(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、
基板と、
前記Ｚ軸に直交している前記基板の面に支持され、静電容量の変化に基づいて角速度を検知する素子部と、
を含み、
前記素子部は、
前記基板に固定されている固定部と、
前記固定部に接続されている支持部と、
前記支持部に接続され、前記Ｙ軸に沿ったＹ軸方向に延在されているばね部と、
前記Ｙ軸に沿って延在されている第１幹部、及び前記第１幹部の前記Ｘ軸のプラス側の縁部から前記Ｘ軸に沿ったＸ軸方向に延在している複数の第１電極指を含む第１電極と、
を含み、
前記第１幹部は、前記Ｘ軸のマイナス側の縁部に、前記ばね部と隣り合っている第１面を含み、
前記Ｚ軸に沿ったＺ軸方向からの平面視で、前記第１面の一端側の前記ばね部との間隔は、前記第１面の他端側の前記ばね部との間隔と異なっていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項２】
請求項１において、
前記Ｚ軸方向からの平面視で、前記第１面の前記一端側の前記ばね部との間隔は、前記第１面の前記他端側の前記ばね部との間隔よりも小さいことを特徴とする角速度センサー。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１面と前記ばね部との間隔は、前記一端側から前記他端側へ進むに従って大きくなっていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項において、
前記Ｚ軸方向からの平面視で、前記第１面は階段状になっていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項において、
前記ばね部は、折り返し部を介して、前記基板に固定されていることを特徴とする角速度センサー。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項において、
前記素子部は、
前記Ｙ軸に沿って延在されている第２幹部、及び前記第２幹部の前記Ｘ軸のマイナス側の縁部から前記Ｘ軸方向に延在し、前記複数の第１電極指と互いに交叉するように配置されている複数の第２電極指を含む第２電極を含むことを特徴とする角速度センサー。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１電極は固定電極であり、
前記第２電極は可動電極であることを特徴とする角速度センサー。
【請求項８】
請求項６において、
前記第１電極は可動電極であり、
前記第２電極は固定電極であることを特徴とする角速度センサー。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の角速度センサーと、
前記角速度センサーと電気的に接続されている回路と、
を含むことを特徴とする慣性計測装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の慣性計測装置と、
測位用衛星からの衛星信号を受信する受信部と、
受信した前記衛星信号に基づいて、前記受信部の位置情報を取得する取得部と、
前記慣性計測装置から出力された慣性データに基づいて、移動体の姿勢を演算する演算部と、
演算された姿勢に基づいて前記位置情報を補正することにより、前記移動体の位置を算出する算出部と、
を含むことを特徴とする移動体測位装置。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の角速度センサーと、
前記角速度センサーが収容されているケースと、
前記ケースに収容され、前記角速度センサーからの出力データを処理する処理部と、
前記ケースに収容されている表示部と、
を含むことを特徴とする携帯型電子機器。
【請求項１２】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の角速度センサーと、
前記角速度センサーから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、
を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の角速度センサーと、
前記角速度センサーから出力された検出信号に基づいて姿勢の制御を行う姿勢制御部と、
を含むことを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角速度センサー、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器、および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子デバイスとして、シリコンＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いて製造された角速度センサーが開発されている。このような角速度センサーとして、例えば特許文献１には、櫛歯状をなして対向配置されている可動電極および固定電極を備えている素子を有し、これら二つの電極間の静電容量に基づいて角速度を検出する静電容量式の角速度センサーが記載されている。そして、この構成では、検出感度を高めるため多数の可動電極および固定電極が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／０２７２６１８号明細書
【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に記載されている角速度センサーの構成では、小型化を図ろうとすると可動電極の変位幅を減らす必要があり、検出感度が低下するという問題があった。
【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］本適用例に係る角速度センサーは、基板と、前記基板に対して第１方向に変位可能に設けられ、折り返し部から前記第１方向に直交する第２方向に延在する長手形状を含むばね部と、前記第２方向に沿って設けられ、前記第１方向に延在する複数の第１電極指を含む前記第１方向に変位可能な第１検出電極と、前記第２方向に沿って設けられ、前記第１電極指の間で前記第１方向に延在する複数の第２電極指を含む第２検出電極と、を有する検出電極と、を備え、前記ばね部は、前記第１検出電極に接続されており、前記ばね部の前記折り返し部は、前記第２方向において前記検出電極の端部よりも中心側に設けられており、前記検出電極は、前記検出電極の端部側で、前記第１方向において前記ばね部と対向している第１面と、前記第２方向において前記第１面よりも中心側に設けられ、前記第１方向において前記第１面より前記ばね部に近い第２面と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、検出電極とばね部が対向する領域において、検出電極がばね部から離れた第１面とばね部に近い第２面とを備えているので、検出電極に近接してばね部を配置させつつ、ばね部の変位幅の減少を抑制できる。従って、小型化を図っても、検出感度の低下を低減した角速度センサーを得ることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に記載の角速度センサーにおいて、前記第１検出電極は、前記第１方向において前記第２検出電極よりも前記ばね部側に設けられ、前記ばね部の前記折り返し部は、前記第１方向からの平面視で、前記第１面と重なっており、前記第２面と重ならないことが好ましい。
【０００９】
本適用例によれば、第１検出電極（可動検出電極）のばね部と対向する第１面が、折り返し部まで含めてばね部から離れて設けられているので、第１検出電極（可動検出電極）をばね部により近接して配置することができる。従って、角速度センサーの小型化を図ることができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に記載の角速度センサーにおいて、前記第１検出電極は、前記第１検出電極の端部で前記ばね部と接続されており、前記ばね部と前記第１検出電極の前記第１面との間隔が、前記第２方向において前記第１検出電極の端部から離れるほど大きいことが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、第１検出電極（可動検出電極）のばね部と対向する第１面が、折り返し部側でばね部からより大きく離れて設けられているので、第１検出電極（可動検出電極）が変位した時により接近しやすい折り返し部において、変位幅の減少を抑制することができる。従って、小型化を図っても、検出感度の低下を低減した角速度センサーを得ることができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に記載の角速度センサーにおいて、前記第２検出電極は、前記第１方向において前記第１検出電極よりも前記ばね部側に設けられ、前記基板と固定する固定部を含み、前記ばね部は、前記第１方向からの平面視で、前記第１面と重なる領域よりも前記第２面と重なる領域の方が小さいことが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、第２検出電極（固定検出電極）のばね部から大きく離れている第１面の領域が、ばね部に近い第２面の領域よりも広く設けられているので、ばね部の変位幅の減少を抑制することができる。従って、小型化を図っても、検出感度の低下を低減した角速度センサーを得ることができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に記載の角速度センサーにおいて、前記ばね部と前記第２検出電極の前記第１面との距離が、前記第２方向において前記第１検出電極の端部に近づくほど大きいことが好ましい。
【００１５】
本適用例によれば、第２検出電極（固定検出電極）のばね部と対向する第１面が、第２検出電極（固定検出電極）の端部側でばね部からより大きく離れて設けられているので、ばね部が変位した時により接近しやすい第２検出電極（固定検出電極）の端部において、変位幅の減少を抑制することができる。従って、小型化を図っても、検出感度の低下を低減した角速度センサーを得ることができる。
【００１６】
［適用例６］本適用例に係る慣性計測装置は、上記適用例に記載の角速度センサーと、前記角速度センサーの駆動を制御する制御回路と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、上述したような角速度センサーの効果を享受でき、信頼性の高い慣性計測装置を得ることができる。
【００１８】
［適用例７］本適用例に係る移動体測位装置は、上記適用例に記載の慣性計測装置と、測位用衛星から位置情報が重畳された衛星信号を受信する受信部と、受信した前記衛星信号に基づいて、前記受信部の位置情報を取得する取得部と、前記慣性計測装置から出力された慣性データに基づいて、移動体の姿勢を演算する演算部と、算出された前記姿勢に基づいて前記位置情報を補正することにより、前記移動体の位置を算出する算出部と、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、上述したような角速度センサーの効果を享受でき、信頼性の高い移動体測位装置を得ることができる。
【００２０】
