(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々電極を有する４つ以上の振動子が駆動方向及び該駆動方向に直交する検出方向の双方を含む平面上に対称配置された複合センサであって、
前記駆動方向及び前記検出方向の双方に変位可能な、前記駆動方向に振動駆動される第１の振動子と、
前記駆動方向及び前記検出方向の双方に変位可能な、前記検出方向において前記第１の振動子の電極配置と同じ電極配置がなされ、かつ前記第１の振動子に対して逆位相で前記駆動方向に振動駆動される第２の振動子と、
前記駆動方向及び前記検出方向の双方に変位可能な、前記検出方向において前記第１の振動子の電極配置と逆の電極配置がなされ、前記第１の振動子に対して逆位相で前記駆動方向に振動駆動される第３の振動子と、
前記駆動方向及び前記検出方向の双方に変位可能な、前記検出方向において前記第１の振動子の電極配置と逆の電極配置がなされ、前記第１の振動子に対して同位相で前記駆動方向に振動駆動される第４の振動子と、
前記第１、第２、第３及び第４の振動子に各々対応して設けられ、該第１、第２、第３及び第４の振動子の前記検出方向の変位を検出する検出部と、を有し、
前記検出部で検出した前記第１、第２、第３及び第４の振動子の前記検出方向の変位から不要な慣性力成分を相殺除去したうえで、前記検出方向の加速度、前記駆動方向及び前記検出方向の双方に直交する軸の回りの角速度、該軸の回りの角加速度、並びに前記平面内の所定点を通る該軸を中心として外側に作用する遠心力を各々検出することを特徴とする複合センサ。
【請求項２】
前記検出部で検出した前記第１、第２、第３及び第４の振動子の前記検出方向の変位から、前記加速度による前記検出方向への発生力、前記角速度による前記検出方向への発生力、前記角加速度による前記検出方向への発生力、及び前記遠心力による前記検出方向への発生力をすべて分離して検出し、前記加速度、前記角速度、前記角加速度、及び前記遠心力を各々検出することを特徴とする請求項１に記載の複合センサ。
【請求項３】
前記検出部で検出した前記第１、第２、第３及び第４の振動子の前記検出方向の変位から換算される該第１、第２、第３及び第４の振動子に作用する力をＦ１、Ｆ２、Ｆ３、及びＦ４とした場合、前記加速度による発生力Ｆａ、前記角速度による発生力Ｆｒ、前記角加速度による発生力Ｆｒａ、及び前記遠心力による発生力Ｆｃを、次式（１）〜（４）に従って検出することを特徴とする請求項２に記載の複合センサ。
Ｆａ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４                            ・・・（１）
Ｆｒ＝Ｆ１−Ｆ２−Ｆ３＋Ｆ４                            ・・・（２）
Ｆｒａ＝Ｆ１−Ｆ２＋Ｆ３−Ｆ４                          ・・・（３）
Ｆｃ＝Ｆ１＋Ｆ２−Ｆ３−Ｆ４                            ・・・（４）
【請求項４】
前記第２の振動子は、前記駆動方向において前記第１の振動子と並んで配置され、
前記第３の振動子は、前記検出方向において前記第１の振動子と並んで配置され、かつ、前記第２の振動子に対して前記所定点を中心にして点対称に配置され、
前記第４の振動子は、前記駆動方向において前記第３の振動子と並んで配置され、かつ、前記第１の振動子に対して前記所定点を中心にして点対称に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の複合センサ。
【請求項５】
前記第１、第２、第３及び第４の振動子は、同一基板上に配置されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の複合センサ。
【請求項６】
前記第１、第２、第３及び第４の振動子以外に、各々電極を有しかつ前記駆動方向及び前記検出方向の双方に変位可能な追加振動子を偶数個有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の複合センサ。
【請求項７】
前記第１及び第２の振動子を含む第１ユニット並びに前記第３及び第４の振動子を含む第２ユニットに各々同数の追加振動子が追加される場合、前記第１ユニット内の全振動子の数及び前記第２ユニット内の全振動子の数が各々偶数となるときには、該第１ユニット及び該第２ユニットそれぞれにおいて同位相の振動子と逆位相の振動子とが同数となるように前記追加振動子が前記駆動方向に振動駆動され、一方、前記第１ユニット内の全振動子の数及び前記第２ユニット内の全振動子の数が各々奇数となるときには、該第１ユニット及び該第２ユニットそれぞれにおいて該第１ユニット内又は該第２ユニット内で最も近くに配置された振動子の位相と逆位相となるように前記追加振動子が前記駆動方向に振動駆動されることを特徴とする請求項６に記載の複合センサ。
【請求項８】
前記検出部は、前記第１、第２、第３及び第４の振動子に各々対応して、支持体に固定された櫛歯状の複数の固定電極と、前記支持体に対して前記検出方向に変位可能な櫛歯状の複数の可動電極とが前記検出方向に交互に対向配置された、容量の増減で前記検出方向の変位を検出する検出電極を有し、
前記第１、第２、第３及び第４の振動子に各々対応する前記検出電極の、前記固定電極と前記可動電極とは、前記角速度の発生により前記第１の振動子に対応する前記検出電極が容量の増加及び減少のうちの一方の変化を示したとき、前記第２の振動子に対応する前記検出電極が容量の増加及び減少のうちの他方の変化を示し、前記第３の振動子に対応する前記検出電極が容量の増加及び減少のうちの一方の変化を示し、また、前記第４の振動子に対応する前記検出電極が容量の増加及び減少のうちの他方の変化を示すように配置されることを特徴とする請求項１に記載の複合センサ。
【請求項９】
前記第１及び第３の振動子が前記駆動方向の一方側に配置され、かつ、前記第２及び第４の振動子が前記駆動方向の他方側に配置されることを特徴とする請求項８に記載の複合センサ。
【請求項１０】
前記第１及び第２の振動子が前記駆動方向の一方側に配置され、かつ、前記第３及び第４の振動子が前記駆動方向の他方側に配置されることを特徴とする請求項８に記載の複合センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合センサに関し、特に、駆動方向及び検出方向に変位可能な振動子を有する複合センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、４個の振動子が基板の水平面内の所定点について点対称に配置され、各振動子には検出電極を設けた角速度センサが知られている（特許文献１参照）。かかる角速度センサにおいては、隣接する総ての振動子同士を、所定点を中心とした円周方向の逆相で駆動振動させ、基板と垂直な軸周りに角速度が発生したとき、各振動子の検出錘が駆動振動と直交する方向に変位する。この変位による検出錘と振動子との間の容量変化を演算処理して、各検出錘に対して基板の水平面内に作用する外部加速度をキャンセルし、コリオリ力による信号を取り出すようにしている。
【特許文献１】特開２０００−１８０１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、遠心力が検出軸方向に加わってしまうため、正確な角速度を検出するためには、遠心力をキャンセルする必要があるが、この点については何らの対策も施されておらず、正確な角速度の検出が困難であるという問題があった。【０００４】
また、角速度センサは、車両等の移動体に搭載されて用いられる場合が多いが、車両の運動とは異なる振動等を検出成分から除去するために、ダンパ等の弾性部材上に設置される場合が多い。かかる場合に、ダンパが変形すると、角速度センサ自体が振動・回転してしまい、余分な角加速度を検出してしまい、やはり正確な角速度の検出が困難であるという問題があった。【０００５】
そこで、本発明は、検出目的以外の慣性力を排除し、検出目的の成分を高精度で検出することができる複合センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、各々電極を有する４つ以上の振動子が駆動方向及び該駆動方向に直交する検出方向の双方を含む平面上に対称配置された複合センサであって、前記駆動方向及び前記検出方向の双方に変位可能な、前記駆動方向に振動駆動される第１の振動子と、前記駆動方向及び前記検出方向の双方に変位可能な、前記検出方向において前記第１の振動子の電極配置と同じ電極配置がなされ、かつ前記第１の振動子に対して逆位相で前記駆動方向に振動駆動される第２の振動子と、前記駆動方向及び前記検出方向の双方に変位可能な、前記検出方向において前記第１の振動子の電極配置と逆の電極配置がなされ、前記第１の振動子に対して逆位相で前記駆動方向に振動駆動される第３の振動子と、前記駆動方向及び前記検出方向の双方に変位可能な、前記検出方向において前記第１の振動子の電極配置と逆の電極配置がなされ、前記第１の振動子に対して同位相で前記駆動方向に振動駆動される第４の振動子と、前記第１、第２、第３及び第４の振動子に各々対応して設けられ、該第１、第２、第３及び第４の振動子の前記検出方向の変位を検出する検出部と、を有し、前記検出部で検出した前記第１、第２、第３及び第４の振動子の前記検出方向の変位から不要な慣性力成分を相殺除去したうえで、前記検出方向の加速度、前記駆動方向及び前記検出方向の双方に直交する軸の回りの角速度、該軸の回りの角加速度、並びに前記平面内の所定点を通る該軸を中心として外側に作用する遠心力を各々検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、検出目的とする成分を、他の成分から分離して高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る複合センサの全体構成の一例を示した図である。
