(57)【要約】  ＬＳＩ回路への入力前に計測信号以外の加速度の印加による信号を相殺して、慣性センサの誤動作や誤出力による機能停止を抑制する技術である。静電容量型のＭＥＭＳ加速度センサ１００であって、可動部１０４、検出用可動電極１０５ａと検出用固定電極１０６ａとのＰ側第１電極対、検出用可動電極１０５ｂと検出用固定電極１０６ｂとのＰ側第２電極対、検出用可動電極１０９ａと検出用固定電極１１０ａとのＮ側第１電極対、検出用可動電極１０９ｂと検出用固定電極１１０ｂとのＮ側第２電極対を有する構成において、可動部１０４はこの可動部１０４の内側に設けられた固定部１０１の１点で支持され、さらに、可動部１０４の固定部１０１と検出用固定電極１０６ａの固定部１０７と検出用固定電極１０６ｂの固定部１０８と検出用固定電極１１０ａの固定部１１１と検出用固定電極１１０ｂの固定部１１２とはＭＥＭＳ加速度センサ１００の検出方向１１５と垂直な直線１１６上に配置され、さらに、可動部１０４の固定部１０１に対し、一方にＰ側第１電極対とＮ側第１電極対とが設けられ、他方にＰ側第２電極対とＮ側第２電極対とが設けられている。
2014061099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量型の慣性センサであって、  可動部と、  前記可動部の検出軸の正方向変位に対して容量値が増加する正方向第１電極対と、  前記可動部の検出軸の正方向変位に対して容量値が増加する正方向第２電極対と、  前記可動部の検出軸の正方向変位に対して容量値が減少する負方向第１電極対と、  前記可動部の検出軸の正方向変位に対して容量値が減少する負方向第２電極対と、を有し、  前記可動部は、該可動部の内側に設けられた固定部の１点で支持され、  前記可動部の固定部と、前記正方向第１電極対の固定部と、前記正方向第２電極対の固定部と、前記負方向第１電極対の固定部と、前記負方向第２電極対の固定部とは、前記慣性センサの検出方向と垂直な直線上に配置され、  前記可動部の固定部に対し、一方に前記正方向第１電極対と前記負方向第１電極対とが設けられ、他方に前記正方向第２電極対と前記負方向第２電極対とが設けられていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、  前記正方向第１電極対と前記正方向第２電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して第１の方向に配置され、  前記負方向第１電極対と前記負方向第２電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、  前記正方向第１電極対と前記負方向第２電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して第１の方向に配置され、  前記正方向第２電極対と前記負方向第１電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項４】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、  前記正方向第１電極対と前記正方向第２電極対と前記負方向第１電極対と前記負方向第２電極対とは、それぞれ、容量値が電極間距離により変動する対向型の平行平板形状であることを特徴とする慣性センサ。
【請求項５】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、  前記正方向第１電極対と前記正方向第２電極対と前記負方向第１電極対と前記負方向第２電極対とは、それぞれ、前記可動部で構成される枠体の内周枠より内側に設置されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項６】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、  前記正方向第１電極対と前記正方向第２電極対と前記負方向第１電極対と前記負方向第２電極対とは、それぞれ、前記可動部で構成される枠体の外周枠より外側に設置されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項７】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、  前記慣性センサの機械的な故障を、診断信号の印加により前記可動部を強制的に変位させて診断する複数の診断用電極対を有し、  前記複数の診断用電極対として、  前記診断信号の印加により前記可動部の検出軸の正方向に変位する診断用正方向第１電極対と、  前記診断信号の印加により前記可動部の検出軸の正方向に変位する診断用正方向第２電極対と、  前記診断信号の印加により前記可動部の検出軸の負方向に変位する診断用負方向第１電極対と、  前記診断信号の印加により前記可動部の検出軸の負方向に変位する診断用負方向第２電極対と、を有し、  前記診断用正方向第１電極対の固定部と、前記診断用正方向第２電極対の固定部と、前記診断用負方向第１電極対の固定部と、前記診断用負方向第２電極対の固定部とは、前記慣性センサの検出方向と垂直な直線上に配置され、  前記可動部の固定部に対し、一方に前記診断用正方向第１電極対と前記診断用負方向第１電極対とが設けられ、他方に前記診断用正方向第２電極対と前記診断用負方向第２電極対とが設けられていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項８】
請求項７に記載の慣性センサにおいて、  前記診断用正方向第１電極対と前記診断用正方向第２電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して第１の方向に配置され、  前記診断用負方向第１電極対と前記診断用負方向第２電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項９】
請求項７に記載の慣性センサにおいて、  前記診断用正方向第１電極対と前記診断用負方向第２電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して第１の方向に配置され、  前記診断用正方向第２電極対と前記診断用負方向第１電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項１０】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、  前記可動部の変位を阻害する複数のダンパー用電極対を有し、  前記複数のダンパー用電極対として、  前記可動部の検出軸の正方向の変位を阻害するダンパー用正方向第１電極対と、  前記可動部の検出軸の負方向の変位を阻害するダンパー用負方向第１電極対と、を有し、  前記ダンパー用正方向第１電極対の固定部と、前記ダンパー用負方向第１電極対の固定部とは、前記慣性センサの検出方向と垂直な直線上に配置され、  前記可動部の固定部に対し、一方に前記ダンパー用正方向第１電極対が設けられ、他方に前記ダンパー用負方向第１電極対が設けられていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の慣性センサにおいて、  前記ダンパー用正方向第１電極対および前記ダンパー用負方向第１電極対には、第１の電位が印加され、前記可動部には前記第１の電位とは異なる第２の電位が印加されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項１２】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、  前記正方向第１電極対と該正方向第１電極対の固定部との接続部、前記正方向第２電極対と該正方向第２電極対の固定部との接続部、前記負方向第１電極対と該負方向第１電極対の固定部との接続部、前記負方向第２電極対と該負方向第２電極対の固定部との接続部、および、前記可動部と該可動部の固定部との接続部のうちの少なくとも１つの接続部には、穴があけられていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項１３】
請求項７に記載の慣性センサにおいて、  前記診断用正方向第１電極対と該診断用正方向第１電極対の固定部との接続部、前記診断用正方向第２電極対と該診断用正方向第２電極対の固定部との接続部、前記診断用負方向第１電極対と該診断用負方向第１電極対の固定部との接続部、および、前記診断用負方向第２電極対と該診断用負方向第２電極対の固定部との接続部のうちの少なくとも１つの接続部には、穴があけられていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項１４】
請求項１０に記載の慣性センサにおいて、  前記ダンパー用正方向第１電極対と該ダンパー用正方向第１電極対の固定部との接続部、および、前記ダンパー用負方向第１電極対と該ダンパー用負方向第１電極対の固定部との接続部のうちの少なくとも１つの接続部には、穴があけられていることを特徴とする慣性センサ。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、慣性センサに関する。より具体的には、物体に働く慣性力に起因し検出軸を持つ物理量を検出する慣性センサに適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  本技術分野の背景技術として、特表２０１０−５１３８８８号公報（特許文献１）がある。この特許文献１には、一軸方向に変位する可動部（弾性波質量体）と、可動部に接続された可動電極と、基板と接続された固定電極から構成される櫛の歯状電極を有し、基板の中央領域に全ての固定領域が配置された加速度センサ構造が記載されている。この加速度センサ構造においては、可動部の変位方向に対し、可動部に接続された可動電極と、基板と接続された固定電極から構成される櫛の歯状電極が平行に配置され、オーバーラップ領域において櫛の歯状電極はコンデンサを構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５１３８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  一般に広く利用されるＭＥＭＳ慣性センサ（センサモジュールとも呼ぶ）は、錘（可動部）とその錘を支持する梁（弾性変形部）とで構成される機械素子を備える。ＭＥＭＳ慣性センサの機械素子が形成された基板（ＭＥＭＳエレメントとも呼ぶ）に対し、一軸方向に変位可能な梁で錘を支え、基板に印加された加速度によって錘が変位した量を、ＬＳＩ回路で電気信号に変換するものが加速度センサ装置である。【０００５】  この加速度センサ装置において、錘の変位した量は、錘に接続されている可動電極と、基板に接続されている固定電極より形成されるコンデンサの容量変動値として検出できる。コンデンサの対向面積をＳ、コンデンサを形成する電極間距離をｄ、コンデンサを形成する電極間を充填する物体の誘電率をεとすると、加速度が印加されていない場合のコンデンサの容量はＣ＝εＳ／ｄと表せる。【０００６】  また、平行平板型のコンデンサにおいて、加速度を印加することによりコンデンサの電極間距離を縮める方向に錘が変位する量をΔｄとすると、加速度の印加による錘の変位量Δｄが電極間距離ｄに対して十分に小さい場合、加速度の印加によるコンデンサの容量変動はΔＣ／Ｃ≒Δｄ／ｄと表せる。つまり、コンデンサの容量値の変動は、ＭＥＭＳ慣性センサに印加された加速度に比例している。このコンデンサの容量値の変動をＬＳＩ回路で電気信号に変換し、出力する。【０００７】  しかし、加速度の印加による錘の変位以外であっても、コンデンサの容量値が変動する場合がある。このような場合の例を、＜オフセット変動の原因＞、＜オフセット変動のデメリット＞として、以下において説明する。【０００８】  ＜オフセット変動の原因＞  ＭＥＭＳ慣性センサの機械素子が形成された基板は、ＬＳＩ回路の基板とともに、接着剤などでパッケージに固定される。この場合のパッケージとは、セラミックス材料により、あらかじめ形状が成型されているものである。慣性センサは、通常、一定の温度に維持されることなく、たとえば車載用途であれば、−４５℃から１２５℃の温度範囲で使用される。