［適用例８］本適用例に係る携帯型電子機器は、上記適用例に記載の角速度センサーと、前記角速度センサーが収容されているケースと、前記ケースに収容され、前記角速度センサーからの出力データを処理する処理部と、前記ケースに収容されている表示部と、前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、を備えていることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、上述したような角速度センサーの効果を享受でき、信頼性の高い携帯型電子機器を得ることができる。
【００２２】
［適用例９］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の角速度センサーと、前記角速度センサーから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、を備えていることを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、上述したような角速度センサーの効果を享受でき、信頼性の高い電子機器を得ることができる。
【００２４】
［適用例１０］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の角速度センサーと、前記角速度センサーから出力された検出信号に基づいて姿勢の制御を行う姿勢制御部と、を備えていることを特徴とする。
【００２５】
本適用例によれば、上述したような角速度センサーの効果を享受でき、信頼性の高い移動体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る角速度センサーを示す平面図。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１の角速度センサーが有する素子部を示す平面図。
【図４】図３中のＢ部拡大平面図。
【図５】図３の素子部が有する逆相ばねの拡大平面図。
【図６】図３の素子部が有する逆相ばねの拡大平面図。
【図７】図３に示す素子部の振動モードを説明するための模式図。
【図８Ａ】本発明の第２実施形態に係る角速度センサーが有する検出部の一部を示す平面図。
【図８Ｂ】本発明の第２実施形態に係る角速度センサーの変形例を示す平面図。
【図９Ａ】本発明の第３実施形態に係る角速度センサーが有する検出部の一部を示す平面図。
【図９Ｂ】本発明の第３実施形態に係る角速度センサーの変形例を示す平面図。
【図９Ｃ】本発明の第３実施形態に係る角速度センサーの変形例を示す平面図。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る角速度センサーが有する素子部を示す平面図。
【図１１Ａ】図１０中のＣ部拡大平面図。
【図１１Ｂ】本発明の第４実施形態に係る角速度センサーの変形例を示す平面図。
【図１１Ｃ】本発明の第４実施形態に係る角速度センサーの変形例を示す平面図。
【図１２】慣性計測装置の概略構成を示す分解斜視図。
【図１３】慣性計測装置の慣性センサー素子の配置例を示す斜視図。
【図１４】移動体測位装置の全体システムを示すブロック図。
【図１５】移動体測位装置の作用を模式的に示す図。
【図１６】携帯型電子機器の構成を模式的に示す平面図。
【図１７】携帯型電子機器の概略構成を示す機能ブロック図。
【図１８】電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を模式的に示す斜視図。
【図１９】電子機器の一例であるスマートフォン（携帯型電話機）の構成を模式的に示す斜視図。
【図２０】電子機器の一例であるディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。
【図２１】移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る角速度センサー、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器、および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２８】
＜角速度センサー＞
［第１実施形態］
先ず、本発明の第１実施形態に係る角速度センサー１について、図１〜図７を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る角速度センサーを示す平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１の角速度センサーが有する素子部を示す平面図である。図４は、図３中のＢ部拡大平面図である。図５および図６は、それぞれ、図３の素子部が有する逆相ばねの拡大平面図である。図７は、図３に示す素子部の振動モードを説明するための模式図である。なお、図１〜図７、および以降で示す図８Ａ〜図１１Ｃには、互いに直交する三つの軸としてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が図示され、基板２に接合された素子部４の各部位が配置される平面をＸ軸およびＹ軸とし、基板２と蓋体３とが接合されている方向をＺ軸としている。また、Ｘ軸に平行な方向を本実施形態における「第１方向」または「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を本実施形態における「第２方向」または「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、各軸の矢印先端側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ軸方向プラス側を「上または上側」とも言い、Ｚ軸方向マイナス側を「下または下側」とも言う。
【００２９】
図１に示す角速度センサー１は、Ｚ軸まわりの角速度ωｚを検出することのできる角速度センサーである。角速度センサー１は、基板２と、蓋体３と、素子部４と、を有している。
【００３０】
図１に示すように、基板２は、Ｚ軸方向からの平面視で、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。また、基板２は、上側の面である上面に開放する凹部２１を有している。凹部２１は、素子部４と基板２との接触を防止（抑制）するための逃げ部として機能する。また、基板２は、凹部２１の底面から突出する複数のマウント２２（２２１，２２２，２２３，２２４，２２５）を有している。そして、これらマウント２２の上面に素子部４が接合されている。これにより、基板２との接触が防止された状態で、基板２に素子部４を固定することができる。また、基板２は、上面に開放する溝部２３，２４，２５，２６，２７，２８を有している。
【００３１】
基板２としては、例えば、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、リチウムイオン（Ｌｉ＋）等の可動イオン（アルカリ金属イオン、以下Ｎａ＋で代表する）を含むガラス材料（例えば、テンパックス（登録商標）ガラス、パイレックス（登録商標）ガラスのような硼珪酸ガラス）で構成されたガラス基板を用いることができる。これにより、例えば、後述するように、基板２と素子部４とを陽極接合することができ、これらを強固に接合することができる。また、光透過性を有する基板２が得られるため、角速度センサー１の外側から、基板２を介して素子部４の状態を視認することができる。ただし、基板２の構成材料としては、特に限定されず、シリコン基板、セラミックス基板等を用いてもよい。
【００３２】
図１に示すように、溝部２３，２４，２５，２６，２７，２８には、それぞれ、配線７３，７４，７５，７６，７７，７８が配置されている。配線７３，７４，７５，７６，７７，７８は、それぞれ、素子部４と電気的に接続されている。また、配線７３，７４，７５，７６，７７，７８の一端部は、それぞれ、蓋体３の外側に露出し、外部装置との電気的な接続を行う電極パッドＰとして機能する。
【００３３】
図１に示すように、蓋体３は、Ｚ軸方向からの平面視で、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。また、図２に示すように、蓋体３は、下面に開放する凹部３１を有している。蓋体３は、凹部３１内に素子部４を収納するようにして、基板２の上面に接合されている。そして、蓋体３および基板２によって、その内側に、素子部４を収納する収納空間Ｓが形成されている。
【００３４】
また、図２に示すように、蓋体３は、収納空間Ｓの内外を連通する連通孔３２を有している。そのため、連通孔３２を介して、収納空間Ｓを所望の雰囲気に置換することができる。また、連通孔３２内には封止部材３３が配置され、封止部材３３によって連通孔３２が気密封止されている。なお、収納空間Ｓは、減圧状態、特に真空状態であることが好ましい。これにより、粘性抵抗が減り、素子部４を効率的に振動させることができる。
【００３５】
このような蓋体３としては、例えば、シリコン基板を用いることができる。ただし、蓋体３としては、特に限定されず、例えば、ガラス基板やセラミックス基板を用いてもよい。また、基板２と蓋体３との接合方法としては、特に限定されず、基板２や蓋体３の材料によって適宜選択すればよいが、例えば、陽極接合、プラズマ照射によって活性化させた接合面同士を接合させる活性化接合、ガラスフリット等の接合材による接合、基板２の上面および蓋体３の下面に成膜した金属膜同士を接合する拡散接合等が挙げられる。本実施形態では、ガラスフリット３９（低融点ガラス）を介して基板２と蓋体３とが接合されている。
【００３６】
素子部４は、収納空間Ｓに配置されており、マウント２２の上面に接合されている。素子部４は、例えば、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等の不純物がドープされた導電性のシリコン基板をドライエッチング法（シリコンディープエッチング）によってパターニングすることで形成することができる。以下、素子部４について詳細に説明する。なお、以下では、Ｚ軸方向からの平面視で、素子部４の中心Ｏと交わり、Ｙ軸方向に延びる直線を「仮想直線α」とも言う。
【００３７】
図３に示すように、素子部４の形状は、仮想直線αに対して対称である。また、素子部４は、仮想直線αの両側に配置された駆動部４１Ａ，４１Ｂを有している。駆動部４１Ａ，４１Ｂは、検出電極としての検出部４４Ａ，４４Ｂを駆動可能であり、駆動部４１Ａは、可動電極部として、櫛歯状の可動駆動電極４１１Ａと、櫛歯状をなし可動駆動電極４１１Ａと空隙を有して互い違いに配置された固定駆動電極４１２Ａと、を有している。同様に、駆動部４１Ｂは、可動電極部として、櫛歯状の可動駆動電極４１１Ｂと、櫛歯状をなし可動駆動電極４１１Ｂと空隙を有して互い違いに配置された固定駆動電極４１２Ｂと、を有している。
【００３８】
また、固定駆動電極４１２Ａは、可動駆動電極４１１Ａよりも外側（仮想直線αから遠い側）に位置し、固定駆動電極４１２Ｂは、可動駆動電極４１１Ｂよりも外側（仮想直線αから遠い側）に位置している。また、固定駆動電極４１２Ａ，４１２Ｂは、それぞれ、マウント２２１の上面に接合され、基板２に固定されている。また、可動駆動電極４１１Ａ，４１１Ｂは、それぞれ、配線７３と電気的に接続されており、固定駆動電極４１２Ａ，４１２Ｂは、それぞれ、配線７４と電気的に接続されている。
【００３９】
また、素子部４は、駆動部４１Ａの周囲に配置された四つの固定部（第１固定部４２Ａ、第２固定部４２１Ａ）と、駆動部４１Ｂの周囲に配置された四つの固定部（第１固定部４２Ｂ、第２固定部４２１Ｂ）と、を有している。そして、第１固定部４２Ａ，４２Ｂおよび第２固定部４２１Ａ，４２１Ｂは、マウント２２２の上面に接合され、基板２に固定されている。
【００４０】
