CN110177996B - 传感器元件、角速度传感器及多轴角速度传感器 - Google Patents

传感器元件、角速度传感器及多轴角速度传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN110177996B
CN110177996B CN201880006840.5A CN201880006840A CN110177996B CN 110177996 B CN110177996 B CN 110177996B CN 201880006840 A CN201880006840 A CN 201880006840A CN 110177996 B CN110177996 B CN 110177996B
Authority
CN
China
Prior art keywords
arm
pair
detection
axis direction
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880006840.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110177996A (zh
Inventor
副岛宗高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Publication of CN110177996A publication Critical patent/CN110177996A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110177996B publication Critical patent/CN110177996B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
    • G01C19/5621—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks the devices involving a micromechanical structure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0018—Structures acting upon the moving or flexible element for transforming energy into mechanical movement or vice versa, i.e. actuators, sensors, generators
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/03—Assembling devices that include piezoelectric or electrostrictive parts
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/302—Sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

传感器元件具有压电体、多个激发电极和多个检测电极。压电体具有框架、以及从框架起在与正交坐标系xyz的xy平面平行的规定平面内延伸的驱动臂及检测臂。多个激发电极位于驱动臂。多个检测电极以能检测因检测臂的z轴方向上的弯曲变形而产生的信号的配置位于检测臂。检测臂具有第一臂及第二臂。第一臂从框架起在所述规定平面内延伸。第二臂与第一臂的前端侧部分连结，且从第一臂的前端侧向框架侧在所述规定平面内延伸，框架侧的端部被设为自由端。

Description

传感器元件、角速度传感器及多轴角速度传感器
技术领域
本公开涉及传感器元件、包括该传感器元件的角速度传感器及包括该角速度传感器的多轴角速度传感器。
背景技术
作为角速度传感器，公知所谓的压电振动式的传感器(例如专利文献1)。该传感器中，向压电体施加交流电压来激发压电体。若该被激发的压电体旋转，则以与旋转速度(角速度)相应的大小，在与激发方向正交的方向上产生科里奥利力，压电体因该科里奥利力而进行振动。而且，通过对根据该科里奥利力引起的压电体的变形而产生的电信号进行检测，从而能够检测压电体的角速度。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-037235号公报
发明内容
本公开的一方式所涉及的传感器元件具有压电体、多个激发电极和多个检测电极。所述压电体具有基部、以及从所述基部起在与正交坐标系xyz的xy平面平行的规定平面内延伸的驱动臂及检测臂。所述多个激发电极位于所述驱动臂。所述多个检测电极以能检测因所述检测臂的z轴方向上的弯曲变形而产生的信号的配置位于所述检测臂。所述检测臂具有第一臂及第二臂。所述第一臂从所述基部起在所述规定平面内延伸。所述第二臂与所述第一臂的前端侧部分连结，且从所述第一臂的前端侧向所述基部侧在所述规定平面内延伸，所述基部侧的端部被设为自由端。
本公开的一方式所涉及的角速度传感器具有：上述的传感器元件；向所述多个激发电极施加电压的驱动电路；和检测来自所述多个检测电极的信号的检测电路。
本公开的一方式所涉及的多轴角速度传感器具有：检测绕正交坐标系xyz的x轴的角速度的x轴传感器；检测绕y轴的角速度的y轴传感器；和检测绕z轴的角速度的z轴传感器。所述x轴传感器是上述的角速度传感器。所述驱动臂、所述第一臂及所述第二臂沿y轴方向延伸。所述驱动电路向所述多个激发电极施加电压，以使得所述驱动臂在x轴方向上振动。所述y轴传感器具有压电体、y轴驱动电路和y轴检测电路。所述y轴传感器的压电体具有沿y轴方向延伸的y轴驱动臂及y轴检测臂。所述y轴驱动电路向所述y轴驱动臂施加电压，以使得所述y轴驱动臂在x轴方向上振动。所述y轴检测电路检测因所述y轴检测臂的z轴方向上的弯曲变形而产生的信号。所述z轴传感器具有压电体、z轴驱动电路和z轴检测电路。所述z轴传感器的压电体具有沿y轴方向延伸的z轴驱动臂及z轴检测臂。所述z轴驱动电路向所述z轴驱动臂施加电压，以使得所述z轴驱动臂在x轴方向上振动。所述z轴检测电路检测因所述z轴检测臂的x轴方向上的弯曲变形而产生的信号。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的传感器元件的压电体的立体图。
图2是将图1的传感器元件的一部分放大并加以表示的立体图。
图3是图2的III-III线中的剖视图。
图4的(a)、图4的(b)、图4的(c)及图4的(d)是用于说明图1的传感器元件的作用的示意图。
图5的(a)及图5的(b)是用于说明图1的传感器元件的作用的示意图。
图6是表示第二实施方式所涉及的传感器元件的压电体的立体图。
图7的(a)是表示第三实施方式所涉及的传感器元件的结构的俯视图，图7的(b)是图7的(a)的VIIb-VIIb线处的剖视图。
图8的(a)、图8的(b)、图8的(c)及图8的(d)是用于说明图7的(a)的传感器元件的作用的示意图。
图9是表示第四实施方式所涉及的传感器元件的压电体的立体图。
图10的(a)、图10的(b)、图10的(c)及图10的(d)是用于说明图9的传感器元件的作用的示意图。
图11是表示多轴角速度传感器的结构的俯视图。
图12的(a)、图12的(b)、图12的(c)及图12的(d)是用于说明图11的多轴角速度传感器所包含的y轴传感器的作用的示意图。
图13的(a)及图13的(b)是用于说明图11的多轴角速度传感器所包含的z轴传感器的作用的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本公开所涉及的实施方式。需要说明的是，以下的附图是示意性的图。因此，有时会省略细节，另外，尺寸比率等也未必一定要和现实的尺寸比率一致。此外，多个附图相互的尺寸比率也未必一定要一致。
再有，在各图中，为了方便说明而赋予正交坐标系xyz。需要说明的是，正交坐标系xyz是基于传感器元件(压电体)的形状而被定义的。即，x轴、y轴及z轴不见得表示晶体的电气轴、机械轴及光轴。传感器元件也可以将任意方向作为上方或者下方来使用，但以下为了方便，有时将z轴方向的正侧作为上方，并使用上表面或者下表面等的用语。还有，在简称为俯视的情况下，只要没有特别断言，就设为在z轴方向进行观察。
关于相同或者类似的结构，有可能如“驱动臂7A”、“驱动臂7B”那样，赋予相互不同的字母表的附加符号，另外该情况下，有时简称为“驱动臂7”，对这些并不进行区别。
第二实施方式以后，对与已经说明过的实施方式的结构共用或者类似的结构使用赋予给已经说明过的实施方式的结构的符号，此外，有时省略图示或说明。需要说明的是，即便在针对与已经说明过的实施方式的结构对应(类似)的结构，赋予与已经说明过的实施方式的结构不同的符号的情况下，没有特别说明的话，与已经说明过的实施方式的结构同样。
<第一实施方式>
图1是表示第一实施方式所涉及的传感器元件1的结构的立体图。其中，该图中，基本上省略设置于传感器元件1的表面的导电层的图示。
传感器元件1例如构成对绕x轴的角速度进行检测的压电振动式的角速度传感器51(符号参照图3)。传感器元件1具有压电体3。在向压电体3施加电压而使压电体3进行振动的状态下，若压电体3旋转，则在压电体3产生科里奥利力引起的振动。对由于该科里奥利力引起的振动而产生的电压进行检测，由此能检测角速度。具体地说，如下所述。
(压电体的形状)
压电体3例如其整体一体地形成。压电体3既可以是单晶体，也可以是多晶体。再者，可以适当地选择压电体3的材料，例如为水晶(SiO2)、LiTaO3、LiNbO3、PZT或者硅。
压电体3中，电气轴乃至极化轴(以下，有时代表两者而仅提及极化轴。)被设定为与x轴一致。需要说明的是，极化轴也可以在规定的范围(例如15°以内)内相对于x轴倾斜。再有，在压电体3为单晶体的情况下，机械轴及光轴可以被设为适当的方向，但例如将机械轴设为y轴方向、将光轴设为z轴方向。
压电体3例如，作为整体而言厚度(z轴方向)是恒定的。再者，压电体3例如相对于与y轴平行的未图示的对称轴，形成为线对称的形状。
压电体3，例如具有框架5、从框架5延伸的一对驱动臂7A及7B以及检测臂9和对框架5进行支承的一对安装部11。框架5、一对驱动臂7、检测臂9及一对安装部11，例如在与xy平面平行的相同平面内延伸。
