JP6318552B2 - 角速度センサー、電子機器および移動体 - Google Patents

Description

本発明は、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に記載の角速度センサーは、枠体に対して振動体支持梁を介して支持されている振動体を有する。この角速度センサーでは、振動体をＸ軸方向に振動（駆動振動）させた状態で、外部からＺ軸まわりの角速度が加わると、振動体にコリオリ力が作用することにより、振動体がＹ軸方向に変位（検出振動）する。そして、この振動体のＹ軸方向の変位量を検出することにより、Ｚ軸まわりの角速度を検出する。

ところで、このような角速度センサーには、検出対象となる角速度の他に、外部から衝撃が加わることがあり、その衝撃による振動が検出精度等を低下させるおそれがある。
そこで、特許文献１に記載の角速度センサーでは、枠体が支持部に対して枠体支持梁を介して支持されており、枠体および枠体支持梁が振動体の振動方向および検出方向のうちの少なくとも１つの方向に沿った衝撃が支持部から振動体に伝わるのを減衰する衝撃減衰機構を構成している。これにより、振動体の振動方向および検出方向について、角速度センサーに加わる衝撃の波形が振動体の共振周波数に近い振動を含んでいても、検出精度への影響を抑制することができる。

しかし、特許文献１に記載の角速度センサーは、Ｙ軸まわりの回転振動が加わったとき、その回転振動を減衰することができない。そのため、例えばセンサーを実装した基板の共振等により離調周波数（駆動振動のモードの共振周波数と検出振動のモードの共振周波数との差）付近の周波数成分を含む回転振動が加わった場合、検出振動の共振によって、想定以上の信号が発生し、信号を処理するＩＣ内部で信号が飽和し、その結果、出力が変動するという問題があった。

特開２００１−１９４１５７号公報

本発明の目的は、検出軸まわりの回転振動を受けた場合であっても、その回転振動による出力の変動を抑制することができる角速度センサーを提供すること、また、かかる角速度センサー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］
本発明の角速度センサーは、固定部と、
基部と、
前記固定部に対して前記基部を支持する支持部と、
前記基部に接続されている振動部と、
前記基部に接続されていて、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と、を備え、
検出周波数帯域の幅をｆ１［Ｈｚ］とし、前記支持部の変形を伴って前記基部が前記固定部に対して前記検出軸まわりに回転振動する第１の回転振動モードの共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、離調周波数をｆ３［Ｈｚ］とし、前記第１の回転振動モードと逆相であり、かつ、前記支持部の変形を伴って前記基部が前記固定部に対して前記検出軸まわりに回転振動する第２の回転振動モードの共振周波数をｆ４としたとき、
ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４の関係、または、ｆ１＜ｆ２＜ｆ４＜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、第１および第２の回転振動モードが逆相となるため、これらの回転振動モードの重ね合せにより、ｆ２とｆ４との間またはｆ４よりも高い周波数帯域において、外部からの検出軸まわりの回転振動を減衰することができる。したがって、ｆ２とｆ４との間またはｆ４よりも高い周波数帯域において、１次および２次の回転振動モードを、支持部の変形を伴う検出軸まわりの基部の回転振動を抑制する機械的なローパスフィルター（回転振動減衰モード）として利用することができる。

特に、ｆ２とｆ４との間の周波数帯域には、外部からの検出軸まわりの回転振動をゼロまたはそれに近い値に減衰し得る領域が存在する。したがって、かかる領域に離調周波数ｆ３を設定すること、すなわち、ｆ２＜ｆ３＜ｆ４の関係を満たすことにより、外部からの検出軸まわりの回転振動を極めて小さく減衰させることができる。また、離調周波数を比較的小さくすることができ、その結果、優れたＳ／Ｎ比を実現することができる。

また、回転振動モードの共振周波数ｆ２を検出周波数帯域の幅ｆ１よりも大きくすることにより、外部から検出軸まわりの回転振動を受けたとき、検出周波数帯域において、その回転振動の増幅を小さくすることができる。
以上のことから、外部から検出軸まわりの回転振動を受けたとき、その回転振動の周波数が離調周波数ｆ３付近であっても、出力の変動を抑制することができる。

［適用例２］
本発明の角速度センサーでは、前記第１の回転振動モードは、１次の回転振動モードであり、
前記第２の回転振動モードは、２次の回転振動モードであることが好ましい。
これにより、基部の検出軸まわりの他の回転振動モードの共振周波数がｆ２よりも低周波数側に存在しないため、ｆ１とｆ２との差を比較的小さくし、それに伴って、離調周波数ｆ３も小さくすることができる。その結果、優れたＳ／Ｎ比を実現することができる。