また、素子部４は、第１固定部４２Ａおよび第２固定部４２１Ａと可動駆動電極４１１Ａとを連結する四つの駆動ばね４３Ａと、第１固定部４２Ｂおよび第２固定部４２１Ｂと可動駆動電極４１１Ｂとを連結する四つの駆動ばね４３Ｂと、を有している。各駆動ばね４３ＡがＸ軸方向に弾性変形することで可動駆動電極４１１ＡのＸ軸方向への変位が許容され、各駆動ばね４３ＢがＸ軸方向に弾性変形することで可動駆動電極４１１ＢのＸ軸方向への変位が許容される。
【００４１】
配線７３，７４を介して可動駆動電極４１１Ａ，４１１Ｂと固定駆動電極４１２Ａ，４１２Ｂとの間に駆動電圧を印加すると、可動駆動電極４１１Ａと固定駆動電極４１２Ａとの間および可動駆動電極４１１Ｂと固定駆動電極４１２Ｂとの間にそれぞれ静電引力が発生する。この静電引力により、可動駆動電極４１１Ａが駆動ばね４３ＡをＸ軸方向に弾性変形させつつＸ軸方向に振動すると共に、可動駆動電極４１１Ｂが駆動ばね４３ＢをＸ軸方向に弾性変形させつつＸ軸方向に振動する。駆動部４１Ａ，４１Ｂは、仮想直線αに対して対称的に配置されているため、可動駆動電極４１１Ａ，４１１Ｂは、互いに接近、離間を繰り返すようにＸ軸方向に逆相で振動する。そのため、可動駆動電極４１１Ａ，４１１Ｂの振動がキャンセルされ、振動漏れを低減することができる。以下では、この振動モードを「駆動振動モード」とも言う。
【００４２】
なお、本実施形態の角速度センサー１では、静電引力によって駆動振動モードを励振させる静電駆動方式となっているが、駆動振動モードを励振させる方式としては、特に限定されず、例えば、圧電駆動方式、磁場のローレンツ力を利用した電磁駆動方式等を適用することもできる。
【００４３】
また、素子部４は、駆動部４１Ａ，４１Ｂの間に配置された検出部４４Ａ，４４Ｂを有している。検出部４４Ａは、第１検出電極としての櫛歯状の可動検出電極４４１Ａと、櫛歯状をなし可動検出電極４４１Ａと空隙を有して互い違いに配置された第２検出電極としての固定検出電極４４２Ａ，４４３Ａと、を有している。固定検出電極４４２Ａ，４４３Ａは、Ｙ軸方向に並んで配置され、可動検出電極４４１Ａの中心に対してＹ軸方向プラス側に固定検出電極４４２Ａが位置し、Ｙ軸方向マイナス側に固定検出電極４４３Ａが位置している。また、固定検出電極４４２Ａ，４４３Ａは、それぞれ、可動検出電極４４１ＡをＸ軸方向両側から挟み込むようにして一対配置されている。
【００４４】
同様に、検出部４４Ｂは、第１検出電極としての櫛歯状の可動検出電極４４１Ｂと、櫛歯状をなし可動検出電極４４１Ｂと空隙を有して互い違いに配置された第２検出電極としての固定検出電極４４２Ｂ，４４３Ｂと、を有している。固定検出電極４４２Ｂ，４４３Ｂは、Ｙ軸方向に並んで配置され、可動検出電極４４１Ｂの中心に対してＹ軸方向プラス側に固定検出電極４４２Ｂが位置し、Ｙ軸方向マイナス側に固定検出電極４４３Ｂが位置している。また、固定検出電極４４２Ｂ，４４３Ｂは、それぞれ、可動検出電極４４１ＢをＸ軸方向の両側から挟み込むようにして一対配置されている。
【００４５】
可動検出電極４４１Ａ，４４１Ｂは、それぞれ、配線７３と電気的に接続され、固定検出電極４４２Ａ，４４３Ｂは、それぞれ、配線７５と電気的に接続され、固定検出電極４４３Ａ，４４２Ｂは、それぞれ、配線７６と電気的に接続されている。角速度センサー１の駆動時には、可動検出電極４４１Ａと固定検出電極４４２Ａとの間および可動検出電極４４１Ｂと固定検出電極４４３Ｂとの間に静電容量Ｃａが形成され、可動検出電極４４１Ａと固定検出電極４４３Ａとの間および可動検出電極４４１Ｂと固定検出電極４４２Ｂとの間に静電容量Ｃｂが形成される。
【００４６】
また、素子部４は、検出部４４Ａ，４４Ｂの間に配置された二つの第１固定部４５１，４５２を有している。第１固定部４５１，４５２は、それぞれ、マウント２２４の上面に接合され、基板２に固定されている。第１固定部４５１，４５２は、Ｙ軸方向に並び、間隔を空けて配置されている。なお、本実施形態では、第１固定部４５１，４５２を介して可動駆動電極４１１Ａ，４１１Ｂや可動検出電極４４１Ａ，４４１Ｂが配線７３と電気的に接続されている。
【００４７】
また、素子部４は、可動検出電極４４１Ａと第１固定部４２Ａ，４５１，４５２とを接続する四つのばね部としての検出ばね４６Ａと、可動検出電極４４１Ｂと第１固定部４２Ｂ，４５１，４５２とを接続する四つのばね部としての検出ばね４６Ｂと、を有している。各検出ばね４６ＡがＸ軸方向に弾性変形することで可動検出電極４４１ＡのＸ軸方向への変位が許容され、Ｙ軸方向に弾性変形することで可動検出電極４４１ＡのＹ軸方向への変位が許容される。同様に、各検出ばね４６ＢがＸ軸方向に弾性変形することで可動検出電極４４１ＢのＸ軸方向への変位が許容され、Ｙ軸方向に弾性変形することで可動検出電極４４１ＢのＹ軸方向への変位が許容される。
【００４８】
従って、Ｚ軸まわりの角速度ωｚによって、可動検出電極４４１Ａ，４４１Ｂが変位する検出軸方向である第２方向（Ｙ軸方向）へ変位可能となり、Ｚ軸まわりの角速度ωｚを検出することができる。
【００４９】
また、図４に示すように、検出部４４Ｂは、櫛歯状に配置された複数の第１電極指としての可動検出電極指５１を備えた可動検出電極４４１Ｂと、櫛歯状に配置された複数の第２電極指としての固定検出電極指５３を備え可動検出電極４４１Ｂの可動検出電極指５１と空隙を有して互い違いに配置された固定検出電極４４３Ｂと、を有している。
【００５０】
固定検出電極４４３Ｂは、第１方向（Ｘ軸方向）に沿って延在して設けられている複数の固定検出電極指５３を有している。また、可動検出電極４４１Ｂは、第２方向（Ｙ軸方向）に沿って延在して設けられている第１幹部５０と、第１幹部５０からＸ軸方向に沿って延在して設けられ、固定検出電極指５３とＹ軸方向に間隔を空けて配置される複数の可動検出電極指５１と、第１幹部５０に連結する第１連結部５２と、を有している。
【００５１】
さらに、第１連結部５２は、第１幹部５０に連結する第１支持部５２１と、検出ばね４６Ｂに連結する第２支持部５２２と、を有しており、第１支持部５２１と固定検出電極４４３ＢとのＹ軸方向の間隔は、第２支持部５２２と固定検出電極４４３ＢとのＹ軸方向の間隔より小さい。つまり、第１支持部５２１は、第２支持部５２２よりも固定検出電極４４３Ｂ側に近接して配置されている。なお、第２支持部５２２が設けられていることにより、検出ばね４６Ｂを長くすることができ、可動検出電極４４１Ｂをより変位し易くすることができる。
【００５２】
また、第１支持部５２１のＸ軸方向の長さが、可動検出電極指５１のＸ軸方向の長さと略等しい。そのため、第１支持部５２１の側面と固定検出電極指５３の側面との対向面積が可動検出電極指５１の側面と固定検出電極指５３の側面との対向面積と等しくすることができる。
【００５３】
第１支持部５２１と固定検出電極４４３ＢとのＹ軸方向の間隔が、固定検出電極指５３と可動検出電極指５１とのＹ軸方向の間隔と略等しい。つまり、対向面積も略等しいため、第１支持部５２１と固定検出電極４４３Ｂと間の静電容量と、固定検出電極指５３と可動検出電極指５１との間の静電容量と、を等しくすることができる。
【００５４】
従って、第１支持部５２１と固定検出電極４４３Ｂとが一対の固定検出電極指５３と可動検出電極指５１とに相当するので、第１支持部５２１を可動検出電極指５１と見なすことができ、検出部４４ＢのＹ軸方向の寸法を変えずに可動検出電極指５１を増やすことができる。つまり、可動検出電極４４１Ｂと固定検出電極４４３Ｂとの間の静電容量を大きくすることができ、検出感度を向上させることができる。また、同等の検出感度を有して小型化を図ることもできる。
【００５５】
検出ばね４６Ｂは、第２方向（Ｙ軸方向）に沿って延在する長手形状と、可動検出電極４４１Ｂの中心側に折り返し部４６１とを有し、第１固定部４２Ｂに固定されて第１方向（Ｘ軸方向）に弾性変形することができる。また、検出ばね４６Ｂは、第１方向（Ｘ軸方向）に沿って延在する長手形状と、可動検出電極４４１Ｂの端部側に折り返し部４６２とを有し、可動検出電極４４１Ｂの端部５４と接続されて第２方向（Ｙ軸方向）に弾性変形することができる。
【００５６】
固定検出電極４４３Ｂは、Ｘ軸方向において、可動検出電極４４１Ｂよりもばね部としての検出ばね４６Ｂ側に配置され、検出ばね４６Ｂと対向する検出電極としての検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）の第１面４４５と、Ｙ軸方向において、第１面４４５より可動検出電極４４１Ｂの中心側に設けられた検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）の第２面４４６と、を有している。検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）の第１面４４５と検出ばね４６ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ１は、検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）の第２面４４６と検出ばね４６ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ２より大きい。つまり、Ｘ軸方向において、第１面４４５よりも第２面４４６が検出ばね４６Ｂに近い。
【００５７】
また、検出ばね４６Ｂは、第１方向（Ｘ軸方向）の平面視で、第１面４４５と重なる領域よりも第２面４４６と重なる領域の方が小さい。さらに、検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１よりも検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１とは反対側の長手形状の端部側で互いの間隔が大きく離れて設けられている。これにより、固定検出電極４４３Ｂに対して変位量が小さい検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１に固定検出電極４４３Ｂをより近接して配置することができる。そして、固定検出電極４４３Ｂに対して変位量が大きい検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１とは反対側の長手形状の端部側から固定検出電極４４３Ｂを大きく離すことができ、検出ばね４６Ｂをより変位し易くすることができる。そのため、可動検出電極４４１Ｂを大きく変位させることができ、検出感度を向上させることができる。従って、小型化を図っても、検出感度の低下を低減した角速度センサー１を得ることができる。
【００５８】
さらに、固定検出電極４４３Ｂは、第３固定部４４７を介して基板２に固定されている。第３固定部４４７は、Ｚ軸方向からの平面視において、固定検出電極４４３Ｂに包含され、固定検出電極４４３Ｂの第２面４４６の一部と対向して設けられている。つまり、第３固定部４４７は、間隔Ｇ２より大きい間隔Ｇ１を確保するために面積を小さくした第１面４４５で形成される領域ではなく、より広い第２面４４６で形成される領域に設けられている。これにより、第３固定部４４７の周囲をより太く囲うことができるので、Ｚ軸方向に大きな衝撃を受けた時に、固定検出電極４４３Ｂが第３固定部４４７と接続する境界に応力がかかったとしても、破損されるのを抑制することができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、図３に示すように、検出部４４ＢのＹ軸方向の両端において、−Ｙ軸方向の端部で、且つ、−Ｘ軸方向の端部を一例として挙げ説明したが、検出部４４Ｂの−Ｙ軸方向の端部で、＋Ｘ軸方向の端部、検出部４４Ｂの＋Ｙ軸方向の端部で、Ｘ軸方向の両端、および検出部４４ＡのＹ軸方向の両端で、Ｘ軸方向の両端においても同様の構成となっている。
