CN102843117A - 弯曲振动片及其制造方法以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弯曲振动片及其制造方法以及电子设备。在弯曲振动片的振动臂的侧面上高精度地对在厚度方向上分离的电极进行图案形成。弯曲振动片(21)的、从基部(22)起延伸的矩形截面的振动臂(24)具有第一、第二阶梯部(27、28)，该第一、第二阶梯部(27、28)由在下表面(24b)及上表面(24a)和左侧面(24c)及右侧面(24d)之间，分别与左侧面及右侧面相交的阶梯面(27a、28a)、和与上表面及下表面相交的阶梯侧面(27b、28b)构成，左右侧面上的第一、第四检测电极(29a、29d)和阶梯侧面上的第二、第三检测电极(29b、29c)分别通过阶梯面(27a、28a)中未形成电极膜的部分而在振动臂的厚度方向上分离。第一至第四检测电极利用现有的光刻技术，并使用通常的曝光机而从上下表面曝光从而被高精度地进行图案形成。

Description

弯曲振动片及其制造方法以及电子设备

技术领域

本发明涉及弯曲振动片及其制造方法。而且本发明涉及使用了该弯曲振动片的各种电子设备。

背景技术

一直以来，在数码相机、摄像机、导航装置、车身姿态检测装置、定点设备、游戏控制器、移动电话、头戴式显示器等的各种电子设备中，为了对角速度、角加速度、加速度、力等的物理量进行检测，从而广泛地使用着利用了弯曲振动片的压电振动陀螺仪等的传感器。作为压电振动陀螺仪用的弯曲振动片，已知一种具备相互平行的驱动用振动臂和检测用振动臂的音叉型弯曲振动片（例如，参照专利文献1、2）。

通常在音叉型弯曲振动片中，当在驱动用振动臂的激励电极上施加交流电压时，两个振动臂将在振动片的平面内进行弯曲振动。当在这种状态下弯曲振动片绕所述振动臂的延长方向而进行旋转运动时，将产生科里奥利力，从而两个振动臂将在垂直于振动片的平面的方向上进行弯曲振动。将由此而在检测用振动臂的检测电极之间所产生的电压，作为与弯曲振动片的所述旋转运动的角加速度等对应的电气信号而进行检测。

关于检测用振动臂，已知通过不仅在其的上下表面上设置检测电极，还在左右侧面上设置检测电极，从而能够高灵敏度地对通过弯曲振动片的所述旋转运动而产生的电压进行检测的技术（例如，参照专利文献2、3）。图11图示了这种的现有的音叉型弯曲振动片的典型示例。音叉型弯曲振动片1具备，从矩形的基部2起平行地延长的驱动用振动臂3和检测用振动臂4。驱动用振动臂3在其上下表面及左右侧面上分别具有驱动电极5a～5d，在通过施加交流电压而在相邻的所述驱动电极之间以交替反向的方式产生电场时，所述两个振动臂将在X轴方向上以相互反向的方式进行弯曲振动。检测用振动臂4在其左右侧面上分别将两个检测电极6a、7a及6b、7b以在该检测用振动臂的厚度方向上分离且互为异极的方式而进行配置。在两个振动臂3、4在X轴方向上进行弯曲振动的状态下，当弯曲振动片1绕Y轴方向进行旋转运动时，所述两个振动臂将在Z轴方向上以相互反向的方式进行弯曲振动。由此在检测用振动臂4内产生的电场，由于能够在左右侧面相对置的检测电极6a和6b、7a和7b之间有效地、且作为更大的电压而检测出，因此能够得到高灵敏度。

通常，弯曲振动片的所述电极通过如下方式而被形成，即，通过利用了光刻技术的湿蚀刻法来对电极膜进行图案形成，从而被形成。图12例示了，在图11中的弯曲振动片1上于检测用振动臂4的侧面上形成检测电极6a、6b、7a、7b的过程。首先，对水晶等晶片进行光刻而对弯曲振动片1的外形进行加工从而形成元件片，并在该元件片的表面上覆盖电极膜8，且在该电极膜8上涂布光刻胶膜9。以使光掩膜10直接接触于该元件片的上表面的接触式来进行配置（图12（A））。

在光掩膜10上，设置有与光刻胶膜9的需要曝光的区域相对应的开口部11a～11c。在光刻胶膜9的上表面的大致整个表面的区域9a上，通过开口部11a从上方垂直地照射紫外光，在左右侧面的厚度方向中央附近的区域9b、9c上，通过开口部11b、11c而从斜上方进行照射。接着，在所述元件片的下表面上同样地以接触式而配置光掩膜10，且同样地对光刻胶膜9的下表面的大致整个表面区域9d和左右侧面的区域9b、9c进行曝光。

接下来，对光刻胶膜9进行显影，并去除曝光后的所述区域从而形成抗蚀图案12，并使电极膜8露出（图12（B））。通过湿蚀刻而去除所露出的电极膜部分，从而使水晶表面露出（图12（C））。最后，将所残留的抗蚀图案12完全去除，从而在检测用振动臂4的侧面上形成在厚度方向上分离的检测电极6a、6b、7a、7b（图12（D））。

另外，已知一种如下的压电振动片的制造方法，即，通过使用厚度方向上的蚀刻速率高于宽度方向上的蚀刻速率的压电材料的晶片，从而在检测用振动臂的侧面上形成于厚度方向上分割了的检测电极（例如，参照专利文献4）。在该方法中，以在检测用振动臂的侧面中央留有长度方向的突条的方式，而通过湿法蚀对压电振动片进行外形加工并且覆盖电极膜，并从上方及下方垂直且同时地对形成在该电极膜上的光刻胶膜进行曝光并且显影，并以在检测用振动臂上下表面及突条顶端上使电极膜露出的方式而进行图案形成，且通过对所露出的电极膜部分进行蚀刻，从而在检测用振动臂的侧面上形成于厚度方向上分割了的检测电极。

并且，已知一种如下的方法，即，在水晶板上以保留其一部分厚度的方式从两面对振子的外形进行蚀刻从而形成槽，且在其侧面上形成电极膜，之后，对该槽的蚀刻残留的部分进行机械性的折断，从而使每个振子分离，同时在此时通过残留在槽中的突起而形成于厚度方向上分离了的电极（例如，参照专利文献5）。另外，已知一种通过对所述槽的蚀刻残留部分进行再蚀刻来进行去除，从而同样地使电极在厚度方向上分割的方法（例如，参照专利文献6）。

作为压电振动陀螺仪用的弯曲振动片，除了所述音叉型之外，还提出了各种结构的振动片。例如，已知一种所谓H型、即两侧音叉型的弯曲振动片，其具有从基部起平行地延长的一对驱动用振动臂、及从该基部起平行地且与驱动用振动臂反向地延长的一对检测用振动臂（例如，参照专利文献2、3、7）。另外，已知一种具有从基部起平行地延长的三根或者三根以上的振动臂的多脚型弯曲振动片（例如，参照专利文献8）。

另外，已知一种如下的弯曲振动片，即，除了如上文所述在检测用振动臂的左右侧面上分别配置的检测电极之外，还在检测用振动臂的上下表面上沿着其长度方向而分别形成槽，并在各个槽的左右内侧面上分别配置了检测电极（例如，参照专利文献7）。通过以此方式配置检测电极，从而在振动片的左右方向对置的检测电极之间的距离变小，因此能够更有效地对对置电极之间产生的电压进行检测，从而灵敏度进一步提高。