［適用例３］
本発明の角速度センサーでは、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４の関係を満たすことが好ましい。
これにより、１次および２次の回転振動モードの重ね合せを利用して、外部からの検出軸まわりの回転振動を減衰させる効果を高めることができる。

［適用例４］
本発明の角速度センサーでは、１．３５≦ｆ３／ｆ２≦２．６の関係を満たすことが好ましい。
これにより、外部からの検出軸まわりの回転振動を抑制する効果を高めることができる。

［適用例５］
本発明の角速度センサーでは、前記１次の回転振動モードのＱ値が５以上１００以下であることが好ましい。
これにより、１次および２次の回転振動モードの振動が大きくなりすぎて検出振動に悪影響を与えたり損傷の原因となったりするのを防止しつつ、外部からの検出軸まわりの回転振動を抑制する効果を高めることができる。また、外部からの検出軸まわりの回転振動をゼロまたはそれに近い値に減衰し得る領域を比較的大きくすることができる。

［適用例６］
本発明の角速度センサーでは、ｆ１／ｆ２≦０．５の関係を満たすことが好ましい。
これにより、外部から検出軸まわりの回転振動を受けたとき、検出周波数帯域において、その回転振動の増幅を極めて小さくすることができる。
［適用例７］
本発明の角速度センサーでは、２≦ｆ４／ｆ２≦４の関係を満たすことが好ましい。
これにより、第１および第２の回転振動モードの重ね合せ領域において、外部からの検出軸まわりの回転振動を減衰させる効果を高めることができる。また、ｆ２とｆ４との間の周波数帯域において、外部からの検出軸まわりの回転振動をゼロまたはそれに近い値に減衰し得る領域を広範囲にわたって形成することができる。

［適用例８］
本発明の電子機器は、本発明の角速度センサー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９］
本発明の移動体は、本発明の角速度センサー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３に示す角速度センサーの簡略化モデルを示す図、（ｂ）は、１次の回転振動モード（モード１）を示す図、（ｃ）は、２次の回転振動モード（モード２）を示す図である。 （ａ）は、１次および２次の回転振動モードについて周波数と振幅との関係を示すグラフ、（ｂ）は、１次および２次の回転振動モードの差について周波数と振幅との関係を示すグラフ、（ｃ）は、（ｂ）の横軸を１次の回転振動モードの共振周波数で規格化したグラフである。 （ａ）は、１次および２次の回転振動モードの差について周波数と振幅との関係を示すグラフ、（ｂ）は、（ａ）の周波数ｆ４付近を拡大したグラフ、（ｃ）は、（ａ）の周波数ｆ２よりも低周波数側を拡大したグラフである。 （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１２に示す角速度センサーの簡略化モデルを示す図、（ｂ）は、１次の回転振動モード（モード１）を示す図、（ｃ）は、２次の回転振動モード（モード２）を示す図である。 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の屈曲による弾性変形を伴って基部２１が固定部２２１、２２２に対してｚ軸（検出軸）まわりに回動（以下、単に「基部２１の回転振動」ともいう）し得る。

角速度センサー１が、例えばセンサーを実装した基板の共振等により外部から検出軸まわりの回転振動（以下、「外部からの回転振動」ともいう）を受けたとき、前述したようにコリオリ力が生じて検出振動が励振される。そして、その外部からの回転振動が前述した駆動振動のモードの共振周波数と検出振動のモードの共振周波数との差である離調周波数付近の周波数成分を含んでいると、検出振動のモードの共振によって出力が増幅されてしまう。

そこで、角速度センサー１では、検出周波数帯域の幅をｆ１［Ｈｚ］とし、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の変形を伴って基部２１が固定部２２１、２２２に対して検出軸まわりに回転振動（往復回動）する第１の回転振動モード（以下、「モード１」ともいう）の共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、離調周波数をｆ３［Ｈｚ］とし、第１の回転振動モードと逆相であり、かつ、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の変形を伴って基部２１が固定部２２１、２２２に対して検出軸まわりに回転振動（往復回動）する第２の回転振動モード（以下、「モード２」ともいう）の共振周波数をｆ４としたとき、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４の関係、または、ｆ１＜ｆ２＜ｆ４＜ｆ３の関係を満たす。