【００６０】
さらに、素子部４は、駆動部４１Ａと検出部４４Ａとの間に位置し、可動駆動電極４１１Ａと可動検出電極４４１Ａとを接続する逆相ばね４７Ａと、駆動部４１Ｂと検出部４４Ｂとの間に位置し、可動駆動電極４１１Ｂと可動検出電極４４１Ｂとを接続する逆相ばね４７Ｂと、を有している。可動検出電極４４１Ａは、逆相ばね４７ＡがＸ軸方向に弾性変形することで可動駆動電極４１１Ａに対してＸ軸方向に変位することができる。同様に、可動検出電極４４１Ｂは、逆相ばね４７ＢがＸ軸方向に弾性変形することで可動駆動電極４１１Ｂに対してＸ軸方向に変位することができる。
【００６１】
図５に示すように、逆相ばね４７Ａは、ばね本体４７１Ａと、ばね本体４７１Ａと可動駆動電極４１１Ａとを連結する梁４７７Ａと、ばね本体４７１Ａと可動検出電極４４１Ａとを連結する梁４７８Ａと、を有している。また、ばね本体４７１Ａは、Ｙ軸方向に延在する形状をなし、Ｘ軸方向に弾性変形可能なアーム４７２Ａと、Ｙ軸方向に延在する形状をなし、Ｘ軸方向に弾性変形可能なアーム４７３Ａと、を有している。アーム４７２Ａ，４７３Ａは、Ｘ軸方向に隙間を空けて配置され、アーム４７２Ａの中央部に梁４７７Ａが接続され、アーム４７３Ａの中央部に梁４７８Ａが接続されている。また、ばね本体４７１Ａは、アーム４７２Ａ，４７３Ａの一端部同士を接続する接続部４７４Ａと、アーム４７２Ａ，４７３Ａの他端部同士を接続する接続部４７５Ａと、を有している。したがって、ばね本体４７１Ａは、中央部が開口する枠状となっている。
【００６２】
逆相ばね４７Ｂは、逆相ばね４７Ａと同様の構成であり、図６に示すように、ばね本体４７１Ｂと、ばね本体４７１Ｂと可動駆動電極４１１Ｂとを連結する梁４７７Ｂと、ばね本体４７１Ｂと可動検出電極４４１Ｂとを連結する梁４７８Ｂと、を有している。
【００６３】
ここで、図７に示すように、駆動振動モードでは、可動駆動電極４１１Ａの振動が逆相ばね４７Ａを介して可動検出電極４４１Ａに伝わるため、可動検出電極４４１Ａは、可動駆動電極４１１Ａの振動に連動してＸ軸方向に振動する。同様に、可動駆動電極４１１Ｂの振動が逆相ばね４７Ｂを介して可動検出電極４４１Ｂに伝わるため、可動検出電極４４１Ｂは、可動駆動電極４１１Ｂの振動に連動してＸ軸方向に振動する。また、前述したように、可動駆動電極４１１Ａ，４１１ＢがＸ軸方向に逆相で振動するため、可動検出電極４４１Ａ，４４１Ｂも、互いに接近、離間を繰り返すようにＸ軸方向に逆相で振動する。そのため、可動検出電極４４１Ａ，４４１Ｂの振動がキャンセルされ、基板２への振動漏れを低減することができる。
【００６４】
さらに、駆動振動モードでは、逆相ばね４７Ａの弾性変形を利用して、可動検出電極４４１Ａは、可動駆動電極４１１Ａと接近、離間を繰り返すようにＸ軸方向に逆相で振動する。同様に、逆相ばね４７Ｂの弾性変形を利用して、可動検出電極４４１Ｂは、可動駆動電極４１１Ｂと接近、離間を繰り返すようにＸ軸方向に逆相で振動する。これにより、可動検出電極４４１Ａと可動駆動電極４１１Ａの振動の少なくとも一部がキャンセルされると共に、可動検出電極４４１Ｂと可動駆動電極４１１Ｂの振動の少なくとも一部がキャンセルされる。したがって、可動検出電極４４１Ａと可動駆動電極４１１Ａおよび可動検出電極４４１Ｂと可動駆動電極４１１Ｂがそれぞれ同相で振動する場合と比較して、基板２への振動漏れをより効果的に低減することができる。なお、駆動振動モードで可動検出電極４４１Ａと可動駆動電極４１１Ａとを逆相で振動させるためには、例えば、これらの間にある逆相ばね４７Ａのばね定数を調整すればよく、可動検出電極４４１Ｂと可動駆動電極４１１Ｂとを逆相で振動させるためには、例えば、これらの間にある逆相ばね４７Ｂのばね定数を調整すればよい。
【００６５】
なお、可動検出電極４４１Ａと可動駆動電極４１１Ａおよび可動検出電極４４１Ｂと可動駆動電極４１１Ｂがそれぞれ逆相で振動する逆相モードの共振周波数ｆ１と、可動検出電極４４１Ａと可動駆動電極４１１Ａおよび可動検出電極４４１Ｂと可動駆動電極４１１Ｂがそれぞれ同相で振動する同相モードの共振周波数ｆ２と、の差が大きい程、逆相モードで振動させ易く、また、同相モードが結合し難くなる（すなわち、逆相モードが支配的となる）。具体的は、例えば、逆相モードの共振周波数ｆ１が３０ｋＨｚ程度である場合、同相モードの共振周波数ｆ２は、共振周波数から３ｋＨｚ以上（すなわち、１０％以上）離れていることが好ましい。これにより、同相モードが十分に結合し難くなり、より安定して、逆相モードで駆動させることができる。
【００６６】
なお、「可動検出電極４４１Ａ（４４１Ｂ）と可動駆動電極４１１Ａ（４１１Ｂ）とを逆相で振動させる」とは、逆相モード以外の振動が結合していない場合はもちろん、逆相モードが支配的であれば、他の振動モード（例えば、前述した同相モード）が結合していてもよい。また、例えば、可動検出電極４４１Ａと可動駆動電極４１１Ａとの振動に位相差がない場合はもちろん、位相差がある場合も含まれる。位相差がない場合とは、例えば、可動駆動電極４１１ＡがＸ軸方向プラス側に変位し出す時刻と可動検出電極４４１ＡがＸ軸方向マイナス側に変位し出す時刻が一致していることを意味する。また、位相差がある場合とは、例えば、可動駆動電極４１１ＡがＸ軸方向プラス側に変位し出す時刻よりも後から可動検出電極４４１ＡがＸ軸方向マイナス側に変位し出すことを意味する。
【００６７】
このような駆動振動モードで駆動させている最中に角速度センサー１に角速度ωｚが加わると、可動検出電極４４１Ａ，４４１Ｂは、コリオリの力によって、図７中の矢印Ａに示すように、検出ばね４６Ａ，４６ＢをＹ軸方向に弾性変形させつつＹ軸方向に逆相で振動する（この振動を「検出振動モード」とも言う）。検出振動モードでは、可動検出電極４４１Ａ，４４１ＢがＹ軸方向に振動するため、可動検出電極４４１Ａと固定検出電極４４２Ａ，４４３Ａとのギャップおよび可動検出電極４４１Ｂと固定検出電極４４２Ｂ，４４３Ｂとのギャップがそれぞれ変化し、それに伴って静電容量Ｃａ，Ｃｂがそれぞれ変化する。そのため、静電容量Ｃａ，Ｃｂの変化に基づいて、角速度ωｚを求めることができる。
【００６８】
検出振動モードでは、静電容量Ｃａが大きくなると静電容量Ｃｂが小さくなり、反対に、静電容量Ｃａが小さくなると静電容量Ｃｂが大きくなる。そのため、配線７５に接続されたＱＶアンプから出力される検出信号（静電容量Ｃａの大きさに応じた信号）と、配線７６に接続されたＱＶアンプから出力される検出信号（静電容量Ｃｂの大きさに応じた信号）とを差動演算（減算処理：Ｃａ−Ｃｂ）することで、ノイズをキャンセルすることができ、より精度よく角速度ωｚを検出することができる。
【００６９】
ここで、駆動振動モードでは、逆相ばね４７Ａの伸縮によって可動検出電極４４１Ａの振幅が可動駆動電極４１１Ａの振幅よりも大きくなり、逆相ばね４７Ｂの伸縮によって可動検出電極４４１Ｂの振幅が可動駆動電極４１１Ｂの振幅よりも大きくなる。そのため、駆動振動モードでの可動検出電極４４１Ａ，４４１Ｂの振幅を増大させることができ、その分、より大きいコリオリの力が作用する。したがって、角速度ωｚの検出感度が向上する。また、小さい駆動力で可動検出電極４４１Ａ，４４１Ｂを大きく振動させることができるため、消費電力を低減することもできる。
【００７０】
また、図３に示すように、素子部４は、その中央部（検出部４４Ａと検出部４４Ｂとの間）に位置するフレーム４８を有している。フレーム４８は、アルファベットの「Ｈ」の輪郭に沿った形状、所謂Ｈ形状をなし、Ｙ軸方向プラス側に位置する欠損部４８１（凹部）と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する欠損部４８２（凹部）と、を有している。そして、欠損部４８１の内外に亘って第１固定部４５１が配置されており、欠損部４８２の内外に亘って第１固定部４５２が配置されている。これにより、第１固定部４５１，４５２をＹ軸方向に長く形成することができ、その分、基板２との接合面積が増え、基板２と素子部４との接合強度が増す。
【００７１】
また、素子部４は、第１固定部４５１とフレーム４８との間に位置し、これらを接続するフレームばね４８８と、第１固定部４５２とフレーム４８との間に位置し、これらを接続するフレームばね４８９と、を有している。
【００７２】
また、素子部４は、フレーム４８と可動検出電極４４１Ａとの間に位置し、これらを接続する接続ばね４０Ａと、フレーム４８と可動検出電極４４１Ｂとの間に位置し、これらを接続する接続ばね４０Ｂと、を有している。接続ばね４０Ａは、検出ばね４６Ａと共に可動検出電極４４１Ａを支持し、接続ばね４０Ｂは、検出ばね４６Ｂと共に可動検出電極４４１Ｂを支持している。そのため、可動検出電極４４１Ａ，４４１Ｂを安定した姿勢で支持することができ、可動検出電極４４１Ａ，４４１Ｂの不要振動（スプリアス）を低減することができる。
【００７３】
なお、駆動振動モードでは、接続ばね４０Ａ，４０Ｂが弾性変形することで可動検出電極４４１Ａ，４４１Ｂや可動駆動電極４１１Ａ，４１１Ｂなどで構成される可動体４Ａ，４Ｂの振動が許容され、検出振動モードでは、接続ばね４０Ａ，４０Ｂおよびフレームばね４８８，４８９が弾性変形すると共に、フレーム４８が中心Ｏまわりに回動することで、可動検出電極４４１Ａ，４４１ＢのＹ軸方向への振動が許容される。
【００７４】
また、素子部４は、駆動振動モードでの可動駆動電極４１１Ａ，４１１Ｂの振動状態を検出するためのモニター部４９Ａ，４９Ｂを有している。モニター部４９Ａは、可動検出電極４４１Ａに配置され、櫛歯状に配置された複数の電極指を備えた可動モニター電極４９１Ａと、櫛歯状に配置された複数の電極指を備え可動モニター電極４９１Ａの電極指と間隙を有して互い違いに配置された固定モニター電極４９２Ａ，４９３Ａと、を有している。固定モニター電極４９２Ａは、可動モニター電極４９１Ａに対してＸ軸方向プラス側に位置し、固定モニター電極４９３Ａは、可動モニター電極４９１Ａに対してＸ軸方向マイナス側に位置している。
【００７５】
同様に、モニター部４９Ｂは、可動検出電極４４１Ｂに配置され、櫛歯状に配置された複数の電極指を備えた可動モニター電極４９１Ｂと、櫛歯状に配置された複数の電極指を備え可動モニター電極４９１Ｂの電極指と間隙を有して互い違いに配置された固定モニター電極４９２Ｂ，４９３Ｂと、を有している。固定モニター電極４９２Ｂは、可動モニター電極４９１Ｂに対してＸ軸方向マイナス側に位置し、固定モニター電極４９３Ｂは、可動モニター電極４９１Ｂに対してＸ軸方向プラス側に位置している。
【００７６】
これら固定モニター電極４９２Ａ，４９３Ａ，４９２Ｂ，４９３Ｂは、それぞれ、マウント２２５の上面に接合され、基板２に固定されている。また、可動モニター電極４９１Ａ，４９１Ｂは、それぞれ、配線７３と電気的に接続され、固定モニター電極４９２Ａ，４９２Ｂは、それそれ、配線７７と電気的に接続され、固定モニター電極４９３Ａ，４９３Ｂは、それぞれ、配線７８と電気的に接続されている。また、配線７７，７８は、それぞれ、ＱＶアンプ（電荷電圧変換回路）に接続される。角速度センサー１の駆動時には、可動モニター電極４９１Ａと固定モニター電極４９２Ａとの間および可動モニター電極４９１Ｂと固定モニター電極４９２Ｂとの間に静電容量Ｃｃが形成され、可動モニター電極４９１Ａと固定モニター電極４９３Ａとの間および可動モニター電極４９１Ｂと固定モニター電極４９３Ｂとの間に静電容量Ｃｄが形成される。
【００７７】