对于弯曲振动片的驱动用振动臂，由于通过在其上下表面上沿着其长度方向而分别形成槽，并在该槽的内表面上配置上表面侧及下表面侧的驱动电极，从而在相对置的左右侧面的驱动电极之间以平行于上下表面的方式而产生电场，因此提高了电场效率且提高Q值，并将CI值抑制得较低（例如，参照专利文献9）。根据专利文献9，驱动用振动臂的长度方向槽能够在该驱动用振动臂的上表面或下表面上，作为具有阶梯部（上表面或下表面的内侧面）和中间表面部的阶梯而形成。被配置在槽内的上表面侧及下表面侧的驱动电极，以连接于阶梯的阶梯部和中间表面部的方式而形成。

但是，关于图12如上文所述，在为了于检测臂的侧面上将检测电极在厚度方向上进行分割，从而向光刻胶膜倾斜地照射紫外光来进行图案形成的现有方法中，由于光掩膜的开口部和光刻胶膜的曝光区域之间的距离变大，因此曝光的光将发生衍射。因此，存在分辨率降低、图案精度变差的可能性。其结果为，电极膜的湿蚀刻的侧向蚀刻量容易增大，不易高精度地对检测电极进行图案形成，并且制造上的不合格率将变高。由于尤其是细微的电极图案的形成较困难，因此不利于弯曲振动片的小型化。并且，由于接触式的曝光必须从上下的单侧面逐个面地对弯曲振动片进行曝光，因而制造工序变得复杂，并且光掩膜的寿命也变短。另外，为了倾斜地照射曝光的光，从而需要特殊的曝光机。这些因素所导致的结果为，存在制造成本变高的问题。

另外，在使用厚度方向上的蚀刻速率高于宽度方向上的蚀刻速率的压电材料的晶片的、上述专利文献4所记载的现有方法中，由于光刻胶膜的曝光并非接触式，而是能够从振动臂的上方及下方垂直地同时进行曝光，因而制造工序更加简单，并能够使用通常的曝光机，因此较有利。但是，存在能够使用的压电材料及结晶取向受到限制的问题。

在上述专利文献5记载的现有技术中，为了对槽的蚀刻残留部分进行折断，从而需要追加工序或特殊的夹具。因此，存在作业复杂化，从而使制造成本增加的问题。另外，在对蚀刻残留部分进行折断时，有可能会出现如下的问题，即，水晶的碎片附着在水晶振子上而使振动特性发生变化，或者与邻接的其他水晶振子或夹具相接触而损伤电极膜，从而导致不良品的产生及成品率的降低。而且，由于无法准确地控制折断位置，因而有可能会出现如下问题，即，残留于振动臂的侧面上的突起的大小不均匀，从而使振动臂的平衡性会受损而导致产生不需要的振动，进而使振动特性降低。

上述专利文献6的现有方法中，由于为了通过再蚀刻来完全去除蚀刻残留部分从而也需要追加工序，因此同样地存在作业复杂化、从而使制造成本增加的问题。另外，在对蚀刻残留部分进行再蚀刻时，有可能会出现如下问题，即，由于水晶的结晶各相异性而会在振动臂的侧面上形成因过度蚀刻而引起的凹陷，或者，在去除被形成在蚀刻残留部分上的光刻胶膜和电极膜时所产生的电极材料会再次附着在电极上。

专利文献1：日本特开平9-14973号公报

专利文献2：日本特开2002-340559号公报

专利文献3：日本特开2007-93400号公报

专利文献4：日本特许第4010218号公报

专利文献5：日本特开平8-18371号公报

专利文献6：日本特开平8-162874号公报

专利文献7：日本特开2004-125458号公报

专利文献8：日本特开2006-262289号公报

专利文献9：日本特开2009-189039号公报

发明内容

因此，本发明是鉴于上述的现有的问题点而完成的，其以解决这些问题点中的至少一个问题点作为目的。本发明的目的在于，提供一种如下的弯曲振动片，该弯曲振动片能够在不受所使用的材料或其结晶取向性的限制的条件下，利用使用通常的曝光机而进行图案形成的现有的光刻技术，而高精度地在振动臂的侧面上形成于厚度方向上分离的电极。另外，本发明的目的在于，在以上述方式而在振动臂的侧面上具有于厚度方向上分离的电极的弯曲振动片中，还能够容易地对应于小型化的要求。特别是，本发明的弯曲振动片的目的在于，在应用于压电振动陀螺仪等的传感器元件中的情况下，即使进行了小型化也能够有效地对检测用振动臂上产生的电荷进行检测从而实现高灵敏度。

本发明的另一个目的在于，提供一种能够以简单且低成本的方式实现这种的弯曲振动片的弯曲振动片的制造方法。

本发明的另一个目的在于，提供一种电子设备，其通过搭载具备了如上述这样的弯曲振动片的传感器元件等装置、尤其是搭载这种高灵敏度的传感器元件，从而能够实现高性能、制造成本的降低及小型化。

为了实现上述目的，本发明的弯曲振动片的特征在于，具有：基部；截面多边形的振动臂，其从该基部起延伸，并具有上表面、下表面及左右侧面；电极，其分别被设置在该振动臂的左右侧面，并且，振动臂的至少一个侧面上的电极，由在该振动臂的厚度方向上分离的第一电极和第二电极构成，各个所述电极被设置为，在振动臂沿着垂直于其上下表面的方向而进行弯曲振动时，第一电极和与其相对应的该振动臂的另一个侧面上的电极之间所产生的电场的方向，与第二电极和与其相对应的该另一个侧面上的电极之间所产生的电场的方向互为相反方向，振动臂具有，形成在一个侧面和上表面或下表面之间的阶梯部，该阶梯部由与一个侧面相交的阶梯面、和与上表面或下表面相交的阶梯侧面构成，第一电极和第二电极通过阶梯面中未形成电极膜的部分而分离，并形成在一个侧面和阶梯侧面上。

通过以此方式形成振动臂的阶梯部且设置至少一部分无电极膜的阶梯面这种比较简单的结构，从而能够在振动臂的侧面上容易地形成在其厚度方向上分离的电极。在整体或者局部上不具有电极膜的阶梯面上，通过利用现有的光刻技术、并使用通常的曝光机而进行曝光，从而能够简单、且高精度地进行图案形成。

另外，由于阶梯侧面上的电极和与其对应的侧面上的电极之间的距离比现有技术中的左右侧面之间的距离相比更小，因此电极间的静电电容与现有技术相比增大。因此，在将本发明的弯曲振动片应用于例如压电振动陀螺仪等的传感器元件中时，由于能够有效地对电极之间所产生的电荷进行检测，因此可获得较高的灵敏度。另外，在将本发明的振动臂应用于驱动用振动臂时，能够获得机电转换效率良好、高Q值且低CI值的优秀的弯曲振动片。因此，可实现高性能、高品质、且能够小型化的弯曲振动片。