【図２】実施例１に係る複合センサを、図１よりも簡略化して示した図である。
【図３Ａ】実施例１に係る複合センサの駆動方法及び検出方法を説明する図である。
【図３Ｂ】図３Ａの合力Ｆ１〜Ｆ４から、角速度、加速度、角加速度による発生力及び遠心力の算出方法を示した表である。
【図４Ａ】比較参考例として従来の複合センサの構成の一例を示した図である。
【図４Ｂ】実施例１に係る複合センサを、図４Ａと同様な形式で示した図である。
【図５】実施例１に係る複合センサにおいて、上下バラツキによる斜め振動が発生した場合の動作説明図である。
【図６】実施例１に係る複合センサにおいて、左右バラツキによる斜め振動が発生した場合の動作説明図である。
【図７】本発明の実施例２に係る複合センサの構成の一例を示した図である。
【図８】本発明の実施例３に係る複合センサの構成の一例を示した図である。
【図９】本発明の実施例４に係る複合センサの構成の一例を示した図である。
【図１０Ａ】本発明の実施例５に係る複合センサの構成の一例を示した斜視図である。
【図１０Ｂ】実施例５に係る複合センサの断面構成の一例を示した図である。
【図１１】本発明の実施例６に係る複合センサの構成の一例を示した図である。
【図１２】本発明の実施例７に係る複合センサの全体構成の一例を示した図である。
【図１３Ａ】比較参考例として従来の２つの振動子を備えた角速度・加速度センサの全体構成を示した図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの角速度・加速度センサから振動子の数を増やした複合センサの全体構成を示した図である。
【図１４Ａ】図１３Ａの従来の角速度・加速度センサの検出部の構成の一部を拡大して示した図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの平衡状態から可動部が変位した状態を示した図である。
【図１４Ｃ】検出部の電極の数を減少させた場合の現象を説明する図である。
【図１５】本発明の実施例８に係る複合センサの検出部の一部の拡大構成図である。
【図１６】本発明の実施例９に係る複合センサの検出部の一部の拡大構成図である。
【図１７】本発明の実施例１０に係る複合センサの検出部の一部の拡大構成図である。
【図１８】本発明の実施例１１に係る複合センサの検出部の一部の拡大構成図である。
【符号の説明】
【０００９】
１０、１１〜１４、１１ａ、１２ａ、１２ｂ、１４ｂ、１１ｃ〜１４ｃ、１１ｄ〜１４ｄ、１１ｅ〜１４ｅ、１５、１６    振動子
２０、２１〜２４、２１ａ〜２４ａ、２１ｂ〜２４ｂ、２１ｃ〜２４ｃ    検出部
３０、３１〜３４、３１ａ〜３４ａ    駆動部
４０、４１〜４４    駆動ばね
５０、５１〜５４    駆動監視部
６０、６１〜６４    検出ばね
７０、７１〜７４    端子
８０    配線
９０    演算処理部
１００    フレーム
１１１、１１１ａ〜１１１ｄ、１１２、１１２ａ〜１１２ｄ    ユニット
１２０    支持基板
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例１に係る複合センサの全体構成の一例を示した平面図である。図１において、実施例１に係る複合センサは、振動子１０と、検出部２０と、駆動部３０と、駆動ばね４０と、駆動監視部５０と、検出ばね６０と、端子７０と、配線８０と、演算処理部９０と、フレーム１００とを備える。【００１２】
振動子１０は、対称に４つの振動子１１〜１４を備えており、具体的には、図１の左上側の位置に第１の振動子１１、右上側の位置に第２の振動子１２、左下側の位置に第３の振動子１３、及び右下の位置に第４の振動子１４が設けられている。ここで、検出部２０、駆動部３０、駆動ばね４０、駆動監視部５０、検出ばね６０、端子７０は、第１、第２、第３及び第４の振動子１１〜１４に各々対応して設けられている。つまり、検出部２０は、第１〜第４の振動子１１〜１４に各々対応して、第１〜第４の検出部２１、２２、２３、２４を含んでいる。同様に、駆動部３０は第１〜第４の駆動部３１〜３４、駆動ばね４０は第１〜第４の駆動ばね４１〜４４、駆動監視部５０は第１〜第４の駆動監視部５１〜５４、検出ばね６０は第１〜第４の検出ばね６１〜６４、端子７０は第１の検出端子７１〜７４を含んでいる。また、端子７０は、総ての端子ではなく、検出部２１〜２４に接続された検出端子７１〜７４のみに参照符号が付されている。【００１３】
なお、以後の説明において、第１、第２、第３及び第４の振動子１１、１２、１１４を個別に特定する場合には、各々に付した参照番号１１〜１４を用いるが、特に位置を特定せず、振動子の総称、又は振動子の単体を不特定に指す場合には、振動子１０と表示してもよいこととする。他の検出部２０、駆動部３０、駆動ばね４０、駆動監視部５０、検出ばね６０にも同様な表示の仕方を適用するものとする。また、振動子１０、検出部２０、駆動部３０及び監視部５０の部品に該当するより詳細な構成要素については、紙面の都合上、図１中左上側の第１の振動子１１、第１の検出部２１、第１の駆動部３１及び第１の監視部５１にのみ参照符号を付している。第２〜第４の各対応構成要素には参照符号を付さないが、第２〜第４の各対応構成要素も、同様の部品的な構成要素を備えているものとする。【００１４】
振動子１０は、内部に検出部２０を含んでおり、検出ばね６０によって連結支持されている。検出ばね６０は、駆動梁３９に連結支持されている。駆動梁３９は、駆動部３０の可動部３５と連結して一体的に構成されるとともに、駆動監視部５０の可動部５１とも連結して全体で一体的に構成されている。また、駆動部３０と駆動監視部５０との間には、駆動ばね４０が設けられている。一方、振動子１０内の検出部２０は、端子７０に接続されており、端子７０は、配線８０を介して演算処理部９０に接続されている。そして、複合センサの全体は、フレーム１００により囲まれた構成となっている。なお、本実施例に係る複合センサは、種々の材料から構成されてよいが、例えば、半導体基板を用いて、ＭＥＭＳ（Micro Electronic Mechanical Systems）の微小構造体として構成されてもよい。【００１５】
次に、個々の構成要素について説明する。【００１６】
振動子１０は、角速度、加速度、角加速度、遠心力といった物理量の検出を行うための質量体である。第１〜第４の振動子は、図１においては、横方向に駆動され、縦方向の変位を検出する。このように、駆動方向と変位方向は異なる方向であり、例えば図１に示すように、互いに直交する方向に設定される。振動子１０は、駆動方向と検出方向の双方に変位が可能に構成されており、駆動方向に駆動されるとともに、検出方向に変位して所定の物理量を検出する。実施例１に係る複合センサは、例えば、車両等の移動体に搭載され、移動体の角速度、加速度、角加速度、遠心力を検出するが、所定の検出方向が定められ、検出方向における物理量の成分を検出することになる。【００１７】
振動子１０は、内部に検出部２０を含み、検出部２０を含んだ全体で質量体として機能する。振動子１０は、可動部１７と、固定部１８とを有する。可動部１７は、変位が可能な部分である。一方、固定部１８は、フレーム１００に固定された部分である。よって、振動子１０は、外枠は可動部１７に囲まれ、全体として変位が可能な構成となっている。【００１８】
振動子１０は、第１〜第４の振動子１１〜１４を有し、各々が対称に配置されている。その具体的な動作については後述するが、４つの振動子１１〜１４を備え、これらの駆動方向の位相を適切に設定することにより、角速度を検出する際、複合センサ自身の振動により発生する角加速度等を分離することができ、角速度、加速度、角加速度及び遠心力の各成分について、各々を独立して検出することができる。【００１９】
検出部２０は、振動子１０の検出方向における変位を検出する検出手段である。ここで、検出方向は、図１においては、縦方向である。検出部２０は、第１〜第４の振動子１１〜１４の各々に対応して、第１〜第４の検出部２１〜２４の４つが各振動子１１〜１４内に設けられる。各々の検出部２１〜２４は、検出電極２５を備える。検出電極２５は、振動子１１〜１４の可動部１７に連結された可動電極２７と、固定部１８に連結された固定電極２８とを有する。可動電極２７及び固定電極２８の双方とも複数存在し、各々が対向して重なり合うように配置される。可動電極２７が、対向する固定電極２８と離れる向きに移動すれば、検出電極２５の静電容量は減少し、可動電極２７が、対向する固定電極２８と近付く向きに移動すれば、検出電極３５の静電容量は増加する。そして、この静電容量の変化を検出することより、第１〜第４の振動子１１〜１４の変位を検出することができる。更に、検出された第１〜第４の振動子１１〜１４の変位に基づいて、第1〜第４の振動子１１〜１４に加わった検出方向の力を求めることができる。【００２０】
