TW201333426A - 振動片、感測器單元及電子機器 - Google Patents

振動片、感測器單元及電子機器 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種不降低機械強度即可抑制洩露輸出之振動片、感測器單元及具備該振動片之電子機器。本發明之振動片包括：基部；驅動用振動臂，其自上述基部之一端延伸；檢測用振動臂，其自上述基部之與上述一端為相反側之另一端延伸；調整用振動臂，其自上述基部於與上述驅動用振動臂相反之側延伸；及支撐部，其自上述基部延伸，並固定於基板；且上述調整用振動臂之輸出信號相對於上述檢測用振動臂之洩露振動之輸出信號為反相位。

Description

振動片、感測器單元及電子機器
本發明係關於一種振動片、感測器單元及電子機器。
作為使車輛之車體控制或汽車導航系統之自車位置檢測、又數位相機或數位視訊攝影機等之振動控制修正功能(所謂之抖動修正)等充實之角速度感測器之振動陀螺儀感測器(以下稱為振動陀螺儀)被廣泛利用。振動陀螺儀係藉由包含作為高彈性材料之水晶等壓電性單晶物之陀螺儀振動片，而將因物體之揺動或旋轉等振動而於陀螺儀振動片之一部分產生之電氣信號作為角速度進行檢測，並藉由算出旋轉角而求出物體之移位。
作為用於陀螺儀感測器之振動片，廣泛使用由水晶等壓電體材料形成之壓電振動片(陀螺儀元件)(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1中記載之振動片係所謂之音叉型壓電振動片，其包括：基部，其包含水晶；及一對振動臂，該等自基部之一端部平行延伸。於各振動臂之主面(第1表面)設置有供給對振動臂進行激振之驅動電壓之驅動電極(激振電極)，且於與第1表面正交之側面設置有檢測電極。而且，藉由對驅動電極施加驅動信號(激振信號)而可使振動臂振動。此處，於對該振動片施加驅動信號而使振動臂於沿著第1表面之方向振動(面內振動)時，若以振動臂之延伸方向之軸(例如於以水晶Z板為基材之陀螺儀元件之情形時為Y軸)為檢測軸使其旋轉，則藉由科裏奧利力而 使振動臂於與第1表面正交之方向振動(面外振動)。該面外振動之振幅與振動片之旋轉速度成比例，故而可作為角速度加以檢測。
如上述之陀螺儀元件之基部或振動臂可藉由使用光微影對壓電體材料例如水晶進行蝕刻加工而一體形成。振動臂之剖面形狀原本係以成為矩形狀之方式而設計，但因水晶之蝕刻各向異性或加工製程之偏差等而未成為矩形狀，而呈平行四邊形或菱形、或者更複雜之不定形狀。此時，若振動臂之剖面形狀自原本所設計之矩形狀較大地偏離，則振動臂之振動方向自設計值偏離，而產生所謂之洩露輸出等非期望之振動洩露，從而成為導致陀螺儀元件之檢測感度劣化之主要原因。作為抑制此種洩露輸出之方法，例如於專利文獻2中揭示有於振動臂之基部般之根部附近設置有切削部之陀螺儀元件。
專利文獻2之陀螺儀元件(角速度感測器元件)記載有如下內容：包括基部、及自基部延伸之振動臂，於振動臂設置有激振振動臂之寬度方向之振動之驅動電極、及對振動臂之成為厚度方向之垂直振動所產生之電荷進行檢測之檢測電極(檢測用電極)。而且，於振動臂之基部與根部附近，於振動臂之寬度方向之至少一端部設置有藉由雷射加工而形成之複數個切削部。記載有如下內容：藉由設置於振動臂之基部與根部附近之切削部而使質量分佈發生變化，藉此可抑制洩露輸出(斜向振動)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平5-256723號公報
[專利文獻2]日本專利特開2008-209215號公報
然而，於專利文獻2所記載之陀螺儀元件中，為了進行用以抑制 洩露輸出之精確之調整，而必需設置極微細之切削部，近年來，隨著陀螺儀元件(振動片)之小型化之發展，而存在切削部之形成變得更加困難，並且因形成切削部而使陀螺儀元件之機械強度變弱之課題。
為解決至少上述一課題，本發明可作為下述形態或應用例而實現。
[應用例1]本應用例之振動片之特徵在於包括：基部；驅動用振動臂，其自上述基部之一端延伸；檢測用振動臂，其自上述基部之與上述一端為相反側之另一端延伸；調整用振動臂，其自上述基部於與上述驅動用振動臂延伸之方向相反之方向延伸；及支撐部，其自上述基部延伸，並固定於基板；且上述調整用振動臂之輸出信號相對於上述檢測用振動臂之洩露振動之輸出信號為反相位。
根據本應用例之振動片，藉由去除或附加調整用振動臂之調整部之一部分，而可抵消抑制驅動用振動臂及檢測用振動臂之振動之洩露輸出。因此，與加工振動片之外形之一部分而進行洩露輸出之抑制調整之先前之方法相比，有利於小型化，並且可實現精確之調整，故而可提供一種小型、機械強度高、且具有高感度之特性之振動片。
又，若於基部設置調整用振動臂，則產生「Tu」模式(所謂之音叉振動)與2個臂同相地運動之「TuX」模式，但於本例之振動片中，驅動用振動臂與調整用振動臂自基部於相反方向延伸，故而可避免「TuX」模式之耦合(可使「TuX」模式之頻率遠離驅動頻率)，其結果，可抑制洩露信號。若詳細進行敍述，則於「TuX」模式中，因使驅動用振動臂與調整用振動臂自基部於相反方向延伸，而以基部中央為基點對振動片整體施加旋轉之力。可藉由固定支撐部而抑制該旋轉之力。其原因在於，藉此僅「TuX」模式之頻率較大地降低，從而可使「TuX」模式之頻率遠離驅動頻率。
進而包括固定於基部之支撐部，且可藉由支撐部將包含基部之驅動用、檢測用、及調整用振動臂部保持於封裝體。藉此，可抑制自各振動臂向封裝體之振動洩露，故而可獲得高感度、高精度之振動片。
[應用例2]上述應用例之特徵在於：上述驅動用振動臂為一對驅動用振動臂，上述檢測用振動臂為一對檢測用振動臂，上述調整用振動臂為以夾著上述一對檢測用振動臂之方式設置之一對調整用振動臂。
根據上述應用例，驅動用振動臂、檢測用振動臂、及調整用振動臂各自包含一對振動臂。藉由使各振動臂為一對且為所謂之音叉型，而抑制其根部之振動，其結果，可抑制自各振動臂向封裝體之振動洩露。
[應用例3]上述應用例之特徵在於，上述支撐部包括：第1連結部及第2連結部，該等一端連接於上述基部；第1固定部，其連接於上述第1連結部之另一端；及第2固定部，其連接於上述第2連結部之另一端。
根據上述應用例，經由連結部而於固定部將振動片固定於封裝體，由此仍可抑制自各振動臂向封裝體之振動洩露，故而可獲得高感度、高精度之振動片。
[應用例4]上述應用例之特徵在於：上述第1固定部與上述第2固定部連結。
根據上述應用例，可使振動片之機械強度提昇，進而可擴大藉由接著等而固定於封裝體等之區域。因此，可提昇具有本應用例之振動片之感測器等之電子零件之機械強度，及可抑制自各振動臂向封裝體之振動洩露，故而可獲得高感度、高精度之振動片。
[應用例5]上述應用例之特徵在於：於上述檢測用振動臂設置有 檢測電極，於上述調整用振動臂設置有金屬膜，上述金屬膜與上述檢測電極電性連接。
根據上述應用例，藉由例如雷射照射而將設置於調整用振動臂之調整部之金屬膜之一部分去除，或藉由蒸鍍或濺鍍而附加金屬膜，藉此控制調整用振動臂之電荷(電流)，從而可進行更精確之洩露輸出之抑制調整。
[應用例6]上述應用例之特徵在於：於上述調整用振動臂之與上述基部之側為相反側之前端部設置有寬幅部。
根據上述應用例，可抑制調整用振動臂之長度之增長並且可提高洩露振動之抑制效果，並且擴大用以抑制洩露振動之調整範圍，故而可提供一種更小型且具有更高感度之特性之振動片。
[應用例7]上述應用例之特徵在於：上述調整用振動臂之長度短於上述驅動用振動臂及上述檢測用振動臂之長度。
根據上述應用例，由於用以調整洩露輸出之調整用振動臂之振動不會阻礙利用驅動用振動臂與檢測用振動臂之振動片之主要振動，故而振動片之振動特性穩定，並且亦有利於振動片之小型化。
[應用例8]本應用例之振動片係由厚度t之基材形成者，其特徵在於包括：基部；一對檢測用振動臂，該等自上述基部之一端延伸；一對驅動用振動臂，該等自上述基部之與上述一端為相反側之另一端延伸；及一對調整用振動臂，該等自上述一端、或上述另一端之任一者延伸，且以夾著上述檢測用振動臂或上述驅動用振動臂之方式設置；且上述厚度t、上述檢測用振動臂或上述驅動用振動臂之一對臂之間隔B、一上述調整用振動臂與和該調整用振動臂相鄰之一上述檢測用振動臂或上述驅動用振動臂之間隔A、及另一上述調整用振動臂與和該調整用振動臂相鄰之另一上述檢測用振動臂或上述驅動用振動臂之間隔C之關係為： B<t、B×0.8<A<B×1.2、及B×0.8<C<B×1.2。
根據本應用例之振動片，各振動臂(基材)之厚度t、檢測用振動臂或驅動用振動臂之各自之一對臂與臂之間隔B、檢測用振動臂或驅動用振動臂與相鄰之調整用振動臂之間隔A、及間隔C之關係成為B×0.8<A<B×1.2、及B×0.8<C<B×1.2。