在一个实施例中，振动臂的另一个侧面上的电极，由在其厚度方向上分离的第三电极和第四电极构成，各个所述电极被设置为，在振动臂沿着垂直于其上下表面的方向而进行弯曲振动时，第一电极和与其对应的第三电极之间所产生的电场的方向，与第二电极和与其对应的第四电极之间所产生的电场的方向互为相反方向，振动臂还具有形成在另一个侧面和上表面或下表面之间的第二阶梯部，第二阶梯部由与另一个侧面相交的第二阶梯面、和与上表面或下表面相交的第二阶梯侧面构成，第三电极和第四电极通过阶梯面中未形成电极膜的部分而分离，并被形成在另一个侧面和第二阶梯侧面上。

通过以此方式在振动臂的左右两个侧面上设置阶梯部，从而振动臂能够在面外方向上平衡性良好地进行弯曲振动。而且，第一电极和与其相对应的第三电极之间的距离、以及第二电极和与其相对应的第四电极之间的距离、与现有技术中的左右侧面之间的距离相比变小，因此电极之间的静电电容与现有技术相比进一步增大。因此，将本发明的弯曲振动片应用于例如压电振动陀螺仪等的传感器元件时，由于能够更有效地对通过振动臂的弯曲振动而产生的电荷进行检测，因而获得了更高的灵敏度。

在另一个实施例中，振动臂具有被下凹设置在其上表面或下表面上的长度方向的槽，并具有被形成在该长度方向的槽的一个内侧面上的第五电极和被形成在另一个内侧面上的第六电极，第五电极和第六电极通过长度方向的槽的底面中未形成电极膜的部分而分离，各个所述电极被设置为，在振动臂沿着垂直于其上下表面的方向而进行弯曲振动时，第五电极和与其相对应的振动臂的左侧面上的电极之间所产生的电场的方向，与第六电极和与其相对应的振动臂的右侧面上的电极之间所产生的电场的方向互为相同方向，而与在未设置长度方向的槽的下表面侧或上表面侧中左侧面上的电极和右侧面上的电极之间所产生的电场的方向为相反方向。

通过以此方式在左右侧面的长度方向的槽的各个内侧面上追加电极，从而能够使相对应的电极之间的距离均变小，因而电极之间的静电电容与现有技术相比将进一步增大。因此，能够更有效地对通过振动臂的弯曲振动而产生的电荷进行检测，从而能够获得更高灵敏度的传感器元件。

而且，根据另一个实施例，由于振动臂的阶梯部由多个阶梯构成，因此通过对该多个阶梯的阶梯侧面进行选择而形成电极，从而能够根据使用条件来调整与其相对应的侧面上的电极之间的距离以及静电电容。而且，能够对其截面形状进行设计，以使振动臂能够更平衡地进行弯曲振动。

此外，在另外的实施例中，通过使振动臂为，用于将沿着垂直于其上下表面的方向的弯曲振动，作为从被通设置在该振动臂上的电极输出的电气信号而进行检测的检测用振动臂，并还具备从基部起沿着检测用振动臂的延伸方向而延长的驱动用振动臂、和以使该驱动用振动臂沿着平行于其上下表面的方向而进行弯曲振动的方式被设置在驱动用振动臂上的驱动电极，从而获得了音叉型的弯曲振动片。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制造上述的本发明的弯曲振动片的方法，该方法包括：从晶片来加工具有弯曲振动片的外形的振动元件片的过程；在振动元件片的表面上覆盖电极膜，且在该电极膜上形成光刻胶膜的过程；从上表面侧及下表面侧对振动元件片的上表面、下表面及阶梯面的光刻胶膜进行曝光从而进行图案形成的过程；利用蚀刻来去除通过该图案形成而露出的电极膜的部分，从而在振动臂的侧面上形成在该振动臂的厚度方向上分离的电极的过程；去除残留的光刻胶膜的过程。

通过以此方式利用现有的光刻技术，并使用通常的曝光机而从上表面及下表面进行的曝光来高精度地进行图案形成，从而能够在检测用振动臂的侧面上形成在厚度方向上分离的电极。由于无需如现有技术那样通过斜向曝光而进行的电极膜的图案形成，因此能够简单且低成本地制造本发明的弯曲振动片。

根据本发明的另一个方面，通过具备上述的本发明的弯曲振动片，从而能够提供低成本、高性能且能够小型化的电子设备。

附图说明

图1（A）为本发明的第1实施例所涉及的弯曲振动片的概要俯视图，图1（B）为沿其I-I线的驱动用振动臂的剖视图，图1（C）同样为检测用振动臂的剖视图。

图2（A）为本发明的第2实施例所涉及的弯曲振动片的概要俯视图，图2（B）为沿其II-II线的检测用振动臂的剖视图。

图3（A）为本发明的第3实施例所涉及的弯曲振动片的概要俯视图，图3（B）为沿其III-III线的检测用振动臂的剖视图。

图4（A）为本发明的第4实施例所涉及的弯曲振动片的概要俯视图，图4（B）为沿其IV-IV线的检测用振动臂的剖视图。

图5（A）为本发明的第5实施例所涉及的弯曲振动片的概要俯视图，图5（B）为沿其V-V线的检测用振动臂的剖视图。

图6（A）为本发明的第6实施例所涉及的弯曲振动片的概要俯视图，图6（B）为沿其VI-VI线的检测用振动臂的剖视图。

图7（A）～（D）为依次图示在第3实施例的弯曲振动片的检测用振动臂上对检测电极进行图案形成的过程的工序图。

图8为表示应用了本发明的另一种音叉型弯曲振动片的概要俯视图。

图9为表示应用了本发明的两侧音叉型弯曲振动片的概要俯视图。

图10为表示应用了本发明的三脚型音叉型弯曲振动片的概要俯视图。

图11（A）为现有的音叉型弯曲振动片的概要俯视图，图11（B）为沿其XI-XI线的驱动用振动臂的剖视图，（C）同样为检测用振动臂的剖视图。

图12（A）～（D）为依次图示在图11中的现有的弯曲振动片的检测用振动臂上对检测电极进行图案形成的过程的工序图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的优选的实施例进行详细说明。并且，在附图中，对相同或者类似的结构要素标记相同或者类似的参照符号来进行表示。

图1概要性地图示了，例如角速度传感器中所使用的压电振动陀螺仪用的、本发明的第1实施例所涉及的音叉型弯曲振动片。音叉型弯曲振动片21具有：矩形的基部22；驱动用振动臂23，其从该基部起延长；检测用振动臂24，其从所述基部起沿着该驱动用振动臂23延长。驱动用振动臂23及检测用振动臂24形成为分别具有上表面、下表面、及左右侧面的截面多边形，并以相互平行的方式被配置。音叉型弯曲振动片21由水晶或其他的压电材料一体地加工而成。

如图1（B）所示，驱动用振动臂23具有，被形成在其上下各个表面上的长度方向的槽25。在各个长度方向的槽25的内表面上分别设置有第一驱动电极26a，在驱动用振动臂23的左右各个侧面上分别设置有第二驱动电极26b，这些电极被互相电连接从而构成了使驱动用振动臂23进行弯曲振动的驱动电极。

如图1（C）所示，在检测用振动臂24中，朝上的第一阶梯部27被设置于上表面24a和右侧面24d之间，并且朝下的第二阶梯部28被设置于下表面24b和左侧面24c之间。第一阶梯部27具有：与右侧面24d相交的朝上的阶梯面27a、和与所述上表面相交的朝右的阶梯侧面27b。第二阶梯部28具有：与左侧面24c相交的朝下的阶梯面28a、和与所述下表面相交的朝左的阶梯侧面28b。第一阶梯部27及第二阶梯部28以在振动臂截面中关于其中心轴对称的方式被形成为相同的尺寸。

