(57)【要約】      （修正有）【課題】軸支された可動体の水平および回転軸方向の変位による物理量センサーの破損を抑制する。【解決手段】基板１０上の固定電極部としての検出電極部２１と、検出電極部２１の上に検出電極部２１との間に静電容量を構成する可動体５０の主面を対向させ、支軸Ｑを中心として可動体５０をシーソー搖動させる支持部４２と、を備え、可動体５０の外形の縁の少なくとも一部に対向して設けられ、可動体５０の主面の面内回転変位を規制するストッパー部７０を備える。【選択図】図１
2018021920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定電極部と、
前記固定電極部の上に主面を対向させて支持部に支持されている可動体と、を備え、
前記可動体の外形の縁の少なくとも一部に対向して設けられ、前記可動体の前記主面の面内回転変位を規制するストッパー部を備えることを特徴とする物理量センサー。
【請求項２】
請求項１に記載の物理量センサーにおいて、
前記ストッパー部は、前記可動体の隅部に対向して設けられていることを特徴とする物理量センサー。
【請求項３】
請求項２に記載の物理量センサーにおいて、前記ストッパー部は、前記可動体の前記隅部を構成する、第１辺と前記第１辺と角を成す第２辺の各々に対向して設けられていることを特徴とする物理量センサー。
【請求項４】
請求項２または３に記載の物理量センサーにおいて、
前記ストッパー部は、前記可動体の前記隅部に沿って設けられていることを特徴とする物理量センサー。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の物理量センサーにおいて、
前記可動体には、空洞部が設けられ、
前記可動体を平面視した場合に、前記空洞部の中に固定部が設けられ、
前記固定部から延設されている前記支持部によって前記可動体が懸架されていることを特徴とする物理量センサー。
【請求項６】
請求項５に記載の物理量センサーにおいて、
前記可動体の前記空洞部の縁、および前記固定部の少なくとも一方には、突起が設けられていることを特徴とする物理量センサー。
【請求項７】
固定電極部と、
前記固定電極部の上に主面を対向させて支持され、且つ空洞部を備えた可動体と、
前記可動体を平面視した場合に、前記空洞部の中に設けられた固定部と、
前記固定部から前記可動体に向かって延設され、前記可動体を前記固定部に懸架する支持部と、を備え、
前記可動体の外形の縁の少なくとも一部に対向して設けられ、前記可動体の主面の面内回転変位を規制するストッパー部が設けられていることを特徴とする物理量センサー。
【請求項８】
請求項１または請求項７に記載の物理量センサーにおいて、
前記ストッパー部は、突起状であることを特徴とする物理量センサー。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の物理量センサーにおいて、
前記ストッパー部と、前記可動体と、が同電位とされていることを特徴とする物理量センサー。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載した物理量センサーが搭載されたことを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載した物理量センサーが搭載された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、物理量センサー、電子機器、および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、加速度等の物理量を検出する物理量センサーとして、揺動可能に支持部で支持された可動体としての可動電極部と、可動体に対向する位置に間隙を有して配置された固定電極部としての検出電極部と、を備えるものが知られている。この様な物理量センサーは、当該物理量センサーに加えられた加速度等の物理量に応じて可動体が揺動することで、当該可動体と、検出電極部と、の間隙が変化する。その間隙の変化に応じて両電極部間に生じる静電容量の変化によって物理量センサーに加えられる加速度等の物理量の検出が行われている。例えば、特許文献１には、可動電極部と、当該可動電極に対して間隙を有し、離間させて設けられている検出電極部と、を備えた静電容量型の物理量センサーが開示されている。当該物理量センサーは、検出電極部と対向する可動電極部の一方面から検出電極部に向かって突出する突起部が設けられ、その突出する方向における可動電極部の変位を規制する構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５２９００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の物理量センサーにおいて、突起部が突出する第１の方向と交差する第２の方向に向かう加速度が加えられた場合に、第２の方向に対する可動体の変位を規制することができないため、可動体等が破損する虞があった。また、可動体に対して垂直方向を回転軸とする当該軸廻りの可動体の変位（可動体の主面の面内回転変位）を規制することができない課題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述した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］
本適用例に係る物理量センサーは、固定電極部と、固定電極部の上に主面を対向させて支持部に支持されている可動体と、を備え、可動体の外形の縁の少なくとも一部に対向して設けられ、可動体の主面の面内回転変位を規制するストッパー部を備えることを特徴とする。
【０００７】
この様な物理量センサーによれば、固定電極部と、固定電極部の上に主面を対向させて支持部に支持されている可動体と、を備え、加速度等の物理量に応じて固定電極部と可動体との間の間隙が変化することで生じる静電容量の変化によって加速度等の物理量の計測をおこなうことができる。物理量センサーには、可動体の主面の面内回転変位を規制するストッパー部が当該可動体の外形の縁の少なくとも一部に対向して設けられている。
これにより、可動体の面内回転変位を規制することができる。したがって、可動体が過度に変位することによる可動体の破損や、可動体を支持する支持部の破損を抑制することができる。また、可動体の主面の面内回転変位に伴う可動体と固定電極部との対向面積の変動が減少し、加速度等に応じて変化する静電容量の特性のバラツキを抑制することができる。
よって、可動体が過度に変位することで生じる支持部等の破損を抑制するとともに、加速度等に応じて変化する可動体と固定電極部間の静電容量の特性のバラツキを抑制した物理量センサーを得ることができる。
【０００８】
［適用例２］
上記適用例に係る物理量センサーにおいて、ストッパー部は、可動体の隅部に対向して設けられていることが好ましい。
【０００９】
この様な物量センサーによれば、可動体の外縁が交差する隅部に対向してストッパー部が設けられている。
これにより、可動体と固定電極部との間の間隙が変化する第１の方向を回転軸とする可動体の主面の面内回転方向への変位を規制することができる。また、可動体の主面の面内回転変位に伴う可動体と固定電極部との対向面積が減少し、加速度等に応じて変化する静電容量の特性のバラツキを抑制することができる。よって、可動体が過度に変位することで生じる支持部等の破損を抑制するとともに、加速度等に応じて変化する可動体と固定電極部との間の静電容量の特性のバラツキを抑制した物理量センサーを得ることができる。
