JP7152498B2 - センサ素子及び角速度センサ - Google Patents

Description

本開示は、角速度の検出に利用されるセンサ素子及び当該センサ素子を有する角速度センサに関する。

角速度センサとして、いわゆる圧電振動式のものが知られている（例えば特許文献１及び２）。このセンサにおいては、圧電体に交流電圧を印加して圧電体を励振する。この励振されている圧電体が回転されると、回転速度（角速度）に応じた大きさで、励振方向と直交する方向にコリオリの力が生じ、このコリオリの力によっても圧電体は振動する。そして、このコリオリの力に起因する圧電体の変形に応じて生じる電気信号を検出することにより、圧電体の角速度を検出することができる。

特許文献１及び２では、上記のようなセンサの圧電体における新たな振動態様が提案されている。具体的には、圧電体は、直交座標系ｘｙｚのｘ軸方向を長さ方向としているフレームと、ｘ軸方向に互いに離れた位置にて前記フレームからｙ軸方向に互いに並列に延びている１対の駆動腕と、ｘ軸方向にて前記１対の駆動腕の中央となる位置において前記フレームからｙ軸方向に延びている検出腕とを有している。そして、１対の駆動腕は、ｘ軸方向において互いに逆側へ曲がるように励振される。これにより、フレームがｙ軸方向に撓み変形する振動が生じる。ひいては、検出腕がｙ軸方向へ変位する振動が生じる。センサがｚ軸回りに回転された場合においては、検出腕はコリオリの力によってｘ軸方向に振動する。センサがｘ軸回りに回転された場合においては、検出腕はコリオリの力によってｚ軸方向に振動する。

国際公開第２０１８／０２１１６６号 国際公開第２０１８／０２１１６７号

本開示の一態様に係るセンサ素子は、圧電体と、複数の励振電極と、１以上の第１検出電極と、１以上の第２検出電極と、２つの励振用端子と、第１検出用端子と、第２検出用端子と、複数の励振用配線部と、第１検出用配線部と、第２検出用配線部とを有している。前記圧電体は、フレームと、２つの駆動腕と、検出腕とを有している。前記フレームは、直交座標系ｘｙｚのｘ軸方向を長さ方向としている。前記２つの駆動腕は、ｘ軸方向に互いに離れた位置にて前記フレームからｙ軸方向に互いに延びている。前記検出腕は、ｘ軸方向にて前記２つの駆動腕の間において前記フレームからｙ軸方向に延びている。前記複数の励振電極は、前記２つの駆動腕をｘ軸方向に励振する配置で前記２つの駆動腕に位置している。前記１以上の第１検出電極及び前記１以上の第２検出電極は、前記検出腕がｘ軸方向又はｚ軸方向に振動したときに互いに正負が異なる電荷を取り出す配置で前記検出腕に位置している。前記複数の励振用配線部は、前記２つの励振用端子に交流電圧が印加されたときに前記２つの駆動腕がｘ軸方向において互いに逆側へ曲がって逆の位相で振動する接続関係で、前記複数の励振電極及び前記２つの励振用端子を接続している。前記第１検出用配線部は、前記第１検出電極と前記第１検出用端子とに接続されている。第２検出用配線部は、前記第２検出電極と前記第２検出用端子とに接続されている。前記第１検出用配線部の少なくとも一部と前記第２検出用配線部の少なくとも一部とが、前記フレーム上において前記フレームの長さ方向に前記フレームの長さの１／４以上に亘って延びている。

本開示の一態様に係る角速度センサは、上記のセンサ素子と、前記２つの励振用端子に交流電圧を印加する駆動回路と、前記第１検出用端子及び前記第２検出用端子からの信号を検出する検出回路と、を有している。

第１実施形態に係るセンサ素子の圧電体を示す斜視図である。 図２（ａ）は図１のセンサ素子の一部を拡大して示す斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のIIｂ－IIｂ線における断面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は図１のセンサ素子の励振に係る振動を説明するための模式図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は図１のセンサ素子の検出に係る振動を説明するための模式図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は図１のセンサ素子の検出用の配線を模式的に示す上面図及び上方から透視して示す下面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は比較例に係るセンサ素子の検出用の配線を模式的に示す上面図及び上方から透視して示す下面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は第２及び第３実施形態に係るセンサ素子の検出用の配線を模式的に示す上面図である。 第４実施形態に係るセンサ素子の圧電体を示す上面図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は図８のセンサ素子の励振に係る振動を説明するための模式図である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は図８のセンサ素子の検出に係る振動を説明するための模式図である。 図８のセンサ素子の検出用の配線を模式的に示す上面図である。 図８のセンサ素子の検出用の配線を模式的に示す上方から透視して示す下面図である。 第５実施形態に係るセンサ素子の検出用の配線を模式的に示す上面図である。 第６実施形態に係るセンサ素子の検出用の配線を模式的に示す上面図である。 第７実施形態に係るセンサ素子の検出用の配線を模式的に示す上面図である。 第８実施形態に係るセンサ素子の検出用の配線を模式的に示す上面図である。 図１７（ａ）は第９実施形態に係るセンサ素子の一部を拡大して示す斜視図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のXVIIｂ－XVIIｂ線における断面図である。 図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は図１７（ａ）のセンサ素子の検出に係る振動を説明するための模式図である。

本開示の実施形態に係るセンサ素子及び角速度センサの構成には、検出用の配線に係る構成及び作用を除いて、特許文献１及び２に記載のものを適用可能である。従って、特許文献１及び２の内容は、参照による引用（Incorporation by reference）がなされてよい。

以下、図面を参照して本開示に係る実施形態について説明する。以下の図面は、模式的なものである。従って、細部は省略されることがあり、また、寸法比率等は現実のものと必ずしも一致しない。また、複数の図面相互の寸法比率も必ずしも一致しない。

また、各図には、説明の便宜のために、直交座標系ｘｙｚを付している。直交座標系ｘｙｚは、センサ素子（圧電体）の形状に基づいて定義されている。すなわち、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、結晶の電気軸、機械軸及び光軸を示すとは限らない。センサ素子は、いずれの方向が上方又は下方として使用されてもよいものであるが、以下では、便宜上、ｚ軸方向の正側を上方として、上面又は下面等の用語を用いることがある。また、単に平面視という場合、特に断りがない限り、ｚ軸方向に見ることをいうものとする。

同一又は類似する構成については、「駆動腕７Ａ」、「駆動腕７Ｂ」のように、互いに異なるアルファベットの付加符号を付すことがあり、また、この場合において、単に「駆動腕７」といい、これらを区別しないことがある。

第２実施形態以降においては、基本的に、先に説明された実施形態との相違点のみについて説明する。特に言及がない点は、先に説明された実施形態の構成と同様とされてよい。また、複数の実施形態間において互いに対応する（同一又は類似する）構成については、形状等が異なっても共通の符号を付すことがある。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係るセンサ素子１の構成を示す斜視図である。ただし、この図では、センサ素子１の表面に設けられる導電層の図示は基本的に省略されている。

センサ素子１は、例えば、ｚ軸回りの角速度を検出する圧電振動式の角速度センサ５１（符号は図２（ｂ））を構成するものである。センサ素子１は、圧電体３を有している。圧電体３に電圧が印加されて圧電体３が振動している状態で、圧電体３が回転されると、コリオリの力による振動が圧電体３に生じる。このコリオリの力による振動によって生じる電気信号（例えば電圧又は電荷）を検出することによって角速度が検出される。具体的には、以下のとおりである。

（圧電体の形状）
圧電体３は、例えば、その全体が一体的に形成されている。圧電体３は、単結晶であってもよいし、多結晶であってもよい。また、圧電体３の材料は適宜に選択されてよく、例えば、水晶（ＳｉＯ_２）、ＬｉＴａＯ_３、ＬｉＮｂＯ_３、ＰＺＴ又はシリコンである。

圧電体３において、電気軸乃至は分極軸（以下、両者を代表して分極軸のみに言及することがある。）は、ｘ軸に一致するように設定されている。分極軸は、所定の範囲（例えば１５°以内）でｘ軸に対して傾斜していてもよい。また、圧電体３が単結晶である場合において、機械軸及び光軸は、適宜な方向とされてよい。例えば、機械軸はｙ軸方向、光軸はｚ軸方向とされている。

圧電体３は、例えば、全体として厚さ（ｚ軸方向）が一定にされている。また、圧電体３は、例えば、概略、ｙ軸に平行な不図示の対称軸に対して線対称の形状を有している。ただし、例えば、エッチングに対する圧電体３の異方性に起因する形状、配線の短絡の蓋然性を下げるための凹凸の存在などにより、細部は必ずしも線対称ではない。

圧電体３は、例えば、フレーム５と、フレーム５から延びている２つ（例えば１対、以下、１対の場合で説明する）の駆動腕７（７Ａ及び７Ｂ）並びに検出腕９と、フレーム５を支持している２つ（例えば１対、以下１対の場合で説明する）の実装腕１１とを有している。

１対の駆動腕７は、電圧（電界）が印加されることによって励振される部分である。検出腕９は、コリオリの力によって振動し、角速度に応じた電気信号を生成する部分である。フレーム５は、駆動腕７及び検出腕９の支持、及び駆動腕７から検出腕９への振動の伝達に寄与する部分である。実装腕１１は、不図示の実装基体（例えばパッケージの一部又は回路基板）へセンサ素子１を実装することに寄与する部分である。

フレーム５は、例えば、全体としてｘ軸方向を長手方向とする長尺形状であり、１対の実装腕１１に架け渡されている。フレーム５の両端は、１対の実装腕１１によって支持される被支持部となっている。フレーム５は、平面視において、両端が支持された梁のように撓み変形が可能となっている。

図示の例では、フレーム５は、その全体がｘ軸方向に直線状に延びる形状とされている。ただし、フレーム５は、これ以外の形状とされてもよい。例えば、フレーム５は、両端に屈曲部を有していてもよい。この場合、フレーム５の全長が長くなることなどから、フレーム５が撓み変形しやすくなる。

フレーム５の各種寸法は適宜に設定されてよい。例えば、フレーム５の幅（ｙ軸方向）及び厚さ（ｚ軸方向）は、いずれが他方よりも大きくてもよい。また、例えば、フレーム５は、平面視において撓み変形することが予定されているから、フレーム５の幅は、比較的小さくされてよい。例えば、フレーム５の幅は、圧電体３のうち後述する端子１３が設けられる部分（本実施形態では実装腕１１）の幅よりも小さくされてよい。また、例えば、フレーム５の長さ及び幅は、平面視における撓み変形の固有振動数が、駆動腕７の、電圧印加によって励振される方向における固有振動数に近くづくように、及び／又は検出腕９の、コリオリの力によって振動する方向における固有振動数に近づくように、調整されてよい。

フレーム５の長さＬ１は、例えば、フレーム５の一端から他端への長さ（フレーム５の２つの支持位置の一方から他方への長さ）とされてよい。図示の例では、長さＬ１は、－ｘ側の実装腕１１の＋ｘ側の側面から＋ｘ側の実装腕１１の－ｘ側の側面までの距離（最短距離）と同じである。フレーム５が屈曲部を有しているなど、フレーム５が直線状でない場合においては、長さＬ１は、フレーム５（より詳細にはその中心線）の経路に沿う長さとされてよい。

駆動腕７は、フレーム５からｙ軸方向に延びており、その先端は自由端とされている。従って、駆動腕７は、片持ち梁のように撓み変形が可能となっている。１対の駆動腕７は、ｘ軸方向に互いに離れた位置にて互いに並列（例えば平行）に延びている。１対の駆動腕７は、例えば、フレーム５の中央を通り、ｙ軸に平行な不図示の対称軸（検出腕９を参照）に対して線対称の位置に設けられている。