一对驱动臂7是通过被施加电压(电场)而被激发的部分。检测臂9是根据科里奥利力而振动，生成与角速度相应的电信号(例如电压)的部分。框架5是有助于驱动臂7及检测臂9的支承、及振动从驱动臂7向检测臂9的传递的部分。安装部11是有助于向未图示的安装基体(例如封装件的一部分或者电路基板)安装传感器元件1的部分。
框架5例如具有两端在x轴方向上相互分离的长条形状。具体地说，例如框架5在x轴方向上以直线状延伸。框架5的两端成为被一对安装部11支承的被支承部5a。因此，框架5能够进行挠曲变形，以使得成为两端被支承的梁。
框架5的剖面形状例如为大体矩形。框架5的宽度(y轴方向)及厚度(z轴方向)也可以设为任一方比另一方大。其中，框架5如后述，预定为在俯视情况下进行挠曲变形。因此，框架5的宽度可以比较小。例如，框架5的宽度可以设为框架5的厚度的2倍以下、或者1倍以下。再者，例如框架5的长度及宽度可以被调整为：挠曲变形的固有振动频率接近于驱动臂7的因电压施加而被激发的方向上的固有振动频率、及/或者检测臂9的根据科里奥利力而进行振动的方向上的固有振动频率。
驱动臂7从框架5开始沿y轴方向延伸，其前端被设为自由端。因此，驱动臂7能够如悬臂梁那样进行挠曲变形。一对驱动臂7在x轴方向上相互分离的位置处相互并列(例如平行)地延伸。一对驱动臂7例如穿通一对被支承部5a之间的中央，且相对于与y轴平行的未图示的对称轴而被设置为线对称。
驱动臂7的具体的形状等可以适当地设定。例如，驱动臂7被设为长条的长方体状。即，剖面形状(xz平面)为矩形。虽然未特别地进行图示，但驱动臂7也可以被设为在前端侧部分宽度(x轴方向)增宽的锤形状。一对驱动臂7例如被设为大体相互线对称的形状及大小。因此，两者的振动特性是相互同等的。
驱动臂7如后述，在x轴方向上被激发。因此，对于驱动臂7而言，若其宽度(x轴方向)增大，则激发方向(x轴方向)上的固有振动频率升高，若其长度(其他观点中为质量)增大，则激发方向上的固有振动频率降低。驱动臂7的各种尺寸例如被设定成驱动臂7的激发方向上的固有振动频率接近于想要激发的频率。
检测臂9具有：从框架5开始延伸的第一臂21；和从第一臂21的前端侧并且侧方向框架5侧延伸的第二臂23A及23B。第二臂23的前端未被连结到框架5，而成为自由端。因此，在检测臂9中，第一臂21能将框架5作为固定端侧、将前端侧作为自由端侧地进行挠曲变形，再者第二臂23能将第一臂21作为基准、将与第一臂21连结的一侧作为固定端侧、将框架5侧作为自由端侧地进行挠曲变形。需要说明的是，第一臂21的前端侧例如指的是第一臂21的比长度方向的中央更靠前端侧的位置。第一臂21及一对第二臂23例如在与xy平面平行的相同平面内延伸。
第一臂21例如在x轴方向上成为一对驱动臂7之间的位置处从框架5开始沿y轴方向延伸。再有，第一臂21例如向与一对驱动臂7延伸的一侧相同侧(y轴方向的正侧)延伸。其他观点中，第一臂21与一对驱动臂7并列(例如平行)地延伸。第一臂21，例如位于一对被支承部5a之间的中央，及/或者位于一对驱动臂7之间的中央。第一臂21的长度例如是与驱动臂7的长度相同的程度。
一对第二臂23例如相对于第一臂21而被设为线对称的位置及形状。第二臂23例如沿y轴方向延伸，进而，与第一臂21并列(例如平行)地延伸。第二臂23例如其端部与第一臂21的前端部连结。具体地说，第一臂21及第二臂23的相互对置的侧面彼此间夹着具有与这些臂相同的厚度(z轴方向)的连结部(符号省略)。第二臂23的长度例如是从驱动臂7及第一臂21的长度减去第二臂23与框架5之间的间隙的长度。所述间隙例如被设得比较小。
第一臂21及第二臂23的具体形状等可以适当地设定。例如，第一臂21及第二臂23分别被设为长条的长方体状。即，剖面形状(xz平面)为矩形。虽然未特别地进行图示，但第二臂23也可以被设为在框架5侧的端部宽度(x轴方向)增宽的锤形状。另外，第二臂23也可以被设为在与第一臂21连结的一侧的端部中，在与第一臂21相反一侧增宽的锤形状。
检测臂9(第一臂21及第二臂23)如后述，在本实施方式中，根据科里奥利力而在z轴方向上振动。因此，对于检测臂9而言，若其厚度(z轴方向)增大，则振动方向(z轴方向)上的固有振动频率升高，若其长度(其他观点中为质量)增大，则激发方向上的固有振动频率降低。检测臂9的各种尺寸，例如可以设定成检测臂9的振动方向上的固有振动频率接近于驱动臂7的激发方向上的固有振动频率。
再有，第一臂21与第二臂23的间隔、第二臂23与框架5的间隔、第一臂21与第二臂23的连结部分的尺寸等也可以适当地设定。例如，上述的间隔被设定成难以产生部位间的抵接。还有，例如第一臂21与第二臂23的连结部分的yz剖面的面积既可以比第一臂21或者第二臂23的xz剖面的面积小，也可以是同等的，还可以比第一臂21或者第二臂23的xz剖面的面积大。需要说明的是，在增大了连结部分的yz剖面的面积的情况下，例如，变得容易从第二臂23向第一臂21传递绕x轴的力矩。
一对安装部11例如形成为将y轴方向作为长度方向的形状。更具体地说，例如安装部11是以z轴方向为厚度方向的、平面形状为矩形的板状。安装部11的宽度(x轴方向)，例如比框架5的宽度(y轴方向)、驱动臂7的宽度(x轴方向)、检测臂9(其中的第一臂21或者第二臂23)的宽度(x轴方向)更宽。因此，安装部11与其他部位(5，7，21及23)相比较，在俯视情况下难以进行挠曲变形(振动)。其中，安装部11也可以在一部分或者全部中与其他部位(5，7，21或者23)相比较宽度被缩窄。安装部11的长度可以适当地设定。例如，从框架5到安装部11的一端为止的长度，既可以比驱动臂7或者检测臂9的长度短(图示例)，也可以是同等，还可以比驱动臂7或者检测臂9的长度长。
框架5如已经描述过的那样，其两端(被支承部5a)被固定于一对安装部11。被支承部5a相对于安装部11的在y轴方向的位置可以被设为适当的位置。图示例中，被支承部5a位于安装部11的y轴方向中央。
在一对安装部11的下表面设置有至少四个焊盘13。焊盘13与设置在未图示的安装基体的焊盘对置，且通过焊料乃至导电性粘接剂所构成的凸块而被粘接于该安装基体的焊盘。由此，进行传感器元件1与安装基体的电连接，再者，框架5、驱动臂7及检测臂9在从安装基体浮起的状态下被支承，变得能进行振动。需要说明的是，框架5在比一对驱动臂7更靠x轴方向的两侧的部分(被支承部5a)中隔着安装部11而由焊盘13支承。四个焊盘13例如被设置于一对安装部11的两端。
(传感器元件的导体)
图2是将传感器元件1的一部分放大并加以表示的立体图。再者，图3是图2的III-III线处的剖视图。
作为设置于压电体3的表面等的导体，传感器元件1除了上述的焊盘13之外，还具有：用于向驱动臂7施加电压的激发电极15A及15B；用于取出在检测臂9产生的信号的检测电极17A及17B；以及将这些电极连接的多个布线19。这些导体通过在压电体3的表面形成的导体层来构成。导体层的材料例如为Cu、A1等的金属。
需要说明的是，激发电极15及检测电极17的附加符号A、B是基于正交坐标系xyz而被赋予的。因此如后述，一个驱动臂7的激发电极15A和其他驱动臂7的激发电极15A不见得是同电位。对于激发电极15B、检测电极17A及17B来说也是同样的。
(激发电极)
激发电极15A在各驱动臂7中，设置于上表面及下表面(面向z轴方向的两侧的一对面)的各自。再有，激发电极15B在各驱动臂7中，设置于一对侧面(面向x轴方向的两侧的一对面)的各自。
需要说明的是，在后述的实施方式中，有时设置从框架5向y轴方向的负侧延伸的驱动臂7。在这种驱动臂7中，激发电极15的附加符号A也与上表面及下表面对应，激发电极15的附加符号B也与侧面对应。
在各驱动臂7的上下左右的各面中，激发电极15例如形成为覆盖各面的大部分。其中，激发电极15A及15B的至少一方(在本实施方式中激发电极15A)与各面相比在宽度方向上形成得更小，以使得不会相互短路。另外，驱动臂7的根部侧及前端侧的一部分也可以被设为激发电极15的非配置位置。
在各驱动臂7中，两个激发电极15A例如被设为相互相同的电位。例如，两个激发电极15A通过布线19而相互连接。此外，在各驱动臂7中，两个激发电极15B例如被设为相互相同的电位。例如，两个激发电极15B通过布线19而相互连接。
上述那样的激发电极15的配置及连接关系中，若向激发电极15A与激发电极15B之间施加电压，在例如在驱动臂7中，会产生从上表面朝向一对侧面(x轴方向的两侧)的电场及从下表面朝向一对侧面的电场。另外，极化轴和x轴方向一致。因此，若着眼于电场的x轴方向的分量，则在驱动臂7之中的x轴方向的一侧部分中，电场的朝向和极化轴的朝向一致，在另一侧部分中电场的朝向和极化轴的朝向相反。
其结果是，驱动臂7之中的x轴方向的一侧部分在y轴方向上收缩，另一侧部分在y轴方向上伸长。而且，驱动臂7如双金属片那样向x轴方向的一侧弯曲。若向激发电极15A及15B施加的电压相反，则驱动臂7会朝相反方向弯曲。根据上述那样的原理，若向激发电极15A及15B施加交流电压，则驱动臂7在x轴方向上振动。
需要说明的是，虽然未特别地进行图示，但也可以在驱动臂7的上表面及/或者下表面设置沿着驱动臂7的长度方向延伸的1个以上的凹槽(该凹槽也可以将多个凹部排列在驱动臂7的长度方向而构成)，激发电极15A遍及该凹槽内地设置。该情况下，激发电极15A与激发电极15B夹着凹槽的壁部而在x轴方向上对置，由此激发的效率提高。
在一对驱动臂7中，驱动臂7A的激发电极15A与驱动臂7B的激发电极15B被设为同电位，驱动臂7A的激发电极15B与驱动臂7B的激发电极15A被设为同电位。应该被设为同电位的激发电极15彼此例如通过布线19来连接。
因此，若向激发电极15A与激发电极15B之间施加交流电压，则一对驱动臂7会被施加相互相反的相位的电压，在x轴方向上向相互相反的朝向挠曲变形地进行振动。
(检测电极)
检测电极17A在第一臂21及第二臂23各自中，分别设置于面向x轴方向的负侧的面之中的z轴方向的正侧(例如比该面的中央更靠正侧)的区域、及面向x轴方向的正侧的面之中的z轴方向的负侧(例如比该面的中央更靠负侧)的区域。检测电极17B在检测臂9中，分别设置于面向x轴方向的负侧的面之中的z轴方向的负侧(例如比该面的中央更靠负侧)的区域、及面向x轴方向的正侧的面之中的z轴方向的正侧(例如比该面的中央更靠正侧)的区域。
需要说明的是，在后述的实施方式中，有时设置相对于框架5而言位于y轴方向的负侧的检测臂9。在这种检测臂9中，检测电极17的附加符号A也与-x的侧面的+z的区域及+x的侧面的-z的区域对应，检测电极17的附加符号B也与-x的侧面的-z的区域及+x的侧面的+z的区域对应。
在第一臂21及第二臂23各自的各侧面中，检测电极17A及17B不会相互短路地隔开适当的间隔，沿着各臂延伸。两个检测电极17A彼此例如通过布线19而被连接。再有，两个检测电极17B彼此例如通过布线19而被连接。