各検出部２１〜２４内において、検出電極２５は、４つのブロックが備えられている。検出電極２５の電極数が多い程、Ｓ／Ｎ（Signal／Noise）は向上するが、スペースが大きくなってしまう。よって、検出電極２５の数は、Ｓ／Ｎとスペースとの関係で、適切な数に設定されてよい。【００２１】
各検出部２１〜２４内において、可動電極２７と固定電極２８との検出方向における配置関係は、一定とされている。つまり、第１の検出部２１においては、総て可動電極２７が固定電極２８より上側（奥側）の配置となっている。これにより、第１の振動子１１が検出方向の一方に変位した場合には、総ての可動電極２７と固定電極２８の対において、静電容量が増加するか減少するかの一方の変化をする。この点の詳細は、拡大図を用いて後述するが、かかる配置関係より、省スペースで高Ｓ／Ｎを得ることができる構成となっている。なお、第２の検出部２２については、第１の検出部２１と同様に可動電極２７が固定電極２８より総て上側（奥側）であり、逆に、第３の検出部２３及び第４の検出部２４においては、総て固定電極２８が可動電極２７よりも上側（奥側）の配置となっている。【００２２】
このような電極の配置と、駆動方向を適切に組み合わせることにより、角速度を高精度で求めることが可能となるが、この点の詳細については、後述する。【００２３】
駆動部３０は、振動子１０を駆動方向に振動させるための駆動手段である。駆動部３０は、第１〜第４の振動子１１〜１４に対応して、４つの第１〜第４の駆動部３０を備えてよいが、第１〜第４の振動子１１〜１４を適切な位相で駆動させることができれば、必ずしも４つに分かれて設けられていなくてもよく、一体的に構成されていてもよい。但し、本実施例においては、駆動部３０は、第１〜第４の振動子１１〜１４の各々に対応して、第１〜第４の駆動部３１〜３４として設けられている例について説明する。【００２４】
各々の第１〜第４の駆動部３１〜３４は、可動部３５と、固定部３６とを備える。また、可動部３５には、可動電極３７が設けられ、固定部３６には、固定電極３８が設けられる。可動部３５の両側にある可動電極３７と、可動部３５を両側から挟む固定部３６の固定電極３８は、互いに対向して縦方向に挟み合う構成となっており、左右の固定電極３８に逆位相の交流を印加することにより、左右方向への吸引力が交互に発生し、可動部３５を横方向に振動させる構成となっている。可動部３５は、上述の駆動梁３９と連結しているので、駆動梁３９に伝達された振動は検出ばね６０を経て第１〜第４の振動子１１〜１４に伝達され、各々が振動駆動する構成となっている。【００２５】
駆動ばね４０は、駆動部３０による振動子１０の駆動を助けるためのばねである。紙面に垂直な方向に板状に延び、板ばねを構成している。なお、駆動ばね４０も、第１〜第４の振動子１１〜１４及び第１〜第４の駆動部３１〜３４に対応し、第１〜第４の駆動ばね４１〜４４を有してよい。【００２６】
駆動監視部５０は、駆動方向における変位を監視するための手段である。本実施例に係る複合センサにおいては、駆動時の位相が物理量の検出に影響を及ぼすため、駆動方向の変位を監視しながら検出動作を行う。【００２７】
駆動監視部５０は、第１〜第４の振動子１１〜１４及び第１〜第４の駆動部３１〜３４に対応して、第１〜第４の駆動監視部５１〜５４を備えてよい。第１〜第４の駆動監視部５１〜５４の各々は、可動部５５と、固定部５６と、可動部５５に連結された可動電極５７と、固定部５６に連結された固定電極５８を備え、容量変化から、駆動変位の向きと量を検出して監視する。【００２８】
検出ばね６０は、振動子１０に検出方向の変位を可能とさせるためのばねである。検出ばね６０は、紙面と垂直な方向に板のように延びた板ばねであるため、弾性を有し、振動子１０の検出方向（縦方向）への移動が可能な状態で振動子１０を弾性支持する。また、検出ばね６０は、駆動部３０で発生した振動を、駆動梁３９から振動子１０に伝達する役割も果たす。【００２９】
検出ばね６０も、第1〜第４の振動子１１〜１４に対応して、第１〜第４の検出ばね６０を備える。【００３０】
端子７０は、外部との電気的接続を行うための電極である。外部から複合センサに電力が供給されるとともに、検出した結果を外部に出力する必要があるので、外部との接続を行うために端子７０は設けられる。【００３１】
なお、第１〜第４の検出部２１〜２４には、第１〜第４の検出端子７１〜７４が接続され、各検出部２１〜２４で検出した電気信号を外部に出力できるように構成されている。【００３２】
演算処理部９０は、第１〜第４の検出部２１〜２４で検出した検出結果から、角速度、加速度、角加速度及び遠心力の各物理量を算出するための演算処理手段である。演算処理手段９０には、所定の演算処理が可能であれば、電子回路が用いられてもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）を備え、プログラムにより動作するマイクロコンピュータが用いられてもよい。【００３３】
演算処理部９０は、第１〜第４の検出端子７１〜７４と、配線８０で接続され、第１〜第４の検出部２１〜２４の検出結果が入力されるように構成されている。【００３４】
なお、図１において、演算処理部９０は、フレーム１００の外部、つまり複合センサの外部に設けられているが、例えば、複合センサの基板上に設けるようにしてもよい。また、例えば、複合センサの外部にＥＣＵ（Electro Control Unit、電子制御ユニット）が設けられて、外部のＥＣＵ内に設けた演算処理部９０で演算処理を行うような構成としてもよい。更に、フレーム１００内にスペースがあれば、フレーム１００の内部に演算処理部９０を設けるようにしてもよい。このように、演算処理部９０は、用途に応じて種々の場所に設けることができる。【００３５】
フレーム１００は、複合センサの支持台となる外枠である。例えば、半導体基板の厚く構成された部分等が用いられてよい。【００３６】
次に、図２〜図４Ｂを用いて、実施例１に係る複合センサの動作について説明する。図２は、実施例１に係る複合センサを、図１よりも簡略化して示した図である。以後、紙面の都合と理解の容易のため、このような簡略化した図面を用いて説明する。また、図２に係る複合センサは、第１〜第４の振動子１１ｅ〜１４ｅが、図１に係る複合センサの第１〜第４の振動子１１〜１４よりも大きな形状となっている。これは、図２に係る複合センサの第１〜第４の振動子１１ｅ〜１４ｅの内部の検出電極の数が、図１に係る複合センサの第１〜第４の振動子１１〜１４の内部の検出電極２５よりも多いためである。図２に係る複合センサは、図１に係る複合センサの電極配置と異なり、１つの検出部の内部に、可動電極１７の変位により、容量が増加する電極と容量が減少する検出電極２５の双方を含んでいるが、そのような電極配置の構成であっても、４つの第１〜第４の振動子１１ｅ〜１４ｅを備えていれば、実施例１に係る複合センサとして構成することができる。つまり、実施例１に係る複合センサは、第１〜第４の振動子１１〜１４、１１ｅ〜１４ｅの内部の検出部２０の構成とは無関係に構成することができる。よって、実施例１においては、代表的に第１〜第４の振動子１１〜１４を用いて説明するが、種々の検出部２０を含む振動子１０を有する複合センサに適用可能であるものとして説明する。なお、その他の各構成要素についても、図１において説明したので、同一の参照符号を付してその説明を省略する。【００３７】
図３Ａは、実施例１に係る複合センサの駆動方法及び検出方法を説明するための図である。図３Ａにおいて、第１〜第４の振動子１１〜１４が抽出されて、簡略化されて示されている。第１〜第４の振動子１１〜１４は、４個が対称に配置されている。ここで、第１の振動子１１と第２の振動子１２との組み合わせを第１ユニット１１１とし、第３の振動子１３と第４の振動子１４との組み合わせを第２ユニット１１２とする。また、駆動方向は横方向とし、右向きを正の向き、左向きを負の向きとする。同様に、検出方向は縦方向とし、上向き(奥側向き)を正の向き、下向き（手前向き）を負の向きとする。以後の実施例においても、特に断りが無い限り、同様の座標系で説明を行う。【００３８】
また、第１〜第４の振動子１１〜１４の駆動方向において、第１の振動子１１の振動による駆動の向きをＶ１、第２の振動子１２の振動駆動の向きをＶ２、第３の振動子１３の振動駆動の向きをＶ３、第４の振動子１４の振動駆動の向きをＶ４とする。同様に、第1〜第４の振動子１１〜１４の検出方向において、第１の振動子１１に作用する発生力をＦ１、第２の振動子１２に作用する発生力をＦ２、第３の振動子１３に作用する発生力をＦ３、第４の振動子１４に作用する発生力をＦ４で表すものとする。【００３９】
図３Ａにおいて、第１ユニット１１１内に含まれる第１の振動子１１と第２の振動子１２は、互いに逆位相に振動駆動される。具体的には、第１の振動子１１が左向きに移動している時には、第２の振動子１２は右向きに移動し、互いに離れる向きに移動している。同様に、第２ユニット１１２内に含まれる第３の振動子１３と第４の振動子１４も、互いに逆位相に振動駆動される。具体的には、第３の振動子１３が右向きに移動している時には、第４の振動子１４は左向きに移動し、互いに接近する向きに移動している。そして、第１ユニット１１１と第２ユニット１１２同士の位相も、第１ユニット１１１内の第１の振動子１１と第２の振動子１２同士が離間する方向に移動しているときに、第２ユニット１１２内の第３の振動子１３と第４の振動子１４同士は接近しているので、互いに逆位相である。この結果、第１の振動子１１と第４の振動子１４は同位相となり、第２の振動子１２と第３の振動子１３同士は同位相となる。【００４０】
このように、実施例１に係る複合センサにおいては、第１ユニット１１１内の振動子１１、１２同士が逆位相で振動駆動され、第２ユニット１１２内の振動子１３、１４同士が逆位相で振動駆動されるとともに、第1ユニット１１１と第２ユニット１１２同士も逆位相で振動駆動される。【００４１】
かかる振動子１１〜１４の駆動が行われている場合に、第１の振動子１１にＦ１、第２の振動子１２にＦ２、第３の振動子１３にＦ３及び第４の振動子１４にＦ４の力が発生したとする。このとき、角速度によるコリオリ力をＦｒ、加速度による慣性力をＦａ、角加速度による慣性力をＦｒａ、遠心力をＦｃとすると、各力の成分は、第１〜第４の振動子１１〜１４の各々に対して、図３Ａに示す向きに働く。つまり、図３Ａにおいて、第１〜第４の振動子に作用する角速度によるコリオリ力ＦｒはＦｒ１〜Ｆｒ４、加速度による慣性力ＦａはＦａ１〜Ｆａ４、角加速度による慣性力ＦｒａはＦｒａ１〜Ｆｒａ４、遠心力ＦｃはＦｃ１〜Ｆｃ４で示されている。【００４２】
ここで、角速度ωによるコリオリ力Ｆｒは、運動する物体の質量をｍ、運動速度をＶとすると、ωとＶの外積で与えられ、Ｆｒ＝２ｍω×Ｖとなるので、Ｖベクトルからωの向きに右ねじを回したときのねじの進む向きに一致する。よって、図３Ａに示すように、第１〜第４の振動子１１〜１４に作用するコリオリ力Ｆｒ１〜Ｆｒ４は、第１〜第４の振動子１１〜１４が駆動されて運動している向きＶ１〜Ｖ４と、各振動子１１〜１４に作用する力Ｆ１〜Ｆ４の外積で定まる向きとなる。具体的には、コリオリ力Ｆｒ１が検出方向の正の向き、コリオリ力Ｆｒ２が検出方向の負の向き、コリオリ力Ｆｒ３が検出方向の負の向き、コリオリ力Ｆｒ４が検出方向の正の向きとなっている。【００４３】
また、加速度による発生力Ｆａは、総ての振動子１１〜１４に同じ向きの力が加わるので、第１〜第４の振動子１１〜１４に作用する加速度による発生力Ｆａ１〜Ｆａ４は、総て同じ向きで検出方向の正の向きとなっている。【００４４】
また、角加速度による発生力Ｆｒａは、振動子１１〜１４の運動方向には関係なく加わる回転力であるので、総て各振動子１１〜１４に作用する合力Ｆ１〜Ｆ４と同じ向きの力Ｆｒａ１〜Ｆｒａ４となっている。具体的には、慣性力Ｆｒａ１は検出方向の正の向き、慣性力Ｆｒａ２は検出方向の負の向き、慣性力Ｆｒａ３は検出方向の正の向き、慣性力Ｆｒａ４は検出方向の負の向きとなっている。【００４５】
同様に、遠心力も、各振動子１１〜１４の駆動の向きとは関係なく、中心から常に外側に作用する力であるので、図３Ａに示すＦｃ１〜Ｆｃ４のように、第１〜第４の振動子１１〜１４の中心Ｃから外側に向かう力の向きとなっている。具体的には、中心Ｃから外側に向かう力は、左上側の第１の振動子１１には中心Ｃから左上向き、右上側の第２の振動子１２には中心Ｃから右上向き、左下側の第３の振動子１３には中心Ｃから左下向き、右下側の第４の振動子１４には中心Ｃから右下向きに作用する。よって、検出方向の成分は、遠心力Ｆｃ１が正、遠心力Ｆｃ２が正、遠心力Ｆｃ３が負、遠心力Ｆｃ４が負となる。【００４６】
図３Ｂは、図３Ａに示した各振動子１１〜１４に作用する合力Ｆ１〜Ｆ４から、角速度による発生力Ｆｒ、加速度による発生力Ｆａ、角加速度による発生力Ｆｒａ及び遠心力による発生力Ｆｃの合力の算出方法を示した表である。【００４７】
図３Ｂに示すように、角速度による発生力Ｆｒは、図３Ａに示したＦｒ１〜Ｆｒ４の向きで力Ｆ１〜Ｆ４を加算すればよく、（１）式のようになる。【００４８】
【数１】
0005617921.tif 000002
同様に、加速度による発生力Ｆａは、図３Ａに示したＦａ１〜Ｆａ４の向きで力Ｆ１〜Ｆ４を加算し、（２）式のようになる。【００４９】
【数２】
0005617921.tif 000003
同様に、角加速度による発生力Ｆｒａは、（３）式のようになる。【００５０】
【数３】
0005617921.tif 000004
また、遠心力による発生力Ｆｃは、（４）式のようになる。【００５１】
【数４】
0005617921.tif 000005
このように、実施例１に係る複合センサによれば、第１〜第４の振動子１１〜１４に作用した力Ｆ１〜Ｆ４から、検出対象となる力から不要な力の成分を相殺除去することができる。そして、角速度による発生力Ｆｒ、加速度による発生力Ｆａ、角加速度による発生力Ｆｒａ及び遠心力による発生力Ｆｃを総て分離して検出することができ、各物理量について、高精度な検出が可能となる。なお、検出部２０で検出されるのは、力に換算可能な変位であるので、変位に基づいて、このような不要な慣性力を相殺除去する演算処理を行うことになる。【００５２】
図４Ａは、比較参考例として、従来の角速度・加速度センサの構成の一例を示した図である。従来の角速度・加速度センサは、駆動部２３１〜２３４、駆動ばね２４１〜２４４、駆動監視部２５１〜２５４及び検出ばね２６１〜２６４については、各々４つずつ備えているが、振動子については、第１の振動子２１１と第２の振動子２１２の２つしか備えていない。この構成において、第１の振動子２１１と第２の振動子２１２が逆位相の駆動方向Ｖ１、Ｖ２で振動駆動された状態で、物理量を検出する。図４Ａに示すように、第１の振動子２１１から力Ｆ１が検出され、第２の振動子２１２から力Ｆ２が検出されたとすると、第１の振動子２１１に作用する角速度によるコリオリ力Ｆｒ１と角加速度による慣性力Ｆｒａ１は、ともに検出方向の正の向きとなる。また、第２の振動子２１２に作用する角速度によるコリオリ力Ｆｒ２と角加速度による慣性力Ｆｒａ２は、ともに検出方向の負の向きとなる。よって、角速度Ｆｒａの合力は、Ｆｒ＝Ｆ１＋Ｆ２となるが、これには角加速度の成分も含まれており、結局、角速度によるコリオリ力Ｆｒａは、角加速度による慣性力の成分も含まれたＦｒ＋Ｆｒａ＝Ｆ１＋Ｆ２しか算出できない。よって、検出対象となる車両の運動とは別に、複合センサ自体が回転して角加速度が加わった場合には、角加速度を分離して正確な角速度を検出することができない。つまり、従来の角速度・加速度センサは、本実施例に係る複合センサのように、角加速度を角加速度と分離独立して検出することができない。また、従来の角速度・加速度センサにおいては、遠心力についても検出することができない。【００５３】
なお、従来の角速度・加速度センサにおいても、加速度による慣性力Ｆａについては、Ｆａ＝Ｆ１−Ｆ２となり、他の成分は含まずに求めることができる。【００５４】
図４Ｂは、実施例１に係る複合センサを、図４Ａと同様な形式で示した図である。各構成要素については、図１と同様であるので、図１と同様の構成要素に同一の参照符号を付してその説明を省略する。また、駆動力が、第１の振動子１１を駆動する駆動力の向きＶ１と第２の振動子１２を駆動する駆動力の向きＶ２とが逆位相であり、第３の振動子１３を駆動する駆動力の向きＶ３と第４の振動子１４を駆動する駆動力の向きＶ４が逆位相である点と、第１及び第２の振動子１１、１２と第３及び第４の振動子１３、１４同士が逆位相に駆動されている点は、図３Ａと同様である。また、各振動子１１〜１４には、力F１〜Ｆ４が作用しているものとする。【００５５】
図４Ｂにおいて、角速度によるコリオリ力Ｆｒの各振動子１１〜１４における成分Ｆｒ１〜Ｆｒ４と、角加速度による慣性力Ｆｒａの各振動子１１〜１４における成分Ｆｒａ１〜Ｆｒａ４とは、第２の振動子１２及び第３の振動子１３において、互いの向きが異なっている。また、他の総ての組み合わせを見ても、第１の振動子１１〜第４の振動子１４で総て同じ向きとなっている力の成分は存在しない。よって、角速度によるコリオリ力Ｆａと、加速度による慣性力Ｆａと、角加速度による慣性力Ｆｒａと、遠心力Ｆｃとは、総て独立に求めることができることが分かる。実際に、各力は、図３Ａ、図３Ｂにおいて説明した通り、（１）〜（４）式の通りとなり、重複する式は存在しないので、総ての成分について、他の成分から分離して別個独立に検出することができる。【００５６】
なお、第１〜第４の振動子１１〜１４に作用する力又は力に比例する変位は、検出部２０で検出を行えばよく、図３Ａ〜図４Ｂで説明した演算処理は、演算処理部９０で行うようにしてよい。【００５７】
また、検出部２０で行う変位の検出は、図１においては、第１〜第４の検出部２１〜２４において、櫛状の櫛歯電極による可変容量の検出の例を挙げて説明したが、その他、圧電材料を用いた方法や、光学的な変位検出方法等の他の方法を用いるようにしてもよい。【００５８】
このように、実施例１に係る複合センサによれば、角速度、加速度、角加速度及び遠心力の４つの物理量について、各々の成分を分離させ、独立して検出を行うことができ、検出精度を非常に高くすることができる。【００５９】
次に、図５及び図６を用いて、実施例１に係る複合センサの他の機能について説明する。具体的には、実施例１に係る複合センサは、製造ばらつきに対するロバスト性を向上させることができる。【００６０】
図５は、実施例１に係る複合センサの第１〜第４の振動子１１〜１４において、上下バラツキによる斜め振動が発生した場合の動作を説明するための図である。図５に示すように、製造バラツキにより、第１の振動子１１ａと、第２の振動子１２ａが、横方向ではなく、上下の検出方向の成分をやや含んで、斜めに振動する場合について考察する。図５において、第１の振動子１１ａを駆動する斜めの振動駆動力をＶ１ａとし、これにより第１の検出部２１の検出方向に負の微小変位（−δＹ）が発生していることとする。また、第２の振動子１２ａを駆動する斜めの振動駆動力をＶ２ａとし、これにより、第２の検出部２２の検出方向に正の微小変位δＹが発生していることとする。更に、コリオリ力による変位をＹとする。【００６１】
この場合において、コリオリ力による変位Ｙと、斜め振動による微小変位δＹは、逆向きに作用するため、打ち消し合い、第１の振動子１１ａと第２の振動子１２ａの変位は小さくなる。具体的には、第１の振動子１１ａの変位をＹ１、第２の振動子１２ａの変位をＹ２、第３の振動子１３の変位をＹ３、第４の振動子１４の変位をＹ４とすると、Ｙ１〜Ｙ４は、以下のようになる。【００６２】
Ｙ１＝Ｙ−δＹ
Ｙ２＝（−Ｙ＋δＹ）
Ｙ３＝（−Ｙ）
Ｙ４＝Ｙ
次に、ＦをＹに置き換えて（１）式の角速度成分を取り出す演算を実行すると、
（Ｙ１＋Ｙ４）−（Ｙ２＋Ｙ３）＝（２Ｙ−δＹ）−（−２Ｙ＋δＹ）＝４Ｙ
となる。つまり、上下方向（検出方向）の製造バラツキによる変位（δＹ）は打ち消し合い、角速度成分のみを取り出すことができる。【００６３】
なお、下側の第３の振動子１３及び第４の振動子１４のみにバラツキが生じた場合、上下の第１の振動子１１及び第２の振動子１２と、第３の振動子１３及び第４の振動子１４との双方で上下バラツキが生じた場合にも、同様の考え方で微小変位δＹを打ち消し合うことができる。【００６４】
図６は、実施例１に係る複合センサの第１〜第４の振動子１１〜１４において、左右バラツキによる斜め振動が発生した場合の動作を説明するための図である。図６に示すように、製造バラツキにより、第２の振動子１２ｂと、第４の振動子１４ｂとが、横方向ではなく、上下の検出方向の成分を少し含み、斜めに振動する場合について考える。図６において、第２の振動子１２ｂの斜め振動駆動Ｖ２ｂにより、検出方向の正の向きに微小変位δＹが発生し、第４の振動子１４ｂの斜め振動駆動Ｖ４ｂにより、検出方向の負の向きに微小変位（−δＹ）が発生した状態が示されている。【００６５】
この場合において、コリオリ力による変位をＹとし、第１、第２、第３及び第４の振動子１１、１２ｂ、１３、１４ｂの変位をそれぞれＹ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４とすると、各振動子１１、１２ｂ、１３、１４ｂの変位は以下のようになる。【００６６】
Ｙ１＝Ｙ
Ｙ２＝（−Ｙ＋δＹ）
Ｙ３＝（−Ｙ）
Ｙ４＝Ｙ−δＹ
これらを、角速度成分を取り出す（１）式にＦをＹに置き換えて代入すると、
（Ｙ１＋Ｙ４）−（Ｙ２＋Ｙ３）＝２Ｙ−δＹ−（−２Ｙ＋δＹ）＝４Ｙ
となる。つまり、左右方向（駆動方向）の製造バラツキによる変位（δＹ）は打ち消し合い、角速度成分のみを取り出すことが可能である。【００６７】
なお、左側のみバラツキが生じた場合、左右の両方で同様なバラツキが生じた場合にも、同様の考え方で微小変位（δＹ）は打ち消し合う。【００６８】
このように、実施例１に係る複合センサによれば、製造起因のチップ内での上下バラツキや左右バラツキが発生した場合であっても、角速度の検出に対する影響を無くすことができる。これにより、製造バラツキに対するロバスト性を向上させることができる。
【実施例２】
【００６９】
図７は、本発明の実施例２に係る複合センサの構成の一例を示した図である。図７において、第１の振動子１１と、第２の振動子１２と、第３の振動子１３と、第４の振動子１４のみが抽出して示してある。なお、実施例１に係る複合センサと同様の構成要素については、同一の参照符号を付している。また、実施例２においても、図２において説明したように、第１〜第４の振動子１１〜１４内部の検出部２０の配置構成は問わず、例えば、図２の第１〜第４の振動子１１ｅ〜１４ｅのような構成でもよいものとする。更に、この考え方は、実施例３〜７についても同様に適用できるものとする。【００７０】
実施例２に係る複合センサにおいて、第１の振動子１１と第２の振動子１２とが対称に対向配置されて第１ユニット１１１ａを構成し、第３の振動子１３と第４の振動子１４が対称に対向配置されて第２ユニット１１２ａを構成している点は、実施例１に係る複合センサと同様である。しかしながら、実施例２に係る複合センサは、第１ユニット１１１ａと第２ユニット１１２ａ同士が、互いに近接して配置されていない点で、実施例１に係る複合センサと異なっている。【００７１】
このように、各ユニット１１１ａ、１１２ａ同士は、互いに近接に配置されていなくても、また、上下左右に列をなして配置されていなくてもよい。このような構成であっても、第１ユニット１１１ａ内の第１の振動子１１と第２の振動子１２同士、及び第２ユニット１１２ａ内の第３の振動子１３と第４の振動子１４同士が対称に配置され、かつ、互いに逆位相に振動して駆動され、更に第１ユニット１１１ａと第２ユニット１１２ａ同士も逆位相に駆動されている限り、第１〜第４の振動子１１〜１４で検出された変位から、４つの異なる成分を分離して算出することができる。つまり、角速度、加速度、角加速度及び遠心力を高精度に検出することができる。【００７２】
なお、検出部２０、駆動部３０等の構成要素については、第１〜第４の振動子１１〜１４の配置に対応させて移動させた配置として構成すれば、実施例１と同様に複合センサを動作させることができる。【００７３】
実施例２に係る複合センサによれば、第１ユニット１１１ａ及び第２ユニット１１２ａを、用途に合わせて種々の配置としながらも、高精度に角速度、加速度、角加速度及び遠心力を検出することができ、種々の用途に対して柔軟に複合センサを用いることができる。
【実施例３】
【００７４】
図８は、本発明の実施例３に係る複合センサの構成の一例を示した図である。実施例３に係る複合センサは、第１〜第４の振動子１１〜１４を、点対称の十字方向に配置した構成を有している。なお、第１〜第４の振動子１１〜１４自体は、実施例１に係る第１〜第４の振動子１１〜１４と同様の構成でよいので、実施例１と対応する構成要素には、実施例１と同一の参照符号を付している。また、第１〜第４の振動子１１〜１４の構成要素については、図８においては省略されている。【００７５】
図８において、実施例３に係る複合センサは、第１の振動子１１と第２の振動子１２は、少し離れた位置で、横方向に対称（線対称でもあり、点対称でもある）に対向配置されている。また、第３の振動子１３と第４の振動子は、やはり少し離れた位置で、縦方向に対称に対向配置されている。そして、全体としては、中心Ｃについて、互いに点対称な十字の配置となっている。【００７６】
第１及び第２の振動子１１、１２同士は、駆動方向において、互いに逆位相に振動駆動されている。また、第３及び第の４振動子１３、１４同士は、駆動方向に関して同一線上に配置はされていないが、駆動方向自体は同一軸方向であり、横方向で共通している。そして、第３及び第４の振動子１３、１４同士も、互いに逆位相に振動駆動されている。更に、第１及び第２の振動子１１、１２を含む第１ユニット１１１ｂと、第３及び第４の振動子１３、１４を含む第２ユニット１１２ｂ同士も、逆位相で振動駆動されている。【００７７】
よって、このような、全体として点対称で十字の配置においても、実施例１において説明した（１）〜（４）式を用いて、角速度、加速度、角加速度及び遠心力の各物理量について、分離独立して検出することができる。【００７８】
なお、検出部２０については、実施例１と同様に、第１〜第４の検出部２１〜２４を第１〜第４の振動子１１〜１４の内部に配置することができ、駆動部３０についても、第１〜第４の振動子１１〜１４を駆動するのに適切な位置に設けることができる。【００７９】
このように、実施例３に係る複合センサによれば、第１〜第４の振動子１１〜１４を全体として点対称の十字に配置するとともに、第１ユニット１１１ｂと第２ユニット１１２ｂを直交させる配置とすることにより、全体を正方形又はダイヤ型に近い形状に構成することができ、そのような形状の要請に応えることができる。
【実施例４】
【００８０】
図９は、本発明の実施例４に係る複合センサの構成の一例を示した図である。実施例４に係る複合センサは、全体としては、実施例３に係る複合センサに類似し、第１〜第４の振動子１１〜１４が、中心Ｃについて点対称に配置された平面構成となっている。しかしながら、実施例４に係る複合センサは、逆位相に駆動される組み合わせの第１の振動子１１と第２の振動子１２が、互いに斜めに配置され、同様に、逆位相に駆動される第３の振動子１３と第４の振動子１４が互いに斜めに配置されている点で、実施例３に係る複合センサと異なっている。【００８１】
このように、第１及び第２の振動子１１、１２同士、第３及び第４の振動子同士１３、１４は、駆動方向が同一軸方向にあり平行であれば、斜めの配置としてもよい。この場合、第１の振動子１１と第２の振動子１２は、点対称の関係にあり、また、斜めに対向配置されているとも言える。駆動方向は、横方向で共通しており、また逆位相に駆動しているので、対称に配置されて逆位相に振動駆動されるという条件を満たしている。同様に、第３の振動子１３と第４の振動子１４についても、駆動方向は横方向の同一軸方向であり、逆位相に振動駆動しているので、対称配置されて逆位相に振動駆動されるという条件を満たしている。また、第１ユニット１１１ｃと第２ユニット１１２ｃ同士も、第１ユニット１１１ｃ内の第１及び第２の振動子１１、１２が離間しているときに、第２ユニット１１２ｃ内の第３及び第４の振動子１３、１４が接近しているので、異なるユニット同士が逆位相という条件も満たしている。よって、実施例１の（１）〜（４）式により、角速度、加速度、角加速度及び遠心力を分離独立して検出することができる。【００８２】
このように、実施例３に係る複合センサによれば、各ユニット１１１ｃ、１１２ｃ内で斜めに配置された振動子１１〜１４を用いて、角速度、加速度、角加速度及び遠心力を分離独立して検出することができ、そのような配置しか許容されない場合であっても、高精度な物理量の検出を行うことができる。【００８３】
なお、実施例１〜４に係る複合センサにおいては、第１〜第４の振動子１１〜１４、１１ａ〜１４、１１〜１４ｂは、総て同一基板面内に配置されている。このように、第１〜第４の振動子１１〜１４、１１ａ〜１４、１１〜１４ｂは、同一基板面内で、用途に応じて、種々の配置構成をとることができる。
【実施例５】
【００８４】
図１０Ａは、本発明の実施例５に係る複合センサの構成の一例を示した斜視図である。図１０Ｂは、本発明の実施例５に係る複合センサの断面構成の一例を示した図である。実施例５に係る複合センサは、第１〜第４の振動子１１ｃ〜１４ｃを、支持基板１２０上に立体配置した構成となっている。【００８５】
図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、支持基板１２０の上に、第１の振動子１１ｃ及び第２の振動子１２ｃが対称に対向配置され、更にその上に第３の振動子１３ｃ及び第４の振動子１３ｄが対称に対向配置されている。第１の振動子１１ｃと第１の振動子１２ｃは、第１ユニット１１１ｄを構成し、第３の振動子１３ｃと第４の振動子１４ｃは、第２ユニット１１２ｄを構成する。つまり、第１ユニット１１１ｄに含まれる第１及び第２の振動子１１ｃ、１２ｃ同士と、第２ユニット１１２ｄに含まれる第３及び第４の振動子１３ｃ、１４ｃ同士は同一基板面内にあるが、第１ユニット１１１ｄと第２ユニット１１２ｄは、同一基板面内にはなく、第１ユニット１１１ｄ上に第２ユニット１１２ｄが存在する構成となっている。【００８６】
このように、同一ユニット内の振動子１１〜１４が同一基板面内にあれば、ユニット同士は、必ずしも同一基板面内に存在しなくてもよい。基本的な逆位相の対となる第１及び第２の振動子１１、１２同士、第３及び第４の振動子１３、１４同士は、平面上のコリオリ力を両者で協働して検出するため、平面内での回転的な変位を対となって検出する必要がある。しかしながら、ユニット１１１ｄ、１１２ｄ同士の組み合わせで用いる値は、検出後の演算処理に用いる値であるから、直接的な物理的測定に要求されるレベルまでの厳密さを要求しないからである。【００８７】
なお、実施例５に係る複合センサにおいても、検出部２０は、第１〜第４の検出部２１〜２４を第１〜第４の振動子１１ｃ〜１４ｃの内部に各々配置することができ、駆動部３０についても、用途に応じて、支持基板１２０内の適切な位置に設けることができる。【００８８】
このように、同一ユニット１１１ｄ、１１２ｄ内の振動子１１ｃ〜１４ｃ同士が同一平面内にあれば、ユニット１１１ｄ、１１２ｄ間では、立体的にも種々の配置構成とすることができる。
【実施例６】
【００８９】
図１１は、本発明の実施例６に係る複合センサの平面構成の一例を示した図である。実施例１１に係る複合センサにおいては、第１〜第４の振動子１１〜１４に加えて、更に第５の振動子１５と第６の振動子１６を備えている。そして、第１、第２及び第５の振動子１１、１２、１５で第１ユニット１１１ｅを構成し、第３、第４及び第６の振動子１３、１４、１６で第２ユニット１１２ｅを構成している。【００９０】
このように、振動子１１〜１６は、４つよりも多く設けられていてもよい。この場合、追加する振動子１５、１６は、第１ユニット１１１ｅと第２ユニット１１２ｅに同数追加するようにする。図１１においては、第１ユニット１１１ｅには第５の振動子１５が１つ、第２ユニット１１２ｅには第６ユニット１６が１つ追加されている。両方のユニット１１１ｅ、１１２ｅに同数の振動子１５、１６を追加することにより、角速度等の各成分の力を求める演算処理を複雑化することなく、複合センサを構成することができる。【００９１】
また、追加する振動子１５、１６は、近接する既存の振動子１１〜１４と、同一ユニット１１１ｅ、１１２ｅ内で、対称の関係を保つように配置する。これにより、対称配置された振動子１０からの検出値を同一の関係を維持しながら増加させることができ、力の検出精度を高めることができる。【００９２】
更に、駆動部３０は、振動子１５、１６を追加する際、同一ユニット１１１ｅ、１１２ｅ内で、２つの位相のうち、少ない方の位相があれば、その位相で追加する振動子１５、１６を駆動するようにする。つまり、追加する振動子１５、１６を含めて、同一ユニット１１１ｅ、１１２ｅ内が偶数となるときには、追加する振動子１５、１６は、同一ユニット１１１ｅ、１１２ｅ内における逆位相の振動子１０が同数となるように追加振動子１５、１６を駆動する。また、駆動部３０は、同一ユニット１１１ｅ、１１２ｅ内で、既存の振動子１１〜１４の２つの位相が同数である場合には、追加された振動子１５、１６が、同一ユニット１１１ｅ、１１２ｅ内で最も近くに配置された振動子１２、１４と、駆動方向において逆位相となるように振動駆動させる。これにより、各ユニット１１１ｅ、１１２ｅ内の振動子１０の位相バランスを含む駆動バランスを良好に保ち、ユニット１１１ｅ、１１２ｅ全体として、逆位相の振動によりコリオリ力を検出するという振動型の加速度センサとしての機能を果たさせることができる。そして、発生力Ｆｒ、Ｆａ、Ｆｒａ、Ｆｃの各成分を得るために有用な検出値の数を増加させ、検出精度を更に高めることが可能となる。【００９３】
なお、図１１においては、第１ユニット１１１ｅについては、第１の振動子１１と第２の振動子１２が逆位相に駆動されており、２つの位相は同数であるので、追加された第５の振動子１５は、最も近くに配置された第２の振動子１２と逆位相となるように駆動される。同様に、第２ユニット１１２ｅについても、既存の第３及び第４の振動子１３、１４同士が逆位相に駆動されているので、追加される第６の振動子１６は、最も近くに配置された第４の振動子１４と逆位相に駆動される。【００９４】
また、図１１においては、第１ユニット１１１ｅ及び第２ユニット１１２ｅに、１個ずつ振動子１５、１６を追加した例を挙げて説明したが、更に多くの振動子を追加するようにしてもよい。例えば、図１１において、更に第１ユニット１１１ｅ及び第２ユニット１１２ｅに振動子１０を追加する場合には、第１ユニット内１１１ｅ内では、第１及び第５の振動子１１、１５が駆動方向における負の向きで同位相であり、第２の振動子１２が駆動方向における正の向きで第１及び第５の振動子１１、１５と逆位相であるので、バランスをとるべく、追加する振動子は、第２の振動子１２と同位相に駆動する。この点は、第２ユニット１１２ｅに関しても同様であり、図１１の状態から、更に振動子１０を追加する場合には、第４の振動子１４と同位相に駆動するようにする。【００９５】
このように、位相のバランスを考慮しつつ、振動子１０を第１ユニット１１１ｅと第２ユニット１１２ｅに同数ずつ増やし、全体として偶数個の振動子１０を維持することにより、ユニット１１１ｅ、１１２ｅ内における検出精度を高めることができ、更に高精度に角速度、加速度、角加速度及び遠心力を検出することができる。
【実施例７】
【００９６】
図１２は、本発明の実施例７に係る複合センサの全体構成の一例を示した図である。実施例７に係る複合センサは、第１〜第４の振動子１１ｄ〜１４ｄと、第１〜第４の検出部２１ａ〜２４ａと、第１〜第４の駆動部３１ａ〜３４ａと、第１〜第４の接続ばね１３１〜１３４とを備える。実施例７に係る複合センサは、第１〜第４の検出部２１ａ〜２４ａが、第１〜第４の振動子１１ｄ〜１４ｄの内部ではなく、外部に設けられている点で、実施例１〜６に係る複合センサと異なっている。【００９７】