後述するように（図３（ａ）及び図３（ｂ））、１対の駆動腕７は、ｘ軸方向の励振によってフレーム５を平面視において撓み変形（振動）させることが意図されている。従って、例えば、１対の駆動腕７のフレーム５に対するｘ軸方向の位置は、１対の駆動腕７の振動によってフレーム５の撓み変形が大きくなるように適宜に設定されてよい。例えば、フレーム５のｘ軸方向における長さを３等分したときに、１対の駆動腕７は、両側の領域にそれぞれ位置している。

駆動腕７の具体的形状等は適宜に設定されてよい。例えば、駆動腕７は、長尺の直方体状とされている。すなわち、断面形状（ｘｚ平面）は矩形である。特に図示しないが、駆動腕７は、先端側部分において幅（ｘ軸方向）が広くなるハンマ形状とされていてもよい。１対の駆動腕７は、例えば、概略、互いに線対称の形状及び大きさとされている。従って、両者の振動特性は互いに同等である。ただし、例えば、不要振動を低減するために横断面の形状を調整する（例えば矩形に切り欠きを設けるなど）ことによって、１対の駆動腕７の形状は線対称でなくなることもある。

駆動腕７は、後述するように、ｘ軸方向において励振される。従って、駆動腕７は、その幅（ｘ軸方向）が大きくなると、励振方向（ｘ軸方向）における固有振動数が高くなり、その長さ（別の観点では質量）が大きくなると、励振方向における固有振動数は低くなる。駆動腕７の各種の寸法は、例えば、駆動腕７の励振方向における固有振動数が、意図した周波数に近くなるように設定されてよい。この場合に、意図した周波数が不要振動周波数（圧電体３のｚ軸方向において不要な振動が生じる周波数）から１ｋＨｚ以上離すように設定されるとよい。なぜなら、駆動腕７の励振時のフレーム動作のバランス崩れを低減できて、後述する検出腕９の意図しない振動を低減できるからである。

検出腕９は、フレーム５からｙ軸方向に延びており、その先端は自由端とされている。従って、検出腕９は、片持ち梁のように撓み変形が可能となっている。また、検出腕９は、１対の駆動腕７の間において、１対の駆動腕７に対して並列（例えば平行）に延びている。検出腕９は、例えば、フレーム５のｘ軸方向中央に位置し、及び／又は１対の駆動腕７の間の中央に位置している。

検出腕９の具体的形状等は適宜に設定されてよい。例えば、検出腕９は、長尺の直方体状とされている。すなわち、断面形状（ｘｚ平面）は矩形である。検出腕９は、先端側部分において幅（ｘ軸方向）が広くなるハンマ形状とされていてもよい（後述する図８の検出腕９Ａ及び９Ｂ参照）。

検出腕９は、後述するように、本実施形態においては、コリオリの力によってｘ軸方向に振動する。従って、検出腕９は、その幅（ｘ軸方向）が大きくなると、振動方向（ｘ軸方向）における固有振動数が高くなり、その長さ（別の観点では質量）が大きくなると、振動方向における固有振動数は低くなる。検出腕９の各種の寸法は、例えば、検出腕９の振動方向における固有振動数が、駆動腕７の励振方向における固有振動数に近くなるように設定されてよい。検出腕９の長さは、例えば、駆動腕７の長さと同等である。ただし、両者は異なっていてもよい。

１対の実装腕１１は、例えば、ｙ軸方向を長手方向とする形状に形成されている。図示の例では、実装腕１１は、横断面（ｘｚ断面）の形状が長さ方向（ｙ軸方向）に一定とされている。ただし、実装腕１１は、フレーム５との連結部において幅が狭くされているなど、長さ方向において横断面の形状が変化してもよい。実装腕１１の各種の寸法は適宜に設定されてよい。

（端子）
１対の実装腕１１の下面には、少なくとも４つの端子１３（１３Ａ～１３Ｄ）が設けられている。端子１３は、不図示の実装基体に設けられたパッドに対向し、その実装基体のパッドに対して半田乃至は導電性接着剤からなるバンプにより接着される。これにより、センサ素子１と実装基体との電気的な接続がなされ、また、センサ素子１（圧電体３）は、駆動腕７及び検出腕９が振動可能な状態で支持される。４つの端子１３は、例えば、１対の実装腕１１の両端に設けられている。

（励振電極及び検出電極）
図２（ａ）は、センサ素子１の一部を拡大して示す斜視図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のIIｂ－IIｂ線における断面図である。

センサ素子１は、駆動腕７に電圧を印加するための励振電極１５（１５Ａ及び１５Ｂ）と、検出腕９に生じた信号を取り出すための検出電極１７（１７Ａ及び１７Ｂ）とを有している。これらは、圧電体３の表面に形成された導体層によって構成されている。導体層の材料は、例えば、Ｃｕ，Ａｌ等の金属である。

励振電極１５及び検出電極１７の付加符号Ａ、Ｂは、直交座標系ｘｙｚに基づいて付されている。従って、後述するように、一の駆動腕７の励振電極１５Ａと、他の駆動腕７の励振電極１５Ａとは同電位とは限らない。励振電極１５Ｂについても同様である。検出腕９が複数本設けられる態様（後述する実施形態）において、検出電極１７Ａ及び１７Ｂについても同様である。

励振電極１５Ａは、各駆動腕７において、上面及び下面（ｚ軸方向の両側に面する、例えば１対の面）それぞれに設けられている。また、励振電極１５Ｂは、各駆動腕７において、例えば１対の側面（ｘ軸方向の両側に面する１対の面）それぞれに設けられている。

後述する実施形態においては、フレーム５からｙ軸方向の負側に延びる駆動腕７が設けられることがある。そのような駆動腕７においても、励振電極１５の付加符号Ａは、上面及び下面に対応し、励振電極１５の付加符号Ｂは、側面に対応するものとする。

各駆動腕７の上下左右の各面において、励振電極１５は、例えば、各面の大部分を覆うように形成されている。ただし、励振電極１５Ａ及び１５Ｂは、互いに短絡しないように、少なくとも一方（本実施形態では励振電極１５Ａ）が各面よりも幅方向において小さく形成されている。また、駆動腕７の根元側及び先端側の一部も、励振電極１５の非配置位置とされてよい。

各駆動腕７において、２つの励振電極１５Ａは互いに同電位とされる。また、各駆動腕７において、２つの励振電極１５Ｂは互いに同電位とされる。同電位とされるべき励振電極１５同士は、例えば、互いに接続されている。

励振電極１５Ａと励振電極１５Ｂとの間に電圧を印加すると、例えば、駆動腕７においては、上面から１対の側面（ｘ軸方向の両側）に向かう電界及び下面から１対の側面に向かう電界が生じる。一方、分極軸は、ｘ軸方向に一致している。従って、電界のｘ軸方向の成分に着目すると、駆動腕７のうちｘ軸方向の一方側部分においては電界の向きと分極軸の向きは一致し、他方側部分においては電界の向きと分極軸の向きは逆になる。

その結果、駆動腕７のうちｘ軸方向の一方側部分はｙ軸方向において収縮し、他方側部分はｙ軸方向において伸長する。そして、駆動腕７は、バイメタルのようにｘ軸方向の一方側へ湾曲する。励振電極１５Ａ及び１５Ｂに印加される電圧が逆にされると、駆動腕７は逆方向に湾曲する。このような原理により、交流電圧が励振電極１５Ａ及び１５Ｂに印加されると、駆動腕７はｘ軸方向において振動する。

特に図示しないが、駆動腕７の上面及び／又は下面に、駆動腕７の長手方向に沿って延びる１以上の凹溝（当該凹溝は複数の凹部が駆動腕７の長手方向に配列されて構成されてもよい）が設けられ、励振電極１５Ａは、この凹溝内に亘って設けられてもよい。この場合、励振電極１５Ａと励振電極１５Ｂとが凹溝の壁部を挟んでｘ軸方向において対向することになり、励振の効率が向上する。

１対の駆動腕７においては、駆動腕７Ａの励振電極１５Ａと駆動腕７Ｂの励振電極１５Ｂとが同電位とされ、駆動腕７Ａの励振電極１５Ｂと駆動腕７Ｂの励振電極１５Ａとが同電位とされる。同電位とされるべき励振電極１５同士は、例えば、互いに接続されている。

このような接続関係において励振電極１５Ａと励振電極１５Ｂとの間に交流電圧を印加すると、１対の駆動腕７は、互いに逆の位相の電圧が印加されることになる。その結果、１対の駆動腕７は、ｘ軸方向において互いに逆向きに撓み変形するように振動する。

検出電極１７は、本実施形態では、励振電極１５と同様の構成とされている。すなわち、検出電極１７Ａは、検出腕９において、上面及び下面（ｚ軸方向の両側に面する、例えば１対の面）それぞれに設けられている。また、検出電極１７Ｂは、検出腕９において、１対の側面（ｘ軸方向の両側に面する、例えば１対の面）それぞれに設けられている。２つの検出電極１７Ａ同士は互いに接続され、また、２つの検出電極１７Ｂ同士は互いに接続されている。

励振電極１５と同様に、検出電極１７においても、付加符号Ａは上面及び下面に対応し、付加符号Ｂは側面に対応している。上述した励振電極１５の駆動腕７における広さ及び配置位置についての説明は、検出電極１７の検出腕９における広さ及び配置位置に援用されてよい。また、検出腕９においても、上面及び／又は下面に凹溝が形成されてよい。

検出腕９がｘ軸方向に撓み変形すると、駆動腕７の励振とは逆の原理により、検出電極１７Ａと検出電極１７Ｂとの間に電圧が生じる。換言すれば、検出電極１７Ａ及び１７Ｂは、互いに正負（極性）が異なる電荷（別の観点では電位又は信号）を検出腕９から取り出す。検出腕９がｚ軸方向に振動すると、検出電極１７に付与される電圧は交流電圧として検出される。

（配線部（概要））
センサ素子１は、複数の端子１３のうち少なくとも２つ（本実施形態では４つの端子１３のうち２つ）及び複数の励振電極１５を相互に接続する複数の励振用配線部１９と、複数の端子１３のうち他の少なくとも２つ（本実施形態では４つのうち他の２つ）及び複数の検出電極１７を相互に接続する複数の検出用配線部２１と、を有している。

より詳細には、複数の励振用配線部１９の一部は、複数の励振電極１５Ａ及び４つの端子１３のうち一つを相互に接続している。また、複数の励振用配線部１９の残りは、複数の励振電極１５Ｂ及び４つの端子１３のうち他の一つを相互に接続している。複数の検出用配線部２１の一部は、複数の検出電極１７Ａ及び４つの端子１３のうち更に他の一つを相互に接続している。また、複数の検出用配線部２１の残りは、複数の検出電極１７Ｂ及び４つの端子１３のうち残りの一つを相互に接続している。

複数の励振用配線部１９及び複数の検出用配線部２１は、圧電体３の表面に形成された導体層によって構成されている。導体層の材料は、例えば、Ｃｕ，Ａｌ等の金属である。また、これらの配線部は、励振電極１５及び検出電極１７の材料と同一の材料によって構成されてよい。

複数の励振用配線部１９及び複数の検出用配線部２１は、圧電体３の種々の部分の上面、下面及び／又は側面において適宜に配されることによって、その全体が圧電体３の表面に設けられる態様で、互いに短絡することなく、上述した接続を実現可能である。ただし、圧電体３上に位置する配線部の上に絶縁層を設け、その上に他の配線部を設けることによって、立体交差部が形成されても構わない。

