(57)【要約】【課題】他軸感度の発生を抑えて所望とする加速度検出特性を得る。【解決手段】本技術の一形態に係るセンサ素子は、ベース部と、可動部と、第１及び第２の橋梁部と、加速度検出部とを具備する。可動部は、少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて、ベース部に対して相対運動可能に構成される。第１の橋梁部は、ベース部の主面に平行な第１の軸方向に延び、ベース部と可動部との間を接続する第１の梁と、第１の梁とベース部との間にそれぞれ設けられ、第１の梁を支持する第１の構造体とを有する。第２の橋梁部は、第１の軸と直交し主面に平行な第２の軸方向に延び、ベース部と可動部との間を接続する第２の梁と、第２の梁とベース部との間に設けられ、第２の梁を支持する第２の構造体とを有する。加速度検出部は、第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、第１及び第２の梁の変形量に応じた第１の検出信号を出力する。【選択図】図４
2018077201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有するベース部と、
少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて、前記ベース部に対して相対運動可能な可動部と、
前記主面に平行な第１の軸方向に延び前記ベース部と前記可動部との間を接続する第１の梁と、前記第１の梁と前記ベース部との間に設けられ前記第１の梁を支持する第１の構造体と、を有する第１の橋梁部と、
前記第１の軸と直交し前記主面に平行な第２の軸方向に延び前記ベース部と前記可動部との間を接続する第２の梁と、前記第２の梁と前記ベース部との間に設けられ前記第２の梁を支持する第２の構造体と、を有する第２の橋梁部と、
前記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、前記第１及び第２の梁の変形量に応じた第１の検出信号を出力する第１の加速度検出部と
を具備するセンサ素子。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ素子であって、
前記第１及び第２の梁は、前記可動部に接続される第１の端部と、前記ベース部に接続される第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部との間に設けられた接合部とをそれぞれ有し、
前記第１及び第２の構造体は、前記ベース部と前記接合部との間にそれぞれ設けられる
センサ素子。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサ素子であって、
前記第１及び第２の構造体は、前記第１及び第２の梁とは非平行な一対の補強梁をそれぞれ有する
センサ素子。
【請求項４】
請求項２に記載のセンサ素子であって、
前記第１の加速度検出部は、前記第１及び第２の梁上の前記第１の端部と前記接合部との間にそれぞれ配置される
センサ素子。
【請求項５】
請求項２に記載のセンサ素子であって、
前記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、前記第１及び第２の梁の変形量に応じた第２の検出信号を出力する第２の加速度検出部をさらに具備する
センサ素子。
【請求項６】
請求項５に記載のセンサ素子であって、
前記第２の加速度検出部は、前記第２の端部と前記接合部との間にそれぞれ配置される
センサ素子。
【請求項７】
請求項１に記載のセンサ素子であって、
前記第１の加速度検出部は、圧電型の加速度検出素子を含む
センサ素子。
【請求項８】
請求項５に記載のセンサ素子であって、
前記第２の加速度検出部は、圧電型の加速度検出素子、ピエゾ抵抗型の加速度検出素子及び静電型の加速度検出素子のいずれか１つを含む
センサ素子。
【請求項９】
請求項１に記載のセンサ素子であって、
前記ベース部は、前記可動部の周囲を囲む枠形状を有し、
前記可動部は、前記ベース部の中心に関して対称な形状を有し、
前記第１及び第２の梁はそれぞれ、前記可動部を挟んで対向する一対の梁部を有する
センサ素子。
【請求項１０】
請求項９に記載のセンサ素子であって、
前記可動部は、前記第１及び第２の梁に支持される中央部と、前記中央部に関して対称な形状の複数の翼部と、前記複数の翼部にそれぞれ設けられた重錘部とを有する
センサ素子。
【請求項１１】
第１の主面を有する第１のベース部と、
少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて、前記第１のベース部に対して相対運動可能な可動部と、
前記第１の主面に平行な第１の軸方向に延び前記第１のベース部と前記可動部との間を接続する第１の梁と、前記第１の梁と前記第１のベース部との間に設けられ前記第１の梁を支持する第１の構造体と、を有する第１の橋梁部と、
前記第１の軸と直交し前記第１の主面に平行な第２の軸方向に延び前記第１のベース部と前記可動部との間を接続する第２の梁と、前記第２の梁と前記第１のベース部との間に設けられ前記第２の梁を支持する第２の構造体と、を有する第２の橋梁部と、
前記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、前記第１及び第２の梁の変形量に応じた第１の検出信号を出力する第１の加速度検出部と、
前記第１のベース部を収容する第１の収容部を有する支持体と
を有する加速度センサ素子
を具備する慣性センサ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の慣性センサであって、
少なくとも一軸まわりの角速度を検出することが可能なジャイロセンサ素子をさらに具備し、
前記支持体は、前記ジャイロセンサ素子を収容する第２の収容部をさらに有する
慣性センサ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のセンサ素子であって、
前記ジャイロセンサ素子は、
前記第１の主面に平行な第２の主面を有し、前記第２の収容部に支持される第２のベース部と、
前記第２のベース部に対して振動可能に支持される環状のフレームと、
前記フレームの前記第２の主面に平行な面内における変形量に基づいて、前記第３の軸まわりの角速度を検出する角速度検出部と、を有する
慣性センサ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の慣性センサであって、
前記支持体は、前記第１の収容部を区画する第１の凹部と、前記第１の凹部に設けられ前記第２の収容部を区画する第２の凹部とを有し、
前記加速度センサ素子及び前記角速度センサ素子は、前記第３の軸方向に相互に対向して配置される
慣性センサ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の慣性センサであって、
前記第１のベース部は前記第２のベース部の周囲を囲み、前記第２のベース部は間隔をおいて前記橋梁部と対向する
慣性センサ。
【請求項１６】
請求項１５に記載の慣性センサであって、
前記第２のベース部は、前記重錘部の周囲を囲む枠状に形成され、前記可動部の周縁部に間隔をおいて対向する
慣性センサ。
【請求項１７】
請求項１４に記載の慣性センサであって、
前記加速度センサ素子は、前記可動部と前記ベース部との間に設けられ前記フレームを前記第３の軸方向に部分的に露出させる窓部をさらに有する
慣性センサ。
【請求項１８】
請求項１１に記載の慣性センサであって、
前記加速度センサ素子は、前記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され前記第１及び第２の梁の変形量に応じた第２の検出信号を出力する第２の加速度検出部をさらに有し、
