JP2015087263A - 振動片、角速度センサー、電子機器および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】パラメトリック励振による出力変動を低減することができる振動片および角速度センサーを提供すること、また、かかる振動片を備える優れた信頼性を有する電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】本発明の角速度センサーは、駆動振動の共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、駆動振動とは異なり、かつ、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の変形を伴って基部２１が振動する第１の振動の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、駆動振動および第１の振動とは異なり、かつ、基部２１または検出用振動腕２３、２４および駆動用振動腕２５〜２６が振動する第２の振動の共振周波数をｆ３［Ｈｚ］としたとき、ｆ１≠ｆ２＋ｆ３の関係を満たす。【選択図】図３

Description

本発明は、振動片、角速度センサー、電子機器および移動体に関する。

角速度を検出する角速度センサーは、例えば、車両における車体制御、カーナビゲーションシステムの自車位置検出、デジタルカメラやビデオカメラ等の振動制御補正（いわゆる手ぶれ補正）等に用いられる。かかる角速度センサーとしては、例えば、振動ジャイロセンサーが知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に係る角速度センサーは、基部と、この基部に連結されている２つの支持部と、各支持部から延びている駆動振動片（振動腕）と、基部に連結されている検出振動片（振動腕）とを備え、これらが圧電体単結晶からなる。この角速度センサーでは、２つの駆動振動片を面内方向で屈曲振動（駆動振動）させた状態で、面外方向に沿った検出軸まわりの角速度が加わると、コリオリ力の作用により、検出振動片の面内方向での屈曲振動が励振される。そして、この検出振動片の屈曲振動を検出することにより、角速度を検出する。
また、特許文献１に係る角速度センサーでは、素子全体が面外屈曲振動する面外屈曲動モードと他の振動モードとの結合による温度ドリフトを抑制する観点から、面外屈曲振動モードと駆動振動モードとを所定の関係に規定している。

ところで、通常、基部は、比較的弾性の高い支持構造体を介して、パッケージ等の他の構造体に支持されている。そのため、支持構造体の弾性に起因する振動モードが存在する。
しかし、特許文献１に係る角速度センサーでは、このような支持構造体の弾性を考慮していないため、支持構造体の弾性に起因する振動モードと他の振動モードとの結合によるパラメトリック励振によって駆動振動モードの振動形状が変化し、出力が変動するという問題があった。ここで、パラメトリック励振は、駆動振動モード以外の複数の振動モードの共振周波数の和が駆動振動モードの共振周波数と一致した場合に発生する。

特開２００４−１０１２７８号公報

本発明の目的は、パラメトリック励振による出力変動を低減することができる振動片および角速度センサーを提供すること、また、かかる振動片を備える優れた信頼性を有する電子機器および移動体を提供することにある。

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］
本発明の振動片は、基部と、
前記基部から第１方向に沿って延出されていて、前記第１方向に交差する第２方向に沿って並んで配置され、前記第２方向に沿って互いに反対方向に駆動振動する２つの振動腕と、
前記基部を支持する支持部と、
を備え、
前記駆動振動の共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、前記駆動振動とは異なり、かつ、前記支持部の変形を伴って前記基部が振動する第１の振動の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、前記駆動振動および前記第１の振動とは異なり、かつ、前記基部または前記振動腕が振動する第２の振動の共振周波数をｆ３［Ｈｚ］とし、１以上の整数をｎとしたとき、
ｎ×ｆ１≠ｆ２＋ｆ３の関係を満たすことを特徴とする。
このような振動片によれば、支持部の弾性に起因するパラメトリック励振による出力変動を低減することができる。

［適用例２］
本発明の振動片では、前記第１の振動および前記第２の振動のうちの少なくとも一方は、前記第１方向と異なる方向成分を含んでいることが好ましい。
駆動振動以外の振動のうち振動腕の延出方向に平行な方向成分のみの振動は、パラメトリック励振への影響がないかまたは極端に小さい。したがって、振動腕の延出方向と異なる方向成分を含む振動を第１の振動および第２の振動のうちの少なくとも一方に用いることにより、支持部の弾性に起因するパラメトリック励振による出力変動を効率的に低減することができる。

［適用例３］
本発明の振動片では、前記第１の振動および前記第２の振動は、互いに直交する方向成分を含んでいることが好ましい。
このような場合、第１の振動および第２の振動により駆動振動のパラメトリック励振が生じるおそれがある。したがって、この場合に本発明を適用することによる効果が顕著に発揮される。

［適用例４］
本発明の振動片では、前記第１の振動および前記第２の振動は、一方の振動が前記第２方向に沿った方向成分を含み、他方の振動が前記第１方向および前記第２方向の双方に交差する第３方向に沿った方向成分を含んでいることが好ましい。
このような場合、仮にｆ１＝ｆ２＋ｆ３の関係を満たしていると、第１の振動および第２の振動との組み合わせるによってパラメトリック励振に起因する駆動振動の振動形状の変化を生じやすい。したがって、この場合に本発明を適用することによる効果が顕著に発揮される。

［適用例５］
本発明の振動片では、｜ｆ１−ｆ２−ｆ３｜≧１０Ｈｚの関係を満たすことが好ましい。
これにより、第１の振動および第２の振動の組み合わせによるパラメトリック励振を効果的に低減することができる。

［適用例６］
本発明の振動片では、前記２つの振動腕は、前記基部の前記第１方向での一端側と他端側とにそれぞれ配置されており、
前記基部の前記一端側に配置されている前記２つの振動片と、前記基部の前記他端側に配置されている前記２つの振動片とが互いに同じ方向に前記駆動振動することが好ましい。
これにより、いわゆるダブルＴ型の振動片において、本発明の効果を発揮させることができる。
［適用例７］
本発明の角速度センサーは、本発明の振動片を備えることを特徴とする。
このような角速度センサーによれば、パラメトリック励振による出力変動を低減することができる。

［適用例８］
本発明の角速度センサーは、基部と、
前記基部から第１方向に沿って延出されていて、前記第１方向に交差する第２方向に沿って並んで配置され、前記第２方向に沿って互いに反対方向に駆動振動する２つの振動腕と、
前記基部を支持する支持部と、
を備え、
前記駆動振動の共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、前記駆動振動とは異なり、かつ、前記支持部の変形を伴って前記基部が振動する第１の振動の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、前記駆動振動および前記第１の振動とは異なり、かつ、前記基部または前記振動腕が振動する第２の振動の共振周波数をｆ３［Ｈｚ］とし、１以上の整数をｎとしたとき、
ｎ×ｆ１≠ｆ２＋ｆ３の関係を満たすことを特徴とする。
このような角速度センサーによれば、パラメトリック励振による出力変動を低減することができる。