実施例７に係る複合センサにおいては、第１〜第４の検出部２１ａ〜２４ａは、第１〜第４の振動子１１ｄ〜１４ｄの外側に設けられている。そして、第１〜第４の振動子１１ｄ〜１４ｄは、第１〜第４の接続ばね１３１〜１３４により、第１〜第４の検出部２１ａ〜２４ａに接続されている。かかる構成により、第１〜第４の振動子１１ｄ〜１４ｄの検出方向の変位は、第１〜第４の接続ばね１３１〜１３４を介して第１〜第４の検出部２１ａ〜２４ａで検出される。【００９８】
かかる構成の複合センサにおいても、第１〜第４の振動子１１ｄ〜１４ｄを４つ対称に設けることにより、角速度、加速度、角加速度及び遠心力を分離独立して検出することができる。つまり、図１２に示すように、第１ユニットを構成する第１の振動子１１ｄと第２の振動子１２ｄを第１の駆動部３１ａ及び第２の駆動部３２ａが逆位相に駆動させ、第２ユニットを構成する第３の振動子１３ｄと第４の振動子１４ｄを第３の駆動部３３ａ及び第４の駆動部３４ａが逆位相に駆動させるとともに、第１ユニットと第２ユニットを逆位相で駆動させることにより、実施例１と同様に演算処理を行い、角速度、加速度、角加速度及び遠心力を分離独立して検出することができる。【００９９】
このように、実施例７に係る複合センサによれば、検出部２０ａと振動子１０ｄを、別に設けた場合であっても、角速度、加速度、角加速度及び遠心力を分離して高精度に検出することができる。【０１００】
なお、４つ以上の変位検出部、質量体部、駆動部を配置するセンサ構造において、駆動方向が同じ駆動部同士を剛に機械的に接続してもよい。これにより、駆動変位時の製造バラツキによる変位量のバラツキを低減することができ、より精度の高い複合センサを提供することができる。
【実施例８】
【０１０１】
本発明の実施例８に係る複合センサにおいては、検出部２０の内部構成について説明する。実施例８に係る複合センサは、全体構成は、実施例１において説明した図１に係る複合センサと同じ構成であってよい。実施例１〜７においては、第１〜第４の振動子１１〜１４、１１ａ、１２ａ、１２ｂ、１４ｂ、１１ｃ〜１４ｃ、１１ｄ〜１４ｄ、１１ｅ〜１４ｅの動作について説明したが、実施例８以降においては、検出部２０の構成と動作について詳細に説明する。【０１０２】
図１３Ａは、図４Ａにおいて比較参考例として説明した従来の２つの振動子２１１、２１２を備えた角速度・加速度センサの全体構成を示した図である。【０１０３】
図１３Ｂは、図１３Ａに示した従来の角速度・加速度センサから、そのまま振動子の数を増やした場合の複合センサの全体構成を示した図である。図１３Ｂに示すように、単純に２個の振動子２１１、２１２を４個の振動子１１ｅ〜１４ｅに増加させると、増加した２個の振動子１３ｅ、１４ｅの分だけ横幅が増加し、全体のチップサイズが増加してしまうことが分かる。実施例１〜７において説明したように、図１３Ｂの構成で、角速度、加速度、角加速度及び遠心力を分離独立して検出することができるが、複合センサのチップサイズが増大してしまうので、小型の複合センサが望まれる場合には、増加するチップサイズの問題が生じ得る。【０１０４】
図１４Ａは、図１３Ａの従来の角速度・加速度センサの検出部２２０の内部構成の一部を拡大して示した図である。図１４Ａに示すように、可動部２１７に支持された可動電極２２７と、固定部２１８に支持された固定電極２２８は、櫛歯状の電極同士が、所定の間隔を有し、対向して配置されている。また、固定部２１８は、上側の固定部２１８ａと下側の固定部２１８ｂで分割されているが、可動部２１７は、総て連続した１本の構成となっている。ここで、対向する可動電極２２７と固定電極２２８との配置関係に着目すると、上側の固定部２１８ａに支持された固定電極２２８ａは可動電極２２７より下側、下側の固定部２１８ｂに支持された固定電極２２８ｂは可動電極２２７より上側に配置された構成となっている。言い換えれば、固定電極２２８ａ及び固定電極２２８ｂの双方とも、可動電極２２７よりも内側に配置された構成となっている。なお、図１４Aは、可変容量変化がゼロの平衡状態を示している。【０１０５】
図１４Bは、図１４に示した平衡状態から、可動部２１７が△Y下方に変位した状態を示した図である。この場合、上側の固定電極２２８ａと可動電極２１７との間隔は狭まり、静電容量は増加する。一方、下側の固定電極２２８ｂと可動電極２１７との間隔は広がり、静電容量は減少する。このとき、容量変化を△Ｃとすると、上側の固定電極２２８ａと可動電極２２７は（＋△Ｃ±δｃ）、下側の固定電極２２８ｂと可動電極２２７は（−△Ｃ±δｃ）となり、双方にノイズ成分（±δｃ）が発生する。かかるノイズ成分（±δｃ）は、容量増加側と容量減少側の双方で別々に発生するので、ノイズ成分も考慮すると、計算が非常に複雑になる。また、容量変化を計算する際にも、容量の増加分と、容量の減少分を各々計算し、更にそれらの静電容量を求めるので、それ自体で演算処理が複雑となる。特に、実施例１〜７において説明したように、振動子１０が４つになると、それだけ全体の計算は複雑になる。【０１０６】
参考までに、誘電率をε、電極の厚さをＴ、電極間隔をｄ、電極の長さをＬ、電極本数をＮとすると、可動部２１７の変位△Ｙと容量変化△Ｃの関係式は、（５）式のようになる。【０１０７】
【数５】
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図１４Ｃは、図１３Ｂで説明したスペースの増加が発生しないように、検出部２２０の電極の数を減少させた場合の現象を説明するための図である。図１４Ｃに示すように、電極２２８の数を減少させると、信号成分の△Ｃは１／２となり１／２△Ｃとなるが、ノイズ自体は（±δｃ）のままとなり、信号成分に対してノイズ成分が大きくなり、Ｓ／Ｎが低下するという問題を生ずる。【０１０８】
そこで、実施例８に係る複合センサは、検出部２０における図１３Ａ〜図１４Ｃで説明した点を考慮し、省スペースを実現しつつ、Ｓ／Ｎを低下させない構成とされている。【０１０９】
図１５は、実施例８に係る複合センサの全体構成と、検出部２０の一部を拡大して構成を示した図である。図１５において、実施例８に係る複合センサの全体構成は、図１に示した構成と同様であり、図１を簡略化した図であるから、図１と同様の構成要素に同一の参照符号を付してその説明を省略する。【０１１０】
図１５において、全体構成図の周囲には、第１〜第４の検出部２１〜２４の一部の拡大構成図が示されている。まず、実施例８に係る変位センサにおいては、固定部１８は、１つの振動子１１〜１４内で検出方向において分割されておらず、１つだけ設けられている。これにより、固定部１８と可動部１７は１対１に対応し、よって、固定電極１８と可動電極１７も１対１に対応する。これは、可動部１７が上下のいずれかに変位したときには、総ての可動電極１７と固定電極１８との静電容量が、増加又は減少の一方に変化することを示している。【０１１１】
また、図１５において、第１の検出部２１は、可動電極２７が固定電極２８よりも検出方向において上側（正側）にあり、第２の検出部２２においても、同様の配置となっている。一方、第３の検出部２３は、固定電極２８が、可動電極２７よりも検出方向において上側（正側）にあり、第４の検出部２４も同様の配置となっている。つまり、第１の検出部２１と第２の検出部２２のペア、及び、第３の検出部２３と第４の検出部２４のペアが互いに同じ電極配置であるとともに、第１及び第２の検出部２１、２２と第３及び第４の検出部２３、２４同士は、異なる電極配置となっている。【０１１２】
そして、実施例１における説明と同様に、駆動部３０は、第１の振動子１１と第２の振動子１２とを逆位相に振動して駆動するとともに、第３の振動子１３と第４の振動子１４とを逆位相に振動して駆動する。その際、第１の振動子１１と第２の振動子１２を第１ユニット１１１、第３の振動子１３と第４の振動子１４を第２ユニット１１２としたときに、第１ユニット１１１と第２ユニット１１２同士も逆位相となるように駆動する。【０１１３】
ここで、角速度により発生するコリオリ力Ｆｒを考えると、実施例１において説明したように、第１の振動子１１の可動部１７には上向き、第２の振動子１２の可動部１７には下向き、第３の振動子１３の可動部１７には下向き、第４の振動子１４の可動部１７には上向きの力が働く。よって、図１５に示すように、第１の検出部２１においては可動電極２７が固定電極２８から離れる向きに変化するので容量が減少し、第２の検出部２２においては可動電極２７が固定電極２８に近付く向きに変化するので容量が増加するように変化する。同様に、第３の検出部２３においては可動電極２７が固定電極２８から離間するので容量は減少し、第４の検出部２４においては固定電極２８に可動電極２７が接近するので容量は増加する。【０１１４】
ここで、第１〜第４の振動子１１〜１４の容量変化分をＣ１〜Ｃ４とし、容量減少量を（−△Ｃ）、容量増加量を（＋△Ｃ）として表すと、全体の容量変化量は、
（Ｃ１＋Ｃ３）−（Ｃ２＋Ｃ４）＝（−２△Ｃ）−（２△Ｃ）＝−４△Ｃ