ＭＥＭＳ慣性センサの機械素子が形成された基板と、接着剤およびパッケージ材料の熱膨張係数は異なるため、ＭＥＭＳ慣性センサのパッケージが設置される環境の温度が変動すると、ＭＥＭＳ慣性センサの機械素子が形成された基板には歪みが発生する。この歪みにより、錘に接続されている可動電極と、基板に接続されている固定電極の相対距離が変動する。つまり、加速度が印加されない場合でも、慣性センサが設置される環境の温度が変動すると、コンデンサの容量値が変動し、慣性センサの出力が現れる。これをゼロ点オフセットと呼び、温度変動によるゼロ点オフセットが小さいものが、加速度センサとしては望ましい。【０００９】  また、近年、ＭＥＭＳ慣性センサをパッケージングする際のコスト低減のため、トランスファ・モールド工程を用いた製造プロセスが着目されている。トランスファ・モールド工程とは、以下のような製造プロセスである。まず、ＭＥＭＳ慣性センサが形成された基板とＬＳＩ回路とリードフレームを金型の中に設置し、次に、温めた樹脂を高圧により射出し、金型の中に充填する。そして、この樹脂が、冷却され固まること���、ＭＥＭＳ慣性センサが形成された基板とＬＳＩ回路とリードフレームを固定するモールド樹脂パッケージになる。このトランスファ・モールド工程は、従来のセラミックパッケージ工程よりも量産性が高く、慣性センサの製造コストを低減する上で有効なプロセスである。【００１０】  しかし、構成材料である樹脂は、吸湿により体積が膨張し、また乾燥により体積が収縮する特徴がある。パッケージが設置される環境の湿度が変動すると、パッケージ構成材料の膨張と収縮により、内部に設置されたＭＥＭＳ慣性センサが形成された基板には歪みが発生する。この歪みにより、錘に接続されている可動電極と、基板に接続されている固定電極の相対距離が変動する。つまり、加速度が印加されない場合でも、慣性センサが設置される環境の湿度が変動すると、コンデンサの容量値が変動し、慣性センサの出力が現れ、ゼロ点オフセットが発生する。【００１１】  ＜オフセット変動のデメリット＞  温度変動によるゼロ点オフセットの発生や、湿度変動によるゼロ点オフセットの発生は、ＬＳＩ回路で補正することができる。しかし、ＬＳＩ回路に温度センサや湿度センサを搭載すると、搭載面積分だけチップ面積が増大し、材料費が増大し、ＬＳＩ回路の製造コストが高くなる。また、補正演算回路を追加して機能を複雑化すると、ＬＳＩ回路の開発期間が長くなり、製造コストが高くなる。また、補正演算を成立させるため、慣性センサの出荷前検査時に補正調整工程を追加すると、調整費用と調整時間が増大し、慣性センサの製造コストが高くなるデメリットがある。【００１２】  このような課題に対し、たとえば前述した特許文献１に示される先行技術がある。この特許文献１の技術では、可動部が加速度を印加されることで一軸方向に変位すると、櫛の歯状電極により構成されるコンデンサのオーバーラップ長が変動し、コンデンサの容量値が変動するため、この容量変動値を測定することで可動部に印加された加速度を知ることができる。この特許文献１では、基板の中央領域に全ての固定領域を配置することで、基板湾曲および類似の変形に対する高い不感度が得られる、つまり、オフセット変動を抑制することができる。【００１３】  しかしながら、前述した特許文献１の先行技術に関して、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。以下において、＜課題＞、＜理由＞として説明する。【００１４】  ＜課題＞  前述した特許文献１に記載された加速度センサ構造は、本来測定したい加速度検出軸以外の方向に加速度が印加された場合、ノイズ出力を抑制できない可能性がある。特に、加速度センサの可動部が形成された基板に対して、垂直方向の回転軸を持つような回転型の加速度が印加された場合に、顕著にノイズ出力を抑制できない可能性がある。【００１５】  ＜理由＞  この可動部は、機械素子であるため、計測信号以外の加速度、たとえば、垂直方向の回転軸を持つような回転型の加速度が印加された場合であっても変位する場合がある。垂直方向の回転軸を持つような回転型の加速度が入力して変位すると、全ての櫛の歯状電極により構成されるコンデンサのオーバーラップ長は一斉に増大、もしくは一斉に減少する。つまり、全ての櫛の歯状電極により構成されるコン���ンサの容量値は一斉に増大、もしくは一斉に減少する。つまり、個別の櫛の歯状電極により構成されるコンデンサの容量値の合計は、可動部の固定領域に対して右側のコンデンサであっても、可動部の固定領域に対して左側のコンデンサであっても、一斉に増大、もしくは一斉に減少する。このような変動もＬＳＩ回路によって電気信号に変換されてしまうため、当該電気信号がノイズとなって慣性センサの精度低下をもたらす場合がある。【００１６】  また、電気信号がＬＳＩ回路で取り扱える範囲を超えていた場合、すなわち、ＬＳＩ回路が飽和を起こしてしまった場合には、当該電気信号は、本来計測したい信号が飽和信号に埋もれてしまうことによる慣性センサの機能停止をもたらす場合もある。【００１７】  このような、計測信号以外の加速度の印加による慣性センサの誤動作や誤出力による機能停止を抑制するためには、ＬＳＩ回路への入力前に計測信号以外の加速度の印加による信号を相殺すればよい。【００１８】  そこで、本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その代表的な目的は、ＬＳＩ回路への入力前に計測信号以外の加速度の印加による信号を相殺して、慣性センサの誤動作や誤出力による機能停止を抑制する技術を提供することである。【００１９】  本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２０】  本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。【００２１】  すなわち、代表的な慣性センサは、静電容量型の慣性センサであって、以下のような特徴を有するものである。前記慣性センサは、可動部と、前記可動部の検出軸の正方向変位に対して容量値が増加する正方向第１電極対と、前記可動部の検出軸の正方向変位に対して容量値が増加する正方向第２電極対と、前記可動部の検出軸の負方向変位に対して容量値が減少する負方向第１電極対と、前記可動部の検出軸の負方向変位に対して容量値が減少する負方向第２電極対と、を有する。【００２２】  そして、前記可動部は、該可動部の内側に設けられた固定部の１点で支持されている。さらに、前記可動部の固定部と、前記正方向第１電極対の固定部と、前記正方向第２電極対の固定部と、前記負方向第１電極対の固定部と、前記負方向第２電極対の固定部とは、前記慣性センサの検出方向と垂直な直線上に配置されている。さらに、前記可動部の固定部に対し、一方に前記正方向第１電極対と前記負方向第１電極対とが設けられ、他方に前記正方向第２電極対と前記負方向第２電極対とが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】  本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。【００２４】  すなわち、代表的な効果は、ＬＳＩ回路への入力前に計測信号以外の加速度の印加による信号を相殺して、慣性センサの誤動作や誤出力による機能停止を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＭＥＭＳ加速度センサの平面構成の一例を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるＭＥＭＳ加速度センサの回路構成の一例を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるＭＥＭＳ加速度センサに加速度および回転ノイズが入力された場合の各電極における信号の増減の一例を示す説明図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるＭＥＭＳ加速度センサの、基板に変形が発生していない場合の断面構成の一例を示す断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるＭＥＭＳ加速度センサの、基板に変形が発生した場合の断面構成の一例を示す断面図である。
【図６】従来技術におけるＭＥＭＳ加速度センサの平面構成の一例を示す平面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は従来技術におけるＭＥＭＳ加速度センサの、基板に変形が発生していない場合の断面構成の一例を示す断面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は従来技術におけるＭＥＭＳ加速度センサの、基板に変形が発生した場合の断面構成の一例を示す断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるＭＥＭＳ加速度センサと従来技術におけるＭＥＭＳ加速度センサとの比較において、検出軸方向に生じる非線形な基板の変形に対する電極間距離の変動量、および、換算されるオフセット変動量の解析結果の一例を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態１におけるＭＥＭＳ加速度センサのセンサチップの断面構成の一例を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１におけるＭＥＭＳ加速度センサのパッケージの断面構成の一例を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２におけるＭＥＭＳ加速度センサの平面構成の一例を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３におけるＭＥＭＳ加速度センサの平面構成の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】  以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００２７】  さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップなども含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素などの形状、位置関係などに言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２８】  ［実施の形態の概要］  まず、実施の形態の概要について説明する。本実施の形態の概要では、一例として、括弧内に各実施の形態の対応する構成要素および符号を付して説明する。
【００２９】  実施の形態の代表的な慣性センサは、静電容量型の慣性センサであって、以下のような特徴を有するものである。前記慣性センサは、可動部（可動部１０４，５０４，７０４）と、前記可動部の検出軸の正方向変位に対して容量値が増加する正方向第１電極対（検出用可動電極１０５ａ，５０５ａ，７０５ａと検出用固定電極１０６ａ，５０６ａ，７０６ａとのＰ側第１電極対）と、前記可動部の検出軸の正方向変位に対して容量値が増加する正方向第２電極対（検出用可動電極１０５ｂ，５０５ｂ，７０５ｂと検出用固定電極１０６ｂ，５０６ｂ，７０６ｂとのＰ側第２電極対）と、前記可動部の検出軸の負方向変位に対して容量値が減少する負方向第１電極対（検出用可動電極１０９ａ，５０９ａ，７０９ａと検出用固定電極１１０ａ，５１０ａ，７１０ａとのＮ側第１電極対）と、前記可動部の検出軸の負方向変位に対して容量値が減少する負方向第２電極対（検出用可動電極１０９ｂ，５０９ｂ，７０９ｂと検出用固定電極１１０ｂ，５１０ｂ，７１０ｂとのＮ側第２電極対）と、を有する。
【００３０】  そして、前記可動部は、該可動部の内側に設けられた固定部（固定部１０１，５０１，７０１）の１点で支持されている。さらに、前記可動部の固定部（固定部１０１，５０１，７０１）と、前記正方向第１電極対の固定部（固定部１０７，５０７，７０７）と、前記正方向第２電極対の固定部（固定部１０８，５０８，７０８）と、前記負方向第１電極対の固定部（固定部１１１，５１１，７１１）と、前記負方向第２電極対の固定部（固定部１１２，５１２，７１２）とは、前記慣性センサの検出方向と垂直な直線（検出方向１１５，５１５，７１５と垂直な直線１１６，５１６，７１６）上に配置されている。さらに、前記可動部の固定部に対し、一方に前記正方向第１電極対と前記負方向第１電極対とが設けられ、他方に前記正方向第２電極対と前記負方向第２電極対とが設けられていることを特徴とする。