このような周波数の関係を有する角速度センサー１によれば、共振周波数ｆ２、ｆ４の回転振動モードを、梁部２２３〜２２５の変形を伴う検出軸まわりの基部２１の回転振動を抑制する機械的なローパスフィルター（以下、「回転振動減衰モード」ともいう）として利用し、検出軸まわりの回転振動を受けた場合であっても、その回転振動による出力の変動を抑制することができる。ここで、「検出周波数帯域」は、いわゆるセンサー帯域と呼ばれるものであり、一般に、電気回路で構成されるローパスフィルターによって設定される。この電気的なローパスフィルターは、本実施形態では、図示しないが、例えば、ＩＣチップ３に組み込まれている。また、「検出周波数帯域の幅」は、検出周波数帯域の上限周波数に等しい。

図５（ａ）は、図３に示す角速度センサーの簡略化モデルを示す図、図５（ｂ）は、１次の回転振動モード（モード１）を示す図、図５（ｃ）は、２次の回転振動モード（モード２）を示す図である。
前述したような構成を有する角速度センサー１は、図５（ａ）に示すように、基部２１、検出用振動腕２３、２４および駆動用振動腕２５、２６、２７、２８からなる質量２９が、バネ（弾性体）である梁部２２３、２２４、２２５、２２６を介して固定部２２１、２２２に支持されている振動系とみなすことができる。

このような振動系は、検出軸まわりの回転振動モードとして、図５（ｂ）に示すように、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の１次屈曲を伴って、質量２９が検出軸まわりに回転振動する基本モードである「１次の回転振動モード」と、図５（ｃ）に示すように、１次の回転振動モードとは逆相となり、かつ、梁部２２３、２２４、２２５、２２６の３次屈曲を伴って、質量２９が検出軸まわりに回転振動する２次の高調波モードである「２次の回転振動モード」とを有する。この１次および２次の回転振動モードの共振周波数ｆ２、ｆ４は、それぞれ、質量２９の大きさおよび梁部２２３〜２２６のバネ定数に応じて適宜設定することができる。以下、この１次の回転振動モードを第１の回転振動モードとし、２次の回転振動モードを第２の回転振動モードとし、これらの回転振動モードを回転振動減衰モードとして利用する場合を例に説明する。

図６（ａ）は、１次および２次の回転振動モードについて周波数と振幅との関係を示すグラフ、図６（ｂ）は、１次および２次の回転振動モードの差について周波数と振幅との関係を示すグラフ、図６（ｃ）は、図６（ｂ）の横軸を１次の回転振動モードの共振周波数で規格化したグラフである。また、図７（ａ）は、１次および２次の回転振動モードの差について周波数と振幅との関係を示すグラフ、図７（ｂ）は、図７（ａ）の周波数ｆ４付近を拡大したグラフ、図７（ｃ）は、図７（ａ）の周波数ｆ２よりも低周波数側を拡大したグラフである。なお、図６（ｃ）において、横軸「角振動数比」は、外部から角速度センサー１に加えられる検出軸まわりの回転振動の周波数ｆωを１次の回転振動モードの共振周波数ｆ２で規格化したもの、すなわち、ｆωとｆ２との比ｆω／ｆ２である。

図６（ａ）に示すような１次および２次の回転振動モードは、回転変位が逆相となる。これらの回転振動モードの重ね合せにより、回転振動抑制モードとしての効果を高めることができる。
より具体的には、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、１次の回転振動モードの共振周波数ｆ２に対して高周波数側の周波数帯域（特にｆω／ｆ２が１．４以上となる帯域）では、ｆ２とｆ４との間またはｆ４よりも高い周波数帯域において、１つの回転振動モードを用いるよりも効率的に（図７参照）、外部からの検出軸まわりの回転振動を減衰することができる。

また、１次および２次の回転振動モードは、振幅（変位）が等しくなる周波数ｆ５が存在する。したがって、１次および２次の回転振動モードを重ね合せたモード（モード１−モード２）は、１次および２次の回転振動モードの振幅（変位）が等しくなる周波数ｆ５において、外部からの回転振動をゼロまで減衰することができる。
すなわち、ｆ２とｆ４との間の周波数帯域には、外部からの検出軸まわりの回転振動をゼロまたはそれに近い値に減衰し得る領域が存在する。したがって、かかる領域に離調周波数ｆ３を設定すること、すなわち、ｆ２＜ｆ３＜ｆ４の関係を満たすことにより、外部からの検出軸まわりの回転振動を極めて小さく減衰させることができる。また、離調周波数ｆ３を比較的小さくすることができ、その結果、優れたＳ／Ｎ比を実現することができる。したがって、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４の関係を満たすことにより、１次および２次の回転振動モードの重ね合せを利用して、外部からの検出軸まわりの回転振動を減衰させる効果を高めることができる。