在检测用振动臂24的左右侧面24c、24d及阶梯侧面27b、28b上，设置有第一至第四检测电极29a～29d，从而构成了用于对其面外方向上的弯曲振动进行检测的检测电极。左侧面24c上的第一检测电极29a和阶梯侧面28b上的第二检测电极29b被配置为，通过未形成电极膜的阶梯面28a而在振动臂的厚度方向上分离，并互为异极。同样地，阶梯侧面27b上的第三检测电极29c和右侧面24d上的第四检测电极29d被配置为，通过未形成电极膜的阶梯面27a而在振动臂的厚度方向上分离，并互为异极。并且，虽然在图中阶梯面27a、28a的整个表面上均未形成电极膜，但是在仅局部未形成电极膜的情况下，也同样能够使所述第一检测电极和第二检测电极、以及第三检测电极和第四检测电极分离。

由于所述第一及第二阶梯部的未形成电极膜的阶梯面27a、28a，在通过光刻技术而对被形成在振动臂表面上的电极膜进行图案形成时，能够垂直地照射曝光的光，因此能够在不使用特殊的装置和方法的条件下，实现使用了通常的曝光机的双面曝光。因此，即使是细微的图案也能够比较容易且高精度地进行转印。因此，能够在制造上减小不合格率而提高成品率，以降低制造成本，同时还能够充分地应对弯曲振动片的小型化。

当在所述驱动电极上施加预定的交流电压时，在相邻的第一、第二驱动电极26a、26b之间，将以图1（B）中用实线及虚线的箭头所示的方式而在X轴方向上交替反向地产生电场。由此，驱动用振动臂23将与上下表面相同地在XY面内进行弯曲振动。检测用振动臂24同样地在XY面内与驱动用振动臂23互为反向地进行弯曲振动，以取得与驱动用振动臂23之间的平衡。

在该种状态下，当弯曲振动片21绕Y轴、即绕所述振动臂的延长方向而进行旋转时，在与驱动用振动臂23的振动方向正交的方向上、即垂直于上下表面的Z轴方向上，作用有科里奥利力。由此，驱动用振动臂23和检测用振动臂24在Z轴方向上互为反向地进行弯曲振动。此时，在检测用振动臂24中，如图1（C）中用实线及虚线的箭头所示，X轴方向上的电场在左侧面24c的第一检测电极29a和所对应的阶梯侧面27b的第三检测电极29c之间，以及在阶梯侧面28b的第二检测电极29b和所对应的右侧面24d的第四检测电极29d之间，分别以交替反向且互为反向的方式而产生。通过将由此而在X轴方向上产生的电荷由所述检测电极中作为电压信号而取出，从而检测出弯曲振动片21的所述旋转的角速度。

由于通过以此方式将与一个侧面的检测电极相对应的检测电极设置在所述阶梯侧面上，从而在左右、即X轴方向上相对应的所述检测电极之间的距离与现有技术相比而变小，因此其静电电容增大。因此，能够高效地对通过检测用振动臂24的面外方向（out-of-plane direction）的弯曲振动而在所述检测电极之间产生的电荷进行检测，从而获得高灵敏度。

在本实施例中，由于第一及第二阶梯部27、28以相同的尺寸而对称地形成，因此弯曲振动片21能够在面外方向上平衡性良好地进行弯曲振动。而且，在X轴方向上对应的两组所述检测电极彼此的间隔一致。即，上表面侧的第一检测电极29a和第三检测电极29c之间的间隔、和下表面侧的第二检测电极29b和第四检测电极29d之间的间隔相同。因此，在弯曲振动片21的上表面侧和下表面侧检测出的电压信号能够被平衡地输出。

另外，通过取得弯曲振动片21的上表面侧的第一、第三检测电极29a、29c之间的输出和下表面侧的第二、第四检测电极29b、29d之间的输出的差动，从而能够消除不需要的干扰。例如，当检测用振动臂24在轴线方向、即Y轴方向上进行伸缩时，能够去除由此而产生的不需要的信号。由此，能够更高精度地检测产生的电荷。

在另一个实施例中，能够将一个侧面侧、例如左侧面侧的第一检测电极29a和第二检测电极29b设定为接地电极。此时，由相反侧的第三检测电极29c和第四检测电极29d输出互为异极的电压信号。通过以此方式来进行构成，从而能够在检测用振动臂24的上表面侧和下表面侧之间容易地取得输出的差动，并且能够使从所述检测电极引出的配线结构简单化。

图2概要性地图示了本发明的第2实施例所涉及的音叉型弯曲振动片。与第1实施例同样，第2实施例的音叉型弯曲振动片31具备：矩形的基部32；截面多边形的驱动用振动臂33及检测用振动臂34，其从该基部起以互相平行的方式而延长，且分别具有上表面、下表面及左右侧面。由于驱动用振动臂33具有与第1实施例的驱动用振动臂23相同的结构，因此省略其说明。

如图2（B）所示，在检测用振动臂34中，朝上的第一阶梯部35被设置于上表面34a和左侧面34c之间，而朝下的第二阶梯部36被设置于下表面34b和右侧面34d之间。第一阶梯部35具有：与左侧面34c相交的朝上的阶梯面35a、和与上表面34a相交的朝左的阶梯侧面35b。第二阶梯部36具有：与右侧面34d相交的朝下的阶梯面36a，和与下表面34b相交的朝右的阶梯侧面36b。

与第1实施例相同，第一及第二阶梯部35、36以在振动臂截面中关于其中心轴而对称的方式被形成为相同的尺寸。在本实施例中，与第1实施例相比第一及第二阶梯部35、36被形成得较浅且宽度较宽。因此，各个阶梯侧面35b、36b和分别对置的左右侧面34c、34d之间的距离与第1实施例相比较小，并且各个阶梯侧面35b、36b的高度与第1实施例相比较低。

在检测用振动臂34的左右侧面34c、34d及阶梯侧面35b、36b上，设置有第一至第四检测电极37a～37d，从而构成了用于对其面外方向上的弯曲振动进行检测的检测电极。阶梯侧面35b的第一检测电极37a和左侧面34c的第二检测电极37b被配置为，通过未形成电极膜的阶梯面35a而在振动臂的厚度方向上分离并互为异极。同样地，右侧面34d的第三检测电极37c和阶梯侧面36b的第四检测电极37d被配置为，通过未形成电极膜的阶梯面36a而在振动臂的厚度方向上分离，并互为异极。并且，虽然在图中阶梯面35a、36a的整个表面上均未形成电极膜，但是即使在仅局部未形成电极膜的情况下，也同样能够使所述第一、第二检测电极以及第三、第四检测电极分离。

在通过施加预定的交流电压而使驱动用振动臂33和检测用振动臂34在XY面内以相互反向的方式进行弯曲振动的状态下，在弯曲振动片31绕Y轴旋转时，由于科里奥利力的作用，从而所述两个振动臂将在Z轴方向上相互反向地进行弯曲振动。此时，在检测用振动臂34中，如图2（B）中用实线及虚线的箭头所示，在阶梯侧面35b上的第一检测电极37a和所对应的右侧面34d上的第三检测电极37c之间，并在阶梯侧面36b上的第四检测电极37d和所对应的左侧面34c上的第二检测电极37b之间，分别以交替反向且互为反向的方式而产生X轴方向上的电场。由此在X轴方向上产生的电荷将从所述检测电极作为电压信号而被取出。

在另一个实施例中，能够将一个侧面侧、例如左侧面侧的第一检测电极37a和第二检测电极37b设定为接地电极。此时，从相反侧的第三检测电极37c和第四检测电极37d输出互为异极的电压信号。通过以此方式来进行构成，从而能够在检测用振动臂34的上表面侧和下表面侧之间容易地取得输出的差动，并且能够使从所述检测电极引出的配线结构简单化。

由于与第1实施例相比，在本实施例中，左右、即X轴方向上相对应的所述检测电极之间的距离变得更小，因此其静电电容进一步增大。因此，能够更高效地对通过检测用振动臂34的面外方向上的弯曲振动而在所述检测电极之间产生的电荷进行检测，从而获得高灵敏度。关于其他的优点，由于与第1实施例相同，因此省略其说明。

图3概要性地图示了本发明的第3实施例所涉及的音叉型弯曲振动片。与第1实施例相同，第3实施例的音叉型弯曲振动片41具备：矩形的基部42；截面多边形的驱动用振动臂43及检测用振动臂44，其从该基部起互相平行地延长，且分别具有上表面、下表面及左右侧面。由于驱动用振动臂43具有与第1实施例的驱动用振动臂23相同的结构，因此省略其说明。

如图3（B）所示，在检测用振动臂44中，在下表面44b和左侧面44c之间设置有朝下的第一阶梯部45，并在所述下表面和右侧面44d之间设置有朝下的第二阶梯部46。第一阶梯部45具有：与左侧面44c相交的朝下的阶梯面45a、和与下表面44b相交的朝左的阶梯侧面45b。第二阶梯部46具有：与右侧面44d相交的朝下的阶梯面46a、和与所述下表面相交的朝右的阶梯侧面46b。检测用振动臂44还具有被形成在上表面44a上的长度方向的槽47。长度方向的槽47具有：分别与所述上表面相交的左右的槽内侧面47a、47b，和所述槽内侧面之间的底面47c。

第一、第二阶梯部45、46及长度方向的槽47被配置成，在振动臂截面中关于上下方向的中心轴而对称。因此，弯曲振动片41具有能够平衡性良好地在面外方向上进行弯曲振动、并且不易产生不需要的振动的优点。

在检测用振动臂44的左右侧面44c、44d及阶梯侧面45b、46b之间，设置有第一至第四检测电极48a～48d，并在长度方向的槽47的槽内侧面47a、47b上设置有第五、第六检测电极48e、48f，从而构成了用于对其面外方向的弯曲振动进行检测的检测电极。左侧面44c的第一检测电极48a和阶梯侧面45b的第二检测电极48b被配置为，通过未形成电极膜的阶梯面45a而在振动臂的厚度方向上分离，并互为异极。同样地，右侧面44d的第三检测电极48c和阶梯侧面46b的第四检测电极48d被配置为，通过未形成电极膜的阶梯面46a而在振动臂的厚度方向上分离，并互为异极。长度方向的槽47内的第五检测电极48e和第六检测电极48f被配置为，通过未形成电极膜的所述槽的底面47c而在振动臂的宽度方向上分离，并互为异极。并且，虽然在图中阶梯面45a、46a的整个表面上均未形成电极膜，但是即使在仅局部未形成电极膜的情况下，也同样能够使所述第一、第二检测电极以及第三、第四检测电极分离。

在通过施加预定的交流电压而使驱动用振动臂43和检测用振动臂44在XY面内以相互反向的方式进行弯曲振动的状态下，当弯曲振动片41绕Y轴进行旋转时，由于科里奥利力的作用，从而所述两个振动臂将在Z轴方向上相互反向地进行弯曲振动。此时，在检测用振动臂44的上表面侧，如图3（B）中用实线及虚线的箭头所示，在左侧面44c的第一检测电极48a和所对应的左内侧面47a的第五检测电极48e之间，并在右内侧面47b的第六检测电极48f和所对应的右侧面44d的第三检测电极48c之间，分别以交替反向且互为同向的方式而产生X轴方向上的电场。在检测用振动臂44的下表面侧，在阶梯侧面45b的第二检测电极48b和所对应的阶梯侧面46b的第四检测电极48d之间，分别以交替反向且与所述上表面侧的X轴方向上的电场反向的方式而产生X轴方向上的电场。由此在X轴方向上产生的电荷将从所述检测电极作为电压信号而被取出。

在另一个实施例中，能够将一个侧面侧、例如左侧面侧的第一检测电极48a和第二检测电极48b以及所述长度方向的槽的右内侧面47b上的第六检测电极48f设定为接地电极。此时，从第三检测电极48c、第五检测电极48e、和第四检测电极48d输出互为异极的电压信号。通过以此方式来进行构成，从而能够在检测用振动臂44的上表面侧和下表面侧之间容易地取得输出的差动。

由于本实施例中，在检测用振动臂44的上表面侧上，所述检测电极之间的静电电容成为第2实施例的大致两倍，因此能够更高效地对所产生的电荷进行检测，从而能够获得更高的灵敏度。由于其他的优点与第1实施例相同，因此省略其说明。

图4概要性地图示了本发明的第4实施例所涉及的音叉型弯曲振动片。与第1实施例相同，第4实施例的音叉型弯曲振动片51具备：矩形的基部52；截面多边形的驱动用振动臂53及检测用振动臂54，其从该基部起互相平行地延长，且分别具有上表面、下表面及左右侧面。由于驱动用振动臂53具有与第1实施例的驱动用振动臂23相同的结构，因此省略其说明。

如图4（B）所示，在检测用振动臂54中，在上表面54a和左侧面54c之间设置有朝上的第一阶梯部55，并在下表面54b和右侧面54d之间设置有朝下的第二阶梯部56。第一阶梯部55由上下连续的两个阶梯构成。所述两个阶梯分别具有朝上的阶梯面55a1、55a2和朝右的阶梯侧面55b1、55b2。上侧的阶梯侧面55b1与上表面54a相交，而下侧的阶梯面55a2与右侧面54d相交，并且上侧的阶梯面55a1与下侧的阶梯侧面55b2相交。第二阶梯部56具有：与左侧面54c相交的朝下的阶梯面56a、和与所述下表面相交的朝左的阶梯侧面56b。由此，能够对其截面形状进行设计，以使所述检测用振动臂能够更加平衡地进行弯曲振动。

在检测用振动臂54的左右侧面54c、54d及阶梯侧面55b1、56b上，设置有第一至第四检测电极57a～57d，从而构成了对其面外方向的弯曲振动进行检测的检测电极。左侧面54c的第一检测电极57a和阶梯侧面56b的第二检测电极57b被配置为，通过未形成电极膜的阶梯面56a而在振动臂的厚度方向上分离，并互为异极。同样地，阶梯侧面55b1的第三检测电极57c和右侧面54d的第四检测电极57d被配置为，通过未形成电极膜的阶梯面55a1、55a2而在振动臂的厚度方向上分离，并互为异极。并且，虽然在图中阶梯面55a1、55a2、56a的整个表面上均未形成电极膜，但是即使在仅局部未形成电极膜的情况下，也同样能够使所述第一、第二检测电极以及第三、第四检测电极分离。