また、圧電体３には、外部から基準電位が付与される基準電位用の１以上の端子１３と、この基準電位用の端子１３に接続される基準電位配線２０（図２（ａ）に２点鎖線で示す）とが設けられていてもよい。基準電位用の端子１３は、励振用配線部１９及び検出用配線部２１と接続される上記４つの端子１３とは別の不図示の端子であり、例えば、実装腕１１の下面の適宜な位置に設けられてよい。

基準電位配線２０は、例えば、励振用配線部１９と検出用配線部２１との間に位置している部分を有している。より具体的には、例えば、基準電位配線２０の一部は、フレーム５の上面及び／又は下面において、１つ以上（図示の例では２つ）の励振用配線部１９と、１つ以上（図示の例では２つ）の検出用配線部２１との間で、フレーム５の長手方向に沿って（例えば平行に）に延びている。

励振用配線部１９と検出用配線部２１との間に基準電位配線２０を設けることにより、例えば、基準電位配線２０がシールドとして機能し、励振用配線部１９を流れる駆動信号が、検出用配線部２１を流れる検出信号に及ぼす影響を低減できる。その結果、検出精度が向上する。別の観点では、励振用配線部１９と検出用配線部２１とを近接配置することができる。

（駆動回路及び検出回路）
図２（ｂ）に示すように、角速度センサ５１は、励振電極１５に電圧を印加する駆動回路１０３と、検出電極１７からの電気信号を検出する検出回路１０５とを有している。

駆動回路１０３は、例えば、発振回路や増幅器を含んで構成されており、所定の周波数の交流電圧を２つの端子１３を介して励振電極１５Ａと励振電極１５Ｂとの間に印加する。周波数は、角速度センサ５１内にて予め定められていてもよいし、外部の機器等から指定されてもよい。

検出回路１０５は、例えば、増幅器や検波回路を含んで構成されており、２つの端子１３を介して検出電極１７Ａと検出電極１７Ｂとの電位差を検出し、その検出結果に応じた電気信号を外部の機器等に出力する。より具体的には、例えば、上記の電位差は、交流電圧として検出され、検出回路１０５は、検出した交流電圧の振幅に応じた信号を出力する。この振幅に基づいて角速度が特定される。また、検出回路１０５は、駆動回路１０３の印加電圧と検出した電気信号との位相差に応じた信号を出力する。この位相差に基づいて回転の向きが特定される。

駆動回路１０３及び検出回路１０５は、全体として制御回路１０７を構成している。制御回路１０７は、例えば、チップＩＣ（Integrated Circuit）によって構成されており、センサ素子１が実装される回路基板又は適宜な形状の実装基体に実装されている。

（角速度センサの動作）
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、圧電体３の励振を説明するための模式的な平面図である。両図は、励振電極１５に印加されている交流電圧の位相が互いに１８０°ずれている。

上述のように、駆動腕７Ａ及び７Ｂは、励振電極１５に交流電圧が印加されることによってｘ軸方向において互いに逆向きに変形するように互いに逆の位相で励振される。このとき、図３（ａ）に示すように、１対の駆動腕７が互いにｘ軸方向の外側（１対の駆動腕７が互いに離れる側）に撓むと、その曲げモーメントがフレーム５に伝わり、フレーム５はｙ軸方向の正側へ撓む。その結果、検出腕９がｙ軸方向の正側へ変位する。逆に、図３（ｂ）に示すように、１対の駆動腕７が互いにｘ軸方向の内側（１対の駆動腕７が互いに近づく側）に撓むと、その曲げモーメントがフレーム５に伝わり、フレーム５はｙ軸方向の負側へ変位する。その結果、検出腕９がｙ軸方向の負側へ変位する。従って、１対の駆動腕７が励振されることによって、検出腕９がｙ軸方向において振動することになる。

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、コリオリの力による検出腕９の振動を説明するための模式的な斜視図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、図３（ａ）及び図３（ｂ）の状態に対応している。この図では、駆動腕７及びフレーム５の変形については図示が省略されている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して説明したように圧電体３が振動しているとする。この状態で、センサ素子１がｚ軸回りに回転されると、検出腕９は、ｙ軸方向に振動（変位）していることから、コリオリの力によって回転軸（ｚ軸）と振動方向（ｙ軸）とに直交する方向（ｘ軸方向）において振動（変形）する。この変形によって生じる信号（例えば電圧）は、上述のように検出電極１７によって取り出される。コリオリの力（ひいては検出される信号の電圧）は、角速度が大きいほど大きくなる。これにより、角速度が検出される。

（検出用配線部）
図５（ａ）は、検出用配線部２１を模式的に示す上面図（＋ｚ側の面を示す図）である。図５（ｂ）は、検出用配線部２１を模式的に示す下面図（－ｚ側の面を示す図）である。ただし、図５（ｂ）は、上方（＋ｚ側）からセンサ素子１を透視してセンサ素子１の下面を示している。

これらの図では、圧電体３、検出電極１７、検出用配線部２１及び端子１３が模式的に示されている。既述のように、検出電極１７、検出用配線部２１及び検出用配線部２１に接続される端子１３は、電位の観点から２組に分けられる。この電位が互いに異なる組み合わせについては、互いに異なるハッチングを付している。

また、図５（ａ）では、基準電位配線２０を設けた場合の当該配線の少なくとも一部の位置の例も２点鎖線で示されている。基準電位配線２０の、検出用配線部２１とは反対側には、ここでは不図示の励振用配線部１９が位置してよい。後述する他の実施形態における図５（ａ）に相当する他の図面においても同様である。

複数の検出用配線部２１のうち、一方の電位に係るものを「第１配線部２１Ｐ」と呼称する。複数の検出用配線部２１のうち、他方の電位に係るものを「第２配線部２１Ｎ」と呼称する。第１配線部２１Ｐは、例えば、検出電極１７と端子１３とを接続する検出用配線部２１と、検出電極１７同士を接続する検出用配線部２１とを含んでいる。換言すれば、第１配線部２１Ｐは、検出電極１７によって分けられた複数の部位を含む。第２配線部２１Ｎについても同様である。

また、フレーム５のうち、検出腕９よりもフレーム５の長手方向の一方側（－ｘ側）の部分を「第１部位５ａ」と呼称する。フレーム５のうち、検出腕９よりもフレーム５の長手方向の他方側（＋ｘ側）の部分を「第２部位５ｂ」と呼称する。第１部位５ａ及び第２部位５ｂの構成は、概略、検出腕９に対して線対称である。

既述のように、検出電極１７Ａ同士は互いに接続され、検出電極１７Ｂ同士は互いに接続されている。図示の例では、検出電極１７Ａ同士は、第２配線部２１Ｎのうち検出腕９の先端に位置する部分によって互いに接続されている。検出電極１７Ｂ同士は、第１配線部２１Ｐのうちフレーム５の検出腕９の根本周辺に位置する部分によって互いに接続されている。検出電極１７同士を接続する検出用配線部２１の検出腕９に対する位置関係（先端側か根本側か）は、図示の例とは逆であっても構わない。

第１配線部２１Ｐは、検出腕９の根元付近からフレーム５の長さ方向の一方側（－ｘ側）へ、フレーム５に沿って延びている部分を有している。同様に、第２配線部２１Ｎは、検出腕９の根元付近からフレーム５の長さ方向の一方側（－ｘ側）へ、フレーム５に沿って延びている部分を有している。すなわち、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎは、フレーム５において、検出腕９に対して互いに同一側へ延びている。同一側は、図示の例とは逆に、＋ｘ側であっても構わない。別の観点では、両配線部は、少なくとも一部がフレーム５上においてフレーム５の長さ方向に並列に延びている。並列に延びている長さは、図示の例では、フレーム５の長さの１／２よりも若干短い長さであり、換言すれば、フレーム５の長さの１／４以上である。第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎは、フレーム５の端部まで延びた後、実装腕１１上を延びて端子１３Ａ及び１３Ｃに接続されている。

第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎの第１部位５ａ（又は第２部位５ｂ。以下、同様。）における形状及び幅等は適宜に設定されてよい。例えば、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎは、第１部位５ａの全長又は８割以上に亘って、一定の幅で直線状に延びている。また、第１部位５ａにおける幅は、例えば、第１配線部２１Ｐと第２配線部２１Ｎとで同一である。ただし、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎは、第１部位５ａをその長手方向に延びている過程において曲がってもよいし、幅が変化してもよいし、互いに幅が異なっていてもよい。

以上のとおり、本実施形態では、センサ素子１は、圧電体３と、複数の励振電極１５と、複数の検出電極１７と、複数の端子１３と、複数の励振用配線部１９と、第１及び第２検出用配線部（第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎ）とを有している。圧電体３は、フレーム５と、１対の駆動腕７と、検出腕９とを有している。フレーム５は、直交座標系ｘｙｚのｘ軸方向を長さ方向としている。１対の駆動腕７は、ｘ軸方向に互いに離れた位置にてフレーム５からｙ軸方向に互いに並列に延びている。検出腕９は、ｘ軸方向にて１対の駆動腕７の中央となる位置においてフレーム５からｙ軸方向に延びている。複数の励振電極１５は、１対の駆動腕７をｘ軸方向に励振する配置で１対の駆動腕７に位置している。検出電極１７Ａ及び１７Ｂは、検出腕９がｘ軸方向又はｚ軸方向（本実施形態ではｘ軸方向）に振動したときに互いに正負が異なる電荷を取り出す配置で検出腕９に位置している。複数の励振用配線部１９は、２つの励振用端子（図５（ｂ）では１３Ｂ及び１３Ｄ）に交流電圧が印加されたときに１対の駆動腕７がｘ軸方向において互いに逆側へ曲がって逆の位相で振動する接続関係で、複数の励振電極１５及び２つの端子１３Ｂ及び１３Ｄを接続している。第１配線部２１Ｐは、１以上の第１検出電極（図示の例では検出電極１７Ｂ）と第１検出用端子（図示の例では端子１３Ａ）とに接続されている。第２配線部２１Ｎは、１以上の第２検出電極（図示の例では検出電極１７Ａ）と第２検出用端子（図示の例では端子１３Ｃ）とに接続されている。第１配線部２１Ｐの少なくとも一部と第２配線部２１Ｎの少なくとも一部とは、フレーム５上（第１部位５ａ上）においてフレーム５の長さ方向にフレーム５の長さの１／４以上の長さに亘って並列に延びている。

従って、例えば、検出精度を向上させることができる。具体的には、以下のとおりである。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、比較例に係るセンサ素子１０１の検出用配線部２１を模式的に示す、図５（ａ）及び図５（ｂ）に相当する図である。

センサ素子１０１においては、実施形態とは異なり、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎは、フレーム５において、検出腕９に対して互いに反対方向へ延びている。この相違に伴い、第２配線部２１Ｎに接続される端子１３も実施形態とは異なっている。特に図示しないが、励振用配線部１９の配置及び励振用配線部１９に接続される端子１３も実施形態とは異なっている。

センサ素子１０１では、実施形態のセンサ素子１と同様に、フレーム５がｙ軸方向に撓み変形する。この撓み変形に伴って、フレーム５の上面においては電荷が生じる。この電荷は、第１部位５ａと第２部位５ｂとで正負及び／又は大きさが互いに異なる。例えば、本実施形態のように１対の駆動腕７がｘ軸方向において線対称に駆動されるようにセンサ素子１が構成されている場合においては、概略、第１部位５ａ及び第２部位５ｂに生じる電荷は、正負が互いに逆であり、また、概ね同等の大きさ（絶対値）となることが多い。以下の説明でも、この場合を例に取る。

そして、第１部位５ａに生じた電荷は、第１部位５ａに位置する第１配線部２１Ｐに付与される。第２部位５ｂに生じた電荷は、第２部位５ｂに位置する第２配線部２１Ｎに付与される。従って、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎには、フレーム５から電圧が印加されることになる。