【００１０】
［適用例３］
上記適用例に係る物理量センサーにおいて、ストッパー部は、可動体の隅部を構成する、第１辺と第１辺と角を成す第２辺の各々に対向して配置されていることが好ましい。
【００１１】
この様な物量センサーによれば、可動体の隅部を構成する第１辺と、第１辺と角を成す第２辺との各々に対向してストッパー部が設けられている。
これにより、可動体と固定電極部との間隙が変化する第１の方向を回転軸とする可動体の主面の面内回転方向への変位をさらに規制することができる。また、可動体と固定電極部との対向面積が減少し、加速度等に応じて変化する静電容量の特性のバラツキを抑制することができる。よって、可動体が過度に変位することで生じる支持部等の破損を抑制するとともに、加速度等に応じて変化する可動体と固定電極部との間の静電容量の特性のバラツキをさらに抑制した物理量センサーを得ることができる。
【００１２】
［適用例４］
上記適用例に係る物理量センサーにおいて、ストッパー部は、可動体の隅部に沿って設けられていることが好ましい。
【００１３】
この様な物理量センサーによれば、可動体の内側と外側の両方にストッパーや突起を配置することにより、可動体に発生する面内回転方向の変位に対し規制力を高めることができる。
【００１４】
［適用例５］
上記適用例に係る物理量センサーにおいて、可動体には、空洞部が設けられ、可動体を平面視した場合に、空洞部の中に固定部が設けられ、固定部から延設されている支持部によって可動体が懸架されていることが好ましい。
【００１５】
この様な物理量センサーによれば、可動体は、その可動体に設けられた空洞部の中に固定部が設けられるとともに、固定部から延設された支持部によって懸架されている。
これにより、可動体が過度に変位することで生じる支持部等の破損を抑制するとともに、加速度等に応じて変化する可動体と固定電極部間の静電容量の特性のバラツキを抑制した物理量センサーを得ることができる。また、固定部を一点で配置することにより、固定時の応力が可動体に与える影響を低減することができる。
【００１６】
［適用例６］
上記適用例に係る物理量センサーにおいて、可動体の空洞部の縁、および固定部の少なくとも一方には、突起が設けられていることが好ましい。
【００１７】
この様な物理量センサーによれば、可動体は、その可動体に設けられた空洞部の中に固定部が設けられるとともに、固定部から延設された支持部によって懸架されている。また、可動体の内縁である空洞部の縁、および空洞部に設けられた固定部の少なくとも一方に突起が設けられている。
これにより、空洞部が設けられた可動体の内縁と、空洞部に設けられた固定部と、が接触することで、第１の方向を回転軸とする可動体の主面の面内回転方向への変位を規制することができる。また、空洞部の縁、もしくは固定部に突起が設けられているため、固定部と、可動体と、の接触を点接触とし、接触の衝撃を緩和することができる。また、点接触であるため固定部と、可動部と、の貼り付を抑制することができる。
したがって、可動体が過度に変位することで、可動体の破損や、可動体を支持する支持部の破損をさらに抑制することができる。また、可動体の主面の面内回転方向への変位が規制されることで、可動体と固定電極部との対向面積が減少し、加速度等に応じて変化する静電容量の特性のバラツキを抑制することができる。
よって、可動体が過度に変位することで生じる支持部等の破損を抑制するとともに、加速度等に応じて変化する可動体と固定電極部間の静電容量の特性のバラツキを抑制した物理量センサーを得ることができる。
【００１８】
［適用例７］
本適用例に係る物理量センサーは、固定電極部と、固定電極部の上に主面を対向させて支持され、且つ空洞部を備えた可動体と、可動体を平面視した場合に、空洞部の中に設けられた固定部と、固定部から可動体に向かって延設され、可動体を固定部に懸架する支持部と、を備え、可動体の外形の縁の少なくとも一部に対向して設けられ、可動体の主面の面内回転変位を規制するストッパー部が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
この様な物理量センサーによれば、固定電極部と、固定電極部に対向して空洞部を備えた可動体と、が設けられている。また、空洞部に内包される様に固定部が設けられるとともに、固定部から延設されている支持部によって可動体が懸架されている。また、可動体の外形の縁の少なくとも一部に沿ってストッパーが設けられている。
これにより、空洞部が設けられた可動体の内縁と、空洞部に設けられた固定部と、が接触することで、第１の方向を回転軸とする可動体の主面の面内回転方向への変位を規制することができる。したがって、可動体が過度に変位することで、可動体の破損や、可動体を支持する支持部の破損を抑制することができる。また、可動体の主面の面内回転方向への変位が規制されることで、可動体と固定電極部との対向面積が減少し、加速度等に応じて変化する静電容量の特性のバラツキを抑制することができる。
よって、可動体が過度に変位することで生じる支持部等の破損を抑制するとともに、加速度等に応じて変化する可動体と固定電極部間の静電容量の特性のバラツキを抑制した物理量センサーを得ることができる。固定部を一点で配置することにより、固定時の応力が可動体に与える影響を低減することができる。
【００２０】
［適用例８］
上記適用例に係る物理量センサーにおいて、ストッパー部は、突起状であることが好ましい。
【００２１】
この様な物理量センサーによれば、ストッパー部は突起状であることから、可動体との接触を点接触とすることができる。よって、可動体とストッパー部とが接触した際の衝撃を緩和することができる。
【００２２】
［適用例９］
上記適用例に係る物理量センサーにおいて、ストッパー部と、可動体と、が同電位とされていることが好ましい。
【００２３】
この様な物理量センサーによれば、ストッパー部と可動体とが同電位とされていることで、両部が接触した際に、可動体と固定電極部との間に生じた静電容量の変動および喪失を抑制することができる。したがって、可動体とストッパー部とが接触した際に、継続して加速度等の物理量の計測を行うことが可能な物理量センサーを得ることができる。
【００２４】
［適用例１０］
本適用例に係る電子機器は、上述したいずれかの物理量センサーが搭載されていることを特徴とする。
【００２５】
この様な電子機器によれば、可動体と固定電極部との間隙が変化する第１の方向と交差する第２の方向への可動体の変位と、第１の方向を回転軸とする可動体の主面の面内回転変位と、が規制され、過度な加速度等が加えられた場合にも継続して加速度等を検出することができる物理量センサーが搭載されている。よって、上述した物理量センサーが搭載される電子機器の信頼性を高めることができる。
【００２６】
［適用例１１］
本適用例に係る移動体は、上述したいずれかの物理量センサーが搭載されていることを特徴とする。
【００２７】
この様な移動体によれば、可動体と固定電極部との間隙が変化する第１の方向と交差する第２の方向への可動体の変位と、第１の方向を回転軸とする可動体の主面の面内回転変位と、が規制され、過度な加速度等が加えられた場合にも継続して加速度等を検出することができる物理量センサーが搭載されている。よって、上述した物理量センサーが搭載される移動体の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図。
