(57)【要約】【課題】微小な物理量を高分解能で検出させることができる物理量検出器を提供すること。【解決手段】第１電極部１２が設けられている第１ダイアフラム部１１と、第２電極部２２が設けられ、前記第１ダイアフラム部１１と、空隙部２０を有して対向するように配置されている第２ダイアフラム部２１とを有する検出部が備えられていることを特徴とする物理量検出器。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極部が設けられている第１ダイアフラム部と、
第２電極部が設けられ、前記第１ダイアフラム部と空隙部を有して対向するように配置されている第２ダイアフラム部と、
を有する検出部が備えられていることを特徴とする物理量検出器。
【請求項２】
前記第１電極部は、前記第１ダイアフラム部の前記空隙部側の面と表裏の関係にある外面に形成され、
前記第２電極部は、前記第２ダイアフラム部の前記空隙部側の面と表裏の関係にある外面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の物理量検出器。
【請求項３】
前記空隙部は、真空であることを特徴とする請求項１または２に記載の物理量検出器。
【請求項４】
前記第１ダイアフラム部の外周部に配置されている接合部と、前記第２ダイアフラム部の外周部に配置されている接合部とが、接合材を介して接続されてい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物理量検出器。
【請求項５】
前記第１ダイアフラム部、及び前記第２ダイアフラム部は、水晶である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物理量検出器。
【請求項６】
前記水晶は、ＡＴカット、ＢＴカット、及びＳＴカットのいずれかの切断角度であることを特徴とする請求項５に記載の物理量検出器。
【請求項７】
前記第１ダイアフラム部の外周部の一部、または前記第２ダイアフラム部の外周部の一部と接続して、前記検出部を固定しているベース基板を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の物理量検出器。
【請求項８】
請求項１乃至７に記載の物理量検出器を備え、物理的な変位を測定することを特徴とする変位量測定センサー。
【請求項９】
請求項１乃至７に記載の物理量検出器を備え、圧力を測定することを特徴とする圧力計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出器、物理量検出器を備えた変位量測定センサー、及び圧力計に関する。
【背景技術】
【０００２】
物理量検出器のひとつに、気圧、及び水圧等を測定する静電容量式圧力センサーがある。この静電容量式圧力センサーは、固定電極と、固定電極と空隙を持って対向する位置に設けられた可動電極（以下、「ダイアフラム」という）と、を備えている。そして、ダイアフラムが圧力によって撓むことによる、ダイアフラムと固定電極との間の静電容量の変化を検知し、圧力を測定することができる。
この静電容量式圧力センサーの一例として、特許文献１に示すように、固定電極と、固定電極を覆って設けられた誘電体膜と、固定電極と対向し、且つ誘電体膜上に空隙をあけて設けられた導電性のダイアフラムとを備えた圧力センサーが開示されている。この圧力センサーでは、圧力を受けたダイアフラムが変位することによって、ダイアフラムと誘電体膜との接触が生じ、この接触によるダイアフラムと誘電体膜との接触面積の変化を検出して、微小な圧力を測定する方法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８１６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の静電容量式圧力センサーは、ひとつのダイアフラムとひとつの固定電極から構成されているため、圧力の変化は、ひとつのダイアフラムの変位によって検知される。圧力の変化によって生じるダイアフラムの変位量は決まっているため、分解能が決まってしまう。したがって、さらに微小な圧力変化を検出するための高分解能は実現できず、高精度で微小な圧力の測定には適していないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる物理量検出器は、第１電極部が設けられている第１ダイアフラム部と、第２電極部が設けられ、前記第１ダイアフラム部と空隙部を有して対向するように配置されている第２ダイアフラム部と、を有する検出部が備えられていることを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、物理量検出器は、第１ダイアフラム部と第２ダイアフラム部が空隙部を挟んで互いに対向するように配置されている検出部を有しているため、物理量、例えば圧力が加わると、第１ダイアフラム部と、第２ダイアフラム部とが変位し、第１電極部、及び第２電極部も付随して変位する。このように、第１ダイアフラム部と、第２ダイアフラム部とが変位することで、第１電極部と、第２電極部との間隔が変位し、静電容量の変化を検出する。第１電極部と、第２電極部との間隔の変位量は、ふたつのダイアフラム（第１ダイアフラム部、及び第２ダイアフラム部）の変位量の和である。
例えば、従来のひとつのダイアフラム、及びひとつの固定電極で構成されたものと、ふたつのダイアフラムで構成されたものとを比較すると、ふたつのダイアフラムで構成されたものが、変位量は２倍になる。
従って、本構成のようにふたつのダイアフラム部と、ふたつの電極部（第１電極部、及び第２電極部）とがあることによって、従来と比較して、圧力変化によって生じるふたつのダイアフラム部間の変位量は２倍になり、ふたつの電極部間の静電容量の変化量は２倍になる。
このように、ふたつのダイアフラム部と、ふたつの電極部とがあることによって、圧力変化を検出するための分解能を高められるため、高精度で微小な圧力の測定ができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる物理量検出器において、前記第１電極部は、前記第１ダイアフラム部の前記空隙部側の面と表裏の関係にある外面に形成され、前記第２電極部は、前記第２ダイアフラム部の前記空隙部側の面と表裏の関係にある外面に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、物理量検出器に大きな物理量、例えば圧力が加わると、第１ダイアフラム部と、第２ダイアフラム部との変位が拡大し互いに接触する。しかし、第１電極部は、第１ダイアフラム部の空隙部側の面と表裏の関係にある外面に形成され、第２電極部は第２ダイアフラム部の空隙部側の面と表裏の関係にある外面に形成されているために、第１電極部と、第２電極部とが接触することが無く、短絡が生じない。
従って、第１ダイアフラム部と、第２ダイアフラム部とが接触する、いわゆるタッチモード式の静電容量の検出が可能となり、高精度で微小な物理量の測定ができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる物理量検出器において、前記空隙部は、真空であることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、空隙部は真空であるため、第１ダイアフラム部、及び第２ダイアフラム部からの熱の対流、及び伝導等を抑え、空隙部内部を一定の状態に保ち、高精度で微小な測定ができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例にかかる物理量検出器において、前記第１ダイアフラム部の外周部に配置されている接合部と、前記第２ダイアフラム部の外周部に配置されている接合部とが、接合材を介して接続されていることを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、第１ダイアフラム部の外周部に配置されている接合部と、第２ダイアフラム部の外周部に配置されている接合部とを、接合材を介して接続することができるため、第１ダイアフラム部と、第２ダイアフラム部との間の空隙部を気密状態にすることができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例にかかる物理量検出器において、前記第１ダイアフラム部、及び前記第２ダイアフラム部は、水晶であることを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、第１ダイアフラム部、及び第２ダイアフラム部は、水晶であるため、経年変化が少なく、機械変形による再現性が高い（ヒステリシスが少ない）。また、第１ダイアフラム部、及び第２ダイアフラム部の肉厚を厳密に管理することが容易であり、均一な板厚の第１ダイアフラム部、及び第２ダイアフラム部を得ることができる。