［適用例９］
本発明の電子機器は、本発明の振動片を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する電子機器を提供することができる。
［適用例１０］
本発明の移動体は、本発明の振動片を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する移動体を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る角速度センサーの概略構成を示す断面図である。 図１に示す角速度センサーの平面図である。 図１に示す角速度センサーが備えるセンサー素子の平面図である。 図３に示すセンサー素子の動作を説明するための平面図である。 （ａ）は、図１に示す角速度センサーの簡略化モデルを示す図、（ｂ）は、駆動振動モードを示す図である。 図１に示す角速度センサーにおける第１の振動モードと第２の振動モードとの組み合わせの例を簡略化モデルで示す図である。 図１に示す角速度センサーにおける第１の振動モードと第２の振動モードとの組み合わせの例を簡略化モデルで示す図である。 （ａ）は、本発明の第２実施形態に係る角速度センサーの概略構成を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）中のＣ−Ｃ線断面図である。 図８に示す角速度センサーが備える支持部を説明するための裏面図である。 本発明の第３実施形態に係る角速度センサーの概略構成を示す平面図である。 図１０に示す角速度センサーが備えるセンサー素子の動作を説明するための平面図である。 （ａ）は、図１１に示す角速度センサーの簡略化モデルを示す図、（ｂ）は、駆動振動モードを示す図である。 図１１に示す角速度センサーにおける第１の振動モードと第２の振動モードとの組み合わせの例を簡略化モデルで示す図である。 本発明の第４実施形態に係る角速度センサーの概略構成を示す平面図である。 本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの一例を示す斜視図である。 本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の一例を示す斜視図である。 本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの一例を示す斜視図である。 本発明の移動体（自動車）の一例を示す斜視図である。

以下、本発明の角速度センサー、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．角速度センサー
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る角速度センサーの概略構成を示す断面図、図２は、図１に示す角速度センサーの平面図、図３は、図１に示す角速度センサーが備えるセンサー素子の平面図である。また、図４は、図３に示すセンサー素子の動作を説明するための平面図である。

なお、図１〜４では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示しており、その図示した矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」とする。また、以下では、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」と言い、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向」と言い、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」と言い、＋ｚ側（図１中の上側）を「上」、−ｚ側（図１中の下側）を「下」と言う。
図１および図２に示す角速度センサー１は、ｚ軸まわりの角速度を検出する振動ジャイロセンサーである。この角速度センサー１は、センサー素子（振動片）２と、ＩＣチップ３と、センサー素子２およびＩＣチップ３を収納するパッケージ９とを有している。

以下、角速度センサー１を構成する各部を順次説明する。
（センサー素子）
センサー素子２は、ｚ軸まわりの角速度を検出する「面外検出型」のセンサー素子である。このセンサー素子２は、図３に示すように、振動片２０と、振動片２０の表面に設けられた複数の検出電極（図示せず）、複数の駆動電極（図示せず）および複数の端子６１〜６６とを備える。

振動片２０は、図３に示すように、いわゆるダブルＴ型と呼ばれる構造を有する。
具体的に説明すると、振動片２０は、基部２１と、基部２１を支持する支持部２２と、基部２１から延出した２つの検出用振動腕２３、２４および４つの駆動用振動腕２５〜２８とを有する。
基部２１は、本体部２１１と、本体部２１１からｘ軸方向に沿って互いに反対側へ延出する１対の連結腕２１２、２１３とを有する。

支持部２２は、パッケージ９に対して固定される１対の固定部２２１、２２２と、固定部２２１と基部２１の本体部２１１とを連結する１対の梁部２２３、２２４と、固定部２２２と基部２１の本体部２１１とを連結する１対の梁部２２５、２２６とを有する。ここで、梁部２２３、２２４、２２５、２２６は、固定部２２１、２２２に対して基部２１を支持する「支持部」を構成していると言える。なお、固定部２２１、２２２および梁部２２３、２２４、２２５、２２６が「支持部」を構成し、パッケージ９または後述するパッケージ９のベース９１が「固定部」を構成しているとも言える。また、前述した基部２１の本体部２１１が「基部」を構成しているとも言える。

検出用振動腕２３、２４は、基部２１の本体部２１１からｙ軸方向に沿って互いに反対側へ延出している。ここで、検出用振動腕２３、２４は、基部２１に接続されていて、検出軸まわりの角速度に応じたコリオリ力の作用により振動する「検出部」を構成している。
駆動用振動腕２５、２６は、基部２１の連結腕２１２の先端部からｙ軸方向に沿って互いに反対側へ延出している。同様に、駆動用振動腕２７、２８は、基部２１の連結腕２１３の先端部からｙ軸方向に沿って互いに反対方向へ延出している。ここで、駆動用振動腕２５、２６、２７、２８は、基部２１に接続されている「振動部」を構成している。

本実施形態では、検出用振動腕２３の先端部には、基端部よりも幅が大きい錘部（ハンマーヘッド）２３１が設けられている。同様に、検出用振動腕２４の先端部には、錘部２４１が設けられ、駆動用振動腕２５の先端部には、錘部２５１が設けられ、駆動用振動腕２６の先端部には、錘部２６１が設けられ、駆動用振動腕２７の先端部には、錘部２７１が設けられ、駆動用振動腕２８の先端部には、錘部２８１が設けられている。このような錘部を設けることにより、センサー素子２の小型化および検出感度の向上を図ることができる。

本実施形態では、振動片２０は、圧電体材料で構成されている。
かかる圧電体材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。特に、振動片２０を構成する圧電体材料としては水晶（Ｚカット板）が好ましい。水晶で振動片２０を構成すると、振動片２０の振動特性（特に周波数温度特性）を優れたものとすることができる。また、エッチングにより高い寸法精度で振動片２０を形成することができる。

このように構成された振動片２０の駆動用振動腕２５、２６、２７、２８には、それぞれ、図示しないが、通電により駆動用振動腕２５、２６、２７、２８をｘ軸方向に屈曲振動させる１対の駆動電極（駆動信号電極および駆動接地電極）が設けられている。この各駆動用振動腕２５〜２８に設けられた１対の駆動電極は、図示しない配線を介して、図３に示す固定部２２１に設けられた端子６１（駆動信号端子）および端子６４（駆動接地端子）に電気的に接続されている。

また、振動片２０の検出用振動腕２３、２４には、それぞれ、図示しないが、検出用振動腕２３、２４のｘ軸方向での屈曲振動に伴って生じる電荷を検出する１対の検出電極（検出信号電極および検出接地電極）が設けられている。この検出用振動腕２３に設けられた１対の検出電極は、図示しない配線を介して、図３に示す固定部２２１に設けられた端子６２（検出接地端子）および端子６３（検出信号端子）に電気的に接続されている。同様に、検出用振動腕２４に設けられた１対の検出電極は、図示しない配線を介して、端子６５（検出接地端子）および端子６６（検出信号端子）に電気的に接続されている。

このような駆動電極、検出電極および端子６１〜６６の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料や、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料を用いることができ、中でも、金を主材料とする金属（金、金合金）または白金を用いるのが好ましい。

なお、これら駆動電極等と振動片２０との間には、駆動電極等が振動片２０から剥離するのを防止する機能を有する下地層としてＴｉ、Ｃｒ等の層が設けられていてもよい。また、これら駆動電極等は、同一の成膜工程により一括形成することができる。
このように構成されたセンサー素子２は、次のようにしてｚ軸まわりの角速度ωを検出する。