【図２】第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【図３】第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【図４】第１実施形態に係る物理量センサーの動作を説明する模式図。
【図５】第２実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図。
【図６】第２実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【図７】変形例１に係る物理量センサーを模式的に示す平面図。
【図８】変形例２に係る物理量センサーを模式的に示す平面図。
【図９】変形例３に係る物理量センサーの一部分を拡大して模式的に示す拡大図。
【図１０】実施例に係る電子機器としてのパーソナルコンピューターを模式的に示す図。
【図１１】実施例に係る電子機器としての携帯電話機を模式的に示す図。
【図１２】実施例に係る電子機器としてのデジタルスチールカメラを模式的に示す図。
【図１３】実施例に係る移動体としての自動車を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。
【００３０】
［第１実施形態］
第１実施形態に係る物理量センサーについて、図１から図４を用いて説明する。
図１は、第１実施形態に係る物理量センサーの概略を示す平面図である。図２は、図１中の線分Ａ−Ａ’で示す部分の物理量センサーの断面を模式的に示す断面図である。図３は、図１中の線分Ｂ−Ｂ’で示す部分の物理量センサーの断面を模式的に示す断面図である。図４は、第１実施形態に係る物理量センサーの動作を説明する模式図である。
説明の便宜のため、図１から図４において各電極部に接続されている配線部等の図示を省略している。また、図１では蓋体の図示を省略している。さらに、図４では、可動体および検出電極部以外の図示を省略している。なお、図１から図４では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。なお、Ｚ軸は基板と蓋体とが重なる厚み方向を示す軸である。
【００３１】
（物理量センサー１の構造）
本実施形態の物理量センサー１は、例えば、慣性センサーとして用いることができる。具体的には、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度の物理量を測定するためのセンサー（静電容量型加速度センサー、静電容量型ＭＥＭＳ加速度センサー）として用いることができる。
【００３２】
物理量センサー１は、図１から図３に示す様に、基板１０と、基板１０上に固定電極部としての検出電極部２１と、検出電極部２１に対して間隙を有し支持部４２を介して枠部４０に支持されている可動体５０と、が設けられている。また、基板１０に対して垂直方向であるＺ軸方向から平面視した場合に、可動体５０の外形の縁（以下、「外縁」と称す。）に沿って枠部４０との間にストッパー部７０が基板１０上に設けられるとともに、これら可動体５０等を覆う蓋体６０が設けられている。
【００３３】
（基板１０）
基板１０は、ストッパー部７０、検出電極部２１等が設けられる基材である。基板１０には、ストッパー部７０、検出電極部２１等が設けられる一方面に第１凹部１２が設けられている。基板１０に対して垂直方向であるＺ軸方向から平面視した場合に、第１凹部１２には、検出電極部２１、および可動体５０を内包し、重なる様に配設された第１底面１２ａを備える。
基板１０は、その材料として、絶縁性の材料を用いることができる。本実施形態の物理量センサー１において基板１０は、ホウ珪酸ガラスを含む基材を用いている。
以下の説明において第１凹部１２が設けられ、後述する蓋体６０が接続されている基板１０の一方面を主面１０ａと称する。
【００３４】
（検出電極部２１）
固定電極部としての検出電極部２１は、上述した第１底面１２ａに対して垂直方向であるＺ軸方向から平面視した場合に、少なくとも一部が可動体５０と重なる様に、可動体５０に対して間隙１３を置いて第１底面１２ａ上に設けられている。検出電極部２１は、第１検出電極部２１ａと、第２検出電極部２１ｂと、を含み構成されている。なお、第１検出電極部２１ａおよび第２検出電極部２１ｂは、互いに電気的に絶縁されている。
【００３５】
検出電極部２１は、可動体５０に対して垂直方向であるＺ軸方向から平面視した場合に、可動体５０が傾倒する際の支軸Ｑを中心とする第１底面１２ａの両側に設けられている。
第１底面１２ａ上には、支軸Ｑを中心とする両側の一方に第１検出電極部２１ａが設けられ、支軸Ｑを中心とする両側の他方に第２検出電極部２１ｂが設けられている。
なお、支軸Ｑは、後述する可動体５０を支持する支持部４２が延設されている方向に延伸する仮想線である。
【００３６】
検出電極部２１は、支軸Ｑを中心に図１に示す−Ｘ軸方向であって、後述する第１可動体５０ａ（可動体５０）と一部が重なる様に第１検出電極部２１ａが設けられている。また、検出電極部２１は、支軸Ｑを中心に図１に示す＋Ｘ軸方向であって、後述する第２可動体５０ｂ（可動体５０）と一部が重なる様に第２検出電極部２１ｂが設けられている。
なお、第１検出電極部２１ａおよび第２検出電極部２１ｂは、その表面積が互いに等しいことが好ましい。また、第１可動体５０ａ（可動体５０）と第１検出電極部２１ａが重なる面積、および第２可動体５０ｂ（可動体５０）と第２検出電極部２１ｂが重なる面積は、それぞれ等しいことが好ましい。第１可動体５０ａおよび第２可動体５０ｂと、第１検出電極部２１ａおよび第２検出電極部２１ｂと、の間に生じる静電容量の差によって物理量センサー１に加えられる加速度等の物理量の大きさや方向を検出するためである。
【００３７】
検出電極部２１は、その材料として、導電性の材料を用いることができる。本実施形態の物理量センサー１において検出電極部２１は、その材料として、例えば、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、錫（Ｓｎ）、シリコン（Ｓｉ）等を含む導電性の材料を用いることができる。
【００３８】
（枠部４０、支持部４２、可動体５０）
可動体５０は、検出電極部２１に対して間隙１３を有して、第１底面１２ａ上に設けられている。可動体５０は、支持部４２によって枠部４０に支持されている。枠部４０は、基板１０の主面１０ａ上に第１凹部１２の外縁に沿って設けられている。
【００３９】
（可動体５０）
可動体５０は、支軸Ｑを中心に第１可動体５０ａと、第２可動体５０ｂと、を含み構成されている。可動体５０は、主面１０ａ上に設けられている枠部４０に支持部４２を介して支持されているため、検出電極部２１との間に間隙１３を有して設けることができる。可動体５０は、検出電極部２１との間で間隙１３を有し、離間させて設けられているため、支持部４２を支軸Ｑとして検出電極部２１が設けられている第１底面１２ａに向かって傾倒（シーソー揺動）することができる。なお、検出電極部２１と対面する可動体５０の面を可動体５０における主面と称する。
【００４０】
また、可動体５０は、支持部４２を支軸Ｑとしてシーソー揺動することで検出電極部２１との間隙１３（距離）が変化する。可動体５０と検出電極部２１との間隙１３の変化に応じて、可動体５０と検出電極部２１との間で生じる静電容量を変化させることができる。