前記第１の検出信号は、前記可動部に作用する加速度に応じた交流波形を有し、
前記第２の検出信号は、前記加速度に沿う加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有し、
前記慣性センサは、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とに基づいて、前記加速度から動的加速度成分及び静的加速度成分を抽出する演算素子をさらに具備する
慣性センサ。
【請求項１９】
請求項１８に記載の慣性センサであって、
前記支持体は、前記演算素子を収容する第３の収容部をさらに有する
慣性センサ。
【請求項２０】
主面を有するベース部と、
少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて、前記ベース部に対して相対運動可能な可動部と、
前記主面に平行な第１の軸方向に延び前記ベース部と前記可動部との間を接続する第１の梁と、前記第１の梁と前記ベース部との間に設けられ前記第１の梁を支持する第１の構造体と、を有する第１の橋梁部と、
前記第１の軸と直交し前記主面に平行な第２の軸方向に延び前記ベース部と前記可動部との間を接続する第２の梁と、前記第２の梁と前記ベース部との間にそれぞれ設けられ前記第２の梁を支持する第２の構造体と、を有する第２の橋梁部と、
前記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、前記第１及び第２の梁の変形量に応じた第１の検出信号を出力する第１の加速度検出部と
を有するセンサ素子
を具備する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、加速度を検出するセンサ素子、並びにこれを備えた慣性センサ及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の姿勢検出、移動体の位置検出、カメラの手振れ補正、人や物体の運動解析等の技術分野において、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いた加速度センサが広く用いられている。この種の加速度センサには、圧電型、ピエゾ抵抗型、静電容量型等の種々の検出方式のものが知られている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
例えば特許文献１には、メンブレンと、メンブレンの下部に備えられた質量体と、メンブレン上に形成され圧電体を含む検知手段とを含み、検知手段の出力に基づいて加速度を測定する慣性センサが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、板状部材と、重錘体と、これらの間を接続する板状橋梁部と、板状橋梁部の根端部および先端部にそれぞれ配置されたピエゾ抵抗素子とを有し、これらピエゾ抵抗素子の抵抗変化から加速度を検出する慣性センサが記載されている。
【０００５】
そして特許文献３には、可動電極としての第１の電極部と、固定電極としての第２の電極部とを有し、これらの間のギャップ変化に基づく静電容量の変化を検出することで加速度を測定する静電型デバイスが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１２５０２５号公報
【特許文献２】特開２０１５−９２１４５号公報
【特許文献３】特開２０１６−５９１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
１つのセンサで多軸方向の加速度を検出する加速度センサにおいては、小型化に伴い、形状や電極位置のバラツキが加速度検出特性に与える影響は、相対的に大きくなる。このため検出モードの分離が困難となり、他軸感度が発生して、所望とする加速度検出特性を得ることが困難となる。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、他軸感度の発生を抑えて所望とする加速度検出特性を得ることができるセンサ素子、慣性センサ及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本技術の一形態に係るセンサ素子は、ベース部と、可動部と、第１の橋梁部と、第２の橋梁部と、第１の加速度検出部とを具備する。
上記ベース部は、主面を有する。
上記可動部は、少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて、上記ベース部に対して相対運動可能に構成される。
上記第１の橋梁部は、第１の梁と、第１の構造体とを有する。上記第１の梁は、上記主面に平行な第１の軸方向に延び、上記ベース部と上記可動部との間を接続する。上記第１の構造体は、上記第１の梁と上記ベース部との間にそれぞれ設けられ、上記第１の梁を支持する。
上記第２の橋梁部は、第２の梁と、第２の構造体とを有する。上記第２の梁は、上記第１の軸と直交し上記主面に平行な第２の軸方向に延び、上記ベース部と上記可動部との間を接続する。上記第２の構造体は、上記第２の梁と上記ベース部との間に設けられ、上記第２の梁を支持する。
上記第１の加速度検出部は、上記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、上記第１及び第２の梁の変形量に応じた第１の検出信号を出力する。
【００１０】
上記センサ素子は、第１及び第２の構造体を有するため、第１の軸方向に沿った加速度が可動部に作用したときには第２の梁の捻り変形が抑制され、第２の軸方向に沿った加速度が可動部に作用したときには第１の梁の捻り変形が抑制される。これにより、他軸感度の発生を効果的に抑えて、各軸における加速度の検出精度を向上させることができる。
【００１１】
上記第１及び第２の梁は、上記可動部に接続される第１の端部と、上記ベース部に接続される第２の端部と、上記第１の端部と上記第２の端部との間に設けられた接合部とをそれぞれ有してもよい。上記第１及び第２の構造体は、上記ベース部と上記接合部との間にそれぞれ設けられる。
接合部の位置によって橋梁部の面内方向及び面外方向各々の曲げ剛性を最適化することができる。
【００１２】
上記第１及び第２の構造体の構成は特に限定されず、例えば、上記第１及び第２の構造体は、上記第１及び第２の梁とは非平行な一対の補強梁を有する。
【００１３】
上記第１の加速度検出部は、典型的には、第１及び第２の梁上に配置され、例えば、上記第１及び第２の梁上の上記第１の端部と上記接合部との間にそれぞれ配置される。
これにより、可動部に作用する加速度の検出感度を維持しつつ、他軸感度の発生を抑えることができる。
【００１４】
上記センサ素子は、第２の加速度検出部をさらに具備してもよい。上記第２の加速度検出部は、上記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、上記第１及び第２の梁の変形量に応じた第２の検出信号を出力する。
【００１５】
上記第２の加速度検出部は、例えば、上記第２の端部と上記接合部との間にそれぞれ配置される。
【００１６】
第１及び第２の加速度検出部の構成は特に限定されず、例えば、上記第１の加速度検出部は、圧電型の加速度検出素子を含み、上記第２の加速度検出部は、圧電型の加速度検出素子、ピエゾ抵抗型の加速度検出素子及び静電型の加速度検出素子のいずれか１つを含む。
【００１７】
上記ベース部は、上記可動部の周囲を囲む枠形状を有してもよい。この場合、上記可動部は、上記ベース部の中心に関して対称な形状を有し、上記第１及び第２の梁はそれぞれ、上記可動部を挟んで対向する一対の梁部を有する。
これにより、センサ素子の小型化と等方的な加速度検出特性を得ることができる。
【００１８】
上記可動部は、上記第１及び第２の梁に支持される中央部と、上記中央部に関して対称な形状の複数の翼部と、上記複数の翼部にそれぞれ設けられた重錘部とを有してもよい。