【００１６】
［適用例６］上記適用例にかかる物理量検出器において、前記水晶は、ＡＴカット、ＢＴカット、及びＳＴカットのいずれかの切断角度であることを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、第１ダイアフラム部、及び第２ダイアフラム部を構成する水晶は、周波数測定を行いながら厚み加工を行うことができる。これにより、精度の良い厚みを持った、第１ダイアフラム部、及び第２ダイアフラム部を提供することができる。
【００１８】
［適用例７］上記適用例にかかる物理量検出器において、前記第１ダイアフラム部の外周部の一部、または前記第２ダイアフラム部の外周部の一部と接続して、前記検出部を固定しているベース基板を備えていることを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、第１ダイアフラム部の外周部の一部、または第２ダイアフラム部の外周部の一部がベース基板と接続されている。換言すれば、検出部が片持ち構造となる。このような片持ち構造にすることで、外部からの熱が物理量検出器に加わった場合に、第１ダイアフラム部、または第２ダイアフラム部と、ベース基板との熱膨張特性の相違による熱歪みによる影響を回避することができる。
【００２０】
［適用例８］本適用例にかかる変位量測定センサーは、上記適用例１乃至７に記載の物理量検出器を備え、物理的な変位を測定することを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、上記適用例に記載の物理量検出器は、高精度で物理的な微小変位を測定できるため、高精度な変位量測定センサーを提供することが可能である。
【００２２】
［適用例９］本適用例にかかる圧力計は、上記適用例１乃至７に記載の物理量検出器を備え、圧力を測定することを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、上記適用例に記載の物理量検出器は、高精度で微小な圧力を測定できるため、高精度な圧力計を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係る物理量検出器の斜視図。
【図２】図１のＰ−Ｐ断面における断面図。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１のＰ−Ｐ断面におけるダイアフラム部の動作を説明する拡大図。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、図１のＰ−Ｐ断面におけるダイアフラム部の他の動作を説明する拡大図。
【図５】第２実施形態に係る物理量検出器の斜視図。
【図６】図５のＱ−Ｑ断面における断面図。
【図７】第３実施形態に係る変位量測定センサーの一例としての温度計の斜視図。
【図８】温度計の感温部の配置の構成を示す、図７のＶ視断面図。
【図９】（ａ），（ｂ）は、図７のＵ−Ｕ断面における断面図。
【図１０】電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。
【図１１】電子機器の一例としての携帯電話機の構成を示す斜視図。
【図１２】電子機器の一例としてのデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。
【図１３】移動体の一例としての自動車の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００２６】
（第１実施形態）
《構成》
まず、図１、及び図２を用いて第１実施形態の物理量検出器の概略構成について説明する。
図１は、第１実施形態の物理量検出器の斜視図であり、図２は、図１のＰ−Ｐ断面における断面図である。
物理量検出器１０は、パッケージ５０と、検出部４０とを含んで構成されている。パッケージ５０は、ベース基板３０と、壁部２８と、蓋体３７とを含んで構成されている。ベース基板３０は、平面視において略四角形の板状である。壁部２８は、平面視において中央部に貫通部を有した筒状で、ベース基板３０の外周部に沿ってベース基板３０に接続されている。壁部２８の上面には、上端面２５が環状に設けられている。パッケージ５０には、ベース基板３０と、壁部２８とによって、凹部２７が形成されており、その凹部２７には、検出部４０が収容されている。ベース基板３０の上面（以降、収容面３０ａという。）には、複数の内部端子、例えば、内部端子３４ａ、及び内部端子３４ｂが設けられている。ベース基板３０における収容面３０ａの反対側の面（以降、実装面３０ｂという。）には、面実装用の複数の外部端子３３が設けられている。内部端子３４ａ、及び内部端子３４ｂは、スルーホール（図示せず）等で外部端子３３に接続されている。
【００２７】
なお、ベース基板３０の形状は、平面視において略四角形を一例として説明したが、この形状に限定するものではない。ベース基板３０は、板状であればよく、平面視における形状が、例えば、円形や楕円形、あるいは、四角形以外の多角形であってもよい。
【００２８】
蓋体３７は、パッケージ５０の凹部２７の蓋であり、平面視においてベース基板３０と略同じサイズ（外形形状、大きさ）を有しており、蓋体３７の表裏を貫通する貫通孔３９が形成されている。
貫通孔３９は、例えば通気孔であり、パッケージ５０の周囲の雰囲気と、凹部２７に収容された検出部４０の周囲の雰囲気とを貫通孔３９を通して、同一にすることができる。蓋体３７は、壁部２８の上端面２５に接着材等で接続されている。蓋体３７は、凹部２７の大部分をふさぐことで、凹部２７に収容された検出部４０に対する外乱、例えば気流の変化等の現象の影響を抑制することができる。
【００２９】
パッケージ５０を構成している、ベース基板３０、壁部２８、蓋体３７の材質は、水晶、ガラス、セラミック等の絶縁材料を用いることができる。
【００３０】
検出部４０は、第１ダイアフラム部１１と、第１電極部１２と、第２ダイアフラム部２１と、第２電極部２２と、接合材３１とを含む複合構造体である。
【００３１】
第１ダイアフラム部１１は、平面視において略四角形の板状で、第１ダイアフラム部１１の平面視における中央部には、厚み方向に変動可能な第１薄肉部１６が設けられている。第１ダイアフラム部１１は、略平坦な一面１５ａを有し、一面１５ａと表裏の関係にある外面１４ａには、所定の幅で第１薄肉部１６の外周を囲むように、第１薄肉部１６の厚みより大きな厚みを有する第１厚肉部１３が設けられている。
第２ダイアフラム部２１は、平面視において略四角形の板状で、第２ダイアフラム部２１の平面視における中央部には、厚み方向に変動可能な第２薄肉部２６が設けられている。第２ダイアフラム部２１は、略平坦な一面１５ｂを有し、一面１５ｂと表裏の関係にある外面１４ｂには、所定の幅で第２薄肉部２６の外周を囲むように、第２薄肉部２６の厚みより大きな厚みを有する第２厚肉部２３が設けられている。
第１電極部１２は、第１ダイアフラム部１１の外面１４ａにおいて、第１ダイアフラム部１１の外周端面を除いた面に形成されている。第２電極部２２は、第２ダイアフラム部２１の外面１４ｂにおいて、第２ダイアフラム部２１の外周端面を除いた面に形成されている。なお、第１ダイアフラム部１１の外周端面、及び第２ダイアフラム部２１の外周端面は、傾斜面でなくともよい。