【００４１】
可動体２０に鉛直方向の加速度（例えば重力加速度）が加わった場合、第１可動体５０ａと第２可動体５０ｂの各々に回転モーメント（力のモーメント）が生じる。ここで、第１可動体５０ａの回転モーメント（例えば反時計回りの回転モーメント）と、第２可動体５０ｂの回転モーメント（例えば時計回りの回転モーメント）と、が均衡した場合には、可動体５０の傾きに変化が生じず、加速度を検出することができない。したがって、鉛直方向の加速度が加わったときに、第１可動体５０ａの回転モーメントと、第２可動体５０ｂの回転モーメントとが均衡せず、可動体５０に所定の傾きが生じるように、可動体５０が設けられている。
【００４２】
物理量センサー１では、支軸Ｑを、可動体５０の中心（重心）から外れた位置に配置することによって（支軸Ｑから第１可動体５０ａ，第２可動体５０ｂの先端までの距離を異ならせることによって）、第１可動体５０ａ，第２可動体５０ｂが互いに異なる質量を有している。すなわち、可動体５０は、支軸Ｑを境にして、一方側（第１可動体５０ａ）と他方側（第２可動体５０ｂ）とで質量が異なる。図示の例では、支軸Ｑから第１可動体５０ａの端面までの距離は、支軸Ｑから第２可動体５０ｂの端面までの距離よりも小さい。また、第１可動体５０ａの厚さと、第２可動体５０ｂの厚さとは、略等しい。したがって、第１可動体５０ａの質量は、第２可動体５０ｂの質量よりも小さい。このように、第１可動体５０ａ，第２可動体５０ｂが互いに異なる質量を有することにより、鉛直方向の加速度が加わったときに、第１可動体５０ａの回転モーメントと、第２可動体５０ｂの回転モーメントと、を均衡させないことができる。したがって、鉛直方向の加速度が加わったときに、可動体５０に所定の傾きを生じさせることができる。
【００４３】
可動体５０は、検出電極部２１との間に静電容量（可変静電容量）が生じる。具体的には、可動体５０（第１可動体５０ａ）と第１検出電極部２１ａとの間に、静電容量（可変静電容量）Ｃ１が構成されている。また、可動体５０（第２可動体５０ｂ）と第２検出電極部２１ｂとの間に、静電容量（可変静電容量）Ｃ２が構成されている。
【００４４】
静電容量Ｃ１，Ｃ２は、検出電極部２１と可動体５０との間の間隙１３（距離）に応じて静電容量が変化するものである。
例えば、静電容量Ｃ１，Ｃ２は、可動体５０が基板１０に対して水平状態では互いに略等しい静電容量値となる。可動体５０と第１検出電極部２１ａとの間の間隙１３（距離）と、可動体５０と第２検出電極部２１ｂとの間の間隙１３（距離）と、が等しくなるため、静電容量Ｃ１，Ｃ２の静電容量値も等しくなる。
また、例えば、静電容量Ｃ１，Ｃ２は、可動体５０が支軸Ｑを支点に傾倒した状態では、可動体５０の傾倒に応じて、静電容量Ｃ１，Ｃ２の静電容量値が変化する。可動体５０の傾倒に応じて、可動体５０と第１検出電極部２１ａとの間の間隙１３（距離）と、可動体５０と第２検出電極部２１ｂとの間の間隙１３（距離）と、が異なるため、静電容量Ｃ１，Ｃ２も間隙１３（距離）に応じて静電容量値が異なる。
【００４５】
（支持部４２）
支持部４２は、可動体５０から枠部４０に向かって延設されている。支持部４２は、可動体５０が傾倒する際の支軸Ｑとして設けられている。
支持部４２は、トーションバネ（捻りバネ）として機能することができる。支持部４２は、支軸Ｑの回転軸方向に捻れることができる。支持部４２がトーションバネとして機能することで、可動体５０は、加速度等の物理量に応じて傾倒（シーソー揺動）することができる。支持部４２は、可動体５０が傾倒することにより生じる「ねじり変形」に対して靱性を有し、当該支持部４２の破損を抑制することができる。
【００４６】
（枠部４０）
枠部４０は、基板１０に対して垂直方向であるＺ軸方向からの平面視において、第１凹部１２の外縁に沿って基板１０の主面１０ａ上に設けられている。枠部４０は、可動体５０との間に間隙４３を有し、主面１０ａ上に設けられている。
枠部４０には、図１で示す様に支持部４２によって可動体５０が支持されている。
【００４７】
可動体５０は、枠部４０および可動体５０の間に間隙４３と、検出電極部２１および可動体５０との間に間隙１３と、を有することから、支持部４２を支軸Ｑとしてシーソー揺動することができる。
【００４８】
本実施形態の物理量センサー１において、枠部４０、支持部４２、および可動体５０は、一体として１つの基材をパターニングすることによって設けることができる。
可動体５０は、その材料として導電性の材料を用いることが好適である。可動体５０は、電極として機能するためである。なお、可動体５０は、枠部４０および支持部４２と一体として形成する場合には、例えば、フォトリソグラフィー法によって加工容易なシリコンを含む基材を用いることが好ましい。
【００４９】
枠部４０は、その材料について特に限定されることなく各種材料を用いることができる。なお、枠部４０は、可動体５０および支持部４２と一体として形成する場合には、例えば、フォトリソグラフィー法によって加工容易なシリコンを含む基材を用いることが好ましい。
【００５０】
支持部４２は、靱性を有する材料であれば特に限定されることなく各種材料を用いることができる。なお、支持部４２は、可動体５０および枠部４０と一体として形成する場合には、例えば、フォトリソグラフィー法によって加工容易なシリコンを含む基材を用いることが好ましい。
【００５１】
なお、枠部４０、支持部４２、および可動体５０は、絶縁性の材料を用いることもできる。絶縁性の材料で可動体５０を形成する場合には、検出電極部２１と対向する可動体５０の面に電極膜を設ければ良い。これにより、検出電極部２１と可動体５０との間に静電容量を生じさせるとともに、加速度等の物理量によって可動体５０が傾倒することで検出電極部２１と可動体５０との間の間隙１３の変化に応じた静電容量の変化を得ることができる。
【００５２】
（ストッパー部７０）
ストッパー部７０は、図１および図３に示す様に基板１０に対して垂直方向であるＺ軸方向からの平面視において、可動体５０と枠部４０との間隙４３に配置され、可動体５０に沿って第１凹部１２の第１底面１２ａから起立する様に設けられている。
ストッパー部７０は、可動体５０の変位を規制するために設けられている。
より詳しくは、ストッパー部７０は、物理量センサー１に加えられた加速度等の物理量によって第１の方向であるＺ軸方向に可動体５０が傾倒することを阻害することなく、第１の方向と交差する第２の方向（Ｙ軸方向）への可動体５０の変位を規制するために設けられている。また、ストッパー部７０は、第１の方向であるＺ軸を回転軸とする可動体５０の主面の面内回転変位を規制するためにも設けられている。
本実施形態の物理量センサー１において可動体５０は、−Ｙ軸方向へ過度な変位が生じた場合にストッパー部７０と接触することで、その変位が規制される。また、可動体５０は、Ｚ軸を回転軸とする可動体５０の主面の面内回転変位が生じた場合にストッパー部７０と接触することで、その変位が規制される。なお、ストッパー部７０の配置は特に限定されることなく、可動体５０の変位の規制を欲する方向における可動体５０の外縁に沿って設けることができる。
図示を省略するが、例えば、＋Ｙ軸方向への可動体５０の変位を規制する場合には、＋Ｙ軸方向側で支持部４２と交差する可動体５０の外縁に沿ってストッパー部７０を設ければ良い。また、複数のストッパー部７０を設けても良い。
【００５３】