その結果、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎに接続されている２つの端子１３（図６（ｂ）では１３Ａ及び１３Ｂ）の間の電圧は、検出電極１７によって検出された電圧に対して、フレーム５から配線部に印加された電圧が重畳されたものとなる。これにより、２つの端子１３の間の電圧は、検出されるべき電圧よりも大きい、又は小さいものとなる。すなわち、検出電極１７からの検出信号にノイズが混入し、センサ素子１の検出精度が低下する。

一方、実施形態に係るセンサ素子１では、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎは、いずれも第１部位５ａに位置しており、第２部位５ｂに位置していない。従って、フレーム５から両配線部に付与される電荷は正負が同一のものである。そして、この電荷によって、両配線部の電位は、共に上昇し、又は共に降下する。すなわち、フレーム５に生じた電荷によって両配線部に印加される電圧は、生じないか、比較例に比較して低減される。その結果、検出電極１７からの検出信号に混入されるノイズが低減され、センサ素子１の検出精度が向上する。

第１実施形態の構成及び効果の一部については、比較例との比較よりも、第２実施形態との比較において説明した方が理解しやすい。従って、後述する第２実施形態の説明では、第１実施形態の構成及び効果についても補足する。

実施形態では、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎは、フレーム５の上面及び下面のうち上面のみに位置した。ただし、両配線部は、フレーム５の下面に位置していてもよい。また、上面と下面とに生じる電位の正負は同一である場合が多い。従って、両配線部は、上面及び下面に少なくとも一部が分かれて配置されていても構わない。後述する実施形態においても同様である。

検出腕９の根本周辺においては、検出用配線部２１が錯綜することによって、意図せずに第１配線部２１Ｐと第２配線部２１Ｎとがフレーム５の長さ方向に沿って並走している可能性がある。ただし、そのような検出腕９の根本周辺のみにおける並走は、フレーム５の長さの１／４以上に亘ることはないと考えられる。

以上の第１実施形態において、検出電極１７Ｂは第１（又は第２）検出電極の一例である。検出電極１７Ａは第２（又は第１）検出電極の一例である。第１配線部２１Ｐは第１（又は第２）検出用配線部の一例である。第２配線部２１Ｎは第２（又は第１）検出用配線部の一例である。端子１３Ａは第１（又は第２）検出用端子の一例である。端子１３Ｃは第２（又は第１）検出用端子の一例である。端子１３Ｂ及び１３Ｄは励振用端子の一例である。

［第２実施形態］
図７（ａ）は、第２実施形態に係るセンサ素子２０１の検出用配線部２１を模式的に示す、図５（ａ）に相当する図（上面図）である。センサ素子２０１の下面図は、比較例に係る図６（ｂ）と同様である。

センサ素子２０１は、比較例に係るセンサ素子１０１において、第２配線部２１Ｎの構成を変更したものとなっている。具体的には、第２配線部２１Ｎは、センサ素子１０１の第２配線部２１Ｎに相当する配線本体２１ａに対して、調整用配線２１ｂを追加した構成とされている。

配線本体２１ａは、第２配線部２１Ｎ（又は第１配線部２１Ｐ）において、一端が検出電極１７に接続されており、他端が他の検出電極１７又は端子１３に接続されている部分である。すなわち、配線本体２１ａは、検出電極１７から検出回路１０５への検出信号の伝達経路を構成している。一方、調整用配線２１ｂは、第２配線部２１Ｎ（又は第１配線部２１Ｐ）において、一端が直接又は間接に検出電極１７に接続されており、他端が開放端とされている部分である。すなわち、調整用配線２１ｂは、検出電極１７から検出回路１０５への検出信号の伝達経路を直接には構成していない。

後述の種々の実施形態から理解されるように、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎそれぞれにおいて、配線本体２１ａは複数設けられてよく、また、調整用配線２１ｂも複数設けられてよい。複数の配線本体２１ａは、一部が互いに共用されていてもよい。調整用配線２１ｂの一端は、直接に検出電極１７に接続されていてもよいし、配線本体２１ａ又は端子１３を介して検出電極１７に接続されていてもよい。配線の屈曲の態様等によって、調整用配線２１ｂの中途から配線本体２１ａが延びているように見えても、検出電極１７から端子１３までが配線本体２１ａである。また、調整用配線２１ｂの他端が開放端とされているということは、換言すれば、当該他端は、端子１３等に接続されていないということである。

第２配線部２１Ｎの配線本体２１ａは、比較例と同様に、検出腕９の根本周辺からフレーム５の長手方向に延びる方向が、第１配線部２１Ｐ（その配線本体２１ａ）と逆方向となっている。一方、第２配線部２１Ｎの調整用配線２１ｂは、検出腕９の根本周辺からフレーム５の長手方向に延びる方向が、第１配線部２１Ｐと同一方向となっている。換言すれば、第１配線部２１Ｐの配線本体２１ａ及び第２配線部２１Ｎの調整用配線２１ｂは、いずれも第１部位５ａに位置している。

調整用配線２１ｂの形状及び寸法等は適宜に設定されてよい。例えば、調整用配線２１ｂは、第１部位５ａの全長又は８割以上に亘って、一定の幅で直線状に延びている。また、調整用配線２１ｂの第１部位５ａにおける幅は、例えば、第１配線部２１Ｐ及び／又は第２配線部２１Ｎの配線本体２１ａの幅と同一である。ただし、調整用配線２１ｂは、第１部位５ａの全長の８割未満であってもよいし、第１部位５ａをその長手方向に延びている過程において曲がってもよいし、幅が変化してもよいし、幅が第１配線部２１Ｐ及び／又は第２配線部２１Ｎの幅と異なっていてもよい。さらに、調整用配線２１ｂは、フレーム５又は実装腕１１等において折り返すように延びていてもよい。

図示の例とは逆に、第２配線部２１Ｎが第１部位５ａに調整用配線２１ｂを有するのではなく、第１配線部２１Ｐが第２部位５ｂに調整用配線２１ｂを有していてもよい。

以上の構成によっても、上述したフレーム５に生じる電荷の影響を低減する効果を得ることができる。具体的には、本実施形態の第２配線部２１Ｎにおいては、第２部位５ｂに位置する配線本体２１ａに付与される電荷と、第１部位５ａに位置する調整用配線２１ｂに付与される電荷とは正負が逆になる。その結果、両電荷の少なくとも一部は第２配線部２１Ｎにおいて相殺される。例えば、第２配線部２１Ｎにおいて全ての電荷が相殺されたと仮定すると、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎの間の電圧は、第１配線部２１Ｐに付与された電荷のみによって生じる。一方、比較例においては、既述のように、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎに付与された互いに正負が異なる電荷によって両配線部に電圧が印加される。従って、本実施形態では、比較例に比較して、フレーム５の撓み変形に起因して第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎに印加される電圧（ノイズ）が低減される。

上記の効果について、説明を簡単にするための仮定を置いて更に検討する。図６（ａ）に示すように、第１部位５ａ及び第２部位５ｂそれぞれの長手方向の長さをＬａとする。第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎが第１部位５ａ又は第２部位５ｂを延びる長さも同様にＬａであるとする。第１部位５ａ及び第２部位５ｂにおいて生じる電荷は、正負が逆で大きさが互いに同一であるものとする。検出用配線部２１が第１部位５ａ又は第２部位５ｂにおいてｘ軸方向に延びる長さが同一であれば、同一の大きさ（絶対値）の電荷が付与されるものとする。以下の種々の説明では、便宜上、正確性を無視して、この仮定の下で説明を行うことがある。

上記のように仮定すると、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎの間に生じる電荷の差の大きさは、両配線部の第１部位５ａ及び第２部位５ｂにおける長さの比較から特定し、かつ長さＬａで代替して考えることができる。例えば、第１配線部２１Ｐについて、第１部位５ａにおける長さから第２部位５ｂにおける長さを引いた第１長さＬＰと、第２配線部２１Ｎについて、第１部位５ａにおける長さから第２部位５ｂにおける長さを引いた第２長さＬＮとを考える。ＬＰとＬＮとの差が０であれば、第１配線部２１Ｐと第２配線部２１Ｎとで付与された電荷に差は無く、両者の間に電圧（ノイズ）は生じない。ＬＰとＬＮとの差の絶対値が大きければ、両配線部の間に生じる電圧は大きくなる。

例えば、比較例（図６（ａ））においては、第１配線部２１Ｐについて、第１部位５ａにおける長さ（Ｌａ）から第２部位５ｂにおける長さ（０）を引いた長さＬＰはＬａである。第２配線部２１Ｎについて、第１部位５ａにおける長さ（０）から第２部位５ｂにおける長さ（Ｌａ）を引いた長さＬＰは－Ｌａである。従って、長さＬＰとＬＮとの差は、（Ｌａ－（－Ｌａ））＝２Ｌａとなる。

また、例えば、第１実施形態（図５（ａ））においては、第１配線部２１Ｐについて、第１部位５ａにおける長さ（Ｌａ）から第２部位５ｂにおける長さ（０）を引いた長さＬＰはＬａである。第２配線部２１Ｎについて、第１部位５ａにおける長さ（Ｌａ）から第２部位５ｂにおける長さ（０）を引いた長さＬＰはＬａである。従って、長さＬＰとＬＮとの差は、（Ｌａ－Ｌａ）＝０となる。

また、例えば、第２実施形態（図７（ａ））においては、第１配線部２１Ｐについて、第１部位５ａにおける長さ（Ｌａ）から第２部位５ｂにおける長さ（０）を引いた長さＬＰはＬａである。第２配線部２１Ｎについて、第１部位５ａにおける長さ（配線本体２１ａの長さＬａ）から第２部位５ｂにおける長さ（調整用配線２１ｂの長さＬａ）を引いた長さＬＰは０である。従って、長さＬＰとＬＮとの差は、Ｌａ－０＝Ｌａとなる。

従って、上記の仮定の下では、第１実施形態では、フレーム５から第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎに付与される電圧（ノイズ）は全てキャンセルされる。また、第２実施形態では、比較例に比較して、フレーム５から第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎに付与される電圧は半分にされる。

以上のとおり、本実施形態においても、第１検出用配線部（第１配線部２１Ｐ）の少なくとも一部と、第２検出用配線部（第２配線部２１Ｎ）の少なくとも一部とが、フレーム５上においてフレーム５の長さ方向にフレーム５の長さの１／４以上に亘って並列に延びている。従って、第１実施形態と同様の効果が奏される。例えば、フレーム５から第１配線部２１Ｐに付与される電荷と、フレーム５から第２配線部２１Ｎに付与される電荷との差を低減して、フレーム５の撓み変形に起因するノイズを低減することができる。

また、本実施形態では、第１検出用配線部（第１配線部２１Ｐ）は、第１配線本体（配線本体２１ａ）を有している。第１配線部２１Ｐの配線本体２１ａは、一端が第１検出電極（検出電極１７Ｂ）に接続されており、他端が他の第１検出電極（他の検出電極１７Ｂ）又は第１検出用端子（図６（ｂ）の端子１３Ａ参照）に接続されている。第２検出用配線部（第２配線部２１Ｎ）は、第２配線本体（配線本体２１ａ）と、調整用配線２１ｂとを有している。第２配線部２１Ｎの配線本体２１ａは、一端が第２検出電極（検出電極１７Ａ）に接続されており、他端が他の第２検出電極（他の検出電極１７Ａ）又は第２検出用端子（図６（ｂ）の端子１３Ｂ参照）に接続されている。調整用配線２１ｂは、一端が検出電極１７Ａ、第２配線部２１Ｎの配線本体２１ａ又は端子１３Ｂに接続されており、他端が開放端とされている。第１配線部２１Ｐの配線本体２１ａの少なくとも一部と、第２配線部２１Ｎの調整用配線２１ｂの少なくとも一部とが、フレーム５上においてフレーム５の長さ方向に並列に延びている。