在上述那样的检测电极17的配置及连接关系中，若第一臂21或者第二臂23在z轴方向进行挠曲变形，则例如产生与z轴方向平行的电场。即，在各臂的各侧面中，在检测电极17A与检测电极17B之间产生电压。电场的朝向由极化轴的朝向和弯曲的朝向(z轴方向的正侧或者负侧)来决定，在x轴方向的正侧部分与负侧部分是相互相反的。将该电压(电场)输出到检测电极17A及检测电极17B。若各臂(21或者23)在z轴方向上振动，则电压被检测为交流电压。需要说明的是，电场既可以是如上述与z轴方向平行的电场起主导作用，也可以与x轴方向平行且在z轴方向的正侧部分与负侧部分中相互相反的朝向的电场的比例较大。无论是哪一种，都会在检测电极17A与检测电极17B之间产生与各臂(21或者23)向z轴方向的挠曲变形相应的电压。
在一对第二臂23之间，检测电极17A彼此被连接，检测电极17B彼此也被连接。上述那样的连接关系中，若一对第二臂23在z轴方向上朝相互相同侧挠曲变形，则相互连接着的检测电极17中会有相互相同的极性的电位产生。进而，一对第二臂23中产生的信号被相加。
再有，在第一臂21与第二臂23之间，检测电极17A与检测电极17B被连接。上述那样的连接关系中，若第一臂21与第二臂23在z轴方向上朝着相互相反的一侧挠曲变形，则相互连接着的检测电极17中会有相互相同的极性的电位产生。进而，第一臂21及第二臂23中产生的信号被相加。
(布线)
布线19例如如上述那样承担激发电极15彼此的连接及检测电极17彼此的连接。再者，布线19对从电位的观点出发被分为两组的激发电极15、从电位的观点出发被分为两组的检测电极17的合计四组电极、和四个焊盘13进行连接。
在压电体3的各种部分的上表面、下表面及/或者侧面中适当地配设多个布线19，由此布线以其整体被设置于压电体3的表面的方式不会相互短路，就能实现上述的连接。其中，当然也可以形成在位于压电体3上的布线19之上其他布线19经由绝缘层而交叉的立体布线部。
(驱动电路及检测电路)
如图3所示那样，角速度传感器51具有：对激发电极15施加电压的驱动电路103；和检测来自检测电极17的电信号的检测电路105。
驱动电路103例如经由四个焊盘13之中的两个而与激发电极15连接。驱动电路103例如构成为包括振荡电路、放大器，在激发电极15A与激发电极15B之间施加规定频率的交流电压。需要说明的是，频率既可以在角速度传感器51内被预先确定，也可以从外部的设备等指定。
检测电路105例如经由四个焊盘13之中的两个而与检测电极17连接。检测电路105例如构成为包括放大器、检波电路，对检测电极17A与检测电极17B的电位差进行检测，并将与该检测结果相应的电信号向外部的设备等输出。更具体地说，例如，上述的电位差被检测为交流电压，检测电路105输出与检测到的交流电压的振幅相应的信号。基于该振幅来确定角速度。再有，检测电路105输出与驱动电路103的施加电压和检测到的电信号的相位差相应的信号。基于该相位差来确定旋转的朝向(正负)。
需要说明的是，驱动电路103及检测电路105作为整体而构成控制电路107。控制电路107例如通过芯片型的IC(Integrated Circuit)来构成，被安装于安装传感器元件1的、电路基板或者适当的形状的安装基体。
(角速度传感器的动作)
图4的(a)及图4的(b)是用于说明压电体3的激发的示意性的俯视图。在这些图中，检测臂9未对第一臂21及第二臂23进行区别而将其整体作为一根臂示意性地加以表示。
图4的(a)及图4的(b)中，被施加给激发电极15的交流电压的相位相互偏离180°。如上述，向激发电极15施加交流电压，由此驱动臂7A及7B以相互相反的相位被激发，以使得在x轴方向上朝着相互相反的朝向变形。
此时，如图4的(a)所示那样，若一对驱动臂7相互朝x轴方向的外侧挠曲，在其弯曲力矩传递至框架5，框架5向y轴方向的正侧挠曲。其结果是，检测臂9向y轴方向的正侧位移。
相反，如图4的(b)所示那样，若一对驱动臂7相互朝x轴方向的内侧挠曲，则其弯曲力矩传递至框架5，框架5向y轴方向的负侧位移。其结果是，检测臂9向y轴方向的负侧位移。
因此，通过激发一对驱动臂7，从而检测臂9在y轴方向上进行振动(位移)。
图4的(c)及图4的(d)是用于说明科里奥利力引起的检测臂9的振动的示意性的立体图。其中，在这些图中，与图4的(a)及图4的(b)同样地，检测臂9未对第一臂21及第二臂23进行区别而将其整体作为一根臂示意性地加以表示。再有，在该图中，关于驱动臂7及框架5的变形而省略图示。对于该省略而言，在用于说明检测臂的振动的其他示意图中也是同样的。
图4的(c)及图4的(d)对应于图4的(a)及图4的(b)的状态。在参照图4的(a)及图4的(b)而说明过的振动产生的状态下，若传感器元件1绕着x轴旋转，则检测臂9会在y轴方向上振动(位移)，因此通过科里奥利力而在与旋转轴(x轴)及振动方向(y轴方向)正交的方向(z轴方向)上进行振动(变形)。
图5的(a)及图5的(b)是用于比图4的(c)及图4的(d)更详细地说明科里奥利力引起的检测臂9的振动的示意性的立体图。这些图中，也示意性地表示第一臂21及第二臂23。
图5的(a)及图5的(b)与图4的(c)及图4的(d)对应。参照图4的(c)及图4的(d)进行说明的，检测臂9在z轴方向上受到科里奥利力。
其结果是，第二臂23向以箭头y1表示的科里奥利力的方向弯曲地进行挠曲变形。再者，使第二臂23产生上述那样的挠曲变形的弯曲力矩，经由如箭头y2所示的第二臂23与第一臂21的连结部而向第一臂21传递，对第二臂23起作用，以使得第一臂21产生向科里奥利力的方向的相反侧弯曲的挠曲变形。因此，第一臂21与第二臂23在z轴方向上向相互相反的一侧挠曲变形。
第一臂21及第二臂23各自中的因z轴方向上的挠曲变形而产生的信号(电压)，通过检测电极17而被取出。而且，第一臂21及第二臂23中产生的信号被相加。对于该信号而言，角速度越大、则科里奥利力(进而被检测的信号的电压)越增大。由此，能检测角速度。
如上，在本实施方式中，传感器元件1具有压电体3、，多个激发电极15和多个检测电极17。压电体3具有框架5(基部)、以及从框架5开始在与正交坐标系xyz的xy平面平行的规定平面内延伸的驱动臂7及检测臂9。多个激发电极15位于驱动臂7。多个检测电极17以能检测因检测臂9的z轴方向上的弯曲变形而产生的信号的配置而位于检测臂9。检测臂9具有第一臂21及第二臂23。第一臂21从框架5开始在所述规定平面内延伸。第二臂23与第一臂21的前端侧部分连结，且从第一臂21的前端侧向框架5侧地在所述规定平面内延伸，框架5侧的端部被设为自由端。
因此，例如能够减少向框架5逃离的振动能量。具体地说，如下所述。
图4的(c)及图4的(d)中，如一根臂那样地示意性地示出检测臂9。在此，实际上假设检测臂9由一根臂来构成。该情况下，图4的(c)及图4的(d)中如箭头y3所示的，检测臂9受到的科里奥利力作为使框架5产生变形(在本实施方式中为扭转变形)的力矩起作用。其结果是，例如，使检测臂9振动的能量向框架5逃离，检测灵敏度降低。
另一方面，在检测臂9具有第一臂21及第二臂23的情况下，如参照图5的(a)及图5的(b)而说明过的那样，产生使第二臂23向与以箭头y1表示的科里奥利力的方向相反的方向挠曲的力矩。因此，通过该第二臂23中的力矩，能减少使上述的框架5产生变形的力矩。其结果是，例如能减少振动能量从检测臂9向框架5的漏泄，检测灵敏度提高。
另外，在本实施方式中，多个检测电极17的至少一部分位于第二臂23。
在此，若对第一臂21及第二臂23进行比较，则在科里奥利力的方向与挠曲的方向一致的第二臂23中挠曲容易增大。因此，通过至少在第二臂23设置检测电极17，从而能够提高检测灵敏度。
再者，在本实施方式中，多个检测电极17位于第一臂21及第二臂23。布线19以第一臂21及第二臂23在z轴方向上朝着相互相反的一侧弯曲时产生相互相同的极性的电位的布线彼此被连接的连接关系，对第一臂21的多个检测电极17和第二臂23的多个检测电极17进行连接。
因此，例如能够检测第一臂21及第二臂23各自中伴随着压电体的变形的信号，并对此进行合计。其结果是，例如，与仅在第一臂21及第二臂23的一方设置检测电极17的方式(该方式也包含于本公开所涉及的技术)相比较，检测灵敏度提高。
再有，在本实施方式中，检测臂9具有仅一根的第一臂21、和位于第一臂21的侧方两侧的仅两根的第二臂23。
因此，例如在增大检测臂9的质量的同时，容易获取检测臂9的均衡。其结果是，例如能减少噪声的混入。还有，例如因为在一根第一臂21的前端连结第二臂23的两根份的质量，所以从第二臂23向第一臂21施加的力矩容易增大。其结果是，例如可容易地使向框架5逃离的振动能量减少。
另外，在本实施方式中，基部(框架5)具有两端在x轴方向上相互分离的长条形状。压电体3在x轴方向上相互分离的位置具有从框架5开始沿y轴方向相互并列地延伸的一对驱动臂7。第一臂21在x轴方向上成为一对驱动臂7之间的位置处从框架5开始沿y轴方向延伸。多个激发电极15以能施加在x轴方向上激发一对驱动臂7的电压的配置被设置。多个焊盘13能支承框架5之中比一对驱动臂7更靠x轴方向的两侧的部分(被支承部5a)地位于压电体3。多个布线19以从多个激发电极15向一对驱动臂7施加使一对驱动臂7在x轴方向上向相互相反的一侧振动的相互相反的相位的电压的连接关系，对多个激发电极15进行连接。
因此，基于新的振动方式的检测成为可能，即：通过一对驱动臂7的激发使框架5弯曲(振动)，使检测臂9位移(振动)，根据对该位移中的检测臂9起作用的科里奥利力来检测角速度。
作为与上述那样的振动方式不同的其他振动方式，例如，可列举使科里奥利力在所激发的驱动臂起作用并使驱动臂振动，向检测臂传递该科里奥利力引起的振动的方式。在本实施方式的新的振动方式中，与这种其他振动方式不同，科里奥利力直接对检测臂起作用。其结果是，例如检测灵敏度提高。需要说明的是，上述的其他振动方式也可以适用于本公开的技术(具有第一臂及第二臂的检测臂)。
此外，作为其他振动方式，例如可列举在与驱动臂的振动方向(x轴方向)相同的方向上使检测臂弯曲变形(振动)，并使科里奥利力作用于该振动中的检测臂的方式。本实施方式的新的振动方式中，检测臂的振动方向与这种其他方式不同，针对在该其他振动方式中无法检测角速度的旋转轴(x轴)来说能够检测角速度。需要说明的是，上述的其他振动方式也可以适用于本公开的技术(具有第一臂及第二臂的检测臂)。