一方、１次の回転振動モードの共振周波数ｆ２に対して低周波数側の周波数帯域（特にｆω／ｆ２が０．５以下となる帯域）では、外部からの検出軸まわりの回転振動の増幅を小さくすることができる。したがって、１次の回転振動モードの共振周波数ｆ２を検出周波数帯域の幅ｆ１よりも大きくすることにより、外部から検出軸まわりの回転振動を受けたとき、検出周波数帯域において、その回転振動の増幅を小さくすることができる。

ここで、回転振動抑制モードとして１次の回転振動モード（第１の回転振動モード）および２次の回転振動モード（第２の回転振動モード）を利用することにより、基部２１の検出軸まわりの他の回転振動モードの共振周波数がｆ２よりも低周波数側に存在しないため、ｆ１とｆ２との差を比較的小さくし、それに伴って、離調周波数ｆ３も小さくすることができる。その結果、優れたＳ／Ｎ比を実現することができる。

また、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４の関係を満たす場合において、図６（ｃ）および図７（ｂ）に示すように、１．３５≦ｆ３／ｆ２≦２．６の関係を満たす場合、外部からの回転振動を減衰することができるが、外部からの検出軸まわりの回転振動を抑制する効果を高める観点から、１．５≦ｆ３／ｆ２≦２．４の関係を満たすことが好ましく、１．８≦ｆ３／ｆ２≦２．２の関係を満たすことがより好ましく、１．９≦ｆ３／ｆ２≦２．１の関係を満たすことがさらに好ましい。ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４の関係を満たす場合において、１．５≦ｆ３／ｆ２≦２．４の関係を満たすことにより、外部からの回転振動を１／２以下に減衰することができ、また、１．８≦ｆ３／ｆ２≦２．２の関係を満たすことにより、外部からの回転振動を１／５以下に減衰することができ、さらに、１．９≦ｆ３／ｆ２≦２．１の関係を満たすことにより、外部からの回転振動を１／１０程度またはそれ以下に減衰することができる。

一方、ｆ１＜ｆ２＜ｆ４＜ｆ３の関係を満たす場合において、図６（ｃ）および図７（ｂ）に示すように、２．８≦ｆ３／ｆ２の関係を満たす場合、外部からの回転振動を減衰することができるが、外部からの検出軸まわりの回転振動を抑制する効果を高める観点から、２．９≦ｆ３／ｆ２の関係を満たすことが好ましく、３．２≦ｆ３／ｆ２の関係を満たすことがより好ましく、３．５≦ｆ３／ｆ２の関係を満たすことがさらに好ましい。ｆ１＜ｆ２＜ｆ４＜ｆ３の関係を満たす場合において、２．９≦ｆ３／ｆ２の関係を満たすことにより、外部からの回転振動を１／２以下に減衰することができ、また、３．２≦ｆ３／ｆ２の関係を満たすことにより、外部からの回転振動を１／５以下に減衰することができ、さらに、３．５≦ｆ３／ｆ２の関係を満たすことにより、外部からの回転振動を１／１０程度またはそれ以下に減衰することができる。
また、ｆ１＜ｆ２＜ｆ４＜ｆ３の関係を満たす場合において、離調周波数ｆ３が大きくなりすぎるのを防止する観点から、ｆ３／ｆ２≦４の関係を満たすことが好ましく、ｆ３／ｆ２≦３．５の関係を満たすことがより好ましい。これにより、優れたＳ／Ｎ比を実現ことができる。

また、図示しないが、１次の回転振動モードのＱ値が高くなるほど、共振周波数ｆ２での振幅が大きくなるとともに、回転振動抑制モードの効果が高くなる。ただし、１次の回転振動モードのＱ値が５以上である場合、１次の回転振動モードのＱ値が高くなるほど、共振周波数ｆ２での振幅が大きくなるが、回転振動抑制モードの効果はあまり変わらない。このような観点から、１次の回転振動モードのＱ値は、５以上１００以下であることが好ましく、１０以上１００以下であることがより好ましい。これにより、１次の回転振動モードの共振振動が大きくなりすぎて検出振動に悪影響を与えたり損傷の原因となったりするのを防止しつつ、回転振動減衰モードの効果を高めることができる。また、外部からの検出軸まわりの回転振動をゼロまたはそれに近い値に減衰し得る領域（前述した周波数ｆ５を跨ぐ周波数帯域）を比較的大きくすることができる。