前述したように、駆動振動モードでは、可動検出電極４４１Ａ，４４１ＢがＸ軸方向に振動するため、可動モニター電極４９１Ａと固定モニター電極４９２Ａ，４９３Ａとのギャップおよび可動モニター電極４９１Ｂと固定モニター電極４９２Ｂ，４９３Ｂとのギャップがそれぞれ変化し、それに伴って静電容量Ｃｃ，Ｃｄがそれぞれ変化する。そのため、静電容量Ｃｃ，Ｃｄの変化に基づいて、可動体４Ａ，４Ｂの振動状態（特にＸ軸方向への振幅）を検出することができる。
【００７８】
駆動振動モードでは、静電容量Ｃｃが大きくなると静電容量Ｃｄが小さくなり、反対に、静電容量Ｃｃが小さくなると静電容量Ｃｄが大きくなる。そのため、配線７７に接続されたＱＶアンプから得られる検出信号（静電容量Ｃｃの大きさに応じた信号）と、配線７８に接続されたＱＶアンプから得られる検出信号（静電容量Ｃｄの大きさに応じた信号）とを差動演算（減算処理：Ｃｃ−Ｃｄ）することで、ノイズをキャンセルすることができ、より精度よく可動体４Ａ，４Ｂの振動状態を検出することができる。
【００７９】
なお、モニター部４９Ａ，４９Ｂからの出力によって検出された可動体４Ａ，４Ｂの振動状態（振幅）は、可動体４Ａ，４Ｂに電圧Ｖ２を印加する駆動回路にフィードバックされる。駆動回路は、可動体４Ａ，４Ｂの振幅が目標値となるように、電圧Ｖ２の周波数やＤｕｔｙ比を変更する。これにより、より確実に、可動体４Ａ，４Ｂを所定の振幅で振動させることができ、角速度ωｚの検出精度が向上する。
【００８０】
以上で述べたように、第１実施形態に係る角速度センサー１によれば、以下の特徴を有する。
検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）の第１面４４５と検出ばね４６ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ１は、検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）の第２面４４６と検出ばね４６ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ２より大きい。つまり、Ｘ軸方向において、第１面４４５よりも第２面４４６が検出ばね４６Ｂに近い。また、検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１よりも検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１とは反対側の長手形状の端部側で互いの間隔が大きく離れて設けられている。これにより、検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）に対して変位量が小さい検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１に検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）をより近接して近くに配置することができる。そして、検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）に対して変位量が大きい検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１とは反対側の長手形状の端部側から検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）を大きく離すことができ、検出ばね４６Ｂをより変位し易くすることができる。そのため、可動検出電極４４１Ｂを大きく変位させることができ、検出感度を向上させることができる。従って、小型化を図っても、検出感度の低下を低減した角速度センサー１を得ることができる。
【００８１】
また、検出ばね４６Ｂは、第１方向（Ｘ軸方向）の平面視で、第１面４４５と重なる領域よりも第２面４４６と重なる領域の方が小さい。つまり、固定検出電極４４３Ｂの検出ばね４６Ｂから大きく離れている第１面４４５の領域が、検出ばね４６Ｂに近い第２面４４６の領域よりも広く設けられているので、検出ばね４６Ｂの変位幅の減少を抑制することができる。従って、小型化を図っても、検出感度の低下を低減する角速度センサー１を得ることができる。
【００８２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る角速度センサー１ａについて、図８Ａを参照して説明する。図８Ａは、本発明の第２実施形態に係る角速度センサーが有する検出部の一部を示す平面図である。なお、図８Ａは、図３のＢ部に相当する。
【００８３】
本実施形態に係る角速度センサー１ａでは、主に、検出部４４Ａ，４４Ｂの固定検出電極４４３Ａ，４４３Ｂの構成が異なっていること以外は、前述した第１実施形態にかかる角速度センサー１と同様である。
【００８４】
なお、以下の説明では、第２実施形態の角速度センサー１ａに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図８Ａでは、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００８５】
第２実施形態に係る角速度センサー１ａの検出部４４Ａ，４４Ｂにおいて、検出部４４Ｂを一例として説明する。図８Ａに示すように、固定検出電極４４３Ｂは、検出ばね４６Ｂに対向し、検出ばね４６Ｂと交差する方向に沿って設けられた検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）の第１面４４５ａと、第１面４４５ａより可動検出電極４４１Ｂの中心側に設けられた検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）の第２面４４６とを有している。検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）の第１面４４５ａと検出ばね４６ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ３は、折り返し部４６１から離れるほど大きくなる。言い換えれば、第１面４４５ａと検出ばね４６ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ３は、可動検出電極４４１Ｂの端部５４に近づくほど大きい。よって、検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）の第１面４４５ａと検出ばね４６ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ３は、検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）の第２面４４６と検出ばね４６ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ４より大きい。つまり、検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１よりも検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１とは反対側の長手形状の端部側で互いの間隔が大きく離れて設けられている。これにより、固定検出電極４４３Ｂに対して変位量が小さい検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１に固定検出電極４４３Ｂを近くに配置することができる。そして、固定検出電極４４３Ｂに対して変位量が大きい検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１とは反対側の長手形状の端部側から固定検出電極４４３Ｂを大きく離すことができ、検出ばね４６Ｂをより変位し易くすることができる。そのため、可動検出電極４４１Ｂを大きく変位させることができるため、検出感度を向上させることができる。
【００８６】
また、前述した実施形態では、検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）の第１面４４５が検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１から端部に向けて検出ばね４６Ｂに対して離れる方向に連続して傾斜しているが、互いに離れていくならば、これに限定されず、例えば、第２実施形態の変形例としての角速度センサー１ｂは、図８Ｂに示すように、検出部４４Ｂ（固定検出電極４４３Ｂ）の第１面４４５ｂが複数の面４４５ｃ，４４５ｄ，４４５ｅで構成され、検出ばね４６Ｂに対して階段状に傾いていてもよい。
【００８７】
なお、本実施形態では、第１実施形態と同様に、図３を参照すると、検出部４４ＢのＹ軸方向の両端において、−Ｙ軸方向の端部で、且つ、−Ｘ軸方向の端部を一例として挙げ説明したが、検出部４４Ｂの−Ｙ軸方向の端部で、＋Ｘ軸方向の端部、検出部４４Ｂの＋Ｙ軸方向の端部で、Ｘ軸方向の両端、および検出部４４ＡのＹ軸方向の両端で、Ｘ軸方向の両端においても同様の構成となっている。
【００８８】
以上、第２実施形態の角速度センサー１ａ、１ｂについて説明した。このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８９】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る角速度センサー１ｃについて、図９Ａを参照して説明する。図９Ａは、本発明の第３実施形態に係る角速度センサーが有する検出部の一部を示す平面図である。
【００９０】
本実施形態に係る角速度センサー１ｃでは、主に、検出部４４Ａ，４４Ｂの構成が異なっていること以外は、前述した第１実施形態に係る角速度センサー１と同様である。
【００９１】
なお、以下の説明では、第３実施形態の角速度センサー１ｃに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９Ａでは、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００９２】
前述した実施形態では、検出ばね４６Ｂと可動検出電極４４１Ｂとの間に固定検出電極４４３Ｂが設けられているが、本実施形態においては、図９Ａに示すように、検出ばね４６Ｂと固定検出電極４４３Ｂとの間に可動検出電極４４１Ｂが設けられている。
【００９３】
可動検出電極４４１Ｂは、Ｘ軸方向において、固定検出電極４４３Ｂよりも検出ばね４６Ｂ側に配置され、検出ばね４６Ｂと対向する検出部４４Ｂ（可動検出電極４４１Ｂ）の第１面４４５と、第１面４４５より可動検出電極４４１Ｂの中心側に設けられた検出部４４Ｂ（可動検出電極４４１Ｂ）の第２面４４６と、を有している。検出部４４Ｂ（可動検出電極４４１Ｂ）の第１面４４５と検出ばね４６ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ５は、検出部４４Ｂ（可動検出電極４４１Ｂ）の第２面４４６と検出ばね４６ＢのＹ軸方向の延長線とのＸ軸方向の間隔Ｇ６より大きい。また、第１方向（Ｘ軸方向）からの平面視で、折り返し部４６１は、検出部４４Ｂ（可動検出電極４４１Ｂ）の第１面４４５と重なっており、第２面４４６と重なっていない。そのため、検出ばね４６Ｂと可動検出電極４４１Ｂとをより近接して配置することができる。よって、検出感度の低下を低減し、小型化の角速度センサー１ｃを得ることができる。
【００９４】