在通过施加预定的交流电压而使驱动用振动臂53和检测用振动臂54在XY面内相互反向地进行弯曲振动的状态下，在弯曲振动片51绕Y轴旋转时，由于科里奥利力的作用，所述两个振动臂将在Z轴方向上相互反向地进行弯曲振动。此时，在检测用振动臂54中，如图4（B）中用实线及虚线的箭头所示那样，在左侧面54c上的第一检测电极57a和所对应的阶梯侧面55b1上的第三检测电极57c之间，并在阶梯侧面56b上的第二检测电极57b和所对应的右侧面54d上的第四检测电极57d之间，分别以交替反向且互为反向的方式而产生X轴方向上的电场。由此在X轴方向上产生的电荷将从所述检测电极作为电压信号而被取出。

在另一个实施例中，能够将第三检测电极57c不设置在上侧的阶梯侧面55b1上，而是设置在下侧的阶梯侧面55b2上。此外，能够在第一阶梯部55的上侧及下侧的阶梯侧面55b1、55b2的双方上均设置检测电极。以此方式，能够根据使用条件而对左侧面上的第一检测电极57a和所对应的检测电极之间的距离及静电电容进行调节。

此外，在另一个实施例中，能够将一个侧面侧、例如左侧面侧的第一检测电极57a和第二检测电极57b设定为接地电极。此时，从相反侧的第三检测电极57c和第四检测电极57d输出互为异极的电压信号。通过以此方式来进行构成，从而能够在检测用振动臂54的上表面侧和下表面侧之间容易地取得输出的差动，并且能够使从所述检测电极引出的配线结构简单化。

所述第一阶梯部的上侧的阶梯和下侧的阶梯并不必须连续地设置。例如，在另一个实施例中，能够通过倾斜面来连接上侧的阶梯和下侧的阶梯。而且，在另一个实施例中，所述第一阶梯部能够由三个以上的阶梯而构成。

由于本实施例中，在上表面侧上，在左右、即X轴方向上相对应的所述检测电极之间的距离与第1实施例相比变小，因此其静电电容将进一步增大。因此，能够更高效地对通过检测用振动臂54的面外方向的弯曲振动而在所述检测电极之间产生的电荷进行检测，从而能够获得更高的灵敏度。由于其他的优点与第1实施例相同，因此省略对其说明。

图5概要性地图示了本发明的第5实施例所涉及的音叉型弯曲振动片。与第1实施例同样，第5实施例的音叉型弯曲振动片61具备：矩形的基部62；截面多边形的驱动用振动臂63及检测用振动臂64，其从该基部起互相平行地延长，并且分别具有上表面、下表面及左右侧面。由于驱动用振动臂63具有与第1实施例的驱动用振动臂23相同的结构，因此省略其说明。

如图5（B）所示，在检测用振动臂64中，朝上的第一阶梯部65及第二阶梯部66分别被设置于上表面64a和左侧面64c之间及上表面64a和右侧面64d之间。第一和第二阶梯部65、66具有：分别与左右侧面64c、64d相交的朝上的阶梯面65a、66a，和与所述上表面分别相交的左右的阶梯侧面65b、66b。所述第一、第二阶梯部被配置为，在振动臂截面中关于上下方向的中心轴而对称。因此，弯曲振动片61具有，能够平衡性良好地向面外方向进行弯曲振动、并不易产生不需要的振动的优点。

在检测用振动臂64的左右侧面64c、64d及阶梯侧面65b、66b上，设置有第一至第四检测电极67a～67d，从而构成了用于对其面外方向的弯曲振动进行检测的检测电极。阶梯侧面65b上的第一检测电极67a和左侧面64c上的第二检测电极67b被配置为，通过未形成电极膜的阶梯面65a而在振动臂的厚度方向上分离，并互为异极。同样地，阶梯侧面66b上的第三检测电极67c和右侧面64d上的第四检测电极67d被配置为，通过未形成电极膜的阶梯面66a而在振动臂的厚度方向上分离，并互为异极。并且，虽然在图中阶梯面65a、66a的整个表面上均未形成电极膜，但即使在仅局部未形成电极膜的情况下，也同样能够使所述第一、第二检测电极以及第三、第四检测电极分离。

在通过施加预定的交流电压而使驱动用振动臂63和检测用振动臂64在XY面内相互反向地进行弯曲振动的状态下，在弯曲振动片61绕Y轴旋转时，由于科里奥利力的作用，所述两个振动臂将在Z轴方向上相互反向地进行弯曲振动。此时，在检测用振动臂64中，如图5（B）中用实线及虚线的箭头所示，在阶梯侧面65b上的第一检测电极67a和所对应的阶梯侧面66b上的第三检测电极67c之间，并在左侧面64c上的第二检测电极67b和所对应的右侧面64d上的第四检测电极67d之间，分别以交替反向且互为反向的方式而产生X轴方向上的电场。由此在X轴方向上产生的电荷，将从所述检测电极作为电压信号而被取出。

另一个实施例中，能够将一个侧面侧、例如左侧面侧的第一检测电极67a和第二检测电极67b设定为接地电极。此时，从相反侧的第三检测电极67c和第四检测电极67d输出互为异极的电压信号。通过以此方式来进行构成，从而能够在检测用振动臂64的上表面侧和下表面侧之间容易地取得输出的差动，并且能够使从所述检测电极引出的配线结构简略化。

本实施例中，除了具有上述第1实施例的优点之外，还由于第一及第二阶梯部65、66仅形成在检测用振动臂的上表面，因此在弯曲振动片61的外形加工中能够减少工时，从而变得更加容易。而且，在将厚度方向上分离的所述检测电极在检测用振动臂64上进行图案形成时，由于仅通过从上表面侧的曝光即可完成，因此在制造上更加有利。

图6概要性地图示了本发明的第6实施例所涉及的音叉型弯曲振动片。与第1实施例同样，第6实施例的音叉型弯曲振动片71具有：矩形的基部72；截面多边形的驱动用振动臂73及检测用振动臂74，其从该基部起互相平行地延长，并且分别具有上表面、下表面及左右侧面。由于驱动用振动臂73具有与第1实施例的驱动用振动臂23相同的结构，因此省略其说明。

如图6（B）所示，在检测用振动臂74中，朝上的阶梯部75被设置于上表面74a和右侧面74d之间。阶梯部75具有：与右侧面74d相交的朝上的阶梯面75a、和与所述上表面相交的朝右的阶梯侧面75b。

在所述检测用振动臂的左右侧面74c、74d及阶梯侧面75b上，设置有第一至第三检测电极76a～76c，从而构成了用于对其面外方向的弯曲振动进行检测的检测电极。阶梯侧面75b上的第二检测电极76b和右侧面74d上的第三检测电极76c被配置为，通过未形成电极膜的阶梯面75a而在振动臂的厚度方向上分离，并互为异极。并且，虽然在图中阶梯面75a的整个表面上均未形成电极膜，但即使在仅局部未形成电极膜的情况下，也同样能够使所述第二、第三检测电极分离。