本实施方式中的新的振动方式中，框架5比较细，以使得产生向y轴方向的挠曲变形。因此，在框架5中，根据对驱动臂7及检测臂9起作用的科里奥利力而容易产生扭转变形。可是，在本实施方式中，根据检测臂9具有第一臂21及第二臂23所带来的上述作用，能够减少该扭转变形。其结果是，例如，容易将振动能量封闭在压电体3的内部，能够使检测灵敏度提高。
再有，在本实施方式中，检测臂9位于一对驱动臂7之间的中央。
上述新的振动方式中，框架5的挠曲变形在一对驱动臂7之间的中央处容易增大。通过让检测臂9位于这种位置，从而能够增大检测臂9的振幅并提高检测灵敏度。需要说明的是，作为其他振动方式而提及到的、使检测臂在驱动臂的振动方向上弯曲变形(振动)并使科里奥利力作用于该振动中的检测臂的技术中，在其原理上，例如相对于一对驱动臂之间的中央而线对称地配置一对检测臂，或者如音叉那样配置一根驱动臂与一根检测臂。
还有，在本实施方式中，作为从框架5延伸并被施加电压而振动的臂，压电体3仅具有一对驱动臂7(如后述也能设置与一对驱动臂7并列地延伸的其他驱动臂7。)。即，并未设置从框架5向与驱动臂7相反的一侧(图示例中为y轴方向的负侧)延伸的其他驱动臂。
因此，例如利用一对驱动臂7能够使框架5可靠地产生挠曲变形。需要说明的是，在使检测臂位于一对驱动臂的中央的比较例(参照专利文献1)中，例如设置向与一对驱动臂相反一侧延伸的另一对驱动臂，以使得在相当于框架5的部分中不会产生本实施方式那样的弯曲，以与一对驱动臂相同的相位激发另一对驱动臂。
<第二实施方式>
图6是表示第二实施方式所涉及的传感器元件201的结构的、与图1同样的图。
传感器元件201(压电体203)的检测臂的结构和第一实施方式的传感器元件1(压电体3)不同。再有，伴随着该不同，基于布线19的检测电极17的连接关系也不同。该其他结构和第一实施方式同样。具体地说，如下所述。
本实施方式的检测臂209和第一实施方式的检测臂9同样地，具有从框架5延伸的第一臂21、和与第一臂21的前端侧部分连结并从第一臂21的前端侧向框架5延伸的第二臂23。其中，在第一实施方式中，设置了一根第一臂21和两根第二臂23，相对于此，在本实施方式中，设置有两根第一臂21(21A及21B)和一根第二臂23。
一对第一臂21例如相对于与穿通一对驱动臂7的中央的y轴平行的未图示的对称轴而以线对称的位置及形状设置。第二臂23例如位于这一对第一臂21之间，与一对第一臂21双方的前端侧部分连结。需要说明的是，具有上述那样的第一臂21及第二臂23的检测臂209也和第一实施方式的检测臂9同样，是位于一对驱动臂7之间的中央的检测臂的一例。
第一臂21及第二臂23各自的结构、以及将这些连结的连结部分的结构可以和第一实施方式同样。当然，具体的尺寸也可以根据第一臂21及第二臂23的根数及配置的不同而与第一实施方式不同。
第一臂21及第二臂23各自中的多个检测电极17的形状、配置及连接关系，可以和第一实施方式同样。其中，在本实施方式中，与第一臂21为两根相对应，在两根第一臂21之间，检测电极17A彼此被连接，检测电极17B彼此被连接。该连接例如是通过布线19而进行的。需要说明的是，第一臂21与第二臂23之间和第一实施方式同样，通过布线19来连接检测电极17A与检测电极17B。这些被分为两组的多个检测电极17通过布线19而与两个焊盘13连接，这也和第一实施方式同样。
根据上述结构的说明可以明白，传感器元件201及包括该传感器元件201的角速度传感器的动作基本上和第一实施方式的传感器元件201及角速度传感器51的动作同样。例如，能实现检测臂209因一对驱动臂7的x轴方向上的振动而在y轴方向位移，通过绕x轴的旋转，z轴方向的科里奥利力在检测臂209起作用的新的振动方式。再者，例如，第二臂23向科里奥利力的方向弯曲地进行挠曲变形，从第二臂23向第一臂21，使第一臂21向与科里奥利力的方向相反一侧弯曲的力矩起作用。
如上，在本实施方式中，检测臂209也具有第一臂21及第二臂23。因此，可达到与第一实施方式同样的效果。例如，使第一臂21向与科里奥利力的方向相反一侧弯曲那样的力矩从第二臂23向第一臂21作用，由此可减少使得框架5产生变形那样的力矩(参照图4的箭头y3)。
另外，在本实施方式中，检测臂209具有仅两根的第一臂21和位于两根第一臂21之间的仅一根的第二臂23。
因此，例如，既增大检测臂209的质量，又容易获取检测臂209的均衡。其结果是，例如可减少噪声的混入。还有，例如既能通过两根第一臂21可靠地向框架5传递使第一臂21向与科里奥利力的方向相反一侧弯曲那样的力矩，又能够减少产生应力集中的可能性。
<第三实施方式>
(传感器元件)
图7的(a)是表示第三实施方式所涉及的传感器元件301的结构的俯视图。其中，在该图中，设置于传感器元件301的表面的导电层的图示基本上被省略。
传感器元件301的压电体303呈将两个第一实施方式的压电体3组合而成的形状。即，压电体303具有两个单元304A及304B，各单元304具有框架5、和从框架5沿y轴方向相互并列地延伸的至少1对(在本实施方式中为两对)的驱动臂7(7C～7J)及检测臂309(309A及309B)。
两个单元304被配置成使驱动臂7及检测臂309延伸的方向的相反侧彼此对置，并由共用的一对安装部11支承。两个单元304间的距离例如可以适当地设定成框架5A及5B相互不接触。两个单元304彼此例如是相同的形状及大小(相对于与x轴平行的未图示的对称轴而言线对称的形状及大小)。
(驱动臂)
另外，第一实施方式的压电体3相对于一根框架5而言具有一对驱动臂7，压电体303的单元304相对于一根框架5而具有两对驱动臂7。如后述(图8的(a)及图8的(b))，相互相邻的两根驱动臂7彼此(7C及7D的两根、7E及7F的两根、7G及7H的两根、以及7I及7J的两根)被以相同的相位施加电压，以使得相互朝x轴方向的相同侧一同弯曲。因此，可以捕捉成相互相邻的两根驱动臂7相当于第一实施方式的一根驱动臂7。这样通过将第一实施方式的驱动臂7分割为两根，从而例如即便将驱动臂7的长度缩短也能够确保作为驱动臂7整体的质量，进而，能兼顾小型化与检测灵敏度的提高。
相互相邻的两根驱动臂7之间的中央的位置(或者各驱动臂7的位置)，例如可以设为和第一实施方式中说明过的驱动臂7的位置同样。相互相邻的两根驱动臂7的距离可以适当地设定。相互相邻的两根驱动臂7的结构例如是相互相同的。其中，也可以相互不同。压电体303例如，相对于未图示的对称轴(检测臂9)而言为线对称的形状，多个驱动臂7的形状及配置也是线对称的。
(检测臂)
检测臂309和第一实施方式的检测臂9同样地，具有从框架5延伸的第一臂321、和与第一臂321的前端侧部分连结并从第一臂321的前端侧向框架5侧延伸的第二臂323(323A及323B)。其中，第一臂321及第二臂323的至少一方(在本实施方式中双方)具有在z轴方向贯通并沿着各臂延伸的1个以上的贯通槽(符号省略)。其他观点中，第一臂321及第二臂323分别具有相互并列地延伸且在根部及前端中被相互连结的多个分割臂324。
检测臂309、第一臂321及第二臂323的结构，除了设置贯通槽这一点之外，可以和第一实施方式的检测臂9、第一臂21及第二臂23的结构同样。其中，具体的尺寸等也可以根据设置有贯通槽而和第一实施方式不同。
第一臂321及第二臂323各自中的分割臂324的根数、宽度及间隔可以适当地设定。多个分割臂324的宽度在多个分割臂324中既可以是相互相同(图示例)，也可以不同。在多个分割臂324的间隔存在多个的情况下，该多个间隔在多个分割臂324中既可以是相互相同(图示例中的第一臂21)，也可以不同。
(激发电极、检测电极及布线)
虽然未特别地进行图示，但在各驱动臂7中，例如和第一实施方式的驱动臂7同样地，设置有两个激发电极15A及两个激发电极15B。各驱动臂7中的激发电极15的基于布线19的连接关系也和第一实施方式同样。
相互相邻的两根驱动臂7相当于第一实施方式的一根驱动臂7，被以相互相同相位施加电压，因此在该两根驱动臂7间，激发电极15A彼此被设为同电位，激发电极15B彼此被设为同电位。
各单元304中，夹着检测臂309而配置为线对称的两根驱动臂7，相当于第一实施方式的一对驱动臂7，因此在该两根驱动臂7间，激发电极15A与激发电极15B被设为同电位。
若着眼于两个单元304，则相对于检测臂9而位于x轴方向的相同侧的驱动臂7(7C、7D、7G及7H，或者7E、7F、7I及7J)中，激发电极15A彼此被设为相同的电位，激发电极15B彼此被设为相同的电位。因此，若向多个激发电极15施加交流电压，则相对于检测臂9而位于x轴方向的相同侧的驱动臂7在x轴方向上朝相互相同侧弯曲地进行振动。
应该成为同电位的激发电极15彼此，例如通过布线19而相互连接。而且，被分成两组的全部激发电极15经由布线19而与四个焊盘13之中的两个连接，进而与驱动电路103连接。
图7的(b)是图7的(a)的VIIb-VIIb线处的剖视图。
检测臂309中，以与第一实施方式的第一臂21及第二臂23各自中的检测电极17的配置同样的配置，在各分割臂324设置检测电极17。即，检测电极17A在各分割臂324中，设置于-x的侧面的+z的区域及+x的侧面的-z的区域。检测电极17B在各分割臂324中，设置于--x的侧面的-z的区域及+x的侧面的+z的区域。
未特别地进行图示，但各分割臂324中的检测电极17的连接关系和第一实施方式的第一臂21及第二臂23各自中的检测电极17的连接关系同样。即，检测电极17A彼此被连接，检测电极17B彼此被连接。由此，各分割臂324和第一臂21及第二臂23等同样地，能输出与向z轴方向的弯曲变形相应的信号。
另外，虽然未特别地进行图示，但第一臂321连接多个检测电极17，以使得包括多个分割臂324在内的整体和第一实施方式的第一臂21同样地发挥功能。即，在多个分割臂324间，检测电极17A彼此被连接，检测电极17B彼此被连接。对于第二臂323来说也是同样的。
各检测臂309中，第一臂321及第二臂323相当于第一实施方式的第一臂21及第二臂23，因此虽然未特别地进行图示，但在第一臂321及第二臂323之间，连接着检测电极17A与检测电极17B。即，第一臂321及第二臂323在z轴方向上朝相互相反的一侧弯曲地进行了挠曲变形时检测信号被相加。
在检测臂309A与检测臂309B之间，连接检测电极17A与检测电极17B。上述那样的连接关系中，检测臂309A及309B在z轴方向的相互相反的一侧受到科里奥利力而进行挠曲变形时，两者中产生的信号被相加。
多个检测电极17的连接例如通过布线19来进行。被分成两组的全部检测电极17通过布线19而与四个焊盘13之中的两个连接，进而，与检测电路105连接。
(角速度传感器的动作)