となる。つまり、コリオリ力が加わった時の複合センサ全体の容量変化量は、（−４△Ｃ）であり、図１３Ａに示した従来の振動子２１１、２１２が２つある場合と同じになり、計算を複雑化させることなく、角速度に対応する容量変化を算出し、角速度を検出することができる。これは、逆位相に駆動され、逆向きのコリオリ力が加わる第１及び第２の振動子１１、１２に対応する第１及び第２の検出部２１、２２同士、同様に第３及び第４の検出部２３、２４同士を同じ電極配置のペアとし、かつペア同士は異なる電極配置とすることにより、駆動方向左側の第１及び第３の検出部２１、２３同士、駆動方向右側の第２及び第４の検出部２２、２４同士で同じ符号の容量変化を発生させているためである。【０１１５】
また、１つの振動子１０内において、総ての可動電極１７と固定電極１８のペアは、容量の増加又は減少のいずれか一方にのみ寄与しているので、容量の増加と減少で相殺し合うことがなく、電極数を従来の検出部２２０より減少させても、必要な信号量は維持することができ、従来と同等の高いＳ／Ｎを実現することができる。【０１１６】
なお、図１に示した検出部２０の第１〜第４の検出部２１〜２４は、図１５で説明した可動電極２７と固定電極２８の配置と同様の配置関係となっているので、図１５で説明した内容は、図１に係る複合センサでそのまま実行することができる。【０１１７】
実施例８に係る複合センサによれば、省スペースを実現しつつ、高Ｓ／Ｎで各種物理量を検出することができ、小型で高精度な複合センサとすることができる。
【実施例９】
【０１１８】
図１６は、本発明の実施例９に係る複合センサの全体構成と検出部の一部の構成を拡大して示した図である。図１６において、実施例９に係る複合センサの第１〜第４の振動子１１〜１４が簡略化して示され、第１〜第４の検出部２０ａの一部の構成が拡大されて示されている。【０１１９】
実施例９に係る複合センサにおいては、第１の振動子１１の内部の検出部２１ａは、検出方向において固定電極２８が可動電極２７よりも上側にあり、第２の振動子１２内部の検出部２２ａも、固定電極２８が可動電極２７よりも上側の配置構成となっている。これは、実施例８の場合と上下関係が逆の配置構成である。一方、第３の振動子１３の内部の第３の検出部２３ａは、検出方向において可動電極２７が固定電極２８よりも上側にある配置関係となっており、第４の振動子１４の内部の第４の検出部２４ａも、同様に可動電極２７が固定電極２８よりも上側にある配置関係となっている。こちらも、実施例８の場合と上下関係が逆の配置構成である。つまり、第１の検出部２１ａと第２の検出部２２ａが実施例８と逆の配置関係でペアとなり、第３の検出部２３ａと第４の検出部２４ａも実施例８と逆の配置関係でペアとなっている。【０１２０】
この場合においても、駆動部２０が実施例１と同様の位相で第１〜第４の振動子１１〜１４を駆動させ、角速度を検出する例について考察する。角速度によるコリオリ力は、駆動部２０による駆動方向が実施例１と同様であるので、実施例１と同様な向きとなり、図１６のように、第１の可動部１７は検出方向において上向き、第２の可動部１７は下向き、第３の可動部１７は下向き、第４の可動部１７は上向きとなる。よって、これらの移動の向きに対応し、第１の検出部２１ａは容量増加、第２の検出部２２ａは容量減少、第３の検出部２３ａは容量増加、第４の検出部２４ａは容量減少となる。【０１２１】
ここで、第１〜第４の検出部２１ａ〜２２ａの容量変化をＣ１〜Ｃ４とし、容量増加量を△Ｃ、容量減少量を（−△Ｃ）とすると、角速度を検出したときの全体の容量変化は、
（Ｃ１＋Ｃ３）−（Ｃ２＋Ｃ４）＝２△Ｃ−（−２△Ｃ）＝４△Ｃ
となり、符号が異なるだけで、実施例８と同様に求められる。【０１２２】
実施例９に係る複合センサによれば、実施例１と異なる固定電極２８と可動電極２７の配置関係としながらも、省スペースと高Ｓ／Ｎを両立させつつ角速度、加速度、角加速度及び遠心力を求めることができる。
【実施例１０】
【０１２３】
図１７は、本発明の実施例１０に係る複合センサの全体構成と検出部の一部の構成を拡大して示した図である。図１７において、実施例１０に係る複合センサの第１〜第４の振動子１１〜１４の概略構成が示されている点は、実施例９と同様である。また、駆動部２０による駆動方向も、実施例９と同様に設定されている。【０１２４】
実施例１０に係る複合センサにおいては、第１の検出部２１ｂと第３の検出部２３ｂとが、可動電極２７が固定電極２８より上側の配置構成を有し、同一の配置構成を有している。一方、第２の検出部２２ｂと第４の検出部２４ｂとが、固定電極２８が可変電極２７よりも上側にあり、同一の電極配置構成を有している。そして、第１及び第３の検出部２１ｂ、２３ｂのペアと、第２及び第４の検出部２２ｂ、２４ｂのペア同士は、異なる電極配置構成となっている。このように、第１の検出部２１ｂと第３の検出部２３ｂを一方のペアとし、第２の検出部２２ｂと第３の検出部２４ｂを他方のペアとするようにしてもよい。【０１２５】
第１の振動子１１と第３の振動子１３は、図１７に示すように、駆動方向における向きが逆向きであり、逆位相に駆動されている。よって、角速度により発生するコリオリ力も逆向きになるので、第１の検出部２１ｂと第３の検出部２３ｂは、同じ電極配置構成で、異なる容量変化を検出できる点で、実施例８で説明した状態と同様となる。同様に、第２の振動子１２と第４の振動子も、逆位相に駆動され、コリオリ力は逆向きとなるので、同じ電極配置構成を有して、異なる容量変化を検出できる。そうすると、この場合には、第１の検出部２１ｂと第２の検出部２３ｂが容量減少となり、第３の検出部２３ｂと第４の検出部２４ｂが容量増加となる。【０１２６】
この場合、第１〜第４の検出部２１ｂ〜２４ｂの容量変化をＣ１〜Ｃ４で表し、容量増減量を△Ｃ、（−△Ｃ）で表すと、全体の容量変化は、
（Ｃ１＋Ｃ２）−（Ｃ３＋Ｃ４）＝（−２△Ｃ）−（２△Ｃ）＝（−４△Ｃ）
となり、実施例８及び実施例９と同様に、角速度を容易に算出することができる。【０１２７】
このように、逆位相の駆動が行われる振動子１１〜１４同士で同一電極配置のペアを組むことができ、かつペア同士で異なる電極配置に構成できれば、必ずしも駆動のユニットとペアを一致させなくてもよい。【０１２８】
実施例１０に係る複合ユニットによれば、駆動のユニットと異なるペア配置としつつ、省スペースと高Ｓ／Ｎを両立させることができる。
【実施例１１】
【０１２９】
図１８は、本発明の実施例１１に係る複合センサの全体構成と検出部の一部の構成を拡大して示した図である。全体構成図については、駆動の位相及びコリオリ力の向きも含めて、実施例９及び１０と同様であるので、その説明を省略する。【０１３０】
実施例１１に係る複合センサにおいては、第１の検出部２１ｃと第３の検出部２３ｃが、検出方向において固定電極１８の方が可動電極１７よりも上側にある電極配置構成で同一であるとともに、第２の検出部２２ｃと第４の検出部２４ｃが可動電極１７の方が固定電極１８よりも上側にある電極配置構成で同一となっている。また、第１及び第３の検出部２１ｃ、２３ｃと、第２及び第４の検出部２２ｃ、２４ｃ同士は、互いに異なる電極配置構成となっている。【０１３１】
つまり、実施例１１に係る複合センサは、第１の検出部２１ｃと第３の検出部２３ｃ同士でペアとなり、第２の検出部２２ｃと第４の検出部２４ｃ同士でペアとなる点は、実施例１０に係る複合センサと同様であるが、互いのペア内で、可動電極１７と固定電極１８の配置関係が逆となっている点で、実施例１０に係る複合センサと異なっている。【０１３２】
このように、可動電極２７と固定電極２８との上下関係は、用途に応じて種々変更することができる。【０１３３】
なお、実施例１０と同様に、Ｃ１〜Ｃ４及び（±△Ｃ）を規定すると、全体の容量変化の合計は、
（Ｃ１＋Ｃ２）−（Ｃ３＋Ｃ４）＝２△Ｃ−（−２△Ｃ）＝４△Ｃ
となり、やはり容易に角速度を検出できることが分かる。【０１３４】
このように、実施例１１に係る複合センサによれば、駆動のユニットと異なるペアを設定しつつ、省スペースと高Ｓ／Nの両方を実現することができる。【０１３５】
以上、実施例１〜１１において説明したように、本発明に係る複合センサによれば、角速度、加速度、角加速度及び遠心力を、分離独立して検出することができ、高精度な物理量の検出を行うことができる。【０１３６】
また、かかる高精度の検出は、省スペースを維持しつつ、高S／Nで行うことができる。【０１３７】
なお、実施例１〜１１に係る実施例は、矛盾のない範囲で互いに組み合わせることが可能であり、例えば、実施例２〜７に示した種々の配置と、実施例８〜１１に示した検出部２０、２０ａ〜２０ｃの内容は、互いに組み合わせて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、物理量を測定するセンサに適用可能であり、特に、車両等の移動体に搭載され、移動体の角速度、加速度、角加速度又は遠心力を検出する複合センサに適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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