如此，以檢測用振動臂、或驅動用振動臂之各自之一對臂與臂之間隔B為基準而構成檢測用振動臂或驅動用振動臂與相鄰之調整用振動臂之間隔A、及間隔C，藉此，可穩定地形成基部與各振動臂之連結部分之外形形狀。該連結部分之外形形狀為與檢測用振動臂、或驅動用振動臂之各自之一對臂之內側相對向而形成之角部之形狀。或為形成於檢測用振動臂或驅動用振動臂與調整用振動臂相對向之內側之一對角部之形狀。
再者，已知若各振動臂(基材)之厚度t、及檢測用振動臂或驅動用振動臂之各自之一對臂與臂之間隔B之關係成為B<t，則基部與各振動臂之連結部分之外形形狀容易變得不穩定。
然而，藉由如本應用例般以間隔B為基準而構成檢測用振動臂或驅動用振動臂與相鄰之調整用振動臂之間隔A、及間隔C，從而即便為B<t之構成，亦可穩定地形成基部與各振動臂之連結部分之外形形狀。
藉此，可抑制因基部與各振動臂之連結部分之外形形狀出現偏差而產生之振動洩露輸出，或可抑制不必要之模式振動(Tux模式振動)，可使振動片之振動特性穩定化，故而可獲得高感度、高精度之振動片。
如此，根據本應用例之振動片，不設置極微細之切削部便可抑制振動洩露輸出，或可抑制不必要之模式振動(Tux模式振動)，故而與先前相比可有利於小型化。進而，由於可實現精確之調整，故而可 提供一種小型、機械強度高、且具有高感度之特性之振動片。
[應用例9]上述應用例之特徵在於進而包括：一對平衡用振動臂，該等以夾著上述一對調整用振動臂之方式設置；且一上述調整用振動臂與和該調整用振動臂相鄰之一上述平衡用振動臂之間隔D、另一上述調整用振動臂與和該調整用振動臂相鄰之另一上述平衡用振動臂之間隔E之關係為：A×0.8<D<A×1.2、及C×0.8<E<C×1.2。
根據上述應用例，除了上述應用例以外，還設置有平衡用振動臂。而且，調整用振動臂與一平衡用振動臂之間隔D、另一調整用振動臂與另一平衡用振動臂之間隔E之關係成為A×0.8<D<A×1.2、及C×0.8<E<C×1.2。如此，藉由設置平衡用振動臂，而可進一步抑制振動洩露輸出，或可抑制不必要之模式振動(Tux模式振動)。又，此外，藉由將各振動臂之間隔設為A×0.8<D<A×1.2、及C×0.8<E<C×1.2，而可獲得與上述應用例相同之效果。
[應用例10]上述應用例之特徵在於：於上述檢測用振動臂設置有檢測用電極，於上述調整用振動臂設置有金屬膜，上述金屬膜與上述檢測用電極電性連接。
根據上述應用例，藉由例如雷射照射而將設置於調整用振動臂之調整部之金屬膜之一部分去除，或藉由蒸鍍或濺鍍而附加金屬膜，藉此，控制調整用振動臂之電荷(電流)，從而可進行更精確之洩露輸出之抑制調整。
[應用例11]上述應用例之特徵在於：於上述調整用振動臂之與上述基部之側為相反側之前端部設置有寬幅部。
根據上述應用例，可抑制調整用振動臂之長度之增長並且提高洩露振動之抑制效果，並且擴大用以抑制洩露振動之調整範圍，故而可提供一種更小型且具有更高感度之特性之振動片。
[應用例12]上述應用例之特徵在於：上述調整用振動臂之長度短於上述驅動用振動臂及上述檢測用振動臂之長度。
根據上述應用例，由於用以調整洩露輸出之調整用振動臂之振動不會阻礙利用驅動用振動臂與檢測用振動臂之振動片之主要振動，故而振動片之振動特性穩定，並且亦有利於振動片之小型化。
[應用例13]本應用例之感測器單元包括：上述振動片；電子零件，其包含使上述驅動用振動臂激振之驅動電路、及檢測於上述檢測用振動臂產生之檢測信號之檢測電路；及封裝體，其收容上述振動片、及上述電子零件。
根據本應用例之感測器單元，該感測器單元可獲得包含具有上述應用例中之任一例所記載之效果之振動片之感測器單元。此外，如上述構成之封裝體類型之感測器單元有利於小型化、薄型化，並且可提高耐衝擊性。
[應用例14]本應用例之電子機器包括上述感測器單元。
根據本應用例之電子機器，由於具有上述應用例中之任一例之已實施抑制洩露輸出之調整之高感度之振動片，故而可提供一種高功能且具有穩定特性之電子機器。
1‧‧‧基部
1A‧‧‧陀螺儀元件
1B‧‧‧陀螺儀元件
1C‧‧‧陀螺儀元件
2a‧‧‧驅動用振動臂
2b‧‧‧驅動用振動臂
3a‧‧‧檢測用振動臂
3b‧‧‧檢測用振動臂
4a‧‧‧調整用振動臂
4b‧‧‧調整用振動臂
5‧‧‧第1支撐部
5a‧‧‧第1連結部
5b‧‧‧第1固定部
6‧‧‧第2支撐部
6a‧‧‧第1連結部
6b‧‧‧第2固定部
10‧‧‧陀螺儀元件
10A‧‧‧陀螺儀感測器
100‧‧‧陀螺儀感測器
501A‧‧‧陀螺儀元件
501B‧‧‧陀螺儀元件
501C‧‧‧陀螺儀元件
510‧‧‧陀螺儀元件
510a‧‧‧陀螺儀元件
圖1係表示第1實施形態之陀螺儀元件，(a)為立體圖，(b)為平面圖。
圖2係表示第1實施形態之陀螺儀元件之電極配置，(a)為一面之平面圖，(b)為另一面之平面圖，(c)為(a)所示之A-A'部之剖面圖，(d)為(a)所示之B-B'部之剖面圖。
圖3(a)、(b)係表示其他陀螺儀元件之形態之平面圖。
圖4係表示其他陀螺儀元件之形態之平面圖。
圖5係表示第2施形態之陀螺儀感測器，(a)為平面圖，(b)為(a)所 示之C-C'部之剖面圖。
圖6(a)~(c)係表示陀螺儀元件之第1振動臂中之檢測用振動臂、與作為第2振動臂之調整用振動臂之相位之關係之說明圖。
圖7(a)~(c)係表示陀螺儀元件之第1振動臂中之檢測用振動臂、與作為第2振動臂之調整用振動臂之相位之關係之說明圖。
圖8係表示用以說明「TuX」模式之振動之陀螺儀元件之振動方向之概略圖，(a)、(b)係表示比較例中之陀螺儀元件之振動模式之平面圖，(c)、(d)係表示本發明之實施形態之陀螺儀元件之振動模式之平面圖。
圖9係表示第3施形態之陀螺儀元件之概略，(a)為立體圖，(b)為平面圖。
圖10(a)、(b)係表示其他陀螺儀元件之形態之概略平面圖。
圖11係表示其他陀螺儀元件之形態之概略平面圖。
圖12係表示第4實施形態之陀螺儀元件之概略之平面圖。
圖13係表示各振動臂間之間隔與自調整用振動臂取得之電荷量之關係之圖。
圖14係表示其他陀螺儀感測器，(a)為平面圖，(b)為(a)所示之D-O-D'部之剖面圖。
圖15(a)~(c)係表示第5實施形態之電子機器之外觀圖。
以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。
(第1實施形態)
首先，對將本發明之振動片具體化為振動陀螺儀元件之實施形態進行說明。圖1係表示作為振動片之振動陀螺儀元件之一實施形態，(a)係模式性地表示之立體圖，(b)係模式性地表示之平面圖。如圖1(a)所示，作為振動片之振動陀螺儀元件10(以下稱為陀螺儀元件 10)包括：藉由加工基材(構成主要部分之材料)而一體形成之基部1；作為第1振動臂之驅動用振動臂2a、2b及檢測用振動臂3a、3b；以及作為第2振動臂之調整用振動臂4a、4b。進而，藉由自基部1延伸之第1連結部5a、及連結於第1連結部5a之固定於未圖示之封裝體等之基板之第1固定部5b而形成第1支撐部5，藉由自基部1延伸之第2連結部6a、及連結於第2連結部6a之固定於未圖示之封裝體等之基板之第2固定部6b而形成第2支撐部6。
關於本實施形態之陀螺儀元件10，對使用作為壓電體材料之水晶作為基材之例進行說明。水晶具有被稱為電氣軸之X軸(水晶之晶軸)、被稱為機械軸之Y軸及被稱為光學軸之Z軸。於本實施形態中，對使用沿著由水晶晶軸中正交之X軸及Y軸規定之平面切割而加工為平板狀，且於與平面正交之Z軸方向具有特定厚度之所謂之水晶Z板作為基材之例進行說明。再者，此處所謂之特定厚度係根據振盪頻率(共振頻率)、外形尺寸、加工性等而適當設定。又，形成陀螺儀元件10之平板，對於X軸、Y軸及Z軸之各者而於少許範圍內容許自水晶之切割角度之誤差。例如可使用以X軸為中心於0度至2度之範圍內旋轉而切割者。至於Y軸及Z軸亦相同。
陀螺儀元件10包括：基部1，其位於中心部分且為大致矩形狀；驅動用振動臂2a、2b，該等作為一對第1振動臂，自基部1之(±)Y軸方向之端部中之一端部(圖中(-)Y方向)沿著Y軸平行延伸；及檢測用振動臂3a、3b，該等作為一對第1振動臂，自基部1之另一端部(圖中(+)Y方向)沿著Y軸平行延伸。如此，一對驅動用振動臂2a、2b及一對檢測用振動臂3a、3b自基部1之兩端部分別於同軸方向延伸。根據此種形狀，本實施形態之陀螺儀元件10有時被稱為H型振動片(H型陀螺儀元件)。H型陀螺儀元件10具有如下特徵，即驅動用振動臂2a、2b與檢測用振動臂3a、3b分別自基部1之同一軸方向之兩端部延伸，故而 驅動系統與檢測系統分離，因此驅動系統與檢測系統之電極間或配線間之靜電耦合降低，從而檢測感度穩定。再者，於本實施形態中，以H型振動片為例而將驅動用振動臂及檢測用振動臂各設置2條，但振動臂之條數可為1條亦可為3條以上。又，亦可於1條振動臂形成驅動電極與檢測電極。
