナルコンピューター、１２００…電子機器としての携帯電話機、１３００…電子機器としてのデジタルスチールカメラ。

Claims (7)

1. 基部と、
   前記基部から延出されている検出振動腕と、
   前記検出振動腕の先端部に設けられている幅広部と、
   前記検出振動腕、および前記幅広部に連通して設けられている第１の溝部と、
   前記幅広部における前記第１の溝部の両側に設けられている第２の溝部と、
   を備えていることを特徴とする振動片。
2. 請求項１に記載の振動片において、
   前記第１の溝部は、前記幅広部の先端に開放されていることを特徴とする振動片。
3. 請求項１または請求項２に記載の振動片において、
   前記第１の溝部、および前記第２の溝部には、電極が設けられていることを特徴とする振動片。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の振動片において、
   さらに、
   前記基部から延出されている駆動振動腕と、
   前記駆動振動腕の先端部に設けられている第２の幅広部と、
   前記駆動振動腕、および前記第２の幅広部に連通して設けられている第３の溝部と、
   前記第２の幅広部における前記第３の溝部の両側に設けられている第４の溝部と、
   を備えていることを特徴とする振動片。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の振動片と、
   前記振動片が収納されているパッケージと、
   を備えていることを特徴とするジャイロセンサー。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の振動片を備えていることを特徴とする電子機器。
7. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の振動片を備えていることを特徴とする移動体。

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