【００３１】  以下、上述した実施の形態の概要に基づいた各実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として対応する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、全図において、平面図と断面図とに共通に、同一の部材には原則として同一のハッチングを付して、各構成要素を区別して見やすくする。
【００３２】  本実施の形態においては、慣性センサとして、ＭＥＭＳ加速度センサを例に挙げて説明する。本実施の形態における慣性センサは、これに限らず、物体に働く慣性力に起因し検出軸を持つ物理量を検出する慣性センサに適用できるものである。
【００３３】  ［実施の形態１］  実施の形態１におけるＭＥＭＳ加速度センサについて、図１〜図１１を用いて説明する。
【００３４】  ＜ＭＥＭＳ加速度センサの平面構成＞  まず、図１を用いて、本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサの平面構成について説明する。図１は、このＭＥＭＳ加速度センサの平面構成の一例を示す平面図である。この図１は、ＭＥＭＳ加速度センサを上面から見た図である。なお、図１のような平面構成のＭＥＭＳ加速度センサを、ＭＥＭＳ加速度センサ素子と呼ぶこともある。また、以下においては、ＭＥＭＳ加速度センサあるいはＭＥＭＳ加速度センサ素子を、単に、加速度センサ、センサ素子などと記述する場合もある。
【００３５】  本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサ１００は、静電容量型の加速度センサであり、基板上に形成された構造体として、固定部１０１、剛体１０２、梁１０３ａ，１０３ｂ、可動部１０４、検出用可動電極（Ｐ側）１０５ａ，１０５ｂ、検出用固定電極（Ｐ側）１０６ａ，１０６ｂ、固定部１０７、固定部１０８、検出用可動電極（Ｎ側）１０９ａ，１０９ｂ、検出用固定電極（Ｎ側）１１０ａ，１１０ｂ、固定部１１１、固定部１１２などから構成される。なお、梁１０３ａ，１０３ｂは、ばね、弾性変形部などとも呼ぶ。また、可動部１０４は、可動部質量体などとも呼ぶ。また、検出用可動電極１０５ａ，１０５ｂ，１０９ａ，１０９ｂは、検出電極可動部などとも呼び、検出用固定電極１０６ａ，１０６ｂ，１１０ａ，１１０ｂは、検出電極固定部などとも呼ぶ。
【００３６】  本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサ１００は、図１に示すように、基板に、固定部１０１が設けられており、この固定部１０１には、検出軸方向（図１のｙ方向）に伸びる剛体１０２が接続され、さらに剛体１０２からは検出軸方向に変形する上側の梁１０３ａと下側の梁１０３ｂに接続されている。そして、上側の梁１０３ａと下側の梁１０３ｂは、ＭＥＭＳ加速度センサ１００の錘となる可動部１０４と接続されている。つまり、固定部１０１は基板に支持され、この固定部１０１と可動部１０４は弾性変形可能な梁１０３ａと梁１０３ｂで接続されており、可動部１０４は、図１のｙ方向に変位できるようになっている。この図１のｙ方向が、ＭＥＭＳ加速度センサ１００の検出方向１１５となる。なお、検出方向１１５は、検出軸方向などとも呼ぶ。
【００３７】  可動部１０４には、可動部１０４と一体に形成された検出用可動電極１０５ａ，１０５ｂ，１０９ａ，１０９ｂが形成されており、この検出用可動電極１０５ａ，１０５ｂ，１０９ａ，１０９ｂとそれぞれ対向するように、検出用固定電極１０６ａ，１０６ｂ，１１０ａ，１１０ｂが形成されている。この検出用固定電極１０６ａ，１０６ｂ，１１０ａ，１１０ｂは、それぞれ、固定部１０７，１０８，１１１，１１２を介して基板上に支持されている。この検出用固定電極１０６ａの固定部１０７、検出用固定電極１０６ｂの固定部１０８、検出用固定電極１１０ａの固定部１１１、および、検出用固定電極１１０ｂの固定部１１２と、可動部１０４を１点で支持する固定部１０１とは、ＭＥＭＳ加速度センサ１００の検出方向１１５と垂直な直線１１６上に配置されている。
【００３８】  検出用可動電極１０５ａと検出用固定電極１０６ａ、および、検出用可動電極１０５ｂと検出用固定電極１０６ｂは、可動部１０４の固定部１０１を通る、加速度センサの検出方向１１５と垂直な直線１１６に対して、第１の方向（図１のｙ方向のプラス方向）に設置されている。すなわち、図１において、検出用可動電極１０５ａと検出用固定電極１０６ａのＰ側第１電極対は右上の位置に配置され、検出用可動電極１０５ｂと検出用固定電極１０６ｂのＰ側第２電極対は左上の位置に配置されている。この配置は、直線１１６に対して線対称となっている。
【００３９】  また、検出用可動電極１０９ａと検出用固定電極１１０ａ、および、検出用可動電極１０９ｂと検出用固定電極１１０ｂは、可動部１０４の固定部１０１を通る、加速度センサの検出方向１１５と垂直な直線１１６に対して、第１の方向とは異なる第２の方向（図１のｙ方向のマイナス方向）に設置されている。すなわち、図１において、検出用可動電極１０９ａと検出用固定電極１１０ａのＮ側第１電極対は右下の位置に配置され、検出用可動電極１０９ｂと検出用固定電極１１０ｂのＮ側第２電極対は左下の位置に配置されている。この配置は、直線１１６に対して線対称となっている。
【００４０】  さらに、図１においては、検出用可動電極１０５ａと検出用固定電極１０６ａのＰ側第１電極対、検出用可動電極１０５ｂと検出用固定電極１０６ｂのＰ側第２電極対、検出用可動電極１０９ａと検出用固定電極１１０ａのＮ側第１電極対、検出用可動電極１０９ｂと検出用固定電極１１０ｂのＮ側第２電極対は、それぞれ、２対ずつ設けられている。また、各電極対は、各検出用可動電極と各検出用固定電極との間の電極間距離により容量値が変動する対向型の平行平板形状から成る。なお、Ｐ側は、正方向、プラス方向などとも呼び、また、Ｎ側は、負方向、マイナス方向などとも呼ぶ。
【００４１】  これらの電極対において、検出用可動電極１０５ａと検出用固定電極１０６ａ、あるいは、検出用可動電極１０５ｂと検出用固定電極１０６ｂは、それぞれ容量素子を形成しており、外部から印加された加速度によって可動部１０４がｙ方向のプラス方向に変位すると、各容量素子の容量が増加するようになっている。また、検出用可動電極１０９ａと検出用固定電極１１０ａ、あるいは、検出用可動電極１０９ｂと検出用固定電極１１０ｂは、それぞれ容量素子を形成しており、外部から印加された加速度によって可動部１０４がｙ方向のプラス方向に変位すると、各容量素子の容量が減少するようになっている。つまり、この検出用可動電極１０５ａと検出用固定電極１０６ａ、あるいは、検出用可動電極１０５ｂと検出用固定電極１０６ｂ、あるいは、検出用可動電極１０９ａと検出用固定電極１１０ａ、あるいは、検出用可動電極１０９ｂと検出用固定電極１１０ｂから構成される容量素子は、可動部１０４のｙ方向の変位を容量変化として検出する容量検出部として機能する。
【００４２】  このように構成されたＭＥＭＳ加速度センサ１００の構造体は、シリコンなどの半導体材料から構成されている。したがって、互いに梁１０３ａ，１０３ｂと、剛体１０２を介して接続されている固定部１０１と可動部１０４とは電気的に接続されており、可動部１０４に印加される電位は、固定部１０１に接続する貫通電極やワイヤボンディング配線から供給されるように構成されている。一方、検出用固定電極１０６ａの固定部１０７、検出用固定電極１０６ｂの固定部１０８、検出用固定電極１１０ａの固定部１１１、および、検出用固定電極１１０ｂの固定部１１２も、それぞれ貫通電極やワイヤボンディング配線が接続されており、可動部１０４がｙ方向に変位することで生じる容量変化により、検出用固定電極１０６ａ，１０６ｂや検出用固定電極１１０ａ，１１０ｂに電荷が流入あるいは流出できるように構成されている。
【００４３】  このＭＥＭＳ加速度センサ１００の構造体において、可動部１０４は、四角形の外周枠と内周枠とを有する枠体から形成されている。固定部１０１で支持された剛体１０２は、図１のｙ方向に長い長方形で形成されている。梁１０３ａ，１０３ｂは、図１のｘ方向に長い長方形の枠体から形成されている。そして、可動部１０４の枠体の内周枠に梁１０３ａ，１０３ｂの枠体の外周枠がそれぞれ１点で連結され、さらに、対向側において、梁１０３ａ，１０３ｂの枠体の外周枠が剛体１０２の長方形の短辺にそれぞれ１点で連結されている。
【００４４】  また、可動部１０４の枠体の内側、すなわち枠体の内周枠より内側（枠体の内側の空間内）には、検出用可動電極１０５ａと検出用固定電極１０６ａのＰ側第１電極対、検出用可動電極１０５ｂと検出用固定電極１０６ｂのＰ側第２電極対、検出用可動電極１０９ａと検出用固定電極１１０ａのＮ側第１電極対、検出用可動電極１０９ｂと検出用固定電極１１０ｂのＮ側第２電極対がそれぞれ配置されている。このうち、検出用可動電極１０５ａ，１０５ｂ，１０９ａ，１０９ｂはそれぞれ、可動部１０４の枠体の内周枠から内側に突出した長方形で形成されている。検出用固定電極１０６ａ，１０６ｂ，１１０ａ，１１０ｂはそれぞれ、固定部１０７，１０８，１１１，１１２で支持された直線状あるいはＬ字状の部材に、検出用可動電極１０５ａ，１０５ｂ，１０９ａ，１０９ｂに対向するように、突出した長方形で形成されている。
【００４５】  ＜ＭＥＭＳ加速度センサの回路構成＞  続いて、図２を用いて、本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサの回路構成について説明する。図２は、このＭＥＭＳ加速度センサの回路構成の一例を示す回路図である。
【００４６】  図２に示すように、ＭＥＭＳ加速度センサは、機械素子が形成されたセンサチップ１７０、検出回路としての容量−電圧（ＣＶ）変換回路１４０、差動検出回路１４５、搬送波印加回路１３０、復調回路１５０、出力端子１６０などから構成される。
【００４７】  センサチップ１７０の上には、図１に示した基板上に形成された構造体（可動部１０４、梁１０３ａ，１０３ｂ、剛体１０２、検出用可動電極１０５ａ，１０５ｂ，１０９ａ，１０９ｂ、検出用固定電極１０６ａ，１０６ｂ，１１０ａ，１１０ｂなど）が形成されている。ここでは、容量素子を形成する、検出用可動電極１０５ａと検出用固定電極１０６ａのＰ側第１電極対（容量素子ＣＰ１）、検出用可動電極１０５ｂと検出用固定電極１０６ｂのＰ側第２電極対（容量素子ＣＰ２）、検出用可動電極１０９ａと検出用固定電極１１０ａのＮ側第１電極対（容量素子ＣＮ１）、検出用可動電極１０９ｂと検出用固定電極１１０ｂのＮ側第２電極対（容量素子ＣＮ２）を図示している。
【００４８】  このセンサチップ１７０により、容量素子ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＮ１，ＣＮ２の容量値の変化を検出する。このセンサチップ１７０からは、容量素子ＣＰ１と容量素子ＣＰ２の容量値変化の検出信号１４３と、容量素子ＣＮ１と容量素子ＣＮ２の容量値変化の検出信号１４４が出力される。そして、センサチップ１７０からの容量値変化の検出信号１４３，１４４は、それぞれ、センサチップ１７０の外部にあるＣＶ変換回路１４０のオペアンプ１４１，１４２の負入力端子（−）に入力される。このオペアンプ１４１，１４２の正入力端子（＋）はグランドに接続されている。また、オペアンプ１４１，１４２の負入力端子（−）と出力端子との間には、容量素子Ｃｆが接続されている。
【００４９】  そして、ＣＶ変換回路１４０では、センサチップ１７０からの容量値変化の検出信号１４３，１４４を電圧変化に変換し、さらに、この電圧の変化量を差動検出回路１４５にて検出する。さらに、差動検出回路１４５からの電位差信号１４６を、搬送波印加回路１３０と復調回路１５０によって生成・復調される搬送波により計測し、可動部１０４の変位量に換算して出力端子１６０より出力することができる。
【００５０】  以下において、このＭＥＭＳ加速度センサにおいて、＜＜加速度入力の場合＞＞と＜＜回転ノイズ入力の場合＞＞を、前述した図２を参照しながら、図３を用いて説明する。図３は、このＭＥＭＳ加速度センサに加速度（検出方向＋加速度印加）および回転ノイズ（回転Ω＋振動ノイズ）が入力された場合の各電極における信号の増減の一例を示す説明図である。この図３において、δは変化量を示し、また、＋は増加、−は減少をそれぞれ示す。