従って、例えば、比較例（図６（ａ））、第１実施形態（図５（ａ））及び本実施形態（図７（ａ））の比較から理解されるように、本実施形態では、比較例に対して、配線本体２１ａの位置、及び／又は各種の電極と複数の端子１３との接続関係を変更する必要性が低減される。従って、例えば、初期設計に対して大きな変更を加えることなく、調整用配線２１ｂを追加する簡便な方法で、フレーム５の撓み変形に起因するノイズを低減することができる。また、例えば、調整用配線２１ｂの長さ（別の観点では開放端の位置）は任意であるから、フレーム５の撓み変形に起因するノイズの実測値に基づいて調整用配線２１ｂの長さを調整し、ノイズ低減の効果を向上させることができる。

また、本実施形態では、第１検出用配線部（第１配線部２１Ｐ）のうちフレーム５上においてフレーム５の長手方向へ延びる部分は、検出腕９の根本側から第１部位５ａ側へのみ延びている。第２検出用配線部（第２配線部２１Ｎ）のうちフレーム５上においてフレーム５の長手方向へ延びる部分は、検出腕９の根本側から第１部位５ａ側及び第２部位５ｂ側の双方へ延びている。

この場合、例えば、第１部位５ａ及び第２部位５ｂのいずれに生じた電荷も検出用配線部２１を介して外部へ逃がすことができる。従って、第１部位５ａ及び第２部位５ｂの電荷が、検出腕９又は駆動腕７の周辺において、意図していない電界を形成する蓋然性を低下させることができる。また、例えば、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎが第１部位５ａ側へのみ延びている態様（第１実施形態）に比較して、第１部位５ａに位置する検出用配線部２１の面積と第２部位５ｂに位置する検出用配線部２１の面積とを近づけやすい。その結果、例えば、検出用配線部２１がフレーム５の剛性に及ぼす影響を第１部位５ａ及び第２部位５ｂとで近づけることが容易である。

（第１実施形態の説明の補足）
第１実施形態では、第２実施形態とは異なり、第１配線本体（第１配線部２１Ｐの配線本体２１ａ）の少なくとも一部と、第２配線本体（第２配線部２１Ｎの配線本体２１ａ）の少なくとも一部とが、フレーム５上においてフレーム５の長さ方向に並列に延びている。

この場合、例えば、配線本体２１ａ自体の構成によってフレーム５の撓み変形に起因するノイズを低減するから、フレーム５上における検出用配線部２１の面積を低減しやすい。

また、第１実施形態では、第１検出用配線部（第１配線部２１Ｐ）は、第１部位５ａ及び第２部位５ｂのうち少なくとも第１部位５ａに位置している。第２検出用配線部（第２配線部２１Ｎ）は、第１部位５ａ及び第２部位５ｂのうち少なくとも第１部位５ａに位置している。第１配線部２１Ｐの第１部位５ａにおける長さ（Ｌａ）から第１配線部２１Ｐの第２部位５ｂにおける長さ（０）を引いた第１長さ（ＬＰ＝Ｌａ－０）と、第２配線部２１Ｎの第１部位５ａにおける長さ（Ｌａ）から第２配線部２１Ｎの第２部位５ｂにおける長さ（０）を引いた第２長さ（ＬＮ＝Ｌａ－０）との差が第１部位５ａの長さＬａの半分以下（０）である。

従って、既述のように、第１実施形態は、比較例に対してだけでなく、第２実施形態に対してもフレーム５の撓み変形に起因するノイズを低減することができる。上記における検出用配線部２１の長さは、例えば、検出用配線部２１の中心線上の長さとされてよく、また、ｘ軸方向に延びる長さだけでなく、ｙ軸方向に延びる長さも含めてよい。既述のように、検出腕９の根本周辺において検出用配線部２１が錯綜することによって、比較例（図６（ａ））においても、意図せずに第１長さＬＰ及び第２長さＬＮの差が縮小されることがある。ただし、このような錯綜による縮小では、当該差が長さＬａの半分以下になることはないと考えられる。

また、第１実施形態では、第１検出用配線部（第１配線部２１Ｐ）及び第２検出用配線部（第２配線部２１Ｎ）のいずれにおいても、フレーム５上においてフレーム５の長手方向へ延びる部分は、検出腕９の根本側から第１部位５ａ側へのみ延びている。

この場合、例えば、調整用配線２１ｂの数を少なく、又は調整用配線２１ｂを無くすことができる。すなわち、簡素な構成で、上記の第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差を長さＬａの半分以下とすることができる。

第２実施形態及び後述の第３実施形態においては、第１実施形態とは異なり、端子１３Ｂは第２（又は第１）検出用端子の一例である（図６（ｂ）参照）。端子１３Ｃ及び１３Ｄは励振用端子の一例である。

［第３実施形態］
図７（ｂ）は、第３実施形態に係るセンサ素子３０１の検出用配線部２１を模式的に示す、図５（ａ）に相当する図（上面図）である。センサ素子３０１の下面図は、比較例に係る図６（ｂ）と同様である。

第２実施形態では、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎのうち、第２配線部２１Ｎにのみ調整用配線２１ｂを設けた。これに対して、本実施形態では、第１配線部２１Ｐにも調整用配線２１ｂが設けられている。また、本実施形態では、第１配線部２１Ｐの第１部位５ａにおける長さ（配線本体２１ａの長さＬａ）から第１配線部２１Ｐの第２部位５ｂにおける長さ（調整用配線２１ｂの長さＬａ）を引いた第１長さ（ＬＰ＝Ｌａ－Ｌａ＝０）と、第２配線部２１Ｎの第１部位５ａにおける長さ（調整用配線２１ｂの長さＬａ）から第２配線部２１Ｎの第２部位５ｂにおける長さ（配線本体２１ａの長さＬａ）を引いた第２長さ（ＬＮ＝Ｌａ－Ｌａ＝０）との差（０－０＝０）が、第１部位５ａの長さＬａの半分以下である。

以上のとおり、本実施形態においても、第１及び第２実施形態と同様に、第１検出用配線部（第１配線部２１Ｐ）の少なくとも一部と、第２検出用配線部（第２配線部２１Ｎ）の少なくとも一部とが、フレーム５上においてフレーム５の長さ方向にフレーム５の長さの１／４以上に亘って並列に延びている。従って、他の実施形態と同様の効果が奏される。例えば、フレーム５から第１配線部２１Ｐに付与される電荷と、フレーム５から第２配線部２１Ｎに付与される電荷との差を低減して、フレーム５の撓み変形に起因するノイズを低減することができる。

また、本実施形態では、第２実施形態と同様に、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎの一方の配線本体２１ａの少なくとも一部と、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎの他方の調整用配線２１ｂの少なくとも一部とが、フレーム５上においてフレーム５の長さ方向に並列に延びている。従って、例えば、第２実施形態と同様に、比較例（別の観点では初期設計）に対して調整用配線２１ｂを追加する簡便な方法で、フレーム５の撓み変形に起因するノイズを低減することができる。その一方で、本実施形態では、第１実施形態と同様に、第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差が第１部位５ａの長さＬａの半分以下である。従って、第２実施形態よりもフレーム５の撓み変形に起因するノイズを低減しやすい。

別の観点では、第１検出用配線部（第１配線部２１Ｐ）及び第２検出用配線部（第２配線部２１Ｎ）のいずれにおいても、フレーム５上においてフレーム５の長手方向へ延びる部分は、検出腕９の根本側から第１部位５ａ側及び第２部位５ｂ側の双方へ延びている。

この場合、例えば、第１実施形態と同様に、上記の第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差を長さＬａの半分以下とすることができる。その一方で、第２実施形態と同様に、例えば、第１部位５ａ及び第２部位５ｂのいずれに生じた電荷も検出用配線部２１を介して外部へ逃がすことができる。また、例えば、第１部位５ａに位置する検出用配線部２１の面積と第２部位５ｂに位置する検出用配線部２１の面積とを近づけやすい。

［第４実施形態］
図８は、第４実施形態に係るセンサ素子４０１の構成を示す平面図である。ただし、この図では、センサ素子４０１の表面に設けられる導電層の図示は基本的に省略されている。

（センサ素子の構成）
センサ素子４０１の圧電体４０３は、まず、第１実施形態の圧電体３を２つ組み合わせたような形状を含んでいる。すなわち、圧電体４０３は、２つのユニット４０４（４０４Ａ及び４０４Ｂ）を有しており、各ユニット４０４は、フレーム５（５Ａ又は５Ｂ）と、フレーム５からｙ軸方向に互いに並列に延びる少なくとも１対（本実施形態では２対）の駆動腕７（７Ｃ～７Ｊ）及び検出腕９（９Ａ又は９Ｂ）とを有している。

２つのユニット４０４は、駆動腕７及び検出腕９が延びる方向とは反対側同士を対向させるように配置されている。２つのユニット４０４間の距離は、例えば、フレーム５Ａ及び５Ｂが互いに接触しないように適宜に設定されてよい。２つのユニット４０４同士は、例えば、概略、同一の形状及び大きさ（ｘ軸に平行な不図示の対称軸に対して線対称の形状及び大きさ）である。

また、第１実施形態の圧電体３は、フレーム５を支持する部分及び端子１３が設けられる部分として１対の実装腕１１を有していた。これに対して、圧電体４０３において実装腕１１に対応する実装部４１１は、平面視において、フレーム５を支持する内枠２３と、内枠２３からその外側に突出する突部２５と、突部２５の先端に接続されている外枠２７とを有しており、外枠２７の下面に複数の端子１３が設けられている。

図示の実装部４１１は、２つのフレーム５を支持する実装部の一例に過ぎない。実装部は、種々の形状が可能である。例えば、外枠２７は、枠状ではなく、適宜な方向へ屈曲しながら延びる複数の脚状であってもよい。突部２５は、２つではなく、１つのみとされてもよい。外枠２７及び突部２５を設けずに、内枠２３に複数の端子１３を設けてもよい。実装部４１１に代えて、第１実施形態の１対の実装腕１１と同様の構成により、２本のフレーム５の支持がなされてもよい。

複数の端子１３は、図示の例では、６つ設けられている。このうちの４つは、第１実施形態と同様に、電位の観点から２組に分けられる励振電極１５と、電位の観点から２組に分けられる検出電極１７とに接続される。残りの２つは、例えば、第１実施形態でも言及した基準電位が付与される端子であり、基準電位配線２０に接続されている。６つの端子１３は、外枠２７の適宜な位置に配置されてよい。基準電位配線２０及び基準電位用の端子１３は設けられなくてもよい。

第１実施形態の圧電体３は、１本のフレーム５に対して１対の駆動腕７を有していたところ、圧電体４０３のユニット４０４は、１本のフレーム５に対して２対の駆動腕７を有している。後述するように（図１０（ａ）及び図１０（ｂ））、互いに隣接する２本の駆動腕７同士（７Ｃ及び７Ｄの２本、７Ｅ及び７Ｆの２本、７Ｇ及び７Ｈの２本、並びに７Ｉ及び７Ｊの２本）は、互いにｘ軸方向の同一側へ共に曲がるように同一の位相で電圧が印加される。従って、互いに隣接する２本の駆動腕７は、第１実施形態の１本の駆動腕７に相当すると捉えられてよい。