又，陀螺儀元件10係以於與水晶之結晶X軸(電氣軸)交叉之方向上與檢測用振動臂3a、3b平行且夾著檢測用振動臂3a、3b之方式，使作為一對第2振動臂之調整用振動臂4a、4b自基部1延伸。即，調整用振動臂4a、4b自基部1之另一端部(圖中(+)Y方向)沿著Y軸(向(+)Y方向)延伸。作為第2振動臂之調整用振動臂4a、4b形成為全長短於作為第1振動臂之驅動用振動臂2a、2b及檢測用振動臂3a、3b。藉此，用以調整洩露輸出之調整用振動臂4a、4b之振動不會阻礙利用第1振動臂(驅動用振動臂與檢測用振動臂)之陀螺儀元件10之主要振動，故而陀螺儀元件10之振動特性穩定，並且亦有利於陀螺儀元件10之小型化。
基部1之中央可為陀螺儀元件10之重心。X軸、Y軸及Z軸相互正交，且通過重心。陀螺儀元件10之外形可相對於通過重心之Y軸方向之假想之中心線而呈線對稱。藉此，陀螺儀元件10之外形為平衡性良好之形狀，陀螺儀元件10之特性較為穩定，檢測感度提昇，故而較佳。此種陀螺儀元件10之外形形狀可藉由使用光微影技術之蝕刻(濕式蝕刻或乾式蝕刻)而形成。再者，陀螺儀元件10可自1片水晶晶圓獲取複數個。
其次，對陀螺儀元件10之電極配置之一實施形態進行說明。圖2係表示第1實施形態之陀螺儀元件10之電極配置，(a)係表示一主面側之電極配置之平面圖，(b)係表示另一主面側之電極配置之平面圖，(c)係(a)所示之驅動用振動臂2a、2b之A-A'部之剖面圖，(d)係(a)所示 之檢測用振動臂3a、3b及調整用振動臂4a、4b之B-B'部之剖面圖。
如圖2(a)所示，為了使驅動用振動臂2a、2b驅動而形成有電極11、12。如圖2(a)、(b)、(c)所示，電極11、12係於驅動用振動臂2a之一主面2c形成有驅動用電極11a，及於另一主面2d形成有驅動用電極11b。又，於驅動用振動臂2a之一側面2e、及另一側面2f包含驅動用振動臂2a之前端部而形成有驅動用電極12c。同樣地，於驅動用振動臂2b之一主面2g形成有驅動用電極12a，及於另一主面2h形成有驅動用電極12b。又，於驅動用振動臂2b之一側面2j、及另一側面2k包含驅動用振動臂2b之前端部在內而形成有驅動用電極11c。
形成於驅動用振動臂2a、2b之驅動用電極11a、11b、11c、12a、12b、12c，以於隔著驅動用振動臂2a、2b而對向配置之驅動用電極間成為等電位之方式配置。如圖2(a)、(b)所示，電極11具有藉由配線11d、11e而連接之形成於第1固定部5b之連接墊11f。又，電極12具有藉由配線12d、12e而連接之形成於第2固定部6b之連接墊12f。而且，藉由通過連接墊11f及連接墊12f對電極11與電極12之間交替地賦予電位差，而使驅動用振動臂2a、2b進行所謂音叉振動之激振。
其次，對形成於檢測用振動臂3a、3b且對因檢測用振動臂3a、3b振動而於作為基材之水晶產生之應變進行檢測之檢測用電極進行說明。
如圖2(a)、(b)、(d)所示，電極21、22係於檢測用振動臂3a之一主面3c沿著檢測用振動臂3a之延伸方向而形成有檢測用電極21a、22a。又，於主面3c之相反側之另一主面3d沿著檢測用振動臂3a之延伸方向而形成有檢測用電極21b、22b。而且，檢測用電極22a與檢測用電極22b經由檢測用振動臂3a之前端部而電性連接，檢測用電極21a、21b延伸設置至檢測用振動臂3a之前端附近。檢測用電極21a、21b分別藉由配線21k、21e、形成於下述之調整用振動臂4a之調整用 電極21d、及配線21g而與形成於第1固定部5b之連接墊21h電性連接。又，檢測用電極22a、22b分別藉由配線22d、形成於下述之調整用振動臂4a之調整用電極22c、及配線22e而與形成於第1固定部5b之連接墊22f電性連接。
檢測用電極21a與檢測用電極21b以成為等電位之方式連接，檢測用電極22a與檢測用電極22b以成為等電位之方式連接。藉此，因檢測用振動臂3a之振動而產生之應變可藉由對檢測用電極21a、21b與檢測用電極22a、22b之電極間之電位差進行檢測而檢測出。即，自連接墊21h、22f檢測電極21與電極22之電位差。
同樣地，電極31、32係於檢測用振動臂3b之一主面3e沿著檢測用振動臂3b之延伸方向而形成有檢測用電極31a、32a。又，於主面3e之相反側之另一主面3f亦沿著檢測用振動臂3b之延伸方向而形成有檢測用電極31b、32b。而且，檢測用電極32a與檢測用電極32b經由檢測用振動臂3b之前端部而電性連接，檢測用電極31a、31b延伸設置至檢測用振動臂3b之前端附近。
檢測用電極31a、31b分別藉由配線31e、31f、31g、及形成於下述之調整用振動臂4b之調整用電極31d而與形成於第2固定部6b之連接墊31h電性連接。又，檢測用電極32a、32b分別藉由配線32d、形成於下述之調整用振動臂4b之調整用電極32c、及配線32e而與形成於第2固定部6b之連接墊32f電性連接。
而且，檢測用電極31a與檢測用電極31b以成為等電位之方式連接，檢測用電極32a與檢測用電極32b以成為等電位之方式連接。藉此，因檢測用振動臂3b之振動而產生之應變可藉由對檢測用電極31a、31b與檢測用電極32a、32b之電極間之電位差進行檢測而檢測出。即，自連接墊31h、32f檢測電極31與電極32之間之電位差。
其次，對作為設置於調整用振動臂4a、4b之調整部之電極進行說 明。如圖2(a)、(b)、(d)所示，於調整用振動臂4a之一主面4c形成有調整用電極21c，及於主面4c之相反側之另一主面4d形成有調整用電極21d作為等電位之調整用電極。又，於調整用振動臂4a之一側面4e形成有調整用電極22c，及於側面4e之相反側之另一側面4f形成有經由調整用振動臂4a之前端而與側面4e之調整用電極22c連續之調整用電極22c。
調整用電極21c、21d藉由配線21f、21g而連接於連接墊21h。而且，調整用電極22c藉由配線22e而電性連接於連接墊22f。同樣地，於調整用振動臂4b之一主面4g形成有調整用電極31c，及於主面4g之相反側之另一主面4h形成有調整用電極31d作為等電位之調整用電極。又，於調整用振動臂4b之一側面4j形成有調整用電極32c，及於側面4j之相反側之另一側面4k形成有經由調整用振動臂4b之前端而與側面4j之調整用電極32c連續之調整用電極32c。調整用電極31c、31d藉由配線31f、31g而連接於連接墊31h。而且，調整用電極32c藉由配線32e而電性連接於連接墊32f。
如上所述，根據本實施形態之陀螺儀元件10，以藉由施加特定之激振驅動信號而使驅動用振動臂2a、2b振動之狀態對陀螺儀元件10施加角速度，藉此，於檢測用振動臂3a、3b產生由科裏奧利力(Coriolis force)所引起之振動。藉由該檢測用振動臂3a、3b之振動而激振調整用振動臂4a、4b。因此，使設置於調整用振動臂4a、4b之金屬膜即調整用電極21c、21d、22c、31c、31d、32c之重量增減，或使調整用電極21c、21d、22c、31c、31d、32c之體積增減，從而使電荷量發生變化，藉此，可抑制檢測用振動臂3a、3b之非期望之洩露輸出。
因此，例如可抑制因由作為陀螺儀元件10之基材之水晶之蝕刻各向異性或製造偏差等而產生之驅動用振動臂2a、2b或檢測用振動臂 3a、3b之剖面形狀之偏差等而可能引起之洩露輸出所導致之檢測感度得降低，從而可提供作為感度較高之振動片之陀螺儀元件10。
圖3係表示第1實施形態之陀螺儀元件10之其他形態之平面圖。圖3(a)所示之陀螺儀元件1A中藉由連結部5a、6a而連結於基部1之固定部7具有框狀之形狀。即，第1實施形態之陀螺儀元件10之第1固定部5b與第2固定部6b於本例中形成有於驅動用振動臂2a、2b之側一體連接之固定部7。
又，圖3(b)所示之陀螺儀元件1B成為如下形態：於框狀之固定部8之內側配置基部1、驅動用振動臂2a、2b、檢測用振動臂3a、3b、及調整用振動臂4a、4b，且藉由連結部5a、6a將基部1與固定部8連結。
如此，根據如圖3(a)、(b)所示之陀螺儀元件1A、1B，於形成在下述之封裝體中收納有陀螺儀元件1A、1B之陀螺儀單元時，藉由使固定於封裝體之固定部7或固定部8之固定面積較大而提高固定力，藉此，可抑制向封裝體之振動洩露。又，藉由使固定部7或8為框狀，可提高陀螺儀元件1A、1B之強度，而可抑制固定部7或固定部8之振動洩露。
(變形例)
於上述第1實施形態之陀螺儀元件10中，調整用振動臂4a、4b係藉由施加可對前端部附加質量之形狀變化而可進一步提昇有助於陀螺儀元件10之高感度化之效果。圖4係表示作為於作為第2振動臂之調整用振動臂之前端設置有寬幅部之振動片之陀螺儀元件之變形例的模式性平面圖。再者，於圖4中，對與第1實施形態之陀螺儀元件10相同之構成標附相同之符號並省略說明，又，亦省略圖式。
如圖4所示，本變形例之陀螺儀元件1C包括：基部1，其與第1實施形態之陀螺儀元件10為相同構成；一對驅動用振動臂2a、2b，該等分別自基部1之Y軸方向之兩端部延伸；及一對檢測用振動臂3a、 3b。又，包括：調整用振動臂15a，其於(-)X方向與檢測用振動臂3a相鄰且自基部1向(+)Y方向延伸；及調整用振動臂15b，其於(+)X方向與檢測用振動臂3b相鄰且自基部1向(+)Y方向延伸。分別於調整用振動臂15a、15b之主面設置有作為用以調整陀螺儀元件1C之洩露輸出之膜體之調整用電極21c、31c，於調整用振動臂15a、15b之側面設置有調整用電極22c、32c。