物理量センサー１においてストッパー部７０は、基部７２と頂部７４とを含み構成されている。ストッパー部７０には、第１底面１２ａから主面１０ａまで基部７２が起立する様に設けられ、基部７２に重なる様に頂部７４が設けられている。
基部７２は、その材料として、例えば、基板１０と同じホウ珪酸ガラスを含む材料を用いることができる。基部７２は、基板１０と同じ材料を用いることで第１凹部１２と一体として設けることができる。
頂部７４は、その材料として、例えば、可動体５０、支持部４２、枠部４０と、同じシリコンを含む基材を用いることができる。頂部７４は、可動体５０等と同じ材料を用いることで、可動体５０、支持部４２、枠部４０と一体として設けることができる。
【００５４】
ところで、ストッパー部７０は、可動体５０と同電位とされていることが好ましい。
ストッパー部７０は、可動体５０と同電位とされていることで、可動体５０と接触した場合に、静電力が働かないため貼り付を抑制できる。
そこで、頂部７４は、可動体５０等と一体として設けられることで可動体５０と同電位とされている。また、基部７２は、可動体５０と接触する端面７２ｓに導電膜（不図示）が設けられるとともに、頂部７４と導電膜とが電気的に接続されていることで可動体５０と同電位とされている。
【００５５】
（蓋体６０）
蓋体６０は、基板１０と接続して設けられている。蓋体６０には、第２凹部６２が設けられている。蓋体６０は、第２凹部６２の頂面を接合面６２ａとして、基板１０の主面１０ａと接続されている。蓋体６０には、基板１０と接続されることで基板１０に設けられている第１凹部１２と、蓋体６０に設けられている第２凹部６２と、に囲まれた空間であるキャビティ６５が構成されている。基板１０および蓋体６０によって構成されたキャビティ６５に可動体５０等が収容されていることで、物理量センサー１に対する外乱から可動体５０等を保護することができる。
【００５６】
第２凹部６２は、基板１０と蓋体６０とが接続される第１の方向において、可動体５０が傾倒した場合に可動体５０と蓋体６０とが当接しない深さに設けられていることが好ましい。また、第２凹部６２は、少なくとも可動体５０が傾倒する第１の方向において、可動体５０の厚みと比べて、深く設けられていることが好ましい。
なお、蓋体６０は、図示を省略する配線によって接地されている。
【００５７】
蓋体６０は、その材料として導電性の材料を用いることが好適である。本実施形態の蓋体６０は、例えば、加工が容易なシリコンを含む基材を用いている。蓋体６０は、シリコンを含む基材を用いることで、ホウ珪酸ガラスを用いた基板１０との間で陽極接合法によって接続（接合）することができる。
【００５８】
（配線部）
物理量センサー１には、上述した検出電極部２１と可動体５０との間に生じた静電容量（Ｃ１，Ｃ２）を電気信号として取り出す配線部（不図示）が設けられている。配線部によって、可動体５０の傾倒に応じて生じた静電容量を物理量センサー１の外部に出力することができる。
【００５９】
（物理量センサー１の動作）
本実施形態の物理量センサー１の動作について説明する。
図４は、物理量センサー１の動作を説明する模式図であり、検出電極部２１および可動体５０以外の構成の図示を省略している。
物理量センサー１は、例えば、第１の方向（Ｚ軸方向）の加速度（例えば重力加速度）が加えられた場合、可動体５０に支軸Ｑを中心とする回転モーメント（力のモーメント）が生じる。
【００６０】
図４（ａ）は、物理量センサー１に対して−Ｚ軸方向から＋Ｚ軸方向に向かう加速度Ｇ１１が可動体５０に加えられている状態を例示している。
この状態で可動体５０には、第１可動体５０ａ側より第２可動体５０ｂ側に多くの加速度が作用している。したがって、可動体５０には支軸Ｑを回転軸とする時計回りの力が作用する。よって、可動体５０（第２可動体５０ｂ）は、支軸Ｑが回転軸として第２検出電極部２１ｂ側に傾倒する。
【００６１】
これにより、可動体５０（第２可動体５０ｂ）と第２検出電極部２１ｂとの間の間隙１３が小さく（短く）なり、可動体５０と第２検出電極部２１ｂとの間の静電容量Ｃ２の静電容量値が増加する。他方、可動体５０（第１可動体５０ａ）と第１検出電極部２１ａとの間の間隙１３が大きく（長く）なり、可動体５０と第１検出電極部２１ａとの間の静電容量Ｃ１の静電容量値が減少する。
【００６２】
図４（ｂ）は、物理量センサー１に対して加速度が加えられていない状態を例示している。この状態では、第１可動体５０ａ側および第２可動体５０ｂ側ともに加速度Ｇ１１が加えられていないため、可動体５０には力が作用しない。よって、可動体５０は、いずれにも傾倒しない。すなわち、可動体５０は基板１０に対して略水平となる。
【００６３】
これにより、可動体５０（第１可動体５０ａ）と第１検出電極部２１ａとの間の間隙１３と、可動体５０（第２可動体５０ｂ）と第２検出電極部２１ｂとの間の間隙１３と、が略等しくなる。よって、可動体５０と第１検出電極部２１ａとの間の静電容量Ｃ１と、可動体５０と第２検出電極部２１ｂとの間の静電容量Ｃ２と、の静電容量値が略等しくなる。
また、図４（ａ）で示した物理量センサー１の状態と比べて、可動体５０（第１可動体５０ａ）と第１検出電極部２１ａとの間の間隙１３は小さくなり、両部間に生じる静電容量Ｃ１は増加する。また、可動体５０（第２可動体５０ｂ）と第２検出電極部２１ｂとの間の間隙１３は増加し、両部間に生じる静電容量Ｃ２は減少する。
【００６４】
図４（ｃ）は、物理量センサー１に対して＋Ｚ軸方向から−Ｚ軸方向に向かう加速度Ｇ２１が可動体５０に加えられている状態を例示している。
この状態で可動体５０には、第１可動体５０ａ側に加速度Ｇ２１が加えられているため、支軸Ｑを回転軸とする反時計廻りの力が作用する。よって、可動体５０は、第１検出電極部２１ａ側に傾倒する。図４（ｃ）においては、第２可動体５０ｂに作用する重力加速度と比べて、加速度Ｇ２１が大きい状態を示している。そのため、可動体５０は、第２可動体５０ｂ側に傾倒する。
【００６５】
これにより、可動体５０（第１可動体５０ａ）と第１検出電極部２１ａとの間の間隙１３が小さく（短く）なり、可動体５０と第１検出電極部２１ａとの間の静電容量Ｃ１の静電容量値が増加する。他方、可動体５０（第２可動体５０ｂ）と第２検出電極部２１ｂとの間の間隙１３が大きく（長く）なり、可動体５０と第２検出電極部２１ｂとの間の静電容量Ｃ２の静電容量値が減少する。
また、図４（ｂ）で示した物理量センサー１に加速度が加えられていない状態と比べて、可動体５０（第１可動体５０ａ）と第１検出電極部２１ａとの間の間隙１３は小さくなり、両部間に生じる静電容量Ｃ１は増加する。また、可動体５０（第２可動体５０ｂ）と第２検出電極部２１ｂとの間の間隙１３は大きくなり、両部間に生じる静電容量Ｃ２の静電容量値は減少する。
【００６６】
本実施形態の物理量センサー１は、２つの静電容量値の変化から、加速度（例えば、Ｇ１１，Ｇ２１）の値を検出することができる。例えば、図４（ｂ）の状態で得られる容量値を基準として、図４（ａ）の状態における容量値の変化を判定することによって、加速度Ｇ１１が作用している方向および力を検出することができる。また、図４（ｃ）の状態における容量値の変化を判定することによって、加速度Ｇ２１が作用している方向および力を検出することができる。
【００６７】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