また、ｆ１／ｆ２≦０．５の関係を満たすことが好ましく、ｆ１／ｆ２≦０．３の関係を満たすことがより好ましく、ｆ１／ｆ２≦０．２の関係を満たすことがさらに好ましい。これにより、外部から検出軸まわりの回転振動を受けたとき、検出周波数帯域において、その回転振動の増幅を極めて小さくすることができる。
また、２≦ｆ４／ｆ２≦４の関係を満たすことが好ましく、２．５≦ｆ４／ｆ２≦３．５の関係を満たすことがより好ましい。これにより、第１および第２の回転振動モードの重ね合せ領域において、外部からの検出軸まわりの回転振動を減衰させる効果を高めることができる。また、ｆ２とｆ４との間の周波数帯域において、外部からの検出軸まわりの回転振動をゼロまたはそれに近い値に減衰し得る領域を広範囲にわたって形成することができる。

また、具体的な検出周波数帯域の幅ｆ１（上限周波数）は、必要に応じて設定されるものであり、特に限定されないが、例えば、１０Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下であることが好ましく、１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下であることがより好ましい。
また、具体的な離調周波数ｆ３は、特に限定されないが、１００Ｈｚ以上８．０ｋＨｚ以下であることが好ましく、１．０ｋＨｚ以上６．０ｋＨｚ以下であることがより好ましく、２．０ｋＨｚ以上３．０ｋＨ以下であることがさらに好ましい。

また、具体的な１次の回転振動モードの共振周波数ｆ２は、ｆ１、ｆ３に応じて設定されるものであり、特に限定されないが、５０Ｈｚ以上４．０ｋＨｚ以下であることが好ましい。
また、具体的な２次の回転振動モードの共振周波数ｆ４は、ｆ１、ｆ２、ｆ３に応じて設定されるものであり、特に限定されないが、１００Ｈｚ以上１０．０ｋＨｚ以下であることが好ましい。
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、回転振動モードの共振周波数ｆ２を離調周波数ｆ３よりも小さくすることにより、外部から検出軸まわりの回転振動を受けたとき、その回転振動を離調周波数ｆ３付近の周波数帯域において減衰させることができる。

また、回転振動モードの共振周波数ｆ２を検出周波数帯域の幅ｆ１よりも大きくすることにより、外部から検出軸まわりの回転振動を受けたとき、検出周波数帯域において、その回転振動の増幅を小さくすることができる。
以上のことから、外部から検出軸まわりの回転振動を受けたとき、その回転振動の周波数が離調周波数ｆ３付近であっても、出力の変動を抑制することができる。

＜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がパッケージ９Ａに対してｚ軸（検出軸）まわりに回動し得る。

したがって、このような角速度センサー１Ａにおいても、検出周波数帯域の幅をｆ１［Ｈｚ］とし、フィルム４１に対する基部２１の検出軸まわりの第１の回転振動モードの共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、離調周波数をｆ３［Ｈｚ］とし、第１の回転振動モードと逆相であり、かつ、フィルム４１に対する基部２１の検出軸まわりの第２の回転振動モードの共振周波数をｆ４［Ｈｚ］としたとき、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４またはｆ１＜ｆ２＜ｆ４＜ｆ３の関係を満たすことにより、検出軸まわりの回転振動を受けた場合であっても、その回転振動による出力の変動を抑制することができる。

＜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１２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、１次の回転振動モード（モード１）を示す図、図１２（ｃ）は、２次の回転振動モード（モード２）を示す図である。

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がパッケージ９Ｂに対してｙ軸（検出軸）まわりに回動し得る。
具体的に説明すると、前述したような構成を有する角速度センサー１Ｂは、図１２（ａ）に示すように、基部２１Ｂ、検出用振動腕２３Ｂ、２４Ｂおよび駆動用振動腕２５Ｂ、２６Ｂからなる質量２９Ｂが、バネ（弾性体）である連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂを介して固定部２２１Ｂに支持されている振動系とみなすことができる。

このような振動系は、検出軸まわりの回転振動モードとして、図１２（ｂ）に示すように、連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂの１次屈曲を伴って、質量２９Ｂを検出軸まわりに回転振動する基本モードである「１次の回転振動モード」と、図１２（ｃ）に示すように、１次の回転振動モードとは逆相となり、かつ、連結部２２３Ｂ、２２４Ｂ、２２５Ｂ、２２６Ｂの３次屈曲を伴って、質量２９Ｂが検出軸まわりに回転振動する２次の高調波モードである「２次の回転振動モード」とを有する。