在通过施加预定的交流电压而使驱动用振动臂73和检测用振动臂74在XY面内相互反向地进行弯曲振动的状态下，在弯曲振动片71绕Y轴旋转时，由于科里奥利力的作用，所述两个振动臂将在Z轴方向上相互反向地进行弯曲振动。此时，在检测用振动臂74中，如图6（B）中用实线及虚线的箭头所示，在左侧面74c上的第一检测电极76a和所对应的阶梯侧面75b上的第二检测电极76b之间，并在所述第一检测电极和所对应的右侧面74d上的第三检测电极76c之间，分别以交替反向且互为反向的方式而产生X轴方向上的电场。由此在X轴方向上产生的电荷，将从所述检测电极作为电压信号而被取出。

在另一个实施例中，能够将所述左侧面上的第一检测电极76a设定为接地电极。此时，从相反侧的第二检测电极76b和第三检测电极76c输出互为异极的电压信号。通过以此方式来进行构成，从而能够在检测用振动臂74的上表面侧和下表面侧之间容易地取得输出的差动。

本实施例中，除了具有上述第5实施例的优点之外，还由于所形成的阶梯部只有一个，因此在弯曲振动片71的外形加工中能够减少工时，从而变得更加容易。而且，由于检测电极的数量仅有3个，因此能够使其配线结构简单化。

上述各个实施例的弯曲振动片能够通过利用现有的光刻技术，并使用通常的曝光机而从上表面及下表面同时曝光而高精度地进行图案形成，从而在检测用振动臂的侧面上形成在厚度方向上分离的电极。图7图示了，利用所涉及的现有的光刻技术，而在第3实施例的音叉型弯曲振动片41的检测用振动臂43上对所述检测电极进行图案形成的工序的优选实施例。

首先，对水晶等晶片进行光刻，从而形成具有弯曲振动片41的外形的振动元件片。如图7（A）所示，在加工有第一、第二阶梯部45、46及长度方向的槽47的所述振动元件片的检测用振动臂81的整个表面上覆盖电极膜82，且在该电极膜82上涂布光刻胶膜83。在检测用振动臂81的上方及下方分别配置投影透镜84a、84b，并在其更上方及下方分别配置光掩膜85a、85b。在各个光掩膜85a、85b上设置有，与光刻胶膜83的需要曝光的区域83a～83f相对应的开口部86a～86f。接下来，使用通常的曝光机，从上表面侧及下表面侧同时使紫外光穿过所述投影透镜并垂直地进行照射。在另外的实施例中，能够不同时照射紫外光，而是从上表面侧及下表面侧的单侧逐一进行照射，从而实施所述曝光。

接下来，对光刻胶膜83进行显影，并去除曝光了的区域83a～83f而形成抗蚀图案87，从而使电极膜82露出（图7（B））。通过湿蚀刻而去除电极膜82的露出部分，从而使水晶表面露出（图7（C））。最后，在完全去除残留的抗蚀图案87后，形成了通过无电极膜的阶梯面45a而在厚度方向上分离的左侧面44c上的第一检测电极48a和阶梯侧面45b上的第二检测电极48b，通过无电极膜的阶梯面46a而在厚度方向上分离的右侧面44d上的第三检测电极48c和阶梯侧面46b上的第四检测电极48d，以及，在长度方向的槽47内通过无电极膜的底面47c而在宽度方向上分离的第五检测电极48e和第六检测电极48f（图7（D））。

并且，在附图中图示为，上述各个实施例的所述阶梯面及阶梯侧面分别平行或垂直于所述上下表面或者左右侧面。但是，应当注意的是，在如本实施例这样由水晶等单晶材料而形成弯曲振动片的情况下，由于其结晶的各向异性、或者由于其他的理由，因而所述阶梯面及阶梯侧面并不一定会形成为平行或者垂直于所述上下表面或者左右侧面。

本发明的弯曲振动片对于上述各个实施例的音叉型之外的各种结构的弯曲振动片也同样能够适用。图8概要性地图示了应用本发明的其他音叉型弯曲振动片。该音叉型弯曲振动片91具备：矩形的基部92；截面多边形的一对振动臂93、94，其从该基部起平行地延长，且具有上表面、下表面及左右侧面。

各个振动臂93、94具有在其延长方向上被分割的、顶端侧的驱动部93a、94a和基端侧的检测部93b、94b。所述各个驱动部以与第1实施例的弯曲振动片21的驱动用振动臂23同样的方式而构成，并具有同样的驱动电极。所述各个检测部以与上述的第1至第6实施例的检测用振动臂中的任意一个同样的方式而构成，并具有同样的检测电极。

通过对驱动部93a、94a的驱动电极施加预定的交流电压，从而两个振动臂93、94将在与其上下表面相同的XY面内以相互接近背离的朝向而进行弯曲振动。当在该状态下弯曲振动片91绕Y轴旋转时，由于科里奥利力的作用，所述两个振动臂将在与其上下表面垂直的Z轴方向上相互反向地进行弯曲振动。此时，通过对从两个检测部93b、94b的检测电极输出的电压信号进行检测，从而能够高灵敏度地得到弯曲振动片91的所述旋转的角速度。

图9概要性地图示了应用本发明的双音叉型弯曲振动片。双音叉型弯曲振动片101具有：矩形的基部102；截面多边形的一对驱动用振动臂103、103，其从该基部起平行地延长，且具有上表面、下表面及左右侧面；截面多边形的一对检测用振动臂104、104，其从所述基部起以与所述驱动用振动臂相反的朝向而平行地延长，并且具有上表面、下表面、及左右侧面。

驱动用振动臂103、103以与第1实施例的弯曲振动片21的驱动用振动臂23同样的方式而构成，并且具有同样的驱动电极。检测用振动臂104、104以与上述的第1至第6实施例的检测用振动臂中的任意一个同样的方式而构成，并且具有同样的检测电极。

驱动用振动臂103、103通过对其驱动电极施加预定的交流电压，从而在与其上下表面相同的XY面内以相互接近背离的朝向而进行弯曲振动。当在该状态下弯曲振动片101绕Y轴旋转时，由于科里奥利力的作用，驱动用振动臂103、103及检测用振动臂104、104将分别在与上下表面垂直的Z轴方向上相互反向地进行弯曲振动。此时，通过对从所述两个检测用振动臂的检测电极输出的电压信号进行检测，从而能够高灵敏度地得到弯曲振动片101的所述旋转的角速度。

图10概要性地图示了应用本发明的三脚型弯曲振动片。三脚型弯曲振动片111具备：矩形的基部112；截面多边形的三根振动臂113～115，其从该基部起以平行的方式延伸，且具有上表面、下表面及左右侧面。

本实施例中，左右两端的振动臂113、115为驱动用振动臂，并以与上述的第1至第6实施例的驱动用振动臂中的任意一个同样的方式构成，并且具有同样的驱动电极。中央的振动臂114为检测用振动臂，并以与上述的第1至第6实施例的检测用振动臂中的任意一个同样的方式构成，并且具有同样的检测电极。在另外的实施例中，能够将左右的某一个振动臂113、115设为检测用振动臂，而将剩余的两根振动臂设为驱动用振动臂。

驱动用振动臂113、115通过对其驱动电极施加预定的交流电压，从而在与其上下表面相同的XY面内以相互接近背离的朝向而进行弯曲振动。当在该状态下弯曲振动片111绕Y轴旋转时，由于科里奥利力的作用，全部的振动臂113～115将分别在与上下表面垂直的Z轴方向上相互反向地进行弯曲振动。此时，通过对从检测用振动臂114的检测电极输出的电压信号进行检测，从而能够高灵敏度地取得弯曲振动片111的所述旋转的角速度。