このような物理量センサーによれば、可動体５０のＹ軸方向への変位や、可動体５０の主面の面内回転変位を規制することができる。したがって、可動体５０が過度に変位することによる可動体５０の破損や、可動体５０を支持する支持部４２の破損を抑制することができる。また、前述した可動体５０の変位に伴う可動体と固定電極部２１との対向面積の変動が減少し、加速度等に応じて変化する静電容量の特性のバラツキを抑制することができる。よって、可動体５０が過度に変位することで生じる支持部４２等の破損を抑制するとともに、加速度等に応じて変化する可動体５０と固定電極部２１間の静電容量Ｃ１，Ｃ２の特性のバラツキを抑制した物理量センサー１を得ることができる。
【００６８】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る物理量センサーについて、図５および図６を用いて説明する。
図５は、第２実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図ある。図６は、図５中の線分Ａ１−Ａ１’で示す部分の物理量センサーの断面を模式的に示すものである。
図５および図６では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。なお、Ｚ軸は、基板と蓋体とが重なる厚み方向を示す軸である。
【００６９】
第２実施形態にかかる物理量センサー１ａは、第１実施形態で説明した物理量センサー１と比して、可動体５０を基板１０に支持する構成と、ストッパー部９０の構成が異なる。その他の構成等は物理量センサー１と略同じであるため、同様の構成には同じ符号および符番を付して説明を一部省略する。
【００７０】
［物理量センサー１ａの構造］
図５および図６に示す物理量センサー１ａは、第１実施形態で上述した物理量センサー１と同様に、例えば、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度等の物理量を測定するためのセンサーとして用いることができる。
【００７１】
物理量センサー１ａは、図５および図６に示す様に、基板１０と、基板１０上に固定電極部としての検出電極部２１と、基板１０上に固定部８０と、支持部４５を介して固定部８０に支持された可動体５０と、が設けられている。また、固定部８０に連接してストッパー部９０が設けられている。
【００７２】
（可動体５０）
可動体５０には、加速度等の物理量に応じて傾倒する際の支軸Ｑの延伸上、かつ支軸Ｑと交差する第２の方向に延伸する仮想線（図５において示す線分Ａ１−Ａ１’）上に空洞部５５が設けられている。
空洞部５５には、基板１０に対して垂直方向から可動体５０を平面視した場合に、固定部８０と、固定部８０から可動体５０に向かって延設されている支持部４５と、が内包される様に設けられている。
【００７３】
（固定部８０）
固定部８０は、図５および図６に示す様に基部８２と頂部８４とを含み構成されている。
固定部８０は、第１底面１２ａから主面１０ａまで基部８２が起立する様に設けられ、基部８２に重なる様に頂部８４が設けられている。
基部８２は、その材料として、例えば、基板１０と同じホウ珪酸ガラスを含む材料を用いることができる。基部８２は、基板１０と同じ材料を用いることで第１凹部１２と一体として設けることができる。
頂部８４は、その材料として、例えば、可動体５０，支持部４５，枠部４０と、同じシリコンを含む基材を用いることができる。頂部８４は、可動体５０等と同じ材料を用いることで、可動体５０，支持部４５，枠部４０と一体として設けることができる。
【００７４】
（支持部４５）
支持部４５は、固定部８０から支軸Ｑに沿って可動体５０に向かって延設されている。具体的には、支持部４５は、固定部８０の頂部８４から可動体５０に向かって＋Ｙ軸方向および−Ｙ軸方向に延設されている。これにより、可動体５０は、支持部４５によって固定部８０に懸架され、支持部４５を支軸Ｑとして傾倒することができる。
支持部４５は、第１実施形態で上述をした物理量センサー１と同様に、可動体５０、枠部４０、および上述した固定部８０の頂部８４と一体として同じ材料を用いて一体として設けられている。
【００７５】
（ストッパー部９０）
ストッパー部９０は、図５および図６に示す様に、可動体５０に設けられた空洞部５５に内包される様に固定部８０から延設されている。ストッパー部９０は、空洞部５５に面する可動体５０の内縁に沿って支持部４５と並行に設けられている。ストッパー部９０は、支持部４５が延伸する第１の方向と交差する第２の方向に向かって固定部８０（頂部８４）から延伸し、さらに第２の方向に向かって延伸する先端において交差する第１の方向の両側（＋Ｙ軸方向，−Ｙ軸方向）に向かって延設されている。ストッパー部９０は、可動体５０と間隙５７を有し離間させて設けられている。
また、ストッパー部９０は、支持部４５を中心とする線対称に図５に示す＋Ｘ軸方向側および−Ｘ軸方向側に設けられている。
【００７６】
ストッパー部９０は、可動体５０の主面における面内回転変位を規制するために設けられている。より詳しくは、ストッパー部９０は、物理量センサー１ａに加えられた加速度等の物理量によって第１の方向であるＺ軸方向に可動体５０が傾倒することを阻害することなく、第１の方向と交差する第２の方向（Ｙ軸方向）および第３の方向（Ｘ軸方向）への可動体５０の変位を規制するために設けられている。
本実施形態の物理量センサー１ａにおいて、可動体５０にＸ軸方向またはＹ軸方向、もしくはＸ軸，Ｙ軸の両方向に過度な変位が生じた場合に、可動体５０とストッパー部９０とが接触することで、その変位を規制することができる。
【００７７】
ところで、ストッパー部９０は、可動体５０と同電位とされていることが好ましい。
ストッパー部９０は、可動体５０と同電位とされていることで、可動体５０とストッパー部９０とが接触した場合に、可動体５０と検出電極部２１との間に生じた静電容量の変動や地絡を抑制することができる。
そこで、ストッパー部９０は、固定部８０の頂部８４から延設され一体として設けられている。これにより、ストッパー部９０は、頂部８４から可動体５０に向かって延設される支持部４５を介して可動体５０と電気的に接続され、可動体５０と同電位とされている。
【００７８】
その他の構成は物理量センサー１と同様のため、説明を省略する。
【００７９】
上述した第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な物理量センサー１ａによれば、空洞部５５が設けられた可動体５０の内縁と、空洞部５５に設けられた固定部８０と、が接触することで、第１の方向を回転軸とする可動体５０の主面の面内回転方向への変位を規制することができる。したがって、可動体５０が過度に変位することで、可動体５０の破損や、可動体５０を支持する支持部４２の破損を抑制することができる。また、可動体５０の主面の面内回転方向への変位が規制されることで、可動体５０と固定電極部２１との対向面積が減少し、加速度等に応じて変化する静電容量Ｃ１，Ｃ２の特性のバラツキを抑制することができる。
よって、可動体５０が過度に変位することで生じる支持部４２等の破損を抑制するとともに、加速度等に応じて変化する可動体５０と固定電極部２１間の静電容量Ｃ１，Ｃ２の特性のバラツキを抑制した物理量センサー１ａを得ることができる。また、固定部８０を一点で配置することにより、固定時の応力が可動体５０に与える影響を低減することができる。
【００８０】