【００５１】  ＜＜加速度入力の場合＞＞  検出用可動電極１０５ａと検出用固定電極１０６ａは、容量素子ＣＰ１を形成しており、外部から印加された加速度によって可動部１０４が検出軸（検出方向１１５）のプラス方向（図１のｙ正方向）に変位すると、図３に示すように、この容量素子ＣＰ１の容量が増加（＋δ）するようになっている。また、検出用可動電極１０５ｂと検出用固定電極１０６ｂは、容量素子ＣＰ２を形成しており、外部から印加された加速度によって可動部１０４が検出軸（検出方向１１５）のプラス方向（図１のｙ正方向）に変位すると、図３に示すように、この容量素子ＣＰ２の容量が増加（＋δ）するようになっている。
【００５２】  この容量素子ＣＰ１と容量素子ＣＰ２は、ワイヤボンディングおよび貫通電極配線などの電気的な手段により接続され、演算回路であるＣＶ変換回路１４０の入力より前段にて合計され、容量値ＣＰとなる。よって、外部から印加された回転型の加速度によって可動部１０４が検出軸（検出方向１１５）のプラス方向（図１のｙ正方向）に変位すると、図３に示すように、この容量値ＣＰは、容量素子ＣＰ１の容量変動値（＋δ）と容量素子ＣＰ２の容量変動値（＋δ）が加算されて２倍（＋２δ）となる。
【００５３】  また、検出用可動電極１０９ａと検出用固定電極１１０ａは、容量素子ＣＮ１を形成しており、外部から印加された加速度によって可動部１０４が検出軸（検出方向１１５）のプラス方向（図１のｙ正方向）に変位すると、図３に示すように、この容量素子ＣＮ１の容量が減少（−δ）するようになっている。また、検出用可動電極１０９ｂと検出用固定電極１１０ｂは、容量素子ＣＮ２を形成しており、外部から印加された加速度によって可動部１０４が検出軸（検出方向１１５）のプラス方向（図１のｙ正方向）に変位すると、図３に示すように、この容量素子ＣＮ２の容量が減少（−δ）するようになっている。
【００５４】  この容量素子ＣＮ１と容量素子ＣＮ２は、ワイヤボンディングおよび貫通電極配線などの電気的な手段により接続され、演算回路であるＣＶ変換回路１４０の入力より前段にて合計され、容量値ＣＮとなる。よって、外部から印加された回転型の加速度によって可動部１０４が検出軸（検出方向１１５）のプラス方向（図１のｙ正方向）に変位すると、図３に示すように、この容量値ＣＮは、容量素子ＣＮ１の容量変動値（−δ）と容量素子ＣＮ２の容量変動値（−δ）が加算されて２倍（−２δ）となる。
【００５５】  それぞれのコンデンサの容量値の変化を、センサチップ１７０の外部にあるＣＶ変換回路１４０によって電圧変化に変換し、電圧の変化量を差動検出回路１４５にて検出し、この電位差を、搬送波印加回路１３０と復調回路１５０によって生成・復調される搬送波により計測し、可動部１０４の変位量に換算して出力端子１６０より出力される。
【００５６】  以上により、外部から印加された加速度によって可動部１０４が検出軸（検出方向１１５）のプラス方向（図１のｙ正方向）に変位したときの出力端子（Ｖｏｕｔ）からの出力は、図３に示すように、（＋２δ）と（−２δ）の差動演算により（＋４δ）となる。すなわち、変化量のプラス４倍の出力信号が得られる。
【００５７】  ＜＜回転ノイズ入力の場合＞＞  一方、検出用可動電極１０５ａと検出用固定電極１０６ａは、容量素子ＣＰ１を形成しており、外部から印加された回転型の加速度によって可動部１０４が図１の紙面垂直方向の反時計回り方向（図１のｚ正方向が回転軸）に変位すると、図３に示すように、この容量素子ＣＰ１の容量が増加（＋δ）するようになっている。また、検出用可動電極１０５ｂと検出用固定電極１０６ｂは、容量素子ＣＰ２を形成しており、外部から印加された回転型の加速度によって可動部１０４が図１の紙面垂直方向の反時計回り方向（図１のｚ正方向が回転軸）に変位すると、図３に示すように、この容量素子ＣＰ２の容量が減少（−δ）するようになっている。
【００５８】  この容量素子ＣＰ１と容量素子ＣＰ２は、ワイヤボンディングおよび貫通電極配線などの電気的な手段により接続され、演算回路であるＣＶ変換回路１４０の入力より前段にて合計され、容量値ＣＰとなる。よって、外部から印加された回転型の加速度によって可動部１０４が図１の紙面垂直方向の反時計回り方向（図１のｚ正方向が回転軸）に変位すると、図３に示すように、この容量値ＣＰは、容量素子ＣＰ１の容量変動値（＋δ）と容量素子ＣＰ２の容量変動値（−δ）で相殺されてゼロ（０）となる。
【００５９】  また、検出用可動電極１０９ａと検出用固定電極１１０ａは、容量素子ＣＮ１を形成しており、外部から印加された回転型の加速度によって可動部１０４が図１の紙面垂直方向の反時計回り方向（図１のｚ正方向が回転軸）に変位すると、図３に示すように、この容量素子ＣＮ１の容量が減少（−δ）するようになっている。また、検出用可動電極１０９ｂと検出用固定電極１１０ｂは、容量素子ＣＮ２を形成しており、外部から印加された回転型の加速度によって可動部１０４が図１の紙面垂直方向の反時計回り方向（図１のｚ正方向が回転軸）に変位すると、図３に示すように、この容量素子ＣＮ２の容量が増加（＋δ）するようになっている。
【００６０】  この容量素子ＣＮ１と容量素子ＣＮ２は、ワイヤボンディングおよび貫通電極配線などの電気的な手段により接続され、演算回路であるＣＶ変換回路１４０の入力より前段にて合計され、容量値ＣＮとなる。よって、外部から印加された回転型の加速度によって可動部１０４が図１の紙面垂直方向の反時計回り方向（図１のｚ正方向が回転軸）に変位すると、図３に示すように、この容量値ＣＮは、容量素子ＣＮ１の容量変動値（−δ）と容量素子ＣＮ２の容量変動値（＋δ）で相殺されてゼロ（０）となる。
【００６１】  それぞれのコンデンサの容量値の変化は、センサチップ１７０の外部にあるＣＶ変換回路１４０によって電圧変化に変換し、電圧の変化量を差動検出回路１４５にて検出し、この電位差を、搬送波印加回路１３０と復調回路１５０によって生成・復調される搬送波により計測し、可動部１０４の変位量に換算して出力端子１６０より出力される。
【００６２】  以上により、外部から印加された加速度によって可動部１０４が図１の紙面垂直方向の反時計回り方向（図１のｚ正方向が回転軸）に変位したときの出力端子（Ｖｏｕｔ）からの出力は、図３に示すように、（０）と（０）の差動演算により（０）となる。このように、外部から印加された回転型の加速度によって可動部１０４が図１の紙面垂直方向の反時計回り方向（図１のｚ正方向が回転軸）に変位する場合、機械素子が構成されたセンサチップ１７０の内部で容量値の変動は相殺され、演算回路に信号が入力されることがない。
【００６３】  つまり、電気信号がＬＳＩ回路で取り扱える範囲を超える場合、すなわち、ＬＳＩ回路が飽和を起こしてしまう場合を想定する必要がないため、当該電気信号は、本来計測したい信号が飽和信号に埋もれてしまうことによる加速度センサの機能停止をもたらすことがない。つまり、ＬＳＩ回路への入力前に計測信号以外の加速度の印加による信号を相殺することにより、計測信号以外の加速度の印加による加速度センサの誤動作や誤出力による機能停止を抑制することができる。
【００６４】  ＜ＭＥＭＳ加速度センサの断面構成＞  続いて、図４および図５を用いて、本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサの断面構成について説明する。図４および図５は、このＭＥＭＳ加速度センサの断面構成の一例を示す断面図であり、それぞれ、図４は基板に変形が発生していない場合、図５は基板に変形が発生した場合を示す。
【００６５】  ＜＜基板に変形が発生していない場合＞＞  図４は、ＭＥＭＳ加速度センサの、基板に変形が発生していない場合の断面構成の一例を示す断面図である。この図４の断面図は、ＭＥＭＳ加速度センサの検出軸に沿った方向であり、（ａ）は図１中のＡ−Ａ’に示した直線における断面、（ｂ）は図１中のＢ−Ｂ’に示した直線における断面に対応している。
【００６６】  図４（ａ）に示すように、基板１１３に、固定部１０１が設けられており、この固定部１０１には、検出軸方向（図４のｙ方向）に伸びる剛体１０２が接続され、さらに剛体１０２からは検出軸方向に変形する梁１０３ａと梁１０３ｂに接続されている。そして、梁１０３ａと梁１０３ｂは、ＭＥＭＳ加速度センサの錘となる可動部１０４と接続されている。そして、固定部１０１と基板１１３は、可動部１０４の中心近く（図１に示した検出方向（検出軸）１１５と垂直な直線１１６上）に１点で固定されている。
【００６７】  また、図４（ｂ）に示すように、基板１１３に、固定部１１１が設けられており、この固定部１１１には、検出用固定電極１１０ａが接続されている。この固定部１１１と基板１１３は、可動部１０４の中心近く（図１に示した検出方向（検出軸）１１５と垂直な直線１１６上）に１点で固定されている。
【００６８】  また、図４の紙面に垂直な方向には、図１に示した固定部１０７が設けられており、この固定部１０７には、検出用固定電極１０６ａが接続されている。この固定部１０７と基板１１３も同様に、可動部１０４の中心近くに１点で固定されている。さらに同様に、図４の紙面に垂直な方向には、図１に示した固定部１０８，１１２が設けられており、この固定部１０８，１１２には、それぞれ、検出用固定電極１０６ｂ，１１０ｂが接続されている。この固定部１０８，１１２と基板１１３も同様に、可動部１０４の中心近くに１点で固定されている。
【００６９】  ＜＜基板に変形が発生した場合＞＞  続いて図５は、ＭＥＭＳ加速度センサの、基板に変形が発生した場合の断面構成の一例を示す断面図である。この図５の断面図は、前述した図４と同様に、ＭＥＭＳ加速度センサの検出軸に沿った方向であり、（ａ）は図１中のＡ−Ａ’に示した直線における断面、（ｂ）は図１中のＢ−Ｂ’に示した直線における断面に対応している。また、この場合の基板の変形とは、Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’に沿って一定の曲率を描くものではなく、非線形に歪みが発生しているものである。
【００７０】  図５（ａ）に示すように、基板１１３に設けられた固定部１０１は、基板１１３の非線形な変形に伴って変形する。この場合の変形は、検出軸方向（図５のｙ方向）に伸びる剛体１０２、および剛体１０２に接続された検出軸方向に変形する梁１０３ａと梁１０３ｂ、および梁１０３ａと梁１０３ｂを介して接続された可動部１０４と、基板１１３との固定の角度が変わるような変形である。固定の角度は、固定部１０１の設置された基板１１３の変形の局所的な曲率に依存する。
【００７１】  また、図５（ｂ）に示すように、基板１１３に設けられた固定部１１１は、基板１１３の非線形な変形に伴って変形する。この場合の変形は、固定部１１１と基板１１３との固定の角度が変わるような変形である。固定の角度は、固定部１１１の設置された基板１１３の変形の局所的な曲率に依存し、前述した可動部１０４の固定部１０１が設置された基板１１３の変形の局所的な曲率と同じものである。
【００７２】  また、図５の紙面に垂直な方向に設けられた、図１に示した固定部１０７，１０８，１１２も同様に、基板１１３の非線形な変形に伴って変形する。この場合の変形は、固定部１０７，１０８，１１２と基板１１３との固定の角度が変わるような変形である。固定の角度は、固定部１０７，１０８，１１２の設置された基板１１３の変形の局所的な曲率に依存し、前述した可動部１０４の固定部１０１が設置された基板１１３の変形の局所的な曲率と同じものである。
【００７３】  本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサは、全ての固定部１０１，１１１，１０７，１０８，１１２が検出軸に対して垂直な直線１１６上に設置されている。よって、たとえば、基板１１３の変形に伴う固定の角度の変化は、図５（ｂ）に示した固定部１１１の設置された基板１１３の変形の局所的な曲率に依存するため、全ての固定部に接続された部品が、基板１１３の非線形な変形に伴い、固定の角度を同等に変形する。つまり、ＭＥＭＳ加速度センサの検出軸方向に沿って、基板１１３がどのような変形をしたとしても、ＭＥＭＳ加速度センサの可動部１０４に設けられた検出用可動電極１０５ａ，１０５ｂ，１０９ａ，１０９ｂと、固定部１１１や他の固定部１０７，１０８，１１２に接続されている検出用固定電極１０６ａ，１０６ｂ，１１０ａ，１１０ｂなどは、基板１１３に対して全てが同等の角度に変形するため、互いの相対距離を変えることがない。