【００３２】
本実施形態において、第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１の形状は、平面視において略四角形を一例として説明したが、この形状に限定するものではない。第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１は、板状であればよく、平面視における形状が、例えば、円形や楕円形、あるいは、四角形以外の多角形であってもよい。
【００３３】
第１電極部１２、及び第２電極部２２は、下地層としてクロム（Ｃｒ）層が形成されており、その上面に金（Ａｕ）層が形成された構成が用いられている。なお、クロム層、金層は、蒸着法等によって形成することが好適である。
【００３４】
第１ダイアフラム部１１の一面１５ａと、第２ダイアフラム部２１の一面１５ｂとは、互いに対向して配置され、一面１５ａと、一面１５ｂとは接合材３１で接続されている。接合材３１は、接合手段、及びスペーサーを兼ねている。接合材３１は、一面１５ａ、または一面１５ｂの外周に沿って環状に所定の幅で設けられている。接合材３１の好適例には、細粒（セラミック等）入りの低融点ガラスがある。細粒入りの低融点ガラスは、第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１との間隔を細粒の大きさによって調整することが可能であり、細粒の厚みをもった気密の空間である空隙部２０を設けることができる。
【００３５】
本実施形態において、接合材３１として、低融点ガラスを用いた例で説明したが、この低融点ガラスを用いた接合方法に限定するものではない。例えば、水晶等を接合材３１として用いることが可能であり、接合材３１として水晶を用いる場合は、第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１との接合に陽極接合等の接合方法を用いてもよい。
【００３６】
上述したように、第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１との間には、空隙部２０が形成され、第１電極部１２と、第２電極部２２とは、第１ダイアフラム部１１、空隙部２０、および第２ダイアフラム部２１を介して、互いに対向して配置されている。
【００３７】
空隙部２０は、気密の空間であり、内部圧力を所望の気圧に設定できる。例えば、空隙部２０に窒素を充填し大気圧としたり、真空（通常の大気圧より低い圧力（１×１０5Ｐａ〜１×１０-10Ｐａ以下）の気体で満たされた空間の状態（ＪＩＳ  Ｚ  ８１２６−１：１９９９））としたりすることで、加熱や冷却による熱の対流、及び伝導等を抑え、空隙部２０を一定の状態に保つことができる。本実施形態の空隙部２０は、窒素雰囲気の大気圧に設定されているものとする。
【００３８】
ベース基板３０の収容面３０ａに形成されている内部端子３４ａには、導電性接着剤３２が塗布されている。内部端子３４ａは、検出部４０の第２電極部２２の一部分と、導電性接着剤３２によって接続されている。このように検出部４０を片持ち固定にすることで、外部からの熱が物理量検出器１０に加わった場合に、第１ダイアフラム部１１、第２ダイアフラム部２１、及びベース基板３０の熱膨張特性の相違による熱歪みによる影響を回避することができる。内部端子３４ｂは、検出部４０の第１電極部１２と、ボンディングワイヤー３５で接続されている。
なお、上述の構成に限らず検出部４０の表裏を反転させた構成としても良い。詳述すると、内部端子３４ａに第１電極部１２の一部分が接続され、内部端子３４ｂに第２電極部２２が接続されていても良い。また、内部端子３４ｂへの接続は、配線として接続されれば良く、ボンディングワイヤー３５に限定されない。
【００３９】
第１電極部１２と、第２電極部２２とが、互いに対向して配置されていることにより、第１電極部１２と、第２電極部２２との間に生じる静電容量を検出することができる。また、第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１との間隔の変位に付随して、第１電極部１２と、第２電極部２２との間隔も変位するため、第１電極部１２と、第２電極部２２との間の静電容量の変化を検出することができる。
検出部４０の第１電極部１２と、第２電極部２２とが検出した静電容量の変化は、収容面３０ａの内部端子３４ａ、内部端子３４ｂ、及びスルーホール（図示せず）等を通して、実装面３０ｂの外部端子３３から取り出すことができる。
【００４０】
このような構成とすることにより、物理量検出器１０の検出部４０は、加えられた物理量、例えば圧力によって、第１電極部１２と、第２電極部２２との間隔が変位し、第１電極部１２と、第２電極部２２との間の静電容量の変化として圧力を検出することができる。
【００４１】
ここで、検出部４０の動作について説明する。
図３（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、図１のＰ−Ｐ断面における第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１との動作を説明する拡大図であり、加えられた物理量による検出部４０の第１電極部１２、第２電極部２２、第１ダイアフラム部１１（第１薄肉部１６）、及び第２ダイアフラム部２１（第２薄肉部２６）の動作の状態を示している。
【００４２】
物理量検出器１０が大気中に配置されている場合、物理量、例えば外部の圧力（外部の気圧）が検出部４０に加わっていない状態、言い換えると外部の圧力と空隙部２０の内部圧力とが釣り合った状態では、図３（ａ）に示すように第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１とは変形していない。検出部４０に加わる外部の圧力が空隙部２０の内部圧力より高い状態では、図３（ｂ）に示すように、第１ダイアフラム部１１は、一面１５ａ（図２）側に差圧分だけ撓み、第２ダイアフラム部２１は、一面１５ｂ（図２）側に差圧分だけ撓む。検出部４０に加わる外部の圧力が空隙部２０の内部圧力より低い状態では、図３（ｃ）に示すように、第１ダイアフラム部１１は、外面１４ａ（図２）側に差圧分だけ膨らみ、第２ダイアフラム部２１は、外面１４ｂ（図２）側に差圧分だけ膨らむ。
【００４３】
このように、外部の圧力の変化により、空隙部２０を挟んで互いに対向して配置された第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１との間隔が変位する。この間隔の変位によって、第１電極部１２と、第２電極部２２との間隔ｄも変位することから、第１電極部１２と、第２電極部２２との間の静電容量（容量値Ｃ）の変化に基づいて外部の圧力値を算出することが可能となる。即ち、第１電極部１２と、第２電極部２２との間に生じる容量値Ｃは、下記式で表される。
Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）（ε：誘電体の誘電率、Ｓ：第１電極部１２と第２電極部２２との対向している部分の面積、ｄ：第１電極部１２と第２電極部２２との間隔）
【００４４】
つまり、第１電極部１２と、第２電極部２２との間隔ｄを狭く設定すると、容量値Ｃが大きくなり、間隔ｄを広く設定すると、容量値Ｃが小さくなる。或いは、対向する第１電極部１２と、第２電極部２２との対向面積Ｓを大きくすると、容量値Ｃが大きくなり、対向面積Ｓを小さくすると、容量値Ｃが小さくなるという性質を有する。
【００４５】
次に、第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１との他の動作（タッチモード式）について説明する。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、図１のＰ−Ｐ断面における第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１の動作を説明する拡大図であり、加えられた物理量（外部の気圧）による検出部４０の第１電極部１２、第２電極部２２、第１ダイアフラム部１１（第１薄肉部１６）、及び第２ダイアフラム部２１（第２薄肉部２６）の動作の状態を示している。