これにより、センサ素子の小型化を維持しつつ、加速度の検出感度を高めることができる。
【００１９】
本技術の一形態に係る慣性センサは、センサ素子を具備する。
上記センサ素子は、
第１の主面を有する第１のベース部と、
少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて、上記第１のベース部に対して相対運動可能な可動部と、
上記第１の主面に平行な第１の軸方向に延び上記第１のベース部と上記可動部との間を接続する第１の梁と、上記第１の梁と上記第１のベース部との間に設けられ上記第１の梁を支持する第１の構造体と、を有する第１の橋梁部と、
上記第１の軸と直交し上記第１の主面に平行な第２の軸方向に延び上記第１のベース部と上記可動部との間を接続する第２の梁と、上記第２の梁と上記第１のベース部との間に設けられ上記第２の梁を支持する第２の構造体と、を有する第２の橋梁部と、
上記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、上記第１及び第２の梁の変形量に応じた第１の検出信号を出力する第１の加速度検出部と、
上記第１のベース部を収容する第１の収容部を有する支持体と
を有する。
【００２０】
上記慣性センサは、少なくとも一軸まわりの角速度を検出することが可能なジャイロセンサ素子をさらに具備してもよく、上記支持体は、上記ジャイロセンサ素子を収容する第２の収容部をさらに有してもよい。
これにより、加速度と角速度を検出可能なセンサパッケージを構成することができる。
【００２１】
上記ジャイロセンサ素子の構成は特に限定されず、例えば、第２のベース部と、環状のフレームと、角速度検出部とを有する。
上記第２のベース部は、上記第１の主面に平行な第２の主面を有し、上記第２の収容部に支持される。上記フレームは、上記第２のベース部に対して振動可能に支持される。上記角速度検出部は、上記フレームの上記第２の主面に平行な面内における変形量に基づいて、上記第３の軸まわりの角速度を検出する。
【００２２】
上記支持体は、上記第１の収容部を区画する第１の凹部と、上記第１の凹部に設けられ上記第２の収容部を区画する第２の凹部とを有してもよい。この場合、上記加速度センサ素子及び上記角速度センサ素子は、上記第３の軸方向に相互に対向して配置される。
【００２３】
上記第１のベース部は上記第２のベース部の周囲を囲み、上記第２のベース部は間隔をおいて上記橋梁部と対向してもよい。
これによりセンサ全体の薄型化を図ることができる。
【００２４】
上記第２のベース部は、上記重錘部の周囲を囲む枠状に形成され、上記可動部の周縁部に間隔をおいて対向する。
第２のベース部を可動部の周囲と対向させることにより、これらの当接作用によって可動部の過剰な変形を規制することができる。
【００２５】
上記加速度センサ素子は、上記可動部と上記ベース部との間に設けられ上記フレームを上記第３の軸方向に部分的に露出させる窓部をさらに有してもよい。
例えば、窓部上方からのレーザ光の照射により、支持体に収容されたジャイロセンサ素子の振動調整が可能となる。
【００２６】
上記加速度センサ素子は、上記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、上記第１及び第２の梁の変形量に応じた第２の検出信号を出力する第２の加速度検出部をさらに有してもよい。
上記第１の検出信号は、上記可動部に作用する加速度に応じた交流波形を有し、上記第２の検出信号は、上記加速度に沿う加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有してもよい。そして上記慣性センサは、上記第１の検出信号と上記第２の検出信号とに基づいて、上記加速度から動的加速度成分及び静的加速度成分を抽出する演算素子をさらに具備してもよい。
【００２７】
上記支持体は、上記演算素子を収容する第３の収容部をさらに有してもよい。
【００２８】
本技術の一形態に係る電子機器は、センサ素子を具備する。
上記センサ素子は、
主面を有するベース部と、
少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて、上記ベース部に対して相対運動可能な可動部と、
上記主面に平行な第１の軸方向に延び上記ベース部と上記可動部との間を接続する第１の梁と、上記第１の梁と上記ベース部との間に設けられ上記第１の梁を支持する第１の構造体と、を有する第１の橋梁部と、
上記第１の軸と直交し上記主面に平行な第２の軸方向に延び上記ベース部と上記可動部との間を接続する第２の梁と、上記第２の梁と上記ベース部との間にそれぞれ設けられ上記第２の梁を支持する第２の構造体と、を有する第２の橋梁部と、
上記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、上記第１及び第２の梁の変形量に応じた第１の検出信号を出力する第１の加速度検出部と
を有する。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本技術によれば、他軸感度の発生を抑えて所望とする加速度検出特性を得ることができる
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本技術の第１の実施形態に係る慣性センサの構成を示すブロック図である。
【図２】上記慣性センサにおける加速度センサ素子の構成を概略的に示す表面側の斜視図である。
【図３】上記加速度センサ素子の裏面側の斜視図である。
【図４】上記加速度センサ素子の表面側の平面図である。
【図５Ａ】加速度無印加時における上記加速度センサ素子の概略側断面図である。
【図５Ｂ】ｘ軸方向に沿った加速度発生時における上記加速度センサ素子の概略側断面図である。
【図５Ｃ】ｚ軸方向に沿った加速度発生時における上記加速度センサ素子の概略側断面図である。
【図６Ａ】上記加速度センサ素子の加速度検出特性を測定する装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図６Ｂ】上記装置を用いて測定された加速度検出特性の一例を示す図である。
【図７】上記慣性センサにおける加速度演算部の一構成例を示す回路図である。
【図８】上記加速度演算部における一軸方向についての処理ブロックを示す図である。
【図９】検出方式の異なる複数の加速度センサの出力特性を説明する図である。
【図１０】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図１１】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図１２】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図１３】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図１４】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図１５】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図１６】上記加速度演算部の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１７】本技術の第２の実施形態に係る慣性センサの構成を示すブロック図である。
【図１８Ａ】上記慣性センサにおける角速度センサ素子の構成を概略的に示す平面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方向断面図である。
【図１９Ａ】ｚ軸まわりの角速度発生時における上記角速度センサ素子の作用を説明する概略平面図である。