まず、端子６１と端子６４との間に電圧（駆動信号）を印加することにより、図４（ａ）に示すように、図中矢印Ａに示す方向（面内方向）に、駆動用振動腕２５と駆動用振動腕２７とを互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）させるとともに、駆動用振動腕２６と駆動用振動腕２８とを上記屈曲振動と同方向に互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）させる。
このとき、センサー素子２に角速度が加わらないと、駆動用振動腕２５、２６と駆動用振動腕２７、２８とは、中心点（重心Ｇ）を通るｙｚ平面に対して面対称の振動を行っているため、基部２１（本体部２１１および連結腕２１２、２１３）および検出用振動腕２３、２４は、ほとんど振動しない。

このように駆動用振動腕２５〜２８を駆動振動させた状態（駆動モード）で、センサー素子２にその重心Ｇを通る法線まわり（すなわちｚ軸まわり）の角速度ωが加わると、駆動用振動腕２５〜２８には、それぞれ、コリオリ力が働く。これにより、図４（ｂ）に示すように、連結腕２１２、２１３を図中矢印Ｂに示す方向に屈曲振動し、これに伴い、この屈曲振動を打ち消すように、検出用振動腕２３、２４の図中矢印Ｃに示す方向の屈曲振動（検出振動）が励振される。

そして、このような検出用振動腕２３の検出振動（検出モード）によって１対の検出電極間に生じた電荷が端子６２、６３から出力される。また、検出用振動腕２４の屈曲振動によって１対の検出電極間に生じた電荷が端子６５、６６から出力される。
このように端子６２、６３、６５、６６から出力された電荷に基づいて、センサー素子２に加わった角速度ωを求めることができる。

（ＩＣチップ３）
図１および図２に示すＩＣチップ３は、前述したセンサー素子２を駆動する機能と、センサー素子２からの出力（センサー出力）を検出する機能とを有する電子部品である。
このようなＩＣチップ３は、図示しないが、センサー素子２を駆動する駆動回路と、センサー素子２からの出力（電荷）を検出する検出回路とを備える。
また、ＩＣチップ３には、複数の接続端子３１が設けられている。

複数の接続端子３１は、前述したセンサー素子２を駆動する駆動信号を出力する１つの接続端子３１ｂと、センサー素子２からの検出信号が入力される２つの接続端子３１ａとを含む。
２つの接続端子３１ａは、一方の接続端子３１ａが配線７０を介してセンサー素子２の端子６３に電気的に接続され、他方の接続端子３１ａが配線７０を介してセンサー素子２の端子６６に電気的に接続されている。

配線７０は、一端部が端子６３または端子６６に固定されるとともに他端部が接続端子３１ａに固定されたボンディングワイヤーで構成されている。なお、配線７０は、後述するパッケージ９のベース９１に設けられた内部端子７１ａに接続されていてもよい。
一方、接続端子３１ｂは、後述するパッケージ９のベース９１に設けられた配線７３を介して、センサー素子２の端子６１に電気的に接続されている。

（パッケージ）
パッケージ９は、センサー素子２およびＩＣチップ３を収納するものである。
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、ベース９１の凹部の開口を塞ぐようにベース９１に接合部材９３（シールリング）を介して接合されたリッド（蓋体）９２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Ｓを有しており、この収納空間Ｓ内に、センサー素子２およびＩＣチップ３が気密的に収納、設置されている。
ベース９１には、前述したセンサー素子２およびＩＣチップ３が設置されている。

本実施形態では、図２に示すように、ベース９１を平面視したときに、センサー素子２およびＩＣチップ３がｘ軸方向に互いに並んで配置されている。
ベース９１は、平板状の基板９１１と、基板９１１の上面に接合された平板状の基板９１２と、基板９１２の上面に接合された枠状の基板９１３と、基板９１３の上面に接合された枠状の９１４とで構成されている。
このようなベース９１には、基板９１２の上面と基板９１３の上面との間に形成された段差と、基板９１３の上面と基板９１４の上面との間に形成された段差とを有する凹部が形成されている。

ベース９１の構成材料（基板９１１〜９１４の各構成材料）としては、特に限定されないが、例えば、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。
このようなベース９１の基板９１３の上面には、複数の内部端子７１および複数の内部端子７２が設けられている。
この複数の内部端子７１は、ダミー用の２つの内部端子７１ａと、駆動信号用の１つの内部端子７１ｂとを含む。

内部端子７１ｂは、ベース９１に設けられた配線７３を介して１つの内部端子７２に電気的に接続されている。
この配線７３は、センサー素子２の端子６１と、ＩＣチップ３の接続端子３１ｂとを電気的に接続している。
また、２つの内部端子７１ａおよび１つの内部端子７１ｂを除く他の３つの内部端子７１も、ベース９１に設けられた配線（図示せず）を介して、対応する３つの内部端子７２に電気的に接続されている。

一方、２つの内部端子７１ａは、内部端子７２に対して電気的に接続されていないダミー端子であり、センサー素子２をベース９１に対して固定する際の安定性を高めるものである。
このような複数（６つ）の内部端子７１には、それぞれ、固定部材８１を介してセンサー素子２が固定されている。

ここで、複数の内部端子７１のうちの２つの内部端子７１ａを除く４つの内部端子７１に対応する固定部材８１は、例えば、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）等で構成されている。これにより、かかる４つの内部端子７１が固定部材８１を介してセンサー素子２の端子６１、６２、６４、６５に電気的に接続されている。

また、２つの内部端子７１ａに対応する２つの固定部材８１（固定部材８１ａ）は、例えば、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）等で構成されていてもよいし、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を含む非導電性の接着剤で構成されていてもよい。
複数の内部端子７２には、例えばボンディングワイヤーで構成された配線を介して、前述したＩＣチップ３の複数の接続端子３１（２つの接続端子３１ａを除く）が電気的に接続されている。

なお、各接続端子３１ａは、前述したように、ボンディングワイヤーで構成された配線７０を介して、センサー素子２の端子６３または端子６６に電気的に接続されている。
また、ベース９１の基板９１２の上面には、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等を含んで構成された接着剤のような固定部材８２により、前述したＩＣチップ３が固定されている。これにより、ＩＣチップ３がベース９１に対して支持・固定されている。

また、ベース９１の基板９１１の下面（センサー素子２とは反対側）には、角速度センサー１が組み込まれる機器（外部機器）に実装される際に用いられる複数の外部端子７４と、ＩＣチップ３を調整するための外部端子７５（調整用端子）とが設けられている。
この複数の外部端子７４、７５は、それぞれ、図示しない内部配線を介して、対応する内部端子７２に電気的に接続されている。これにより、各外部端子７４、７５は、ＩＣチップ３に電気的に接続されている。

このような各内部端子７１、７２および各外部端子７４、７５等は、それぞれ、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズ層にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等の被膜をメッキ等により積層した金属被膜からなる。
このようなベース９１には、接合部材９３を介してリッド９２が気密的に接合されている。これにより、パッケージ９内が気密封止されている。

このリッド９２は、例えば、ベース９１と同材料、または、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼等の金属で構成されている。
また、接合部材９３は、例えば、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼等の金属で構成されている。
ベース９１とリッド９２との接合方法としては、特に限定されないが、例えば、シーム溶接、レーザー溶接等の溶接方法等を用いることができる。