物理量検出器１０が大気中に配置されている場合、外部の気圧が空隙部２０の内部圧力と同じ状態では、図４（ａ）に示すように、空隙部２０の内部圧力は外部の気圧と釣り合っているため、第１ダイアフラム部１１と第２ダイアフラム部２１は変形しない。一方、外部の気圧が空隙部２０の内部圧力よりも高くなった場合には、図４（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）に示すように、第１ダイアフラム部１１と第２ダイアフラム部２１とは、互いに近づくように変形し、空隙部２０側の一面１５ａ（図２）と、一面１５ｂ（図２）とが接触する。
【００４６】
図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１とが、接触した状態においても、第１電極部１２と、第２電極部２２とは、外面１４ａ（図２）側と、外面１４ｂ（図２）側とに設けられているため接触することは無く、短絡が生じない。即ち、第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１とが接触する、いわゆるタッチモード式の静電容量の検出が可能である。
【００４７】
また、図４（ｃ）、（ｄ）は、空隙部２０の内部圧力と、外部の気圧との差に応じて、第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１との間隔が、変位する状態を示している。図４（ｃ）に示した接触面積Ｓ１の時の容量値Ｃ１と、図４（ｄ）に示した接触面積Ｓ２の時（Ｓ２は、Ｓ１より接触面積が大きい。）の容量値Ｃ２とを比較すると、
接触面積Ｓ１の場合には、Ｃ１＝ε・（Ｓ１／ｄ）となり、
接触面積Ｓ２の場合には、Ｃ２＝ε・（Ｓ２／ｄ）となる。
このように外部の気圧が、空隙部２０の内部圧力よりも大きくなると、第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１とが変形し、接触する。このときの第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１との接触面積の変化を、第１電極部１２と、第２電極部２２との静電容量の変化として検出し、高精度で微小な圧力を測定することができる。
【００４８】
第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１を構成する材料としては、水晶材料を使用することが好ましい。即ち、第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１の材料として、従来使用されていたシリコンに代えて水晶を使用することにより、次のような優位性を得ることができる。水晶はシリコンに比べて物性的に安定した素材であり、経年変化が少なく、機械変形による再現性が高い（ヒステリシスが少ない）。
また、水晶によれば、第１ダイアフラム部１１の第１薄肉部１６、及び第２ダイアフラム部２１の第２薄肉部２６の肉厚を厳密に管理することが容易であり、個片毎に、第１薄肉部１６、及び第２薄肉部２６が均一な板厚の第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１を得ることができる。即ち、第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１を目標の肉厚に加工するためには、まず水晶に対するエッチングによって、第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１を形成した後に、第１ダイアフラム部１１、または第２ダイアフラム部２１に電極を付着させて通電して第１ダイアフラム部１１の第１薄肉部１６、または第２ダイアフラム部２１の第２薄肉部２６の固有周波数を測定することにより目標周波数（目標肉厚）と比較する。目標周波数と一致しない場合には、目標周波数に達するまで微調エッチングを行う。その結果、個片毎に均一な板厚の第１薄肉部１６、及び第２薄肉部２６を得ることができる。使用する水晶材料としては、厚みすべりモードを有する材料、例えばＡＴカット水晶が好ましい。
【００４９】
上記実施形態に示した如き第１薄肉部１６を備えた第１ダイアフラム部１１、及び第２薄肉部２６を備えた第２ダイアフラム部２１を製造する場合には、ウェットエッチングによる方法が好ましい。ガスエッチング等のドライエッチング法によっても製造は可能であるが、生産性を考慮した場合にはウェットエッチングが有効である。この場合、ウェットエッチングによるエッチング速度に対して異方性を有する材料を使用することが好ましい。
このような異方性を有する材料としては、水晶材料、特にＡＴカット水晶を使用することが好ましい。即ち、水晶は、温度変化に対して安定した物質である一方で、ウェットエッチングによるエッチング速度に対して異方性を有しているため、第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１を容易に製造することができる。さらに、第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１を、ＡＴカット水晶等の厚みすべりモードを有する材料にて構成する場合には、異方性による利点に加えて、厚みを周波数換算してモニタリングすることが可能であるため、第１薄肉部１６、及び第２薄肉部２６を精度良く加工することができる。
【００５０】
以上述べたように、第１実施形態に係る物理量検出器１０によれば、以下の効果を得ることができる。
【００５１】
第１実施形態によれば、第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１とが空隙部２０を挟んで互いに対向するように配置されており、物理量検出器１０に物理量、例えば圧力が加わると、第１ダイアフラム部１１（第１薄肉部１６）と、第２ダイアフラム部２１（第２薄肉部２６）とが変位し、第１電極部１２、及び第２電極部２２も付随して変位する。このように、物理量検出器１０に物理量が加わると、第１電極部１２と、第２電極部２２との間隔が変位し、静電容量の変化を検出する。第１電極部１２と、第２電極部２２との間隔の変位量は、ふたつのダイアフラム部（第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１）の変位量の和である。従って、ふたつのダイアフラム部と、ふたつの電極部（第１電極部１２、及び第２電極部２２）とがあることによって、従来と比較して、圧力変化によって生じるふたつのダイアフラム部間の変位量は２倍になり、ふたつの電極部間の静電容量の変化量が２倍になる。このように、ふたつのダイアフラム部と、ふたつの電極部とがあることによって、圧力変化を検出するための分解能を高められるため、高精度で微小な圧力の測定ができる物理量検出器１０を提供することができる。
【００５２】
また、第１実施形態によれば、物理量検出器１０に大きな物理量、例えば圧力が加わると、第１ダイアフラム部１１（第１薄肉部１６）と、第２ダイアフラム部２１（第２薄肉部２６）との、変位が拡大し互いに接触する。しかし、第１電極部１２は、第１ダイアフラム部１１の一面１５ａと表裏の関係にある外面１４ａに形成され、第２電極部２２は、第２ダイアフラム部２１の一面１５ｂと表裏の関係にある外面１４ｂに形成されているために、第１電極部１２と、第２電極部２２とが接触することが無く、短絡が生じない。従って、第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１とが接触する、いわゆるタッチモード式の静電容量の検出が可能で、高精度で微小な物理量の測定ができる物理量検出器１０を提供することができる。
【００５３】