なお、本発明は上述した第１実施形態および第２実施形態に限定されず、上述した各実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００８１】
［変形例］
図７から図９は、変形例に係る物理量センサーを模式的に示す平面図および部分拡大図である。
変形例に係る物理量センサーは、ストッパー部の形状や配置が異なる。以下に相違点を説明し、同一の構成については説明を一部省略する。
【００８２】
［変形例１］
図７は、変形例１に係る物理量センサーを模式的に示す平面図である。
変形例１に係る物理量センサー１ｂは、第１実施形態で上述した物理量センサー１と比して、ストッパー部１７０の形状および配置が異なる。
図７に示す様に変形例１に係る物理量センサー１ｂには、可動体５０の外縁で支持軸Ｑと並行する第１辺５１と、第１辺５１と頂部Ｐで交差する第２辺５２と、に沿ってストッパー部１７０が設けられている。ストッパー部１７０は、第１辺５１、および第２辺５２に沿って屈折する様に間隙４３に設けられている。
【００８３】
物理量センサー１ｂは、可動体５０の第１辺５１および第２辺５２に沿ってストッパー部１７０が設けられていることによって、支軸Ｑが延伸する第２の方向である−Ｙ軸方向への変位と、第２の方向と交差する第３の方向である＋Ｘ軸方向への変位と、を規制することができる。なお、物理量センサー１ｂにおいてストッパー部１７０は、設けられる数は特に限定されず、頂部Ｐと対角線上の間隙４３に設けても良い。また、ストッパー部１７０は、可動体５０の外縁が交差する頂部Ｐごとに設けても良い。また、ストッパー部１７０は、可動体５０の外縁に沿って可動体５０と対向する端面が曲面であっても良い。
【００８４】
［変形例２］
図８は、変形例２に係る物理量センサーを模式的に示す平面図である。
変形例２に係る物理量センサー１ｃは、変形例１で上述した物理量センサー１ｂと比して、ストッパー部１７０に突起部１７５が設けられている点が異なる。
図８に示す様に変形例２に係る物理量センサー１ｃには、可動体５０の第１辺５１および第２辺５２に沿ってストッパー部１７０が設けられるとともに、第１辺５１および第２辺５２と対向するストッパー部１７０の端面１７０ｓに突起部１７５が設けられている。
【００８５】
物理量センサー１ｃは、ストッパー部１７０の端面１７０ｓに突起部１７５が設けられることで、可動体５０と突起部１７５が点接触により接触し、可動体５０の変位を規制することができる。したがって、可動体５０と突起部１７５との接触による衝撃を緩和し、可動体５０等の破損を抑制することができる。なお、突起部１７５の形状は特に限定されることなく、球形形状の他に多角形状であっても良い。
【００８６】
［変形例３］
図９は、変形例３に係る物理量センサーを模式的に示す平面図である。
変形例３に係る物理量センサー１ｄは、第２実施形態で上述した物理量センサー１ａと比して、ストッパー部９０に突起部９５が設けられている点が異なる。
図９に示す様に変形例３に係る物理量センサー１ｄには、可動体５０（空洞部５５に面する可動体５０の内縁）と対向するストッパー部９０の端面９０ｓに突起部９５が設けられている。
【００８７】
物理量センサー１ｄは、ストッパー部９０の端面９０ｓに突起部９５が設けられることで、可動体５０と突起部９５が点接触により接触し、可動体５０の変位を規制することができる。したがって、可動体５０と突起部９５との接触による衝撃を緩和し、可動体５０や固定部８０等の破損を抑制することができる。なお、突起部９５の形状は特に限定されることなく、球形形状の他に多角形状であっても良い。
【００８８】
［実施例］
本発明の一実施形態に係る物理量センサー１、および物理量センサー１ａないし１ｄ（以下、総括して物理量センサー１として説明する。）のいずれかを適用した実施例について、図１０から図１３を参照しながら説明する。
【００８９】
［電子機器］
本発明の一実施形態に係る物理量センサー１を適用した電子機器について、図１０から図１２を参照しながら説明する。
【００９０】
図１０は、本発明の一実施形態に係る物理量センサーを備える電子機器としてのラップトップ型（またはモバイル型）のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、ラップトップ型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１００８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。この様なラップトップ型パーソナルコンピューター１１００には、そのラップトップ型パーソナルコンピューター１１００に加えられる加速度等を検知して表示ユニット１１０６に加速度等を表示するための加速度センサー等として機能する静電容量型の物理量センサー１が内蔵されている。このような物理量センサー１は、可動体５０と検出電極部２１との間隙１３が変化する第１の方向と交差する第２の方向への可動体５０の変位と、第１の方向を回転軸とする可動体５０の主面の面内回転方向への変位と、が規制されている。したがって、ラップトップ型パーソナルコンピューター１１００の落下などによる過度な加速度等が加えられた場合にも継続して加速度等を検出することができる。よって、前述した物理量センサー１が搭載されることで信頼性の高いラップトップ型パーソナルコンピューター１１００を得ることができる。
【００９１】
図１１は、本発明の一実施形態に係る物理量センサーを備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。この様な携帯電話機１２００には、携帯電話機１２００に加えられる加速度等を検知して、当該携帯電話機１２００の操作を補助するための加速度センサー等として機能する静電容量型の物理量センサー１が内蔵されている。このような物理量センサー１は、可動体５０と検出電極部２１との間隙１３が変化する第１の方向と交差する第２の方向への可動体５０の変位と、第１の方向を回転軸とする可動体５０の主面の面内回転方向への変位と、が規制されている。したがって、携帯電話機１２００の落下などによる過度な加速度等が加えられた場合にも継続して加速度等を検出することができる。よって、前述した物理量センサー１が搭載されることで信頼性の高い携帯電話機１２００を得ることができる。
【００９２】
図１２は、本発明の一実施形態に係る物理量センサー振動子を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３０８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１３０８は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部１３０８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１３１０に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示される様に、ビデオ信号出力端子１３１２には液晶ディスプレイ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１３１０に格納された撮像信号が、液晶ディスプレイ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。この様なデジタルスチールカメラ１３００には、その落下からデジタルスチールカメラ１３００を保護する機能を動作させるため、落下による加速度を検知する加速度センサーとして機能する静電容量型の物理量センサー１が内蔵されている。このような物理量センサー１は、可動体５０と検出電極部２１との間隙１３が変化する第１の方向と交差する第２の方向への可動体５０の変位と、第１の方向を回転軸とする可動体５０の主面の面内回転方向への変位と、が規制されている。したがって、デジタルスチールカメラ１３００の落下などによる過度な加速度等が加えられた場合にも継続して加速度等を検出することができる。よって、前述した物理量センサー１が搭載されることで信頼性の高いデジタルスチールカメラ１３００を得ることができる。