また、前述した実施形態では、検出部４４Ｂ（可動検出電極４４１Ｂ）の第１面４４５が検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１から端部５４ａまで検出ばね４６Ｂに対して平行に設けられ、Ｘ軸方向の間隔Ｇ５は常に等しいが、検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１から離れているならば、これに限定されない。
【００９５】
例えば、第３実施形態の変形例としての角速度センサー１ｄは、図９Ｂに示すように、検出部４４Ｂ（可動検出電極４４１Ｂ）の第１面４４５ｆと検出ばね４６ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ７は、折り返し部４６１に近づくほど大きくなる。言い換えれば、第１面４４５ｆと検出ばね４６ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ７は、可動検出電極４４１Ｂの端部５４ａから離れるほど大きい。よって、検出部４４Ｂ（可動検出電極４４１Ｂ）の第１面４４５ｆと検出ばね４６ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ７より、検出部４４Ｂ（可動検出電極４４１Ｂ）の第２面４４６と検出ばね４６ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ８の方が小さい。従って、第３実施形態と同様に、検出ばね４６Ｂと可動検出電極４４１Ｂとをより近接して配置することができる。
【００９６】
また、前述した実施形態では、検出部（検出電極）の第１面４４５ｆが検出ばね４６Ｂの端部から折り返し部４６１に向けて検出ばね４６Ｂに対して離れる方向に連続して傾斜しているが、互いに離れていくならば、これに限定されず、例えば、第３実施形態の変形例としての角速度センサー１ｅは、図９Ｃに示すように、検出部４４Ｂ（可動検出電極４４１Ｂ）の第１面４４５ｇが検出ばね４６Ｂに対して階段状に傾いていてもよい。
【００９７】
以上、第３実施形態の角速度センサー１ｃ，１ｄ，１ｅについて説明した。このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。また、検出ばね４６Ｂと検出部４４Ｂ（可動検出電極４４１Ｂ）とが対向するＸ軸方向の間隔を、検出ばね４６Ｂの折り返し部４６１も含めて全て大きく離すことができるので、より確実に可動検出電極４４１Ｂを大きく変位させることができる。従って、小型化を図っても、検出感度の低下を低減する角速度センサー１ｃ，１ｄ，１ｅを得ることができる。
【００９８】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る角速度センサー１ｆについて、図１０および図１１Ａを参照して説明する。図１０は、本発明の第４実施形態に係る角速度センサーが有する素子部を示す平面図である。図１１Ａは、図１０中のＣ部拡大平面図である。
【００９９】
本実施形態に係る角速度センサー１ｆでは、主に、駆動部４１Ａ，４１Ｂの構成が異なっていること以外は、前述した第１実施形態にかかる角速度センサー１と同様である。
【０１００】
なお、以下の説明では、第４実施形態の角速度センサー１ｆに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１０および図１１Ａでは、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【０１０１】
第４実施形態に係る角速度センサー１ｆの駆動部４１Ａ，４１Ｂにおいて、駆動部４１Ｂを一例として説明する。図１０および図１１Ａに示すように、駆動部４１Ｂは、櫛歯状に配置された複数の可動駆動電極指６１を備えた可動駆動電極４１１Ｂと、櫛歯状に配置された複数の固定駆動電極指６３を備え可動駆動電極４１１Ｂの可動駆動電極指６１と空隙を有して互い違いに配置された固定駆動電極４１２Ｂと、を有している。
【０１０２】
固定駆動電極４１２Ｂは、第１方向（Ｘ軸方向）に沿って延在して設けられている複数の固定駆動電極指６３を有している。また、可動駆動電極４１１Ｂは、Ｙ軸方向に沿って延在して設けられている第２幹部６０と、第２幹部６０からＸ軸方向に沿って延在して設けられ、固定駆動電極指６３とＹ軸方向に間隔を空けて配置される複数の可動駆動電極指６１と、第２幹部６０に連結する第２連結部６２と、を有している。
【０１０３】
駆動ばね４３Ｂは、第２方向（Ｙ軸方向）に沿って延在する長手形状と、可動駆動電極４１１Ｂの中心側に折り返し部４３１とを有し、第１方向（Ｘ軸方向）に弾性変形することができる。また、駆動ばね４３Ｂの折り返し部４３１とは反対側の長手形状の端部は、第２固定部４２１Ｂと可動駆動電極４１１Ｂの第２連結部６２とにそれぞれ接続されている。
【０１０４】
固定駆動電極４１２Ｂは、駆動ばね４３Ｂと対向する駆動部４１Ｂ（固定駆動電極４１２Ｂ）の第１面４１５と、第１面４１５より可動駆動電極４１１Ｂの中心側に設けられた駆動部４１Ｂ（固定駆動電極４１２Ｂ）の第２面４１６と、を有している。駆動部４１Ｂ（固定駆動電極４１２Ｂ）の第１面４１５と駆動ばね４３ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ９は、駆動部４１Ｂ（固定駆動電極４１２Ｂ）の第２面４１６と駆動ばね４３ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ１０より大きい。つまり、駆動ばね４３Ｂの折り返し部４３１よりも駆動ばね４３Ｂの折り返し部４３１とは反対側の長手形状の端部側で互いの間隔が大きく離れて設けられている。これにより、固定駆動電極４１２Ｂに対して変位量が小さい駆動ばね４３Ｂの折り返し部４３１に固定駆動電極４１２Ｂをより近接して配置することができる。そして、固定駆動電極４１２Ｂに対して変位量が大きい駆動ばね４３Ｂの折り返し部４３１とは反対側の長手形状の端部側から固定駆動電極４１２Ｂを大きく離すことができ、駆動ばね４３Ｂをより変位し易くすることができる。そのため、可動駆動電極４１１Ｂを大きく変位させることができるため、可動検出電極４４１Ｂが大きく変位し、検出感度をより向上させることができる。従って、小型化を図っても、検出感度の低下を低減した角速度センサー１ｆを得ることができる。
【０１０５】
また、前述した実施形態では、駆動部４１Ｂ（固定駆動電極４１２Ｂ）の第１面４１５が駆動ばね４３Ｂの折り返し部４３１から端部まで駆動ばね４３Ｂに対して平行に設けられ、Ｘ軸方向の間隔Ｇ９は常に等しいが、駆動ばね４３Ｂの折り返し部４３１から離れているならば、これに限定されない。
【０１０６】
例えば、第４実施形態の変形例としての角速度センサー１ｇは、図１１Ｂに示すように、固定駆動電極４１２Ｂは、駆動ばね４３Ｂに対向し、駆動ばね４３Ｂと交差する方向に沿って設けられた駆動部４１Ｂ（固定駆動電極４１２Ｂ）の第１面４１５ａと、第１面４１５ａより可動駆動電極４１１Ｂの中心側に設けられた第２面４１６とを有している。駆動部４１Ｂ（固定駆動電極４１２Ｂ）の第１面４１５ａと駆動ばね４３ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ１１は、折り返し部４３１から離れるほど大きくなる。駆動部４１Ｂ（固定駆動電極４１２Ｂ）の第１面４１５ａと駆動ばね４３ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ１１は、駆動部４１Ｂ（固定駆動電極４１２Ｂ）の第２面４１６と駆動ばね４３ＢとのＸ軸方向の間隔Ｇ１２より大きい。つまり、駆動ばね４３Ｂの折り返し部４３１よりも駆動ばね４３Ｂの折り返し部４３１とは反対側の長手形状の端部側で互いの間隔が大きく離れて設けられている。これにより、固定駆動電極４１２Ｂに対して変位量が小さい駆動ばね４３Ｂの折り返し部４３１に固定駆動電極４１２Ｂを近くに配置することができる。そして、固定駆動電極４１２Ｂに対して変位量が大きい駆動ばね４３Ｂの折り返し部４３１とは反対側の長手形状の端部側から固定駆動電極４１２Ｂを大きく離すことができ、駆動ばね４３Ｂをより変位し易くすることができる。そのため、可動駆動電極４１１Ｂを大きく変位させることができるため、可動検出電極４４１Ｂが大きく変位し、検出感度をより向上させることができる。
【０１０７】
また、前述した実施形態では、駆動部４１Ｂ（固定駆動電極４１２Ｂ）の第１面４１５が駆動ばね４３Ｂの端部から折り返し部４３１に向けて駆動ばね４３Ｂに対して離れる方向に連続して傾斜しているが、互いに離れていくならば、これに限定されず、例えば、第４実施形態の変形例としての角速度センサー１ｈは、図１１Ｃに示すように、駆動部４１Ｂ（固定駆動電極４１２Ｂ）の第１面４１５ｂが駆動ばね４３Ｂに対して階段状に傾いていてもよい。
【０１０８】
なお、本実施形態では、図１０に示すように、駆動部４１ＢのＹ軸方向の両端において、−Ｙ軸方向の端部を一例として挙げ、説明したが、駆動部４１Ｂの＋Ｙ軸方向の端部や駆動部４１ＡのＹ軸方向の両端においても同様の構成となっている。
【０１０９】
以上、第４実施形態の角速度センサー１ｆ，１ｇ，１ｈについて説明した。このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１１０】
＜慣性計測装置＞
次に、本発明の一実施形態に係る角速度センサー１を適用した慣性計測装置ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）２０００について、図１２および図１３を参照して説明する。図１２は、慣性計測装置の概略構成を示す分解斜視図である。図１３は、慣性計測装置の慣性センサー素子の配置例を示す斜視図である。
【０１１１】
図１２に示す慣性計測装置２０００は、自動車や、ロボットなどの運動体（被装着装置）の姿勢や、挙動（慣性運動量）を検出する装置である。慣性計測装置２０００は、３軸の加速度センサーと、３軸の角速度センサーと、を備えた、所謂６軸モーションセンサーとして機能する。
【０１１２】
慣性計測装置２０００は、平面形状が略正方形の直方体である。また、正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に、固定部としてのネジ穴２１１０が形成されている。この２ヶ所のネジ穴２１１０に２本のネジを通して、自動車などの被装着体の被装着面に慣性計測装置２０００を固定することができる。なお、部品の選定や設計変更により、例えば、スマートフォンや、デジタルカメラに搭載可能なサイズに小型化することも可能である。
【０１１３】
慣性計測装置２０００は、アウターケース２１００と、接合部材２２００と、センサーモジュール２３００と、を有し、アウターケース２１００の内部に、接合部材２２００を介在させて、センサーモジュール２３００を挿入した構成となっている。また、センサーモジュール２３００は、インナーケース２３１０と、基板２３２０と、を有している。
【０１１４】
アウターケース２１００の外形は、慣性計測装置２０００の全体形状と同様に、平面形状が略正方形の直方体であり、正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に、それぞれネジ穴２１１０が形成されている。また、アウターケース２１００は、箱状であり、その内部にセンサーモジュール２３００が収納されている。
【０１１５】
インナーケース２３１０は、基板２３２０を支持する部材であり、アウターケース２１００の内部に収まる形状となっている。また、インナーケース２３１０には、基板２３２０との接触を防止するための凹部２３１１や後述するコネクター２３３０を露出させるための開口２３１２が形成されている。このようなインナーケース２３１０は、接合部材２２００（例えば、接着剤を含浸させたパッキン）を介してアウターケース２１００に接合されている。また、インナーケース２３１０の下面には、接着剤を介して基板２３２０が接合されている。