於調整用振動臂15a、15b之前端側設置有作為寬度較調整用振動臂15a、15b寬(X軸方向之長度較長)之大致矩形狀之寬幅部之錘部16a、16b。於錘部16a、16b之表面設置有膜體40a、40b。再者，膜體可設置於錘部16a、16b之兩主面、及省略圖式之兩側面。又，膜體40a、40b既可由與其他電極相同之金屬材料形成，亦可由非導體材料形成。藉由由與其他電極相同之金屬材料形成膜體40a、40b，而可與其他電極同時製造，故而可提高生產率。又，藉由由非導體材料形成膜體40a、40b，而於膜體形成材料之選擇範圍較廣之方面有利。再者，作為膜體形成材料，較佳為儘可能使用密度較高(比重較大)之材料。
根據變形例1之陀螺儀元件1C，與作為於第1實施形態之陀螺儀元件10中說明之第2振動臂之調整用振動臂4a、4b同樣地設置調整用振動臂15a、15b，藉此，可獲得洩露振動被抑制之陀螺儀元件1C。進而，於各調整用振動臂15a、15b之前端側具有作為寬幅部之錘部16a、16b，藉此，可抑制調整用振動臂15a、15b之長度增長並且提高洩露振動之抑制效果。進而，由於用以抑制洩露振動之調整用振動臂15a、15b所具有之膜體(電極)重量之調整範圍較廣，故而可實現用以抑制洩露振動之精確之調整，從而可提供更高感度之陀螺儀元件1C。
(第2實施形態)
作為第2實施形態，對作為具有第1實施形態之陀螺儀元件10之感測器單元之陀螺儀感測器進行說明。圖5係表示第2實施形態之陀螺儀感測器100，(a)係省略蓋體而繪製之概略平面圖，(b)係(a)所示之C-C'部之剖面圖。再者，於本實施形態之構成中亦可設有下述之陀螺儀元件510。
如圖5(b)所示，陀螺儀感測器100係於封裝體110之凹部收容陀螺儀元件10、及作為電子零件之半導體裝置120，且藉由蓋體130密閉封裝體110之開口部而將內部保持於氣密。封裝體110係依序積層、固定平板狀之第1基板111、及第1基板111上之框狀之第2基板112、第3基板113、第4基板114而形成，且形成有收容半導體裝置120與陀螺儀元件10之凹部。第1~第4基板111、112、113、114由例如陶瓷等形成。
第1基板111於凹部側之搭載半導體裝置120之電子零件搭載面111a設置有載置並固定半導體裝置120之晶片焊墊115。半導體裝置120藉由例如焊料(晶粒固定材料)140而接著固定於晶片焊墊115上。
半導體裝置120包括作為用以使陀螺儀元件10驅動振動之激振機構之驅動電路、及作為檢測於施加有角速度時於陀螺儀元件10產生之檢測振動之檢測機構之檢測電路。具體而言，半導體裝置120具有之驅動電路對分別形成於陀螺儀元件10之一對驅動用振動臂2a、2b(參照圖2)之驅動用電極11a、11b、12c及驅動用電極11c、12a、12b供給驅動信號。又，半導體裝置120具有之檢測電路係使於分別形成於振動陀螺儀元件10之一對檢測用振動臂3a、3b(參照圖2)之檢測用電極21a、21b、22a、22b及檢測用電極31a、31b、32a、32b產生之檢測信號放大而生成放大信號，並基於該放大信號而對施加至陀螺儀感測器100之旋轉角速度進行檢測。
第2基板112形成為具有可收容搭載於晶片焊墊115上之半導體裝置120之大小之開口之框狀之形狀。第3基板113形成為具有較第2基板 112之開口大之開口之框狀之形狀，並積層固定於第2基板112上。而且，於第2基板112上積層第3基板113且於位於第3基板113之開口內側之第2基板面112a形成有連接有與半導體裝置120之未圖示之電極墊電性連接之焊接線BW(Bonding Wire)之複數個IC(Integrated Circuit，積體電路)連接端子112b。而且，半導體裝置120之未圖示之電極墊與設置於封裝體110之IC連接端子112b係使用打線焊接法而電性連接。即，設置於半導體裝置120之複數個電極墊、及封裝體110之對應之IC連接端子112b藉由焊接線BW而連接。又，IC連接端子112b之任一者藉由封裝體110之未圖示之內部配線而與設置於第1基板111之外部底面111b之複數個外部連接端子111c電性連接。
於第3基板113上積層固定有具有較第3基板113之開口大之開口之第4基板114。而且，於第3基板113上積層第4基板114且於位於第4基板114之開口之內側之第3基板面113a形成有與形成於陀螺儀元件10之圖2所示之連接墊11f、12f、21h、22f、31h、32f連接之複數個陀螺儀元件連接端子113b。陀螺儀元件連接端子113b藉由封裝體110之未圖示之內部配線而與IC連接端子112b之任一者電性連接。陀螺儀元件10係於第3基板面113a上使連接墊11f、12f、21h、22f、31h、32f與陀螺儀元件連接端子113b之位置對準而載置陀螺儀元件10之固定部5b、6b，且藉由導電性接著劑150而接著固定。
進而，於第4基板114之開口之上表面配置有蓋體130而密封封裝體110之開口，從而氣密地密封封裝體110之內部，而獲得陀螺儀感測器100。蓋體130可使用例如42合金(於鐵中含有42%之鎳之合金)或科伐合金(鐵、鎳及鈷之合金)等金屬、陶瓷、或玻璃等而形成。例如於由金屬形成蓋體130之情形時，經由將科伐合金等脫模成矩形環狀而形成之密封環160進行縫焊接，藉此與封裝體110接合。由於藉由封裝體110及蓋體130而形成之凹部空間成為供陀螺儀元件10動作之空間， 故而較佳為密閉、密封成減壓空間或惰性氣體環境。
於陀螺儀感測器100中，於藉由蓋體130進行密閉密封之前進行陀螺儀元件10之洩露輸出之抑制調整。首先，對陀螺儀元件10之洩露輸出之抑制調整方法之原理進行說明。如陀螺儀元件10(參照圖1)般，於包括分別自基部1之Y軸方向之兩端部延伸之驅動用振動臂2a、2b及檢測用振動臂3a、3b之H型振動片上，具有自基部1之檢測用振動臂3a、3b之延伸端部向相同方向延伸之調整用振動臂4a、4b之構成中，洩露輸出之振動方向由因各振動臂之蝕刻加工偏差而形成之完工形狀決定，較為有效的是根據此而進行抑制洩露輸出之調整。
具體而言，於陀螺儀元件10之驅動時，如圖6(a)所示，於驅動用振動臂2a、2b向箭頭P方向運動時，驅動用振動臂2a、2b之輸出波形DS、向箭頭Q1、Q2方向運動之檢測用振動臂3a、3b各者之洩露輸出之輸出波形S1洩露、S2洩露表現出如圖6(b)所示之波形。為了抵消此種洩露輸出，必需使調整用振動臂4a、4b之相位為圖6(c)所示之相位T1、T2。為此，必需使驅動用振動臂2a、2b與調整用振動臂4a、4b為反相。
又，於陀螺儀元件10之驅動時，如圖7(a)所示，於驅動用振動臂2a、2b向箭頭P方向運動時，驅動用振動臂2a、2b之輸出波形DS、向箭頭Q1、Q2方向運動之檢測用振動臂3a、3b各者之洩露輸出之輸出波形S1洩露、S2洩露表現出如圖7(b)所示之波形。為了抵消此種洩露輸出，必需使調整用振動臂4a、4b之相位為圖7(c)所示之相位T1、T2。為此，必需使驅動用振動臂2a、2b與調整用振動臂4a、4b為同相。
此種洩露輸出之振動方向係如上述般根據因各振動臂之加工偏差所形成之完工形狀而變化。例如，即便於設計剖面矩形狀之振動臂之情形時，因作為基材之水晶之蝕刻各向異性而使剖面成為平行四邊 形狀，或成為梯形狀，或成為菱形狀，而對洩露輸出之振動方向產生影響。此處，於將驅動用振動臂2a、2b具有之共振頻率設為fd，且將調整用振動臂4a、4b具有之共振頻率設為ft時，根據fd與ft之關係，驅動用振動臂2a、2b之相位與調整用振動臂4a、4b之相位成為同相、或反相之關係如下述般成立。即，於fd<ft時，驅動用振動臂2a、2b之相位與調整用振動臂4a、4b之相位成為反相，於fd>ft時，驅動用振動臂2a、2b之相位與調整用振動臂4a、4b之相位成為同相。
其次，對基於上述之各種振動臂之關係之陀螺儀元件10之洩露輸出抑制調整方法之一例進行說明。首先，去除、或附加設置於調整用振動臂4a、4b之膜體之一部分，或切削調整用振動臂4a、4b之基板等而使調整用振動臂4a、4b之質量減少或增加，藉此使共振頻率發生變化，從而將驅動用振動臂2a、2b之共振頻率fd與調整用振動臂4a、4b之共振頻率ft之關係調整為適當之關係，並且進行洩露輸出之抑制調整。具體而言，對作為設置於調整用振動臂4a、4b之膜體之調整用電極21c、21d、22c、31c、31d、32c藉由例如照射雷射而加以修整，或藉由蒸鍍或濺鍍而附加與調整用電極21c、21d、22c、31c、31d、32c為同種或不同種之膜體，從而使調整用振動臂4a、4b之質量減少或增加。進行根據該質量之增減使共振頻率變化，而將fd與ft之相位之關係調整為所期望之關係(fd<ft、或fd>ft)之相位調整，及使電荷量減少或增加而將洩露輸出之影響抑制為最小。再者，於此情形時，調整用振動臂4a、4b之調整用電極21c、21d、22c、31c、31d、32c、與檢測用振動臂3a、3b之檢測用電極21a、21b、22a、22b、31a、31b、32a、32b電性連接。