图8的(a)及图8的(b)是表示压电体303的激发状态的示意性的俯视图，与第一实施方式的图4的(a)及图4的(b)对应。在这些图中，检测臂309为了说明方便，而示意性地表示为一根臂。
各单元304中的激发和第一实施方式中的压电体3的激发基本上同样。其中，如已叙述过的，在各单元304中，相互相邻的两根驱动臂7被以相同的相位施加电压，以使得一同向相互相同侧弯曲，相当于压电体3的一根驱动臂7。
若着眼于两个单元304，则如上述相对于检测臂9而位于x轴方向的相同侧(正侧或者负侧)的驱动臂7中，激发电极15A彼此被连接，激发电极15B彼此被连接，因此位于该相同侧的驱动臂7彼此被以相同的相位施加电压，朝x轴方向的相同侧弯曲。因此，框架5A及5B朝相互相反的一侧挠曲。再有，检测臂9A及9B向相互相反的一侧位移。
图8的(c)及图8的(d)是用于说明传感器元件301中的、科里奥利力引起的检测臂309的振动的示意性的立体图，与图8的(a)及图8的(b)的状态对应。在此，检测臂309为了方便说明也示意性地表示为一根臂。
在参照图8的(a)及图8的(b)而说明过的振动产生的状态下，若传感器元件301绕着x轴旋转，则在各单元304中，和第一实施方式同样地，检测臂309根据科里奥利力而在z轴方向上进行振动。此时，检测臂309A及309B以在y轴方向上向相互相反的一侧位移的相位进行振动，因此相对于绕x轴的旋转方向而在相同侧受到科里奥利力。其他观点中，检测臂309A及309B在z轴方向上向相互相反的一侧弯曲地进行振动。
而且，因各检测臂309的变形而产生的信号(电压)，通过检测电极17而被取出。一对检测臂309中被取出的信号被相加并从焊盘13输出。
如上，第三实施方式所涉及的传感器元件301包括相当于第一实施方式的传感器元件1的单元304。因此，可达到与第一实施方式同样的效果。例如，使第一臂321向与科里奥利力的方向相反一侧弯曲那样的力矩从第二臂323向第一臂321起作用，由此能减少使框架5产生扭转变形那样的力矩(参照图4的箭头y3)。
另外，在本实施方式中，压电体303使框架5的与一对驱动臂7延伸而出的一侧相反一侧相互对置地具有两组框架5和(至少)一对驱动臂7及检测臂309的组合(具有两个单元304。)。
因此，例如，通过将在两个检测臂309中检测到的信号相加，从而能够使检测灵敏度提高。再有，例如在第一实施方式中，一对安装部11之间并且y轴方向的负侧的区域成为死区空间，但能实现上述那样的空间的有效利用。其结果是，能实现灵敏度提高与小型化的兼顾。
<第四实施方式>
图9是表示第四实施方式所涉及的角速度传感器451的结构(特别是传感器元件401)的立体图。其中，该图中，基本上省略设置于传感器元件401的表面的导电层的图示。
传感器元件401和第三实施方式的传感器元件301同样地，能捕捉为具有两个第一实施方式的传感器元件1。其中，与传感器元件301相当于传感器元件1(单元304)的、使与驱动臂7延伸而出的一侧相反一侧彼此对置的结构相对，传感器元件401相当于传感器元件1的使驱动臂7延伸而出的一侧彼此对置的结构。再者，在传感器元件401中，未设置安装部11。传感器元件401(角速度传感器51)的结构具体地说，如下所述。
角速度传感器451例如具有传感器元件401和支承传感器元件401的多个(图示例中为四个)端子402。传感器元件401具有压电体403。
(压电体的形状)
压电体403的材料及极化方向和第一实施方式的压电体3同样。再有，压电体403例如和压电体3同样地，整体一体地形成，其厚度(z轴方向)恒定。还有，压电体403例如形成为相对于与y轴平行的未图示的对称轴而线对称的形状，并且相对于与x轴平行的未图示的对称轴而线对称。
压电体3例如具有：一对框架5(5A及5B)；架设在一对框架5的一对驱动臂407(407A及407B)；以及从一对框架5延伸的一对检测臂9(9A及9B)。
一对框架5在y轴方向上相互对置。各框架5的结构可以和第一实施方式同样。框架5的挠曲变形的固有振动频率也可以和第一实施方式同样地被调整成：接近于驱动臂407的、通过电压施加而被激发的方向上的固有振动频率、及/或者检测臂9的通过科里奥利力而振动的方向上的固有振动频率。
一对驱动臂407架设在一对框架5上，在x轴方向上相互对置。因此，一对框架5及一对驱动臂407作为整体而构成将开口包围的框形状(环形状)。各驱动臂407例如设为在y轴方向上以直线状延伸的长条状。一对框架5和一对驱动臂407，例如在彼此的两端彼此被连接，由此构成矩形。
需要说明的是，各驱动臂407能够捕捉为将第一实施方式的驱动臂7纵向连结而成。即，能够捕捉为从框架5A延伸的驱动臂7K及7L与驱动臂7A及7B对应，同样地从框架5B延伸的驱动臂7M及7N与驱动臂7A及7B对应。而且，驱动臂7K的前端与驱动臂7M的前端被连结，驱动臂7L的前端与驱动臂7N的前端被连结。
各驱动臂7的结构可以和第一实施方式同样。再有，如图示，驱动臂7的前端彼此的连结部被设为宽度比驱动臂7宽的宽幅部407d。需要说明的是，也可以不设置上述那样的宽幅部407d。
一对检测臂9例如位于一对框架5的内侧(一对框架5之间)。各检测臂9的结构可以和第一实施方式同样。
(焊盘及端子)
多个端子402用于将传感器元件401安装到未图示的安装基体(例如封装件的一部分或者电路基板)。多个端子402例如被构成为：能允许多个端子402与传感器元件401的接合位置的平行移动及/或者旋转移动，进而，能允许后述的压电体403的振动，弹性支承传感器元件401。图示例中，端子402通过其厚度及宽度比较小、另外具有适当的弯曲部的长条状的板材来构成。
传感器元件401例如使其下表面与未图示的安装基体对置地配置。多个端子402例如，一端侧部分与在压电体403的表面(例如下表面)设置的多个焊盘13接合，另一端侧部分与未图示的安装基体的焊盘接合。由此，进行传感器元件401与安装基体的电连接，还有，传感器元件401(压电体403)在能振动的状态下被支承。
多个焊盘13在压电体403中的位置可以适当地设定。图示例中，图示在一对框架(2边)设置四个焊盘13的方式。另外，例如也可以在一对驱动臂407(2边)设置四个焊盘13，或者在一对框架5及一对驱动臂407(4边)设置四个焊盘13，或者在一对框架5及一对驱动臂407所成的四个角部设置四个焊盘13。
(激发电极、检测电极及布线)
如上述，驱动臂7K及7L相当于第一实施方式的驱动臂7A及7B。因此，虽然未特别地进行图示，但在驱动臂7K及7L中，和第一实施方式的驱动臂7A及7B同样地，配置并连接有多个激发电极15。对于驱动臂7M及7N来说也是同样的。
若着眼于各驱动臂407，则在前端相互被连结的两个驱动臂7(7K及7M，或者7L或者7N)之间，激发电极15A彼此被设为同电位，激发电极15B彼此被设为同电位。因此，若向多个激发电极15施加交流电压，则在各驱动臂407中，两个驱动臂7向x轴方向的相互相同侧弯曲地进行挠曲变形。
虽然未特别地进行图示，但在各驱动臂407中也可以遍及其长度方向的大体整体(没有区别两个驱动臂7)地设置一对激发电极15A及/或者一对激发电极15B。例如，也可以在一根驱动臂407各设置四个激发电极15。特别是，在未设置宽幅部407d的方式中，上述那样的遍及各驱动臂407的长度方向整体的激发电极15的形成是容易的。
根据上述可以理解，激发电极15的说明中，不一定非要区别激发电极15在驱动臂407内是否按每根驱动臂7设置。以下，即便按每根驱动臂7来设置一对激发电极15A及一对激发电极15B，也有时会表现为在一根驱动臂407设置一对激发电极15A及一对激发电极15B。
应该成为同电位的激发电极15彼此例如通过布线19而相互连接。而且，被分成两组的全部激发电极15经由布线19而与四个焊盘13之中的两个连接，进而，与驱动电路103连接。
各检测臂9(9A及9B)和第一实施方式的检测臂9同样。因此，各检测臂9中的检测电极17的配置及连接关系和第一实施方式同样。
在一对检测臂9之间，和第三实施方式同样地连接有检测电极17A与检测电极17B。因此，在一对检测臂9针对z轴方向朝相互相反的一侧变形地进行了振动时，两者中产生的信号被相加。
多个检测电极17的连接例如通过布线19来进行。被分成两组的全部检测电极17通过布线19而与四个焊盘13之中的两个连接，进而，与检测电路105连接。
(角速度传感器的动作)
图10的(a)及图10的(b)是用于说明压电体403的激发的示意性的俯视图。这些图中，各检测臂9未对第一臂21及第二臂23进行区别而将其整体示意性地表示为一根臂。图10的(a)及图10的(b)中，对激发电极15施加的交流电压的相位相互偏离180°。
在一对驱动臂407之间，激发电极15A与激发电极15B被设为同电位，因此若向激发电极15施加交流电压，则一对驱动臂407以相互相反的相位被激发，以使得在x轴方向上向相互相反的一侧进行挠曲变形。
此时，如图10的(a)所示那样，若一对驱动臂7在x轴方向上向一对驱动臂7的内侧挠曲，则其弯曲力矩向一对框架5传递，一对框架5在y轴方向上向一对框架5的外侧挠曲。其结果是，一对检测臂9在一对y轴方向上向一对框架5的外侧位移。
相反，如图10的(b)所示那样，若一对驱动臂7在x轴方向上向一对驱动臂7的外侧挠曲，则其弯曲力矩向一对框架5传递，一对框架5在y轴方向上向一对框架5的内侧挠曲。其结果是，一对检测臂9在一对y轴方向上向一对框架5的内侧位移。
因此，通过激发一对驱动臂7，从而一对检测臂9在y轴方向上振动。需要说明的是，在第一实施方式中，驱动臂7为悬臂梁状，因此在x轴方向上，前端(自由端)向弯曲的一侧位移，但在本实施方式中，驱动臂407是两端支承的梁状，因此在x轴方向上中央部向与弯曲一侧相反的一侧位移。再者，对于驱动臂7的弯曲的方向和框架5的弯曲的方向的关系而言，本实施方式也和第一实施方式相反。
图10的(c)及图10的(d)是用于说明科里奥利力引起的一对检测臂9的振动的示意性的立体图。这些图中，检测臂9未对第一臂21及第二臂23加以区别，而将其整体示意性地表示为一根臂。图10的(c)及图10的(d)与图10的(a)及图10的(b)的状态对应。
如参照图10的(a)及图10的(b)而说明过的，在压电体403振动的状态下，若传感器元件1绕着x轴旋转，则一对检测臂9在y轴方向上振动(位移)，因此通过科里奥利力而在与旋转轴(x轴)和振动方向(y轴)正交的方向(z轴方向)上振动(变形)。
另外，一对检测臂9在y轴方向上向相互相反的一侧位移地进行振动，因此通过科里奥利力相对于x轴的旋转方向而向相互相同侧位移。其他观点中，一对检测臂9在z轴方向上向相互相反的一侧位移。
而且，通过各检测臂9的变形而产生的信号(电压)由检测电极17取出。在一对检测臂9中被取出的信号被相加并从焊盘13输出。