【０１１６】
図１３に示すように、基板２３２０の上面には、コネクター２３３０、Ｚ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｚ、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向の加速度を検出する加速度センサー２３５０などが実装されている。また、基板２３２０の側面には、Ｘ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｘおよびＹ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｙが実装されている。なお、角速度センサー２３４０ｚ、２３４０ｘ、２３４０ｙとしては、特に限定されず、例えば前述した角速度センサー１など、コリオリの力を利用した振動ジャイロセンサーを用いることができる。また、加速度センサー２３５０としては、特に限定されず、例えば、静電容量型の加速度センサーを用いることができる。
【０１１７】
また、基板２３２０の下面には、制御回路としての制御ＩＣ２３６０が実装されている。制御ＩＣ２３６０は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）であり、不揮発性メモリーを含む記憶部や、Ａ／Ｄコンバーターなどを内蔵しており、慣性計測装置２０００の各部を制御する。記憶部には、加速度および角速度を検出するための順序と内容を規定したプログラムや、検出データをデジタル化してパケットデータに組込むプログラムおよび付随するデータなどが記憶されている。なお、基板２３２０には、その他にも複数の電子部品が実装されている。
【０１１８】
以上、慣性計測装置２０００について説明した。このような慣性計測装置２０００は、角速度センサー１としての角速度センサー２３４０ｚ、２３４０ｘ、２３４０ｙおよび加速度センサー２３５０と、これら各センサー２３４０ｚ、２３４０ｘ、２３４０ｙ、２３５０の駆動を制御する制御ＩＣ２３６０（制御回路）と、を含んでいる。これにより、上述した角速度センサー１の効果を享受でき、信頼性の高い慣性計測装置２０００が得られる。
【０１１９】
＜移動体測位装置＞
次に、本発明の一実施形態に係る角速度センサー１を適用した移動体測位装置３０００について、図１４および図１５を参照して説明する。図１４は、移動体測位装置の全体システムを示すブロック図である。図１５は、移動体測位装置の作用を模式的に示す図である。
【０１２０】
図１４に示す移動体測位装置３０００は、移動体に装着して用い、当該移動体の測位を行うための装置である。移動体としては、特に限定されず、自転車、自動車（四輪自動車およびバイクを含む）、電車、飛行機、船等のいずれでもよいが、本実施形態では四輪自動車として説明する。移動体測位装置３０００は、慣性計測装置３１００（ＩＭＵ）と、演算処理部３２００と、ＧＰＳ受信部３３００と、受信アンテナ３４００と、位置情報取得部３５００と、位置合成部３６００と、処理部３７００と、通信部３８００と、表示部３９００と、を有している。なお、慣性計測装置３１００としては、例えば、前述した慣性計測装置２０００を用いることができる。
【０１２１】
また、慣性計測装置３１００は、３軸の加速度センサー３１１０と、３軸の角速度センサー３１２０と、を有している。演算部としての演算処理部３２００は、加速度センサー３１１０からの加速度データおよび角速度センサー３１２０からの角速度データを受け、これらデータに対して慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データ（移動体の加速度および姿勢を含むデータ）を出力する。
【０１２２】
また、受信部としてのＧＰＳ受信部３３００は、受信アンテナ３４００を介してＧＰＳ衛星からの信号（ＧＰＳ搬送波。位置情報が重畳された衛星信号）を受信する。また、取得部としての位置情報取得部３５００は、ＧＰＳ受信部３３００が受信した信号に基づいて、移動体測位装置３０００（移動体）の位置（緯度、経度、高度）、速度、方位を表すＧＰＳ測位データを出力する。このＧＰＳ測位データには、受信状態や受信時刻等を示すステータスデータも含まれている。
【０１２３】
算出部としての位置合成部３６００は、演算処理部３２００から出力された慣性データとしての慣性航法測位データおよび位置情報取得部３５００から出力されたＧＰＳ測位データに基づいて、移動体の位置、具体的には移動体が地面のどの位置を走行しているかを算出する。例えば、ＧＰＳ測位データに含まれている移動体の位置が同じであっても、図１５に示すように、地面の傾斜等の影響によって移動体の姿勢が異なっていれば、地面の異なる位置を移動体が走行していることになる。そのため、ＧＰＳ測位データだけでは移動体の正確な位置を算出することができない。そこで、位置合成部３６００は、慣性航法測位データ（特に、移動体の姿勢に関するデータ）を用いて、移動体が地面のどの位置を走行しているのかを算出する。なお、当該判定は、三角関数（鉛直方向に対する傾きθ）を用いた演算によって比較的簡単に行うことができる。
【０１２４】
位置合成部３６００から出力された位置データは、処理部３７００によって所定の処理が行われ、測位結果として、表示部３９００に表示されるようになっている。また、位置データは、通信部３８００によって外部装置に送信されるようになっていてもよい。
【０１２５】
以上、移動体測位装置３０００について説明した。このような移動体測位装置３０００は、前述したように、慣性計測装置３１００と、測位用衛星から位置情報が重畳された衛星信号を受信するＧＰＳ受信部３３００（受信部）と、受信した衛星信号に基づいて、ＧＰＳ受信部３３００の位置情報を取得する位置情報取得部３５００（取得部）と、慣性計測装置３１００から出力された慣性航法測位データ（慣性データ）に基づいて、移動体の姿勢を演算する演算処理部３２００（演算部）と、算出された姿勢に基づいて位置情報を補正することにより、移動体の位置を算出する位置合成部３６００（算出部）と、を含んでいる。これにより、上述した角速度センサー１（慣性計測装置２０００）の効果を享受でき、信頼性の高い移動体測位装置３０００が得られる。
【０１２６】
＜携帯型電子機器＞
次に、本発明の一実施形態に係る角速度センサー１を適用した携帯型電子機器について、図１６および図１７を参照して説明する。図１６は、携帯型電子機器の構成を模式的に示す平面図である。図１７は、携帯型電子機器の概略構成を示す機能ブロック図である。
以下、携帯型電子機器の一例として、腕時計型の活動計（アクティブトラッカー）を示して説明する。
【０１２７】
腕時計型の活動計（アクティブトラッカー）であるリスト機器１０００は、図１６に示すように、バンド１０３２，１０３７等によってユーザーの手首等の部位（被検体）に装着され、デジタル表示の表示部１５０を備えるとともに無線通信が可能である。上述した本発明に係る角速度センサー１は、角速度を計測するセンサーとしてリスト機器１０００に組込まれている。
【０１２８】
リスト機器１０００は、少なくとも角速度センサー１が収容されているケース１０３０と、ケース１０３０に収容され、角速度センサー１からの出力データを処理する処理部１００（図１７参照）と、ケース１０３０に収容されている表示部１５０と、ケース１０３０の開口部を塞いでいる透光性カバー１０７１と、を備えている。ケース１０３０の透光性カバー１０７１のケース１０３０の外側には、ベゼル１０７８が設けられている。ケース１０３０の側面には、複数の操作ボタン１０８０，１０８１が設けられている。以下、図１７も併せて参照しながら、さらに詳細に説明する。
【０１２９】
加速度センサー１１３は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の加速度を検出し、検出した３軸加速度の大きさおよび向きに応じた信号（加速度信号）を出力する。また、角速度センサー１としての角速度センサー１１４は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の角速度を検出し、検出した３軸角速度の大きさおよび向きに応じた信号（角速度信号）を出力する。
【０１３０】
表示部１５０を構成する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）では、種々の検出モードに応じて、例えば、ＧＰＳセンサー１１０や地磁気センサー１１１を用いた位置情報、移動量や角速度センサー１に含まれる角速度センサー１１４を用いた運動量などの運動情報、脈拍センサー１１５などを用いた脈拍数などの生体情報、もしくは現在時刻などの時刻情報などが表示される。なお、温度センサー１１６を用いた環境温度を表示することもできる。
【０１３１】
通信部１７０は、ユーザー端末と図示しない情報端末との間の通信を成立させるための各種制御を行う。通信部１７０は、例えば、Bluetooth（登録商標）（BTLE：Bluetooth Low Energyを含む）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（Wireless Fidelity）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ（Near field communication）、ＡＮＴ＋（登録商標）等の近距離無線通信規格に対応した送受信機や通信部１７０はＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の通信バス規格に対応したコネクターを含んで構成される。
【０１３２】
処理部１００（プロセッサー）は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により構成される。処理部１００は、記憶部１４０に格納されたプログラムと、操作部１２０（例えば操作ボタン１０８０，１０８１）から入力された信号とに基づき、各種の処理を実行する。処理部１００による処理には、ＧＰＳセンサー１１０、地磁気センサー１１１、圧力センサー１１２、加速度センサー１１３、角速度センサー１１４、脈拍センサー１１５、温度センサー１１６、計時部１３０の各出力信号に対するデータ処理、表示部１５０に画像を表示させる表示処理、音出力部１６０に音を出力させる音出力処理、通信部１７０を介して情報端末と通信を行う通信処理、バッテリー１８０からの電力を各部へ供給する電力制御処理などが含まれる。
【０１３３】
このようなリスト機器１０００では、少なくとも以下のような機能を有することができる。
１．距離：高精度のＧＰＳ機能により計測開始からの合計距離を計測する。
２．ペース：ペース距離計測から、現在の走行ペースを表示する。
３．平均スピード：走行開始から現在までの平均スピードを算出し表示する。
４．標高：ＧＰＳ機能により、標高を計測し表示する。
５．ストライド：ＧＰＳ電波が届かないトンネル内などでも歩幅を計測し表示する。
６．ピッチ：１分あたりの歩数を計測し表示する。
７．心拍数：脈拍センサーにより心拍数を計測し表示する。
８．勾配：山間部でのトレーニングやトレイルランにおいて、地面の勾配を計測し表示する。
９．オートラップ：事前に設定した一定距離や一定時間を走った時に、自動でラップ計測を行う。
１０．運動消費カロリー：消費カロリーを表示する。
１１．歩数：運動開始からの歩数の合計を表示する。