【図１９Ｂ】ｘ軸まわりの角速度発生時における上記角速度センサ素子の作用を説明する概略斜視図である。
【図１９Ｃ】ｙ軸まわりの角速度発生時における上記角速度センサ素子の作用を説明する概略斜視図である。
【図２０】本技術の第３の実施形態に係る慣性センサの構成を示す概略斜視図である。
【図２１】上記慣性センサの概略縦断面図である。
【図２２】上記慣性センサにおける要部の平面図である。
【図２３】本技術の第４の実施形態に係る慣性センサの構成を示す概略斜視図である。
【図２４】上記慣性センサにおける要部の平面図である。
【図２５】本技術の第５の実施形態に係る加速度センサ素子の表面斜視図である。
【図２６】上記加速度センサ素子の裏面側斜視図である。
【図２７】上記加速度センサ素子の要部の断面斜視図である。
【図２８】本技術の第６の実施形態に係る加速度センサ素子の構成を示す概略平面図である。
【図２９Ａ】加速度検出部の構成の一変形例を示す加速度センサ素子の概略平面図である。
【図２９Ｂ】加速度検出部の構成の他の変形例を示す加速度センサ素子の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
＜第１の実施形態＞
［全体構成］
図１は、本技術の一実施形態に係る慣性センサの構成を示すブロック図である。
【００３３】
本実施形態の慣性センサ１は、例えば、車両や航空機等の移動体、スマートホン等の携帯型情報端末、デジタルカメラ等の電子機器、運動計測装置におけるセンサヘッド部等に内蔵される。慣性センサ１は、上記移動体、携帯情報端末、電子機器、センサヘッド等の物体（検出対象）に作用する３軸方向の加速度を検出する加速度センサとして構成される。
【００３４】
本実施形態の慣性センサ１は、上記３軸方向の加速度から動的加速度成分と静的加速度成分とをそれぞれ抽出することが可能に構成される。
ここで、動的加速度成分とは、上記加速度のＡＣ成分を意味し、典型的には、上記物体の運動加速度（並進加速度、遠心加速度、接線加速度など）に相当する。一方、静的加速度成分とは、上記加速度のＤＣ成分を意味し、典型的には、重力加速度あるいは重力加速度と推定される加速度に相当する。
【００３５】
図１に示すように、慣性センサ１は、加速度センサ素子１０（センサ素子）と、コントローラ２０（演算素子）とを有する。図２は、加速度センサ素子１０の構成を概略的に示す表面側の斜視図である。
【００３６】
加速度センサ素子１０は、図２における３軸（ｘ、ｙおよびｚ軸）方向の加速度に関連する情報をそれぞれ検出する２種類の加速度検出部（第１の加速度検出部１１、第２の加速度検出部１２）を有する。
【００３７】
第１の加速度検出部１１は、例えば圧電型の加速度センサであって、第１の検出信号として、ｘ軸方向に平行な加速度に関連する情報を含む信号（Acc-AC-x）、ｙ軸方向に平行な加速度に関連する情報を含む信号（Acc-AC-y）およびｚ軸方向に平行な加速度に関連する情報を含む信号（Acc-AC-z）をそれぞれ出力する。これらの信号は、各軸の加速度に応じた交流波形を有する。
【００３８】
一方、第２の加速度検出部１２は、非圧電型の加速度センサであって、第２の検出信号として、ｘ軸方向に平行な加速度に関連する情報を含む信号（Acc-DC-x）、ｙ軸方向に平行な加速度に関連する情報を含む信号（Acc-DC-y）およびｚ軸方向に平行な加速度に関連する情報を含む信号（Acc-DC-z）をそれぞれ出力する。これらの信号は、各軸の加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する。
【００３９】
コントローラ２０は、第１の加速度検出部１１の出力（第１の検出信号）と第２の加速度検出部１２の出力（第２の検出信号）とに基づいて、上記３軸方向の加速度から動的加速度成分と静的加速度成分とをそれぞれ抽出する加速度演算部２００を有する。
【００４０】
なお、コントローラ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等のコンピュータに用いられるハードウェア要素および必要なソフトウェアにより実現され得る。ＣＰＵに代えて、またはこれに加えて、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のＰＬＤ（Programmable Logic Device）、あるいは、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等が用いられてもよい。
【００４１】
なおまた、コントローラ２０は、電子機器の制御部に組み込まれた演算回路で構成されてもよいし、上記制御部とは別に構成された電子部品（例えば、ＩＣチップや半導体パッケージ部品等）で構成されてもよい。
【００４２】
続いて、慣性センサ１の詳細について説明する。
【００４３】
［センサ素子］
（基本構成）
まず、図２〜図４を参照して、加速度センサ素子１０の基本構成について説明する。図３は加速度センサ素子１０の裏面側の斜視図、図４は加速度センサ素子１０の表面側の平面図である。
【００４４】
加速度センサ素子１０は、素子本体１１０と、第１の加速度検出部１１（第１の検出素子１１ｘ１，１１ｘ２，１１ｙ１，１１ｙ２）と、第２の加速度検出部１２（第２の検出素子１２ｘ１，１２ｘ２，１２ｙ１，１２ｙ２）とを有する。
素子本体１１０は、ベース部１１５と、可動板１２０（可動部）と、橋梁部１３ｘ，１３ｙとを有する。
【００４５】
素子本体１１０は、ｘｙ平面に平行な主面部１１１（第１の主面）と、その反対側の支持部１１４とを有する。素子本体１１０は、典型的には、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板で構成され、主面部１１１を形成する活性層（シリコン基板）と、支持部１１４を形成する枠状の支持層（シリコン基板）と、主面部１１１と支持部１１４との間を接合する図示しない接合層（シリコン酸化膜）との積層構造を有する。主面部１１１と支持部１１４とは厚みが相互に異なり、支持部１１４が主面部１１１よりも厚く形成される。
【００４６】
素子本体１１０は、加速度を受けて運動することが可能な可動板１２０（可動部）を有する。可動板１２０は、主面部１１１の中央部に設けられ、主面部１１１を形成する上記活性層を所定形状に加工することで形成される。より具体的に、主面部１１１に形成された複数の溝部１１２により、主面部１１１の中心部（中央部１２０Ｃ）に関して対称な形状の複数（本例では４つ）のブレード部１２１，１２２，１２３，１２４（翼部）を有する可動板１２０が構成される。主面部１１１の周縁部は、支持部１１４とｚ軸方向に対向し、これら主面部１１１と支持部１１４とによりベース部１１５が構成される。
【００４７】
支持部１１４は、図３に示すように、可動板１２０の裏面を開放する矩形の凹部１１３を有する枠状に形成される。支持部１１４は、図示しない支持基板に接合される接合面として構成される。上記支持基板は、加速度センサ素子１０とコントローラ２０とを電気的に接続する回路基板で構成されてもよいし、当該回路基板と電気的に接続される中継基板あるいはパッケージ基板で構成されてもよい。あるいは、支持部１１４には当該回路基板や中継基板等と電気的に接続される複数の外部接続端子が設けられてもよい。
【００４８】
可動板１２０の各ブレード部１２１〜１２４は、それぞれ所定形状（本例では概略六角形状）の板片で構成され、ｚ軸に平行な中心軸のまわりに９０°間隔で配置される。各ブレード部１２１〜１２４の厚みは、主面部１１１を構成する上記活性層の厚みに相当する。各ブレード部１２１〜１２４は、可動板１２０の中央部１２０Ｃにおいて相互に一体的に接続され、それぞれが一体となって、ベース部１１５に対して相対移動可能に支持される。
【００４９】