如上，在第三实施方式中，传感器元件401也具有包括第一臂21及第二臂23的检测臂9。因此，可达到与第一实施方式同样的效果。例如，使第一臂21向与科里奥利力的方向相反一侧弯曲那样的力矩从第二臂23向第一臂21起作用，由此能减少使框架5产生变形那样的力矩(参照图4的箭头y3)。
另外，在本实施方式中，压电体403具有一对框架5、一对驱动臂407和一对检测臂9。一对框架5具有两端在x轴方向上分离的长条形状，且在y轴方向上相互对置。一对驱动臂407分别架设在一对框架5之间，在x轴方向上相互对置。一对检测臂9在x轴方向上成为一对驱动臂407之间的位置处从一对框架5沿y轴方向延伸。多个激发电极15以能施加在x轴方向上激发一对驱动臂407的电压的配置被设置。布线19以从多个激发电极15向一对驱动臂407施加使一对驱动臂407在x轴方向上向相互相反的一侧振动的相互相反的相位的电压的连接关系，对多个激发电极15进行连接。
因此，和第一～第三实施方式同样，基于新的振动方式的检测成为可能，即通过一对驱动臂407的激发使框架5弯曲(振动)，使检测臂9位移(振动)，通过对该位移中的检测臂9起作用的科里奥利力来检测角速度。
再有，和第一～第三实施方式进行比较的话，在本实施方式中，一对驱动臂407各自的两端与一对框架5连接，在各框架5设置检测臂9，因此一对驱动臂407的振动有效地向一对检测臂9传递。其结果是，例如检测灵敏度提高。
还有，在本实施方式中，一对检测臂9向一对框架5的内侧延伸。
即，一对检测臂9位于通过一对框架5及一对驱动臂407而构成的开口内。因此，例如和检测臂9向一对框架5的外侧延伸的方式(该方式也包含于本公开)相比较，能实现传感器元件1的小型化。
<多轴角速度传感器>
(整体结构)
图11是表示包括上述角速度传感器的多轴角速度传感器550的结构的俯视图。
多轴角速度传感器550，例如具有检测绕x轴的角速度的x轴传感器351、检测绕y轴的角速度的y轴传感器651和检测绕z轴的角速度的z轴传感器751。需要说明的是，在图示例中，作为x轴传感器351而表示第三实施方式所涉及的角速度传感器，但x轴传感器351也可以设为上述其他实施方式的角速度传感器。
x轴传感器351例如具有传感器元件301、向传感器元件301施加电压的驱动电路103(图3)和从传感器元件301检测信号的检测电路105(图3)。关于这些结构及动作如已经描述过的。
y轴传感器651例如具有传感器元件601、向传感器元件601施加电压的驱动电路103(图3)和从传感器元件601检测信号的检测电路105(图3)。
y轴传感器651例如和x轴传感器351同样，是压电振动式。传感器元件601具有压电体603。压电体603例如具有基部605、被基部605支承着的1个以上的驱动臂7(7O～7R)及1个以上的检测臂609(609A及609B)、和支承基部605的一对安装部11。
z轴传感器751，例如具有传感器元件701、向传感器元件701施加电压的驱动电路103(图3)和从传感器元件701检测信号的检测电路105(图3)。
z轴传感器751例如和x轴传感器351同样，是压电振动式。传感器元件701具有压电体703。压电体703例如在x轴传感器351的压电体303中，取代检测臂309A及309B而设置了检测臂609C及609D。
y轴传感器651及z轴传感器751的检测臂609和检测臂9不同，不具有第一臂21及第二臂23。即，检测臂609是从基部605向一方向延伸的形状。
传感器元件301、传感器元件601及传感器元件701例如在x轴方向上排列。需要说明的是，三个传感器元件的排列顺序也可以是图示以外的顺序。这些传感器元件的压电体例如一体地形成并相互固定。即，多轴角速度传感器550具有将传感器元件301的压电体303、传感器元件601的压电体603及传感器元件701的压电体703包括在内的压电体502。具体地说，例如这些压电体被固定成相邻的压电体彼此共享安装部11，压电体502合计具有四个安装部11。
在相互相邻的两个传感器元件的压电体所共享的安装部11，形成有贯通孔11a。贯通孔11a例如是在z轴方向贯通，并以大体恒定的宽度沿y轴方向(沿着安装部11的方向)延伸的狭缝状。焊盘13例如相对于贯通孔11a而位于y轴方向的外侧。通过形成贯通孔11a，从而例如能缓和传感器元件彼此的振动的相互影响。
在x轴传感器351、y轴传感器651及z轴传感器751中，可以共享驱动电路103。其他观点中，激发这三个角速度传感器的压电体时的频率可以被设为相同。此时，激发用的一对焊盘13在三个角速度传感器中可以被共享。因此，多轴角速度传感器550只要包括将激发用的两个焊盘13和各角速度传感器中的检测用的两个焊盘13包括在内的合计八个焊盘13即可。图示例中，八个焊盘13设置于如上述被共享化的四个安装部11各自的端部。需要说明的是，驱动电路103可以在三个角速度传感器的一部分或者全部中不被共享，该情况下，可以在安装部11的适当的位置设置超过八个的焊盘13。再者，该情况下，激发三个角速度传感器的压电体时的频率，既可以相互不同，也可以相互相同。
(y轴传感器)
y轴传感器651包含公知的传感器，可以被设为各种结构，以下对其一例进行说明。
压电体603具有基部605、四根(两对)驱动臂7O、7P、7Q及7R和两根检测臂609A及609B。四根驱动臂7被构成为从基部605向y轴方向的一侧(图示例中为正侧)延伸，且相对于与y轴平行的未图示的对称轴而呈线对称。两根检测臂609从基部605向与驱动臂7相反一侧延伸。
图12的(a)及图12的(b)是用于说明压电体603的激发状态的示意性的俯视图。
四根驱动臂70、7P、7Q及7R例如和第三实施方式的驱动臂7C、7D、7E及7F同样，被激发为：位于x轴方向的相同侧(正侧或者负侧)的两根彼此在x轴方向上向相互相同侧弯曲，并且位于x轴方向的正侧的两根和位于x轴方向的负侧的两根在x轴方向上向相互相反的一侧弯曲。需要说明的是，通过该驱动臂7的振动，基部605无需弯曲，再者检测臂609A及609B无需振动。
根据上述的动作可以理解，压电体603的激发电极15的配置及连接可以和第三实施方式同样。而且，被分成两组的全部激发电极15通过布线19而与两个焊盘13连接，进而，与驱动电路103连接。
图12的(c)及图12的(d)是用于说明压电体603的科里奥利力引起的振动的示意性的立体图。
如上述在驱动臂7被振动的状态下，若压电体603绕着y轴旋转，则在驱动臂7，在与振动方向(x轴方向)及旋转轴(y轴)正交的方向(z轴方向)上科里奥利力起作用。其结果是，驱动臂7在z轴方向上挠曲变形地进行振动。位于x轴方向的负侧的驱动臂7O及7P和位于x轴方向的正侧的驱动臂7Q及7R在x轴方向上向相互相反的一侧振动，因此在绕轴(绕着y轴)旋转中向相同侧弯曲地进行振动。即，两者在z轴方向上向相互相反的一侧弯曲地进行振动。
该驱动臂7的z轴方向上的振动经由基部605而向检测臂609A及609B传递。而且，检测臂609和在x轴方向上位于相同侧的驱动臂7向z轴方向的相反侧弯曲地进行振动。再有，两个检测臂609在z轴方向上向相互相反的一侧弯曲地进行振动。
为了取出在上述那样的检测臂609产生的信号，例如在各检测臂609中，设置在第一实施方式的第一臂21或者第二臂23被设置的检测电极17(图3)。各检测臂609中的检测电极17的配置及连接关系和第一臂21或者第二臂23中的连接关系同样。另外，为了将向相互相反的一侧弯曲的两根检测臂609的信号相加，在两根检测臂609间，检测电极17A与检测电极17B通过布线19而被连接。而且，被分成两组的全部检测电极17通过布线19而与两个焊盘13连接，进而，与检测电路105连接。
y轴传感器除了上述的结构之外，例如可以设为日本特开2015-99130所公开的具有八根驱动臂与两根检测臂的结构、具有一根驱动臂与一根检测臂的音叉状的结构、具有向y轴方向的相同侧延伸的一对驱动臂和一对检测臂的结构等各种结构。也可以是不具有安装部而安装于基部中的结构。
(z轴传感器)
z轴传感器751例如和x轴传感器351同样，利用通过驱动臂7的x轴方向上的振动使框架5在y轴方向上挠曲变形、由此使检测臂609在y轴方向上振动(位移)的新的振动方式。因此，在z轴传感器751中，激发电极15的配置及连接关系可以和x轴传感器351同样。
图13的(a)及图13的(b)是用于说明科里奥利力引起的检测臂609的振动的示意性的俯视图。图13的(a)及图13的(b)与图8的(a)及图8的(b)的状态对应。
在参照图8的(a)及图8的(b)而说明过的产生振动的状态下，若传感器元件701绕着z轴旋转，则检测臂609在y轴方向上振动(位移)，因此通过科里奥利力而在与旋转轴(z轴)和振动方向(y轴方向)正交的方向(x轴方向)上进行振动(变形)。再有，一对检测臂609在y轴方向上以向相互相反的一侧位移的相位进行振动，因此相对于绕z轴的旋转方向在相同侧受到科里奥利力。其他观点中，检测臂609A及609B在x轴方向上向相互相反的一侧弯曲地进行振动。
为了取出在上述那样的检测臂609产生的信号，例如在各检测臂609中，虽然未特别地进行图示，但设置与第一实施方式的激发电极15(图3)同样的配置及连接关系的检测电极。还有，为了将向相互相反的一侧弯曲的两根检测臂609的信号相加，在两个检测臂609间，与激发电极15A同样的配置的检测电极和与激发电极15B同样的配置的检测电极通过布线19而被连接。而且，被分成两组的全部检测电极通过布线19而与两个焊盘13连接，进而，与检测电路105连接。
需要说明的是，图示的z轴传感器751以第三实施方式的传感器为基础，但也可以其他实施方式的传感器为基础。
本发明未被限定于以上的实施方式，能以各种方式实施。
传感器元件(角速度传感器)未被限定于检测绕与检测臂正交的轴(绕x轴)的旋转的结构。传感器元件只要在相对于包含第一臂及第二臂的平面(与xy平面平行的平面)交叉的方向产生科里奥利力即可。例如，在参照图11及图12而说明过的y轴传感器651中，也可以取代检测臂609，而设置具有第一臂21及第二臂23的检测臂9。
另外，如在实施方式的说明中也提及过的，传感器元件未被限定于利用使基部(框架5)挠曲变形的新的振动方式的结构，也未被限定于具有容易产生扭转变形的长条状的基部的结构。无论是何种振动方式及基部的形状，都能达到与实施方式同样的效果(向基部逃离的振动能量的减少)或者其他效果。
实施方式中，例示了检测臂从一根框架5(基部)仅向y轴方向的一侧延伸、且根据对检测臂起作用的科里奥利力而在基部产生扭转变形那样的力矩被施加的传感器元件。其中，传感器元件也可以采取通过检测臂从一个基部向y轴方向的双方延伸等而向基部施加上述那样的力矩的方式。