【００７４】  よって、基板１１３の変形に伴って、それぞれの検出用可動電極１０５ａ，１０５ｂ，１０９ａ，１０９ｂと検出用固定電極１０６ａ，１０６ｂ，１１０ａ，１１０ｂとの電極対より構成される容量値が変動することがない。これによって、本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサは、基板１１３の変形に伴ってオフセット変動を示すことがない。
【００７５】  ＜従来技術のＭＥＭＳ加速度センサの平面構成と断面構成＞  以上、図１〜図５を用いて説明した本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサに対して、本実施の形態の特徴を分かり易くするために、図６〜図８を用いて、従来技術で作成した典型的なＭＥＭＳ加速度センサについて説明する。
【００７６】  ＜＜従来技術のＭＥＭＳ加速度センサの平面構成＞＞  図６は、従来技術におけるＭＥＭＳ加速度センサの平面構成の一例を示す平面図である。この図６は、ＭＥＭＳ加速度センサを上面から見た図である。
【００７７】  従来技術におけるＭＥＭＳ加速度センサ３００は、基板に、２つの固定部３０１ａ，３０１ｂが設けられており、この固定部３０１ａ，３０１ｂには、検出軸方向（検出方向３１５、図６のｙ方向）に変形する梁３０３ａと梁３０３ｂが接続されている。そして、梁３０３ａと梁３０３ｂは、ＭＥＭＳ加速度センサ３００の錘となる可動部３０４と接続されている。
【００７８】  可動部３０４には、可動部３０４と一体に形成された検出用可動電極３０５ａ，３０５ｂ，３０９ａ，３０９ｂが形成されており、この検出用可動電極３０５ａ，３０５ｂ，３０９ａ，３０９ｂと対向するように、検出用固定電極３０６ａ，３０６ｂ，３１０ａ，３１０ｂが形成されている。
【００７９】  この検出用可動電極３０５ａと検出用固定電極３０６ａ、あるいは、検出用可動電極３０５ｂと検出用固定電極３０６ｂは、それぞれ容量素子を形成しており、外部から印加された加速度によって可動部３０４がｙ方向のプラス方向に変位すると、各容量素子の容量が増加するようになっている。また、検出用可動電極３０９ａと検出用固定電極３１０ａ、あるいは、検出用可動電極３０９ｂと検出用固定電極３１０ｂは、それぞれ容量素子を形成しており、外部から印加された加速度によって可動部３０４がｙ方向のプラス方向に変位すると、各容量素子の容量が減少するようになっている。つまり、この検出用可動電極３０５ａと検出用固定電極３０６ａ、あるいは、検出用可動電極３０５ｂと検出用固定電極３０６ｂ、あるいは、検出用可動電極３０９ａと検出用固定電極３１０ａ、あるいは、検出用可動電極３０９ｂと検出用固定電極３１０ｂから構成される容量素子は、可動部３０４のｙ方向の変位を容量変化として検出する容量検出部として機能する。
【００８０】  このように構成されたＭＥＭＳ加速度センサ３００の構造体は、シリコンなどの半導体材料から構成されている。したがって、互いに梁３０３ａ，３０３ｂを介して接続されている固定部３０１ａ，３０１ｂと可動部３０４とは電気的に接続されており、可動部３０４に印加される電位は、固定部３０１ａ，３０１ｂに接続する貫通電極やワイヤボンディング配線から供給されるように構成されている。一方、検出用固定電極３０６ａの固定部３０７、検出用固定電極３０６ｂの固定部３０８、検出用固定電極３１０ａの固定部３１１、および、検出用固定電極３１０ｂの固定部３１２も、それぞれ貫通電極やワイヤボンディング配線が接続されており、可動部３０４がｙ方向に変位することで生じる容量変化により、検出用固定電極３０６ａ，３０６ｂや検出用固定電極３１０ａ，３１０ｂに電荷が流入あるいは流出できるように構成されている。
【００８１】  ＜＜従来技術のＭＥＭＳ加速度センサの断面構成＞＞  続いて、図７および図８を用いて、従来技術におけるＭＥＭＳ加速度センサの断面構成について説明する。図７および図８は、このＭＥＭＳ加速度センサの断面構成の一例を示す断面図であり、それぞれ、図７は基板に変形が発生していない場合、図８は基板に変形が発生した場合を示す。
【００８２】  ＜＜＜基板に変形が発生していない場合＞＞＞  図７は、従来技術におけるＭＥＭＳ加速度センサの、基板に変形が発生していない場合の断面構成の一例を示す断面図である。この図７の断面図は、ＭＥＭＳ加速度センサの検出軸に沿った方向であり、（ａ）は図６中のＣ−Ｃ’ に示した直線における断面、（ｂ）は図６中のＤ−Ｄ’に示した直線における断面に対応している。
【００８３】  図７（ａ）に示すように、基板３１３に、２箇所の固定部３０１ａ，３０１ｂが設けられており、この固定部３０１ａ，３０１ｂからは、検出軸方向（図７のｙ方向）に変形する梁３０３ａと梁３０３ｂに接続されている。そして、梁３０３ａと梁３０３ｂは、ＭＥＭＳ加速度センサの錘となる可動部３０４と接続されている。そして、固定部３０１ａ，３０１ｂと基板３１３は、可動部３０４の両端で、２点で固定されている。
【００８４】  また、図７（ｂ）に示すように、基板３１３に、固定部３０７が設けられており、この固定部３０７には、検出用固定電極３０６ａが接続されている。この固定部３０７と基板３１３は、ＭＥＭＳ加速度センサの検出軸に沿った方向に、幅をもって固定されている。また、基板３１３に、固定部３１１が設けられており、この固定部３１１には、検出用固定電極３１０ａが接続されている。この固定部３１１と基板３１３は、ＭＥＭＳ加速度センサの検出軸に沿った方向に、幅をもって固定されている。
【００８５】  ＜＜＜基板に変形が発生した場合＞＞＞  続いて図８は、ＭＥＭＳ加速度センサの、基板に変形が発生した場合の断面構成の一例を示す断面図である。この図８の断面図は、前述した図７と同様に、ＭＥＭＳ加速度センサの検出軸に沿った方向であり、（ａ）は図６中のＣ−Ｃ’ に示した直線における断面、（ｂ）は図６中のＤ−Ｄ’に示した直線における断面に対応している。また、この場合の基板の変形とは、Ｃ−Ｃ’、Ｄ−Ｄ’に沿って一定の曲率を描くものではなく、非線形に歪みが発生しているものである。
【００８６】  図８（ａ）に示すように、基板３１３に設けられた２箇所の固定部３０１ａ，３０１ｂは、基板３１３の非線形な変形に伴って変形する。この場合の変形は、検出軸方向（図８のｙ方向）に変形する梁３０３ａと梁３０３ｂを介して接続された可動部３０４と、基板３１３との固定の角度が変わるような変形である。固定の角度は、それぞれの固定部３０１ａ，３０１ｂの設置された基板３１３の変形の局所的な曲率に依存する。
【００８７】  また、図８（ｂ）に示すように、基板３１３に設けられた固定部３１１は、基板３１３の非線形な変形に伴って変形する。この場合の変形は、固定部３１１と基板３１３との固定の角度が変わるような変形である。固定の角度は、固定部３１１の設置された基板３１３の変形の局所的な曲率に依存し、前述した可動部３０４のそれぞれの固定部３０１ａ，３０１ｂが設置された基板３１３の変形の局所的な曲率と同じものであるとは限らない。
【００８８】  また、基板３１３に設けられた固定部３０７は、基板３１３の非線形な変形に伴って変形する。この場合の変形は、固定部３０７と基板３１３との固定の角度が変わるような変形である。固定の角度は、固定部３０７の設置された基板３１３の変形の局所的な曲率に依存し、前述した可動部３０４のそれぞれの固定部３０１ａ，３０１ｂが設置された基板３１３の変形の局所的な曲率、および前述した固定部３１１が設置された基板３１３の変形の局所的な曲率と、同じものであるとは限らない。
【００８９】  従来技術におけるＭＥＭＳ加速度センサは、全ての基板３１３に対する固定部３０１ａ，３０１ｂ，３１１，３０７，３０８，３１２が検出軸に対して分布をもって設置されている。基板３１３の変形に伴う固定の角度の変化は、それぞれの固定部の設置された基板３１３の変形の局所的な曲率に依存するため、全ての固定部に接続された部品が、基板３１３の非線形な変形に伴い、固定の角度が同等に変形するとは限らない。つまり、ＭＥＭＳ加速度センサの検出軸方向に沿って、基板３１３が非線形な変形をすると、ＭＥＭＳ加速度センサの可動部３０４に設けられた検出用可動電極３０５ａ，３０５ｂ，３０９ａ，３０９ｂと、固定部３１１，３０７や他の固定部３０８，３１２に接続されている検出用固定電極３０６ａ，３０６ｂ，３１０ａ，３１０ｂなどは、基板３１３に対して全てが同等の角度に変形するとは限らない。
【００９０】  よって、基板３１３の非線形な変形に伴い、互いの相対距離を変える可能性がある。つまり、基板３１３の変形に伴って、それぞれの検出用可動電極３０５ａ，３０５ｂ，３０９ａ，３０９ｂと検出用固定電極３０６ａ，３０６ｂ，３１０ａ，３１０ｂとの電極対より構成される容量値が変動する可能性がある。これによって、従来技術で作成した典型的なＭＥＭＳ加速度センサは、基板３１３の変形に伴ってオフセット変動を示す可能性がある。
【００９１】  ＜本実施の形態のＭＥＭＳ加速度センサと従来技術のＭＥＭＳ加速度センサとの比較＞  続いて、図９を用いて、前述（図１〜図５）した本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサと、前述（図６〜図８）した従来技術におけるＭＥＭＳ加速度センサとの比較について説明する。図９は、この本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサと従来技術におけるＭＥＭＳ加速度センサとの比較において、検出軸方向に生じる非線形な基板の変形に対する電極間距離の変動量、および、換算されるオフセット変動量（容量の変動量）の解析結果の一例を示すグラフである。
【００９２】  図９（ａ）において、横軸は支持基板の端点歪み量（相対値）を示し、縦軸は初期電極間距離に対する検出方向電極間距離の変動量（％）を示す。図９（ｂ）において、横軸は支持基板の端点歪み量（相対値）を示し、縦軸は初期容量に対する容量の変動量（％）を示す。
【００９３】  従来技術におけるＭＥＭＳ加速度センサ（従来構造）では、図９（ａ）に示すように、検出用固定電極および検出用可動電極は、検出軸方向に生じる非線形な基板の変形が加わると、基板の変形がない場合からの変動が、検出用固定電極と検出用可動電極とで異なる値で生じる。図９（ａ）の例では、たとえば、基板の歪み量（相対値）が「１０」の場合は、検出用固定電極では「−５５％」程度の変動量となり、検出用可動電極では「＋２０％」程度の変動量となる。その結果、検出用固定電極と検出用可動電極との相対距離の変動が発生する。
【００９４】  このような検出用固定電極と検出用可動電極との相対距離の変動の結果、図９（ｂ）に示すように、検出用固定電極と検出用可動電極からなる電極対より構成される容量値の変動が発生し、オフセット変動が出現する。図９（ｂ）の例では、たとえば、基板の歪み量（相対値）が「１０」の場合は、容量の変動量は「５．０％」程度となる。
【００９５】  これに対して、本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサ（本発明）では、図９（ａ）に示すように、検出用固定電極および検出用可動電極は、検出軸方向に生じる非線形な基板の変形が加わっても基板の変形がない場合からの変動量が少ない。図９（ａ）の例では、たとえば、基板の歪み量（相対値）が「１０」の場合は、検出用固定電極および検出用可動電極では「＋３％」程度の変動量しかない。
【００９６】  このような検出用固定電極と検出用可動電極との相対距離の変動が少ない結果、図９（ｂ）に示すように、検出用固定電極と検出用可動電極からなる電極対より構成される容量値の変動が少なく、オフセット変動量が極めて少なくなっている。図９（ｂ）の例では、たとえば、基板の歪み量（相対値）が「１０」の場合は、容量の変動量は「−０．２％」程度しかない。
【００９７】  ＜本実施の形態のＭＥＭＳ加速度センサのセンサチップの断面構成＞  続いて、図１０を用いて、本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサのセンサチップの断面構成について説明する。図１０は、このＭＥＭＳ加速度センサのセンサチップの断面構成の一例を示す断面図である。図１０においては、デバイス層上にキャップ基板と貫通電極を形成したセンサチップの断面図を示す。
【００９８】  本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサのセンサチップ１７０において、このＭＥＭＳ加速度センサのセンサ素子は、基板１１３に固定されたデバイス層１２７に形成されている。このデバイス層１２７に形成されているセンサ素子には、前述（図１など）した、可動部１０４と、この可動部１０４を支持する固定部１０１と、可動部１０４に形成された検出用可動電極１０５ａ，１０５ｂ，１０９ａ，１０９ｂとそれぞれ対をなす検出用固定電極１０６ａ，１０６ｂ，１１０ａ，１１０ｂを支持する固定部１０７，１０８，１１１，１１２などが含まれる。このセンサ素子の可動部１０４は、デバイス層１２７の空洞１２０内で可動できるようになっている。
【００９９】  引き出し電極１２２は、キャップ基板１２６を貫通する電極であり、キャップ基板１２６に、絶縁膜１２１を埋め込み、電気的に分離することで形成される。キャップ基板１２６と、センサ素子の形成されたデバイス層１２７を接合し、センサ素子をキャップ基板１２６で保護する。このとき、各検出用固定電極１０６ａ，１０６ｂ，１１０ａ，１１０ｂの基板１１３への固定部１０７，１０８，１１１，１１２と引き出し電極１２２は電気的に接続される。引き出し電極１２２は、パターニングされた導電膜１２３を介してパッド１２５に接続される。よって、検出用固定電極１０６ａ，１０６ｂ，１１０ａ，１１０ｂの電位は、引き出し電極１２２と導電膜１２３を介して、パッド１２５から取り出すことができる。同時に、ＭＥＭＳ加速度センサのセンサチップ１７０は、パッド１２５の部分を除いて導電膜１２３の表面が保護膜１２４によって保護されている。
【０１００】  ＜本実施の形態のＭＥＭＳ加速度センサのパッケージの断面構成＞  続いて、図１１を用いて、本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサのパッケージの断面構成について説明する。図１１は、このＭＥＭＳ加速度センサのパッケージの断面構成の一例を示す断面図である。図１１においては、前述した図１０のセンサチップの実装形態として、このセンサチップを実装したパッケージの断面図を示す。
【０１０１】  本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサのパッケージ２２０は、パッケージ部材２１０の内部にリードフレーム２１１が設置され、このリードフレーム２１１上には回路チップ２００が搭載されている。回路チップ２００には、トランジスタや受動素子からなる集積回路（前述した図２に示した、ＣＶ変換回路１４０、差動検出回路１４５、復調回路１５０など）が形成されている。この回路チップ２００に形成されている集積回路は、加速度センサ素子からの出力信号を信号処理する機能を有しており、最終的に加速度信号を出力する回路である。回路チップ２００に形成されているパッド２０３は、リードフレーム２１１と金属ワイヤ２０４で接続され、パッケージ部材２１０の外部につながる端子へと電気的に接続されている。
【０１０２】  さらに、回路チップ２００上には、前述した図１０に示したセンサチップ１７０が搭載されている。このセンサチップ１７０には、加速度センサ素子を構成するＭＥＭＳ加速度センサの構造体が形成されている。このセンサチップ１７０に形成されているパッド１２５と、回路チップ２００に形成されているパッド２０１は、金属ワイヤ２０２で接続されている。
【０１０３】  パッケージ部材２１０は、たとえば、樹脂から成る。リードフレーム２１１上に回路チップ２００とセンサチップ１７０を搭載したものを金型に設置し、この金型内に高温で溶融した樹脂材料を射出し、冷却硬化することでパッケージ２２０を構成する。つまり、パッケージ２２０は、トランスファ・モールド工程により形成される。
【０１０４】  このトランスファ・モールド工程は、従来のセラミックパッケージ工程よりも量産性が高く、加速度センサの製造コストを低減する上で有効なプロセスである。しかし、構成材料である樹脂は、吸湿により体積が膨張し、また乾燥により体積が収縮する特徴がある。パッケージ２２０が設置される環境の湿度が変動すると、パッケージ部材２１０の膨張と収縮により、内部に設置されたセンサチップ１７０には歪みが発生する。
【０１０５】  しかし、本実施の形態におけるセンサチップ１７０は、基板１１３に歪みが発生しても、加速度センサ素子を構成している、可動部１０４に接続されている検出用可動電極と、基板１１３に接続されている検出用固定電極の相対距離が変動しにくい。つまり、加速度が印加されない場合に、加速度センサが設置される環境の湿度が変動しても、検出用可動電極と検出用固定電極からなるコンデンサの容量値が変動しにくい特徴がある。つまり、加速度センサが設置される環境の湿度が変動しても、ゼロ点オフセットが発生しにくい特徴がある。
【０１０６】  ＜本実施の形態の効果＞  以上説明した本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサ１００によれば、可動部１０４、検出用可動電極１０５ａと検出用固定電極１０６ａとのＰ側第１電極対、検出用可動電極１０５ｂと検出用固定電極１０６ｂとのＰ側第２電極対、検出用可動電極１０９ａと検出用固定電極１１０ａとのＮ側第１電極対、検出用可動電極１０９ｂと検出用固定電極１１０ｂとのＮ側第２電極対を有する構成において、可動部１０４はこの可動部１０４の内側に設けられた固定部１０１の１点で支持され、さらに、可動部１０４の固定部１０１と検出用固定電極１０６ａの固定部１０７と検出用固定電極１０６ｂの固定部１０８と検出用固定電極１１０ａの固定部１１１と検出用固定電極１１０ｂの固定部１１２とはＭＥＭＳ加速度センサ１００の検出方向１１５と垂直な直線１１６上に配置され、さらに、可動部１０４の固定部１０１に対し、一方にＰ側第１電極対とＮ側第１電極対とが設けられ、他方にＰ側第２電極対とＮ側第２電極対とが設けられていることで、以下のような効果を得ることができる。
【０１０７】  すなわち、本実施の形態の効果として、可動部１０４は固定部１０１での１点支持のため、検出方向１１５の歪みに対してロバストであり、さらに、回転によるノイズがＰ側第１電極対（容量素子ＣＰ１）とＰ側第２電極対（容量素子ＣＰ２）との間、Ｎ側第１電極対（容量素子ＣＮ１）とＮ側第２電極対（容量素子ＣＮ２）との間に異符号で現れるため、ＣＶ変換回路１４０などを含むＬＳＩ回路の前で機械的に回転ノイズの影響をキャンセルすることができる。これにより、ロバストであり、かつ多軸感度によるアンプの飽和を機械的に防止することができる。
【０１０８】  このように、本実施の形態によれば、ＬＳＩ回路への入力前に計測信号以外の加速度の印加による信号を相殺して、ＭＥＭＳ加速度センサの誤動作や誤出力による機能停止を抑制することができる。つまり、ＭＥＭＳ加速度センサが設置される環境の温度や湿度の原因による基板変形による、加速度が印加されない場合のオフセット変動を抑制するＭＥＭＳ加速度センサを、製造コストを増大させることなく提供できる。
【０１０９】  より好適には、以下のような効果を得ることができる。電極対においては、可動部１０４の固定部１０１を通る検出方向１１５と垂直な直線１１６に対して、Ｐ側第１電極対とＰ側第２電極対とは一方の同じ方向に配置し、Ｎ側第１電極対とＮ側第２電極対とは他方の同じ方向に配置することができる。また、電極対においては、Ｐ側第１電極対とＰ側第２電極対とＮ側第１電極対とＮ側第２電極対とは、それぞれ、容量値が電極間距離により変動する対向型の平行平板形状とすることができる。また、電極対においては、Ｐ側第１電極対とＰ側第２電極対とＮ側第１電極対とＮ側第２電極対とは、それぞれ、可動部１０４で構成される枠体の内周枠より内側に設置することができる。これらの効果としては、電極対の設置方法として各種のバリエーションが実現でき、加速度センサの製造の容易化などに繋がる。
【０１１０】  ［実施の形態２］  実施の形態２におけるＭＥＭＳ加速度センサについて、図１２を用いて説明する。本実施の形態においては、主に前記実施の形態１と異なる点を説明する。また、本実施の形態においては、５００番台の符号を付して説明するが、前記実施の形態１の１００番台に対応させて、下２桁（１０番台と１番台）が同一のものは同一の部材を指すものとする。
【０１１１】  ＜ＭＥＭＳ加速度センサの平面構成＞  まず、図１２を用いて、本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサの平面構成について説明する。図１２は、このＭＥＭＳ加速度センサの平面構成の一例を示す平面図である。この図１２は、ＭＥＭＳ加速度センサを上面から見た図である。
【０１１２】  本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサ５００は、基板上に形成された構造体として、固定部５０１、剛体５０２、梁５０３ａ，５０３ｂ、可動部５０４、検出用可動電極（Ｐ側）５０５ａ，５０５ｂ、検出用固定電極（Ｐ側）５０６ａ，５０６ｂ、固定部５０７、固定部５０８、検出用可動電極（Ｎ側）５０９ａ，５０９ｂ、検出用固定電極（Ｎ側）５１０ａ，５１０ｂ、固定部５１１、固定部５１２などの前記実施の形態１と同様の構成に加えて、診断用可動電極（Ｐ側）５２２ａ，５２２ｂ、診断用固定電極（Ｐ側）５２３ａ，５２３ｂ、固定部５２４、固定部５２５、診断用可動電極（Ｎ側）５２６ａ，５２６ｂ、診断用固定電極（Ｎ側）５２７ａ，５２７ｂ、固定部５２８、固定部５２９などから構成される。以下においては、主に、前記実施の形態１と同様の構成および効果については説明を省略し、前記実施の形態１と異なる構成および効果を説明する。
【０１１３】  ＜＜部品が異なる構成と効果＞＞  本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサ５００は、図１２に示すように、基板に、固定部５０１が設けられており、この固定部５０１には、検出軸方向（図１２のｙ方向）に伸びる剛体５０２が接続され、さらに剛体５０２からは検出軸方向に変形する梁５０３ａと梁５０３ｂに接続されている。そして、梁５０３ａと梁５０３ｂは、ＭＥＭＳ加速度センサ５００の錘となる可動部５０４と接続されている。梁５０３ａと梁５０３ｂは、それぞれ、剛体５０２および可動部５０４と接続する箇所において、複数の支持部５２１により複数の点（図１２の例では３点）で支持されており、検出方向（検出軸方向）５１５以外への機械的変位が起こりにくくなっている特徴を有する。これは、梁５０３ａ，５０３ｂのｚ方向の剛性が強化でき、回転モーメントの抑制にも繋がる。
【０１１４】  可動部５０４には、可動部５０４と一体に形成された検出用可動電極５０５ａ，５０５ｂ，５０９ａ，５０９ｂが形成されており、この検出用可動電極５０５ａ，５０５ｂ，５０９ａ，５０９ｂと対向するように、検出用固定電極５０６ａ，５０６ｂ，５１０ａ，５１０ｂが形成されている。
【０１１５】  この検出用可動電極５０５ａと検出用固定電極５０６ａ、あるいは、検出用可動電極５０５ｂと検出用固定電極５０６ｂは、それぞれ容量素子を形成しており、外部から印加された加速度によって可動部５０４がｙ方向のプラス方向に変位すると、各容量素子の容量が増加するようになっている。また、検出用可動電極５０９ａと検出用固定電極５１０ａ、あるいは、検出用可動電極５０９ｂと検出用固定電極５１０ｂは、それぞれ容量素子を形成しており、外部から印加された加速度によって可動部５０４がｙ方向のプラス方向に変位すると、各容量素子の容量が減少するようになっている。
【０１１６】  また、前記実施の形態１とは異なる点として、検出用固定電極５０６ａ，５０６ｂ，５１０ａ，５１０ｂと固定部５０７，５０８，５１１，５１２をそれぞれ接続する直線状の部品には部分的に穴５２０があけられており、質量が軽量化されている。さらに、可動部５０４と固定部５０１を接続し、この固定部５０１で支持された剛体５０２にも、部分的に穴５２０があけられており、質量が軽量化されている。なお、可動部５０４や、診断用固定電極５２３ａ，５２３ｂ，５２７ａ，５２７ｂと固定部５２４，５２５，５２８，５２９をそれぞれ接続する部品についても同様に、部分的に穴５２０をあけて質量を軽量化することも可能である。このように質量を軽量化することにより、部品全体の固有振動数が高周波数側に設定でき、高周波数ノイズの入力に対する機械的な応答を減少させられるため、より信頼性の高い加速度センサを提供できる。
【０１１７】  ＜＜ＰＮ位置が異なる構成と効果＞＞  検出用可動電極５０５ａと検出用固定電極５０６ａ、あるいは、検出用可動電極５０５ｂと検出用固定電極５０６ｂは、可動部５０４の固定部５０１を通る、加速度センサの検出方向（検出軸方向）５１５と垂直な直線５１６に対して、互いに逆の方向に設置されている点が、前記実施の形態１とは異なる。すなわち、図１２において、検出用可動電極５０５ａと検出用固定電極５０６ａのＰ側第１電極対は右上の位置に配置され、検出用可動電極５０５ｂと検出用固定電極５０６ｂのＰ側第２電極対は左下の位置に配置されている。この配置は、固定部５０１に対して点対称となっている。
【０１１８】  また、検出用可動電極５０９ａと検出用固定電極５１０ａ、あるいは、検出用可動電極５０９ｂと検出用固定電極５１０ｂは、可動部５０４の固定部５０１を通る、加速度センサの検出方向（検出軸方向）５１５と垂直な直線５１６に対して、互いに逆の方向に設置されている点が、前記実施の形態１とは異なる。すなわち、図１２において、検出用可動電極５０９ａと検出用固定電極５１０ａのＮ側第１電極対は右下の位置に配置され、検出用可動電極５０９ｂと検出用固定電極５１０ｂのＮ側第２電極対は左上の位置に配置されている。この配置は、固定部５０１に対して点対称となっている。
【０１１９】  すなわち、本実施の形態によれば、可動部５０４の固定部５０１を通る検出方向５１５と垂直な直線５１６に対して、検出用可動電極５０５ａと検出用固定電極５０６ａのＰ側第１電極対と検出用可動電極５０９ｂと検出用固定電極５１０ｂのＮ側第２電極対とは第１の方向（図１２のｙ方向のプラス方向）に配置され、検出用可動電極５０５ｂと検出用固定電極５０６ｂのＰ側第２電極対と検出用可動電極５０９ａと検出用固定電極５１０ａのＮ側第１電極対とは第１の方向とは異なる第２の方向（図１２のｙ方向のマイナス方向）に配置されている。
【０１２０】  つまり、可動部５０４の変位量を測定するために構成される電極対の設置方法には、バリエーションがある。このような電極対の設置方法でも、前記実施の形態１と同様に、外部から印加された測定量以外である加速度の入力によって可動部５０４が変位する場合でも、機械素子が構成されたセンサチップの内部で容量値の変動は相殺され、演算回路に信号が入力されることがない。つまり、電気信号がＬＳＩ回路で取り扱える範囲を超える場合、すなわち、ＬＳＩ回路が飽和を起こしてしまう場合を想定する必要がないため、当該電気信号は、本来計測したい信号が飽和信号に埋もれてしまうことによる加速度センサの機能停止をもたらすことがない。つまり、ＬＳＩ回路への入力前に計測信号以外の加速度の印加による信号を相殺することにより、計測信号以外の加速度の印加による加速度センサの誤動作や誤出力による機能停止を抑制することができる。
【０１２１】  ＜＜診断機能の追加構成と効果＞＞  また、本実施の形態では、前記実施の形態１に対する追加構成として、図１２に示すように、可動部５０４には、可動部５０４と一体に形成された診断用可動電極５２２ａ，５２２ｂ，５２６ａ，５２６ｂが形成されており、この診断用可動電極５２２ａ，５２２ｂ，５２６ａ，５２６ｂと対向するように、診断用固定電極５２３ａ，５２３ｂ，５２７ａ，５２７ｂが形成されている。診断用可動電極５２２ａと診断用固定電極５２３ａとの診断用Ｐ側第１電極対、あるいは、診断用可動電極５２２ｂと診断用固定電極５２３ｂとの診断用Ｐ側第２電極対、あるいは、診断用可動電極５２６ａと診断用固定電極５２７ａとの診断用Ｎ側第１電極対、あるいは、診断用可動電極５２６ｂと診断用固定電極５２７ｂとの診断用Ｎ側第２電極対は、それぞれ容量素子を形成している。
【０１２２】  これらの診断用電極対の配置は、検出用電極対と同様に、線対称や点対称で配置できる。すなわち、図１２においては、可動部５０４の固定部５０１を通る検出方向５１５と垂直な直線５１６に対して、診断用Ｐ側第１電極対と診断用Ｐ側第２電極対とは第１の方向（図１２のｙ方向のプラス方向）に配置され、診断用Ｎ側第１電極対と診断用Ｎ側第２電極対とは第１の方向とは異なる第２の方向（図１２のｙ方向のマイナス方向）に配置されている。これに限らず、可動部５０４の固定部５０１を通る検出方向５１５と垂直な直線５１６に対して、診断用Ｐ側第１電極対と診断用Ｎ側第２電極対とは第１の方向（図１２のｙ方向のプラス方向）に配置し、診断用Ｐ側第２電極対と診断用Ｎ側第１電極対とは第１の方向とは異なる第２の方向（図１２のｙ方向のマイナス方向）に配置しても良い。
【０１２３】  この容量素子を形成している、診断用可動電極５２２ａと診断用固定電極５２３ａ、および、診断用可動電極５２２ｂと診断用固定電極５２３ｂの間に診断信号を印加すると、診断用可動電極５２２ａと診断用固定電極５２３ａ、および、診断用可動電極５２２ｂと診断用固定電極５２３ｂの間に静電気力が働き、診断用可動電極５２２ａ、および、診断用可動電極５２２ｂが図１２のｙ方向のプラス方向に変位する。この診断用可動電極５２２ａ，５２２ｂが図１２のｙ方向のプラス方向に変位すると、診断用可動電極５２２ａ，５２２ｂと一体的に形成されている可動部５０４も強制的に図１２のｙ方向のプラス方向に変位する。
【０１２４】  また、容量素子を形成している、診断用可動電極５２６ａと診断用固定電極５２７ａ、および、診断用可動電極５２６ｂと診断用固定電極５２７ｂの間に診断信号を印加すると、診断用可動電極５２６ａと診断用固定電極５２７ａ、および、診断用可動電極５２６ｂと診断用固定電極５２７ｂの間に静電気力が働き、診断用可動電極５２６ａ、および、診断用可動電極５２６ｂが図１２のｙ方向のマイナス方向に変位する。この診断用可動電極５２６ａ，５２６ｂが図１２のｙ方向のマイナス方向に変位すると、診断用可動電極５２６ａ，５２６ｂと一体的に形成されている可動部５０４も強制的に図１２のｙ方向のマイナス方向に変位する。
【０１２５】  本実施の形態のＭＥＭＳ加速度センサは、可動部５０４に加速度が印加されていない場合であっても、可動部５０４を強制的に変位させる機能を有する。つまり、加速度センサの機械的な故障を電気的手段をもって診断する機能を有しており、信頼性が高い加速度センサを提供することができる。さらに、診断機能を使用しない場合に、この加速度センサの可動部周辺に設置した診断用固定電極５２３ａ，５２３ｂと５２７ａ，５２７ｂの電位を固定することで、電気的なノイズ遮断も可能となる。
【０１２６】  ［実施の形態３］  実施の形態３におけるＭＥＭＳ加速度センサについて、図１３を用いて説明する。本実施の形態においては、主に前記実施の形態１と異なる点を説明する。また、本実施の形態においては、７００番台の符号を付して説明するが、前記実施の形態１の１００番台に対応させて、下２桁（１０番台と１番台）が同一のものは同一の部材を指すものとする。
【０１２７】  ＜ＭＥＭＳ加速度センサの平面構成＞  まず、図１３を用いて、本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサの平面構成について説明する。図１３は、このＭＥＭＳ加速度センサの平面構成の一例を示す平面図である。この図１３は、ＭＥＭＳ加速度センサを上面から見た図である。
【０１２８】  本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサ７００は、基板上に形成された構造体として、固定部７０１、剛体７０２、梁７０３ａ，７０３ｂ、可動部７０４、検出用可動電極（Ｐ側）７０５ａ，７０５ｂ、検出用固定電極（Ｐ側）７０６ａ，７０６ｂ、固定部７０７、固定部７０８、検出用可動電極（Ｎ側）７０９ａ，７０９ｂ、検出用固定電極（Ｎ側）７１０ａ，７１０ｂ、固定部７１１、固定部７１２などの前記実施の形態１と同様の構成に加えて、ダンパー用可動電極７３０ａ，７３０ｂ、ダンパー用固定電極７３１ａ，７３１ｂ、固定部７３２、固定部７３３などから構成される。なお、図１３において、７１５はＭＥＭＳ加速度センサ７００の検出方向（検出軸方向）を示し、７１６はこの検出方向７１５と垂直な直線を示す。以下においては、主に、前記実施の形態１と同様の構成および効果については説明を省略し、前記実施の形態１と異なる構成および効果を説明する。
【０１２９】  ＜＜部品が異なる構成と効果＞＞  本実施の形態におけるＭＥＭＳ加速度センサ７００は、図１３に示すように、基板に、固定部７０１が設けられており、この固定部７０１には、検出軸方向（図１３のｙ方向）に伸びる剛体７０２が接続され、さらに剛体７０２からは検出軸方向に変形する梁７０３ａと梁７０３ｂに接続されている。そして、梁７０３ａと梁７０３ｂは、ＭＥＭＳ加速度センサ７００の錘となる可動部７０４と接続されている。
【０１３０】  可動部７０４には、可動部７０４と一体に形成された検出用可動電極７０５ａ，７０５ｂ，７０９ａ，７０９ｂが形成されており、この検出用可動電極７０５ａ，７０５ｂ，７０９ａ，７０９ｂと対向するように、検出用固定電極７０６ａ，７０６ｂ，７１０ａ，７１０ｂが形成されている。
【０１３１】  この検出用可動電極７０５ａと検出用固定電極７０６ａ、あるいは、検出用可動電極７０５ｂと検出用固定電極７０６ｂは、それぞれ容量素子を形成しており、外部から印加された加速度によって可動部７０４がｙ方向のプラス方向に変位すると、各容量素子の容量が増加するようになっている。また、検出用可動電極７０９ａと検出用固定電極７１０ａ、あるいは、検出用可動電極７０９ｂと検出用固定電極７１０ｂは、それぞれ容量素子を形成しており、外部から印加された加速度によって可動部７０４がｙ方向のプラス方向に変位すると、各容量素子の容量が減少するようになっている。
【０１３２】  また、この検出用可動電極７０５ａと検出用固定電極７０６ａとのＰ側第１電極対、検出用可動電極７０５ｂと検出用固定電極７０６ｂとのＰ側第２電極対、検出用可動電極７０９ａと検出用固定電極７１０ａとのＮ側第１電極対、検出用可動電極７０９ｂと検出用固定電極７１０ｂとのＮ側第２電極対は、前記実施の形態１とは異なり、可動部７０４の枠体の外周枠より外側にそれぞれ配置されている。
【０１３３】  さらに、前記実施の形態１とは異なる点として、検出用固定電極７０６ａ，７０６ｂ，７１０ａ，７１０ｂと固定部７０７，７０８，７１１，７１２をそれぞれ接続する直線状の部品には部分的に穴７３４があけられており、質量が軽量化されている。さらに、固定部７０１で支持された剛体７０２の他、可動部７０４や、ダンパー用固定電極７３１ａ，７３１ｂと固定部７３２，７３３をそれぞれ接続する直線状の部品にも、部分的に穴７３４があけられており、質量が軽量化されている。このように質量を軽量化することにより、部品全体の固有振動数が高周波数側に設定でき、高周波数ノイズの入力に対する機械的な応答を減少させられるため、より信頼性の高い加速度センサを提供できる。
【０１３４】  ＜＜ダンパー機能の追加構成と効果＞＞  また、本実施の形態では、前記実施の形態１に対する追加構成として、図１３に示すように、可動部７０４には、可動部７０４と一体に形成されたダンパー用可動電極７３０ａ，７３０ｂが形成されており、このダンパー用可動電極７３０ａ，７３０ｂと対向するように、基板に固定されたダンパー用固定電極７３１ａ，７３１ｂが形成されている。ダンパー用可動電極７３０ａとダンパー用固定電極７３１ａとのダンパー用Ｐ側第１電極対、および、ダンパー用可動電極７３０ｂとダンパー用固定電極７３１ｂとのダンパー用Ｎ側第１電極対は、それぞれ、ダンパー機能を構成している。このダンパー機能は、可動部７０４の枠体の内周枠より内側に配置されている。
【０１３５】  可動部７０４が変位すると、ダンパー用可動電極７３０ａとダンパー用固定電極７３１ａとの間、および、ダンパー用可動電極７３０ｂとダンパー用固定電極７３１ｂとの間の空間内のガスを圧縮と伸縮することになるため、ダンパー用可動電極７３０ａ，７３０ｂとダンパー用固定電極７３１ａ，７３１ｂから構成されるダンパーは可動部７０４の変位を阻害する機能を有する。この変位を阻害する機能は、可動部７０４の速度に比例した効果を有するため、変位の周波数が高周波数帯域であるほど阻害する能力が高い。よって、ダンパー機能を有する加速度センサは、低周波帯域の加速度には機械的に応答するが、高周波帯域の加速度には機械的に応答しない特徴を有する。つまり、計測したい加速度の周波数帯域を、ＭＥＭＳ構造で調整することができる特徴を有する。つまり、高周波数ノイズの入力に対する機械的な応答を減少させられるため、より信頼性の高い加速度センサを提供できる。
【０１３６】  前述したダンパー用固定電極７３１ａ，７３１ｂは、それぞれ、固定部７３２，７３３を介して電気的に接続し、電位を与えても良い。この電位として、可動部７０４と異なる電位を与えることで、可動部７０４と、検出軸方向に変形する梁７０３ａ，７０３ｂから構成される機械部品の固有振動数が実効的に小さくなる「静電ばね効果」を得ることができる。製造工程においては変形しにくい梁構造として製造歩留まりを高くし、実際に加速度センサを測定に利用する際に、固定部７３２，７３３を介して電気的に接続したダンパー用固定電極７３１ａ，７３１ｂに電位を与え、所望の固有振動数へと調整する機能が提供できる。つまり、より安価に加速度センサを製造できる技術を提供できる。
【０１３７】  以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、上記した実施の形態１〜３は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１３８】１００  ＭＥＭＳ加速度センサ１０１  固定部１０２  剛体１０３ａ，１０３ｂ  梁１０４  可動部１０５ａ，１０５ｂ  検出用可動電極（Ｐ側）１０６ａ，１０６ｂ  検出用固定電極（Ｐ側）１０７  固定部１０８  固定部１０９ａ，１０９ｂ  検出用可動電極（Ｎ側）１１０ａ，１１０ｂ  検出用固定電極（Ｎ側）１１１  固定部１１２  固定部１１３  基板１１５  検出方向１１６  検出方向と垂直な直線１２０  空洞１２１  絶縁膜１２２  引き出し電極１２３  導電膜１２４  保護膜１２５  パッド１２６  キャップ基板１２７  デバイス層１３０  搬送波印加回路１４０  ＣＶ変換回路１４１  オペアンプ１４２  オペアンプ１４３  検出信号１４４  検出信号１４５  差動検出回路１４６  電位差信号１５０  復調回路１６０  出力端子１７０  センサチップ２００  回路チップ２０１  パッド２０２  金属ワイヤ２０３  パッド２０４  金属ワイヤ２１０  パッケージ部材２１１  リードフレーム２２０  パッケージ３００  ＭＥＭＳ加速度センサ（従来技術）３０１ａ，３０１ｂ  固定部３０３ａ，３０３ｂ  梁３０４  可動部３０５ａ，３０５ｂ  検出用可動電極（Ｐ側）３０６ａ，３０６ｂ  検出用固定電極（Ｐ側）３０７  固定部３０８  固定部３０９ａ，３０９ｂ  検出用可動電極（Ｎ側）３１０ａ，３１０ｂ  検出用可動電極（Ｎ側）３１１  固定部３１２  固定部３１３  基板３１５  検出方向５００  ＭＥＭＳ加速度センサ５０１  固定部５０２  剛体５０３ａ，５０３ｂ  梁５０４  可動部５０５ａ，５０５ｂ  検出用可動電極（Ｐ側）５０６ａ，５０６ｂ  検出用固定電極（Ｐ側）５０７  固定部５０８  固定部５０９ａ，５０９ｂ  検出用可動電極（Ｎ側）５１０ａ，５１０ｂ  検出用固定電極（Ｎ側）５１１  固定部５１２  固定部５１５  検出方向５１６  検出方向と垂直な直線５２０  穴５２１  支持部５２２ａ，５２２ｂ  診断用可動電極（Ｐ側）５２３ａ，５２３ｂ  診断用固定電極（Ｐ側）５２４  固定部５２５  固定部５２６ａ，５２６ｂ  診断用可動電極（Ｎ側）５２７ａ，５２７ｂ  診断用固定電極（Ｎ側）５２８  固定部５２９  固定部７００  ＭＥＭＳ加速度センサ７０１  固定部７０２  剛体７０３ａ，７０３ｂ  梁７０４  可動部７０５ａ，７０５ｂ  検出用可動電極（Ｐ側）７０６ａ，７０６ｂ  検出用固定電極（Ｐ側）７０７  固定部７０８  固定部７０９ａ，７０９ｂ  検出用可動電極（Ｎ側）７１０ａ，７１０ｂ  検出用固定電極（Ｎ側）７１１  固定部７１２  固定部７１５  検出方向７１６  検出方向と垂直な直線７３０ａ，７３０ｂ  ダンパー用可動電極７３１ａ，７３１ｂ  ダンパー用固定電極７３２  固定部７３３  固定部７３４  穴   
【図１】
2014061099.tif 000003
【図２】
2014061099.tif 000004
【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１２】
2014061099.tif 000013
【図１３】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年2月2日(2016.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量型の慣性センサであって、
可動部と、
前記可動部の検出軸の正方向変位に対して容量値が増加する正方向第１電極対と、
前記可動部の検出軸の正方向変位に対して容量値が増加する正方向第２電極対と、
前記可動部の検出軸の正方向変位に対して容量値が減少する負方向第１電極対と、
前記可動部の検出軸の正方向変位に対して容量値が減少する負方向第２電極対と、を有し、
前記可動部は、該可動部の内側に設けられた固定部の１点で支持され、
前記可動部の固定部と、前記正方向第１電極対の固定部と、前記正方向第２電極対の固定部と、前記負方向第１電極対の固定部と、前記負方向第２電極対の固定部とは、前記慣性センサの検出方向と垂直な直線上に配置され、
前記可動部の固定部に対し、一方に前記正方向第１電極対と前記負方向第１電極対とが設けられ、他方に前記正方向第２電極対と前記負方向第２電極対とが設けられ、
前記可動部と前記可動部の固定部を支持する点が、３点以上であることを特徴とする慣性センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、
前記正方向第１電極対と前記正方向第２電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して第１の方向に配置され、
前記負方向第１電極対と前記負方向第２電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、
前記正方向第１電極対と前記負方向第２電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して第１の方向に配置され、
前記正方向第２電極対と前記負方向第１電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項４】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、
前記正方向第１電極対と前記正方向第２電極対と前記負方向第１電極対と前記負方向第２電極対とは、それぞれ、容量値が電極間距離により変動する対向型の平行平板形状であることを特徴とする慣性センサ。
【請求項５】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、
前記正方向第１電極対と前記正方向第２電極対と前記負方向第１電極対と前記負方向第２電極対とは、それぞれ、前記可動部で構成される枠体の内周枠より内側に設置されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項６】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、
前記正方向第１電極対と前記正方向第２電極対と前記負方向第１電極対と前記負方向第２電極対とは、それぞれ、前記可動部で構成される枠体の外周枠より外側に設置されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項７】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、
前記慣性センサの機械的な故障を、診断信号の印加により前記可動部を強制的に変位させて診断する複数の診断用電極対を有し、
前記複数の診断用電極対として、
前記診断信号の印加により前記可動部の検出軸の正方向に変位する診断用正方向第１電極対と、
前記診断信号の印加により前記可動部の検出軸の正方向に変位する診断用正方向第２電極対と、
前記診断信号の印加により前記可動部の検出軸の負方向に変位する診断用負方向第１電極対と、
前記診断信号の印加により前記可動部の検出軸の負方向に変位する診断用負方向第２電極対と、を有し、
前記診断用正方向第１電極対の固定部と、前記診断用正方向第２電極対の固定部と、前記診断用負方向第１電極対の固定部と、前記診断用負方向第２電極対の固定部とは、前記慣性センサの検出方向と垂直な直線上に配置され、
前記可動部の固定部に対し、一方に前記診断用正方向第１電極対と前記診断用負方向第１電極対とが設けられ、他方に前記診断用正方向第２電極対と前記診断用負方向第２電極対とが設けられていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項８】
請求項７に記載の慣性センサにおいて、
前記診断用正方向第１電極対と前記診断用正方向第２電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して第１の方向に配置され、
前記診断用負方向第１電極対と前記診断用負方向第２電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項９】
請求項７に記載の慣性センサにおいて、
前記診断用正方向第１電極対と前記診断用負方向第２電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して第１の方向に配置され、
前記診断用正方向第２電極対と前記診断用負方向第１電極対とは、前記可動部の固定部を通る検出方向と垂直な直線に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項１０】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、
前記可動部の変位を阻害する複数のダンパー用電極対を有し、
前記複数のダンパー用電極対として、
前記可動部の検出軸の正方向の変位を阻害するダンパー用正方向第１電極対と、
前記可動部の検出軸の負方向の変位を阻害するダンパー用負方向第１電極対と、を有し、
前記ダンパー用正方向第１電極対の固定部と、前記ダンパー用負方向第１電極対の固定部とは、前記慣性センサの検出方向と垂直な直線上に配置され、
前記可動部の固定部に対し、一方に前記ダンパー用正方向第１電極対が設けられ、他方に前記ダンパー用負方向第１電極対が設けられていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の慣性センサにおいて、
前記ダンパー用正方向第１電極対および前記ダンパー用負方向第１電極対には、第１の電位が印加され、前記可動部には前記第１の電位とは異なる第２の電位が印加されていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項１２】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、
前記正方向第１電極対と該正方向第１電極対の固定部との接続部、前記正方向第２電極対と該正方向第２電極対の固定部との接続部、前記負方向第１電極対と該負方向第１電極対の固定部との接続部、前記負方向第２電極対と該負方向第２電極対の固定部との接続部、および、前記可動部と該可動部の固定部との接続部のうちの少なくとも１つの接続部には、穴があけられていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項１３】
請求項７に記載の慣性センサにおいて、
前記診断用正方向第１電極対と該診断用正方向第１電極対の固定部との接続部、前記診断用正方向第２電極対と該診断用正方向第２電極対の固定部との接続部、前記診断用負方向第１電極対と該診断用負方向第１電極対の固定部との接続部、および、前記診断用負方向第２電極対と該診断用負方向第２電極対の固定部との接続部のうちの少なくとも１つの接続部には、穴があけられていることを特徴とする慣性センサ。
【請求項１４】
請求項１０に記載の慣性センサにおいて、
前記ダンパー用正方向第１電極対と該ダンパー用正方向第１電極対の固定部との接続部、および、前記ダンパー用負方向第１電極対と該ダンパー用負方向第１電極対の固定部との接続部のうちの少なくとも１つの接続部には、穴があけられていることを特徴とする慣性センサ。
【国際調査報告】
2014061099.tif 000016
2014061099.tif 000017
2014061099.tif 000018
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