可動板１２０は、図３に示すように、重錘部１２５をさらに有する。重錘部１２５は、可動板１２０の中央部１２０Ｃの裏面および各ブレード部１２１〜１２４の裏面に一体的に設けられる。重錘部１２５の大きさ、厚さ等は特に限定されず、可動板１２０の所望とする振動特性が得られる適宜の大きさに設定される。重錘部１２５は、例えば、支持部１１４を形成する上記支持層を所定形状に加工することで形成される。
【００５０】
可動板１２０は、図２および図４に示すように、複数（本例では４つ）の橋梁部１３ｘ，１３ｙを介してベース部１１５に接続される。橋梁部１３ｘ，１３ｙは、ブレード部１２１〜１２４の間にそれぞれ設けられ、主面部１１１を形成する上記活性層を所定形状に加工することで形成される。
【００５１】
橋梁部１３ｘ，１３ｙは、ベース部１１５に対して可動板１２０の中央部１２０Ｃを弾性的に支持し、可動板１２０の中心に関して対称な形状を有する。橋梁部１３ｘは、可動板１２０の中央部１２０Ｃを挟んでｘ軸方向に相互に対向する一対の梁部１３１ｘ（第１の梁）と、一対の梁部１３１ｘを支持する構造体１３２ｘ（第１の構造体）とを含む。橋梁部１３ｙは、可動板１２０の中央部１２０Ｃを挟んでｙ軸方向に相互に対向する一対の梁部１３１ｙ（第２の梁）と、一対の梁部１３１ｙを支持する構造体１３２ｙ（第２の構造体）とを含む。
【００５２】
一対の梁部１３１ｘは、ｘ軸方向に直線的に延び、ベース部１１５と可動板１２０との間を接続する。同様に、一対の梁部１３１ｙは、ｙ軸方向に直線的に延び、ベース部１１５と可動板１２０との間を接続する。各梁部１３１ｘ，１３１ｙは、可動板１２０に接続される第１の端部１３０ａと、ベース部１１５に接続される第２の端部１３０ｂと、第１の端部１３０ａと第２の端部１３０ｂとの間に設けられた接合部１３０ｃとを有する。各梁部１３１ｘ，１３１ｙは、相互に隣接するブレード部１２１〜１２４の間にそれぞれ配置される。
【００５３】
構造体１３２ｘは、各梁部１３１ｘとベース部１１５との間に設けられ、各梁部１３１ｘを主面部１１１に平行な面内で支持する。同様に、構造体１３２ｙは、各梁部１３１ｙとベース部１１５との間に設けられ、各梁部１３１ｙを主面部１１１に平行な面内で支持する。各構造体１３２ｘ，１３２ｙは、ベース部１１５と接合部１３０ｃとの間にそれぞれ設けられる。
【００５４】
本実施形態において、構造体１３２ｘ，１３２ｙは、梁部１３１ｘ，１３１ｙとは非平行な一対の補強梁でそれぞれ構成される。一対の補強梁は、ｘ軸及びｙ軸方向にそれぞれ斜めに交差する方向に延び、梁部１３１ｘ，１３１ｙに関して対称に設けられる。すなわち、各構造体１３２ｘ，１３２ｙは、各梁部１３１ｘ，１３１ｙをｘｙ平面内で挟み込むように構成される。
【００５５】
以上のように可動板１２０は、素子本体１１０のベース部１１５に対して４つの橋梁部１３ｘ，１３ｙを介して支持されており、加速度に応じた慣性力によって橋梁部１３ｘ，１３ｙを支点としてベース部１１５に対して相対的に運動（移動）可能に構成される。
【００５６】
橋梁部１３ｘ，１３ｙの剛性は、運動する可動板１２０を安定に支持することができる適度な値に設定される。特に、橋梁部１３ｘ，１３ｙは、可動板１２０の自重で変形することができる適宜の剛性に設定され、その変形の大きさは、後述する第２の加速度検出部１２によって検出することが可能であれば、特に限定されない。
【００５７】
図５Ａ〜Ｃは、可動板１２０の運動の様子を説明する概略側断面図であり、Ａは加速度無印加時を、Ｂはｘ軸方向に沿った加速度発生時を、そしてＣはｚ軸方向に沿った加速度発生時を、それぞれ示している。なお、図５Ｂにおいて実線は、紙面左方向に加速度が発生したときの様子を示し、図５Ｃにおいて実線は、紙面上方向に加速度が発生したときの様子を示している。
【００５８】
加速度が発生していないとき、可動板１２０は、図２および図５Ａに示すようにベース部１１５の表面（主面部１１１）と平行な状態に維持される。この状態で、例えばｘ軸方向に沿った加速度が発生すると、可動板１２０は、図５Ｂに示すようにｙ軸方向に延びる橋梁部１３ｙを中心として反時計まわりに傾斜する。これにより、ｘ軸方向に相互に対向する橋梁部１３ｘは、それぞれｚ軸方向に沿って互いに反対方向への曲げ応力を受ける。
【００５９】
同様に、ｙ軸方向に沿った加速度が発生すると、図示せずとも、可動板１２０は、ｘ軸方向に延びる橋梁部１３ｘを中心として反時計まわり（又は時計まわり）に傾斜し、ｙ軸方向に相互に対向する橋梁部１３ｙは、それぞれｚ軸方向に沿って互いに反対方向への曲げ応力を受ける。
【００６０】
一方、ｚ軸方向に沿った加速度が発生すると、可動板１２０は、図５Ｃに示すようにベース部１１５に対して昇降し、各橋梁部１３ｘ，１３ｙは、それぞれｚ軸方向に沿って同一方向への曲げ応力を受ける。
【００６１】
第１の加速度検出部１１および第２の加速度検出部１２は、橋梁部１３ｘ，１３ｙ（梁部１３１ｘ，１３１ｙ）にそれぞれ設けられる。慣性センサ１は、橋梁部１３ｘ，１３ｙの曲げ応力に起因する変形を加速度検出部１１，１２で検出することで、加速度センサ素子１０に作用する加速度の向きと大きさを測定する。
【００６２】
本実施形態において橋梁部１３ｘ，１３ｙは、主面部１１１に平行な面内で梁部１３１ｘ，１３１ｙを支持する構造体１３２ｘ，１３２ｙを有し、構造体１３２ｘ，１３２ｙは、梁部１３１ｘ，１３１ｙの略中間位置に接合されているため、主面部１１１に平行な面内における梁部１３１ｘ，１３１ｙの曲げ剛性は柔らかい（低い）ままで、捻り剛性が高められる。これにより、一軸方向に加速度を受けて運動する可動板１２０の意図しない姿勢が規制されるため、他軸感度の発生を抑制して所望とする加速度の検出精度を確保することができる。
【００６３】
例えば、ｘ軸方向に加速度が発生したとき、橋梁部１３ｘは梁部１３１ｘの曲げ変形を許容する一方、橋梁部１３ｙは梁部１３１ｙの捻り変形を規制する。したがって、ｘ軸方向に沿った加速度の検出信号は梁部１３１ｘ上の加速度検出部１１の出力が支配的となり、ｘ軸方向の加速度検出時にｙ軸方向の加速度検出信号が出力しなくなるため、ｘ軸方向の加速度の検出精度が向上することになる。ｙ軸方向に加速度が発生したときも同様に、ｘ軸方向の加速度検出信号が出力しなくなるため、ｙ軸方向の加速度の検出精度が向上する。
【００６４】
次に、加速度検出部１１，１２の詳細について説明する。
【００６５】
第１の加速度検出部１１は、図４に示すように、複数（本例では４つ）の第１の検出素子１１ｘ１，１１ｘ２、１１ｙ１、１１ｙ２を有する。
【００６６】
検出素子１１ｘ１，１１ｘ２は、ｘ軸方向に相互に対向する２つの梁部１３１ｘの表面の軸心上にそれぞれ設けられる。本実施形態において検出素子１１ｘ１，１１ｘ２は、梁部１３１ｘにおける第１の端部１３０ａと接合部１３０ｃとの間の領域（以下、第１の領域ともいう）にそれぞれ配置される。
同様に、検出素子１１ｙ１，１１ｙ２は、ｙ軸方向に相互に対向する２つの梁部１３１ｙの表面の軸心上にそれぞれ設けられる。本実施形態において検出素子１１ｙ１，１１ｙ２は、梁部１３１ｙにおける第１の端部１３０ａと接合部１３０ｃとの間の領域（以下、第１の領域ともいう）にそれぞれ配置される。
【００６７】
第１の検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２は、それぞれ同一の構成を有しており、本実施形態では、梁部１３１ｘ，１３１ｙの軸心方向に長辺を有する矩形の圧電型検出素子で構成される。第１の検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２は、下部電極層と、圧電膜と、上部電極層との積層体で構成される。
【００６８】