また、ベース９１には、収納空間Ｓ内を減圧または不活性ガス封入する際に用いる貫通孔９４が形成されている。この貫通孔９４は、封止材９５により封止されている。
例えば、収納空間Ｓ内を減圧する場合、まず、封止材９５により封止される前の貫通孔９４を介して収納空間Ｓ内の空気を除去し、その状態を維持したまま、次いで、封止材９５となる金属ボールを貫通孔９４内に載置し、この金属ボールをレーザーにより溶融させることにより封止材９５を形成し、貫通孔９４を封止する。

以上、角速度センサー１の概略構成について説明したが、このような角速度センサー１は、基部２１が弾性変形可能な梁部２２３、２２４、２２５、２２６を介して固定部２２１、２２２に支持されているため、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の変形を伴って基部２１が固定部２２１、２２２に対して振動する振動モードを有する。
このような振動モードの共振周波数は、他の振動モードと結合によるパラメトリック励振に起因して駆動振動の振動形状が変化し、出力が変動してしまうおそれがある。

そこで、角速度センサー１では、駆動振動（以下、「駆動振動モード」ともいう）の共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、駆動振動とは異なり、かつ、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の変形を伴って基部２１（より具体的には本体部２１１）が振動する第１の振動（以下、「第１の振動モード」ともいう）の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、駆動振動および第１の振動とは異なり、かつ、基部２１または検出用振動腕２３、２４および駆動用振動腕２５〜２８が振動する第２の振動（以下、「第２の振動モード」ともいう）の共振周波数をｆ３［Ｈｚ］とし、１以上の整数をｎとしたとき、ｎ×ｆ１≠ｆ２＋ｆ３の関係を満たす。
これにより、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の弾性に起因するパラメトリック励振による出力変動を低減することができる。

以下、駆動振動モード、第１の振動モードおよび第２の振動モードについて、より具体的に説明する。
図６は、図１に示す角速度センサーにおける第１の振動モードと第２の振動モードとの組み合わせの例を簡略化モデルで示す図、図７は、図１に示す角速度センサーにおける第１の振動モードと第２の振動モードとの組み合わせの例を簡略化モデルで示す図である。

（駆動振動モード）
駆動振動モードは、前述したように、駆動用振動腕２５と駆動用振動腕２７とを互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）させるとともに、駆動用振動腕２６と駆動用振動腕２８とを上記屈曲振動と同方向に互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）させるモードである（図４（ａ）参照）。

すなわち、駆動振動モードは、駆動用振動腕２５と駆動用振動腕２７とを互いに接近するように屈曲振動（駆動振動）させるとともに、駆動用振動腕２６と駆動用振動腕２８とを互いに接近するように屈曲振動（駆動振動）させる状態（図５（ｂ）参照）と、駆動用振動腕２５と駆動用振動腕２７とを互いに離間するように屈曲振動（駆動振動）させるとともに、駆動用振動腕２６と駆動用振動腕２８とを互いに離間するように屈曲振動（駆動振動）させる状態とを繰り返す。

（第１の振動モードおよび第２の振動モード）
第１の振動モードおよび第２の振動モードの組み合わせとしては、例えば、図６（ａ）〜（ｃ）および図７（ａ）〜（ｃ）等が挙げられる。以下、各組み合わせを順次説明する。
図６（ａ）に示す組み合わせは、第１の振動モードとしてモードＡを用い、第２の振動モードとしてモードＢを用いている。

モードＡでは、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の変形を伴って、本体部２１１（基部２１）、互いに同相で面外方向（ｚ軸方向）に振動する。すなわち、モードＡでは、センサー素子２全体が面外方向に振動する。
モードＢでは、検出用振動腕２３、２４が互いに同相で面外振動するとともに、駆動用振動腕２５〜２８が検出用振動腕２３、２４とは逆相でかつ互いに同相で面外振動（ｚ軸方向に屈曲振動）する。このとき、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の変形を伴って、本体部２１１は、検出用振動腕２３、２４と同相で面外方向に振動する。

図６（ｂ）に示す組み合わせは、第１の振動モードとして前述したモードＡを用い、第２の振動モードとしてモードＣを用いている。
モードＣでは、検出用振動腕２３、２４および駆動用振動腕２５〜２８が互いに同相で面内振動（ｘ軸方向に屈曲振動）する。このとき、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の変形を伴って、本体部２１１は、検出用振動腕２３、２４および駆動用振動腕２５〜２８と同相で同方向（ｘ軸方向）に面内振動する。

図６（ｃ）に示す組み合わせは、第１の振動モードとして前述したモードＢを用い、第２の振動モードとしてモードＤを用いる。
モードでＤは、検出用振動腕２３、２４が互いに逆相で面内振動（ｘ軸方向に屈曲振動）するとともに、駆動用振動腕２５、２６が検出用振動腕２３、２４と逆相であって互いに逆相で面内振動し、かつ、駆動用振動腕２７、２８が検出用振動腕２３、２４と逆相であって互いに逆相に面内振動する。このとき、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の変形を伴って、本体部２１１は、面外方向に沿った軸まわりに回転振動する。

図７（ａ）に示す組み合わせは、第１の振動モードとして前述したモードＢを用い、第２の振動モードとしてモードＥを用いている。
モードＥでは、検出用振動腕２３、２４および駆動用振動腕２５〜２８が互いに同相で面外方向に変位して振動する。このとき、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の変形を伴って、本体部２１１（基部２１）は、検出用振動腕２３、２４および駆動用振動腕２５〜２８と逆相で面外方向に変位する。

図７（ｂ）に示す組み合わせは、第１の振動モードとしてモードＦを用い、第２の振動モードとしてモードＧを用いている。
モードＦでは、検出用振動腕２３および駆動用振動腕２５、２７が同相で面外振動するとともに、検出用振動腕２４および駆動用振動腕２６、２８が検出用振動腕２３および駆動用振動腕２５、２７と逆相で面外振動する。このとき、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の変形を伴って、本体部２１１は、ｘ軸方向に沿った軸まわりに回転振動する。
モードＧでは、検出用振動腕２３、２４が互いに同相で面内振動するとともに、駆動用振動腕２５〜２８が検出用振動腕２３、２４と逆相であって互いに同相で面内振動する。このとき、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の変形を伴って、本体部２１１は、駆動用振動腕２５〜２８と同相で同方向（ｘ軸方向）に振動する。

図７（ｃ）に示す組み合わせは、第１の振動モードとしてモードＨを用い、第２の振動モードとして前述したモードＤを用いている。
モードＨでは、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の変形を伴って、本体部２１１（基部２１）、検出用振動腕２３、２４および駆動用振動腕２５〜２８は、互いに同相で面外方向に沿った軸まわりに回転振動する。すなわち、モードＡでは、センサー素子２全体が面外方向に沿った軸まわりに回転振動する。

