CN102954792A - 物理量检测元件、物理量检测装置以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种物理量检测元件、物理量检测装置以及电子设备，其能检测绕X轴、Y轴以及Z轴各个轴的旋转，从而能够用一个振荡电路激励振动。物理量检测元件（1）的特征在于，具备：基部(2)；从基部(2)沿X轴相互向相反方向分别延伸的第一连结部(3a)及第二连结部(3b)；从第一连结部(3a)或第二连结部(3b)沿Y轴相互向相反方向分别延伸的一对第一驱动振动臂(4a)及第二驱动振动臂(4b)、一对第三驱动振动臂(4c)及第四驱动振动臂(4d)；从第一连结部(3a)倾斜延伸的第一驱动检测振动臂(5a)及第二驱动检测振动臂(5b)；从第二连结部(3b)倾斜延伸的第三驱动检测振动臂(5c)及第四驱动检测振动臂(5d)；从基部(2)沿Y轴相互向相反方向分别延伸的第一检测振动臂(6a)及第二检测振动臂(6b)。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够利用振动片来对物理量进行检测的元件。
背景技术
以往，作为物理量检测元件，例如在专利文献1中公开了如下的振动片（该文献中的振子），其具备：基部；支承部，其从基部起沿着X轴方向而相互向相反方向分别延伸；驱动臂（驱动振动臂），其在支承部的各顶端，沿着Y轴方向而相互向相反方向分别延伸；Y轴用检测振动臂，其从基部起沿着Y轴方向而相互向相反方向分别延伸；Z轴用检测振动臂，其同样从基部起沿着Y轴方向而相互向相反方向分别延伸。根据该振动片，能够抑制因绕Z轴的旋转角速度而造成的Y轴用检测振动臂的寄生振动，从而减少旋转角速度的测定值的误差。
此外，还存在例如专利文献2所公开这种振动片（该文献中的惯性传感器元件）。该振动片具有如下的简易的结构，即，具备具有多根脚部的振动部，且振动部从基部起沿着第一方向而相互向相反方向分别延伸，而且从基部起沿着与第一方向正交的第二方向而相互向相反方向分别延伸。沿着第一方向的振动部在一侧设置有激励电极，而在另一侧设置有检测电极，从而能够检测绕第一方向的旋转角速度（物理量）。同样，沿着第二方向的振动部能够检测绕第二方向的旋转角速度。
但是，在专利文献1中，由于振动片具有如下结构，即，沿着Y轴延伸出的驱动臂或脚部在X轴方向上进行振动的结构，因此只能进行Z轴的旋转检测或者Y轴的旋转检测，而不能进行X轴的旋转检测。在专利文献2中也同样。此外，由于这些振动片具备如下结构，即，驱动臂或具有激励电极的振动部从基部起分别延伸的结构，因此各自的振动模式的结合较弱，从而为了用一个振荡电路激励双方的振动，需要进行如使各自的固有振动频率极为接近的微调节。作为该对策，虽然可以考虑用两个振荡电路进行激励的振动片，然而在该结构中，存在电路结构部的面积增大从而难以实现小型化，并增加成本的问题。
专利文献1：日本特开2007-108053号公报
专利文献2：日本特开2006-267094号公报
发明内容
本发明为用于解决上述课题的至少一部分而实施的，并能够通过以下的应用例或方式来实现。
应用例1
本应用例所涉及的物理量检测元件的特征在于具备：基部、第一连结部以及第二连结部、第一驱动振动臂以及第二驱动振动臂、第三驱动振动臂以及第四驱动振动臂、第一驱动检测振动臂、第二驱动检测振动臂、第三驱动检测振动臂、第四驱动检测振动臂，定义如下的坐标轴，所述坐标轴具有：穿过作为所述基部的重心位置的原点的X轴、和穿过所述原点并与所述X轴正交的Y轴，且将X坐标和Y坐标均取正值的区域定义为第一象限，将X坐标取负值而Y坐标取正值的区域定义为第二象限，将X坐标与Y坐标均取负值的区域定义为第三象限，将X坐标取正值而Y坐标取负值的区域定义为第四象限，所述第一连结部以及所述第二连结部与所述基部连结，并沿着所述X轴而被设置于所述基部的两侧；所述第一驱动振动臂以及所述第二驱动振动臂从所述第一连结部起，沿着所述Y轴而相互向相反方向分别延伸；所述第三驱动振动臂以及所述第四驱动振动臂从所述第二连结部起，沿着所述Y轴而相互向相反方向分别延伸；所述第一驱动检测振动臂从所述第一驱动振动臂的所述第一连结部侧起，向所述第一象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸；所述第二驱动检测振动臂从所述第二驱动振动臂的所述第一连结部侧起，向所述第四象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸；所述第三驱动检测振动臂从所述第三驱动振动臂的所述第二连结部侧起，向所述第二象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸；所述第四驱动检测振动臂从所述第四驱动振动臂的所述第二连结部侧起，向所述第三象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸。
根据该物理量检测元件，进行驱动检测振动的第一驱动检测振动臂以及第二驱动检测振动臂具备从第一连结部倾斜地向相反方向分别延伸的结构，该延伸方向朝向基部的相反侧，即朝向物理量检测元件的外部侧。在这种结构的物理量检测元件中，第一驱动振动臂在第一连结部侧的应力有助于第一驱动检测振动臂的激励，第二驱动振动臂在第一连结部侧的应力有助于第二驱动检测振动臂的激励，从而使结合性提高。因此，能够抑制从第一驱动振动臂以及第二驱动振动臂、和从第一驱动检测振动臂以及第二驱动检测振动臂向第一连结部传递振动、即所谓的振动泄漏。同样，在第三驱动振动臂、第四驱动振动臂、第三驱动检测振动臂和第四驱动检测振动臂的第二连结部侧，也能够抑制振动泄漏。由此，物理量检测元件通过实施振动泄漏的抑制，从而能够降低作为物理量检测元件的阻抗，进而能够提高Q值。此外，物理量检测元件无需进行如使驱动振动臂以及驱动检测振动臂各自的固有共振频率相一致这样的调节，而且，由于连接根部处的结合性较高，从而能够用一个振荡电路对两个驱动模式进行激励。而且，物理量检测元件此时能够通过第一驱动检测振动臂、第二驱动检测振动臂、第三驱动检测振动臂以及第四驱动检测振动臂对绕X轴或Y轴的角速度等的物理量进行检测，从而能够以单体对绕两个轴的角速度等的物理量进行检测。
应用例2