圧電膜は、典型的には、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で構成されるが、勿論これに限られない。圧電膜は、梁部１３１ｘ，１３１ｙのｚ軸方向への曲げ変形量（応力）に応じた電位差を上部電極層と下部電極層との間に生じさせる（圧電効果）。上部電極層は、橋梁部１３ｘ，１３ｙ上に形成された図示しない配線層を介して、ベース部１１５の表面に設けられた中継端子１４０にそれぞれ電気的に接続される。中継端子１４０は、上記支持基板に電気的に接続される外部接続端子として構成されてもよく、例えば、上記支持基板に一端が接続されるボンディングワイヤの他端が接続される。下部電極層は、典型的には、グランド電位等の基準電位に接続される。
【００６９】
以上のように構成される第１の加速度検出部１１は、圧電膜の特性上応力変化が有った時のみ出力し、応力が掛かっていても、応力値が変化していない状態では出力しない為、主として、可動板１２０に作用する動的加速度（運動加速度）の大きさを検出する。したがって、第１の加速度検出部１１の出力（第１の検出信号）は、運動加速度に応じた動的成分（ＡＣ成分）である交流波形を有する出力信号を主として含む。
【００７０】
一方、第２の加速度検出部１２は、図４に示すように、複数（本例では４つ）の第２の検出素子１２ｘ１，１２ｘ２，１２ｙ１，１２ｙ２を有する。
【００７１】
検出素子１２ｘ１，１２ｘ２は、ｘ軸方向に相互に対向する２つの梁部１３１ｘの表面の軸心上にそれぞれ設けられる。本実施形態において検出素子１２ｘ１，１２ｘ２は、梁部１３１ｘにおける第２の端部１３０ｂと接合部１３０ｃとの間の領域（以下、第２の領域ともいう）にそれぞれ配置される。
同様に、検出素子１２ｙ１，１２ｙ２は、ｙ軸方向に相互に対向する２つの梁部１３１ｙの表面の軸心上にそれぞれ設けられる。本実施形態において検出素子１２ｙ１，１２ｙ２は、梁部１３１ｙにおける第２の端部１３０ｂと接合部１３０ｃとの間の領域（以下、第２の領域ともいう）にそれぞれ配置される。
【００７２】
第２の検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２は、それぞれ同一の構成を有しており、本実施形態では、梁部１３１ｘ，１３１ｙの軸心方向に長辺を有するピエゾ抵抗型検出素子で構成される。第２の検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２は、抵抗層と、その軸方向の両端に接続された一対の端子部とを有する。
【００７３】
上記抵抗層は、例えば、梁部１３１ｘ，１３１ｙの上記第２の領域の表面（シリコン層）に不純物元素をドーピングすることで形成された導体層で構成される。上記抵抗層は、梁部１３１ｘ，１３１ｙのｚ軸方向への曲げ変形量（応力）に応じた抵抗変化を上記一対の端子部間に生じさせる（ピエゾ抵抗効果）。上記一対の端子部は、橋梁部１３ｘ，１３ｙ上に形成された図示しない配線層を介して、ベース部１１５の表面に設けられた中継端子１４０にそれぞれ電気的に接続される。
【００７４】
以上のように構成される第２の加速度検出部１２は、ピエゾ抵抗の特性上、絶対的応力値で抵抗値が決定する為、可動板１２０に作用する動的加速度（運動加速度）だけでなく、可動板１２０に作用する静的加速度（重力加速度）をも検出する。したがって、第２の加速度検出部１１の出力（第２の検出信号）は、運動加速度に応じた動的成分（ＡＣ成分）が、重力加速度あるいはそれに相当する静的成分（ＤＣ成分）に重畳した出力波形を有する。
【００７５】
なお、第２の検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２は、ピエゾ抵抗型の検出素子で構成される例に限られず、例えば静電型のようにＤＣ成分の加速度を検出可能な他の非圧電式の検出素子で構成されてもよい。静電型の場合、電極対を構成する可動電極部および固定電極部は、梁部１３１ｘ，１３１ｙの軸方向に対向して配置され、梁部１３１ｘ，１３１ｙの上記曲げ変形量に応じて両電極部間の対向距離が変化するように構成される。
【００７６】
第１の加速度検出部１１は、第１の検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２の出力に基づいて、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向各々の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）をコントローラ２０へそれぞれ出力する（図１参照）。
ｘ軸方向の加速度検出信号（Acc-AC-x）は、検出素子１１ｘ１の出力（ax1）と検出素子１１ｘ２の出力（ax2）との差分信号（ax1−ax2）に相当する。ｙ軸方向の加速度検出信号（Acc-AC-y）は、検出素子１１ｙ１の出力（ay1）と検出素子１１ｙ２の出力（ay2）との差分信号（ay1−ay2）に相当する。そして、ｚ軸方向の加速度検出信号（Acc-AC-z）は、検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２の出力の総和（ax1＋ax2＋ay1＋ay2）に相当する。
【００７７】
同様に、第２の加速度検出部１２は、第２の検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２の出力に基づいて、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向各々の加速度検出信号（Acc-DC-x、Acc-DC-y、Acc-DC-z）をコントローラ２０へそれぞれ出力する（図１参照）。
ｘ軸方向の加速度検出信号（Acc-DC-x）は、検出素子１２ｘ１の出力（bx1）と検出素子１２ｘ２の出力（bx2）との差分信号（bx1−bx2）に相当する。ｙ軸方向の加速度検出信号（Acc-DC-y）は、検出素子１２ｙ１の出力（by1）と検出素子１２ｙ２の出力（by2）との差分信号（by1−by2）に相当する。そして、ｚ軸方向の加速度検出信号（Acc-DC-z）は、検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２の出力の総和（bx1＋bx2＋by1＋by2）に相当する。
【００７８】
上記各軸方向の加速度検出信号の演算処理は、コントローラ２０の前段で実行されてもよいし、コントローラ２０において実行されてもよい。
【００７９】
例えば、図６Ａに示すようにＸ軸方向に伸縮する加振部Ｒ２ａを有する振動台Ｒ２の上に取り付けられた加速度センサ素子１０（第１及び第２の加速度検出部１１，１２）のｚ方向検出軸における出力波形の一例を図６Ｂに示す。
【００８０】
加速度センサ素子１０は、ｚ方向検出軸が上方に向くように振動体Ｒ２のＸＹ平面に平行な上面に取り付けられる。ここでは図中上向きが重力方向と設定される（図６Ａ参照）。図６Ｂは、振動台Ｒ２を上下方向に振動させたときの、第１の加速度検出部１１から出力される検出信号Ｓ１１と、第２の加速度検出部１２から出力される検出信号Ｓ１２の時間変化をそれぞれ示している。なお、振動台Ｒ２の加振周波数は、圧電式の第１の加速度検出部１１が加速度を検出可能な適宜の周波数（例えば１Ｈｚ）に設定される。
【００８１】
振動台Ｒ２の振動に伴い、加速度センサ素子１０のｚ軸に作用する重量加速度の大きさは周期的に変化する。圧電式の第１の加速度検出部１１は、振動台の加振位置（図６Ａにおける位置Ｖ１〜Ｖ４）に応じて出力の大きさが変化し、振動台Ｒ２の下死点（Ｖ２）と上死点（Ｖ４）で出力が最大となり、検出信号Ｓ１１（Acc-AC-z）は、図示の例では１Ｇ幅（−０．５Ｇ〜０．５Ｇ）の動的加速度を検出する。すなわち第１の加速度検出部１１は、振動加速度に応じた交流波形を有する検出信号Ｓ１１を出力する。
【００８２】
一方、ピエゾ抵抗型の検出素子で構成される第２の加速度検出部１２も同様に、振動台の加振位置に応じて出力の大きさが変化し、振動台Ｒ２の下死点（Ｖ２）と上死点（Ｖ４）で出力が最大となる。ところが第２の加速度検出部１２は、静的加速度成分である重力加速度をも同時に検出するため、検出信号Ｓ１２（Acc-DC-z）は、−１Ｇをベースラインとする１Ｇ幅（−１．５Ｇ〜−０．５Ｇ）の動的加速度を検出する（図６Ｂ参照）。すなわち第２の加速度検出部１２は、振動加速度に応じた交流成分がＤＣ成分（本例では−１Ｇ）に重畳した出力波形を有する検出信号Ｓ１２を出力する。