ここで、第１の振動および第２の振動のうちの少なくとも一方は、ｙ軸方向と異なる方向成分を含んでいることが好ましい。駆動振動以外の振動のうち検出用振動腕２３、２４および駆動用振動腕２５〜２８の延出方向に平行な方向成分のみの振動は、パラメトリック励振への影響がないかまたは極端に小さい。したがって、駆動振動以外の振動のうち検出用振動腕２３、２４および駆動用振動腕２５〜２８の延出方向と異なる方向成分を含む振動を第１の振動および第２の振動のうちの少なくとも一方に用いることにより、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の弾性に起因するパラメトリック励振による出力変動を効率的に低減することができる。

また、第１の振動および第２の振動は、互いに直交する方向成分を含んでいることが好ましく、前述したように、第１の振動および第２の振動のうちの少なくとも一方がｙ軸方向と異なる方向成分を含んでいることが好ましいという観点から、第１の振動および第２の振動は、一方の振動がｘ軸方向に沿った方向成分を含み、他方の振動がｚ軸方向に沿った方向成分を含んでいることが好ましい。より具体的には、第１の振動および第２の振動の組み合わせとして、前述した図６（ａ）〜（ｃ）および図７（ａ）〜（ｃ）の組み合わせのうち、図６（ｂ）、（ｃ）および図７（ｂ）の組み合わせを用いることが好ましい。このような場合、仮にｎ×ｆ１＝ｆ２＋ｆ３の関係を満たしていると、第１の振動および第２の振動との組み合わせるによってパラメトリック励振に起因する駆動振動の振動形状の変化を生じやすい。したがって、この場合に本発明を適用することによる効果が顕著に発揮される。
また、｜ｆ１−ｆ２−ｆ３｜≧１０Ｈｚの関係を満たすことが好ましく、｜ｆ１−ｆ２−ｆ３｜≧１００Ｈｚの関係を満たすことがより好ましく、｜ｆ１−ｆ２−ｆ３｜≧５００Ｈｚの関係を満たすことがさらに好ましい。これにより、第１の振動および第２の振動の組み合わせによるパラメトリック励振を効果的に低減することができる。

以上説明したような第１実施形態に係る角速度センサー１によれば、駆動振動の共振周波数ｆ１［Ｈｚ］、第１の振動の共振周波数ｆ２［Ｈｚ］、および、第２の振動の共振周波数ｆ３［Ｈｚ］が、ｎ×ｆ１≠ｆ２＋ｆ３の関係を満たしているので、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の弾性に起因するパラメトリック励振による出力変動を低減することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図８（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る角速度センサーの概略構成を示す平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）中のＣ−Ｃ線断面図である。また、図９は、図８に示す角速度センサーが備える支持部を説明するための裏面図である。

以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態の角速度センサー１Ａは、センサー素子２Ａと、ＩＣチップ３と、センサー素子２ＡおよびＩＣチップ３を収納するパッケージ９と、センサー素子２Ａをパッケージ９に対して支持する支持部材４とを有している。

センサー素子２Ａは、振動片２０Ａと、振動片２０Ａの表面に設けられた複数の検出電極（図示せず）、複数の駆動電極（図示せず）および複数の端子６７とを備える。
振動片２０Ａは、基部２１と、基部２１から延出した２つの検出用振動腕２３、２４および４つの駆動用振動腕２５〜２８とを有する。
このような振動片２０Ａの基部２１の本体部２１１には、複数の端子６７が設けられている。この複数の端子６７は、前述した第１実施形態の複数の端子６１〜６６と同様に、図示しない配線を介して、検出用振動腕２３、２４に設けられた検出電極および駆動用振動腕２５〜２８に設けられた駆動電極に電気的に接続されている。

また、本体部２１１は、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）実装用の支持部材４を介してパッケージ９Ａのベース９１Ａに支持されている。
パッケージ９Ａは、上面に開放する凹部を有するベース９１Ａと、ベース９１Ａの凹部の開口を塞ぐようにベース９１Ａに接合部材９３（シールリング）を介して接合されたリッド（蓋体）９２とを有している。

ベース９１Ａは、平板状の基板９１１Ａと、基板９１１Ａの上面に接合された枠状の基板９１２Ａと、基板９１２Ａの上面に接合された枠状の基板９１３Ａと、基板９１３Ａの上面に接合された枠状の９１４Ａとで構成されている。
このようなベース９１Ａには、各基板９１１Ａ、９１２Ａ、９１３Ａ、９１４Ａ間に段差を有する凹部が形成されている。

このようなベース９１Ａの基板９１１Ａ上面には、基板９１２Ａ、９１３Ａの開口部内に納まるように、固定部材８２を介してＩＣチップ３が支持・固定されている。
また、基板９１２Ａの上面には、複数の内部端子７２が設けられている。また、基板９１３Ａの上面には、複数の内部端子７１が設けられている。
そして、基板９１４Ａの上面には、複数の内部端子７１および支持部材４を介してセンサー素子２Ａが設置されている。

支持部材４は、絶縁性のフィルム４１と、このフィルム４１上に接合された複数の配線４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ（以下、これらの配線を総称して「配線４２」ともいう）とを有する。ここで、フィルム４１は、パッケージ９Ａに対して固定設置された「固定部」を構成していると言える。また、配線４２は、フィルム４１に対して基部２１を支持する「支持部」を構成していると言える。なお、支持部材４が「支持部」を構成し、パッケージ９Ａまたはベース９１Ａが「固定部」を構成しているとも言える。また、前述した基部２１の本体部２１１が「基部」を構成しているとも言える。

フィルム４１は、例えば、ポリイミド等の樹脂材料で構成されている。また、各配線４２は、例えば銅等の金属材料で構成されている。
フィルム４１の中央部には、デバイスホール４１１が形成され、各配線４２は、フィルム４１上からこのデバイスホール４１１側に延出し、その延出した部分がフィルム４１側（ＩＣチップ３とは反対側）に折り曲げられている。

複数の配線４２は、前述したセンサー素子２Ａの複数の端子６７および複数の内部端子７１に対応して設けられている。そして、各配線４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆの基端部には、接続端子４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆがそれぞれ設けられ、これら接続端子は対応する内部端子７１に対して固定部材８１を介して接合されている。また、各配線４２の先端部は、対応する端子６７に対して接合されている。このようにして、センサー素子２Ａの各端子６７が配線４２を介して内部端子７１に電気的に接続されるとともに、センサー素子２Ａが支持部材４を介してベース９１Ａに支持されている。

以上説明したように構成された角速度センサー１Ａにおいても、本体部２１１（基部）が複数の配線４２を介してパッケージ９Ａに支持されているため、複数の配線４２の弾性変形を伴って本体部２１１が振動し得る。
したがって、このような角速度センサー１Ａにおいても、駆動振動の共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、駆動振動とは異なり、かつ、複数の配線４２の変形を伴って基部２１（より具体的には本体部２１１）が振動する第１の振動の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、駆動振動および第１の振動とは異なり、かつ、基部２１または検出用振動腕２３、２４および駆動用振動腕２５〜２８が振動する第２の振動の共振周波数をｆ３［Ｈｚ］としたとき、ｎ×ｆ１≠ｆ２＋ｆ３の関係を満たすことにより、複数の配線４２の弾性に起因するパラメトリック励振による出力変動を低減することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第３実施形態に係る角速度センサーの概略構成を示す平面図、図１１は、図１０に示す角速度センサーが備えるセンサー素子の動作を説明するための平面図である。また、図１２（ａ）は、図１１に示す角速度センサーの簡略化モデルを示す図、図１２（ｂ）は、駆動振動モードを示す図である。また、図１３は、図１１に示す角速度センサーにおける第１の振動モードと第２の振動モードとの組み合わせの例を簡略化モデルで示す図である。