このように第１実施形態の駆動腕７を２本に分割することによって、例えば、駆動腕７の長さを短くしても駆動腕７全体としての質量を確保することができ、ひいては、小型化と検出感度の向上とを両立できる。駆動腕７は、１本のフレームに対して２対よりも多く設けられてもよい。互いに隣接する２本の駆動腕７の形状及び寸法は、例えば、概略、互いに同一である。ただし、互いに異なっていてもよい。圧電体４０３は、例えば、概略、不図示の対称軸（検出腕９）に対して線対称の形状であり、複数の駆動腕７の形状及び配置も概ね線対称である。

センサ素子４０１の各ユニット４０４における励振電極１５及び検出電極１７の構成及び接続関係は、センサ素子１のものと同様でよい。既述のように、互いに隣接する２本の駆動腕７は、第１実施形態の１本の駆動腕７に相当し、互いに同一位相で電圧が印加される。従って、この２本の駆動腕７間においては、励振電極１５Ａ同士が同電位とされ、励振電極１５Ｂ同士が同電位とされる。同電位となるべき励振電極１５同士は、例えば、励振用配線部１９によって接続されている。

ユニット４０４間における、励振電極１５及び検出電極１７の接続関係については、以下の動作の説明において説明する。

（角速度センサの動作）
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第４実施形態における圧電体４０３の励振状態を示す模式的な平面図であり、第１実施形態の図３（ａ）及び図３（ｂ）に対応している。これらの模式図では、実装部４１１は、内枠２３の一部（１対の側方部２３ａの一部）のみが示されている。

各ユニット４０４における励振は、第１実施形態における圧電体３の励振と基本的に同様である。ただし、各ユニット４０４においては、互いに隣接する２本の駆動腕７は、互いに同一側に共に曲がるように同一の位相で電圧が印加され、圧電体３の１本の駆動腕７に相当する。

２つのユニット４０４同士においては、例えば、検出腕９に対してｘ軸方向の同一側（正側又は負側）に位置する駆動腕７同士がｘ軸方向の同一側に曲がるように同一の位相で電圧が印加される。従って、フレーム５Ａ及び５Ｂは、互いに逆方向へ撓む。また、検出腕９Ａ及び９Ｂは、互いに逆方向へ変位する。

上記のような電圧印加のために、例えば、検出腕９に対してｘ軸方向の同一側に位置する駆動腕７（７Ｃ、７Ｄ、７Ｇ及び７Ｈ、又は７Ｅ、７Ｆ、７Ｉ及び７Ｊ）においては、励振電極１５Ａ同士が同一の電位とされ、励振電極１５Ｂ同士が同一の電位とされる。同電位となるべき励振電極１５同士は、例えば、複数の励振用配線部１９によって互いに接続されている。そして、全ての励振電極１５は、６つの端子１３のうち２つを介して駆動回路１０３（図２（ｂ））に接続されている。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、センサ素子４０１における、検出腕９の振動を説明するための模式的な平面図であり、第１実施形態の図４（ａ）及び図４（ｂ）に対応している。これらの図において、フレーム５及び駆動腕７の変形の図示は省略されている。

図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照して説明したように圧電体４０３が振動している状態を考える。この状態で、センサ素子４０１がｚ軸回りに回転されると、各ユニット４０４においては、第１実施形態と同様に、コリオリの力によって検出腕９がｘ軸方向に振動する。このとき、検出腕９Ａ及び９Ｂは、ｙ軸方向において互いに逆側へ変位する位相で振動しているから、ｚ軸回りの回転方向に対して同一側にコリオリの力を受ける。別の観点では、検出腕９Ａ及び９Ｂは、ｘ軸方向において互いに逆側へ曲がるように振動する。

このような検出腕９Ａ及び９Ｂにおいて生じる信号を加算するために、例えば、検出腕９Ａの検出電極１７Ａと検出腕９Ｂの検出電極１７Ｂとが接続され、検出腕９Ａの検出電極１７Ｂと検出腕９Ｂの検出電極１７Ａとが接続される。当該接続は、例えば、複数の検出用配線部２１によってなされている。そして、全ての検出電極１７は、６つの端子１３のうち２つを介して検出回路１０５（図２（ｂ））に接続されている。

（検出用配線部）
図１１は、センサ素子４０１の検出用配線部２１を模式的に示す上面図であり、第１実施形態の図５（ａ）に相当する。図１２は、検出用配線部２１を模式的に示す、上方から透視して示す下面図であり、第１実施形態の図５（ｂ）に相当する。ただし、図１１では、図５（ａ）とは異なり、基準電位配線２０の少なくとも一部の位置は、実線で示されている。図５（ａ）に相当する後述する他の図面（図１３～図１６）においても同様である。

第１実施形態と同様に、各検出腕９において、検出電極１７Ａ同士は互いに接続され、検出電極１７Ｂ同士は互いに接続されている。当該接続は、例えば、第１実施形態と同様に、各検出腕９の先端又は根本側において行われている。

また、検出腕９Ａの検出電極１７Ｂと検出腕９Ｂの検出電極１７Ａとは第１配線部２１Ｐによって接続されている。検出腕９Ａの検出電極１７Ａと検出腕９Ｂの検出電極１７Ｂとは第２配線部２１Ｎによって接続されている。

より具体的には、図示の例では、第１配線部２１Ｐは、検出腕９Ａの検出電極１７Ｂからフレーム５Ａ（その第１部位５ａ）を－ｘ側へ延びて側方部２３ａに至っている配線本体２１ａを有している。また、第１配線部２１Ｐは、検出腕９Ｂの検出電極１７Ａからフレーム５Ｂ（その第１部位５ａ）を－ｘ側へ延びて側方部２３ａに至っている配線本体２１ａを有している。上記の２つの配線本体２１ａは合流して、側方部２３ａに沿って延びている。特に図示しないが、この合流後の配線本体２１ａは、内枠２３から突部２５を経由して外枠２７へ至り、端子１３に接続される。

また、図示の例では、第２配線部２１Ｎは、検出腕９Ａの検出電極１７Ａからフレーム５Ａ（その第２部位５ｂ）を＋ｘ側へ延びて側方部２３ａに至っている配線本体２１ａを有している。この配線本体２１ａは、さらに、＋ｘ側の側方部２３ａをフレーム５Ｂ側へ延びた後、フレーム５Ｂ（その第２部位５ｂ）を－ｘ側へ延び、検出腕９Ｂの検出電極１７Ｂに接続されている。また、第２配線部２１Ｎは、検出腕９Ｂの検出電極１７Ｂからフレーム５Ｂ（その第１部位５ａ）を－ｘ側へ延びて側方部２３ａに至っている配線本体２１ａを有している。この配線本体２１ａは、特に図示しないが、内枠２３から突部２５を経由して外枠２７へ至り、端子１３に接続される。

そして、第１配線部２１Ｐのうち、検出腕９Ｂの検出電極１７Ａからフレーム５Ｂ（その第１部位５ａ）を－ｘ側へ延びている部分と、第２配線部２１Ｎのうち、検出腕９Ｂの検出電極１７Ｂからフレーム５Ｂ（その第１部位５ａ）を－ｘ側へ延びている部分とは、互いに並列に延びている。その並列に延びている長さは、１つのフレーム５の長さの１／４以上（図示の例では略１／２）である。従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が奏される。例えば、フレーム５から第１配線部２１Ｐに付与される電荷と、フレーム５から第２配線部２１Ｎに付与される電荷との差を低減して、フレーム５の撓み変形に起因するノイズを低減することができる。

より詳細には、本実施形態では、第１実施形態と同様に、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎの配線本体２１ａ同士がフレーム５において互いに並列に延びている。また、本実施形態では、第２実施形態と同様に、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎの一方（第１配線部２１Ｐ）は、検出腕９の根本側から第１部位５ａ側へのみ延び、他方（第２配線部２１Ｎ）は、検出腕９の根本側から第１部位５ａ側及び第２部位５ｂ側の双方へ延びている。

本実施形態では、２つのフレーム５の第１部位５ａ同士は、分極軸（ｘ軸）の正側となる部分の変形と負側となる部分の変形との相対関係が同一である。従って、２つのフレーム５の第１部位５ａに生じる電荷は、正負が同一で大きさが同等である場合が多い。第２部位５ｂについても同様である。従って、上述した第１長さＬＰ及び第２長さＬＮを考えるときには、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎの２つのフレーム５全体における長さで考えてよい。

例えば、本実施形態において、第１配線部２１Ｐの第１部位５ａにおける長さ（２×Ｌａ）から第１配線部２１Ｐの第２部位５ｂにおける長さ（０）を引いた第１長さＬＰは、２Ｌａ－０＝２Ｌａとなっている。第２配線部２１Ｎの第１部位５ａにおける長さ（Ｌａ）から第２配線部２１Ｎの第２部位５ｂにおける長さ（２×Ｌａ）を引いた第２長さＬＮは、Ｌａ－２Ｌａ＝－Ｌａとなっている。従って、両者の差（ＬＰ－ＬＮ）は、２Ｌａ－（－Ｌａ）＝３Ｌａとなっている。

一方、比較例としては、例えば、第２配線部２１Ｎに関して、検出腕９Ｂの検出電極１７Ｂからフレーム５Ｂ（その第１部位５ａ）を－ｘ側へ延びる配線本体２１ａを設けずに、＋ｘ側の側方部２３ａに位置する配線本体２１ａを突部２５へ延ばして端子１３へ接続する構成が考えられる。この構成においては、第１長さＬＰは、本実施形態と同様である。また、第２長さＬＰは－２Ｌａとなる。従って、両者の差（ＬＰ－ＬＮ）は、２Ｌａ－（－２Ｌａ）＝４Ｌａとなる。

このことから、本実施形態では、上記の比較例に比較して、検出腕９Ｂの検出電極１７Ｂからフレーム５Ｂ（その第１部位５ａ）を－ｘ側へ延びる配線本体２１ａが設けられることにより、第１長さＬＰ及び第２長さＬＮの差が低減されていることが分かる。すなわち、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎがフレーム５において互いに並列に延びていることにより、ノイズが低減されることが確認できる。

比較例においても、実際には、検出腕９の根本側における検出用配線部２１の錯綜によって、意図せずに第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差が低減される可能性がある。ただし、この場合の差は、４Ｌａ－Ｌａ／２＝７Ｌａ／２よりも短くなることはないと考えられる。

［第５実施形態］
図１３は、第５実施形態に係るセンサ素子５０１の検出用配線部２１を模式的に示す上面図であり、第１実施形態の図５（ａ）に相当する。センサ素子５０１の下面図は、第４実施形態に係る図１２と同様である。

センサ素子５０１の検出用配線部２１の構成は、端的に言えば、第４実施形態（図１１）の第２配線部２１Ｎにおいて、検出腕９Ａの検出電極１７Ａから＋ｘ側の側方部２３ａを経由して検出腕９Ｂの検出電極１７Ｂに至る配線本体２１ａを－ｘ側の側方部２３ａを経由するように変更したものである。その結果、当該配線本体２１ａは、第１配線部２１Ｐにおける、検出腕９Ａの検出電極１７Ｂから検出腕９Ｂの検出電極１７Ａへ至る配線本体２１ａと、フレーム５Ａ及び５Ｂの第１部位５ａにおいて並列に延びている。

このような構成においても、他の実施形態と同様に、第１配線部２１Ｐと第２配線部２１Ｎとがフレーム５の長さの１／４以上に亘って並列に延びていることから、第１実施形態と同様の効果が奏される。例えば、フレーム５から第１配線部２１Ｐに付与される電荷と、フレーム５から第２配線部２１Ｎに付与される電荷との差を低減して、フレーム５の撓み変形に起因するノイズを低減することができる