【００８３】
以上のように、圧電型の第１の加速度検出部１１は、重力加速度等の静的加速度成分（ＤＣ成分）の影響を受けることなく正味の運動加速度（ＡＣ成分）を検出することができるものの、所定の低周波数帯域における感度が低下するという特性を有する。
一方、ピエゾ抵抗型の第２の加速度検出部１２は、検出対象の運動加速度が重力成分に重畳した出力波形を有するため、重力加速度との分離が困難であるものの、低周波数帯域においても一定の出力感度が得られるという特性を有する。
【００８４】
さらに本実施形態においては、第１の加速度検出部１１を構成する第１の検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２は、梁部１３１ｘ，１３１ｙ上の第１の領域に配置されているため、梁部１３１ｘ，１３１ｙ上の第２の領域と比較して曲げ変形量が大きく、したがって感度が高い。一方、第２の加速度検出部１２を構成する第２の検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２は、梁部１３１ｘ，１３１ｙ上の第２の領域に配置されているため、第１の領域と比較して他軸感度の影響を受けにくく、検出精度が高い。そこで、第１の加速度検出部１１の出力を第２の加速度検出部１２の出力で補正するようにすれば、高感度かつ高精度の加速度検出特性を実現することができる。
【００８５】
次に、本実施形態の慣性センサ１は、これら２つの検出信号Ｓ１１，Ｓ１２に基づいて、加速度センサ素子１０に作用する加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出することが可能なコントローラ２０を有する。以下、コントローラ２０の詳細について説明する。
【００８６】
（コントローラ）
コントローラ２０は、加速度センサ素子１０と電気的に接続されている。コントローラ２０は、加速度センサ素子１０と共通に機器の内部に搭載されてもよいし、上記機器とは異なる外部機器に搭載されてもよい。前者の場合、コントローラ２０は、例えば、加速度センサ素子１０が実装される回路基板上に実装されてもよいし、配線ケーブル等を介して上記回路基板とは異なる基板上に実装される。後者の場合、コントローラ２０は、例えば、加速度センサ素子１０と無線または有線で通信可能に構成される。
【００８７】
図１に示すように、コントローラ２０は、加速度演算部２００と、シリアルインタフェース２０１と、パラレルインタフェース２０２と、アナログインタフェース２０３とを有する。コントローラ２０は、慣性センサ１の出力を受信する各種機器の制御ユニットに電気的に接続される。
【００８８】
加速度演算部２００は、第１の加速度検出部１１および第２の加速度検出部１２から出力される各軸方向の加速度検出信号に基づいて、動的加速度成分（Acc-x、Acc-y、Acc-z）および静的加速度成分（Gr-x、Gr-y、Gr-z）をそれぞれ抽出する。
【００８９】
なお、加速度演算部２００は、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体の一例であるＲＯＭに記録されたプログラムをＲＡＭ等にロードしてＣＰＵが実行することにより実現される。
【００９０】
シリアルインタフェース２０１は、加速度演算部２００において生成された各軸の動的加速度成分および静的加速度成分を上記制御ユニットへ逐次的に出力可能に構成される。パラレルインタフェース２０２は、加速度演算部２００において生成された各軸の動的および静的加速度成分を上記制御ユニットへ並列的に出力可能に構成される。コントローラ２０は、シリアルインタフェース２０１およびパラレルインタフェース２０２のうち、少なくとも一方だけ備えていてもよいし、上記制御ユニットからの指令によって選択的に切り替えてもよい。アナログインタフェース２０３は、第１および第２の加速度検出部１１，１２の出力をそのまま上記制御ユニットへ出力可能に構成されるが、必要に応じて省略されてもよい。なお、図１において符号２０４は、上記各軸の加速度検出信号をＡＤ（Analog-Digital）変換するコンバータ２０１である。
【００９１】
図７は、加速度演算部２００の一構成例を示す回路図である。
【００９２】
加速度演算部２００は、ゲイン調整回路２１と、符号反転回路２２と、加算回路２３と、補正回路２４とを有する。これらの回路２１〜２４は、ｘ、ｙおよびｚの各軸について共通の構成を有しており、各軸において共通の演算処理を行うことで、各軸の動的加速度成分（運動加速度）および静的加速度成分（重力加速度）が抽出される。
【００９３】
以下、代表的に、ｘ軸方向の加速度検出信号の処理回路を例に挙げて説明する。図８に、ｘ軸方向の加速度検出信号から静的加速度成分を抽出する処理ブロックを示す。
【００９４】
ゲイン調整回路２１は、第１の加速度検出部１１（第１の検出素子１１ｘ１，１１ｘ２）から出力されるｘ軸方向に関する第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）と、第２の加速度検出部１２（第２の検出素子１２ｘ１，１２ｘ２）から出力されるｘ軸方向に関する第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）とが相互に同一レベルとなるように各信号のゲインを調整する。ゲイン調整回路２１は、第１の加速検出部１１の出力（Acc-AC-x）および第２の加速度検出部１２の出力（Acc-DC-x）を増幅する増幅器を有する。
【００９５】
一般に、加速度センサの出力感度およびダイナミックレンジは検出方式によって相違し、例えば図９に示すように、圧電方式の加速度センサにおいては、非圧電方式（ピエゾ抵抗方式、静電方式）の加速度センサよりも、出力感度が高く、ダイナミックレンジが広い（大きい）。本実施形態において、第１の加速度検出部１１は圧電方式の加速度センサに相当し、第２の加速度検出部１２はピエゾ抵抗方式の加速度センサに相当する。
【００９６】
そこでゲイン調整回路２１は、これら加速度検出部１１，１２各々の出力が同一レベルとなるように各加速度検出部１１，１２の出力（第１および第２の加速度検出信号）をそれぞれＮ倍およびＭ倍に増幅する。増幅率Ｎ，Ｍは正数であり、Ｎ＜Ｍの関係を満たす。増幅率Ｎ，Ｍの値は特に限定されず、慣性センサ１の使用環境（使用温度）によっては、各加速度検出部１１，１２の温度補償をも兼ねる係数として設定されてもよい。
【００９７】
図１０は、第１の加速度検出信号および第２の加速度検出信号の出力特性の一例であって、ゲイン調整前の出力特性とゲイン調整後の出力特性とを比較して示している。図において横軸は、慣性センサ１に作用する加速度の周波数を、縦軸は出力（感度）をそれぞれ示す（図１１〜図１５についても同様）。
【００９８】
同図に示すように、圧電方式の第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）では、０．５Ｈｚ以下の低周波数領域の加速度成分の出力感度は、それよりも高い周波数領域の加速度成分の出力感度よりも低く、特に静止状態（運動加速度０）のときの出力感度はほぼ０である。これに対して、ピエゾ抵抗方式の第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）は、全周波数領域において一定の出力感度を有するため、静止状態における加速度成分（つまり静的加速度成分）も一定の出力感度で検出することができる。したがって、ゲイン調整回路２１において第１の加速度検出信号および第２の加速度検出信号をそれぞれ同一の出力レベルとなるように各々所定の倍率で増幅することで、後述する差分演算回路において静的加速度成分を抽出することが可能となる。