以下、第３実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態の角速度センサー１Ｂは、センサー素子２Ｂと、ＩＣチップ（図示せず）と、センサー素子２ＢおよびＩＣチップを収納するパッケージ９Ｂとを有する。

センサー素子２Ｂは、ｙ軸まわりの角速度を検出する「面内検出型」のセンサー素子である。このセンサー素子２Ｂは、図１０に示すように、振動片２０Ｂと、振動片２０Ｂの表面に設けられた複数の検出電極（図示せず）、複数の駆動電極（図示せず）および複数の端子６１〜６６とを備える。
振動片２０Ｂは、基部２１Ｂと、１対の駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂと、１対の検出用振動腕２３Ｂ、２４Ｂと、支持部２２Ｂとを有している。

基部２１Ｂは、支持部２２Ｂに支持されている。この支持部２２Ｂは、固定部２２１Ｂと、基部２１Ｂを固定部２２１Ｂに対して支持する４つの連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂとを有している。４つの連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂは、それぞれ、長尺形状をなし、一端が基部２１Ｂに連結され、他端が固定部２２１Ｂに連結されている。ここで、連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂは、固定部２２１Ｂに対して基部２１Ｂを支持する「支持部」を構成していると言える。なお、支持部２２Ｂが「支持部」を構成し、パッケージ９Ｂまたは後述するパッケージ９Ｂのベース９１Ｂが「固定部」を構成しているとも言える。

駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂは、それぞれ、基部２１Ｂからｙ軸方向（＋ｙ方向）に延出している。この駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂには、それぞれ、図示しないが、前述した第１実施形態の駆動用振動腕２５、２６と同様に、通電により駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂをｘ軸方向に屈曲振動させる１対の駆動電極（駆動信号電極および駆動接地電極）が設けられている。この各駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂに設けられた１対の駆動電極は、図示しない配線を介して、固定部２２１Ｂに設けられた端子６１（駆動信号端子）および端子６４（駆動接地端子）に電気的に接続されている。

検出用振動腕２３Ｂ、２４Ｂは、それぞれ、基部２１Ｂからｙ軸方向（−ｙ方向）に延出している。この検出用振動腕２３１には、それぞれ、図示しないが、検出用振動腕２３Ｂ、２４Ｂのｚ軸方向での屈曲振動に伴って生じる電荷を検出する１対の検出電極（検出信号電極および検出接地電極）が設けられている。この検出用振動腕２３Ｂに設けられた１対の検出電極は、図示しない配線を介して、固定部２２１Ｂに設けられた端子６２（検出接地端子）および端子６３（検出信号端子）に電気的に接続されている。同様に、検出用振動腕２４Ｂに設けられた１対の検出電極は、図示しない配線を介して、端子６５（検出接地端子）および端子６６（検出信号端子）に電気的に接続されている。

このように構成されたセンサー素子２Ｂでは、端子６１と端子６４との間に駆動信号が印加されることにより、図１１に示すように、駆動用振動腕２５Ｂと駆動用振動腕２６Ｂとが互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）する。すなわち、駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂが図１１に示す矢印Ａ１の方向に屈曲する状態と、駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂが図１１に示す矢印Ａ２の方向に屈曲する状態とを交互に繰り返す。

このように駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂを駆動振動させた状態で、センサー素子２Ｂにｙ軸まわりの角速度ωが加わると、駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂは、コリオリ力により、ｚ軸方向に互いに反対側に屈曲振動する。すなわち、駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂが図１１に示す矢印Ｂ１の方向に屈曲する状態と、駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂが図１１に示す矢印ＡＢの方向に屈曲する状態とを交互に繰り返す。これに伴い、検出用振動腕２３Ｂ、２４Ｂは、ｚ軸方向に互いに反対側に屈曲振動（検出振動）する。すなわち、検出用振動腕２３Ｂ、２４Ｂが図１１に示す矢印Ｃ１の方向に屈曲する状態と、検出用振動腕２３Ｂ、２４Ｂが図１１に示す矢印Ｃ２の方向に屈曲する状態とを交互に繰り返す。

そして、このような検出用振動腕２３Ｂの屈曲振動によって１対の検出電極間に生じた電荷が端子６２、６３から出力される。また、検出用振動腕２４Ｂの屈曲振動によって１対の検出電極間に生じた電荷が端子６５、６６から出力される。
このように端子６２、６３、６５、６６から出力された電荷に基づいて、センサー素子２Ｂに加わった角速度ωを求めることができる。

このようなセンサー素子２Ｂは、パッケージ９Ｂに収納されている。ここで、パッケージ９Ｂが有するベース９１Ｂ上に設けられた内部端子７１に対して、固定部材８１を介して端子６１〜６６が接合されることにより、センサー素子２Ｂがパッケージ９Ｂに対して支持・固定されるとともに、内部端子７１と端子６１〜６６とが電気的に接続されている。

以上説明したように構成された角速度センサー１Ｂにおいて、基部２１Ｂが連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂを介してパッケージ９Ｂに支持されているため、連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂの弾性変形を伴って基部２１Ｂが振動し得る。
したがって、このような角速度センサー１Ｂにおいても、駆動振動の共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、駆動振動とは異なり、かつ、連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂの変形を伴って基部２１Ｂが振動する第１の振動の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、駆動振動および第１の振動とは異なり、かつ、基部２１Ｂまたは検出用振動腕２３Ｂ、２４Ｂおよび駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂが振動する第２の振動の共振周波数をｆ３［Ｈｚ］としたとき、ｎ×ｆ１≠ｆ２＋ｆ３の関係を満たすことにより、連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂの弾性に起因するパラメトリック励振による出力変動を低減することができる。

（駆動振動モード）
駆動振動モードは、前述したように、駆動用振動腕２５Ｂと駆動用振動腕２６Ｂとを互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）させるモードである（図１１参照）。
すなわち、駆動振動モードは、駆動用振動腕２５Ｂと駆動用振動腕２６Ｂとを互いに接近するように屈曲振動（駆動振動）させる状態（図１２（ｂ）参照）と、駆動用振動腕２５Ｂと駆動用振動腕２６Ｂとを互いに離間するように屈曲振動（駆動振動）させる状態とを繰り返す。

（第１の振動モードおよび第２の振動モード）
第１の振動モードおよび第２の振動モードの組み合わせとしては、例えば、図１３（ａ）〜（ｃ）等が挙げられる。以下、各組み合わせを順次説明する。
図１３（ａ）に示す組み合わせは、第１の振動モードとしてモードＩを用い、第２の振動モードとしてモードＪを用いている。