より詳細には、本実施形態では、第１実施形態と同様に、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎの配線本体２１ａ同士がフレーム５において互いに並列に延びている。また、本実施形態では、第１実施形態と同様に、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎの双方は、検出腕９の根本側から第１部位５ａ側へのみ延びている。

本実施形態において、第１配線部２１Ｐの第１部位５ａにおける長さ（２×Ｌａ）から第１配線部２１Ｐの第２部位５ｂにおける長さ（０）を引いた第１長さＬＰは、２Ｌａ－０＝２Ｌａとなっている。第２配線部２１Ｎの第１部位５ａにおける長さ（３Ｌａ）から第２配線部２１Ｎの第２部位５ｂにおける長さ（０）を引いた第２長さＬＮは、３Ｌａ－０＝３Ｌａとなっている。従って、両者の差（ＬＰ－ＬＮ）は、２Ｌａ－３Ｌａ＝－Ｌａとなっている。当該長さ（絶対値）は、第４実施形態の第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差（３Ｌａ）に比較して短い。すなわち、本実施形態は、第４実施形態に比較してノイズを更に低減することができる。

本実施形態及び後述する第６～第８実施形態は、いずれも第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差が第４実施形態よりも短い。検出用配線部２１の検出腕９の根本側における錯綜を考慮すると、第４実施形態との対比から、第５～第８実施形態は、第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差が５Ｌａ／２（＝３Ｌａ－Ｌａ／２）以下の態様であるということができる。また、本実施形態は、第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差（絶対値）が３Ｌａ／２以下の態様であるということができる。

本実施形態では、第２配線部２１Ｎの端子１３へ至る配線本体２１ａは、検出腕９Ｂの検出電極１７Ｂからフレーム５Ｂを－ｘ側へ延びて側方部２３ａに至り、ここでは不図示の突部２５へ向かって延びている。ただし、当該配線本体２１ａは、＋ｘ側の検出電極１７Ｂから＋ｘ側へ延びて側方部２３ａに至り、突部２５へ向かって延びていてもよい。この場合も、第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差の絶対値はＬａである。

［第６実施形態］
図１４は、第６実施形態に係るセンサ素子６０１の検出用配線部２１を模式的に示す上面図であり、第１実施形態の図５（ａ）に相当する。センサ素子６０１の下面図は、第４実施形態に係る図１２と同様である。

センサ素子６０１の検出用配線部２１の構成は、端的に言えば、第５実施形態（図１３）の第２配線部２１Ｎにおいて、フレーム５Ｂの第２部位５ｂを延びる調整用配線２１ｂを追加したものである。より詳細には、この調整用配線２１ｂは、一端が、検出腕９Ａの検出電極１７Ａと検出腕９Ｂの検出電極１７Ｂとを接続する配線本体２１ａに接続されており、他端が開放端とされている。

第２実施形態（図７（ａ））及び第３実施形態（図７（ｂ））の調整用配線２１ｂは、電位が異なる他の配線部（配線本体２１ａ）に並列に延びる部分として構成された。一方、本実施形態の調整用配線２１ｂは、電位が異なる他の配線部と並列に延びるようにはなっていない。調整用配線２１ｂは、第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差を低減することに寄与している。これにより、例えば、フレーム５から第１配線部２１Ｐに付与される電荷と、フレーム５から第２配線部２１Ｎに付与される電荷との差を低減して、フレーム５の撓み変形に起因するノイズを低減することができる

具体的には、本実施形態において、第１配線部２１Ｐの第１部位５ａにおける長さ（２×Ｌａ）から第１配線部２１Ｐの第２部位５ｂにおける長さ（０）を引いた第１長さＬＰは、２Ｌａ－０＝２Ｌａとなっている。第２配線部２１Ｎの第１部位５ａにおける長さ（３Ｌａ）から第２配線部２１Ｎの第２部位５ｂにおける長さ（Ｌａ）を引いた第２長さＬＮは、３Ｌａ－Ｌａ＝２Ｌａとなっている。従って、両者の差（ＬＰ－ＬＮ）は、２Ｌａ－２Ｌａ＝０となっている。当該長さは、第５実施形態の第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差（Ｌａ）に比較して短い。すなわち、本実施形態は、第５実施形態に比較してノイズを更に低減することができる。

第５実施形態（図１３）から理解されるように、配線本体２１ａの位置の調整のみでは、第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差を０にすることが難しい場合がある。このような場合、本実施形態から理解されるように、調整用配線２１ｂを設けることにより、第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差を０にすることができる。

検出用配線部２１の検出腕９の根本側における錯綜を考慮すると、第５実施形態との対比から、本実施形態は、第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差がＬａ／２以下の態様であるということができる。また、本実施形態では、第１実施形態と同様に、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎの配線本体２１ａ同士がフレーム５において互いに並列に延びている。また、本実施形態では、第２実施形態（図７（ａ））と同様に、第１配線部２１Ｐは、検出腕９の根本側から第１部位５ａ側へのみ延び、第２配線部２１Ｎは、検出腕９の根本側から第１部位５ａ側及び第２部位５ｂ側の双方へ延びている。

［第７実施形態］
図１５は、第７実施形態に係るセンサ素子７０１の検出用配線部２１を模式的に示す上面図であり、第１実施形態の図５（ａ）に相当する。センサ素子７０１の下面図は、第４実施形態に係る図１２と同様である。

センサ素子７０１の検出用配線部２１の構成は、端的に言えば、第４実施形態（図１１）の第１配線部２１Ｐにおいて、フレーム５Ｂの第２部位５ｂを延びる調整用配線２１ｂを追加したものである。より詳細には、この調整用配線２１ｂは、一端が、検出腕９Ａの検出電極１７Ｂと検出腕９Ｂの検出電極１７Ａとを接続する配線本体２１ａに接続されており、他端が開放端とされている。

調整用配線２１ｂの追加によって、本実施形態では、第４実施形態に比較して、第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差が短くなっている。具体的には、本実施形態において、第１配線部２１Ｐの第１部位５ａにおける長さ（２×Ｌａ）から第１配線部２１Ｐの第２部位５ｂにおける長さ（Ｌａ）を引いた第１長さＬＰは、２Ｌａ－Ｌａ＝Ｌａとなっている。第２配線部２１Ｎの第１部位５ａにおける長さ（Ｌａ）から第２配線部２１Ｎの第２部位５ｂにおける長さ（２×Ｌａ）を引いた第２長さＬＮは、Ｌａ－２Ｌａ＝－Ｌａとなっている。従って、両者の差（ＬＰ－ＬＮ）は、Ｌａ－（－Ｌａ）＝２Ｌａとなっている。当該長さは、第４実施形態の第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差（３Ｌａ）に比較して短い。すなわち、本実施形態は、第４実施形態に比較してノイズを更に低減することができる。

このように調整用配線２１ｂによってノイズを低減した場合においては、第２及び第３実施形態（図７（ａ）及び図７（ｂ））で説明したように、初期設計（ここでは図１１）に対する配線本体２１ａ等の設計変更の程度を低減することができる。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎの配線本体２１ａ同士がフレーム５において互いに並列に延びている。また、本実施形態では、第２及び第３実施形態（図７（ａ）及び図７（ｂ））と同様に、電位が異なる配線部（２１Ｐ及び２１Ｎ）の配線本体２１ａと調整用配線２１ｂとがフレーム５において互いに並列に延びている。また、本実施形態では、第３実施形態と同様に、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎのいずれも、検出腕９の根本側から第１部位５ａ側及び第２部位５ｂ側の双方へ延びている。

［第８実施形態］
図１６は、第８実施形態に係るセンサ素子８０１の検出用配線部２１を模式的に示す上面図であり、第１実施形態の図５（ａ）に相当する。センサ素子８０１の下面図は、第４実施形態に係る図１２と同様である。

センサ素子８０１の検出用配線部２１の構成は、端的に言えば、第７実施形態（図１５）の第１配線部２１Ｐにおいて、フレーム５Ａの第２部位５ｂを延びる調整用配線２１ｂを追加したものである。より詳細には、この調整用配線２１ｂは、一端が、検出腕９Ａの検出電極１７Ｂと検出腕９Ｂの検出電極１７Ａとを接続する配線本体２１ａに接続されており、他端が開放端とされている。

この調整用配線２１ｂの追加によって、本実施形態では、第７実施形態に比較して、第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差が短くなっている。具体的には、本実施形態において、第１配線部２１Ｐの第１部位５ａにおける長さ（２×Ｌａ）から第１配線部２１Ｐの第２部位５ｂにおける長さ（２×Ｌａ）を引いた第１長さＬＰは、２Ｌａ－２Ｌａ＝０となっている。第２配線部２１Ｎの第１部位５ａにおける長さ（Ｌａ）から第２配線部２１Ｎの第２部位５ｂにおける長さ（２×Ｌａ）を引いた第２長さＬＮは、Ｌａ－２Ｌａ＝－Ｌａとなっている。従って、両者の差（ＬＰ－ＬＮ）は、０－（－Ｌａ）＝Ｌａとなっている。当該長さは、第７実施形態の第１長さＬＰと第２長さＬＮとの差（２Ｌａ）に比較して短い。すなわち、本実施形態は、第７実施形態に比較してノイズを更に低減することができる。

［第９実施形態］
図１７（ａ）は、第９実施形態に係るセンサ素子９０１の一部を拡大して示す、図２（ａ）と同様の斜視図である。図１７（ｂ）は、第９実施形態に係る角速度センサ９５１を示す、図２（ｂ）と同様の図であり、図１７（ａ）のXVIIｂ－XVIIｂ線に対応する断面図を含んでいる。

第２実施形態に係る角速度センサ９５１は、第１実施形態に係る角速度センサ５１と同様に、１対の駆動腕７をｘ軸方向に振動させることによって、フレーム５を湾曲（振動）させ、ひいては、検出腕９をｙ軸方向に変位（振動）させる。そして、検出腕９に直接的にコリオリの力を作用させる。ただし、角速度センサ５１がｚ軸回りの回転を検出するものであったのに対して、角速度センサ９５１は、ｘ軸回りの回転を検出するものとされている。具体的には、以下のとおりである。

センサ素子９０１は、圧電体３、複数の励振電極１５、複数の検出電極９１７（９１７Ａ及び９１７Ｂ）、複数の端子１３（図１参照）、複数の励振用配線部１９及び複数の検出用配線部２１を有している。これらは、複数の検出電極９１７（及び検出用配線部２１の検出腕９及びその周辺における具体的な位置）を除いては、基本的に、第１実施形態のセンサ素子１のものと同様とされてよい。図１は、センサ素子９０１を示す斜視図として捉えられてよい。

ただし、本実施形態においては、検出腕９は、第１実施形態とは異なり、コリオリの力によってｚ軸方向に振動することが意図されている。このような相違に基づいて、各種の寸法は、第１実施形態と異なっていてよい。

検出電極９１７Ａは、検出腕９において、ｘ軸方向の負側に面する面のうちのｚ軸方向の正側（例えば当該面の中央よりも正側）の領域、及びｘ軸方向の正側に面する面のうちのｚ軸方向の負側（例えば当該面の中央よりも負側）の領域にそれぞれ設けられている。検出電極９１７Ｂは、検出腕９において、ｘ軸方向の負側に面する面のうちのｚ軸方向の負側（例えば当該面の中央よりも負側）の領域、及びｘ軸方向の正側に面する面のうちのｚ軸方向の正側（例えば当該面の中央よりも正側）の領域にそれぞれ設けられている。

検出腕９の各側面において、検出電極９１７Ａ及び９１７Ｂは、互いに短絡しないように適宜な間隔を空けて、検出腕９に沿って延びている。２つの検出電極９１７Ａ同士は、例えば、検出用配線部２１により接続されている。また、２つの検出電極９１７Ｂ同士は、例えば、検出用配線部２１により接続されている。

このような検出電極９１７の配置及び接続関係において、検出腕９がｚ軸方向に撓み変形すると、例えば、ｚ軸方向に平行な電界が生じる。すなわち、検出腕９の各側面においては、検出電極９１７Ａと検出電極９１７Ｂとの間に電圧が生じる。電界の向きは、分極軸の向きと、湾曲の向き（ｚ軸方向の正側又は負側）とで決定され、ｘ軸方向の正側部分と負側部分とで互いに逆である。この電圧（電界）が検出電極９１７Ａ及び検出電極９１７Ｂに出力される。検出腕９がｚ軸方向に振動すると、電圧は交流電圧として検出される。電界は、上記のようにｚ軸方向に平行な電界が支配的であってもよいし、ｘ軸方向に平行で、ｚ軸方向の正側部分と負側部分とで互いに逆向きな電界の割合が大きくてもよい。いずれにせよ、検出腕９のｚ軸方向への撓み変形に応じた電圧が検出電極９１７Ａと検出電極９１７Ｂとの間に生じる。

特に図示しないが、検出腕９には、上面から下面へ貫通し、検出腕９の長手方向に沿って延びる１以上の貫通溝（スリット）が形成されてもよい。そして、貫通溝によって分割された複数の長尺状部分それぞれにおいて、図示の例の検出腕９のように、検出電極９１７Ａ及び９１７Ｂが配置及び接続されてもよい。この場合、複数の検出電極９１７は、検出腕９の外側面だけに設けられている場合に比較して、全体としての面積が大きくなる。その結果、検出腕９において生じる電荷を効率的に電気信号として取り出すことができる。

複数の検出用配線部２１は、上述したように検出電極１７同士を接続している。また、複数の検出用配線部２１は、電位の観点から２組に分けられた検出電極１７と２つの端子１３とを接続している。この複数の検出用配線部２１は、これまでの実施形態と同様に、第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎを有している。第１配線部２１Ｐ及び第２配線部２１Ｎのフレーム５における配置は、これまでの実施形態に示したいずれのものと同様とされてもよい。

（角速度センサの動作）
第９実施形態における圧電体３の励振は、第１実施形態におけるものと同様である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第９実施形態における圧電体３の励振状態を示している図として捉えられてよい。従って、１対の駆動腕７はｘ軸方向において互いに近接及び離反するように振動し、検出腕９はｙ軸方向において変位（振動）する。

図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、コリオリの力による検出腕９の振動を説明するための模式的な斜視図である。図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、図３（ａ）及び図３（ｂ）の励振状態に対応している。

図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して説明したように圧電体３が振動している状態を考える。この状態で、センサ素子９０１がｘ軸回りに回転されると、検出腕９は、ｙ軸方向に振動（変位）していることから、コリオリの力によって回転軸（ｘ軸）と振動方向（ｙ軸）とに直交する方向（ｚ軸方向）において振動（変形）する。この変形によって生じる信号（電圧）は、上述のように検出電極１７によって取り出される。コリオリの力（ひいては検出される信号の電圧）は、角速度が大きいほど大きくなる。これにより、角速度が検出される。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

上述した複数の実施形態は、適宜に組み合わされてよい。第４実施形態等の互いに隣接する２本の駆動腕が同相で励振されて１本の腕のように振動する構成は、第１実施形態等のフレームが１本の態様に適用されてもよい。逆に、第４実施形態等のフレームが２本の構成において、駆動腕は各フレームで１対のみ設けられてもよい。また、例えば、第９実施形態の検出電極は、フレームが２本の構成に適用されてもよい。この場合、２つの検出腕は、ｘ軸回りの回転によってｚ軸方向の互いに逆側に振動する。従って、一方の検出腕の検出電極９１７Ａと他方の検出腕の検出電極９１７Ｂとが接続される。

第４実施形態等では、２つのユニット４０４は、駆動腕及び検出腕が延び出る側とは反対側を対向させて共通の支持部に支持された。ただし、２つのユニット４０４は、駆動腕及び検出腕が延び出る側を対向させて共通の支持部に支持されてもよい（特許文献１の図８参照）。また、１本のフレームから当該フレームに交差する方向の両側へ駆動腕及び検出腕が延びてもよい（特許文献１の図９参照）。また、２つのユニット４０４は、駆動腕及び検出腕が延び出る側を対向させて、駆動腕の先端同士が接続されてもよい（特許文献２参照）。

配線部の長さ、幅及び厚さのうち、フレームの撓み変形が配線部に付与する電荷の大きさについては、長さの影響が大きい。また、配線部の幅及び厚さは、励振電極及び検出電極の設計値、並びに配線を形成するプロセスの精度等によっても規制される。従って、基本的には、本実施形態で説明したように、フレームの第１部位及び第２部位における配線部の長さを基準として、フレームの撓み変形に起因するノイズの低減の調整がなされてよい。ただし、配線部の第１部位及び第２部位における幅及び厚さが調整されてもよい。

センサ素子又は角速度センサは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の一部として構成されてよい。この場合において、ＭＥＭＳの基板上にセンサ素子を構成する圧電体が実装されてもよいし、ＭＥＭＳの基板が圧電体によって構成されており、その一部によってセンサ素子の圧電体が構成されてもよい。

１…センサ素子、３…圧電体、５…フレーム、７…駆動腕、９…検出腕、１３…端子（励振用端子、第１検出用端子又は第２検出用端子）、１５…励振電極、１７Ａ…検出電極（第１検出電極又は第２検出電極）、１７Ｂ…検出電極（第２検出電極又は第１検出電極）、１９…励振用配線部、２１Ｐ…第１配線部（第１検出用配線部）、２１Ｎ…第２配線部（第２検出用配線部）、５１…角速度センサ、１０３…駆動回路、１０５…検出回路。

Claims (9)

1. 直交座標系ｘｙｚのｘ軸方向を長さ方向としているフレーム、ｘ軸方向に互いに離れた位置にて前記フレームからｙ軸方向に互いに延びている２つの駆動腕、及びｘ軸方向にて前記２つの駆動腕の間において前記フレームからｙ軸方向に延びている検出腕を有している圧電体と、
   前記２つの駆動腕をｘ軸方向に励振する配置で前記２つの駆動腕に位置している複数の励振電極と、
   前記検出腕がｘ軸方向又はｚ軸方向に振動したときに互いに正負が異なる電荷を取り出す配置で前記検出腕に位置している１以上の第１検出電極及び１以上の第２検出電極と、
   ２つの励振用端子、第１検出用端子及び第２検出用端子と、
   前記２つの励振用端子に交流電圧が印加されたときに前記２つの駆動腕がｘ軸方向において互いに逆側へ曲がって逆の位相で振動する接続関係で、前記複数の励振電極及び前記２つの励振用端子を接続している複数の励振用配線部と、
   前記第１検出電極と前記第１検出用端子とに接続されている第１検出用配線部と、
   前記第２検出電極と前記第２検出用端子とに接続されている第２検出用配線部と、
   を有しており、
   前記第１検出用配線部の少なくとも一部と前記第２検出用配線部の少なくとも一部とは、前記フレーム上において、前記フレームの長さの１／４以上の長さを有して、前記フレームの長さ方向のうち同一側に延びている
   センサ素子。
2. 前記第１検出用配線部は、一端が前記１以上の第１検出電極のいずれかに接続されており、他端が他の前記第１検出電極又は前記第１検出用端子に接続されている第１配線本体を有し、
   前記第２検出用配線部は、一端が前記１以上の第２検出電極のいずれかに接続されており、他端が他の前記第２検出電極又は前記第２検出用端子に接続されている第２配線本体を有し、
   前記第１配線本体の少なくとも一部と、前記第２配線本体の少なくとも一部とが、前記フレーム上において前記フレームの長さ方向に延びている
   請求項１に記載のセンサ素子。
3. 前記第１検出用配線部は、一端が前記１以上の第１検出電極のいずれかに接続されており、他端が他の前記第１検出電極又は前記第１検出用端子に接続されている第１配線本体を有し、
   前記第２検出用配線部は、
   一端が前記１以上の第２検出電極のいずれかに接続されており、他端が他の前記第２検出電極又は前記第２検出用端子に接続されている第２配線本体と、
   一端が前記１以上の第２検出電極のいずれか、前記第２配線本体又は前記第２検出用端子に接続されており、他端が開放端とされている調整用配線と、を有しており、
   前記第１配線本体の少なくとも一部と、前記調整用配線の少なくとも一部とが、前記フレーム上において前記フレームの長さ方向に延びている
   請求項１又は２に記載のセンサ素子。
4. 前記圧電体は、前記フレーム、前記２つの駆動腕及び前記検出腕をそれぞれ含んでいる２つのユニットを有しており、
   前記２つのユニットのそれぞれにおいて、前記複数の励振電極、前記１以上の第１検出電極及び前記１以上の第２検出電極が設けられており、
   前記複数の励振用配線部は、前記２つのユニット同士において、前記検出腕に対して前記フレームの長手方向の一方側に位置する前記駆動腕が同一側に曲がり、前記検出腕に対して前記フレームの長手方向の他方側に位置する前記駆動腕が同一側に曲がる接続関係で前記２つのユニットの前記複数の励振電極を接続しており、
   前記２つのユニットが有する２つの前記フレームは、
   前記検出腕よりも前記フレームの長さ方向の一方側の第１部位と、
   前記検出腕よりも前記フレームの長さ方向の他方側の第２部位と、を有しており、
   前記第１検出用配線部は、前記２つのフレームの前記第１部位及び前記第２部位のうち少なくとも前記第１部位に位置しており、
   前記第２検出用配線部は、前記２つのフレームの前記第１部位及び前記第２部位のうち少なくとも前記第１部位に位置しており、
   前記第１検出用配線部の前記第１部位における長さから前記第１検出用配線部の前記第２部位における長さを引いた第１長さと、前記第２検出用配線部の前記第１部位における長さから前記第２検出用配線部の前記第２部位における長さを引いた第２長さとの差の絶対値が、１つの前記フレームにおける前記第１部位の長さの７／２以下である
   請求項１～３のいずれか１項に記載のセンサ素子。
5. 前記第１長さと第２長さとの差の絶対値が、１つの前記フレームにおける前記第１部位の長さの半分以下である
   請求項４に記載のセンサ素子。
6. 前記第１検出用配線部及び前記第２検出用配線部のいずれにおいても、前記２つのフレームにおいて前記フレームの長手方向へ延びる部分は、前記検出腕の根本側から前記第１部位側へのみ延びている
   請求項４又は５に記載のセンサ素子。
7. 前記第１検出用配線部のうち前記２つのフレームにおいて前記フレームの長手方向へ延びる部分は、前記検出腕の根本側から前記第１部位側へのみ延びており、
   前記第２検出用配線部のうち前記２つのフレームにおいて前記フレームの長手方向へ延びる部分は、前記検出腕の根本側から前記第１部位側及び前記第２部位側の双方へ延びている
   請求項４又は５に記載のセンサ素子。
8. 前記第１検出用配線部及び前記第２検出用配線部のいずれにおいても、前記２つのフレームにおいて前記フレームの長手方向へ延びる部分は、前記検出腕の根本側から前記第１部位側及び前記第２部位側の双方へ延びている
   請求項４又は５に記載のセンサ素子。
9. 請求項１～８のいずれか１項に記載のセンサ素子と、
   前記２つの励振用端子に交流電圧を印加する駆動回路と、
   前記第１検出用端子及び前記第２検出用端子からの信号を検出する検出回路と、
   を有しているセンサ素子。

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