【００９３】
なお、本発明の一実施形態に係る物理量センサー１は、図１０のラップトップ型パーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１１の携帯電話機、図１２のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、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等の電子機器に適用することができる。
【００９４】
［移動体］
図１３は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１５００は、加速度センサーとして機能する物理量センサー１が各種制御ユニットに搭載されている。例えば、同図に示す様に、移動体としての自動車１５００には、当該自動車１５００の加速度を検知する物理量センサー１を内蔵してエンジンの出力を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic  Control  Unit）１５０８が車体１５０７に搭載されている。加速度を検知して車体１５０７の姿勢に応じた適切な出力にエンジンを制御することで、燃料等の消費を抑制した効率的な移動体としての自動車１５００を得ることができる。
また、物理量センサー１は、他にも、車体姿勢制御ユニット、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire  Pressure  Monitoring  System）、に広く適用できる。
このような物理量センサー１は、可動体５０と検出電極部２１との間隙１３が変化する第１の方向と交差する第２の方向への可動体５０の変位と、第１の方向を回転軸とする可動体５０の主面の面内回転方向への変位と、が規制されている。したがって、自動車１５００の振動などによる過度な加速度等が加えられた場合にも継続して加速度等を検出することができる。よって、前述した物理量センサー１が搭載されることで信頼性の自動車１５００を得ることができる。
【符号の説明】
【００９５】
１…物理量センサー、１０…基板、１０ａ…主面、１２…第１凹部、１２ａ…第１底面、１３…間隙、２１…検出電極部、２１ａ…第１検出電極部、２１ｂ…第２検出電極部、４０…枠部、４２…支持部、４３…間隙、４５…支持部、５０…可動体、５０ａ…第１可動体、５０ｂ…第２可動体、５１…第１辺、５２…第２辺、５５…空洞部、５７…間隙、６０…蓋体、６５…キャビティ、７０…ストッパー部、８０…固定部、９０，１７０，１９０…ストッパー部、１１００…ラップトップ型パーソナルコンピューター、１２００…携帯電話機、１３００…デジタルスチールカメラ、１５００…自動車。
【図１】
2018021920.tif 000003
【図２】
2018021920.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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月3日(2017.10.3)
【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】
第１検出電極及び第２検出電極が一方の主面に設けられている基板と、
前記第１検出電極と間隙を介して対向している第１可動体、前記第２検出電極と間隙を介して対向している第２可動体、及び前記第１可動体と前記第２可動体との間に間隙を介して配置されている頂部、を含む可動体と、
前記頂部の前記第１可動体の側に前記第１可動体と間隙を介して設けられている第１のストッパーと、
前記頂部の前記第２可動体の側に前記第２可動体と間隙を介して設けられている第２のストッパーと、
を含み、
前記第１可動体と第２可動体が並んでいる方向と直交する第１の方向に沿って、
前記頂部の前記第１の方向の一方の側に設けられ、前記可動体と前記頂部とを接続している第１の支持部と、
前記頂部の前記第１の方向の他方の側に設けられ、前記可動体と前記頂部とを接続している第２の支持部と、
を含み、
前記可動体は、前記第１の支持部と前記第２の支持部を軸として揺動可能である、
ことを特徴とする物理量センサー。
【請求項２】
請求項１において、
前記可動体には空洞部が設けられ、
平面視で、前記空洞部の内側には、前記頂部と、前記第１のストッパーと、前記第２のストッパーと、前記第１の支持部と、前記第２の支持部と、が配置されている、
ことを特徴とする物理量センサー。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１のストッパーは、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って配置されている第１の延伸部を介して、前記頂部に接続され、
前記第２のストッパーは、前記第２の方向に沿って配置されている第２の延伸部を介して、前記頂部に接続されている、
ことを特徴とする物理量センサー。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項において、
前記第１のストッパーの長手方向は、前記第１の方向に沿い、
前記第２のストッパーの長手方向は、前記第１の方向に沿っている、
ことを特徴とする物理量センサー。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項において、
前記基板の前記一方の主面上であって、前記第１検出電極と前記第２検出電極との間に、凸状の固定部が設けられ、
前記固定部に前記頂部が取り付けられている、
ことを特徴とする物理量センサー。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項において、
前記第１のストッパー及び前記第２のストッパーは、前記可動体と同電位である、
ことを特徴とする物理量センサー。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項において、
前記基板はガラスである、
ことを特徴とする物理量センサー。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項において、
前記可動体はシリコンである、
ことを特徴とする物理量センサー。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の物理量センサーを備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の物理量センサーを備えていることを特徴とする移動体。