如以上所述，本實施形態之洩露輸出抑制調整之方法係去除、 或附加調整用振動臂4a、4b之調整用電極21c、21d、22c、31c、31d、32c之一部分，而將驅動用振動臂2a、2b之共振頻率fd、與調整用振動臂4a、4b之共振頻率ft調整為適當之關係，而且使電荷量發生變化，藉此可進行洩露輸出之微調。再者，例如於調整用振動臂4a、4b具有作為寬幅部之錘部之變形例所示之陀螺儀元件1C之情形時，首先，將作為設置於調整用振動臂15a、15b之前端部之寬幅部之錘部16a、16b之膜體40a、40b藉由照射例如雷射而加以修整，或藉由蒸鍍或濺鍍而附加與膜體40a、40b為同種或不同種之膜體而使錘部16a、16b之質量減少或增加。藉由該質量之增減而使共振頻率發生變化，從而進行將fd與ft之相位之關係調整為所期望之關係(fd<ft、或fd>ft)之相位調整。
於進行上述相位調整後，繼而進行洩露輸出之抑制調整。具體而言，將設置於調整用振動臂15a、15b之調整用電極21c、21d、22c、31c、31d、32c之一部分藉由例如雷射照射而去除，或藉由蒸鍍或濺鍍等而附加電極用金屬，從而使電荷量減少或增加，藉此將洩露輸出之影響抑制為最小。
此處，使用圖8對藉由使驅動用振動臂2a、2b、與調整用振動臂4a、4b自基部1向相互相反之方向延伸而可避免「TuX」模式之振動之情形進行說明。圖8係表示用以說明「TuX」模式之振動之陀螺儀元件之振動模式之概略圖。圖8(a)、(b)係表示比較例之陀螺儀元件之振動模式之圖，圖8(c)、(d)係表示本發明之實施形態之陀螺儀元件之振動模式之圖。
於圖8(a)、(b)中，對作為比較例之陀螺儀元件1010之振動模式進行說明。陀螺儀元件1010係於基部1001之一端設置有一對驅動用振動臂1002a、1002b、及夾著驅動用振動臂1002a、1002b之一對調整用振動臂1004a、1004b，且於基部1001之另一端設置有一對檢測用振動臂 1003a、1003b。進而，於與上述一端、另一端交叉之方向之基部1001之兩端設置有第1支撐部1005及第2支撐部1006。
如圖8(a)所示，陀螺儀元件1010之通常之振動模式係使驅動用振動臂1002a之振動方向f1與驅動用振動臂1002b之振動方向f2為反方向(反相)而運動，且使調整用振動臂1004a之振動方向e1與調整用振動臂1004b之振動方向e2為反方向(反相)而運動。此時，使相鄰之驅動用振動臂1002a之振動方向f1與調整用振動臂1004a之振動方向e1為相同方向而運動。同樣地，使相鄰之驅動用振動臂1002b之振動方向f2與調整用振動臂1004b之振動方向e2為相同方向而運動。再者，即便各者進行與上述相反之方向之振動亦同樣地向同相方向振動。藉由以此種振動模式(Tu模式之振動、所謂之音叉振動)振動，而取得驅動用振動臂1002a、1002b及調整用振動臂1004a、1004b之振動向量(運動之向量)之平衡，從而進行穩定之振動。
然而，因陀螺儀元件1010之形成步驟中之製造偏差等而使各振動臂或自振動臂之基部1001之延伸部分等之形狀產生偏差，藉此，產生自如上所述之穩定之振動模式脫離之振動模式(「TuX」模式之振動)。使用圖8(b)對該「TuX」模式之振動進行說明。再者，由於陀螺儀元件1010之構成與圖8(a)相同，故而標附相同之符號並省略說明。
「TuX」模式之振動係一對驅動用振動臂1002a、1002b之各振動臂及一對調整用振動臂1004a、1004b之各振動臂向相同方向(同相)運動。若根據圖8(b)進行詳細敍述，則驅動用振動臂1002a向振動方向f3之方向運動，另一驅動用振動臂1002b向振動方向f4之方向運動。即，一對驅動用振動臂1002a、1002b向相同方向(同相)運動。又，調整用振動臂1004a向振動方向e3之方向運動，另一調整用振動臂1004b向振動方向e4之方向運動。即，一對調整用振動臂1004a、1004b向相同方向(同相)運動。若產生此種「TuX」模式之振動，則失去驅動用 振動臂1002a、1002b與調整用振動臂1004a、1004b之振動之向量(運動之向量)之平衡，其結果增加洩露振動之產生。
相對於上述比較例，本發明之實施形態之陀螺儀元件10係驅動用振動臂2a、2b、與調整用振動臂4a、4b自基部1向相互相反之方向延伸，故而即便產生「TuX」模式之振動亦可抑制其影響。此處，使用圖8(c)、(d)進行詳細說明。陀螺儀元件10係於基部1之一端設置有一對檢測用振動臂3a、3b、及夾著檢測用振動臂3a、3b之一對調整用振動臂4a、4b，且於另一端設置有一對驅動用振動臂2a、2b。進而，於與上述一端、另一端交叉之方向之基部1之兩端設置有第1支撐部5及第2支撐部6。
如圖8(c)所示，陀螺儀元件10之通常之振動模式係使驅動用振動臂2a之振動方向f5與驅動用振動臂2b之振動方向f6為反方向(反相)而運動，且使調整用振動臂4a之振動方向e5與調整用振動臂4b之振動方向e6為反方向(反相)而運動。再者，即便各者進行與上述相反之方向之振動，亦同樣地於同相方向振動。如本例之情形般，即便夾著基部1於相反側設置有驅動用振動臂2a、2b與調整用振動臂4a、4b，亦藉由以此種振動模式(Tu模式之振動、所謂之音叉振動)振動而取得驅動用振動臂2a、2b及調整用振動臂4a、4b之振動向量(運動之向量)之平衡，而進行穩定之振動。
如上述亦已說明，因陀螺儀元件10之形成步驟中之製造偏差等而使各振動臂或自振動臂之基部1之延伸部分等之形狀產生偏差，而自如上所述之穩定之振動模式偏離之振動模式(「TuX」模式之振動)亦會於本例中出現。然而，藉由使用本例之陀螺儀元件10之構成，即便產生該「TuX」模式之振動，亦可減少其影響。使用圖8(d)對此進行說明。再者，由於陀螺儀元件10之構成與圖8(c)相同，故而標附相同之符號並省略說明。
首先，根據圖8(d)對本例之陀螺儀元件10之「TuX」模式之振動進行說明。「TuX」模式之振動係使一對驅動用振動臂2a、2b之各振動臂及一對調整用振動臂4a、4b之各振動臂於相同方向(同相)運動。若詳細敍述，則驅動用振動臂2a於振動方向f7之方向運動，另一驅動用振動臂2b於振動方向f8之方向運動。即，一對驅動用振動臂2a、2b於相同方向(同相)運動。又，調整用振動臂4a向振動方向e7之方向運動，另一調整用振動臂4b於振動方向e8之方向運動。即，一對調整用振動臂4a、4b於相同方向(同相)運動。此時，使驅動用振動臂2a、2b之振動方向f7、f8與調整用振動臂4a、4b之振動方向e7、e8為於相反方向運動。若產生此種「TuX」模式之振動，則藉由驅動用振動臂2a、2b與調整用振動臂4a、4b之振動之向量(運動之向量)，而產生以基部1之中央為中心之旋轉之力。
然而，本例之陀螺儀元件10係藉由設置於基部1之兩端之第1支撐部5及第2支撐部6而固持基部1，故而擬似地成為基部1固定之狀態，從而旋轉之力難以影響各振動臂(驅動用振動臂2a、2b與調整用振動臂4a、4b)。換言之，若藉由第1支撐部5、第2支撐部6之固定而抑制旋轉之力，則可僅使「TuX」模式之頻率較大地降低，從而可使「TuX」模式之頻率遠離驅動頻率。由此，於陀螺儀元件10之構成中，可避免「TuX」模式之耦合(產生)(可使「TuX」模式之頻率遠離驅動頻率)，其結果可抑制振動之洩露輸出，從而可持續穩定之振動。
再者，即便如圖3(a)、(b)中所說明之陀螺儀元件1A、陀螺儀元件1B般為具有藉由連結部5a、6a而連結於基部1之框狀之固定部7、8之形狀，且具有第1固定部5b及第2固定部6b之構成，亦可獲得相同之效果。
於實施洩露輸出之抑制調整後，進行與封裝體110接合之陀螺儀 元件10之頻率之微調。頻率調整可藉由如下方法等進行：對陀螺儀元件10之電極之一部分藉由雷射修整而去除而使之質量減少；藉由蒸鍍或濺鍍等而對陀螺儀元件10附加質量；或進行半導體裝置120之資料之覆寫。
(第3實施形態之陀螺儀元件)
其次，對將本發明之振動片具體化為振動陀螺儀元件之第3實施形態進行說明。圖9係表示作為振動片之振動陀螺儀元件之一實施形態，(a)係模式性地表示之立體圖，(b)係模式性地表示之平面圖。如圖9(a)所示，作為振動片之振動陀螺儀元件510(以下稱為陀螺儀元件510)包括：藉由加工基材(構成主要部分之材料)而一體形成之基部1；驅動用振動臂2a、2b及檢測用振動臂3a、3b；以及調整用振動臂4a、4b。進而，藉由自基部1延伸之第1連結部5a、及連結於第1連結部5a之固定於未圖示之封裝體等之基板之第1固定部5b而形成第1支撐部5，藉由自基部1延伸之第2連結部6a、及連結於第2連結部6a且固定於未圖示之封裝體等之基板之第2固定部6b而形成第2支撐部6。