したがって、このような角速度センサー１Ｂにおいても、検出周波数帯域の幅をｆ１［Ｈｚ］とし、固定部２２１Ｂに対する基部２１Ｂの検出軸まわりの第１の回転振動モードの共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、離調周波数をｆ３［Ｈｚ］とし、第１の回転振動モードと逆相であり、かつ、固定部２２１Ｂに対する基部２１Ｂの検出軸まわりの第２の回転振動モードの共振周波数をｆ４［Ｈｚ］としたとき、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４またはｆ１＜ｆ２＜ｆ４＜ｆ３の関係を満たすことにより、検出軸まわりの回転振動を受けた場合であっても、その回転振動による出力の変動を抑制することができる。

＜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１３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がパッケージ９Ｃに対してｙ軸（検出軸）まわりに回動し得る。

したがって、このような角速度センサー１Ｃにおいても、検出周波数帯域の幅をｆ１［Ｈｚ］とし、フィルム４１に対する基部２１Ｃの検出軸まわりの第１の回転振動モードの共振周波数をｆ２［Ｈｚ］とし、離調周波数をｆ３［Ｈｚ］とし、第１の回転振動モードと逆相であり、かつ、フィルム４１に対する基部２１Ｃの検出軸まわりの第２の回転振動モードの共振周波数をｆ４［Ｈｚ］としたとき、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４またはｆ１＜ｆ２＜ｆ４＜ｆ３の関係を満たすことにより、検出軸まわりの回転振動を受けた場合であっても、その回転振動による出力の変動を抑制することができる。

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１４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１５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１６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１４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１５の携帯電話機、図１６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１７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、発振器１０（振動子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、回転振動減衰モードとして１次および２次の回転振動モードを利用した場合を例に説明したが、本発明は、これに限定されず、基部の検出軸まわりの複数の回転振動モードのうち逆相となる任意の２つ以上を組み合わせて回転振動減衰モードとして利用することもできる。
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。
また、前述した実施形態では、駆動部および検出部がそれぞれ腕状をなす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、静電駆動方式や静電容量検出方式を用いる場合、駆動部や検出部が板状、櫛歯状等をなす部分を有していてもよい。

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 １０‥‥角速度センサー 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 (9)

1. 基部と、
   前記基部に接続されている振動部と、
   前記基部に接続されていて、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と、
   固定部と、
   前記固定部および前記基部に接続されている支持部と、
   前記検出部に電気的に接続されている検出回路と、を備え、
   前記検出回路は、検出周波数帯域の幅をｆ１［Ｈｚ］に設定されており、
   前記基部、前記振動部および前記検出部を含む質量部が、前記固定部の側の端部の変位方向と前記基部の側の端部の変位方向とが同方向である前記支持部の変形によって、前記固定部に対して前記検出軸まわりに回転振動する第１の回転振動モードの共振周波数がｆ２［Ｈｚ］であり、
   前記振動部の共振周波数と前記検出部の共振周波数の差である離調周波数がｆ３［Ｈｚ］であり、
   前記質量部が、前記固定部の側の端部の変位方向と前記基部の側の端部の変位方向とが逆方向である前記支持部の変形によって、前記固定部に対して前記検出軸まわりに回転振動する第２の回転振動モードの共振周波数がｆ４［Ｈｚ］であり、
   かつ、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４の関係、または、ｆ１＜ｆ２＜ｆ４＜ｆ３の関係を満たすことを特徴とする角速度センサー。
2. 前記第１の回転振動モードは、１次の回転振動モードであり、
   前記第２の回転振動モードは、２次の回転振動モードである請求項１に記載の角速度センサー。
3. ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４の関係を満たす請求項２に記載の角速度センサー。
4. １．３５≦ｆ３／ｆ２≦２．６の関係を満たす請求項２または３に記載の角速度センサー。
5. 前記１次の回転振動モードのＱ値が５以上１００以下である請求項２ないし４のいずれか１項に記載の角速度センサー。
6. ｆ１／ｆ２≦０．５の関係を満たす請求項２ないし５のいずれか１項に記載の角速度センサー。
7. ２≦ｆ４／ｆ２≦４の関係を満たす請求項２ないし６のいずれか１項に記載の角速度センサー。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の角速度センサーを備えていることを特徴とする電子機器。
9. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の角速度センサーを備えていることを特徴とする移動体。

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