例如，第一实施方式中，也可以一对驱动臂7及一个检测臂9从相同的框架5向y轴方向的两侧延伸，合计设置四根驱动臂7及两根检测臂9。而且，也可以使y轴方向的正侧的一对驱动臂7和y轴方向的负侧的一对驱动臂7的相位相差180°。该情况下，两根检测臂9在y轴方向上向相互相同侧振动。而且，若传感器元件绕着x轴旋转，则科里奥利力相对于两根检测臂9而在z轴方向的相同侧起作用。
此外，例如在第四实施方式(图9)中，也可以不只是在一对框架5的内侧设置检测臂9，在外侧也设置检测臂(也可以设置合计四根检测臂9。)。该情况下，若传感器元件绕着x轴旋转，则科里奥利力相对于两根检测臂9而在z轴方向的相同侧起作用，检测臂相对于一根框架5而位于y轴方向的两侧。
检测臂未被限定于设置在一对驱动臂之间的中央的结构。该状况如已经提及过的，具有第一臂及第二臂的检测臂可以被适用于y轴传感器，作为y轴传感器，根据音叉型的结构、线对称地配置偶数根检测臂的结构等公知技术也可以理解：。
检测臂中，第一臂及第二臂的数量可以适当地设定。例如，检测臂也可以具有仅一根的第一臂和一根的第二臂。其他观点中，一根检测臂也可以不是线对称的形状。需要说明的是，例如在偶数根检测臂被设置为线对称的情况下，即便一根检测臂不是线对称的形状，也能确保作为传感器元件整体的对称性。
实施方式中，例示了通过从第二臂向第一臂起作用的力矩，第一臂向与科里奥利力的方向相反一侧弯曲的方式。其中，即便第一臂受到从第二臂向与科里奥利力的方向相反一侧弯曲的力矩，根据对第一臂直接起作用的科里奥利力等，也可以向科里奥利力的方向弯曲。即便是该情况，例如可达到减少向基部传递的振动能量的效果也不会改变。需要说明的是，第一臂相对于科里奥利力的方向弯曲的方向，例如能通过调整第一臂及第二臂的质量来设定。例如，如果第二臂的质量相对增大，那么成为实施方式的动作。
驱动臂及检测臂也可以相互不平行。再者，第一臂及第二臂也可以相互不平行。即，第一臂与第二臂也可以相互倾斜。检测电极也可以仅设置于第一臂及第二臂的一方。
多个实施方式可以适当地被组合。例如，第三实施方式的相互相邻的两根以上的驱动臂(例如7C及7D)如一根驱动臂那样以相同相位被激发的结构，也可以适用于第一实施方式或者第二实施方式。另外，例如第三实施方式的在第一臂及/或者第二臂形成槽的结构也可以适用于第一、第二或者第四实施方式。第三或者第四实施方式的检测臂不是如第一实施方式那样具有一根第一臂与两根第二臂，也可以如第二实施方式那样具有两根第一臂与一根第二臂。
在利用实施方式中说明过的新的振动方式的情况下，从一根框架延伸的驱动臂的根数和检测臂的根数的组合是适当。例如，也可以相对于一对驱动臂而言，设置向y轴方向的正侧延伸的检测臂和向y轴方向的负侧延伸的检测臂。再有，也可以在一对驱动臂之间设置相互并列地延伸的两根以上的检测臂。
第一～第三实施方式中，压电体也可以不具有实施方式示出的沿y轴方向延伸的安装部。例如，也可以在框架的两端中设置并安装多个焊盘。即，框架之中设置焊盘的部分也可以被设为被支承部。
再有，第一～第三实施方式中，压电体也可以是具有向y轴方向的一侧延伸的(至少)一对驱动臂、及位于y轴方向的另一侧的一根检测臂的结构(两个又的叉子那样的形状)。即，一对驱动臂和检测臂无需在相同方向(并列地)延伸。还有，在第四实施方式中，也可以设置位于一对框架的外侧的检测臂。
第三实施方式(图7)中，使两个单元304的框架5侧彼此对置。可是，也可以与此相反，使两个单元304的框架5的相反侧彼此对置，利用一对安装部11支承该两个单元304。另外，第三实施方式中，两个单元304以相互相同的相位被激发，也可以相互相反的相位被激发。此外，在如第三实施方式那样使两个单元304的框架5彼此对置的情况下也可以，两个框架5分别通过环形状的一部分来构成，环形状的端部直接或者间接地连结于安装部11。
第四实施方式(图9)中，一对框架及一对驱动臂构成了矩形，也可以构成六边形或者八边形等的其他环形状。
传感器元件或者角速度传感器可以作为MEMS(Micro Electro MechanicalSystems)的一部分而被构成。该情况下，既可以在MEMS的基板上安装构成传感器元件的压电体，也可以MEMS的基板通过压电体来构成，由其一部分来构成传感器元件的压电体。
多轴角速度传感器也可以是具有x轴传感器、y轴传感器及z轴传感器之中的任一个或两个的结构。实施方式中，三个角速度传感器的压电体排列在x轴方向上，但也可以排列于y轴方向，或者排列成L字。再有，三个角速度传感器的压电体也可以仅两个被相互固定，或者全部单个地形成并安装于相同的封装件乃至基板。
-符号说明-
1...传感器元件，3...压电体，5...框架(基部)，7...驱动臂，9...检测臂，15...激发电极，17...检测电极，21...第一臂，23...第二臂。

Claims (13)

1.一种传感器元件，具有：
压电体，其具有基部以及驱动臂及检测臂，所述驱动臂及检测臂从所述基部起在与正交坐标系xyz的xy平面平行的规定平面内延伸；
多个激发电极，位于所述驱动臂；和
多个检测电极，以能检测因所述检测臂的z轴方向上的弯曲变形而产生的信号的配置，位于所述检测臂，
所述检测臂具有：
第一臂，从所述基部起在所述规定平面内延伸；和
第二臂，与所述第一臂的前端侧部分连结，且从所述第一臂的前端侧向所述基部侧在所述规定平面内延伸，所述基部侧的端部被设为自由端。
2.根据权利要求1所述的传感器元件，其中，
至少一部分所述多个检测电极位于所述第二臂。
3.根据权利要求2所述的传感器元件，其中，
所述多个检测电极具有：
位于所述第一臂的多个第一电极；和
位于所述第二臂的多个第二电极，
在所述多个第一电极与所述多个第二电极中，在所述第一臂及所述第二臂在z轴方向上向相互相反的一侧弯曲时产生相互相同的极性的电位的所述第一电极与所述第二电极彼此被连接。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的传感器元件，其中，
所述检测臂具有：
所述第一臂；和
位于所述第一臂的侧方两侧的一对所述第二臂。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的传感器元件，其中，
所述检测臂具有：
相互并列地延伸的一对所述第一臂；和
位于所述两根第一臂之间的所述第二臂。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的传感器元件，其中，
所述基部具有两端在x轴方向上相互分离的长条形状，
所述压电体具有在x轴方向上相互分离的位置处从所述基部起沿y轴方向相互并列地延伸的一对所述驱动臂，
所述第一臂在x轴方向上成为一对所述驱动臂之间的位置处从所述基部起沿y轴方向延伸，
所述多个激发电极以能施加在x轴方向上激发一对所述驱动臂的电压的配置被设置，
所述传感器元件还具有：
多个焊盘，位于压电体，能支承所述基部之中的比一对所述驱动臂更靠x轴方向的两侧的部分；和
多个布线，以从所述多个激发电极向一对所述驱动臂施加使一对所述驱动臂在x轴方向上向相互相反的一侧振动的相互相反的相位的电压的连接关系，对所述多个激发电极进行连接。
7.根据权利要求6所述的传感器元件，其中，
所述检测臂位于一对所述驱动臂之间的中央。
8.根据权利要求6所述的传感器元件，其中，
所述压电体仅具有一对所述驱动臂、或者仅具有一对所述驱动臂及与一对所述驱动臂并列地延伸的臂，来作为从所述基部延伸并被施加电压而振动的臂。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的传感器元件，其中，
所述压电体具有：
一对所述基部，具有两端在x轴方向上分离的长条形状，且在y轴方向上相互对置；
一对所述驱动臂，分别架设在一对所述基部之间，且在x轴方向上相互对置；和
一对所述检测臂，在x轴方向上成为一对所述驱动臂之间的位置处从一对所述基部起沿y轴方向延伸，
所述多个激发电极以能施加在x轴方向上激发一对所述驱动臂的电压的配置被设置，
所述传感器元件还具有：
多个布线，以从所述多个激发电极向一对所述驱动臂施加使一对所述驱动臂在x轴方向上向相互相反的一侧振动的相互相反的相位的电压的连接关系，对所述多个激发电极进行连接。
10.根据权利要求6所述的传感器元件，其中，
所述多个激发电极具有：
一对第一激发电极，在一对所述驱动臂各自中，位于面向z轴方向的两侧的一对第一面；和
一对第二激发电极，在一对所述驱动臂各自中，位于面向x轴方向的两侧的一对第二面，
所述多个检测电极具有：
一对第一检测电极，在所述第一臂或者所述第二臂中，位于面向x轴方向的负侧的第三面的、比其中央更靠z轴方向的正侧的位置以及面向x轴方向的正侧的第四面的、比其中央更靠z轴方向的负侧的位置；和
一对第二检测电极，位于所述第三面的、比其中央更靠z轴方向的负侧的位置以及所述第四面的、比其中央更靠z轴方向的正侧的位置，
所述多个布线连接一对所述驱动臂各自中的所述一对第一激发电极彼此，连接一对所述驱动臂各自中的所述一对第二激发电极彼此，在一对所述驱动臂彼此中，对所述一对第一激发电极与所述一对第二激发电极进行连接，对所述一对第一检测电极彼此进行连接，并且对所述一对第二检测电极彼此进行连接。
11.一种角速度传感器，具有：
权利要求1～10中任一项所述的传感器元件；
向所述多个激发电极施加电压的驱动电路；以及
检测来自所述多个检测电极的信号的检测电路。
12.一种多轴角速度传感器，具有：
检测绕正交坐标系xyz的x轴的角速度的x轴传感器；
检测绕y轴的角速度的y轴传感器；和
检测绕z轴的角速度的z轴传感器，
所述x轴传感器是权利要求11所述的角速度传感器，
所述驱动臂、所述第一臂及所述第二臂沿y轴方向延伸，
所述驱动电路向所述多个激发电极施加电压，以使得所述驱动臂在x轴方向上振动，
所述y轴传感器具有：
压电体，具有沿y轴方向延伸的y轴驱动臂及y轴检测臂；
y轴驱动电路，向所述y轴驱动臂施加电压，以使得所述y轴驱动臂在x轴方向上振动；和
y轴检测电路，对因所述y轴检测臂的z轴方向上的弯曲变形而产生的信号进行检测，
所述z轴传感器具有：
压电体，具有沿y轴方向延伸的z轴驱动臂及z轴检测臂；
z轴驱动电路，向所述z轴驱动臂施加电压，以使得所述z轴驱动臂在x轴方向上振动；和
z轴检测电路，对因所述z轴检测臂的x轴方向上的弯曲变形而产生的信号进行检测。
13.根据权利要求12所述的多轴角速度传感器，其中，
所述x轴传感器的压电体、所述y轴传感器的压电体和所述z轴传感器的压电体被相互地固定。