於本實施形態之陀螺儀元件510中，對使用作為壓電體材料之水晶作為基材之例進行說明。水晶具有被稱為電氣軸之X軸、被稱為機械軸之Y軸及被稱為光學軸之Z軸。於本實施形態中，對使用沿著由水晶晶軸中正交之X軸及Y軸規定之平面切割並加工為平板狀且於與平面正交之Z軸方向上具有特定厚度t之所謂之水晶Z板作為基材之例進行說明。再者，此處所謂之特定厚度t係根據振盪頻率(共振頻率)、外形尺寸、加工性等而適當設定。又，形成陀螺儀元件510之平板對於X軸、Y軸及Z軸之各者而可於少許範圍內容許自水晶之切割角度之誤差。例如可使用以X軸為中心於0度至2度之範圍內旋轉而切割者。Y軸及Z軸亦相同。
陀螺儀元件510包括：基部1，其位於中心部分且為大致矩形 狀；一對驅動用振動臂2a、2b，該等自基部1之Y軸方向之端部中之一端部(圖中(-)Y方向之端部)以平行之方式沿著Y軸延伸；及一對檢測用振動臂3a、3b，該等自基部1之另一端部(圖中(+)Y方向之端部)沿著Y軸以間隔B平行地延伸。如此，一對驅動用振動臂2a、2b、與一對檢測用振動臂3a、3b分別自基部1之兩端部於同軸方向延伸。根據此種形狀，本實施形態之陀螺儀元件510有時被稱為H型振動片(H型陀螺儀元件)。H型陀螺儀元件510具有如下特徵：驅動用振動臂2a、2b與檢測用振動臂3a、3b分別自基部1之同一軸方向之兩端部延伸，故而驅動系統與檢測系統分離，因此驅動系統與檢測系統之電極間或配線間之靜電耦合降低，從而檢測感度穩定。再者，於本實施形態中，以H型振動片為例而將驅動用振動臂及檢測用振動臂各設置2條，但振動臂之條數可為1條亦可為3條以上。又，亦可於1條振動臂上形成驅動電極與檢測電極。
又，陀螺儀元件510係以於與水晶之結晶X軸(電氣軸)交叉之方向上與檢測用振動臂3a、3b平行且夾著檢測用振動臂3a、3b之方式使一對調整用振動臂4a、4b自基部1延伸。即，調整用振動臂4a、4b沿著Y軸向(+)Y方向延伸。進而，一調整用振動臂4a與相鄰之檢測用振動臂3a具有間隔A，且另一調整用振動臂4b與相鄰之檢測用振動臂3b具有間隔C。而且，以使該間隔A及間隔C、一對檢測用振動臂3a、3b之間隔B、及基材之厚度t之關係成為B<t、B×0.8<A<B×1.2、及B×0.8<C<B×1.2之方式形成調整用振動臂4a、4b及檢測用振動臂3a、3b。又，調整用振動臂4a、4b形成為全長短於驅動用振動臂2a、2b及檢測用振動臂3a、3b。藉此，用以調整洩露輸出之調整用振動臂4a、4b之振動不會阻礙利用驅動用振動臂2a、2b與檢測用振動臂3a、3b之陀螺儀元件510之主要振動，故而陀螺儀元件510之振動特性穩定，並且亦有利於陀螺儀元件510之小型化。
可將基部1之中央設為陀螺儀元件510之重心。而且，設X軸、Y軸及Z軸相互正交，且通過重心。陀螺儀元件510之外形可相對於通過重心之Y軸方向之假想之中心線形成線對稱。藉此，陀螺儀元件510之外形為平衡性良好者，陀螺儀元件510之特性穩定，檢測感度提昇，故而較佳。此種陀螺儀元件510之外形形狀可藉由使用光微影技術之蝕刻(濕式蝕刻或乾式蝕刻)而形成。再者，陀螺儀元件510可自1片水晶晶圓獲取複數個。
又，如上所述，以使間隔A及間隔C、一對檢測用振動臂3a、3b之間隔B、及基材之厚度t之關係成為B<t、B×0.8<A<B×1.2、及B×0.8<C<B×1.2之方式設置調整用振動臂4a、4b及檢測用振動臂3a、3b，藉此，可獲得如下效果。
如此，以檢測用振動臂3a、3b之一對臂與臂之間隔B為基準而構成檢測用振動臂3a、3b與相鄰之調整用振動臂4a、4b之間隔A、及間隔C，藉此，可穩定地形成基部1與檢測用振動臂3a、3b及調整用振動臂4a、4b之連結部分之外形形狀。
此處，對陀螺儀元件510之外形形狀之形成與振動特性之關係進行詳細說明。若藉由使用光微影技術之蝕刻加工形成陀螺儀元件510之外形形狀，則因水晶之蝕刻各向異性而於基部1與檢測用振動臂3a、3b及調整用振動臂4a、4b之連結部分(角部)產生蝕刻殘留部(亦稱為凸部)3c、3d、3e、3f、4c、4d。
該蝕刻殘留部3c、3d、3e、3f、4c、4d因水晶之蝕刻各向異性，從而根據各振動臂之根部位置而大小不同。例如，於檢測用振動臂3a中，於圖式左側(與調整用振動臂4a對向之側)之根部產生之蝕刻殘留部3c大於在圖式右側(與檢測用振動臂3b對向之側)之根部產生之蝕刻殘留部3e。同樣地，於檢測用振動臂3b中，於圖式左側之根部(與檢測用振動臂3a對向之側)產生之蝕刻殘留部3d大於在圖式右側之根部 (與調整用振動臂4b對向之側)產生之蝕刻殘留部3f。又，同樣地，於調整用振動臂4a中，於圖式右側(與檢測用振動臂3a對向之側)之根部產生蝕刻殘留部4d，但較於相鄰之檢測用振動臂3a之與調整用振動臂4a對向之側之根部產生之蝕刻殘留部3c小。又，同樣地，於調整用振動臂4b中，於圖式左側(與檢測用振動臂3b對向之側)之根部產生蝕刻殘留部4c，但較於相鄰之檢測用振動臂3b之與調整用振動臂4b對向之側之根部產生之蝕刻殘留部3f大。
此種現象於需要特別長之蝕刻加工時間之基材之厚度t較大(厚)之情形時、即基材之厚度t較檢測用振動臂3a、3b之一對臂與臂之間隔B大(厚)之情形時、或相鄰之振動臂與振動臂之間隔(上述間隔A、B、C)較窄之情形時等顯著出現。再者，即便於基材之厚度t較檢測用振動臂3a、3b之一對臂與臂之間隔B小(薄)之情形時亦有效，但於此情形時成為短時間之蝕刻加工時間，蝕刻殘留部3c、3d、3e、3f、4c、4d變得相對較小，故而難以受到對振動特性之影響。而且，由於在相鄰(相對向)之振動臂之根部產生之蝕刻殘留部之大小不同(外形形狀存在偏差)，而使各振動臂之振動頻率或振動模式存在少許偏差。因該偏差而使各振動臂之振動失去平衡，從而容易產生振動洩露輸出、或不必要之模式振動(TuX模式振動)等。
於本實施形態之陀螺儀元件510中，於一對檢測用振動臂3a、3b之間隔B、及基材之厚度t之關係為B<t時，一調整用振動臂4a與相鄰之檢測用振動臂3a之間隔A、另一調整用振動臂4b與相鄰之檢測用振動臂3b之間隔C、及一對檢測用振動臂3a、3b之間隔B之關係成為：B×0.8<A<B×1.2、及B×0.8<C<B×1.2。
藉此，可將形成於各振動臂之根部之蝕刻殘留部3c、3d、3e、3f、4c、4d形成穩定之形狀。因此，可抑制因形成於各振動臂之根部較大之蝕刻殘留部或蝕刻殘留部之形狀偏差等而產生之振動洩露輸 出、或不必要之模式振動(TuX模式振動)，從而可使振動片之振動特性穩定化，故而可獲得高感度、高精度之振動片。
再者，亦可將間隔A、C設為間隔B之1.2倍以上，但這樣會陀螺儀元件510之外形形狀變大，而無法滿足小型化之要求從而不實用。
再者，關於陀螺儀元件510之電極配置及其功能，由於為與上述第1實施形態相同之構成，故而於本實施形態中省略說明。
如上所述，根據本實施形態之陀螺儀元件510，以藉由施加特定之激振驅動信號而使驅動用振動臂2a、2b振動之狀態對陀螺儀元件510施加角速度，藉此，於檢測用振動臂3a、3b產生由科裏奧利力所引起之振動。藉由該檢測用振動臂3a、3b之振動而激振調整用振動臂4a、4b。因此，使設置於調整用振動臂4a、4b之金屬膜即調整用電極21c、21d、22c、31c、31d、32c之重量增減，或使調整用電極21c、21d、22c、31c、31d、32c之體積增減而使電荷量發生變化，藉此，可抑制檢測用振動臂3a、3b之非期望之洩露輸出。
因此，可抑制因由作為陀螺儀元件510之基材之水晶之蝕刻各向異性、或製造偏差等而產生之驅動用振動臂2a、2b或檢測用振動臂3a、3b之剖面形狀之偏差等而可能引起之洩露輸出所導致之檢測感度的降低，從而可提供作為感度較高之振動片之陀螺儀元件510。
再者，於上述實施形態之陀螺儀元件之說明中使用如下例，即於基部1之一端設置有一對檢測用振動臂3a、3b、及夾著檢測用振動臂3a、3b之一對調整用振動臂4a、4b，且於另一端設置有一對驅動用振動臂2a、2b，但並不限於該構成。例如亦可為驅動用振動臂與調整用振動臂自基部之同一端向相同方向延伸之形態。若詳細敍述，則陀螺儀元件係於基部之一端設置有一對驅動用振動臂、及夾著驅動用振動臂之一對調整用振動臂，且於基部之另一端設置有一對檢測用振動臂。
此種形態可應用於以下說明之實施形態、變形例之陀螺儀元件。
圖10係表示第1實施形態之陀螺儀元件510之其他形態之平面圖。圖10(a)所示之陀螺儀元件501A係藉由第1連結部5a、第2連結部6a而連結於基部1之固定部7具有框狀之形狀。即，第3實施形態之陀螺儀元件510之第1固定部5b與第2固定部6b於本例中形成有於驅動用振動臂2a、2b之側一體連接之固定部7。再者，亦於陀螺儀元件501A中，一調整用振動臂4a與相鄰之檢測用振動臂3a具有間隔A，且另一調整用振動臂4b與相鄰之檢測用振動臂3b具有間隔C。而且，以使該間隔A及間隔C、一對檢測用振動臂3a、3b之間隔B、及基材之厚度t之關係成為B<t、B×0.8<A<B×1.2、及B×0.8<C<B×1.2之方式形成調整用振動臂4a、4b及檢測用振動臂3a、3b。