また、検出部４０の第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１の外周部に、第１厚肉部１３、及び第２厚肉部２３が、環状で一体化をした構成を有しているために、第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１の強度を高め、耐久性を向上させた物理量検出器１０を提供することができる。
【００５４】
また、検出部４０の均一な板厚を備えた第１薄肉部１６と、第２薄肉部２６とを互いに対向して配置することで、検出部４０の性能を安定させた物理量検出器１０を提供することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
《構成》
まず、図５、及び図６を用いて第２実施形態の物理量検出器の概略構成について説明する。図５は、第２実施形態に係る物理量検出器の斜視図であり、図６は、図５のＱ−Ｑ断面における断面図である。
本実施形態に係る物理量検出器１０ａについて説明する。なお、説明にあたり、上述した第１実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。本実施形態に係る物理量検出器１０ａの構成は、検出部４０ａの形状が第１実施形態の物理量検出器１０の検出部４０とは異なっている。本実施形態の検出部４０ａ（図６）は、第１実施形態の検出部４０（図２）の、第１薄肉部１６の厚みより大きな厚みを有する第１厚肉部１３、及び第２薄肉部２６の厚みより大きな厚みを有する第２厚肉部２３が設けられていない構成である。
以下、具体的な構成について詳しく説明する。
【００５６】
図５に示すように物理量検出器１０ａは、パッケージ５０と、検出部４０ａとを含んで構成されている。
本実施形態に係るパッケージ５０の構成は、第１実施形態のパッケージ５０の構成と同一であるため説明は省略する。
【００５７】
検出部４０ａは、第１ダイアフラム部１１ａと、第１電極部１２ａと、第２ダイアフラム部２１ａと、第２電極部２２ａと、接合材３１とを含む複合構造体である。
【００５８】
第１ダイアフラム部１１ａ、及び第２ダイアフラム部２１ａは、平面視において略四角形の略同じ厚みで形成された板状である。第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとは、互いに対向して配置され、接合材３１で接続されている。接合材３１は、接合手段、及びスペーサーを兼ねている。接合材３１は、第１ダイアフラム部１１ａ、または第２ダイアフラム部２１ａの外周に沿って環状に所定の幅で設けられている。接合材３１の好適例には、細粒（セラミック等）入りの低融点ガラスがある。細粒入りの低融点ガラスは、第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとの間隔を細粒の大きさによって調整することが可能であり、細粒の厚みをもった気密の空間である空隙部２０を設けることができる。
【００５９】
本実施形態に係る第１ダイアフラム部１１ａ、及び第２ダイアフラム部２１ａの平面視における形状は、第１実施形態の第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１の平面視の形状と同一であるため説明は省略する。
【００６０】
本実施形態に係る接合材３１による接合方法は、第１実施形態の接合材３１による接合方法と同一であるため説明は省略する。
【００６１】
本実施形態に係る空隙部２０の構成は、第１実施形態の空隙部２０の構成と同一であるため説明は省略する。
【００６２】
平面視において、第１ダイアフラム部１１ａは、中央部に第１可動部１９を有している。平面視において、第２ダイアフラム部２１ａは、中央部に第２可動部２９を有している。
第１ダイアフラム部１１ａは、空隙部２０側の面に略平坦な一面１８ａと、一面１８ａと表裏の関係にある略平坦な外面１７ａとを有している。第２ダイアフラム部２１ａは、空隙部２０側の面に略平坦な一面１８ｂと、一面１８ｂと表裏の関係にある略平坦な外面１７ｂとを有している。
第１電極部１２ａは、第１ダイアフラム部１１ａの外面１７ａの全面に形成されている。第２電極部２２ａは、第２ダイアフラム部２１ａの外面１７ｂの全面に形成されている。
【００６３】
上述したように、第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとの間には、空隙部２０が形成され、第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとは、第１ダイアフラム部１１ａ、空隙部２０、および第２ダイアフラム部２１ａとを介して、互いに対向して配置されている。
【００６４】
第１電極部１２ａは、外面１７ａの全面に形成されていると説明したが、平面視において、少なくとも第１可動部１９と同じ大きさにしてもよい。第２電極部２２ａは、外面１７ｂの全面に形成されていると説明したが、平面視において、少なくとも第２可動部２９と同じ大きさにしてもよい。
【００６５】
本実施形態に係る第１電極部１２ａ、及び第２電極部２２ａの形成方法は、第１実施形態と同一であるため説明は省略する。
【００６６】
本実施形態に係る検出部４０ａの固定方法、内部端子３４ａの接続方法、及び内部端子３４ｂの接続方法等は、第１実施形態の検出部４０の固定方法、内部端子３４ａ、及び内部端子３４ｂの接続方法等と同一であるため説明は省略する。
【００６７】
第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとが、互いに対向して配置されていることにより、第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとの間に生じる静電容量を検出することができる。また、第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとの間隔の変位に付随して、第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとの間隔も変位するため、第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとの間の静電容量の変化を検出することができる。
検出部４０ａの第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとが検出した静電容量の変化は、収容面３０ａの内部端子３４ａ、内部端子３４ｂ、及びスルーホール（図示せず）等を通して、実装面３０ｂの外部端子３３から取り出すことができる。
【００６８】
このような構成とすることにより、物理量検出器１０ａの検出部４０ａは、加えられた物理量、例えば圧力によって、第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとの間隔が変位し、第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとの間の静電容量の変化として圧力を検出することができる。
【００６９】
ここで、検出部４０ａの動作について説明する。
図３（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、図５のＱ−Ｑ断面における第１ダイアフラム部１１ａと第２ダイアフラム部２１ａの動作を説明する拡大図であり、加えられた物理量による検出部４０ａの第１電極部１２ａ、第２電極部２２ａ、第１ダイアフラム部１１ａ（第１可動部１９）、及び第２ダイアフラム部２１ａ（第２可動部２９）の動作の状態を示している。
【００７０】
まず、物理量、例えば外部の圧力が加わっていない場合には図３（ａ）に示すように第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとは変形していない。外部の圧力が空隙部２０の内部より高い状態では、図３（ｂ）に示すように、第１ダイアフラム部１１ａは、一面１８ａ（図６）側に差圧分だけ撓み、第２ダイアフラム部２１ａは、一面１８ｂ（図６）側に差圧分だけ撓む。外部の圧力が空隙部２０の内部より低い状態では、図３（ｃ）に示すように、第１ダイアフラム部１１ａは、外面１７ａ（図６）側に差圧分だけ膨らみ、第２ダイアフラム部２１ａは、外面１７ｂ（図６）側に差圧分だけ膨らむ。