上述应用例所涉及的物理量检测元件的特征在于，具备：基部、第一连结部以及第二连结部、第一驱动振动臂以及第二驱动振动臂、第三驱动振动臂以及第四驱动振动臂、第一驱动检测振动臂、第二驱动检测振动臂、第三驱动检测振动臂、第四驱动检测振动臂，定义如下的坐标轴，所述坐标轴具有：穿过作为所述基部的重心位置的原点的X轴、和穿过所述原点并与所述X轴正交的Y轴，且将X坐标和Y坐标均取正值的区域定义为第一象限，将X坐标取负值而Y坐标取正值的区域定义为第二象限，将X坐标与Y坐标均取负值的区域定义为第三象限，将X坐标取正值而Y坐标取负值的区域定义为第四象限，所述第一连结部以及所述第二连结部与所述基部连结，并沿着所述X轴而被设置于所述基部的两侧；所述第一驱动振动臂以及所述第二驱动振动臂从所述第一连结部起，沿着所述Y轴而相互向相反方向分别延伸；所述第三驱动振动臂以及苏搜狐第四驱动振动臂从所述第二连结部起，沿着所述Y轴而相互向相反方向分别延伸；所述第一驱动检测振动臂从所述第一驱动振动臂的所述第一连结部侧起，向所述第二象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸；所述第二驱动检测振动臂从所述第二驱动振动臂的所述第一连结部侧起，向所述第三象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸；所述第三驱动检测振动臂从所述第三驱动振动臂的所述第二连结部侧起，向所述第一象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸；所述第四驱动检测振动臂从所述第四驱动振动臂的所述第二连结部侧起，向所述第四象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸。
根据该物理量检测元件，进行驱动检测振动的第一驱动检测振动臂以及第二驱动检测振动臂具备从第一连结部起倾斜地向相反方向分别延伸的结构，该延伸方向朝向基部侧，即朝向物理量检测元件的内部侧。在这种结构的物理量检测元件中，第一驱动振动臂在第一连结部侧的应力有助于第一驱动检测振动臂的激励，第二驱动振动臂在第一连结部侧的应力有助于第二驱动检测振动臂的激励，从而使结合性提高。因此，能够抑制从第一驱动振动臂以及第二驱动振动臂、和从第一驱动检测振动臂以及第二驱动检测振动臂向第一连结部传递振动、即所谓的振动泄漏。同样，在第三驱动振动臂、第四驱动振动臂、第三驱动检测振动臂和第四驱动检测振动臂的第二连结部侧，也能够抑制振动泄漏。由此，物理量检测元件通过实施振动泄漏的抑制，从而能够降低作为物理量检测元件的阻抗，进而能够提高Q值。此外，物理量检测元件无需进行如使驱动振动臂以及驱动检测振动臂各自的固有共振频率相一致这样的调节，而且，由于连接根部处的结合性较高，从而能够用一个振荡电路对两个驱动模式进行激励。而且，物理量检测元件此时能够用第一驱动检测振动臂、第二驱动检测振动臂、第三驱动检测振动臂以及第四驱动检测振动臂对绕X轴或Y轴的角速度等的物理量进行检测，从而能够以单体对绕两个轴的角速度等的物理量进行检测。而且，物理量检测元件中，向倾斜方向延伸的第一驱动检测振动臂至第四驱动检测振动臂具备朝向基部侧，即朝向物理量检测元件的内部侧而延伸的结构。因此，物理量检测元件与第一驱动检测振动臂至第四驱动检测振动臂向物理量检测元件的外部侧延伸的情况相比，能够进一步实现小型化。
应用例3
优选为，在上述应用例所涉及的物理量检测元件中，具备从所述基部起沿着所述Y轴而相互向相反方向分别延伸的第一检测振动臂以及第二检测振动臂。
根据该结构，由于物理量检测元件还具备第一检测振动臂以及第二检测振动臂，且这些第一检测振动臂与第二检测振动臂沿着Y轴而相互向相反方向分别延伸，从而能够对绕Z轴的角速度等的物理量进行检测。由此，物理量检测元件能够以单体同时对三个轴的物理量进行检测。
应用例4
优选为，在上述应用例所涉及的物理量检测元件中，所述第一驱动振动臂至所述第四驱动振动臂具有用于激励振动的驱动信号电极，所述第一驱动检测振动臂至所述第四驱动检测振动臂具有用于激励振动的驱动信号电极、和用于检测物理量的检测信号电极。
根据该结构，第一驱动检测振动臂、第二驱动检测振动臂、第三驱动检测振动臂以及第四驱动检测振动臂为具有驱动信号电极与检测信号电极的结构，其自身通过驱动信号电极而进行驱动振动的同时，还从第一驱动振动臂以及第二驱动振动臂、和第三驱动振动臂以及第四驱动振动臂而施加有激励，从而进行不含有不需要的噪声等的驱动振动。因此，第一驱动检测振动臂至第四驱动检测振动臂此时能够更加可靠地检测绕X轴或Y轴的角速度等的物理量。
应用例5
优选为，在上述应用例所涉及的物理量检测元件中，所述第一驱动检测振动臂以及所述第二驱动检测振动臂由从所述第一连结部的延长线上避开了的位置起延伸，所述第三驱动检测振动臂以及所述第四驱动检测振动臂由从所述第二连结部的延长线上避开了的位置起延伸。
根据该结构，第一驱动检测振动臂以及第二驱动检测振动臂未形成于，使从基部延伸出的第一连结部继续延长的延长线上，而从第一驱动振动臂或第二驱动振动臂的从该延长线上避开了的位置起延伸。由此，第一驱动检测振动臂以及第二驱动检测振动臂能够在从第一连结部离开的位置处提高与第一驱动振动臂或第二驱动振动臂的结合性。此外，第三驱动检测振动臂以及第四驱动检测振动臂也同样从第三驱动振动臂或第四驱动振动臂的从该延长线上避开了的位置起延伸，从而能够在从第二连结部离开的位置处提高与第三驱动振动臂或第四驱动振动臂的结合性。因此，物理量检测元件能够进一步可靠地抑制从第一驱动振动臂至第四驱动振动臂向基部方向的振动泄漏。
应用例6
优选为，在上述应用例所涉及的物理量检测元件中，所述第一驱动检测振动臂与所述第一驱动振动臂以同相位进行振动，所述第二驱动检测振动臂与所述第二驱动振动臂以同相位进行振动，该第二驱动振动臂与所述第一驱动振动臂以反相位进行振动，所述第三驱动检测振动臂与所述第三驱动振动臂以同相位进行振动，所述第四驱动检测振动臂与所述第四驱动振动臂以同相位进行振动，该第四驱动振动臂与所述第三驱动振动臂以反相位进行振动。
根据该结构，进一步，在物理量检测元件中，第一驱动振动臂以及第一驱动检测振动臂、与第二驱动振动臂以及第二驱动检测振动臂相对于X轴而相互以反相进行振动，且第三驱动振动臂以及第三驱动检测振动臂、与第四驱动振动臂以及第四驱动检测振动臂相对于X轴而相互以反相进行振动。由此，物理量检测元件能够激励平衡良好的驱动振动，从而构成不易产生不需要的振动噪声等的结构。
应用例7
优选为，在上述应用例所涉及的物理量检测元件中，所述第一驱动检测振动臂至所述第四驱动检测振动臂具有槽部。
根据该结构，第一驱动检测振动臂至第四驱动检测振动臂由于具有槽部而能够扩大臂部的表面积，从而能够使电场广泛分布而得到振幅较大的振动。此外，即使使第一驱动检测振动臂至第四驱动检测振动臂小型化而使外形尺寸减小，由于形成槽部，也能够维持或扩大振动臂部的表面积，从而能够得到振幅较大的振动。
应用例8
优选为，上述应用例所涉及的物理量检测元件由具有六方晶的结晶结构的压电性材料形成。
根据该结构，六方晶的压电性材料例如像水晶那样，具有机械轴、电轴以及光轴，并通过所施加的驱动信号而准确地进行振动，而且，根据所施加的力而弯曲并产生检测信号。物理量检测元件的形成只要使用这种压电性材料，便能够高精度地进行角速度等的物理量的检测。此外，作为物理量检测元件的优选的一个示例，可以考虑第一驱动振动臂与第二驱动检测振动臂、第二驱动振动臂与第一驱动检测振动臂、第三驱动振动臂与第四驱动检测振动臂、以及第四驱动振动臂与第三驱动检测振动臂分别成120度的角度的结构。此时，由于六方晶的压电性材料具有内角分别为120度的3根电轴（X轴），从而使即是如作为一个示例的物理量检测元件这样的臂结构，也能够容易地形成。而且，由于包含作为一个示例的结构例的物理量检测元件在连接根部处的结合性较高，因此当各驱动振动臂的振动被激励时，各个驱动振动臂的振动更容易有助于所对应的驱动检测振动臂的激励。作为这种结合性较高的结构的物理量检测元件，例如能够用一个驱动电路构成系统以得到两个方向的振动模式，从而在小型化和低成本化的方面更加有利。