モードＩでは、駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂが互いに逆相で面外振動する。このとき、連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂの変形を伴って、基部２１Ｂは、ｙ軸に沿った軸まわりに回転振動する。
モードＪでは、駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂが互いに同相で面外振動する。このとき、連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂの変形を伴って、基部２１Ｂは、ｘ軸方向に沿った軸まわりに回転振動する。

図１３（ｂ）に示す組み合わせは、第１の振動モードとしてモードＫを用い、第２の振動モードとしてモードＬを用いている。
モードＫでは、検出用振動腕２３Ｂ、２４Ｂが互いに逆相で面内振動する。このとき、連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂの変形を伴って、基部２１Ｂは、ｙ軸方向に沿った方向に面内振動する。

モードＬでは、検出用振動腕２３Ｂ、２４Ｂが互いに同相で面外振動する。このとき、連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂの変形を伴って、基部２１Ｂは、ｘ軸方向に沿った軸まわりに回転振動する。
図１３（ｃ）に示す組み合わせは、第１の振動モードとしてモードＭを用い、第２の振動モードとして前述したモードＬを用いる。

モードでＭでは、検出用振動腕２３Ｂ、２４Ｂが互いに同相で面内振動する。このとき、連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂの変形を伴って、基部２１Ｂは、ｚ軸方向に沿った軸まわりに回転振動する。
また、第１の振動および第２の振動は、互いに直交する方向成分を含んでいることが好ましく、前述したように、第１の振動および第２の振動のうちの少なくとも一方がｙ軸方向と異なる方向成分を含んでいることが好ましいという観点から、第１の振動および第２の振動は、一方の振動がｘ軸方向に沿った方向成分を含み、他方の振動がｚ軸方向に沿った方向成分を含んでいることが好ましい。より具体的には、第１の振動および第２の振動の組み合わせとして、前述した図１３（ａ）〜（ｃ）の組み合わせのうち、図１３（ｂ）、（ｃ）の組み合わせを用いることが好ましい。このような場合、仮にｎ×ｆ１＝ｆ２＋ｆ３の関係を満たしていると、第１の振動および第２の振動との組み合わせるによってパラメトリック励振に起因する駆動振動の振動形状の変化を生じやすい。したがって、この場合に本発明を適用することによる効果が顕著に発揮される。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図１４は、本発明の第４実施形態に係る角速度センサーの概略構成を示す平面図である。
以下、第４実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

本実施形態の角速度センサー１Ｃは、センサー素子２Ｃと、ＩＣチップ（図示せず）と、センサー素子２ＣおよびＩＣチップを収納するパッケージ９Ｃと、センサー素子２Ｃをパッケージ９Ｃに対して支持する支持部材４とを有している。
センサー素子２Ｃは、振動片２０Ｃと、振動片２０Ｃの表面に設けられた複数の検出電極（図示せず）、複数の駆動電極（図示せず）および複数の端子６７とを備える。

振動片２０Ｃは、基部２１Ｂと、基部２１Ｂから延出した２つの検出用振動腕２３Ｂ、２４Ｂおよび４つの駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂとを有する。
このような振動片２０Ｃの基部２１Ｂには、複数の端子６７が設けられている。
また、基部２１Ｂは、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）実装用の支持部材４を介してパッケージ９Ｃのベース９１Ｃに支持されている。ここで、支持部材４のフィルム４１は、パッケージ９Ｃに対して固定設置された「固定部」を構成していると言える。また、配線４２は、フィルム４１に対して基部２１Ｂを支持する「支持部」を構成していると言える。なお、支持部材４が「支持部」を構成し、パッケージ９Ｃまたはベース９１Ｃが「固定部」を構成しているとも言える。また、前述した基部２１Ｂの本体部２１１が「基部」を構成しているとも言える。

以上説明したように構成された角速度センサー１Ｃにおいても、基部２１Ｂが複数の配線４２を介してパッケージ９Ｃに支持されているため、複数の配線４２の弾性変形を伴って基部２１Ｂが振動し得る。
したがって、このような角速度センサー１Ｃにおいても、駆動振動の共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、駆動振動とは異なり、かつ、複数の配線４２の変形を伴って基部２１Ｂが振動する第１の振動の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、駆動振動および第１の振動とは異なり、かつ、基部２１Ｂまたは検出用振動腕２３Ｂ、２４Ｂおよび駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂが振動する第２の振動の共振周波数をｆ３［Ｈｚ］としたとき、ｎ×ｆ１≠ｆ２＋ｆ３の関係を満たすことにより、複数の配線４２の弾性に起因するパラメトリック励振による出力変動を低減することができる。

２．電子機器
以上説明したような角速度センサーは、各種電子機器に組み込むことにより、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
図１５は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの一例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１１００には、ジャイロセンサーとして機能する前述した角速度センサー１が内蔵されている。

図１６は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の一例を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１００が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、ジャイロセンサーとして機能する前述した角速度センサー１が内蔵されている。

図１７は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの一例を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリ１３０８に転送・格納される。
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ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１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリ１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。

このようなディジタルスチルカメラ１３００には、ジャイロセンサーとして機能する前述した角速度センサー１が内蔵されている。
なお、本発明の電子機器は、図１５のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図１６の携帯電話機、図１７のディジタルスチルカメラの他にも、電子デバイスの種類に応じて、例えば、車体姿勢検出装置、ポインティングデバイス、ヘッドマウントディスプレイ、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）、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、ナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲームコントローラー、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、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等に適用することができる。

３．移動体
図１８は、本発明の移動体（自動車）の一例を示す斜視図である。この図において、移動体１５００は、車体１５０１と、４つの車輪１５０２とを有しており、車体１５０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪１５０２を回転させるように構成されている。このような移動体１５００には、角速度センサー１が内蔵されている。
このような移動体によれば、優れた信頼性を発揮することができる。

以上、本発明の振動片、角速度センサー、電子機器および移動体を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明の角速度センサーは、前記各実施形態のうち、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

また、前述した実施形態では、センサー素子が４つまたは２つの駆動用振動腕および２つの検出用振動腕を備えるものを例に説明したが、これに限定されず、駆動用振動腕の数は、１つ、３つまたは５つ以上であってもよく、また、検出用振動腕の数は、１つまたは３つ以上であってもよい。
また、前述した実施形態では、センサー素子の振動片が圧電体材料で構成されている場合を例に説明したが、センサー素子の振動片は、シリコン、石英等の非圧電体材料で構成されていてもよい。この場合、例えば、駆動用振動腕上および検出振動腕上にそれぞれ圧電体素子を設ければよい。また、この場合、シリコンで振動片を構成すると、優れた振動特性を有する振動片を比較的安価に実現することができる。また、公知の微細加工技術を用いてエッチングにより高い寸法精度で振動片を形成することができる。そのため、振動片の小型化を図ることができる。

また、前述した実施形態では、駆動部の駆動方式として逆圧電効果を利用した圧電駆動方式を用いた場合を例に説明したが、本発明は、これに限定されず、例えば、静電引力を用いた静電駆動方式、電磁力を用いた電磁駆動方式等を用いることができる。同様に、前述した実施形態では、検出部の検出方式として圧電効果を利用した圧電検出方式を用いた場合を例に説明したが、本発明は、これに限定されず、例えば、静電容量を検出する静電容量検出方式、ピエゾ抵抗の抵抗値を検出するピエゾ抵抗検出方式、誘起起電力を検出する電磁検出方式、光学検出方式等を用いることができる。また、駆動部の駆動方式と検出部の検出方式は、上述した方式を任意の組み合わせで用いることができる。
また、前述した実施形態では、検出部が駆動部とは別体として設けられている場合を例に説明したが、本発明は、これに限定されず、駆動部が検出部を兼ねていてもよい。

１‥‥角速度センサー １Ａ‥‥角速度センサー １Ｂ‥‥角速度センサー １Ｃ‥‥角速度センサー ２‥‥センサー素子 ２Ａ‥‥センサー素子 ２Ｂ‥‥センサー素子 ２Ｃ‥‥センサー素子 ３‥‥ＩＣチップ ４‥‥支持部材 ９‥‥パッケージ ９Ａ‥‥パッケージ ９Ｂ‥‥パッケージ ９Ｃ‥‥パッケージ ２０‥‥振動片 ２０Ａ‥‥振動片 ２０Ｂ‥‥振動片 ２０Ｃ‥‥振動片 ２１‥‥基部 ２１Ｂ‥‥基部 ２１Ｃ‥‥基部 ２２‥‥支持部 ２２Ｂ‥‥支持部 ２３‥‥検出用振動腕 ２３Ｂ‥‥検出用振動腕 ２４‥‥検出用振動腕 ２４Ｂ‥‥検出用振動腕 ２５‥‥駆動用振動腕 ２５Ｂ‥‥駆動用振動腕 ２６‥‥駆動用振動腕 ２６Ｂ‥‥駆動用振動腕 ２７‥‥駆動用振動腕 ２８‥‥駆動用振動腕 ２９‥‥質量 ２９Ｂ‥‥質量 ３１‥‥接続端子 ３１ａ‥‥接続端子 ３１ｂ‥‥接続端子 ４１‥‥フィルム ４２ａ〜４２ｆ（４２）‥‥配線 ４３ａ‥‥接続端子 ６１‥‥端子 ６２‥‥端子 ６３‥‥端子 ６４‥‥端子 ６５‥‥端子 ６６‥‥端子 ６７‥‥端子 ７０‥‥配線 ７１‥‥内部端子 ７１ａ‥‥内部端子 ７１ｂ‥‥内部端子 ７２‥‥内部端子 ７３‥‥配線 ７４‥‥外部端子 ７５‥‥外部端子 ８１‥‥固定部材 ８１ａ‥‥固定部材 ８２‥‥固定部材 ９１‥‥ベース ９１Ａ‥‥ベース ９１Ｂ‥‥ベース ９１Ｃ‥‥ベース ９２‥‥リッド ９３‥‥接合部材 ９４‥‥貫通孔 ９５‥‥封止材 １００‥‥表示部 ２１１‥‥本体部 ２１２‥‥連結腕 ２１３‥‥連結腕 ２２１、２２２‥‥固定部 ２２１Ｂ‥‥固定部 ２２３〜２２５‥‥梁部（支持部） ２２３Ｂ〜２２５Ｂ‥‥連結部（支持部） ２３１‥‥錘部 ２４１‥‥錘部 ２５１‥‥錘部 ２６１‥‥錘部 ２７１‥‥錘部 ２８１‥‥錘部 ４１１‥‥デバイスホール ９１１‥‥基板 ９１１Ａ‥‥基板 ９１２‥‥基板 ９１２Ａ‥‥基板 ９１３‥‥基板 ９１３Ａ‥‥基板 ９１４‥‥基板 ９１４Ａ‥‥基板 １１００‥‥パーソナルコンピュータ １１０２‥‥キーボード １１０４‥‥本体部 １１０６‥‥表示ユニット １２００‥‥携帯電話機 １２０２‥‥操作ボタン １２０４‥‥受話口 １２０６‥‥送話口 １３００‥‥ディジタルスチルカメラ １３０２‥‥ケース １３０４‥‥受光ユニット １３０６‥‥シャッタボタン １３０８‥‥メモリ １３１２‥‥ビデオ信号出力端子 １３１４‥‥入出力端子 １４３０‥‥テレビモニタ １４４０‥‥パーソナルコンピュータ １５００‥‥移動体 １５０１‥‥車体 １５０２‥‥車輪 ｆ１‥‥検出周波数帯域の幅 ｆ２‥‥共振周波数 ｆ３‥‥離調周波数 Ｇ‥‥重心 Ｓ‥‥収納空間

Claims (10)

1. 基部と、
   前記基部から第１方向に沿って延出されていて、前記第１方向に交差する第２方向に沿って並んで配置され、前記第２方向に沿って互いに反対方向に駆動振動する２つの振動腕と、
   前記基部を支持する支持部と、
   を備え、
   前記駆動振動の共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、前記駆動振動とは異なり、かつ、前記支持部の変形を伴って前記基部が振動する第１の振動の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、前記駆動振動および前記第１の振動とは異なり、かつ、前記基部または前記振動腕が振動する第２の振動の共振周波数をｆ３［Ｈｚ］とし、１以上の整数をｎとしたとき、
   ｎ×ｆ１≠ｆ２＋ｆ３の関係を満たすことを特徴とする振動片。
2. 前記第１の振動および前記第２の振動のうちの少なくとも一方は、前記第１方向と異なる方向成分を含んでいる請求項１に記載の振動片。
3. 前記第１の振動および前記第２の振動は、互いに直交する方向成分を含んでいる請求項２に記載の振動片。
4. 前記第１の振動および前記第２の振動は、一方の振動が前記第２方向に沿った方向成分を含み、他方の振動が前記第１方向および前記第２方向の双方に交差する第３方向に沿った方向成分を含んでいる請求項２または３に記載の振動片。
5. ｜ｆ１−ｆ２−ｆ３｜≧１０Ｈｚの関係を満たす請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動片。
6. 前記２つの振動腕は、前記基部の前記第１方向での一端側と他端側とにそれぞれ配置されており、
   前記基部の前記一端側に配置されている前記２つの振動片と、前記基部の前記他端側に配置されている前記２つの振動片とが互いに同じ方向に前記駆動振動する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動片。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動片を備えることを特徴とする角速度センサー。
8. 基部と、
   前記基部から第１方向に沿って延出されていて、前記第１方向に交差する第２方向に沿って並んで配置され、前記第２方向に沿って互いに反対方向に駆動振動する２つの振動腕と、
   前記基部を支持する支持部と、
   を備え、
   前記駆動振動の共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、前記駆動振動とは異なり、かつ、前記支持部の変形を伴って前記基部が振動する第１の振動の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、前記駆動振動および前記第１の振動とは異なり、かつ、前記基部または前記振動腕が振動する第２の振動の共振周波数をｆ３［Ｈｚ］とし、１以上の整数をｎとしたとき、
   ｎ×ｆ１≠ｆ２＋ｆ３の関係を満たすことを特徴とする角速度センサー。
9. 請求項１ないし７のいずれか１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。
10. 請求項１ないし７のいずれか１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。

Images