【００７１】
このように、外部の圧力の変化により、空隙部２０を挟んで互いに対向して配置された第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとの間隔が変位する。この間隔の変位によって、第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとの間隔ｄも変位することから、第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとの間の静電容量（容量値Ｃ）の変化に基づいて外部の圧力値を算出することが可能となる。即ち、第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとの間に生じる容量値Ｃは、下記式で表される。
Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）（ε：誘電体の誘電率、Ｓ：第１電極部１２ａと第２電極部２２ａとの対向している部分の面積、ｄ：第１電極部１２ａと第２電極部２２ａとの間隔）
【００７２】
つまり、第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとの間隔ｄを狭く設定すると、容量値Ｃが大きくなり、間隔ｄを広く設定すると、容量値Ｃが小さくなる。或いは、対向する第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとの対向面積Ｓを大きくすると、容量値Ｃが大きくなり、対向面積Ｓを小さくすると、容量値Ｃが小さくなるという性質を有する。
【００７３】
次に、第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとの他の動作（タッチモード式）について説明する。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、図５のＱ−Ｑ断面における第１ダイアフラム部１１ａ、及び第２ダイアフラム部２１ａの動作を説明する拡大図であり、加えられた物理量による検出部４０ａの第１電極部１２ａ、第２電極部２２ａ、第１ダイアフラム部１１ａ（第１可動部１９）、及び第２ダイアフラム部２１ａ（第２可動部２９）の動作の状態を示している。
物理量検出器１０ａが大気中に配置されている場合、外部の気圧が空隙部２０の内部圧力と同じ場合には、図４（ａ）に示すように、空隙部２０の内部圧力は外部の気圧と釣り合っているため、第１ダイアフラム部１１ａと第２ダイアフラム部２１ａは変形しない。一方、外部の気圧が空隙部２０の内部圧力よりも高くなった場合には、図４（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）に示すように、第１ダイアフラム部１１ａと第２ダイアフラム部２１ａとは、互いに近づくように変形し、空隙部２０側の一面１８ａ（図６）と、一面１８ｂ（図６）とが接触する。
【００７４】
図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとが、接触した状態においても、第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとは、外面１７ａ（図６）側と、外面１７ｂ（図６）側とに設けられているため接触することは無く、短絡が生じない。また、第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとが接触する、いわゆるタッチモード式の静電容量の検出が可能である。
【００７５】
また、図４（ｃ）、（ｄ）は、空隙部２０の内部圧力と、外部の気圧との差に応じて、第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとの間隔が、変位する状態を示している。図４（ｃ）に示した接触面積Ｓ１の時の容量値Ｃ１と、図４（ｄ）に示した接触面積Ｓ２の時（Ｓ２は、Ｓ１より接触面積が大きい。）の容量値Ｃ２とを比較すると、
接触面積Ｓ１の場合には、Ｃ１＝ε・（Ｓ１／ｄ）となり、
接触面積Ｓ２の場合には、Ｃ２＝ε・（Ｓ２／ｄ）となる。
このように外部の気圧が、空隙部２０の圧力よりも大きくなると、第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとが変形し、接触する。このときの第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとの接触面積の変化は、第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとの間隔ｄの変位を静電容量の変化として検出し、高精度で微小な圧力を測定することができる。
【００７６】
本実施形態に係る第１ダイアフラム部１１ａ、第２ダイアフラム部２１ａ、第１可動部１９、及び第２可動部２９を構成する材料は、第１実施形態の第１ダイアフラム部１１、第２ダイアフラム部２１、第１薄肉部１６、及び第２薄肉部２６を構成する材料と同一であるため説明は省略する。
【００７７】
以上述べたように、第２実施形態に係る物理量検出器１０ａによれば、以下の効果を得ることができる。
【００７８】
第２実施形態によれば、第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとが空隙部２０を挟んで対向するように配置されており、物理量検出器１０ａに物理量、例えば圧力が加わると、第１ダイアフラム部１１ａ（第１可動部１９）と、第２ダイアフラム部２１ａ（第２可動部２９）とが変位し、第１電極部１２ａ、及び第２電極部２２ａも付随して変位する。このように、物理量検出器１０ａに物理量が加わると、第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとの間隔が変位し、静電容量の変化を検出する。第１電極部１２ａと、第２電極部２２ａとの間隔の変位量は、ふたつのダイアフラム部（第１ダイアフラム部１１ａ、及び第２ダイアフラム部２１ａ）の変位量の和である。従って、ふたつのダイアフラム部と、ふたつの電極部（第１電極部１２ａ、及び第２電極部２２ａ）とがあることによって、従来と比較して、圧力変化によって生じるふたつのダイアフラム部間の変位量は２倍になり、ふたつの電極部間の静電容量の変化量が２倍になる。このように、ふたつのダイアフラム部と、ふたつの電極部とがあることによって、圧力変化を検出するための分解能を高められるため、高精度で微小な圧力の測定ができる物理量検出器１０ａを提供することができる。
【００７９】
また、第２実施形態によれば、物理量検出器１０ａに大きな物理量、例えば圧力が加わると、第１ダイアフラム部１１ａ（第１可動部１９）と、第２ダイアフラム部２１ａ（第２可動部２９）との、変位が拡大し互いに接触する。しかし、第１電極部１２ａは、第１ダイアフラム部１１ａの一面１８ａと表裏の関係にある外面１７ａに形成され、第２電極部２２ａは、第２ダイアフラム部２１ａの一面１８ｂと表裏の関係にある外面１７ｂに形成されているために、第１電極部１２と、第２電極部２２とが接触することが無く、短絡が生じない。従って、第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとが接触する、いわゆるタッチモード式の静電容量の検出が可能で、高精度で微小な物理量の測定ができる物理量検出器１０ａを提供することができる。
【００８０】
また、検出部４０の第１ダイアフラム部１１ａ（第１可動部１９）及び、第２ダイアフラム部２１ａ（第２可動部２９）は、略平坦な面を備えており、第１ダイアフラム部１１ａと、第２ダイアフラム部２１ａとを互いに対向して配置することで、検出部４０ａの性能を安定させた物理量検出器１０ａを提供することができる。