CN201880006840.5A 2017-01-24 2018-01-22 传感器元件、角速度传感器及多轴角速度传感器 Active CN110177996B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017009946 2017-01-24
JP2017-009946 2017-01-24
PCT/JP2018/001724 WO2018139396A1 (ja) 2017-01-24 2018-01-22 センサ素子、角速度センサおよび多軸角速度センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110177996A CN110177996A (zh) 2019-08-27
CN110177996B true CN110177996B (zh) 2023-08-22

Family

ID=62978101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880006840.5A Active CN110177996B (zh) 2017-01-24 2018-01-22 传感器元件、角速度传感器及多轴角速度传感器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11835338B2 (zh)
JP (1) JP6450060B2 (zh)
CN (1) CN110177996B (zh)
DE (1) DE112018000491T5 (zh)
WO (1) WO2018139396A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019044696A1 (ja) * 2017-08-29 2019-03-07 京セラ株式会社 角速度センサおよびセンサ素子
WO2020111041A1 (ja) 2018-11-30 2020-06-04 京セラ株式会社 多軸角速度センサ
FI131017B1 (en) 2019-04-12 2024-08-02 Kyocera Tech Oy MEMS RESONATOR
JP7258133B2 (ja) 2019-05-31 2023-04-14 京セラ株式会社 角速度センサ及びセンサ素子

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006133004A (ja) * 2004-11-04 2006-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ
JP2009063369A (ja) * 2007-09-05 2009-03-26 Epson Toyocom Corp 加速度センサ素子及び加速度センサ
CN102192735A (zh) * 2010-03-19 2011-09-21 精工爱普生株式会社 振动型陀螺元件、传感器及其物理量检测方法和电子设备
CN102221360A (zh) * 2010-03-29 2011-10-19 精工爱普生株式会社 振动片、角速度传感器以及电子设备
JP2012149961A (ja) * 2011-01-18 2012-08-09 Nec Tokin Corp 振動ジャイロ
JP2013234873A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Seiko Epson Corp 振動片およびその製造方法並びにジャイロセンサーおよび電子機器および移動体
JP2015141184A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 京セラクリスタルデバイス株式会社 角速度センサ、センサ素子及びセンサ素子の製造方法
JP2015141182A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 京セラクリスタルデバイス株式会社 角速度センサ及びセンサ素子
JP2015219204A (ja) * 2014-05-21 2015-12-07 京セラクリスタルデバイス株式会社 角速度センサ及びセンサ素子

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6018212A (en) * 1996-11-26 2000-01-25 Ngk Insulators, Ltd. Vibrator, vibratory gyroscope, and vibration adjusting method
JP3999377B2 (ja) * 1997-11-04 2007-10-31 日本碍子株式会社 振動子、振動型ジャイロスコープ、直線加速度計および回転角速度の測定方法
JP4163067B2 (ja) 2003-07-14 2008-10-08 日本碍子株式会社 物理量測定方法および装置
US20090064783A1 (en) * 2006-01-24 2009-03-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Inertial force sensor
JP2008145256A (ja) * 2006-12-08 2008-06-26 Tdk Corp 角速度センサ素子および角速度センサ装置
JP2012112819A (ja) * 2010-11-25 2012-06-14 Nec Tokin Corp 振動ジャイロ
FR2969278B1 (fr) * 2010-12-20 2013-07-05 Onera (Off Nat Aerospatiale) Structure planaire pour gyrometre tri-axe
JP6223793B2 (ja) * 2013-11-20 2017-11-01 京セラ株式会社 角速度センサ及びセンサ素子
JP2016133428A (ja) * 2015-01-20 2016-07-25 京セラクリスタルデバイス株式会社 センサ素子及び角速度センサ

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006133004A (ja) * 2004-11-04 2006-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ
JP2009063369A (ja) * 2007-09-05 2009-03-26 Epson Toyocom Corp 加速度センサ素子及び加速度センサ
CN102192735A (zh) * 2010-03-19 2011-09-21 精工爱普生株式会社 振动型陀螺元件、传感器及其物理量检测方法和电子设备
CN102221360A (zh) * 2010-03-29 2011-10-19 精工爱普生株式会社 振动片、角速度传感器以及电子设备
JP2012149961A (ja) * 2011-01-18 2012-08-09 Nec Tokin Corp 振動ジャイロ
JP2013234873A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Seiko Epson Corp 振動片およびその製造方法並びにジャイロセンサーおよび電子機器および移動体
JP2015141184A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 京セラクリスタルデバイス株式会社 角速度センサ、センサ素子及びセンサ素子の製造方法
JP2015141182A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 京セラクリスタルデバイス株式会社 角速度センサ及びセンサ素子
JP2015219204A (ja) * 2014-05-21 2015-12-07 京セラクリスタルデバイス株式会社 角速度センサ及びセンサ素子

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
压电振梁及振动角速率传感器;Jan S derkvist等;《压电与声光》;19911231(第06期);第51-62、81页 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP6450060B2 (ja) 2019-01-09
DE112018000491T5 (de) 2019-10-31
US11835338B2 (en) 2023-12-05
JPWO2018139396A1 (ja) 2019-02-07
WO2018139396A1 (ja) 2018-08-02
CN110177996A (zh) 2019-08-27
US20190376789A1 (en) 2019-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110177996B (zh) 传感器元件、角速度传感器及多轴角速度传感器
CN109477717B (zh) 角速度传感器、传感器元件及多轴角速度传感器
JP6258051B2 (ja) 角速度センサ、センサ素子及びセンサ素子の製造方法
JP6581728B2 (ja) 角速度センサ、センサ素子および多軸角速度センサ
JP6223793B2 (ja) 角速度センサ及びセンサ素子
JP7166371B2 (ja) 角速度センサおよびセンサ素子
JP6267979B2 (ja) 角速度センサ及びセンサ素子
WO2019021860A1 (ja) センサ素子および角速度センサ
US11656078B2 (en) Sensor element and angular velocity sensor
WO2013161597A1 (ja) 加速度センサ
JP2015219204A (ja) 角速度センサ及びセンサ素子
WO2020241629A1 (ja) 角速度センサ及びセンサ素子
EP3842742B1 (en) Sensor element and angular velocity sensor
JP6450059B1 (ja) センサ素子および角速度センサ
JP2000249556A (ja) 三角柱三脚音叉振動子および角速度センサ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant