JP2016048191A - センサー素子、センサーデバイス、電子機器および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】センサー特性の良好なセンサー素子、ならびに、かかるセンサー素子を備えた信頼性の高いセンサーデバイス、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】センサー素子２は、基部２１と、１対の駆動用振動腕２２１、２２２と、１対の検出用振動腕２３１、２３２と、１対の支持部２５１、２５２と、２本の吊り腕２６１、２６２と、を備えている。基部２１は、ｙ軸方向の長さが相対的に長い第１部分２１１と、ｙ軸方向の長さが第１部分２１１よりも短い第２部分２１２と、を備えている。また、支持部２５１、２５２は、ｙ軸方向に沿って延在する細長い形状をなし、かつ、ｘ軸方向に沿って互いに離間するように並んでいる。そして、駆動用振動腕２２１、２２２および検出用振動腕２３１、２３２はそれぞれ第１部分２１１から延出し、吊り腕２６１、２６２はそれぞれ第２部分２１２から延出している。【選択図】図２

Description

本発明は、センサー素子、センサーデバイス、電子機器および移動体に関するものである。

センサー素子としては、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、角速度、加速度等の物理量を検出する素子が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の圧電振動デバイスは、駆動腕および検出腕からなる振動腕と、振動腕を支持する基部と、を備えるセンサ部と、センサ部を保持する固定部と、湾曲部を含み基部と固定部とを接続する支持腕部と、を有することが開示されている。このうち、基部は、平面視において、Ｘ軸方向に延在する２辺とＸ軸に直交するＹ軸方向に延在する２辺とで画成された長方形をなしており、支持腕部は、基部のうちＹ軸方向に延在する２辺からＸ軸方向に沿って延出している。

また、固定部には電極パッドが設けられており、支持腕部上に配設された配線を介して駆動腕や検出腕に設けられた圧電素子と電極パッドとが接続されていることが開示されている。

このような圧電振動デバイスでは、駆動腕を同一周期で互いに接近と離間とを繰り返すように振動させた状態で、Ｙ軸方向を回転軸とする回転運動が加わると、コリオリ力に基づいて、Ｘ軸とＹ軸の双方に直交するＺ軸方向に検出振動が生じる。そして、この検出振動が基部へ伝達されると、検出腕にも検出振動が励振されるため、この検出振動の変位を検出することにより、回転運動の角速度を求めることができる。

特開２０１１−７５４１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の圧電振動デバイスは、基部へ伝達された検出振動に伴う変位が、基部に接続されている支持腕部に伝搬し易いという課題を抱えている。支持腕部には、検出腕に設けられた圧電素子と電極パッドとを接続する配線が配設されていることから、支持腕部に伝搬した変位に伴って発生した電荷がノイズとして配線に重畳してしまう。その結果、センサー特性の低下を招く。

本発明の目的は、センサー特性の良好なセンサー素子、ならびに、かかるセンサー素子を備えた信頼性の高いセンサーデバイス、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］
本発明のセンサー素子は、互いに直交する２つの方向を第１方向および第２方向とするとき、
第１部分と、前記第１方向に沿った長さが前記第１部分よりも短い第２部分と、を備える基部と、
前記基部の前記第１部分から前記第１方向に沿って延出し、駆動振動する複数の駆動用振動腕と、
前記基部の前記第１部分から前記第１方向に沿い、前記駆動用振動腕とは逆方向に向かって延出し、前記駆動用振動腕に加えられた物理量に応じて振動する複数の検出用振動腕と、
前記第２方向に沿って互いに離間して並ぶ複数の支持部と、
前記基部の前記第２部分と前記支持部との間に設けられた吊り腕と、
を有し、
前記支持部が、前記吊り腕および前記第２部分を介して前記第１部分と連結していることを特徴とする。

これにより、駆動用振動腕および検出用振動腕の検出振動が第１部分に閉じ込められ易くなり、吊り腕に敷設された配線にノイズ電流が発生し難くなるので、例えばセンサー素子に物理量が加えられていない状態でのセンサー出力の温度特性あるいは感度の温度特性が劣化したり、感度が低下したりすることが抑制される。その結果、センサー特性の良好なセンサー素子が得られる。

［適用例２］
本発明のセンサー素子では、前記基部の前記第１部分は、前記第２部分に比べて前記第１方向に突出しており、前記第１部分の突出長さをＫｙとし、前記駆動用振動腕の前記第２方向の長さをＤｗとしたとき、
０．３Ｄｗ≦Ｋｙ≦２Ｄｗ
の関係を満足することが好ましい。

これにより、第１部分が第２部分から十分な長さで突出していることになるので、駆動用振動腕および検出用振動腕の検出振動が第１部分により閉じ込められ易くなり、センサー素子のセンサー特性の劣化をより確実に抑制することができる。

［適用例３］
本発明のセンサー素子では、前記基部の前記第２部分は、前記第１部分に比べて前記第２方向に突出しており、前記第２部分の突出長さをＫｘとし、前記駆動用振動腕の前記第２方向の長さをＤｗとしたとき、
０．５Ｄｗ≦Ｋｘ≦３Ｄｗ
の関係を満足することが好ましい。

これにより、第２部分が第１部分から十分な長さで突出していることになるので、駆動用振動腕および検出用振動腕の検出振動が第１部分から第２部分へと遷移し難くなり、センサー素子のセンサー特性の劣化をより確実に抑制することができる。

［適用例４］
本発明のセンサー素子では、前記基部の前記第１部分は、前記第２部分に比べて前記第１方向に突出しており、その突出部分の前記第２方向の長さをＫｗとし、前記駆動用振動腕の前記第２方向の長さをＤｗとし、複数の前記駆動用振動腕の全体の前記第２方向の長さをＤｓｓとしたとき、
Ｄｓｓ≦Ｋｗ≦Ｄｓｓ＋２Ｄｗ
の関係を満足することが好ましい。

これにより、第１部分の突出部分の第２方向の長さが、複数の駆動用振動腕全体の第２方向の長さよりも長くなるため、検出振動の閉じ込め性を高めることができる。その結果、センサー素子の大型化を防止しつつ、センサー特性の劣化を抑制することができる。

［適用例５］
本発明のセンサー素子では、前記基部の前記第１部分は、前記第２部分に比べて前記第１方向に突出しており、その突出部分の平面視における前記第２方向に臨む辺と前記駆動用振動腕の平面視における前記第２方向に臨む辺との距離をＤｈとし、前記駆動用振動腕の前記第２方向の長さをＤｗとしたとき、
（１／３）Ｄｗ≦Ｄｈ
の関係を満足することが好ましい。

これにより、駆動用振動腕が駆動振動したときに、それに伴って第１部分も同様に面内方向に振動してしまうことが抑制され易くなる。その結果、駆動振動が不安定になったり第１部分における検出振動の閉じ込め性が低下したりするのを抑制し、センサー素子のセンサー特性の劣化をより確実に抑制することができる。

［適用例６］
本発明のセンサー素子では、前記基部は、さらに、前記第２部分と前記吊り腕との間に設けられ、前記第１方向の長さが前記第２部分よりも短い第３部分を備えることが好ましい。

これにより、吊り腕への振動の伝搬をより確実に抑制することができ、センサー素子のセンサー特性の劣化をより確実に抑制することができる。

［適用例７］
本発明のセンサー素子では、前記基部の前記第１部分は、前記第２部分に比べて前記第１方向の両側にそれぞれ突出しており、
前記基部の前記第２部分は、前記第１部分に比べて前記第２方向の両側にそれぞれ突出していることが好ましい。

これにより、駆動用振動腕と検出用振動腕の双方の検出振動を第１部分に閉じ込め易くなる。それとともに、この振動が２本の吊り腕の双方に伝搬され難くなる。その結果、センサー素子のセンサー特性の劣化をより確実に抑制することができる。

［適用例８］
本発明のセンサーデバイスは、本発明のセンサー素子と、前記センサー素子を収納するパッケージと、を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高いセンサーデバイスが得られる。

［適用例９］
本発明の電子機器は、本発明のセンサーデバイスを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。

［適用例１０］
本発明の移動体は、本発明のセンサーデバイスを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。

本発明のセンサーデバイスの第１実施形態の概略構成を示す断面図である。 図１に示すセンサーデバイスが備えるセンサー素子（本発明のセンサー素子の第１実施形態）を示す平面図である。 図３（ａ）は、図２に示すセンサー素子が備える駆動用振動腕の拡大平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す駆動用振動腕の断面図である。 図４（ａ）は、図２に示すセンサー素子が備える検出用振動腕の拡大平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す検出用振動腕の断面図である。 図２に示すセンサー素子の動作を説明するための図である。 図２に示すセンサー素子の基部について説明するための平面図である。 本発明のセンサー素子の第２実施形態を示す平面図である。 図７に示すセンサー素子の基部について説明するための平面図である。 本発明のセンサー素子の第３実施形態を示す平面図である。 図９に示すセンサー素子の基部について説明するための平面図である。 本発明のセンサー素子の第４実施形態を示す平面図である。 本発明のセンサーデバイスを備える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ーの構成を示す斜視図である。 本発明のセンサーデバイスを備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。 本発明のセンサーデバイスを備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。 本発明の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。 比較例で得られたセンサー素子を示す平面図である。

以下、本発明のセンサー素子、センサーデバイス、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。

≪第１実施形態≫
［センサーデバイス］
まず、本発明のセンサーデバイスの第１実施形態およびセンサー素子の第１実施形態について説明する。

図１は、本発明のセンサーデバイスの第１実施形態の概略構成を示す断面図である。図２は、図１に示すセンサーデバイスが備えるセンサー素子（本発明のセンサー素子の第１実施形態）を示す平面図である。図３（ａ）は、図２に示すセンサー素子が備える駆動用振動腕の拡大平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す駆動用振動腕の断面図、図４（ａ）は、図２に示すセンサー素子が備える検出用振動腕の拡大平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す検出用振動腕の断面図、図５は、図２に示すセンサー素子の動作を説明するための図である。図６は、図２に示すセンサー素子の基部について説明するための平面図である。

なお、以下では、説明の便宜上、図１〜５において互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示しており、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向」、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」という。また、図示したｘ軸を表す矢印のうち、先端側を「＋ｘ側」、基端側を「−ｘ側」といい、ｙ軸を表す矢印のうち、先端側を「＋ｙ側」、基端側を「−ｙ側」といい、ｚ軸を表す矢印のうち、先端側を「＋ｚ側」、基端側を「−ｚ側」という。また、特に、＋ｚ側を「上」、−ｚ側を「下」ともいう。また、一部の図では、配線の図示を省略している。

図１に示すセンサーデバイス１は、物理量として角速度を検出するジャイロセンサーである。

このようなセンサーデバイス１は、例えば、撮像機器の手振れ補正や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星信号を用いた移動体ナビケーションシステムにおける車両等の姿勢検出、姿勢制御等に用いることができる。

かかるセンサーデバイス１は、図１に示すように、センサー素子２と、ＩＣチップ１６と、センサー素子２およびＩＣチップ１６を収納するパッケージ１２と、を備えている。

以下、センサーデバイス１を構成する各部を順次説明する。
（パッケージ）
図１に示すように、パッケージ１２は、上方に開放する凹部を有するベース部材１３と、このベース部材１３の凹部を覆うように設けられた蓋部材（リッド）１４と、を備える。これにより、ベース部材１３と蓋部材１４との間には、センサー素子２およびＩＣチップ１６が収納される内部空間が形成されている。

ベース部材１３は、平板状の板体１３１と、板体１３１の上面の外周部から立設する枠体１３２とで構成されている。

このようなベース部材１３は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、水晶、ガラス等で構成されている。

また、ベース部材１３には、蓋部材１４が気密的に接合されている。これにより、パッケージ１２内が気密封止されている。

この蓋部材１４は、例えば、ベース部材１３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。なお、蓋部材１４に導電性を付与することで、蓋部材１４に電磁シールド効果を付与することができる。

ベース部材１３と蓋部材１４との接合方法としては、特に限定されず、例えば、ろう材、硬化性樹脂等で構成された接着剤による接合方法、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。

かかる接合は、減圧下または不活性ガス雰囲気下で行うことにより、パッケージ１２内を減圧状態または不活性ガス封入状態に保持することができる。

（ＩＣチップ）
ＩＣチップ１６は、ベース部材１３の凹部の底面に載置されている。

図１に示すＩＣチップ１６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１６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からの出力を検出する検出回路と、を備える。

また、ＩＣチップ１６には、図示しない複数の接続端子が設けられており、図示しない電気配線を介してセンサー素子２と電気的に接続されているとともに、パッケージ１２の外部接続端子（図示せず）に電気的に接続されている。

なお、センサーデバイス１におけるＩＣチップ１６の位置は、図１に示す位置に限定されず、例えばセンサー素子２と同一面上であってもよい。

（センサー素子）
センサー素子２は、１つの軸まわりの角速度を検出するジャイロセンサー素子である。

このセンサー素子２は、図１に示すように、本体１７と、本体１７の表面にそれぞれ成膜された電極群５０および端子群５７と、を備えている。

このうち、本体１７は、図２に示すように、基部２１と、１対の駆動用振動腕２２１、２２２と、１対の検出用振動腕２３１、２３２と、１対の支持部２５１、２５２と、２本の吊り腕２６１、２６２と、を備えている。この本体１７は、圧電体材料で一体的に形成されている。このような圧電体材料としては、特に限定されないが、水晶を用いるのが好ましい。これにより、センサー素子２の特性を優れたものとすることができる。

なお、本実施形態では、本体１７の上面を「上面１７ａ」とし、下面を「下面１７ｂ」とする。

水晶は、互いに直交するＸ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）およびＺ軸（光学軸）を有する。本体１７は、例えば、Ｚ軸が厚さ方向に対応しＸ軸およびＹ軸にそれぞれ平行な板面を有する水晶基板にエッチング加工を施すことによって形成することができる。かかる基板の厚さは、センサー素子２の共振周波数、外形サイズ、加工性等に応じて適宜設定される。

一方、電極群５０および端子群５７は、それぞれ、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、その他の金属といった導電材で構成される。

電極群５０は、駆動用振動腕２２１、２２２に設けられた駆動用電極群５１、５２と、検出用振動腕２３１、２３２に設けられた検出用電極群５３、５４と、を含んでいる。

端子群５７は、支持部２５１に設けられた第１駆動用端子５７ａ、第１検出用端子５７ｃおよび第３検出用端子５７ｅと、支持部２５２に設けられた第２駆動用端子５７ｂ、第２検出用端子５７ｄおよび第４検出用端子５７ｆと、を含んでいる。
これらの電極群５０および端子群５７は、厚膜や薄膜として形成することができる。

センサー素子２は、支持部２５１、２５２がベース部材１３に固定されることによって、基部２１、検出用振動腕２３１、２３２、および駆動用振動腕２２１、２２２が、ベース部材１３およびＩＣチップ１６に接触しないように支持されている。支持にあたって、端子群５７は、支持部２５１、２５２の下面１７ｂに設けられている。一方、ベース部材１３の板体１３１の上面には、端子群５８が設けられている。そして、端子群５７と端子群５８とが対向するようにセンサー素子２が保持された状態で、端子群５７と端子群５８との間が導電接合材５９を介して接合されている。これにより、ベース部材１３とセンサー素子２とが電気的および機械的に接続される。導電接合材５９としては、例えば、はんだ、ろう材、導電性接着剤等が挙げられる。

本体１７は、前述したように、基部２１と、１対の駆動用振動腕２２１、２２２と、１対の検出用振動腕２３１、２３２と、１対の支持部２５１、２５２と、２本の吊り腕２６１、２６２と、を備えている。

駆動用振動腕２２１、２２２は、それぞれ、基部２１からｙ軸方向（第１方向）に沿うように延在しているとともに−ｙ側に向かって延出している。また、駆動用振動腕２２１、２２２は、それぞれ水晶のＹ軸に沿って延在している。さらに、駆動用振動腕２２１、２２２の横断面は、例えばそれぞれｘ軸に平行な１対の辺とｚ軸に平行な１対の辺とで構成された矩形をなしている。

そして、駆動用振動腕２２１には、駆動用電極群５１が設けられ、同様に、駆動用振動腕２２２には、駆動用電極群５２が設けられている。

以下、駆動用電極群５１について説明する。なお、駆動用電極群５２の構成は、駆動用電極群５１と同様であるので、その説明を省略する。

駆動用電極群５１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動用振動腕２２１の上面１７ａに設けられた第１駆動用電極５１１と、駆動用振動腕２２１の下面１７ｂに設けられた第２駆動用電極５１２と、駆動用振動腕２２１の一方（図３中の左側）の側面に設けられた第３駆動用電極５１３と、駆動用振動腕２２１の他方（図３中の右側）の側面に設けられた第４駆動用電極５１４とで構成されている。

第１駆動用電極５１１および第２駆動用電極５１２は、互いに同電位となるように、図示しない配線を介して互いに電気的に接続されている。また、第３駆動用電極５１３および第４駆動用電極５１４は、互いに同電位となるように、図示しない配線を介して互いに電気的に接続されている。

このような第１駆動用電極５１１および第２駆動用電極５１２は、図示しない配線を介して、支持部２５１に設けられた第１駆動用端子５７ａと電気的に接続されている。また、第３駆動用電極５１３および第４駆動用電極５１４は、図示しない配線を介して、支持部２５２に設けられた第２駆動用端子５７ｂと電気的に接続されている。

検出用振動腕２３１、２３２は、それぞれ、基部２１からｙ軸方向（第１方向）に沿って延在しているとともに、駆動用振動腕２２１、２２２とは逆方向、すなわち＋ｙ側向かって延出している。また、検出用振動腕２３１、２３２は、それぞれ水晶のＹ軸に沿って延在している。さらに、検出用振動腕２３１、２３２の横断面は、例えばそれぞれｘ軸に平行な１対の辺とｚ軸に平行な１対の辺とで構成された矩形をなしている。

このような検出用振動腕２３１、２３２は、それぞれ駆動用振動腕２２１、２２２に加えられた物理量に応じて振動するものである。

そして、検出用振動腕２３１には、検出用電極群５３が設けられ、同様に、検出用振動腕２３２には、検出用電極群５４が設けられている。このように駆動用振動腕２２１、２２２とは別体として設けられた検出用振動腕２３１、２３２に検出用電極群５３、５４を設けることにより、検出用電極群５３、５４の検出用電極の電極面積（電極として機能する部分の面積）を大きくすることができる。そのため、センサー素子２の検出感度を向上させることができる。

以下、検出用電極群５３について説明する。なお、検出用電極群５４の構成は、検出用電極群５３と同様であるので、その説明を省略する。

検出用電極群５３は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、検出用振動腕２３１の上面１７ａに設けられた第１検出用電極５３１および第２検出用電極５３２と、検出用振動腕２３１の下面１７ｂに設けられた第３検出用電極５３３および第４検出用電極５３４とで構成されている。ここで、第１検出用電極５３１および第３検出用電極５３３は、それぞれ検出用振動腕２３１の幅方向での一方側（図４中の右側）に設けられ、また、第２検出用電極５３２および第４検出用電極５３４は、それぞれ、検出用振動腕２３１の幅方向での他方側（図４中の左側）に設けられている。

第１検出用電極５３１および第４検出用電極５３４は、互いに同電位となるように、図示しない配線を介して互いに電気的に接続されている。また、第２検出用電極５３２および第３検出用電極５３３は、互いに同電位となるように、図示しない配線を介して互いに電気的に接続されている。

このような第１検出用電極５３１および第４検出用電極５３４は、吊り腕２６１に沿って敷設された図示しない配線を介して、支持部２５１に設けられた第１検出用端子５７ｃと電気的に接続されている。また、第２検出用電極５３２および第３検出用電極５３３は、図示しない配線を介して、支持部２５１に設けられた第３検出用端子５７ｅと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２では、第１駆動用端子５７ａと第２駆動用端子５７ｂとの間に駆動信号が印加されることにより、図５に示すように、駆動用振動腕２２１と駆動用振動腕２２２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２２１が図５に示す矢印Ａ１の方向に屈曲するとともに駆動用振動腕２２２が図５に示す矢印Ａ２の方向に屈曲する状態と、駆動用振動腕２２１が図５に示す矢印Ｂ１の方向に屈曲するとともに駆動用振動腕２２２が図５に示す矢印Ｂ２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２２１、２２２を駆動振動させた状態で、センサー素子２にｙ軸まわりの角速度ωが加わると、駆動用振動腕２２１、２２２は、コリオリ力により、ｚ軸方向に沿って互いに反対側に屈曲振動する。これに伴い、検出用振動腕２３１、２３２は、ｚ軸方向に沿って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２３１が図５に示す矢印Ｃ１の方向に屈曲するとともに検出用振動腕２３２が図５に示す矢印Ｃ２の方向に屈曲する状態と、検出用振動腕２３１が図５に示す矢印Ｄ１の方向に屈曲するとともに検出用振動腕２３２が図５に示す矢印Ｄ２の方向に屈曲する状態とを交互に繰り返す。

このような検出用振動腕２３１、２３２の検出振動により検出用電極群５３、５４に生じた電荷を検出することにより、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。

支持部２５１、２５２は、それぞれｙ軸方向（第１方向）に沿って延在する細長い形状をなし、かつ、支持部２５１と支持部２５２とがｘ軸方向（第２方向）に沿って互いに離間するように並んでいる。支持部２５１、２５２の間には、１対の駆動用振動腕２２１、２２２が位置している。したがって、センサー素子２は、基部２１よりも−ｙ側にずれた位置でベース部材１３に固定されることとなり、基部２１、駆動用振動腕２２１、２２２、および検出用振動腕２３１、２３２が宙吊り状態となって、いわゆる片持ち支持される。
支持部２５１は、平面視においてｙ軸方向に沿った長軸をもつ略長方形をなしている。

そして、支持部２５１のうち＋ｙ側の端部と基部２１との間は、吊り腕２６１を介して連結されている。吊り腕２６１は、支持部２５１からｙ軸方向に沿って＋ｙ側に延出している部分２６１ａと、部分２６１ａの＋ｙ側の端部からｘ軸方向に沿って−ｘ側に延出している部分２６１ｂと、を含んでいる。換言すれば、吊り腕２６１は、支持部２５１側では、支持部２５１から＋ｙ側に向かって延出している一方、基部２１側では、基部２１から＋ｘ側に向かって延出している。

これと同様に、支持部２５２も、支持部２５１と同様、平面視においてｙ軸方向に長軸をもつ略長方形をなしている。

そして、支持部２５２のうち＋ｙ側の端部と基部２１との間は、吊り腕２６２を介して連結されている。吊り腕２６２は、吊り腕２６１と同様の形状をなしている。

ここで、基部２１は、駆動用振動腕２２１、２２２の基端側および検出用振動腕２３１、２３２の基端側に位置している。基部２１は、図６に示すように、第２部分２１２と、を含んでいる。すなわち、第１部分２１１のｙ軸方向に沿った長さＬ１と第２部分２１２のｙ軸方向に沿った長さＬ２との間には、Ｌ１＞Ｌ２の関係が成り立っている。なお、支持部２５１が吊り腕２６１および第２部分２１２を介して第１部分２１１と連結しており、支持部２５２が吊り腕２６２および第１部分２１１を境にして−ｘ側にある第２部分２１２を介して第１部分２１１と連結している。

また、本実施形態に係る基部２１は、図６に示すように、２つの第２部分２１２を備えており、ｘ軸方向に沿って、第２部分２１２と第１部分２１１と第２部分２１２とがこの順で並んでいる。ここでは、第１部分２１１の−ｘ側に位置する第２部分２１２を特に「第２部分２１２２」とし、第１部分２１１の＋ｘ側に位置する第２部分２１２を特に「第２部分２１２１」とする。また、図６では、説明の便宜のため、基部２１のうち、第１部分２１１に相対的に疎なドットを付し、第２部分２１２には相対的に密なドットを付している。

駆動用振動腕２２１、２２２および検出用振動腕２３１、２３２は、それぞれ第１部分２１１から延出している。一方、吊り腕２６１は、第２部分２１２１から延出しており、吊り腕２６２は、第２部分２１２２から延出している。

このように基部２１において、駆動用振動腕２２１、２２２および検出用振動腕２３１、２３２を延出させる部分（第１部分２１１）と、吊り腕２６１、２６２を延出させる部分（第２部分２１２）とを分けることにより、駆動用振動腕２２１、２２２および検出用振動腕２３１、２３２の検出振動（検出モード）に伴う変位が、基部２１が捻られるように変形する振動を励起し、さらにこの捻り振動が吊り腕２６１、２６２へ伝搬されて（漏れて）しまうのを抑制することができる。すなわち、基部２１を第１部分２１１と第２部分２１２とに分けるとともに、第１部分２１１から振動腕を延出させる一方、第２部分２１２から吊り腕を延出させるようにしたことで、駆動用振動腕２２１、２２２や検出用振動腕２３１、２３２の振動に伴う変位が、基部２１のうち主に第１部分２１１に閉じ込められ易くなる。これにより、振動に伴う変位が第２部分２１２へと伝搬され難くなる。

このようにして振動に伴う変位が第２部分２１２へ伝搬されるのを抑制することで、振動に伴う変位は吊り腕２６１、２６２へも伝搬され難くなり、変位に伴って発生した電荷が吊り腕２６１、２６２に敷設されている配線に重畳するのを抑制することができる。これにより、配線にノイズ電流が発生し難くなり、例えばセンサー素子２に物理量が加えられていない状態でのセンサー出力（以下、「ゼロ点出力」ともいう。）の温度特性あるいは感度の温度特性が劣化したり、感度が低下したりするといったセンサー特性の劣化を抑制することができる。

なお、本実施形態に係る第１部分２１１は、平面視において、ｘ軸に平行な２辺とｙ軸に平行な２辺とで画成される矩形（長方形または正方形）をなしている。一方、本実施形態に係る第２部分２１２１および第２部分２１２２も、それぞれ平面視において、ｘ軸に平行な２辺とｙ軸に平行な２辺とで画成される矩形をなしている。そして、図２に示す基部２１は、第１部分２１１のｙ軸方向に沿った長さの中間点（中心）と第２部分２１２１、２１２２のｙ軸方向に沿った長さの中間点（中心）とが、ｙ軸方向において同じ位置になるよう構成されている（すなわち、ｘ軸方向に沿って並んでいる）。その結果、図２に示す基部２１は、点対称な形状をなしている。

また、基部２１が上記のような形状をなしていることにより、第１部分２１１は、その一部が、第２部分２１２に比べてｙ軸方向の＋ｙ側および−ｙ側にそれぞれ突出している。

ここで、第１部分２１１のうち、第２部分２１２から突出している部分のｙ軸方向の長さ（突出長さ）をＫｙとし、駆動用振動腕２２１、２２２のうち、基部２１側の端部における幅（ｘ軸方向の長さ）をＤｗとしたとき、基部２１は、
０．３Ｄｗ≦Ｋｙ≦２Ｄｗ
の関係を満たしているのが好ましい。基部２１が上記関係を満たしていることにより、第１部分２１１が第２部分２１２から十分な長さで突出していることになるので、突出部分の面積（体積）が十分に確保されることとなる。このため、駆動用振動腕２２１、２２２および検出用振動腕２３１、２３２がｚ軸方向に沿って振動したとき、この振動が第１部分２１１により閉じ込められ易くなる。その結果、振動に伴う変位が第２部分２１２あるいは吊り腕２６１、２６２に対してより伝搬され難くなり、センサー素子２のセンサー特性の劣化をより確実に抑制することができる。

なお、Ｋｙが前記下限値を下回ると、駆動用振動腕２２１、２２２の幅の絶対値や振動の周波数によっては、駆動用振動腕２２１、２２２の幅に対して第１部分２１１の突出長さが短くなり過ぎるので、第１部分２１１に振動を閉じ込め難くなるおそれがある。一方、Ｋｙが前記上限値を上回ると、駆動用振動腕２２１、２２２の幅の絶対値や振動の周波数によっては、駆動用振動腕２２１、２２２の幅に対して第１部分２１１の突出長さが長くなり過ぎるので、効果が頭打ちになるとともにセンサー素子２の大型化を招くおそれがある。

また、基部２１は、
０．５Ｄｗ≦Ｋｙ≦１．５Ｄｗ
の関係を満たしているのがより好ましい。

なお、本実施形態では、基部２１が点対称な形状をなしているので、第１部分２１１のうち、第２部分２１２から＋ｙ側に突出している部分の突出長さＫｙと、−ｙ側に突出している部分の突出長さＫｙとが等しいが、これらは必ずしも等しくなくてもよい。しかしながら、駆動用振動腕２２１、２２２の振動と検出用振動腕２３１、２３２の振動の双方を適度に閉じ込めてセンサー素子２のセンサー特性の劣化をより確実に抑制するという観点からすると、双方の突出長さＫｙの差は、短い方の３０％以下であるのが好ましく、１０％以下であるのがより好ましい。

また、基部２１の第２部分２１２は、第１部分２１１に比べてｘ軸方向の＋ｘ側および−ｘ側にそれぞれ突出している。より詳しくは、第２部分２１２１は、第１部分２１１に比べて＋ｘ側に突出しており、第２部分２１２２は、−ｘ側に突出している。

ここで、第２部分２１２の突出長さをＫｘとしたとき、基部２１は、
０．５Ｄｗ≦Ｋｘ≦３Ｄｗ
の関係を満たしているのが好ましい。基部２１が上記関係を満たしていることにより、第２部分２１２が第１部分２１１から十分な長さで突出していることになるので、突出部分の面積（体積）が十分に確保されることとなる。このため、駆動用振動腕２２１、２２２および検出用振動腕２３１、２３２がｚ軸方向に沿って振動したとき、この振動が第１部分２１１から第２部分２１２へと遷移し難くなる。その結果、振動に伴う変位が吊り腕２６１、２６２に対してより伝搬され難くなり、センサー素子２のセンサー特性の劣化をより確実に抑制することができる。

なお、Ｋｘが前記下限値を下回ると、駆動用振動腕２２１、２２２の幅の絶対値や振動の周波数によっては、駆動用振動腕２２１、２２２の幅に対して第２部分２１２の突出長さが短くなり過ぎるので、第１部分２１１から第２部分２１２へ伝搬する振動を十分に抑制することができなくなるおそれがある。一方、Ｋｙが前記上限値を上回ると、駆動用振動腕２２１、２２２の幅の絶対値や振動の周波数によっては、駆動用振動腕２２１、２２２の幅に対して第２部分２１２の突出長さが長くなり過ぎるので、効果が頭打ちになるとともにセンサー素子２の大型化を招くおそれがある。

また、基部２１は、
Ｄｗ≦Ｋｘ≦２Ｄｗ
の関係を満たしているのがより好ましい。

なお、本実施形態では、基部２１が点対称な形状をなしているので、第２部分２１２１が第１部分２１１から＋ｘ側に突出している突出長さＫｘと、第２部分２１２２が第１部分２１１から−ｘ側に突出している突出長さＫｘとが等しいが、これらは必ずしも互いに等しくなくてもよい。しかしながら、駆動用振動腕２２１、２２２の振動と検出用振動腕２３１、２３２の振動の双方を適度に閉じ込めてセンサー素子２のセンサー特性の劣化をより確実に抑制するという観点からすると、双方の突出長さＫｘの差は、短い方の３０％以下であるのが好ましく、１０％以下であるのがより好ましい。

また、基部２１の第１部分２１１からは、前述したように、１対の駆動用振動腕２２１、２２２が延出している。駆動用振動腕２２１および駆動用振動腕２２２は、その延伸方向が互いにほぼ平行であり、両者の間は所定の長さだけ離間している。

ここで、第１部分２１１のうち、第２部分２１２に比べて−ｙ側に突出している部分（以下、単に「第１部分２１１の突出部分」ともいう。）の幅（ｘ軸方向の長さ）をＫｗとする。また、駆動用振動腕２２１のうち駆動用振動腕２２２とは反対側の外縁と、駆動用振動腕２２２のうち駆動用振動腕２２１とは反対側の外縁との間の長さをＤｓｓとする。なお、長さＤｓｓを規定する外縁とは、第１部分２１１側の駆動用振動腕２１１、２２２の付け根部分の外縁である。また、この長さＤｓｓは、１対の駆動用振動腕２２１、２２２全体の幅（ｘ軸方向の長さ）ともいえる。このとき、基部２１は、
Ｄｓｓ≦Ｋｗ≦Ｄｓｓ＋２Ｄｗ
の関係を満たしているのが好ましい。基部２１が上記関係を満たしていることにより、第１部分２１１の突出部分の幅Ｋｗは、複数の駆動用振動腕２２１、２２２全体の幅Ｄｓｓよりも幅広くなるため、振動に伴う変位の閉じ込め性を高めることができる。かかる効果は、第１部分２１１の突出部分の幅Ｋｗを幅Ｄｓｓよりも広くしたことで、複数の駆動用振動腕２２１、２２２が振動したときに、それに伴って第１部分２１１も同様に振動してしまうことが抑制されているためと考えられる。また、第１部分２１１の突出部分の幅Ｋｗを複数の駆動用振動腕２２１、２２２全体の幅Ｄｓｓと駆動用振動腕２２１、２２２の幅Ｄｗの２倍との和よりも狭くすることで、やはり第１部分２１１の突出部分において振動に伴う変位を閉じ込め易くなり、センサー素子２のセンサー特性の劣化を抑制することができる。加えて、第１部分２１１の突出部分の幅Ｋｗが幅広くなり過ぎるのを抑制し、センサー素子２の大型化を防止することができる。

また、基部２１は、
Ｄｓｓ＋０．５Ｄｗ≦Ｋｗ≦Ｄｓｓ＋Ｄｗ
の関係を満たしているのがより好ましい。

なお、本実施形態に係る基部２１は、第１部分２１１の突出部分の幅Ｋｗの中心と、複数の駆動用振動腕２２１、２２２全体の幅Ｄｓｓの中心とがほぼ一致するように構成されている。このため、駆動用振動腕２２１と第１部分２１１との連結部の＋ｘ側と、駆動用振動腕２２２と第１部分２１１との連結部の−ｘ側には、それぞれ、第１部分２１１の矩形形状に基づく角部２１５が位置することとなる。また、駆動用振動腕２２１と駆動用振動腕２２２との中間線を基準としたとき、第１部分２１１は線対称の関係を満たしているので、第１部分２１１に発生した振動に伴う変位も、基準に対して線対称の関係も満たすこととなる。このため、変位による応力分布の偏重が起き難くなり、配線にノイズ電流が発生するのをより確実に抑制することができる。

また、基部２１の第１部分２１１の一部は、前述したように、第１部分２１１の突出部分の平面視においてｘ軸方向の＋ｘ側に臨む辺２１１ｘと、駆動用振動腕２２１の平面視においてｘ軸方向の＋ｘ側に臨む辺２２１ｘとの距離をＤｈとしたとき、基部２１は、
（１／３）Ｄｗ≦Ｄｈ
の関係を満たしているのが好ましい。基部２１が上記関係を満たしていることにより、辺２１１ｘと辺２２１ｘとの距離Ｄｈは、駆動用振動腕２２１、２２２の幅Ｄｗに対して一定の長さが確保されることとなる。このため、駆動用振動腕２２１、２２２が駆動振動したときに、それに伴って第１部分２１１も同様に面内方向に振動してしまうことが抑制され易くなる。その結果、駆動振動が不安定になったり第１部分２１１における検出振動の閉じ込め性が低下したりするのを抑制し、センサー素子２のセンサー特性の劣化をより確実に抑制することができる。

なお、Ｄｈが前記下限値を下回ると、駆動用振動腕２２１、２２２の幅Ｄｗの絶対値によっては、駆動用振動腕２２１、２２２が振動したときに、それに伴って第１部分２１１も同様に振動し易くなるおそれがある。

また、基部２１は、
（１／２）Ｄｗ≦Ｄｈ≦Ｄｗ
の関係を満たしているのがより好ましい。

なお、本実施形態では、基部２１が点対称な形状をなしているので、第１部分２１１の突出部分の平面視においてｘ軸方向の＋ｘ側に臨む辺２１１ｘと、駆動用振動腕２２１の平面視においてｘ軸方向の＋ｘ側に臨む辺２２１ｘとの距離Ｄｈは、第１部分２１１の突出部分の平面視においてｘ軸方向の−ｘ側に臨む辺２１１ｘ’と、駆動用振動腕２２２の平面視においてｘ軸方向の−ｘ側に臨む辺２２２ｘとの距離Ｄｈと等しくなっているが、これらは必ずしも互いに等しくなくてもよい。しかしながら、変位による応力分布の偏重を抑制するという観点からは、これらの距離Ｄｈは互いに等しいことが好ましい。

また、前述したように、本実施形態では、基部２１が点対称な形状をなしているので、第１部分２１１はｙ軸方向の−ｙ側だけでなく＋ｙ側にも突出しており、その突出長さは−ｙ側と＋ｙ側とで互いに等しくなっている。よって、上述したＫｙとＤｗとの関係、ＫｗとＤｓｓおよびＤｗとの関係、ならびに、ＤｈとＤｗとの関係は、それぞれ、上述した第１部分２１１のーｙ側だけでなく、第１部分２１１の＋ｙ側に対しても適用可能である。なお、後者の場合、Ｄｗは、検出用振動腕２３１、２３２の幅に置き換えればよく、Ｄｓｓは、複数の検出用振動腕２３１、２３２全体の幅に置き換えればよい。

同様に、本実施形態では、基部２１が点対称な形状をなしているので、第２部分２１２１はｘ軸方向の＋ｘ側に突出し、第２部分２１２２はｘ軸方向の−ｘ側に突出しており、これらの突出長さは互いに等しくなっている。よって、上述したＫｘとＤｗとの関係は、上述した第２部分２１２１だけでなく、第２部分２１２２に対しても適用可能である。この場合も、Ｄｗは、検出用振動腕２３１、２３２の幅に置き換えればよい。

また、このように、第１部分２１１がｙ軸方向の双方に向かって突出し、かつ、第２部分２１２がｘ軸方向の双方に向かって突出するように基部２１を構成することで、駆動用振動腕２２１、２２２と検出用振動腕２３１、２３２の双方の振動に伴う変位を、第１部分２１１に閉じ込め易くなる。それとともに、この変位が、第２部分２１２１と第２部分２１２２の双方に伝搬され難くなる。その結果、変位に伴って発生した電荷が吊り腕２６１、２６２に敷設されている配線に重畳するのを抑制することができる。

以上のように、本実施形態に係るセンサー素子２では、駆動用振動腕２２１、２２２や検出用振動腕２３１、２３２の振動に伴う変位を第１部分２１１に閉じ込めることで、この変位が第２部分２１２や吊り腕２６１、２６２へ伝搬されるのを抑制することができる。これにより、配線にノイズ電流が発生し難くなり、例えばゼロ点出力の温度特性あるいは感度の温度特性が劣化したり、感度が低下したりするといったセンサー特性の劣化を抑制することができる。

≪第２実施形態≫
次に、本発明のセンサー素子の第２実施形態について説明する。

図７は、本発明のセンサー素子の第２実施形態を示す平面図、図８は、図７に示すセンサー素子の基部について説明するための平面図である。なお、図７、８では、一部の電極や配線の図示を省略している。また、図８では、説明の便宜のため、基部２１のうち、第１部分２１１に相対的に疎なドットを付し、第２部分２１２および第３部分２１３には相対的に密なドットを付している。

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１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。

第２実施形態は、基部の形状が異なる以外、前述した第１実施形態と同様である。なお、図７、８のうち、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。

本実施形態に係るセンサー素子２では、基部２１が、第２部分２１２と吊り腕２６１、２６２との間にそれぞれ設けられた第３部分２１３をさらに含んでいる。具体的には、図８に示す第２部分２１２１と吊り腕２６１との間には、さらに、第３部分２１３１が設けられている。同様に、図８に示す第２部分２１２２と吊り腕２６２との間には、さらに、第３部分２１３２が設けられている。

このうち、第３部分２１３１は、ｙ軸方向の長さが第２部分２１２１よりも相対的に短く、同様に、第３部分２１３２は、ｙ軸方向の長さが第２部分２１２２よりも相対的に短くなっている。具体的には、第３部分２１３１のｙ軸方向の長さＬ３および第２部分２１２１のｙ軸方向の長さＬ２、ならびに、第３部分２１３２のｙ軸方向の長さＬ３および第２部分２１２２のｙ軸方向の長さＬ２は、それぞれ、Ｌ３＜Ｌ２の関係を満たしている。

このように本実施形態では、第２部分２１２と吊り腕２６１、２６２との間にそれぞれ第３部分２１３が設けられている。このため、駆動用振動腕２２１、２２２や検出用振動腕２３１、２３２の振動に伴う変位が、仮に第２部分２１２にまで伝搬したとしても、第２部分２１２から第３部分２１３への伝搬が抑制され難くなる。このため、この変位がさらに吊り腕２６１、２６２へ伝搬されるのを抑制することができ、これにより、配線にノイズ電流が発生し難くなるので、例えばゼロ点出力の温度特性あるいは感度の温度特性が劣化したり、感度が低下したりするといったセンサー特性の劣化を抑制することができる。

また、第３部分２１３は、第２部分２１２に比べてｘ軸方向の＋ｘ側および−ｘ側にそれぞれ突出している。より詳しくは、第３部分２１３１は、第２部分２１２１に比べて＋ｘ側に突出しており、第３部分２１３２は、第２部分２１２２に比べて−ｘ側に突出している。

ここで、第３部分２１３の突出長さをＫｘ’としたとき、基部２１は、
０．５Ｄｗ≦Ｋｘ’≦３Ｄｗ
の関係を満たしているのが好ましい。基部２１が上記関係を満たしていることにより、第３部分２１３が第２部分２１２から十分な長さで突出していることになるので、突出部分の面積（体積）が十分に確保されることとなる。このため、駆動用振動腕２２１、２２２および検出用振動腕２３１、２３２がｚ軸方向に沿って振動したとき、この振動が第１部分２１１から第２部分２１２を経て第３部分２１３へと遷移し難くなる。その結果、振動に伴う変位が吊り腕２６１、２６２に対してより伝搬され難くなり、センサー素子２のセンサー特性の劣化をより確実に抑制することができる。

なお、Ｋｘ’が前記下限値を下回ると、駆動用振動腕２２１、２２２の幅の絶対値や振動の周波数によっては、駆動用振動腕２２１、２２２の幅に対して第３部分２１３の突出長さが短くなり過ぎるので、第１部分２１１から第２部分２１２を経て第３部分２１３へ伝搬する振動を十分に抑制することができなくなるおそれがある。一方、Ｋｘ’が前記上限値を上回ると、駆動用振動腕２２１、２２２の幅の絶対値や振動の周波数によっては、駆動用振動腕２２１、２２２の幅に対して第３部分２１３の突出長さが長くなり過ぎるので、効果が頭打ちになるとともにセンサー素子２の大型化を招くおそれがある。

また、基部２１は、
Ｄｗ≦Ｋｘ’≦２Ｄｗ
の関係を満たしているのがより好ましい。

なお、基部２１の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、基部２１が点対称な形状をなしている。このため、第３部分２１３１が第２部分２１２１から＋ｘ側に突出している突出長さＫｘ’と、第３部分２１３２が第２部分２１２２から−ｘ側に突出している突出長さＫｘ’とが等しいが、これらは必ずしも互いに等しくなくてもよい。しかしながら、駆動用振動腕２２１、２２２の振動と検出用振動腕２３１、２３２の振動の双方を適度に閉じ込めてセンサー素子２のセンサー特性の劣化をより確実に抑制するという観点からすると、双方の突出長さＫｘ’の差は、短い方の３０％以下であるのが好ましく、１０％以下であるのがより好ましい。

また、第３部分２１３の平面視においてｙ軸方向の−ｙ側に臨む辺２１３ｙと、第２部分２１２の平面視においてｙ軸方向の−ｙ側に臨む辺２１２ｙとの距離をＫｙ’としたとき、基部２１は、
０．３Ｄｗ≦Ｋｙ’≦２Ｄｗ
の関係を満たしているのが好ましい。基部２１が上記関係を満たしていることにより、振動が、第２部分２１２から第３部分２１３へと遷移し難くなる。その結果、振動に伴う変位が吊り腕２６１、２６２に対してより伝搬され難くなり、センサー素子２のセンサー特性の劣化をより確実に抑制することができる。

なお、Ｋｙ’が前記下限値を下回ると、第３部分２１３のｙ軸方向の長さが第２部分２１２に近くなってしまうので、駆動用振動腕２２１、２２２の幅の絶対値や振動の周波数によっては、第３部分２１３を設ける効果が薄れるおそれがある。一方、Ｋｙ’が前記上限値を上回ると、第３部分２１３のｙ軸方向の長さが吊り腕２６１、２６２の幅に近くなってしまうので、駆動用振動腕２２１、２２２の幅の絶対値や振動の周波数によっては、第３部分２１３を設ける効果が薄れるおそれがある。

また、基部２１は、
０．５Ｄｗ≦Ｋｙ’≦１．５Ｄｗ
の関係を満たしているのがより好ましい。

なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様の作用、効果が得られる。
また、第３部分２１３と吊り腕２６１、２６２との間には、さらに、ｙ軸方向の長さが第３部分２１３よりも相対的に短い第４部分が１つまたは複数含まれていてもよい。

≪第３実施形態≫
次に、本発明のセンサー素子の第３実施形態について説明する。

図９は、本発明のセンサー素子の第３実施形態を示す平面図、図１０は、図９に示すセンサー素子の基部について説明するための平面図である。なお、図９、１０では、一部の電極や配線の図示を省略している。また、図１０では、説明の便宜のため、基部２１のうち、第１部分２１１に相対的に疎なドットを付し、第２部分２１２には相対的に密なドットを付している。