【００８１】
また、検出部４０ａの第１ダイアフラム部１１ａ、及び第２ダイアフラム部２１ａの製造プロセスの削減、及び製造コストを低減でき、検出部４０ａの軽量化、及び低背化を備えた物理量検出器１０ａを提供することができる。
【００８２】
（第３実施形態）
《構成》
まず、図７、及び図８を用いて第３実施形態の変位量測定センサーの一例としての温度計の概略構成について説明する。
【００８３】
図７は、上述の物理量検出器の検出部を備えた変位量測定センサーの一例としての温度計１１０を示す透過斜視図である。図８は、図７のＶ方向から見た断面図であり、温度計１１０の検出部、及び感温部等の配置の構成を示している。温度計１１０は、パッケージ５０と、検出部４０と、感温部１２０ａと、感温部１２０ｂとを含んで構成されている。なお、検出部４０は、第１実施形態で述べた、物理量検出器１０の検出部４０と同様な構成であるため、必要に応じて適宜説明するものとし詳細な説明を省略する。
【００８４】
本実施形態に係るパッケージ５０の構成は、第１実施形態と同一であるため同一符号を付けて説明は省略する。
【００８５】
本実施形態に係る検出部４０の固定方法、及び内部端子３４ａの接続方法等は、第１実施形態と同一であるため同一符号を付けて説明は省略する。
【００８６】
検出部４０の第１電極部１２と、第２電極部２２とが検出した静電容量の変化は、収容面３０ａの内部端子３４ａ、内部端子３４ｂ、及びスルーホール（図示せず）等を通して、実装面３０ｂの外部端子３３から取り出すことができる。
【００８７】
このように構成することにより、温度計１１０の検出部４０は、加えられた物理量（温度）によって、第１電極部１２と、第２電極部２２との間隔が変位し、第１電極部１２と、第２電極部２２との間の静電容量の変化として物理量を検出することができる。
【００８８】
図７、及び図８に示すように、感温部１２０ａ、及び感温部１２０ｂは、検出部４０の第１電極部１２、または第２電極部２２と対向するように収容面３０ａに固定されている。
図７において、蓋体３７の設けられた方向を上方とし、ベース基板３０の設けられた方向を下方として説明する。
【００８９】
感温部１２０ａは、第１層１１１ａと、第２層１１２ａと、加圧部１１５ａとを含む複合構造体である。感温部１２０ａの第１層１１１ａ、及び第２層１１２ａは、略四角形の板状で、略同じサイズ（外形形状、大きさ）である。第２層１１２ａは、加圧面１３１ａを検出部４０の第２電極部２２の形成面と対向するように、収容面３０ａに固定されている。第１層１１１ａは、接着面１３４ａと、第２層１１２ａの加圧面１３１ａと表裏の関係にある接着面１３２ａとが重なり合うように、接着材等で接続されている。
第１層１１１ａには、接着面１３４ａと表裏の関係にある延伸面１３３ａがあり、第１層１１１ａの延伸面１３３ａの下方、及び第２層１１２ａの加圧面１３１ａの下方に、挟持部１１６が設けられている。感温部１２０ａは、挟持部１１６によって挟持され、ベース基板３０の収容面３０ａに固定されている。加圧面１３１ａの上方には、突状の加圧部１１５ａが設けられている。
【００９０】
感温部１２０ｂは、第１層１１１ｂと、第２層１１２ｂと、加圧部１１５ｂとを含む複合構造体である。感温部１２０ｂの第１層１１１ｂ、及び第２層１１２ｂは、略四角形の板状で、略同じサイズ（外形形状、大きさ）である。第２層１１２ｂは、加圧面１３１ｂを検出部４０の第１電極部１２の形成面と対向するように、収容面３０ａに固定されている。第１層１１１ｂは、接着面１３４ｂと、第２層１１２ｂの加圧面１３１ｂと表裏の関係にある接着面１３２ｂとが重なり合うように、接着材等で接続されている。
第１層１１１ｂには、接着面１３２ｂと表裏の関係にある延伸面１３３ｂがあり、第１層１１１ｂの延伸面１３３ｂの下方、及び第２層１１２ｂの加圧面１３１ｂの下方に、挟持部１１６が設けられている。感温部１２０ｂは、挟持部１１６によって挟持され、ベース基板３０の収容面３０ａに固定されている。加圧面１３１ｂの上方には、突状の加圧部１１５ｂが設けられている。
【００９１】
検出部４０の第１電極部１２、及び第２電極部２２は、初期状態として加圧部１１５ａ、及び加圧部１１５ｂによって押圧されている。
【００９２】
第１層１１１ａ、及び第１層１１１ｂの材質は、好適例として黄銅が用いられている。なお、第１層１１１ａ、及び第１層１１１ｂの材質は、黄銅に限定するものではなく、熱膨張率の高い金属、または合金であってもよい。第２層１１２ａ、及び第２層１１２ｂの材質は、好適例として常温下（ここで述べる常温は、約５℃〜約３５℃（ＪＩＳ  Ｚ８７０３）である。）において、熱膨張率の低い金属、例えばインバー合金が用いられている。なお、第２層１１２ａ、及び第２層１１２ｂの材質は、インバー合金に限定するものではなく、熱膨張率の低い金属、または合金であってもよい。
【００９３】
感温部１２０ａ、及び感温部１２０ｂは、熱膨張率の異なる金属を貼り合わせて形成された、いわゆるバイメタルである。加圧部１１５ａ、及び加圧部１１５ｂの材質は、セラミック等を用いて好適としている。
【００９４】
ここで検出部４０、感温部１２０ａ、及び感温部１２０ｂの動作について説明する。
図９（ａ）、（ｂ）は、図７のＵ−Ｕ断面における検出部４０、感温部１２０ａ、及び感温部１２０ｂの動作を説明する断面図であり、温度変化による検出部４０の第１電極部１２、第２電極部２２、第１ダイアフラム部１１（第１薄肉部１６）、及び第２ダイアフラム部２１（第２薄肉部２６）の動作の状態を示している。
【００９５】
まず、温度変化がない場合には、図９（ａ）に示すように、感温部１２０ａと、感温部１２０ｂとは、物性的な変化は起こらない。第１電極部１２、第１ダイアフラム部１１（第１薄肉部１６）、第２電極部２２、及び第２ダイアフラム部２１（第２薄肉部２６）は、加圧部１１５ａ、及び加圧部１１５ｂの押圧（初期状態）によって変形させられている。
【００９６】
図９（ｂ）は、温度変化がある状態を示している。例えば、温度が上昇した場合は、第１層１１１ａ、及び第１層１１１ｂは、熱膨張率が高い金属のために大きく延伸する。第２層１１２ａ、及び第２層１１２ｂは、熱膨張率が低く膨張しにくい金属のため延伸が少ない。
そのため、感温部１２０ａ、及び感温部１２０ｂは、検出部４０側に湾曲する。感温部１２０ａ、及び感温部１２０ｂが、検出部４０側に湾曲することで、加圧部１１５ａ、及び加圧部１１５ｂは、検出部４０の第１電極部１２、及び第２電極部２２を押圧する。検出部４０の第１電極部１２、及び第２電極部２２が、押圧されることで、第１ダイアフラム部１１（第１薄肉部１６）は、一面１５ａ（図２）側に撓み、第２ダイアフラム部２１（第２薄肉部２６）は、一面１５ｂ（図２）側に撓む。
図４に示すように、検出部４０は、第１電極部１２、及び第２電極部２２が加圧部１１５ａ、及び加圧部１１５ｂによって押圧されることで図４（ｂ）に示す状態になる。
【００９７】
温度の上昇によって、感温部１２０ａ、及び感温部１２０ｂが、検出部４０側にさらに湾曲すると、加圧部１１５ａ、及び加圧部１１５ｂは、さらに検出部４０の第１電極部１２、及び第２電極部２２を押圧する。第１電極部１２、及び第２電極部２２は、押圧されると、第１ダイアフラム部１１（第１薄肉部１６）と、第２ダイアフラム部２１（第２薄肉部２６）とが、互いに接触し、図４（ｃ）、（ｄ）に示す状態になる。しかし、第１電極部１２と、第２電極部２２とは、外面１４ａ（図２）側と、外面１４ｂ（図２）側とに設けられているため接触することは無く、短絡が生じない。また、第１ダイアフラム部１１（第１薄肉部１６）と、第２ダイアフラム部２１（第２薄肉部２６）とが接触する、いわゆるタッチモード式の静電容量の検出が可能である。
【００９８】
このように、温度変化によって空隙部２０を挟んで互いに対向して配置された第１ダイアフラム部１１（第１薄肉部１６）と、第２ダイアフラム部２１（第２薄肉部２６）との間隔が変位する。
この間隔の変位によって、第１電極部１２と、第２電極部２２との間隔ｄも変位することから、第１電極部１２と、第２電極部２２との間の静電容量（容量値Ｃ）の変化に基づいて温度を算出することが可能となる。