另外，本实施例同样能够应用于具有四根以上的振动臂的多脚型弯曲振动片。

另外，根据本发明，能够将上述各个实施例中的检测用振动臂的截面形状及电极结构应用于驱动用振动臂。此时，能够获得如下优异的弯曲振动片，即，机电转换效率良好、高Q值且低CI值的优秀的弯曲振动片。

本发明并不限定于上述实施例，在其技术范围内能够进行各种变形或变更来实施。例如，除了角速度之外，本发明的弯曲振动片还能够适用于，用于对角加速度、加速度、力等物理量进行检测的传感器元件。并且，除了水晶以外，本发明的弯曲振动片还能够由钽酸锂、铌酸锂等压电单晶，或锆钛酸铅等的压电陶瓷等压电材料，或硅半导体材料来形成。而且，本发明的弯曲振动片通过将其作为传感器元件而进行搭载，从而能够广泛地适用于数码相机、摄像机、导航装置、车身姿态检测装置、定点设备、游戏控制器、移动电话、头戴式显示器等电子设备。

符号说明

1、21、31、41、51、61、71、91…音叉型弯曲振动片；

2、22、32、42、52、62、72、92、102、112…基部；

3、23、33、43、53、63、73、103、113、115…驱动用振动臂；

4、24、34、44、54、64、74、81、104、114…检测用振动臂；

5a～5d…驱动电极；

6a、6b、7a、7b…检测电极；

8、82…电极膜；

9、83…光刻胶膜；

9a～9d、83a～83f…区域；

10、85a、85b…光掩膜；

11a～11c、86a～86f…开口部；

12…抗蚀图案；

24a、34a、44a、54a、64a、74a…上表面；

24b、34b、44b、54b、64b、74b…下表面；

24c、34c、44c、54c、64c、74c…左侧面；

24d、34d、44d、54d、64d、74d…右侧面；

25…长度方向的槽；

26a…第一驱动电极；

26b…第二驱动电极；

27、35、45、55、65、75…第一阶梯部；

28、36、46、56、66、76…第二阶梯部；

27a、28a、35a、36a、45a、46a、55a1、55a2、65a、66a、75a…阶梯面；

27b、28b、35b、36b、45b、46b、55b1、55b2、65b、66b、75b…阶梯侧面；

29a～29d、37a～37d、57a～57d、67a～67d…第一至第四检测电极；

47…长度方向的槽；

47a、47b…槽内侧面；

48a～48f…第一至第六检测电极；

75…阶梯部；

76a～76c…第一至第三检测电极；

84a、84b…投影透镜；

93、94…振动臂；

93a、94a…驱动部；

93b、94b…检测部；

101…双音叉型弯曲振动片；

111…三脚型弯曲振动片。

Claims (7)

1.一种弯曲振动片，其特征在于，具备：

基部；

截面多边形的振动臂，其从所述基部起延伸，并具有上表面、下表面及左右侧面；

电极，其分别被设置在所述振动臂的所述左右侧面上，

所述振动臂的至少一个所述侧面上的所述电极，由在该振动臂的厚度方向上分离的第一电极和第二电极构成，

各个所述电极被设置为，在所述振动臂沿着垂直于其上下表面的方向而进行弯曲振动时，所述第一电极和与其相对应的所述振动臂的另一个所述侧面上的所述电极之间所产生的电场的方向，与所述第二电极和与其相对应的所述振动臂的另一个所述侧面上的所述电极之间所产生的电场的方向互为相反方向，

所述振动臂具有，形成在所述一个侧面和所述上表面或下表面之间的阶梯部，所述阶梯部由与所述一个侧面相交的阶梯面、和与所述上表面或下表面相交的阶梯侧面构成，所述第一电极和第二电极通过所述阶梯面中未形成电极膜的部分而分离，并形成在所述一个侧面和所述阶梯侧面上。

2.如权利要求1所述的弯曲振动片，其特征在于，

所述振动臂的所述另一个侧面上的所述电极，由在该振动臂的厚度方向上分离的第三电极和第四电极构成，

各个所述电极被设置为，在所述振动臂沿着垂直于其上下表面的方向而进行弯曲振动时，所述第一电极和与其相对应的所述第三电极之间所产生的电场的方向，与所述第二电极和与其相对应的所述第四电极之间所产生的电场的方向互为相反方向，

所述振动臂还具有，形成在所述另一个侧面和所述上表面或下表面之间的第二阶梯部，所述第二阶梯部由与所述另一个侧面相交的第二阶梯面、和与所述上表面或下表面相交的第二阶梯侧面构成，所述第三电极和第四电极通过所述第二阶梯面中未形成电极膜的部分而分离，并形成在所述另一个侧面和所述第二阶梯侧面上。

3.如权利要求1或2所述的弯曲振动片，其特征在于，

所述振动臂具有被下凹设置在所述上表面或下表面上的长度方向的槽，并具有被形成在所述长度方向的槽的一个内侧面上的第五电极、和被形成在另一个内侧面上的第六电极，所述第五电极和所述第六电极通过所述长度方向的槽的底面中未形成电极膜的部分而分离，

各个所述电极被设置为，在所述振动臂沿着垂直于其上下表面的方向而进行弯曲振动时，所述第五电极和与其相对应的所述振动臂的左侧面上的所述电极之间所产生的电场的方向，与所述第六电极和与其相对应的所述振动臂的右侧面上的所述电极之间所产生的电场的方向互为相同方向，而与在未设置所述长度方向的槽的所述下表面侧或上表面侧中所述左侧面上的所述电极和所述右侧面上的所述电极之间所产生的电场的方向为相反方向。

4.如权利要求1或2所述的弯曲振动片，其特征在于，

所述阶梯部由多个阶梯构成。

5.如权利要求1或2所述的弯曲振动片，其特征在于，

所述振动臂为，用于将沿着垂直于其上下表面的方向的所述弯曲振动，作为从设置在该振动臂上的所述电极输出的电气信号而进行检测的检测用振动臂，

所述弯曲振动片还具有：驱动用振动臂，所述驱动用振动臂从所述基部起沿着所述检测用振动臂的延伸方向而延长；驱动电极，所述驱动电极以使所述驱动用振动臂沿着平行于该驱动用振动臂的上下表面的方向而进行弯曲振动的方式，被设置在所述驱动用振动臂上。

6.一种弯曲振动片的制造方法，其特征在于，其为制造权利要求1或2所述的弯曲振动片的方法，并包括：

从晶片来加工具有所述弯曲振动片的外形的振动元件片的过程；

在所述振动元件片的表面上覆盖电极膜且在该电极膜上形成光刻胶膜的过程；

从上表面侧及下表面侧对振动元件片的所述上表面、下表面及阶梯面的所述光刻胶膜进行曝光从而进行图案形成的过程；

利用蚀刻来去除通过所述图案形成而露出的所述电极膜的部分，从而在所述振动臂的侧面上形成在该振动臂的厚度方向上分离的所述电极的过程；

去除残留的所述光刻胶膜的过程。

7.一种电子设备，其特征在于，具备权利要求1或2所述的弯曲振动片。

Images