应用例9
本应用例所涉及的物理量检测装置的特征在于，具备：上述应用例中记载的物理量检测元件；驱动电路，其至少向所述第一驱动振动臂至所述第四驱动振动臂供给驱动信号；检测电路，其至少根据所述第一驱动检测振动臂至第四驱动检测振动臂的检测信号而对物理量进行检测。
根据该物理量检测装置，由于具有能够实现振动泄漏的抑制的物理量检测元件，并且通过驱动电路以及检测电路对物理量检测元件进行控制，从而能够大幅度提高对以角速度等为代表的物理量的检测精度。此时，只要为如本应用例这种结构的物理量检测装置，则即使具有多个臂，也能够用一个驱动电路激励振动。另外，该驱动电路对应于背景技术的振荡电路。
应用例10
优选为，在上述应用例所涉及的物理量检测装置中，所述检测电路使所述第一驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号和所述第三驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号之和、与所述第二驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号和所述第四驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号之和进行差动，从而对所述物理量进行检测。
根据该结构，通过取得第一驱动检测振动臂以及第三驱动检测振动臂的检测信号之和、和第二驱动检测振动臂以及第四驱动检测振动臂的检测信号之和的差动，从而此时能够对绕X轴的角速度等的物理量进行检测。
应用例11
优选为，在上述应用例所涉及的物理量检测装置中，所述检测电路使所述第一驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号和所述第二驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号之和、与所述第三驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号和所述第四驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号之和进行差动，从而对所述物理量进行检测。
根据该结构，通过取得第一驱动检测振动臂以及第二驱动检测振动臂的检测信号之和、与第三驱动检测振动臂以及第四驱动检测振动臂的检测信号之和的差动，从而此时能够对绕Y轴的角速度等的物理量进行检测。
应用例12
本应用例所涉及的电子设备的特征在于，具备上述应用例中记载的物理量检测元件。
根据该电子设备，由于具备能够抑制振动泄漏从而提高对物理量的检测精度的物理量检测元件，从而能够具备高精度的传感器功能，并能够实现电子设备性能的提高。
附图说明
图1为表示实施方式1中的陀螺元件的结构的俯视图。
图2为表示实施方式2中的陀螺元件的结构的俯视图。
图3为表示实施方式3中的陀螺元件的结构的俯视图。
图4（a）（b）为表示陀螺元件的电极结构的剖视图。
图5（a）为表示在实施方式4中的陀螺元件的驱动检测振动臂上所设置的槽部的剖视图。（b）为表示在驱动检测振动臂上所设置的槽部的其他方式的剖视图。
图6（c）（d）为表示在驱动检测振动臂上所设置的槽部的其他方式的剖视图。
图7（a）为表示具备陀螺元件的陀螺装置的俯视图，（b）为表示具备陀螺元件的陀螺装置的剖视图。
图8（a）为表示陀螺元件中的绕X轴的角速度的检测的俯视图，（b）为表示陀螺元件中的绕Y轴的角速度的检测的俯视图。
图9为表示具备相对于光轴而平行配置的陀螺元件的静态照相机的立体图。
图10（a）为表示具备陀螺元件的摄像机的立体图，（b）为表示具备陀螺元件的移动电话的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的物理量检测元件的一个优选的示例进行说明。此处，对以振动特性良好的压电性材料为原材料的陀螺元件（物理量检测元件）进行说明。
首先，对作为最适于陀螺元件的压电性单结晶材料的水晶进行说明。作为物理量检测元件的陀螺元件是从呈六棱柱的水晶柱中切割出的，该水晶柱具有以柱的长度方向为光轴的ｚ轴、与ｚ轴垂直的作为电轴的x轴以及作为机械轴的ｙ轴，并具有所谓的六方晶的性质。此处，x轴在作为与ｚ轴垂直的六角形面的x-ｙ面中，以彼此内角为120度的等角度形成3根，并具有如下的性质，即，在由这些x轴形成的各个面内，基于蚀刻方向的蚀刻速度等相同。在这种水晶柱中，陀螺元件是沿着从x轴与ｙ轴的交点（坐标原点）观察时将x-ｙ平面绕x轴倾斜5度角而成的平面，而从水晶ｚ板上切割出的。即，从水晶柱上切割出的陀螺元件的坐标轴成为x（权利要求中的X轴），ｙ’（权利要求中的Y轴），ｚ’（权利要求中的Z轴）。
一般在物理量检测元件中，为了使测定灵敏度良好，需要在驱动的振动模式的固有共振频率与检测的振动模式的固有共振频率之间，保持固定的振动频率差。但是，压电性材料的水晶具有各向异性，从而在结晶面发生变化时，振动频率的温度变化等的程度将有所不同。相对于此，陀螺元件1仅利用水晶的温度特性等最佳的结晶面，例如利用水晶ｚ板，而使各个振动臂全体在预定面内进行振动。由此，能够提供进行稳定性极高的振动的陀螺元件。以下，首先对涉及陀螺元件的形状的各实施方式进行说明。
实施方式1
图1为表示实施方式1中的陀螺元件的结构的俯视图。如图1所示，陀螺元件（物理量检测元件）1在以基部2的重心（此时为基部2的中央位置）为原点的X、Y、Z坐标中，呈臂等沿着X-Y平面而延伸的形态。另外，该X、Y、Z坐标为，具有穿过原点的X轴、穿过原点并与X轴正交的Y轴、穿过原点并与X轴和Y轴正交的Z轴的坐标轴。此外，在该坐标轴中，将X坐标与Y坐标均取正值的区域定义为第一象限，将X坐标取负值而Y坐标取正值的区域定义为第二象限，将X坐标与Y坐标均取负值的区域定义为第三象限，将X坐标取正值而Y坐标取负值的区域定义为第四象限。而且，此处所称的X轴、Y轴、Z轴相当于权利要求中的X轴、Y轴、Z轴。此外，权利要求中的正X轴、正Y轴、正Z轴以X（+）、Y（+）、Z（+）来表示，负X轴、负Y轴、负Z轴以X（-）、Y（-）、Z（-）来表示。
陀螺元件1具有：基部2，其为以坐标轴的原点为中心的四边形形状的部件；第一连结部3a，其从基部2起向X（+）轴方向延伸；第一驱动振动臂4a，其从第一连结部3a的顶端起以相对于X轴成直角的方式而向Y（+）方向延伸；第二驱动振动臂4b，其从第一连结部3a的顶端起以相对于X轴成直角的方式而向Y（-）方向延伸；第一驱动检测振动臂5a，其从作为第一连结部3a与第一驱动振动臂4a的交点部的连接根部10a起，以相对于X轴成30度的角度而向第一象限的方向倾斜延伸；第二驱动检测振动臂5b，其从作为第一连结部3a与第二驱动振动臂4b的交点部的连接根部10a起，以相对于X轴成30度的角度而向第四象限的方向倾斜延伸。
另外，可以使基部2的沿着Y轴的宽度与第一连结部3a的沿着Y轴的宽度相等。
此外，陀螺元件1具有：第二连结部3b，其从基部2起向X（-）轴方向突出；第三驱动振动臂4c，其从第二连结部3b的顶端起以相对于X轴成直角的方式而向Y（+）方向延伸；第四驱动振动臂4d，其从第二连结部3b的顶端起以相对于X轴成直角的方式而向Y（-）方向延伸；第三驱动检测振动臂5c，其从作为第二连结部3b与第三驱动振动臂4c的交点部的连接根部10b起，以相对于X轴成30度的角度而向第二象限的方向倾斜延伸；第四驱动检测振动臂5d，其从作为第二连结部3b与第四驱动振动臂4d的交点部的连接根部10b起，以相对于X轴成30度的角度而向第三象限的方向倾斜延伸。
另外，可以使基部2的沿着Y轴的宽度与第二连结部3b的沿着Y轴的宽度相等。
而且，陀螺元件1具有从基部2起向Y（+）轴方向延伸的第一检测振动臂6a、和从基部2起向Y（-）轴方向延伸的第二检测振动臂6b。这些所有的各个臂的各自剖面呈矩形形状。
而且，第一驱动振动臂4a、第二驱动振动臂4b、第三驱动振动臂4c以及第四驱动振动臂4d分别具有用于激励各个臂的驱动振动的驱动信号电极7，第一驱动检测振动臂5a、第二驱动检测振动臂5b、第三驱动检测振动臂5c以及第四驱动检测振动臂5d分别具有用于激励各个臂的驱动振动，且对被施加于陀螺元件1的角速度等的物理量进行检测的驱动检测信号电极8。此外，第一检测振动臂6a以及第二检测振动臂6b具有用于对被施加于陀螺元件1的角速度等的物理量进行检测的检测信号电极9。
在这种结构的陀螺元件1中，当在驱动信号电极7上施加有电压时，第一驱动振动臂4a、第二驱动振动臂4b、第三驱动振动臂4c以及第四驱动振动臂4d将弯曲并进行振动，驱动检测信号电极8具有参照图4（b）而在后文叙述的驱动信号电极和检测信号电极，当在驱动检测信号电极8上施加有电压时，第一驱动检测振动臂5a、第二驱动检测振动臂5b、第三驱动检测振动臂5c以及第四驱动检测振动臂5d将弯曲并进行振动。而且，驱动检测信号电极8对被施加于陀螺元件1的绕X轴或Y轴的角速度等的物理量进行检测。另外，第一检测振动臂6a以及第二检测振动臂6b的检测信号电极9对被施加于陀螺元件1的绕Z轴的角速度等的物理量进行检测。另外，已知在具有第一驱动振动臂4a、第二驱动振动臂4b、第三驱动振动臂4c、第四驱动振动臂4d、第一检测振动臂6a以及第二检测振动臂6b，而不具有倾斜延伸的第一驱动检测振动臂5a、第二驱动检测振动臂5b、第三驱动检测振动臂5c以及第四驱动检测振动臂5d的陀螺元件中，通过检测信号电极9，而对绕Z轴的角速度等进行检测。
此外，与第一驱动振动臂4a以同相位进行振动的第一驱动检测振动臂5a构成与第二驱动检测振动臂5b以反相位进行振动的结构，所述第二驱动检测振动臂5b与第二驱动振动臂4b以同相位进行振动，当第一驱动检测振动臂5a向X轴侧弯曲时，第二驱动检测振动臂5b也向X轴侧弯曲，而当第一驱动检测振动臂5a向背离X轴侧的一侧弯曲时，第二驱动检测振动臂5b也向背离X轴侧的一侧弯曲。同样，与第三驱动振动臂4c以同相位进行振动的第三驱动检测振动臂5c构成与第四驱动检测振动臂5d以反相位进行振动的结构，所述第四驱动检测振动臂5d与第四驱动振动臂4d以同相位进行振动。另外，对于通过陀螺元件1进行的物理量检测的动作原理，参照图8而在后文中进行记述。
对以上说明的实施方式1中的陀螺元件1（物理量检测元件）的主要效果进行说明。由于陀螺元件1在具有与X轴正交的第一驱动振动臂4a、第二驱动振动臂4b、第三驱动振动臂4c、第四驱动振动臂4d、第一检测振动臂6a以及第二检测振动臂6b的基础上，还具有倾斜延伸的第一驱动检测振动臂5a、第二驱动检测振动臂5b、第三驱动检测振动臂5c以及第四驱动检测振动臂5d，从而例如因第一驱动振动臂4a而产生的、连接根部10a处的应力有助于第一驱动检测振动臂5a的激励，且因第二驱动振动臂4b而产生的、连接根部10a处的应力有助于第二驱动检测振动臂5b的激励，进而提高了各自的结合性。此外，在连接根部10b处，也同样提高了结合性。因此，陀螺元件1能够抑制振动能量向基部2的方向泄漏而降低阻抗，从而构成Q值更高的振动片。
而且，由于陀螺元件1的连接根部10a、10b处的结合性较高，因此例如当通过驱动电路而激励第一驱动振动臂4a以及第二驱动振动臂4b的振动时，连接根部10a、10b处的第一驱动振动臂4a以及第二驱动振动臂4b的应力容易有助于第一驱动检测振动臂5a以及第二驱动检测振动臂5b的激励。对于这一点，第一驱动振动臂4a与第二驱动检测振动臂5b成120度的角度，并且第二驱动振动臂4b与第一驱动检测振动臂5a成120度的角度，从而从既述的水晶的结晶结构的观点出发也可以得出结合性较高的结论。此外，此时，通过使用具有内角彼此为120度的3根X轴的六方晶的压电性单结晶材料，例如，通过使用水晶ｚ板，从而能够容易地形成如陀螺元件1这种臂结构的元件。而且，具有结合性较高的结构的陀螺元件1能够通过一个驱动电路来构成系统以得到两个方向上的振动模式，从而在小型化和低成本化方面，具有有利的结构。
实施方式2
接下来，对陀螺元件的其他方式进行说明。图2为表示实施方式2中的陀螺元件的结构的俯视图。实施方式2中的陀螺元件20中，第一驱动检测振动臂11a、第二驱动检测振动臂11b、第三驱动检测振动臂11c以及第四驱动检测振动臂11d的延伸位置与实施方式1中的陀螺元件1不同。另外，陀螺元件20的功能与陀螺元件1大致相同，因此，除不同的部分以外，标注相同符号并省略说明。
如图2所示，陀螺元件20具有与实施方式1中的陀螺元件1相同的基部2、第一连结部3a、第二连结部3b、第一驱动振动臂4a、第二驱动振动臂4b、第三驱动振动臂4c、第四驱动振动臂4d、第一检测振动臂6a以及第二检测振动臂6b。
而且，在陀螺元件20中，第一驱动检测振动臂11a从第一驱动振动臂4a起倾斜延伸，延伸位置为，从连接根部10a向Y（+）轴方向离开了距离s的位置。此外，第一驱动检测振动臂11a的延伸方向与实施方式1中的第一驱动检测振动臂5a相同，相对于X轴成30度的角度，并为第一象限的方向。同样，第二驱动检测振动臂11b由从连接根部10a向Y（-）轴方向离开了距离s的位置起倾斜延伸，其延伸方向与实施方式1中的第二驱动检测振动臂5b相同，为第四象限的方向，第三驱动检测振动臂11c由从连接根部10b向Y（+）轴方向离开了距离s的位置起倾斜延伸，其延伸方向与实施方式1中的第三驱动检测振动臂5c相同，为第二象限的方向，第四驱动检测振动臂11d由从连接根部10b向Y（-）轴方向离开了距离s的位置起倾斜延伸，其延伸方向与实施方式1中的第四驱动检测振动臂5d相同，为第三象限的方向。
在这种结构的陀螺元件20中，第一驱动检测振动臂11a以及第二驱动检测振动臂11b未形成于，将从基部2延伸出的第一连结部3a向X（+）方向继续延长时的延长线上。即，未从连接根部10a的位置起延伸，从而第一驱动检测振动臂11a以及第二驱动检测振动臂11b能够以远离第一连结部3a的状态提高与第一驱动振动臂4a或第二驱动振动臂4b的结合性。同样，第三驱动检测振动臂11c以及第四驱动检测振动臂11d也能够以远离第二连结部3b的状态提高与第三驱动振动臂4c或第四驱动振动臂4d的结合性。由此，陀螺元件20能够几乎完全地抑制从第一驱动振动臂4a至第四驱动振动臂4d以及第一驱动检测振动臂11a至第四驱动检测振动臂11d，经由第一连结部3a或第二连结部3b而向基部2的方向的振动泄漏。
实施方式3
接下来，对陀螺元件的其他方式进行说明。图3为表示实施方式3中的陀螺元件的结构的俯视图。实施方式3中的陀螺元件30中，第一驱动检测振动臂12a、第二驱动检测振动臂12b、第三驱动检测振动臂12c、第四驱动检测振动臂12d的延伸方向与实施方式1中的陀螺元件1不同。另一方面，陀螺元件30的功能与陀螺元件1大致相同，因此，除不同部分以外，标注相同符号并省略说明。
如图3所示，陀螺元件30具有与实施方式1中的陀螺元件1相同的基部2、第一连结部3a、第二连结部3b、第一驱动振动臂4a、第二驱动振动臂4b、第三驱动振动臂4c、第四驱动振动臂4d、第一检测振动臂6a以及第二检测振动臂6b。
而且，在陀螺元件30中，第一驱动检测振动臂12a从作为第一连结部3a与第一驱动振动臂4a的交点部的连接根部10a起，以相对于X轴成30度的角度的方式，而向第二象限的方向，即与实施方式1中的第一驱动检测振动臂5a不同的方向倾斜延伸。此外，第二驱动检测振动臂12b从连接根部10a起，以相对于X轴成30度的角度的方式，而向第三象限的方向，即与实施方式1中的第二驱动检测振动臂5b不同的方向倾斜延伸，第三驱动检测振动臂12c从作为第二连结部3b与第三驱动振动臂4c的交点部的连接根部10b起，以相对于X轴成30度的角度的方式，而向第一象限的方向，即与实施方式1中的第三驱动检测振动臂5c不同的方向倾斜延伸，第四驱动检测振动臂12d从连接根部10b起，以相对于X轴成30度的角度的方式，而向第四象限的方向，即与实施方式1中的第四驱动检测振动臂5d不同的方向倾斜延伸。
在这种结构的陀螺元件30中，第一驱动检测振动臂12a至第四驱动检测振动臂12d朝向基部2的方向，即朝向作为第一检测振动臂6a或第二检测振动臂6b一侧的内部侧方向倾斜延伸。当采用第一驱动检测振动臂12a至第四驱动检测振动臂12d向该方向延伸的结构时，与实施方式1以及2这种向外部侧延伸的情况相比，能够使陀螺元件30小型化。
以上，对具有各种振动臂结构的陀螺元件1、20、30进行了说明。接下来，对这些陀螺元件1、20、30所具有的信号电极进行说明。信号电极被设置于振动臂上，以使振动臂振动、或对物理量进行检测。图4（a）以及图4（b）为表示陀螺元件的电极结构的剖视图。
图4（a）图示了在驱动振动臂4（第一驱动振动臂4a、第二驱动振动臂4b、第三驱动振动臂4c、第四驱动振动臂4d）上所设置的驱动信号电极7，并为以平行于X轴的方式将驱动振动臂4切断的剖视图。驱动振动臂4的截面呈四边形（矩形形状），并在各个面上具有驱动信号电极7。这些驱动信号电极7需要具有导电性，此时，为由Cr膜与Au膜这两层膜构成的金属膜，并通过阴极真空喷镀等蒸镀以及蚀刻等而形成。
驱动信号电极7由两组驱动信号电极7构成，所述两组驱动信号电极7中，与X-Y平面平行的两个相对的电极为同电位，而另外的相对的两个电极为同电位，并且，从一组驱动信号电极7向另一组驱动信号电极7施加有交变电流。通过交变电流的施加而产生电场，从而驱动振动臂4能够如图1所示那样在X-Y平面内进行振动。
另外，虽然未进行图示，但在第一检测振动臂6a以及第二检测振动臂6b上设置有，以与驱动振动臂4的驱动信号电极7相同的结构而形成的检测信号电极9（图1）。这些检测信号电极9如前文所述，发挥对被施加于陀螺元件1的绕Z轴的角速度等的物理量进行检测的功能。
而且，图4（b）图示了在驱动检测振动臂5（第一驱动检测振动臂5a、第二驱动检测振动臂5b、第三驱动检测振动臂5c、第四驱动检测振动臂5d）上所设置的驱动检测信号电极8，并为以相对于驱动检测振动臂5的延伸方向成直角的方式而切断的剖视图。驱动检测振动臂5的截面呈四边形（矩形形状），且在各个面上具有驱动检测信号电极8。此处，驱动检测信号电极8由驱动信号电极8a和检测信号电极8b构成。而且，在驱动检测振动臂5中的与X-Y平面平行的两个面（平行面）上，于两角部处分别设置有驱动信号电极8a，而在被这两个驱动信号电极8a所夹的中央部处成对地设置有检测信号电极8b。此外，在另外两个面（其他面）上，另行设置有驱动信号电极8a。
通过从其他面的驱动信号电极8a向平行面的驱动信号电极8a施加有交变电流，从而驱动检测振动臂5能够如图1所示这样在X-Y平面内进行振动。驱动检测振动臂5由于具有驱动信号电极8a，从而例如第一驱动检测振动臂5a在连接根部10a处，不仅通过第一驱动振动臂4a的应力进行激励，还通过驱动信号电极8a而进行振动，因此能够进一步增大振动振幅。而且，如前文所述，检测信号电极8b发挥对被施加于陀螺元件1的绕X轴或Y轴的角速度等的物理量进行检测的功能。另外，在陀螺元件20、30中，第一驱动检测振动臂11a至第四驱动检测振动臂11d、以及第一驱动检测振动臂12a至第四驱动检测振动臂12d也具有与驱动检测振动臂5相同的驱动检测信号电极8。
实施方式4
接下来，对陀螺元件的其他方式进行说明。图5（a）为表示实施方式4中的陀螺元件的驱动检测振动臂上所设置的槽部的剖视图。此处的陀螺元件40中，仅驱动检测振动臂13的截面形状与陀螺元件1的驱动检测振动臂5不同。另外，在驱动检测振动臂13上所设置的信号电极作为驱动检测信号电极8（驱动信号电极8a、检测信号电极8b）而标注相同的标号，角部是指驱动检测振动臂13的截面中的外周四个角位置的部分。
如图5（a）所示，驱动检测振动臂13的截面呈四边形（矩形形状），并具有与X-Y平面（图1）平行的两个面（平行面）和其他两个面（其他面），且在平行面中的一个面上具有槽部15。该槽部15沿着驱动检测振动臂13的延伸方向而被设置于所设置的平行面的中央位置处。驱动检测振动臂13具有由如下的两个区域构成的驱动信号电极8a，所述两个区域为，从两个其他面整个面起分别被形成到设置有槽部15的平行面的角部附近为止的区域、以及从槽部15起被形成到平行面的两角部附近为止的区域。此外，在未设置有驱动检测振动臂13的槽部15的平行面上，具有在其中央处成对地设置的检测信号电极8b。
这种驱动检测振动臂13由于具有槽部15，从而驱动信号电极8a的区域扩大，进而能够提高电场强度。由此，驱动检测振动臂13与驱动检测振动臂5、11、12相比，能够进一步增大振动振幅，从而能够起到提高通过检测信号电极8b而进行的物理量检测的精度的效果。
而且，对于在驱动检测振动臂13上设置的槽部15，除图5（a）所示的方式以外，也可以考虑如以下的方式。图5（b）为表示在驱动检测振动臂上设置的槽部的其他方式的剖视图，图6（c）以及（d）为表示在驱动检测振动臂上所设置的槽部的其他方式的剖视图。另外，在图5（b）、图6（c）、图6（d）中，与图5（a）相同，使用槽部15、驱动检测信号电极8（驱动信号电极8a、检测信号电极8b）而进行表示。
如图5（b）所示的驱动检测振动臂13，在与X-Y平面（图1）平行的两个面（平行面）的两面上，分别具有槽部15。这些槽部15沿着驱动检测振动臂13的延伸方向，而被分别设置于所设置的平行面的中央位置处。此时，驱动信号电极8a由如下的两个区域构成，所述两个区域为，从一个槽部15整个区域起被形成到两角部附近的平行面为止的区域、以及从该两角部附近的平行面起分别形成到其他面的一部分的区域。此外，检测信号电极8b成对地形成有，从另一个槽部15的一半截面到平行面的一部分为止的区域、以及从与该一半截面相对的其他面到角部附近的平行面为止的区域，且成对地形成有从槽部15的另一半截面到平行面的一部分为止的区域、以及从与该另一半截面相对的其他面到角部附近的平行面为止的区域。
此外，如图6（c）所示的驱动检测振动臂13，在与X-Y平面（图1）平行的两个面（平行面）的两面上，分别具有两个槽部15。此时，驱动信号电极8a由如下两个部分构成，所述两个部分为，由从一个其他面的整个面到两角部附近的平行面为止的区域、和与一个其他面对置的两个槽部15的各自的一半截面的区域这三个区域形成的部分，和同样由另一个其他面、和与另一个其他面相对的两个槽部15的各自的一半截面的区域这三个区域形成的部分。而且，检测信号电极8b在一个平行面侧的两个槽部15中未形成有驱动信号电极8a且相对置的截面的部分处成对地形成，同样地，在另一个平行面侧的两个槽部15处也成对地形成，从而形成总计两对的结构。
此外，如图6（d）所示的驱动检测振动臂13，在与X-Y平面（图1）平行的两个面（平行面）的两面上，分别具有三个槽部15。此时，驱动信号电极8a由如下两个部分构成，所述两个部分为，由从一个其他面的整个面到两角部附近的平行面为止的区域、和与一个其他面相对的两个槽部15的各自的一半截面的区域这三个区域形成的部分，和同样由另一个其他面、和与另一个其他面相对的两个槽部15的各自的一半截面的区域这三个区域形成的部分。而且，检测信号电极8b以与图6（c）中的情况相同的方式而形成，且总计形成有四对。
这些驱动检测振动臂13能够随着槽部15的增加而进一步扩大驱动检测振动臂13的表面积，从而提高电场强度，进而可实现通过检测信号电极8b而进行的物理量检测的精度的提高。
接下来，对利用陀螺元件1、20、30、40中的任意一个陀螺元件，来检测角速度的陀螺装置（物理量检测装置）的结构进行说明。图7（a）为表示具备陀螺元件的陀螺装置的俯视图。此外，图7（b）为表示具备陀螺元件的陀螺装置的剖视图，且图示了图7（a）中的E-E截面。此时，在图7中，图示了具备陀螺元件1的情况下的陀螺装置100，在图7（a）中，为了便于说明，省略了盖体52而进行图示。
如图7所示，陀螺装置100具备：陀螺元件1；支承基板58，其通过引线60（60a、60b、60c、60d、60e、60f）而对陀螺元件1进行支承；陶瓷封装件50，其具有作为对支承基板58进行固定的固定基板的收纳体51；IC（Integrated Circuit：集成电路）芯片70；盖体52，其用于将收纳体51内气密密封。收纳于陶瓷封装件50内的IC芯片70通过金线等金属导线71而与陶瓷封装件50的接合衬垫57连接。该IC芯片70中包括：供给驱动信号而使陀螺元件1激振的驱动电路70a、对角速度等的物理量进行检测的检测电路70b等。
此外，陶瓷封装件50中的收纳体51上形成有搁板部54，并在其表面上形成有连接端子55。在搁板部54上粘合固定有支承基板58，该粘合固定使用导电性粘合剂59。而且，在陶瓷封装件50的外周部上形成有外部连接端子56，并成为外部连接端子56与连接端子55以及接合衬垫57的一部分导通的结构。此外，支承基板58上设置有引线60（60a、60b、60c、60d、60e、60f），引线60a、60b、60c、60d的顶端分别连接合于，陀螺元件1的基部2上所形成的、检测电极衬垫61中的相对应的衬垫上，引线60e、60f的顶端分别接合于，陀螺元件1的基部2上所形成的驱动电极衬垫62中的、对应的衬垫上。通过这些引线60，从而陀螺元件1以不与其他部件接触的方式被支承于空中。另外，检测电极衬垫61为用于对检测振动进行检测的部件，驱动电极衬垫62为用于使驱动振动激振的部件。在这种结构的陶瓷封装件50中，通过在收纳体51上粘接密封环53，并将盖体52缝焊于密封环53上，从而使陶瓷封装件50内以减压的状态被密封。另外，陶瓷封装件50内也可以不为减压状态，而为封入有氮气、氦气、氩气等惰性气体的状态。
此处，支承基板58使用TAB（Tape Automated Bonding：载带自动焊接）安装用的基板，并具有在聚酰亚胺薄膜等的基材上用铜箔等的金属箔而形成的导体图案。支承基板58的中央部形成开口，在该开口处延伸出作为导体图案的引线60。引线60的在检测电极衬垫61或驱动电极衬垫62相反侧的顶端，与陶瓷封装件50的连接端子55连接。该陀螺装置100例如被搭载于以下说明的电子设备等中，而发挥优良的陀螺功能。另外，作为陀螺装置，除具备陀螺元件1的结构以外，具备陀螺元件20、30、40中的任意一个陀螺元件的装置也会发挥大致相同的优良的陀螺功能。
接下来，对实施方式1～4中的陀螺元件1、20、30、40的动作原理进行说明。此处的动作原理的说明以陀螺元件1的情况为代表例而进行，并省略已知的涉及Z轴的角速度（物理量）的检测，而对涉及X轴、Y轴的角速度（物理量）的检测进行说明。图8（a）为表示陀螺元件中的绕X轴的角速度的检测的俯视图，图8（b）为表示陀螺元件中的绕Y轴的角速度的检测的俯视图。
首先，参照图8（a），对绕X轴的角速度的检测进行说明。如前文所述，陀螺元件1的第一驱动振动臂4a以及第一驱动检测振动臂5a，与第二驱动振动臂4b以及第二驱动检测振动臂5b相互以反相进行振动。同样地，第三驱动振动臂4c以及第三驱动检测振动臂5c，与第四驱动振动臂4d以及第四驱动检测振动臂5d相互以反相进行振动。在该状态下，当使陀螺元件1绕X轴旋转时，在第一驱动检测振动臂5a以及第三驱动检测振动臂5c上，将作用有Z轴方向上的科里奥利力，从而在Z轴方向上进行检测振动。此外，在第二驱动检测振动臂5b以及第四驱动检测振动臂5d上，于与第一驱动检测振动臂5a以及第三驱动检测振动臂5c相反的方向的Z轴方向上作用有科里奥利力，从而在Z轴方向上进行检测振动。即，第一驱动检测振动臂5a以及第三驱动检测振动臂5c、与第二驱动检测振动臂5b以及第四驱动检测振动臂5d以相互不同的相位进行检测振动。在陀螺元件1中，通过对基于第一驱动检测振动臂5a以及第三驱动检测振动臂5c各自的检测振动而产生的检测信号之和进行计算，并且，对基于第二驱动检测振动臂5b以及第四驱动检测振动臂5d各自的检测振动而产生的检测信号之和进行计算，并使它们的和进行差动，从而能够得知科里奥利力的大小。即，能够识别被施加于陀螺元件1的绕X轴的角速度（物理量）的大小。
其次，参照图8（b），对绕Y轴的角速度的检测进行说明。当在陀螺元件1进行振动的状态下，使陀螺元件1绕Y轴旋转时，将在第一驱动检测振动臂5a以及第二驱动检测振动臂5b上作用有Z轴方向上的科里奥利力，从而产生Z轴方向上的检测振动，并且在第三驱动检测振动臂5c以及第四驱动检测振动臂5d上，于与第一驱动检测振动臂5a以及第二驱动检测振动臂5b相反的方向的Z轴方向上作用有科里奥利力，从而产生Z轴方向上的检测振动。即，第一驱动检测振动臂5a以及第二驱动检测振动臂5b、与第三驱动检测振动臂5c以及第四驱动检测振动臂5d，以相互不同的相位进行检测振动。在陀螺元件1中，通过对基于第一驱动检测振动臂5a以及第二驱动检测振动臂5b各自的检测振动而产生的检测信号之和进行计算，并且，对基于第三驱动检测振动臂5c以及第四驱动检测振动臂5d各自的检测振动而产生的检测信号之和进行计算，并使它们的和进行差动，从而能够得知科里奥利力的大小。即，能够识别被施加于陀螺元件1的绕Y轴的角速度（物理量）的大小。以上，虽然以陀螺元件1为例对动作原理进行了说明，但在陀螺元件20、30、40中，也能够通过相同的动作原理而进行角速度的检测。这种陀螺元件1、20、30、40被搭载于陀螺装置中，而发挥优良的陀螺功能。
接下来，对使用了陀螺元件1、20、30、40中的任意一个陀螺元件的结构的电子设备进行说明。图9为表示具备相对于光轴而平行配置的陀螺元件的静态照相机的立体图。静态照相机200此时为，通过相对于照相机主体201安装更换镜头202而使用的照相机，在更换镜头202中，于其内部含有未图示的摄像光学系统。此处，设置以该摄像光学系统的透镜光轴204为X轴、Y轴方向为水平方向的坐标轴来进行说明。静态照相机200的更换镜头202具有基板203，该基板203为电路布线以多层构成的硬质基板，基板面呈大致长方形。另外，虽然在图9中，为了便于说明，而以基板203等可从外观上观察到的方式进行表示，但实际的基板203被收纳于更换镜头202的内部。基板203以如下方式进行安装，即，在更换镜头202被安装于照相机主体201上的状态下，将照相机主体201配置于此时作为水平面的X-Y面上的姿态时，基板203的基板面沿着也作为透镜光轴204的X轴，并且与Y轴平行。
一般在静态照相机的情况下，当绕与透镜的光轴垂直的轴而产生手抖时，对图像影响较大，而绕光轴的手抖与绕垂直于光轴的轴的手抖相比，对图像的影响较小。因此，以往，使用能够对绕Y轴以及Z轴这两个轴的角速度进行检测的陀螺元件来实施对手抖的补正。因此，为了对绕X轴的角速度也进行检测，需要采用再追加有一个陀螺元件的结构。
与此相对，静态照相机200以与基板203平行配置的状态而设置能够对绕三个轴的角速度进行检测的陀螺元件1，而且，静态照相机200具备IC芯片70，该IC芯片70具有对陀螺元件1进行控制的驱动电路70a以及检测电路70b。该陀螺元件1成为与安装有基板203的坐标配置相同的配置，由此，静态照相机200仅通过一个陀螺元件1便对三个轴的角速度进行检测，从而能够几乎完全地对手抖进行补正，并且由于陀螺元件1与基板203平行，因此能够使设置空间最小。此外，由于第一至第四驱动振动臂4a至4d的振动方向与更换镜头202的透镜光轴204平行，因此即使对静态照相机200施加Y轴方向或Z轴方向的加速度，第一至第四驱动振动臂4a至4d的振动也不易受到该加速度的影响，从而振动稳定。另外，设置于基板203上的陀螺元件1，即使为陀螺元件20、30、40，也可得到与陀螺元件1相同的效果。
此外，图10（a）为表示具备陀螺元件的摄像机的立体图，图10（b）为表示具备陀螺元件的移动电话的立体图。如图10（a）所示，摄像机300具备：受像部301、操作部302、声音输入部303、和显示单元304。该摄像机300具备：陀螺元件1、和具有对陀螺元件1进行控制的驱动电路70a以及检测电路70b的IC芯片70，从而能够通过对绕X轴、Y轴以及Z轴这三个轴的角速度进行检测，来发挥手抖补正功能，由此能够记录清晰的动画图像。此时，优选为陀螺元件1采用陀螺装置100的方式。同样，在摄像机300具备陀螺元件20、30、40的情况下，也能够通过对绕X轴、Y轴以及Z轴的三个轴的角速度进行检测，从而发挥手抖补正功能。
此外，如图10（b）所示，移动电话400具备：多个操作按钮401、显示单元402、相机机构403、快门按钮404。该移动电话400具备：陀螺元件1、和具有对陀螺元件1进行控制的驱动电路70a以及检测电路70b的IC芯片70，从而能够通过对绕X轴、Y轴以及Z轴这三个轴的角速度进行检测，而使相机机构403发挥手抖补正功能，由此能够记录清晰的图像。此时，优选为陀螺元件1采用陀螺装置100的方式。同样，在移动电话400具备陀螺元件20、30、40的情况下，也能够通过对绕X轴、Y轴以及Z轴这三个轴的角速度进行检测，从而发挥手抖补正功能。
另外，作为电子设备，并不限定于静态照相机200、摄像机300或移动电话400，还可以列举导航装置，车身姿态检测装置、游戏控制器、头载式显示器、指示设备、清扫机扑等。
此外，陀螺元件1、20、30、40并不限定于上述的实施方式，如以下列举的改变例的方式也可获得与实施方式相同的效果。
改变例1
虽然在陀螺元件1中，驱动检测振动臂5（第一驱动检测振动臂5a、第二驱动检测振动臂5b、第三驱动检测振动臂5c、第四驱动检测振动臂5d）具有驱动信号电极8a以及检测信号电极8b，然而并不限定于该结构，也可以与仅具有检测信号电极9的第一检测振动臂6a以及第二检测振动臂6b相同，而采用仅具有检测信号电极8b的结构。另外，在陀螺元件20、30、40中也可以采用相同的结构。
改变例2
虽然在陀螺元件1中，驱动检测振动臂5以相对于X轴成30度的角度的方式延伸，然而并不限定于30度的角度，也可以为其他的角度。特别是，当相对于X轴的角度为45度时，驱动检测振动臂5中的X轴方向与Y轴方向上的驱动成分相同，因此能够使绕X轴以及绕Y轴的检测信号的振幅大致相同，从而对角速度等的物理量的检测变得较为容易。该结构也可以在陀螺元件20、30、40中采用。
改变例3
在陀螺元件30中，第一驱动检测振动臂12a至第四驱动检测振动臂12d也可以像陀螺元件20的第一驱动检测振动臂11a至第四驱动检测振动臂11d那样，采用由从连接根部10a、10b离开了距离s的位置起延伸的结构。
改变例4
虽然在陀螺元件40中，仅在驱动检测振动臂13上形成有槽部15，但也可以在其他的第一驱动振动臂4a、第二驱动振动臂4b、第三驱动振动臂4c、第四驱动振动臂4d上也形成槽部15。另外，在陀螺元件1、20、30中也可以采用相同的结构。
改变例5
虽然陀螺元件1、20、30、40由作为压电性材料的水晶形成，然而并不限定于水晶，也可以采用水晶以外的铌酸锂（LiNbO3）、锆钛酸铅（PZT）等。另外，陀螺元件1、20、30、40并不限定于压电性材料，也可以为硅或锗等的非压电性材料，此时，预先使压电性材料与激励电极组合而构成能够进行振动的结构。由此，在陀螺元件1、20、30、40中，能够根据要求特性或用途等而选择适当的材料，从而扩大选择。
符号说明
1…作为物理量检测元件的陀螺元件，2…基部，3a…第一连结部，3b…第二连结部，4…驱动振动臂，4a…第一驱动振动臂，4b…第二驱动振动臂，4c…第三驱动振动臂，4d…第四驱动振动臂，5…驱动检测振动臂，5a…第一驱动检测振动臂，5b…第二驱动检测振动臂，5c…第三驱动检测振动臂，5d…第四驱动检测振动臂，6a…第一检测振动臂，6b…第二检测振动臂，7…驱动信号电极，8…驱动检测信号电极，8a…驱动信号电极，8b…检测信号电极，9…检测信号电极，10a…连接根部，10b…连接根部，11…驱动检测振动臂，12…驱动检测振动臂，13…驱动检测振动臂，15…槽部，20…作为物理量检测元件的陀螺元件，30…作为物理量检测元件的陀螺元件，40…作为物理量检测元件的陀螺元件，70…IC芯片，70a…驱动电路，70b…检测电路，100…作为物理量检测装置的陀螺装置，200…作为电子设备的静态照相机，300…作为电子设备的摄像机，400…作为电子设备的移动电话。
Claims (12)
1.一种物理量检测元件，其特征在于，具备：
基部、第一连结部以及第二连结部、第一驱动振动臂以及第二驱动振动臂、第三驱动振动臂以及第四驱动振动臂、第一驱动检测振动臂、第二驱动检测振动臂、第三驱动检测振动臂、第四驱动检测振动臂，
定义如下的坐标轴，所述坐标轴具有：穿过作为所述基部的重心位置的原点的X轴、和穿过所述原点并与所述X轴正交的Y轴，
且将X坐标和Y坐标均取正值的区域定义为第一象限，将X坐标取负值而Y坐标取正值的区域定义为第二象限，将X坐标与Y坐标均取负值的区域定义为第三象限，将X坐标取正值而Y坐标取负值的区域定义为第四象限，
所述第一连结部以及所述第二连结部与所述基部连结，并沿着所述X轴而被设置于所述基部的两侧；
所述第一驱动振动臂以及所述第二驱动振动臂从所述第一连结部起，沿着所述Y轴而相互向相反方向分别延伸；
所述第三驱动振动臂以及所述第四驱动振动臂从所述第二连结部起，沿着所述Y轴而相互向相反方向分别延伸；
所述第一驱动检测振动臂从所述第一驱动振动臂的所述第一连结部侧起，向所述第一象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸；
所述第二驱动检测振动臂从所述第二驱动振动臂的所述第一连结部侧起，向所述第四象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸；
所述第三驱动检测振动臂从所述第三驱动振动臂的所述第二连结部侧起，向所述第二象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸；
所述第四驱动检测振动臂从所述第四驱动振动臂的所述第二连结部侧起，向所述第三象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸。
2.一种物理量检测元件，其特征在于，具备：
基部、第一连结部以及第二连结部、第一驱动振动臂以及第二驱动振动臂、第三驱动振动臂以及第四驱动振动臂、第一驱动检测振动臂、第二驱动检测振动臂、第三驱动检测振动臂、第四驱动检测振动臂，
定义如下的坐标轴，所述坐标轴具有：穿过作为所述基部的重心位置的原点的X轴、和穿过所述原点并与所述X轴正交的Y轴，
且将X坐标和Y坐标均取正值的区域定义为第一象限，将X坐标取负值而Y坐标取正值的区域定义为第二象限，将X坐标与Y坐标均取负值的区域定义为第三象限，将X坐标取正值而Y坐标取负值的区域定义为第四象限，
所述第一连结部以及所述第二连结部与所述基部连结，并沿着所述X轴而被设置于所述基部的两侧；
所述第一驱动振动臂以及所述第二驱动振动臂从所述第一连结部起，沿着所述Y轴而相互向相反方向分别延伸；
所述第三驱动振动臂以及所述第四驱动振动臂从所述第二连结部起，沿着所述Y轴而相互向相反方向分别延伸；
所述第一驱动检测振动臂从所述第一驱动振动臂的所述第一连结部侧起，向所述第二象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸；
所述第二驱动检测振动臂从所述第二驱动振动臂的所述第一连结部侧起，向所述第三象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸；
所述第三驱动检测振动臂从所述第三驱动振动臂的所述第二连结部侧起，向所述第一象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸；
所述第四驱动检测振动臂从所述第四驱动振动臂的所述第二连结部侧起，向所述第四象限方向且相对于所述X轴而倾斜延伸。
3.如权利要求1或2所述的物理量检测元件，其特征在于，
具备从所述基部起沿着所述Y轴而相互向相反方向分别延伸的第一检测振动臂以及第二检测振动臂。
4.如权利要求1或2所述的物理量检测元件，其特征在于，
所述第一驱动振动臂至所述第四驱动振动臂具有用于激励振动的驱动信号电极，
所述第一驱动检测振动臂至所述第四驱动检测振动臂具有用于激励振动的驱动信号电极、和用于检测物理量的检测信号电极。
5.如权利要求1或2所述的物理量检测元件，其特征在于，
所述第一驱动检测振动臂以及所述第二驱动检测振动臂由从所述第一连结部的延长线上避开了的位置起延伸，
所述第三驱动检测振动臂以及所述第四驱动检测振动臂由从所述第二连结部的延长线上避开了的位置起延伸。
6.如权利要求1或2所述的物理量检测元件，其特征在于，
所述第一驱动检测振动臂与所述第一驱动振动臂以同相位进行振动，所述第二驱动检测振动臂与所述第二驱动振动臂以同相位进行振动，该第二驱动振动臂与所述第一驱动振动臂以反相位进行振动，所述第三驱动检测振动臂与所述第三驱动振动臂以同相位进行振动，所述第四驱动检测振动臂与所述第四驱动振动臂以同相位进行振动，该第四驱动振动臂与所述第三驱动振动臂以反相位进行振动。
7.如权利要求1或2所述的物理量检测元件，其特征在于，
所述第一驱动检测振动臂至所述第四驱动检测振动臂具有槽部。
8.如权利要求1或2所述的物理量检测元件，其特征在于，
由具有六方晶的结晶结构的压电性材料形成。
9.一种物理量检测装置，其特征在于，具备：
权利要求1或2所述的物理量检测元件；
驱动电路，其至少向所述第一驱动振动臂至所述第四驱动振动臂供给驱动信号；
检测电路，其至少根据所述第一驱动检测振动臂至第四驱动检测振动臂的检测信号而对物理量进行检测。
10.如权利要求9所述的物理量检测装置，其特征在于，
所述检测电路使所述第一驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号和所述第三驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号之和、与所述第二驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号和所述第四驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号之和进行差动，从而对所述物理量进行检测。
11.如权利要求9所述的物理量检测装置，其特征在于，
所述检测电路使所述第一驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号和所述第二驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号之和、与所述第三驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号和所述第四驱动检测振动臂上所产生的所述检测信号之和进行差动，从而对所述物理量进行检测。
12.一种电子设备，其特征在于，
具备权利要求1或2所述的物理量检测元件。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |