(57)【要約】      （修正有）【課題】３軸加速度センサモジュールの構造を簡素化し小型化、薄型化を図る【解決手段】  ３軸加速度センサモジュールは、重錘体４２と重錘体支持部１６と重錘体および重錘体支持部と所定間隔をおいて外側に設けられた枠２１を連結するように設けられ、複数の可撓性の梁１９ａ，１９ｂと、複数のピエゾ抵抗素子３０ａ〜３０ｃを金属配線でそれぞれ接続して構成され、３軸方向に対応する３つのブリッジ回路と備える３軸加速度センサ１と；各ブリッジ回路の１または２のピエゾ抵抗素子に並列にそれぞれ接続される複数の温度補償用抵抗素子と；ブリッジ回路の出力側に接続され、３軸方向にそれぞれ対応する３つのゼロ点オフセット調整用可変抵抗素子と；ゼロ点オフセット調整用可変抵抗素子を介して、ブリッジ回路の出力側に接続され、ブリッジ回路の出力電圧を増幅するオペアンプユニットとを備えている。【選択図】図４
2006105617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重錘体と、その下面で前記重錘体を支持する重錘体支持部と、前記重錘体および前記重錘体支持部と所定間隔をおいて外側に設けられた枠と、該枠と前記重錘体支持部とを連結するように設けられ、その一部が複数のピエゾ抵抗素子をなす複数の可撓性の梁と、前記複数のピエゾ抵抗素子を金属配線でそれぞれ接続して構成され、３軸方向にそれぞれ対応する３つのブリッジ回路と備える３軸加速度センサと、
前記各ブリッジ回路の１または２のピエゾ抵抗素子に並列にそれぞれ接続される複数の温度補償用抵抗素子と、
前記３つのブリッジ回路の出力側に接続され、３軸方向にそれぞれ対応する３つのゼロ点オフセット調整用可変抵抗素子と、
前記３つのゼロ点オフセット調整用可変抵抗素子をそれぞれ介して、前記３つのブリッジ回路の出力側に接続され、これらのブリッジ回路の出力電圧をそれぞれ増幅するオペアンプユニットと、
を備えることを特徴とする３軸加速度センサモジュール。
【請求項２】
前記３軸加速度センサ、前記複数の温度補償用抵抗素子、前記ゼロ点オフセット調整用可変抵抗素子、および前記オペアンプユニットを１枚の基板上に配列した請求項１に記載の３軸加速度センサモジュール。
【請求項３】
前記基板は、一辺が３０ｍｍ以下の方形形状である請求項２に記載の３軸加速度センサモジュール。
【請求項４】
前記オペアンプユニットを前記基板の裏面に配した請求項２または３に記載の３軸加速度センサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度補償を行うことができる３軸加速度センサモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、３軸方向の加速度を検出することができる３軸加速度センサとして、シリコン基板からなる略四角形状の支持枠と、この支持枠の内部に形成され、可撓性を有する複数の薄肉の梁と、この複数の梁によって揺動自在に支持される重錘体と、複数の梁上に設けられている複数のピエゾ抵抗素子を金属配線によって接続することにより構成されるブリッジ回路とを備えたものが知られている。
【０００３】
このような３軸加速度センサでは、３軸加速度センサに所定方向の加速度が加わると、重錘体が揺動し、複数の梁に弾性変形が生じる。これにより、梁上に設けられているピエゾ抵抗素子の抵抗値が変化し、ブリッジ回路から出力される出力電圧が変化する。したがって、この出力電圧の変化を検知することにより、３軸加速度センサに加えられた加速度を検出することができる。
【０００４】
ところで、このような３軸加速度センサでは、上述のように、ピエゾ抵抗素子同士を接続するための金属配線が梁上にパターニングされている。梁を構成するシリコンと金属配線との熱膨張係数が異なるため、各ブリッジ回路のゼロ点オフセット電圧（加速度も加えられず、傾いてもいない状態における出力電圧）は、一般的に、温度特性を有している。すなわち、基準温度においてゼロ点オフセット電圧を０とした場合でも、基準温度と異なる温度では、オフセット電圧が０から変化してしまう。特に、重力の加わる方向（垂直方向）と平行なＺ軸のオフセット電圧の変化量が３軸加速度センサの構造上温度の影響を受けやすく、従来から温度補償回路などを用いることによりゼロ点補正をしなければならなった。
【０００５】
ここで、一般的な温度補償回路では、専用の温度補償ＩＣやメモリ、サーミスタ、オペアンプなどを用いて、３軸加速度センサの出力電圧について温度補償を行っている。また、温度補償回路を用いない温度補償方法として、３軸加速度センサのブリッジ回路のピエゾ抵抗素子と並列に予め温度補償用抵抗素子を配置しておき、３軸加速度センサの各種特性に応じて、温度補償用抵抗素子をトリミングする方法が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１６０７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような温度補償回路を用いて、３軸加速度センサモジュールを構成する場合、各部品が高価であり、また、部品点数が多いので、安価な３軸加速度センサモジュールを製作することができず、このような３軸加速度センサを含む３軸加速度センサモジュールを小型化・薄型化することができないという問題がある。
【０００８】
また、上述のような温度補償用抵抗素子をトリミングする方法では、上記ピエゾ抵抗素子と同様に半導体基板上に半導体プロセスで形成し、且つ多くの不要な素子を配列しなければならないので、３軸加速度センサモジュールの製造工程が煩雑で高価になってしまうだけでなく、上述と同様に、３軸加速度センサモジュールを小型化・薄型化することができないという問題がある。
【０００９】
本発明は、これらの問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、その構造および製造方法が簡易で、安価に作成でき、全体として小型化・薄型化可能な３軸加速度センサモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の３軸加速度センサモジュールは、
重錘体と、その下面で前記重錘体を支持する重錘体支持部と、前記重錘体および前記重錘体支持部と所定間隔をおいて外側に設けられた枠と、該枠と前記重錘体支持部とを連結するように設けられ、その一部が複数のピエゾ抵抗素子をなす複数の可撓性の梁と、前記複数のピエゾ抵抗素子を金属配線でそれぞれ接続して構成され、３軸方向にそれぞれ対応する３つのブリッジ回路と備える３軸加速度センサと、
前記各ブリッジ回路の１または２のピエゾ抵抗素子に並列にそれぞれ接続される複数の温度補償用抵抗素子と、
前記３つのブリッジ回路の出力側に接続され、３軸方向にそれぞれ対応する３つのゼロ点オフセット調整用可変抵抗素子と、
前記３つのゼロ点オフセット調整用可変抵抗素子をそれぞれ介して、前記３つのブリッジ回路の出力側に接続され、これらのブリッジ回路の出力電圧をそれぞれ増幅するオペアンプユニットと、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の３軸加速度センサモジュールによれば、ブリッジ回路の所定のピエゾ抵抗素子に並列に温度補償用抵抗素子を配列することにより、簡易・安価にゼロ点オフセット電圧を調整することができるとともに、これらの各構成要素が１つのモジュールを構成するので、モジュール全体を小型化・薄型化することができる。
【００１２】
ここで、本発明の３軸加速度センサモジュールでは、前記３軸加速度センサ、前記複数の温度補償用抵抗素子、前記ゼロ点オフセット調整用可変抵抗素子、および前記オペアンプユニットを１枚の基板上に配列していることが好ましい。
【００１３】
これにより、本発明の３軸加速度センサモジュールを小型化・薄型化することができる。
【００１４】
この場合において、本発明の３軸加速度センサモジュールでは、前記基板は、一辺が３０ｍｍ以下の方形形状であることが好ましい。
【００１５】
これにより、本発明の３軸加速度センサモジュールの各構成要素を効率よく配列することができる。
【００１６】
また、本発明の３軸加速度センサモジュールでは、前記オペアンプユニットを前記基板の裏面に配することが好ましい。
【００１７】
これにより、本発明の３軸加速度センサモジュールの表面に配置される部品点数を少なくすることができ、３軸加速度センサモジュールをさらに小型化することができる。
【００１８】
上述したおよび他の本発明の目的、特徴および利点は、添付図面を参照して行う以下の好適実施形態の説明からより明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の３軸加速度センサモジュールについて、添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の３軸加速度センサモジュールの表面図であり、図２は、本発明の３軸加速度センサモジュールの裏面図である。また、図３は、図１のＡ−Ａ’断面における本発明の３軸加速度センサモジュールの断面図である。図４は、図１に示す３軸加速度センサの分解斜視図である。図５は、図４に示す３軸加速度センサの上面図である。また、図６は、Ｚ軸方向の加速度センサ（ブリッジ回路）の概念図である。なお、本明細書では、「上」および「下」の文言を適宜使用するが、各部材の説明において、図４に示す矢印の向きを「上方向」とし、この矢印の逆の向きを「下方向」とする。
【００２１】
この図１および図２に示すように、本発明の３軸加速度センサモジュール１００は、モジュール基板（基板）２を備えている。また、そのモジュール基板２の表面上には、ＸＹＺ（図５参照）の３軸方向の加速度を検出することができる３軸加速度センサ１と、この３軸加速度センサ１を構成するそれぞれ４つのピエゾ抵抗素子から構成されるブリッジ回路１ｘ〜１ｚのいずれかのピエゾ抵抗素子に並列に接続され、ブリッジ回路１ｘ〜１ｚの一辺の抵抗値を調整するための温度補償用抵抗素子Ｒ１〜Ｒ６（Ｒ１、Ｒ２がＸ軸方向、Ｒ３、Ｒ４がＹ軸方向、Ｒ５、Ｒ６がＺ軸方向にそれぞれ対応する）と、各ブリッジ回路１ｘ〜１ｚの出力側に接続され、温度補償用抵抗素子Ｒ１〜Ｒ６が接続された場合にブリッジ回路１ｘ〜１ｚ全体の抵抗比を調整するためのゼロ点オフセット電圧調整用可変抵抗素子ＶＲ１〜ＶＲ３（ＶＲ１がＸ軸方向、ＶＲ２がＹ軸方向、ＶＲ３がＺ軸方向にそれぞれ対応する）とが配置される。また、モジュール基板２の裏面上には、３つのブリッジ回路１ｘ〜１ｚの出力電圧信号をそれぞれ増幅するオペアンプユニット１１０と、ブリッジ回路１ｘ〜１ｚに定電圧を供給するためのレギュレータ１２０とが配置される。なお、図１および図２の左右方向端部近傍付近には、入力電圧＋５Ｖの入力端子およびグラウンド端子ＧＮＤと、ＸＹＺの３軸方向の出力端子とが配置されている。
【００２２】
ここで、モジュール基板２は、一辺が３０ｍｍ以下の方形形状であることが好ましく、本実施形態では、一辺がおよそ２０ｍｍ程度である。また、オペアンプユニット１１０を構成する各抵抗素子およびコンデンサは、オペアンプユニット１１０を取り巻くようになるべくオペアンプユニット１１０の近くに配置され、同様に、レギュレータ１２０に接続される各コンデンサは、レギュレータ１２０のなるべく近くに配置される。なお、このように、本発明の３軸加速度センサモジュール１００では、オペアンプユニット１１０およびレギュレータ１２０がモジュール基板２の裏面に配されているので、モジュール基板２の表面に配置される部品点数を少なくすることができる。これにより、本発明の３軸加速度センサモジュール１００をさらに小型化することができる。
【００２３】
まず、図４および図５を参照して、本発明の３軸加速度センサモジュール１００の主要部である３軸加速度センサ１を詳細に説明する。
【００２４】
この３軸加速度センサ１は、図４および図５に示すように、シリコン基板１０と、ガラス基板４０と、ベース５０とを備えている。シリコン基板１０は、ガラス基板４０から構成される重錘体４２を支持する重錘体支持部１６と、重錘体支持部１６と所定間隔をおいて外側に設けられたシリコン枠（枠の一部）２１と、シリコン枠２１と重錘体支持部１６とを連結するように設けられた４本の可撓性の梁１９ａ、１９ｂとを備えている。また、３軸加速度センサ１は、梁１９ａ、１９ｂの上面付近にそれぞれ形成された複数のピエゾ抵抗素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃと、該複数のピエゾ抵抗素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃを接続するアルミ配線（金属配線）３３（図５参照）とを備えている。なお、後述のように、複数のピエゾ抵抗素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃと、それらを接続するアルミ配線（金属配線）３３とでブリッジ回路が構成される。
【００２５】
また、ガラス基板４０は、本実施形態では、パイレックスガラス（「パイレックス」は登録商標。以下同様。）からなり、重錘体４２と、重錘体４２の周囲に所定間隔をおいて外側に配置された８個のガラス枠４３とを備えている。ベース５０は、シリコン（半導体）からなり、８個のガラス枠４３の下主面が接合される略四角形のリング状の接合部５２と、組み立て状態で重錘体４２の下面との接触を回避するように、接合部５２のなすリングの内部に形成された略四角形状の凹部５１とを備えている。
【００２６】
図５に示すように、シリコン基板１０の中央には、略四角形状の重錘体支持部１６が形成されている。略四角形状の重錘体支持部１６の４辺の略中央部から、対向するシリコン枠２１の各辺に向けて梁１９ａ、１９ｂがそれぞれ延出している。延出した梁１９ａ、１９ｂは、重錘体支持部１６と所定間隔をおいて外側に設けられたシリコン枠２１に連結されている。また、梁１９ａ、１９ｂは、薄肉であり、上述のように、可撓性を有している。一方の梁１９ａ上には、Ｘ軸方向のブリッジ回路１ｘを構成するピエゾ抵抗素子３０ａとＺ軸方向のブリッジ回路１ｚを構成するピエゾ抵抗素子３０ｃとがそれぞれ２個形成されている。また、他方の梁１９ｂ上には、Ｙ軸方向のブリッジ回路１ｙを構成するピエゾ抵抗素子３０ｂが２個形成されている。
【００２７】
このように、図５に示す直交座標系において、梁１９ａ上に形成されている各４つのピエゾ抵抗素子３０ａ、３０ｃは、それぞれＸ方向、Ｚ方向の加速度を、梁１９ｂ上に形成されている４つのピエゾ抵抗素子３０ｂは、Ｙ軸方向の加速度を検知できるように、それぞれブリッジ回路１ｘ〜１ｚを構成している。
【００２８】
上述のように、複数のピエゾ抵抗素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、各ブリッジ回路１ｘ〜１ｚに対応して、それぞれアルミ配線（金属配線）３３によって接続されるとともに、シリコン枠２１の外縁近傍に形成された複数のアルミパッド３４（図５では、シリコン枠２１の各辺に４または５個、合計１８個（ＸＹＺ方向に対応して、各６個）のアルミパッド３４が示される）にも接続されている。
【００２９】
ここで、説明の明確さのため、図６を利用して、特に、温度補償（梁１９ａ、１９ｂとアルミ配線３３との熱膨張係数の違いから生じる熱応力の補償）の有効なＺ軸方向に対応するブリッジ回路１ｚを用いて、本発明の３軸加速度センサモジュール１００の配線を説明する。なお、この図６では、４つの温度補償用抵抗素子Ｒｓ１〜Ｒｓ４がブリッジ回路１ｚを構成するすべてのピエゾ抵抗素子Ｒｚ１〜Ｒｚ４にそれぞれ並列に接続されているように示されている。しかしながら、後述のように、３軸加速度センサ１のＸＹＺ軸方向の各出力に対する温度補償のためには、所定の位置の１または２の温度補償用抵抗素子Ｒｓのみを接続（挿入）すればよい。したがって、図１に示すように、ＸＹＺの３方向に対応する温度補償用抵抗素子Ｒは、最大でＲ１〜Ｒ６の６つを接続（挿入）することができ、対応する各方向について１つの温度補償用抵抗素子Ｒのみで温度補償が可能な場合には、残りの１つに抵抗素子を挿入しないことにより、抵抗値無限大の抵抗素子を接続しているものと考えることができる。
【００３０】
Ｚ軸方向に対応するアルミパッド３４（図５では、上側の列における左側２つと、下側の列における右側２つと、左側の列における一番上の１つと、右側の列における一番下の１つとが対応している）は、ブリッジ回路１ｚを構成する４つの抵抗素子Ｒｚ１〜Ｒｚ４の両端（ブリッジ回路の各頂点）の各端子に対応する（図６参照）。Ｚ軸に対応する６つのアルミパッド３４のうち、２つのアルミパッド３４は、入力電圧Ｖｃｃ、すなわち、レギュレータ１２０を介して、＋５Ｖ端子とＧＮＤ端子（図１参照）に接続され、別の２つのアルミパッド３４は、ゼロ点オフセット電圧調整用可変抵抗素子ＶＲ３の両端に接続される。また、残りの２つのアルミパッド３４は、いずれもオペアンプユニット１１０（ブリッジ回路１ｚに対応するオペアンプ１１０ｚ）の入力端子の１つに接続されている。
【００３１】
ここで、温度補償用抵抗素子Ｒを各ブリッジ回路１ｘ〜１ｚのいずれのピエゾ抵抗素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃに並列に接続するかを決定する方法について説明する。本発明の３軸加速度センサモジュール１００では、例えば、図６のブリッジ回路１ｚ（Ｚ軸方向）においては、(1)ピエゾ抵抗素子Ｒｓ１とＲｓ２のいずれかの位置、(2)ピエゾ抵抗素子Ｒｓ３とＲｓ４のいずれかの位置、あるいは、(3)ピエゾ抵抗素子Ｒｓ１とＲｓ４の両方もしくはピエゾ抵抗素子Ｒｓ２とＲｓ３の両方の位置に、固定抵抗値を有する温度補償用抵抗素子Ｒｓ１〜Ｒｓ４のいずれかを接続することにより、３軸加速度センサ１（Ｚ軸方向）の温度補償を行うことができる。より詳細には、３軸加速度センサ１に加速度が加えず、また、図４の矢印方向を地面に対して鉛直方向（重力加速度と水平な方向）になるように３軸加速度センサ１を配置した状態において、ブリッジ回路１ｚを構成する各ピエゾ抵抗素子Ｒｚ１〜Ｒｚ４の抵抗変化を検出し、その温度特性の変化量が逆向きとなるピエゾ抵抗素子Ｒｚ１〜Ｒｚ４に対してその逆向きの変化を相殺するように、対応するピエゾ抵抗素子Ｒｚ１〜Ｒｚ４に並列に、適当な抵抗値を持つ温度補償用抵抗素子Ｒを上記(1)〜(3)のいずれかの方法で接続することにより、３軸加速度センサモジュール１００の３軸加速度１の温度補償を行うことができる。
【００３２】
そして、本発明の３軸加速度センサモジュール１００では、温度補償用抵抗素子Ｒを適当なピエゾ抵抗素子に並列に接続したことにより、ブリッジ回路１ｚの一辺の合成抵抗値が小さくなるので、それを補償するために、ゼロ点オフセット調整用可変抵抗素子ＶＲ３の抵抗値を調整し、全体としてゼロ点オフセット電圧をキャンセルするように構成される。なお、上述のようなゼロ点オフセット電圧の調整は、ＸＹＺの３軸方向すべてのブリッジ回路１ｘ〜１ｚに対して実行し、温度補償用抵抗素子Ｒ１〜Ｒ６のいずれの位置に所定の抵抗値を有する抵抗素子を挿入するかを決定するとともに、ゼロ点オフセット電圧調整用可変抵抗素子ＶＲ１〜ＶＲ３のそれぞれの抵抗値を決定する。
【００３３】
図２において、オペアンプユニット１１０は、上述の３つのブリッジ回路１ｘ〜１ｚの出力電圧信号（３軸加速度センサ１の各出力電圧信号）を増幅するための増幅回路（ユニット）であり、オペアンプユニット１１０によって増幅された後の各電圧信号は、３軸加速度センサモジュール１００の各出力端子Ｘ−ＯＵＴ、Ｙ−ＯＵＴ、Ｚ−ＯＵＴから出力される。
【００３４】
また、レギュレータ１２０は、上述のように、外部から入力される入力電圧に基づいて、所定の電圧値Ｖｃｃの基準電圧を３つのブリッジ回路１ｘ〜１ｚに供給するための回路である。
【００３５】
次に、本発明の３軸加速度センサモジュール１００の動作を説明する。
３軸加速度センサモジュール１００（３軸加速度センサ１）に加速度が加わると、重錘体支持部１６に支持されている重錘体４２が揺動する。これにより、梁１９ａ、１９ｂは、所定の方向に弾性変形する。このとき、梁１９ａ、１９ｂ上に形成されているピエゾ抵抗素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ（３つのブリッジ回路１ｘ〜１ｚを構成するそれぞれ４つのピエゾ抵抗素子Ｒｘ１〜Ｒｘ４、Ｒｙ１〜Ｒｙ４、Ｒｚ１〜Ｒｚ４）の抵抗値が加速度センサ１に加わった加速度の方向に応じて変化する。そのため、ピエゾ抵抗素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、アルミ配線３３およびアルミパッド３４から構成されるブリッジ回路１ｘ〜１ｚの出力電圧が変化する。
【００３６】
ブリッジ回路１ｘ〜１ｚの出力電圧信号は、ゼロ点オフセット電圧調整用可変抵抗素子ＶＲ１〜ＶＲ３を介して、オペアンプユニット１１０に出力され、オペアンプユニット１１０で増幅された後、３軸加速度センサモジュール１００の出力端子Ｘ−ＯＵＴ、Ｙ−ＯＵＴ、Ｚ−ＯＵＴから、３軸加速度センサモジュール１００外部のオシロスコープなどの出力装置または表示装置など（図示せず）に出力され、必要に応じて、検出した加速度が表示あるいは保存（記録）等される。
【００３７】
このように、本発明の３軸加速度センサモジュール１００では、加速度が加えられているときの３軸加速度センサ1の各ブリッジ回路１ｘ〜１ｚの出力電圧の電圧変化を検知することにより、加速度を検出することができる。
【００３８】
なお、本発明の３軸加速度センサモジュール１００では、温度補償用抵抗素子Ｒ１〜Ｒ６およびゼロ点オフセット電圧調整用可変抵抗素子ＶＲ１〜ＶＲ３を設けているので、出力される電圧信号（加速度）は、ゼロ点オフセットにおける温度補償がなされた値となっている（すなわち、ゼロ点オフセット温度特性をほとんどキャンセルしたものとなっている）。
【００３９】
図７は、本発明適用前後における３軸加速度センサの温度−感度比のグラフ（Ｚ軸方向）であり、図７（ａ）は、本発明の温度補償を適用していない場合を示し、図７（ｂ）は、本発明の温度補償を適用した場合を示している。
【００４０】
図７（ａ）に示すように、本発明の適用前には、温度範囲およそ−３０℃〜＋８０℃において、２０℃における加速度センサの感度を基準にした場合、その感度比がおよそ−２４０％〜＋２００％の間で変化していたが、本発明を適用することにより、すなわち、温度補償用抵抗素子Ｒ１〜Ｒ６とゼロ点オフセット電圧調整用可変抵抗素子ＶＲ１〜ＶＲ３とを適用することにより、図７（ｂ）に示すように、加速度センサの感度比がおよそ−１００％〜＋３０％の範囲に改善されているのが分かる。
【００４１】
以上説明したように、本発明の３軸加速度センサモジュール１００では、３軸加速度センサ１は、重錘体４２と、その下面で重錘体４２を支持する重錘体支持部１６と、重錘体４２および重錘体支持部１６と所定間隔をおいて外側に設けられた枠（シリコン枠２１およびガラス枠４３）と、シリコン枠２１と重錘体支持部１６とを連結するように設けられ、その一部が複数のピエゾ抵抗素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃをなす複数の可撓性の梁１９ａ、１９ｂと、複数のピエゾ抵抗素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃをアルミ配線３３でそれぞれ接続して構成され、３軸方向にそれぞれ対応する３つのブリッジ回路１ｘ、１ｙ、１ｚと備えており、各ブリッジ回路１ｘ、１ｙ、１ｚの１または２のピエゾ抵抗素子（図６では、Ｒｓ１〜Ｒｓ４のいずれか）に並列にそれぞれ接続される複数の温度補償用抵抗素子Ｒ１〜Ｒ６と、３つのブリッジ回路１ｘ、１ｙ、１ｚの出力側に接続され、３軸方向にそれぞれ対応する３つのゼロ点オフセット調整用可変抵抗素子ＶＲ１〜ＶＲ３とを用いて、オペアンプユニット１１０により増幅された３軸加速度センサ１の出力電圧の温度補償を行うよう構成されている。
【００４２】
また、本発明の３軸加速度センサモジュール１００では、上述の各構成要素、すなわち、３軸加速度センサ１、複数の温度補償用抵抗素子Ｒ１〜Ｒ６、ゼロ点オフセット調整用可変抵抗素子ＶＲ１〜ＶＲ３、およびオペアンプユニット１１０を、１枚のモジュール基板２上に配列し、さらにオペアンプユニット１１０をモジュール基板２の裏面に配することとした。
【００４３】
これにより、適当な温度補償用抵抗素子（固定抵抗）をＸＹＺ方向に対してそれぞれ１つ（あるいは、２つ）挿入することにより、高価な専用の温度補償ＩＣやサーミスタなどを含む複雑な温度補償回路を用いることなく、３軸加速度センサ１のゼロ点オフセット温度特性をほとんどキャンセルすることができるとともに、このような複雑な温度補償回路を必要としないので、温度補償（ゼロ点オフセット電圧調整）を簡易に行うことができる３軸加速度センサモジュールを安価に製作する（提供する）ことができる。また、このような３軸加速度センサモジュール１００は、温度補償回路などを必要としないため、小型化・薄型化が可能である。
【００４４】
なお、本発明の３軸加速度センサモジュール１００では、３軸加速度センサ１の重錘体４２としてパイレックスガラスからなる重錘体４２を用いて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、パイレックスガラスよりも比重の大きいタングステンなどの金属からなる重錘体４２を用いてもよい。これにより、重錘体４２を小さくすることができるので、３軸加速度センサ１をさらに小型化・薄型化することができ、それによって、３軸加速度センサモジュール１００全体をさらに小型化・薄型化することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、温度補償を適用するセンサとして３軸加速度センサ１を用いて説明したが、このような温度補償の方法は、上述のような３軸加速度センサに限らず、例えば、ピエゾ抵抗素子から構成されるブリッジ回路を用いて圧力を検出する圧力センサなどの半導体センサにも適用可能である。
【００４６】
ここで、本発明の３軸加速度センサモジュール１００は、上述のように小型・薄型であるため、家電、映像機器の傾斜・振動を検出するセンサ、携帯ゲーム機およびゲームコントローラの姿勢を検出するセンサ、セキュリティー用に窓等に設置しその振動などを検出するセンサ、ロボットの姿勢を検出するセンサ、スポーツにおいて、フォームを確認するために人間の姿勢を検出するセンサ、精密電子機器の落下を検出するセンサ、万歩計（「万歩計」は登録商標）の計数センサ等に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の３軸加速度センサモジュールの表面図である。
【図２】本発明の３軸加速度センサモジュールの裏面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ’断面における本発明の３軸加速度センサモジュールの断面図である。
【図４】図１に示す３軸加速度センサの分解斜視図である。
【図５】図４に示す３軸加速度センサの上面図である。
【図６】Ｚ軸方向の加速度センサ（ブリッジ回路）の概念図である。
【図７】本発明適用前後における３軸加速度センサの温度−感度比のグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１００    ３軸加速度センサモジュール
１      ３軸加速度センサ
１ｘ〜１ｚ      ブリッジ回路
２      モジュール基板
１０      シリコン基板
１６      重錘体支持部
１９ａ、１９ｂ      梁
２１      シリコン枠（枠の一部）
３０ａ〜３０ｃ      ピエゾ抵抗素子
３３    アルミ配線
３４    アルミパッド
４０    ガラス基板
４２    重錘体
４３    ガラス枠（枠の一部）
５０    ベース
５１    凹部
５２    接合部
１１０  オペアンプユニット
１２０  レギュレータ
Ｒ１〜Ｒ６      温度補償用抵抗素子
ＶＲ１〜ＶＲ３  ゼロ点オフセット電圧調整用可変抵抗素子
【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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