【０１３４】
なお、リスト機器１０００は、ランニングウォッチ、ランナーズウォッチ、デュアスロンやトライアスロン等マルチスポーツ対応のランナーズウォッチ、アウトドアウォッチ、および衛星測位システム、例えばＧＰＳを搭載したＧＰＳウォッチ、等に広く適用できる。
【０１３５】
また、上述では、衛星測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて説明したが、他の全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用してもよい。例えば、ＥＧＮＯＳ(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ、ＢｅｉＤｏｕ（BeiDou Navigation Satellite System）、等の衛星測位システムのうち１又は２以上を利用してもよい。また、衛星測位システムの少なくとも１つにＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＥＧＮＯＳ（European Geostationary Satellite Navigation Overlay Service）等の静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ：Satellite based Augmentation System）を利用してもよい。
【０１３６】
このような携帯型電子機器は、角速度センサー１および処理部１００を備えているので、優れた信頼性を有している。
【０１３７】
＜電子機器＞
次に、本発明の一実施形態に係る角速度センサー１を適用した電子機器について、図１８〜図２０を参照して説明する。
【０１３８】
先ず、図１８を参照して、電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューター１１００について説明する。図１８は、電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を模式的に示す斜視図である。
【０１３９】
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１１０８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、角速度センサー１が内蔵されており、角速度センサー１の検出データに基づいて制御部１１１０が、例えば姿勢制御などの制御を行なうことができる。
【０１４０】
図１９は、電子機器の一例であるスマートフォン（携帯型電話機）の構成を模式的に示す斜視図である。
【０１４１】
この図において、スマートフォン１２００は、上述した角速度センサー１が組込まれている。角速度センサー１によって検出された検出データ（角速度データ）は、スマートフォン１２００の制御部１２０１に送信される。制御部１２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成されており、受信した検出データからスマートフォン１２００の姿勢や、挙動を認識して、表示部１２０８に表示されている表示画像を変化させたり、警告音や、効果音を鳴らしたり、振動モーターを駆動して本体を振動させることができる。換言すれば、スマートフォン１２００のモーションセンシングを行い、計測された姿勢や、挙動から、表示内容を変えたり、音や、振動などを発生させたりすることができる。特に、ゲームのアプリケーションを実行する場合には、現実に近い臨場感を味わうことができる。
【０１４２】
図２０は、電子機器の一例であるディジタルスチールカメラの構成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。
【０１４３】
ディジタルスチールカメラ１３００のケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０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１３１０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も機能する。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などを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【０１４４】
撮影者が表示部１３１０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・格納される。また、このディジタルスチールカメラ１３００では、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。このようなディジタルスチールカメラ１３００には、角速度センサー１が内蔵されており、角速度センサー１の検出データに基づいて制御部１３１６が、例えば手振れ補正などの制御を行なうことができる。
【０１４５】
このような電子機器は、角速度センサー１および制御部１１１０，１２０１，１３１６を備えているので、優れた信頼性を有している。
【０１４６】
なお、角速度センサー１を備える電子機器は、図１８のパーソナルコンピューター１１００、図１９のスマートフォン（携帯型電話機）１２００、図２０のディジタルスチールカメラ１３００の他にも、例えば、タブレット端末、時計、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、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）、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、地震計、歩数計、傾斜計、ハードディスクの振動を計測する振動計、ロボットやドローンなど飛行体の姿勢制御装置、自動車の自動運転用慣性航法に使用される制御機器等に適用することができる。
【０１４７】
＜移動体＞
次に、本発明の一実施形態に係る角速度センサー１を適用した移動体について、図２１を参照して説明する。図２１は、移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。
【０１４８】
図２１に示すように、移動体としての自動車１５００には、角速度センサー１が内蔵されており、例えば、角速度センサー１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。角速度センサー１の検出信号は、車体の姿勢を制御する姿勢制御部としての車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。また、角速度センサー１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：Antilock Brake System）、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等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）に広く適用できる。
【０１４９】
また、移動体に適用される角速度センサー１は、上記の例示の他にも、例えば、二足歩行ロボットや電車などの姿勢制御、ラジコン飛行機、ラジコンヘリコプター、およびドローンなどの遠隔操縦あるいは自律式の飛行体の姿勢制御、農業機械（農機）、もしくは建設機械（建機）などの姿勢制御、ロケット、人工衛星、船舶、ＡＧＶ（無人搬送車）、二および足歩行ロボットなどの制御において利用することができる。以上のように、各種移動体の姿勢制御の実現にあたって、角速度センサー１およびそれぞれの制御部（不図示）が組み込まれる。
【０１５０】
このような移動体は、角速度センサー１、および制御部（例えば、姿勢制御部としての車体姿勢制御装置１５０２）を備えているので、優れた信頼性を有している。
【０１５１】
以上、角速度センサー１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ、慣性計測装置２０００、移動体測位装置３０００、携帯型電子機器（１０００）、電子機器（１１００，１２００，１３００）、および移動体（１５００）を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。
【０１５２】
また、前述した実施形態では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が互いに直交しているが、互いに交差していれば、これに限定されず、例えば、Ｘ軸がＹＺ平面の法線方向に対して若干傾いていてもよいし、Ｙ軸がＸＺ平面の法線方向に対して若干傾いていてもよいし、Ｚ軸がＸＹ平面の法線方向に対して若干傾いていてもよい。なお、若干とは、角速度センサー１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈがその効果を発揮することができる範囲を意味し、具体的な傾き角度（数値）は、構成等によって異なる。
【符号の説明】
【０１５３】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ…角速度センサー、２…基板、２１…凹部、２２，２２１，２２２，２２３，２２４，２２５…マウント、２３，２４，２５，２６，２７，２８…溝部、３…蓋体、３１…凹部、３２…連通孔、３３…封止部材、３９…ガラスフリット、４…素子部、４Ａ，４Ｂ…可動体、４１Ａ，４１Ｂ…駆動部、４１１Ａ，４１１Ｂ…可動駆動電極、４１２Ａ，４１２Ｂ…固定駆動電極、４２Ａ，４２Ｂ…第１固定部、４２１Ａ，４２１Ｂ…第２固定部、４３Ａ，４３Ｂ…駆動ばね、４３１…折り返し部、４４Ａ，４４Ｂ…検出電極としての検出部、４４１Ａ，４４１Ｂ…第１検出電極としての可動検出電極、４４２Ａ，４４２Ｂ，４４３Ａ，４４３Ｂ…第２検出電極としての固定検出電極、４４５…第１面、４４６…第２面、４４７…第３固定部、４５１，４５２…第１固定部、４６Ａ，４６Ｂ…ばね部としての検出ばね、４６１，４６２…折り返し部、４７Ａ，４７Ｂ…逆相ばね、４７１Ａ，４７１Ｂ，…ばね本体、４７２Ａ，４７３Ａ…アーム、４７４Ａ，４７５Ａ…接続部、４７７Ａ，４７７Ｂ，４７８Ａ，４７８Ｂ…梁、４８…フレーム、４８１，４８２…欠損部、４８８，４８９…フレームばね、４９Ａ，４９Ｂ…モニター部、４９１Ａ，４９１Ｂ…可動モニター電極、４９２Ａ，４９２Ｂ，４９３Ａ，４９３Ｂ…固定モニター電極、５０…第１幹部、５１…第１電極指としての可動検出電極指、５２…第１連結部、５２１…第１支持部、５２２…第２支持部、５３…第２電極指としての固定検出電極指、５４…端部、６０…第２幹部、６１…可動駆動電極指、６２…第２連結部、６３…固定駆動電極指、７３，７４，７５，７６，７７，７８…配線、１０００…携帯型電子機器としてのリスト機器、１１００…パーソナルコンピューター、１２００…スマートフォン（携帯電話機）、１３００…ディジタルスチールカメラ、１５００…移動体としての自動車、２０００…慣性計測装置、３０００…移動体測位装置、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８，Ｇ９，Ｇ１０，Ｇ１１，Ｇ１２…間隔。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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