又，圖10(b)所示之陀螺儀元件501B成為如下形態：於框狀之固定部8之內側配置基部1、驅動用振動臂2a、2b、檢測用振動臂3a、3b、及調整用振動臂4a、4b，藉由第1連結部5a、第2連結部6a將基部1與固定部8連結。再者，亦於陀螺儀元件501B中，一調整用振動臂4a與相鄰之檢測用振動臂3a具有間隔A，且另一調整用振動臂4b與相鄰之檢測用振動臂3b具有間隔C。而且，以使該間隔A及間隔C、一對檢測用振動臂3a、3b之間隔B、及基材之厚度t之關係成為B<t、B×0.8<A<B×1.2、及B×0.8<C<B×1.2之方式形成調整用振動臂4a、4b及檢測用振動臂3a、3b。
如此，根據如圖10(a)、(b)所示之陀螺儀元件501A、501B，除了上述陀螺儀元件510中所說明之效果以外，於形成於下述之封裝體收納陀螺儀元件501A、501B之陀螺儀單元時，藉由使固定於封裝體之固定部7或固定部8之固定面積較大而提高固定力，藉此，可抑制向封裝體之振動洩露。又，藉由使固定部7或8為框狀，而提高陀螺儀元件 501A、501B之強度，從而可抑制向固定部7或固定部8之振動洩露。
(變形例)
於上述第3實施形態之陀螺儀元件510中，調整用振動臂4a、4b係藉由施加可對前端部附加質量之形狀變化，而可進一步提昇有助於陀螺儀元件510之高感度化之效果。圖11係表示於調整用振動臂之前端設置有寬幅部之作為振動片之陀螺儀元件之變形例之模式性平面圖。再者，於圖11中，對與第3實施形態之陀螺儀元件510相同之構成標附相同之符號並省略說明，又，亦省略圖式。
如圖11所示，本變形例之陀螺儀元件501C包括與第3實施形態之陀螺儀元件510相同之構成之基部1、分別自基部1之Y軸方向之兩端部延伸之一對驅動用振動臂2a、2b、及一對檢測用振動臂3a、3b。又，包括：調整用振動臂15a，其於(-)X方向與檢測用振動臂3a相鄰且自基部1向(+)Y方向延伸；調整用振動臂15b，其於(+)X方向與檢測用振動臂3b相鄰且自基部1向(+)Y方向延伸。又，亦於陀螺儀元件501C中，一調整用振動臂15a與相鄰之檢測用振動臂3a具有間隔A，且另一調整用振動臂15b與相鄰之檢測用振動臂3b具有間隔C。而且，以使該間隔A及間隔C、一對檢測用振動臂3a、3b之間隔B、及基材之厚度t之關係成為B<t、B×0.8<A<B×1.2、及B×0.8<C<B×1.2之方式形成調整用振動臂15a、15b及檢測用振動臂3a、3b。於調整用振動臂15a、15b之主面分別設置有作為用以調整陀螺儀元件501C之洩露輸出之膜體之調整用電極21c、31c，於調整用振動臂15a、15b之側面分別設置有調整用電極22c、32c。
於調整用振動臂15a、15b之前端側設置有作為寬度較調整用振動臂15a、15b寬(X軸方向之長度較長)之大致矩形狀之寬幅部之錘部16a、16b。於錘部16a、16b之表面設置有膜體40a、40b。再者，膜體可設置於錘部16a、16b之兩主面、及省略圖式之兩側面。又，膜體 40a、40b既可由與其他電極相同之金屬材料形成，亦可由非導體材料形成。藉由由與其他電極相同之金屬材料形成膜體40a、40b，而可與其他電極同時製造，故而可提高生產率。又，藉由由非導體材料形成膜體40a、40b，而於膜體形成材料之選擇範圍較廣之方面較為有利。再者，作為膜體形成材料，較佳為儘可能使用密度較高(比重較大)之材料。
根據變形例之陀螺儀元件501C，與第3實施形態之陀螺儀元件510中所說明之調整用振動臂4a、4b同樣地設置調整用振動臂15a、15b，藉此，可獲得洩露振動被抑制之陀螺儀元件501C。進而，於各調整用振動臂15a、15b之前端側具有作為寬幅部之錘部16a、16b，藉此，可抑制調整用振動臂15a、15b之長度增長並且提高洩露振動之抑制效果。進而，由於用以抑制洩露振動之調整用振動臂15a、15b所具有之膜體(電極)重量之調整範圍較廣，故而可實現用以抑制洩露振動之精確之調整，從而可提供更高感度之陀螺儀元件501C。
(第4實施形態之陀螺儀元件)
根據圖12對第4實施形態之陀螺儀元件進行說明。圖12係模式性地表示第4實施形態之陀螺儀元件之平面圖。再者，於本說明中，有時對與上述第3實施形態之陀螺儀元件510相同之構成標附相同之符號並省略或簡化其說明。
如圖12所示，陀螺儀元件510a包括：藉由加工基材(構成主要部分之材料)而一體形成之基部1；驅動用振動臂2a、2b及檢測用振動臂3a、3b；調整用振動臂4a、4b；以及平衡用振動臂9a、9b。進而，藉由自基部1延伸之第1連結部5a、及連結於第1連結部5a之固定於未圖示之封裝體等之基板之第1固定部5b而形成第1支撐部5，藉由自基部1延伸之第2連結部6a、及連結於第2連結部6a之固定於未圖示之封裝體等之基板之第2固定部6b而形成第2支撐部6。
本實施形態之陀螺儀元件510a係使用厚度t之水晶作為基材，但省略其說明。
陀螺儀元件510a包括：基部1，其位於中心部分且為大致矩形狀；一對驅動用振動臂2a、2b，該等自基部1之Y軸方向之端部中之一端部以平行之方式沿著Y軸延伸；及一對檢測用振動臂3a、3b，該等自基部1之另一端部沿著Y軸以間隔B平行地延伸。又，陀螺儀元件510a係以於與水晶之結晶X軸(電氣軸)交叉之方向與檢測用振動臂3a、3b平行且夾著檢測用振動臂3a、3b之方式使一對調整用振動臂4a、4b自基部1延伸。即，調整用振動臂4a、4b沿著Y軸向(+)Y方向延伸。進而具有一調整用振動臂4a與相鄰之檢測用振動臂3a之間隔A，且具有另一調整用振動臂4b與相鄰之檢測用振動臂3b之間隔C。
又，陀螺儀元件510a係以於與水晶之結晶X軸(電氣軸)交叉之方向上與調整用振動臂4a、4b平行且夾著調整用振動臂4a、4b之方式使一對平衡用振動臂9a、9b自基部1延伸。即，平衡用振動臂9a、9b沿著Y軸向(+)Y方向延伸。進而一平衡用振動臂9a與相鄰之調整用振動臂4a具有間隔D，且另一平衡用振動臂9b與相鄰之調整用振動臂4b具有間隔E。
而且，以使該間隔A、間隔C、間隔D、及間隔E、一對檢測用振動臂3a、3b之間隔B、及基材之厚度t之關係成為B<t、B×0.8<A<B×1.2、及B×0.8<C<B×1.2、及A×0.8<D<A×1.2、及C×0.8<E<C×1.2之方式形成調整用振動臂4a、4b、檢測用振動臂3a、3b、及平衡用振動臂9a、9b。
又，調整用振動臂4a、4b形成為全長短於驅動用振動臂2a、2b及檢測用振動臂3a、3b。進而，平衡用振動臂9a、9b形成為全長短於調整用振動臂4a、4b。藉此，用以調整洩露輸出之調整用振動臂4a、4b之振動、及平衡用振動臂9a、9b之振動不會阻礙利用驅動用振動臂 2a、2b與檢測用振動臂3a、3b之陀螺儀元件510a之主要振動，故而陀螺儀元件510a之振動特性穩定，並且亦有利於陀螺儀元件510a之小型化。
根據第4實施形態之陀螺儀元件510a，除了上述第3實施形態之陀螺儀元件510之構成以外，以與調整用振動臂4a、4b之間隔D、及間隔E設置平衡用振動臂9a、9b，故而使於其根部產生之蝕刻殘留部(凸部)變小，從而可使形狀穩定。又，平衡用振動臂9a、9b作為平衡構件而發揮功能，可進一步抑制振動洩露輸出，或可抑制不必要之模式振動(Tux模式振動)。再者，由於抑制振動洩露輸出，或抑制不必要之模式振動(Tux模式振動)與上述第1實施形態相同，故而此處之說明省略。
又，圖13係表示上述第3實施形態之陀螺儀元件510之各振動臂間之間隔與自調整用振動臂取得之電荷量之關係之圖。橫軸表示與基材之厚度t之關係為B<t時之一對檢測用振動臂3a、3b之間隔B、一調整用振動臂4a與相鄰之檢測用振動臂3a之間隔A、及另一調整用振動臂4b與相鄰之檢測用振動臂3b之間隔C之尺寸比。又，縱軸表示自調整用振動臂取得之電荷量。
如圖13之圖所示，可知若間隔B與間隔A或間隔C之比超過0.8，則自調整用振動臂取得之電荷量成為正，從而可獲得正常之振動模式。如此，於間隔B與基材之厚度t之關係為B<t時之間隔B、間隔A、間隔C為B×0.8<A<B×1.2、及B×0.8<C<B×1.2之構成中，可實現振動洩露輸出之抑制、或不必要之模式振動(TuX模式振動)之抑制。
再者，如圖10(a)、(b)中所說明之陀螺儀元件501A、陀螺儀元件501B般，即便為具有藉由第1連結部5a、第2連結部6a而連結於基部1之框狀之固定部7、8之形狀，且具有第1固定部5b及第2固定部6b之構成，亦可獲得相同之效果。
再者，作為使用第3、第4實施形態、及其變形例所示之陀螺儀元件510、501A、501B、501C、510a中之任一者之感測器單元之陀螺儀感測器之構成、陀螺儀元件之洩露輸出之說明、及不必要之模式振動之說明亦成為與上述第2實施形態之陀螺儀感測器100相同之構成、及說明，故而此處之說明省略。
又，於實施洩露輸出之抑制調整之後，進行與封裝體110接合之陀螺儀元件510之頻率之微調。頻率調整可藉由如下方法等進行：對陀螺儀元件510之電極之一部分藉由雷射修整而去除而使之質量減少；藉由蒸鍍或濺鍍等而對陀螺儀元件510附加質量；或進行半導體裝置120之資料之覆寫。