【００９９】
本実施形態で説明した温度変化による容量値の変化は、第１実施形態の外部の圧力変化による容量値の変化と同一であるため詳細な説明は省略する。
【０１００】
図９（ａ）、（ｂ）に戻る。
初期状態に戻れば、第１層１１１ａ、及び第１層１１１ｂは、図９（ａ）のように物性的な変化は無くなる。検出部４０の第１電極部１２、及び第２電極部２２の変形は、初期状態の加圧部１１５ａ、及び加圧部１１５ｂの押圧による変形だけになる。
【０１０１】
以上述べたように、第３実施形態に係る温度計１１０によれば、第１実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【０１０２】
第３実施形態によれば、温度の上昇により、感温部１２０ａの第１層１１１ａ、及び感温部１２０ｂの第１層１１１ｂは、金属の熱膨張率の差により、感温部１２０ａ、及び感温部１２０ｂを検出部４０側に撓ませる。感温部１２０ａの加圧部１１５ａ、及び感温部１２０ｂの加圧部１１５ｂは、検出部４０側に撓ませられることで、第１電極部１２、及び第２電極部２２に物理量を押圧することができる。
第１電極部１２、及び第２電極部２２に物理量が押圧されることで、第１電極部１２と、第２電極部２２との間隔が変位し、第１電極部１２と、第２電極部２２との間の静電容量の変化を検出する。第１電極部１２と、第２電極部２２とは、互いに対向して配置されており、変化量は、ふたつのダイアフラム部（第１ダイアフラム部１１、及び第２ダイアフラム部２１）の変位量の和である。
従って、ふたつのダイアフラム部と、ふたつの電極部（第１電極部１２、及び第２電極部２２）があることによって、従来と比較して、印加される物理量の変化によって生じるふたつのダイアフラム部間の変位量は２倍になり、ふたつの電極部間の静電容量の変化量が２倍になることにより、物理量の変化を検出するための分解能が高められるために、高精度で微小な温度の測定ができる変位量測定センサーの一例としての温度計１１０を提供することができる。
【０１０３】
また、第３実施形態によれば、温度計１１０に大きな温度上昇の変化が加わると、バイメタルである感温部１２０ａ、及び感温部１２０ｂは、温度変化による金属の熱膨張率の差により、感温部１２０ａ、及び感温部１２０ｂが検出部４０側に大きく撓ませられる。
感温部１２０ａの加圧部１１５ａ、及び感温部１２０ｂの加圧部１１５ｂは、第１電極部１２、及び第２電極部２２を大きく撓ませ、第１ダイアフラム部１１（第１薄肉部１６）と、第２ダイアフラム部２１（第２薄肉部２６）との、変位が拡大し互いに接触する。しかし、第１実施形態で述べたように、第１電極部１２は、第１ダイアフラム部１１の一面１５ａと表裏の関係にある外面１４ａに形成されており、第２電極部２２は、第２ダイアフラム部２１の一面１５ｂと表裏の関係にある外面１４ｂに形成されているために、第１電極部１２と、第２電極部２２とが接触することが無く、短絡が生じない。従って、第１ダイアフラム部１１と、第２ダイアフラム部２１とが接触する、いわゆるタッチモード式の静電容量の検出が可能で、高精度で微小な物理量の測定ができる変位量測定センサーの一例として温度計１１０を提供することができる。
【０１０４】
なお、前述した実施形態では使用する水晶材料についてＡＴカットを例に説明したが、これに限らず、ＡＴカットと同様な厚みすべりモードを有する、例えばＢＴカット、及びＳＴカットのようなＹカット群の水晶であってもよい。
【０１０５】
《電子機器の構成》
次に、本発明の一実施形態に係る物理量検出器１０を適用した電子機器の具体例について、図１０〜図１３に基づき、詳細に説明する。なお、説明では、物理量検出器１０を適用した例を示している。
【０１０６】
図１０は、本発明の一実施形態に係る物理量検出器１０を備える電子機器としてのモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１０００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、気圧を検出する機能を備えた物理量検出器１０が内蔵されている。
【０１０７】
図１１は、本発明の一実施形態に係る物理量検出器１０を備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１０００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、圧力計等として機能する物理量検出器１０が内蔵されている。
【０１０８】
図１２は、本発明の一実施形態に係る物理量検出器１０を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、従来のフィルム式カメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【０１０９】
デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１０００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１０００は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【０１１０】
撮影者が表示部１０００に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送され、格納される。また、このデジタルスチールカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、圧力計等として機能する物理量検出器１０が内蔵されている。
【０１１１】
なお、本発明の一実施形態に係る物理量検出器１０は、図１０のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１１の携帯電話機、図１２のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、スマートフォン、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、水位計、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。
【０１１２】
以上、本発明のモジュールおよび電子機器について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【０１１３】
《移動体》
図１３は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１５０６には本実施形態に係る物理量検出器１０が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車１５０６には、物理量検出器１０を内蔵してタイヤ１５０９等を制御する電子制御ユニット１５０８が車体１５０７に搭載されている。
また、物理量検出器１０は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。
【符号の説明】
【０１１４】
１０，１０ａ…物理量検出器、１１，１１ａ…第１ダイアフラム部、１２，１２ａ…第１電極部，２０…空隙部、２１，２１ａ…第２ダイアフラム部、２２，２２ａ…第２電極部、２５…上端面、２７…凹部、２８…壁部、３０…ベース基板、３１…接合材、３２…導電性接着剤、３３…外部端子、３４ａ，３４ｂ…内部端子、３５…ボンディングワイヤー、３７…蓋体、３９…貫通孔、４０，４０ａ…検出部、５０…パッケージ、１１０…温度計、１１１ａ，１１１ｂ…第１層、１１２ａ，１１２ｂ…第２層、１１５ａ，１１５ｂ…加圧部、１１６…挟持部、１２０ａ，１２０ｂ…感温部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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