以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、第１、第２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。

第３実施形態は、基部の形状が異なる以外、前述した第１実施形態と同様である。なお、図９、１０のうち、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。

本実施形態に係るセンサー素子２では、基部２１が点対称ではないものの、駆動用振動腕２２１と駆動用振動腕２２２との中間線に対して線対称な形状をなしている点で相違している。すなわち、本実施形態に係る２つの第２部分２１２は、それぞれ、そのーｙ側の外縁が第１部分２１１の−ｙ側の外縁と揃うように構成されている。換言すれば、本実施形態に係る２つの第２部分２１２は、第１実施形態に係る２つの第２部分２１２に比べて、−ｙ側の外縁が第１部分２１１の−ｙ側の外縁と揃うまでーｙ側に拡張されている。

このような本実施形態においても、第１、第２実施形態と同様の作用、効果が得られる。

また、本実施形態によれば、第２実施形態に比べて基部２１のｘ軸方向の長さを小さくし易いので、本実施形態に係るセンサー素子２は、小型化の観点から有用である。

≪第４実施形態≫
次に、本発明のセンサー素子の第４実施形態について説明する。

図１１は、本発明のセンサー素子の第４実施形態を示す平面図である。なお、図１１では、一部の電極や配線の図示を省略している。

以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では、第１〜第３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。

第４実施形態は、さらに調整用振動腕を備える以外、前述した第１実施形態と同様である。なお、図１１のうち、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。

本実施形態に係るセンサー素子２の本体１７は、さらに、１対の調整用振動腕２４１、２４２をさらに備えている。

調整用振動腕２４１、２４２は、それぞれ、基部２１からｙ軸方向（＋ｙ側）に沿って延出している。また、調整用振動腕２４１、２４２は、それぞれ水晶のＹ軸に沿って延在している。さらに、調整用振動腕２４１、２４２の横断面は、それぞれｘ軸に平行な１対の辺とｚ軸に平行な１対の辺とで構成された矩形をなしている。

このような調整用振動腕２４１、２４２は、前述した検出用振動腕２３１、２３２に対して平行となるように設けられている。すなわち、検出用振動腕２３１、２３２および調整用振動腕２４１、２４２は、互いに平行な方向に延在している。これにより、検出用振動腕２３１、２３２および調整用振動腕２４１、２４２等を水晶で構成した場合、検出用振動腕２３１、２３２および調整用振動腕２４１、２４２をそれぞれ水晶のＹ軸に沿って延在するように構成し、検出用振動腕２３１、２３２を効率的に振動させるとともに、簡単な構成で後述する調整用電極群５５、５６に電荷を生じさせることができる。

調整用振動腕２４１には、調整用電極群５５が設けられ、同様に、調整用振動腕２４２には、調整用電極群５６が設けられている。

ここで、駆動用振動腕２２１、２２２が駆動振動するとき、調整用振動腕２４１、２４２にも互いに接近・離間する方向に屈曲振動するよう励振される。これにより、調整用電極群５５、５６に電荷が発生するので、この電荷量を調整することにより、検出用電極５３１、５３４および検出用電極５３２、５３３に発生する電荷の少なくとも一部を相殺することができる。そして、検出用電極５３１、５３４および検出用電極５３２、５３３に発生する電荷に、調整用電極群５５、５６に発生する電荷を加算したものをセンサー出力（以下、単に「センサー出力」ともいう）として出力することができる。

調整用電極群５５、５６に発生する電荷は、検出用電極５３１、５３４および検出用電極５３２、５３３に発生する電荷とは逆極性であるため、検出用電極５３１、５３４および検出用電極５３２、５３３に発生する電荷の少なくとも一部を相殺する。これにより、例えば、ゼロ点出力がゼロとなるように、センサー出力を調整することができる。その結果、感度の高いセンサー素子２が得られる。

また、本実施形態では、基部２１のうち、第２部分２１２から調整用振動腕２４１、２４２がそれぞれ延出している。これにより、駆動用振動腕２２１、２２２および検出用振動腕２３１、２３２はそれぞれ第１部分２１１から延出する一方、調整用振動腕２４１、２４２は第１部分２１１とは異なる第２部分２１２から延出することとなる。その結果、駆動用振動腕２２１、２２２や検出用振動腕２３１、２３２の振動に伴う変位が第１部分２１１に伝搬したとしても、この振動に伴う変位が第２部分２１２へと伝搬され難くなる。このため、かかる振動が調整用振動腕２４１、２４２に結合するのを抑制し、センサー素子２の感度の低下を防止することができる。

なお、調整用振動腕２４１、２４２は、図１１に示すように第２部分２１２から＋ｙ側に延出していてもよいが、反対に、第２部分２１２から−ｙ側に延出していてもよい。

このような本実施形態においても、第１〜第３実施形態と同様の作用、効果が得られる。

以上、センサーデバイス１について説明したが、センサー素子の形状や電極配置等は、上記のものに限定されない。例えば、本発明のセンサー素子の実施形態は、上述したようないわゆるＨ型音叉の形態に限定されず、例えば駆動用振動腕や検出用振動腕をそれぞれ３本以上備えている形態であってもよい。

また、駆動用振動腕の延出方向と検出用振動腕の延出方向とが互いに反対であってもよい。

また、吊り腕、支持部、電極群および端子群の数、位置、形状、大きさ等は、前述した実施形態に限定されるものではない。

［電子機器］
次いで、本発明のセンサーデバイスを備える電子機器（本発明の電子機器）について、図１２〜図１４に基づき、詳細に説明する。

図１２は、本発明のセンサーデバイスを備える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ーの構成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、ジャイロセンサーとして機能する前述したセンサーデバイス１が内蔵されている。

図１３は、本発明のセンサーデバイスを備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成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センサーデバイス１が内蔵されている。

図１４は、本発明のセンサーデバイスを備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成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）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にはテレビモニター１４３０が、デ−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センサーデバイス１が内蔵されている。

なお、本発明のセンサーデバイスを備える電子機器は、図１２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１３の携帯電話機、図１４のディジタルスチルカメラの他にも、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に適用することができる。

［移動体］
次に、本発明のセンサーデバイスを備える移動体（本発明の移動体）について説明する。

図１５は、本発明の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１５００には、ジャイロセンサーとして機能する前述したセンサーデバイス１が搭載されている。センサーデバイス１は、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。

以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれ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、本発明においては、上述した実施形態に任意の構成物が付加されていてもよい。
また、センサーデバイスが検出する物理量は、回転角速度に限らず、例えば加速度であってもよい。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．センサーデバイスの製造
（実施例１）
まず、水晶ウエハーを用意し、フォトリソグラフィー技術を用いてセンサー素子の本体を形成した。

次いで、成膜法により本体に対して電極群や端子群を形成した。これにより、図２に示すセンサー素子を得た。このとき、センサー素子の各部の寸法を表１に示すようにした。

次いで、得られたセンサー素子をパッケージに収納し、図３に示すセンサーデバイスを得た。

（実施例２〜１７）
センサー素子の各部の寸法を表１または表２に示すようにした以外は、それぞれ、実施例１と同様にしてセンサーデバイスを得た。

（実施例１８〜２３）
センサー素子の形状を図７に示す形状に変更するとともに、各部の寸法を表３に示すようにした以外は、それぞれ、実施例１と同様にしてセンサーデバイスを得た。

（比較例）
図１６に示すセンサー素子２’を製造するようにした以外は、実施例１と同様にしてセンサーデバイスを得た。なお、図１６は、比較例で得られたセンサー素子２’を示す平面図である。また、図１６に示すセンサー素子２’は、基部２１のうち、第２部分が省略されている以外、図２に示すセンサー素子２と同様である。

２．センサーデバイスの評価
２．１ 振動の漏れに基づくノイズの評価
各実施例および比較例で得られたセンサーデバイスについて、それぞれ回転角速度の検出感度を測定した。そして、センサーデバイスに回転角速度が加わっていない状態で、センサー素子から出力される電流（ゼロ点出力）を測定し、それに基づいて振動の漏れに基づくノイズの大きさを求めた。なお、振動の漏れに基づくノイズの算出にあたっては、ゼロ点出力から、製造バラツキに基づくノイズを差し引くように補正した。

そして、比較例で得られたセンサーデバイスで求めた振動の漏れに基づくノイズの大きさを１としたとき、各実施例で得られたセンサーデバイスで求めた振動の漏れに基づくノイズの大きさの相対値を求め、それを以下の評価基準にしたがって評価した。

＜振動の漏れに基づくノイズの評価基準＞
Ａ：振動の漏れに基づくノイズの相対値が０．２未満である
Ｂ：振動の漏れに基づくノイズの相対値が０．２以上０．４未満である
Ｃ：振動の漏れに基づくノイズの相対値が０．４以上０．６未満である
Ｄ：振動の漏れに基づくノイズの相対値が０．６以上０．８未満である
Ｅ：振動の漏れに基づくノイズの相対値が０．８以上１未満である
Ｆ：振動の漏れに基づくノイズの相対値が１以上である

２．２ 振動の漏れに基づくノイズの温度依存性の評価
次に、２．１のようにして求められる振動の漏れに基づくノイズの温度依存性を評価した。そして、センサーデバイスの温度を−５０℃から９０℃まで変化させたときのノイズの変化量を見積もり、以下の評価基準にしたがって評価した。なお、以下の評価基準では、比較例で得られたセンサーデバイスで求めた振動の漏れに基づくノイズの温度依存性がＦの評価になるようにした。

＜振動の漏れに基づくノイズの温度依存性の評価基準＞
Ａ：温度変化に対するノイズの変化量が非常に小さい
Ｂ：温度変化に対するノイズの変化量が小さい
Ｃ：温度変化に対するノイズの変化量がやや小さい
Ｄ：温度変化に対するノイズの変化量がやや大きい
Ｅ：温度変化に対するノイズの変化量が大きい
Ｆ：温度変化に対するノイズの変化量が非常に大きい
以上の評価結果を表１〜３に示す。

表１〜３から明らかなように、各実施例で得られたセンサーデバイスは、いずれも、比較例で得られたセンサーデバイスよりもノイズが少なく、ノイズの温度依存性も小さいことが認められた。このことから、各実施例で得られたセンサーデバイスは、比較例で得られたセンサーデバイスよりもセンサー特性が高いと推察される。

１ センサーデバイス
２ センサー素子
２’ センサー素子
１２ パッケージ
１３ ベース部材
１４ 蓋部材
１６ ＩＣチップ
１７ 本体
１７ａ 上面
１７ｂ 下面
２１ 基部
５０ 電極群
５１ 駆動用電極群
５２ 駆動用電極群
５３ 検出用電極群
５４ 検出用電極群
５５ 調整用電極群
５６ 調整用電極群
５７ 端子群
５７ａ 第１駆動用端子
５７ｂ 第２駆動用端子
５７ｃ 第１検出用端子
５７ｄ 第２検出用端子
５７ｅ 第３検出用端子
５７ｆ 第４検出用端子
５８ 端子群
５９ 導電接合材
１００ 表示部
１３１ 板体
１３２ 枠体
２１１ 第１部分
２１１ｘ 辺
２１１ｘ’ 辺
２１２ 第２部分
２１２ｙ 辺
２１３ 第３部分
２１３ｙ 辺
２１５ 角部
２２１ 駆動用振動腕
２２１ｘ 辺
２２２ 駆動用振動腕
２２２ｘ 辺
２３１ 検出用振動腕
２３２ 検出用振動腕
２４１ 調整用振動腕
２４２ 調整用振動腕
２５１ 支持部
２５２ 支持部
２６１ 吊り腕
２６１ａ 部分
２６１ｂ 部分
２６２ 吊り腕
５１１ 第１駆動用電極
５１２ 第２駆動用電極
５１３ 第３駆動用電極
５１４ 第４駆動用電極
５３１ 第１検出用電極
５３２ 第２検出用電極
５３３ 第３検出用電極
５３４ 第４検出用電極
１１００ パーソナルコンピューター
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 シャッターボタン
１３０８ メモリー
１３１２ ビデオ信号出力端子
１３１４ 入出力端子
１４３０ テレビモニター
１４４０ パーソナルコンピューター
１５００ 自動車
２１２１ 第２部分
２１２２ 第２部分
２１３１ 第３部分
２１３２ 第３部分

Claims (10)

1. 互いに直交する２つの方向を第１方向および第２方向とするとき、
   第１部分と、前記第１方向に沿った長さが前記第１部分よりも短い第２部分と、を備える基部と、
   前記基部の前記第１部分から前記第１方向に沿って延出し、駆動振動する複数の駆動用振動腕と、
   前記基部の前記第１部分から前記第１方向に沿い、前記駆動用振動腕とは逆方向に向かって延出し、前記駆動用振動腕に加えられた物理量に応じて振動する複数の検出用振動腕と、
   前記第２方向に沿って互いに離間して並ぶ複数の支持部と、
   前記基部の前記第２部分と前記支持部との間に設けられた吊り腕と、
   を有し、
   前記支持部が、前記吊り腕および前記第２部分を介して前記第１部分と連結していることを特徴とするセンサー素子。
2. 前記基部の前記第１部分は、前記第２部分に比べて前記第１方向に突出しており、前記第１部分の突出長さをＫｙとし、前記駆動用振動腕の前記第２方向の長さをＤｗとしたとき、
   ０．３Ｄｗ≦Ｋｙ≦２Ｄｗ
   の関係を満足する請求項１に記載のセンサー素子。
3. 前記基部の前記第２部分は、前記第１部分に比べて前記第２方向に突出しており、前記第２部分の突出長さをＫｘとし、前記駆動用振動腕の前記第２方向の長さをＤｗとしたとき、
   ０．５Ｄｗ≦Ｋｘ≦３Ｄｗ
   の関係を満足する請求項１または２に記載のセンサー素子。
4. 前記基部の前記第１部分は、前記第２部分に比べて前記第１方向に突出しており、その突出部分の前記第２方向の長さをＫｗとし、前記駆動用振動腕の前記第２方向の長さをＤｗとし、複数の前記駆動用振動腕の全体の前記第２方向の長さをＤｓｓとしたとき、
   Ｄｓｓ≦Ｋｗ≦Ｄｓｓ＋２Ｄｗ
   の関係を満足する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のセンサー素子。
5. 前記基部の前記第１部分は、前記第２部分に比べて前記第１方向に突出しており、その突出部分の平面視における前記第２方向に臨む辺と前記駆動用振動腕の平面視における前記第２方向に臨む辺との距離をＤｈとし、前記駆動用振動腕の前記第２方向の長さをＤｗとしたとき、
   （１／３）Ｄｗ≦Ｄｈ
   の関係を満足する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセンサー素子。
6. 前記基部は、さらに、前記第２部分と前記吊り腕との間に設けられ、前記第１方向の長さが前記第２部分よりも短い第３部分を備える請求項１ないし５のいずれか１項に記載のセンサー素子。
7. 前記基部の前記第１部分は、前記第２部分に比べて前記第１方向の両側にそれぞれ突出しており、
   前記基部の前記第２部分は、前記第１部分に比べて前記第２方向の両側にそれぞれ突出している請求項１ないし６のいずれか１項に記載のセンサー素子。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載のセンサー素子と、前記センサー素子を収納するパッケージと、を備えることを特徴とするセンサーデバイス。
9. 請求項８に記載のセンサーデバイスを備えることを特徴とする電子機器。
10. 請求項８に記載のセンサーデバイスを備えることを特徴とする移動体。

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