(其他陀螺儀感測器)
圖14係表示作為其他陀螺儀感測器之收容有圖3(b)所示之陀螺儀元件1B之陀螺儀感測器10A，(a)為平面圖，(b)為(a)所示之D-O-D'部之剖面圖。再者，對與圖5所示之第2實施形態之陀螺儀感測器100相同之構成標附相同之符號，並省略說明。
如圖14所示，陀螺儀元件1B載置於第3基板113之第3基板面113a上，且使連接墊11f、12f、21h、22f、31h、32f(參照圖2)與陀螺儀元件連接端子113b之位置對準而載置陀螺儀元件1B之固定部8，並藉由導電性接著劑150接著固定。進而，固定部8之未形成有連接墊11f、12f、21h、22f、31h、32f之部位藉由接著劑170而接著固定。接著劑170亦可使用陀螺儀元件連接端子113b所使用之導電性接著劑150。
藉由使用具有框狀之固定部8之陀螺儀元件1B構成陀螺儀感測器10A，而藉由接著劑170遍及較廣之面積接著固定，藉此，可獲得陀螺儀元件1B向封裝體110之固定力較強之陀螺儀感測器。因此，可更進一步抑制驅動用振動臂2a、2b及檢測用振動臂3a、3b之振動向封裝體110洩露。
再者，於本例中，以使用陀螺儀元件1B之例進行了說明，但亦可使用第3實施形態中所說明之陀螺儀元件501B，且具有相同之效果。
(第5實施形態)
於圖15中表示具有第1實施形態之陀螺儀元件10、510、或陀螺儀元件1A、1B、1C、501A、501B、501C、510a之電子機器之外觀圖。圖15(a)係表示具有陀螺儀元件10、510、或陀螺儀元件1A、1B、1C、501A、501B、501C、510a之數位視訊攝影機1000。數位視訊攝影機1000包括受像部1100、操作部1200、聲頻輸入部1300、及顯示單元1400。可於此種數位視訊攝影機1000中搭載上述實施形態之陀螺儀元件10、510、1A、1B、1C、501A、501B、501C、510a、或作為感測器單元之陀螺儀感測器100、10A而使其具有抖動修正功能。
圖15(b)係表示作為電子機器之行動電話機，圖15(c)係表示應用於個人數位助理(PDA：Personal Digital Assistants)之例。圖15(b)所示之行動電話機2000包括複數個操作按鈕2100及滾動按鈕2200、以及顯示單元2300。藉由操作滾動按鈕2200而使顯示單元2300所顯示之畫面滾動。又，圖15(c)所示之PDA3000包括複數個操作按鈕3100及電源開關3200、以及顯示單元3300。若操作電源開關3200，則顯示單元3300中會顯示通訊錄或記事本等各種資訊。
可藉由於此種行動電話機2000或PDA3000中搭載上述實施形態之陀螺儀元件10、510、1A、1B、1C、501A、501B、501C、510a、或作為感測器單元之陀螺儀感測器100、10A而對其賦予各種功能。例如，於對圖15(b)之行動電話機2000賦予未圖示之相機功能之情形時，與上述數位視訊攝影機1000同樣地，可進行抖動修正。又，於圖15(b)之行動電話機2000、或圖15(c)之PDA3000具有作為GPS(Global Positioning System)而廣為人知之全球定位系統之情形時，藉由搭載 上述實施形態之陀螺儀元件10、510、1A、1B、1C、501A、501B、501C、510a、或作為感測器單元之陀螺儀感測器100、10A，而利用GPS可辨識行動電話機2000或PDA3000之位置或姿勢。
再者，並不限於圖15所示之電子機器，作為可應用具有本發明之振動片之感測器單元(陀螺儀感測器)之電子機器，可列舉移動電腦、汽車導航裝置、電子記事本、計算器、工作站、電視電話、POS(point of sale，銷售點)終端、遊戲機等。
以上，對實施形態進行了具體說明，但本發明並不限定於上述實施形態，可於不脫離其要旨之範圍內施加各種變更。例如，於上述實施形態及變形例中，對作為振動片之陀螺儀元件形成材料使用水晶之例進行了說明，但可使用水晶以外之壓電體材料。例如可使用氮化鋁(AlN)、或鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)、鋯鈦酸鉛(PZT)、四硼酸鋰(Li2B4O7)、矽酸鎵鑭(La3Ga5SiO14)等氧化物基板，或於玻璃基板上積層氮化鋁或五氧化鉭(Ta2O5)等壓電體材料而構成之積層壓電基板，或壓電陶瓷等。又，可使用壓電體材料以外之材料形成振動片。例如亦可使用矽半導體材料等形成振動片。又，振動片之振動(驅動)方式並不限於壓電驅動。除了使用壓電基板之壓電驅動型以外，使用靜電力之靜電驅動型、或利用磁力之勞倫茲驅動型等之振動片亦可構成本發明及發揮其效果。
又，於上述變形例中，說明了於作為第2振動臂之調整用振動臂15a、15b之自由端側之前端設置作為寬幅部之錘部16a、16b而增大用以進行洩露輸出抑制之調整之寬度之例。並不限於此，藉由於作為第1振動臂之驅動用振動臂或檢測用振動臂之自由端側之前端設置作為寬幅部之錘部，而可抑制振動片(陀螺儀元件)之外形尺寸之增大並且降低共振頻率等，從而可實現小型化及高感度化。
1‧‧‧基部
2a‧‧‧驅動用振動臂
2b‧‧‧驅動用振動臂
3a‧‧‧檢測用振動臂
3b‧‧‧檢測用振動臂
4a‧‧‧調整用振動臂
4b‧‧‧調整用振動臂
5‧‧‧第1支撐部
5a‧‧‧第1連結部
5b‧‧‧第1固定部
6‧‧‧第2支撐部
6a‧‧‧第1連結部
6b‧‧‧第2固定部
10‧‧‧陀螺儀元件

Claims (14)

  1. 一種振動片，其特徵在於包括：基部；驅動用振動臂，其自上述基部之一端延伸；檢測用振動臂，其自上述基部之與上述一端為相反側之另一端延伸；調整用振動臂，其自上述基部於與上述驅動用振動臂延伸之方向相反之方向延伸；及支撐部，其自上述基部延伸，並固定於基板；且上述調整用振動臂之輸出信號相對於上述檢測用振動臂之洩露振動之輸出信號為反相位。
  2. 如請求項1之振動片，其中上述驅動用振動臂為一對驅動用振動臂，上述檢測用振動臂為一對檢測用振動臂，上述調整用振動臂為以夾著上述一對檢測用振動臂之方式設置之一對調整用振動臂。
  3. 如請求項1或2之振動片，其中上述支撐部包括：第1連結部及第2連結部，該等之一端連接於上述基部；第1固定部，其連接於上述第1連結部之另一端；及第2固定部，其連接於上述第2連結部之另一端。
  4. 如請求項3之振動片，其中上述第1固定部與上述第2固定部連結。
  5. 如請求項1或2之振動片，其中於上述檢測用振動臂設置有檢測電極，於上述調整用振動臂設置有金屬膜，且 上述金屬膜與上述檢測電極電性連接。
  6. 如請求項1或2之振動片，其中於上述調整用振動臂之與上述基部之側為相反側之前端部設置有寬幅部。
  7. 如請求項1或2之振動片，其中上述調整用振動臂之長度短於上述驅動用振動臂及上述檢測用振動臂之長度。
  8. 一種振動片，其係由厚度t之基材形成者，其特徵在於包括：基部；一對檢測用振動臂，該等自上述基部之一端延伸；一對驅動用振動臂，該等自上述基部之與上述一端為相反側之另一端延伸；及一對調整用振動臂，該等自上述一端、或上述另一端之任一者延伸，且以夾著上述檢測用振動臂或上述驅動用振動臂之方式設置；且上述厚度t、上述檢測用振動臂或上述驅動用振動臂之一對臂之間隔B、一上述調整用振動臂與和該調整用振動臂相鄰之一上述檢測用振動臂或上述驅動用振動臂之間隔A、及另一上述調整用振動臂與和該調整用振動臂相鄰之另一上述檢測用振動臂或上述驅動用振動臂之間隔C之關係為：B<t、B×0.8<A<B×1.2、及B×0.8<C<B×1.2。
  9. 如請求項8之振動片，其中進而包括：一對平衡用振動臂，其以夾著上述一對調整用振動臂之方式設置；且一上述調整用振動臂與和該調整用振動臂相鄰之一上述平衡用振動臂之間隔D、及另一上述調整用振動臂與和該調整用振動臂相鄰之另一上述平衡用振動臂之間隔E之關係為： A×0.8<D<A×1.2、及C×0.8<E<C×1.2。
  10. 如請求項8或9之振動片，其中於上述檢測用振動臂設置有檢測用電極，於上述調整用振動臂設置有金屬膜，上述金屬膜與上述檢測用電極電性連接。
  11. 如請求項8或9之振動片，其中於上述調整用振動臂之與上述基部之側為相反側之前端部設置有寬幅部。
  12. 如請求項8或9之振動片，其中上述調整用振動臂之長度短於上述驅動用振動臂及上述檢測用振動臂之長度。
  13. 一種感測器單元，其包括：如請求項1或8之振動片；電子零件，其包含使上述驅動用振動臂激振之驅動電路、及檢測上述檢測用振動臂中產生之檢測信號之檢測電路；及封裝體，其收容上述振動片及上述電子零件。
  14. 一種電子機器，其包括如請求項1或8之振動片。
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