【００９９】
符号反転回路２２および加算回路２３は、第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）と第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）との差分信号に基づいて、各軸方向の加速度から静的加速度成分（ＤＣ成分）を抽出する差分演算回路を構成する。
【０１００】
符号反転回路２２は、ゲイン調整後の第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）の符号を反転する反転増幅器（増幅率：−１）を有する。図１１に、符号反転後の第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）の出力特性の一例を示す。ここでは、加速度センサ素子１０がｘ軸方向に１Ｇの加速度を検出する場合を例に挙げて示す。
なお、第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）は、その符号が反転されることなく、後段の加算回路２３へ出力される。符号反転回路２２は、その前段のゲイン調整回路２１と共通に構成されてもよい。
【０１０１】
加算回路２３は、符号反転回路２２から出力される第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）と第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）とを加算して、静的加速度成分を出力する。図１２に、加算回路２３の出力特性の一例を示す。ゲイン調整回路２１において第１および第２の加速度検出信号（出力）が同一レベルに調整されているため、これらの差分信号を得ることで、正味の静的加速度成分（Gr-x）が抽出されることになる。この静的加速度成分は、典型的には、重力加速度成分、あるいは重力加速度を含む加速度成分に相当する。
【０１０２】
加算回路２３から出力される静的加速度成分が重力加速度のみである場合、理論的には図１３に示すように、０Ｈｚ付近にのみ有意の加速度成分の出力が現れることなる。しかし実際には、圧電検出型の第１の加速度検出部１１の低周波付近での検出感度が低いこと、他軸感度の発生により対象軸以外の軸方向（ここでは、ｙ軸方向およびｚ軸方向）の加速度成分が不可避的に重畳すること等の理由により、図１２においてハッチングで示す周波数領域の動的加速度成分が誤差成分として加算回路２３の出力に漏れ込む。そこで本実施形態では、加算回路２３の出力に基づいて当該誤差分をキャンセルするための補正回路２４を有する。
【０１０３】
補正回路２４は、３軸合成値演算部２４１と、低域感度補正部２４２とを有する。補正回路２４は、加算回路２３の出力（第１および第２の加速度検出信号の差分信号）に基づいて補正係数βを算出し、この補正係数βを用いて第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）を補正する。
【０１０４】
３軸合成値演算部２４１は、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸方向すべての静的加速度成分を抽出する処理ブロックについて共通に設けられ、各軸における加算回路２３の出力（第１および第２の加速度検出信号の差分信号）の合計値を用いて補正係数βを算出する。
【０１０５】
具体的に、３軸合成値演算部２４１は、３軸方向の静的加速度成分（Gr-x、Gr-y、Gr-z）の合成値（√（（Gr-x）２＋（Gr-y）２＋（Gr-z）２））を算出し、その合成値が１を超える分を、低域感度誤差分（図１２におけるハッチングで示す領域）とみなして、上記合成値の逆数に相当する補正係数βを算出する。
β＝１／（√（（Gr-x）２＋（Gr-y）２＋（Gr-z）２））
【０１０６】
なお、３軸方向各々の静的加速度成分（Gr-x、Gr-y、Gr-z）の値は、加速度センサ素子１０の姿勢によって異なり、また、加速度センサ素子１０の姿勢変化に応じて時々刻々と変化する。例えば、加速度センサ素子１０のｚ軸方向が重力方向（鉛直方向）と一致する場合には、ｘ軸方向およびｙ軸方向の静的加速度成分（Gr-x、Gr-y）よりも、ｚ軸方向の静的加速度成分（Gr-z）が大きな値を示す。このように３軸方向各々の静的加速度成分（Gr-x、Gr-y、Gr-z）の値から、その時刻における加速度センサ素子１０の重力方向を推定することが可能となる。
【０１０７】
低域感度補正部２４２は、補正係数βを符号反転された第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）に乗ずる乗算器を有する。これにより第１の加速度検出信号は、低域感度誤差が減殺された状態で加算回路２３へ入力されるため、加算回路２３から図１３に示すような周波数特性の加速度信号が出力される。このように重力加速度に相当する静的加速度成分のみが出力される結果、重力加速度成分の抽出精度が向上する。
【０１０８】
本実施形態において補正回路２４は、静的加速度成分の演算に際して、第１の加速度検出信号に補正係数βを乗ずる処理を実行するように構成されているが、これに限られず、第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）に補正係数βを乗ずる処理を実行するように構成されてもよいし、加速度変化の大きさに応じて、補正すべき加速度検出信号が第１の加速度検出信号と第２の加速度検出信号との間で切り替えられてもよい。
【０１０９】
補正回路２４は、第１の加速度検出信号および第２の加速度検出信号のいずれか一方の加速度変化が所定以上の場合には、補正係数βを用いて第１の加速度検出信号を補正するように構成される。加速度変化が大きい（印加周波数が高い）ほど、第１の加速度検出信号に誤差成分が漏れ込む割合が高まるため、当該誤差成分を効率よく減殺することができる。当該構成は、例えば運動解析用途のように、運動加速度が比較的大きい場合に特に有効である。
【０１１０】
一方、補正回路２４は、第１の加速度検出信号および第２の加速度検出信号のいずれか一方の加速度変化が所定以下の場合には、補正係数βを用いて第２の加速度検出信号を補正するように構成される。加速度変化が小さい（印加周波数が低い）ほど、第２の加速度検出信号に誤差成分が漏れ込む割合が高まるため、当該誤差成分を効率よく減殺することができる。当該構成は、例えばデジタルカメラの水平出し動作のように、運動加速度が比較的小さい場合に特に有効である。
【０１１１】
各軸方向の静的加速度成分は以上のようにして抽出されるが、各軸方向の動的加速度成分（Acc-x、Acc-y、Acc-z）の抽出には、図７に示すように、ゲイン調整回路２１においてゲイン調整された第１の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）が参照される。
【０１１２】
ここで、動的加速度成分の抽出に第１の加速度検出信号がそのまま用いられてもよいが、上述のように動的加速度成分の一部が静的加速度成分に漏れ込む場合があるため、動的加速度成分が目減りして高精度な検出が困難になる。そこで、補正回路２４において算出される補正係数βを用いて、第１の加速度検出信号を補正することで、動的加速度成分の検出精度を図ることが可能となる。
【０１１３】
より具体的に、補正回路２４（低域感度補正部２４２）は、図７に示すように、３軸合成値演算部２４１で取得した補正係数βの逆数（１／β）を第１の加速度信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）に乗ずる乗算器を有する。これにより、第１の加速度信号の低域感度成分が補償されるため、動的加速度成分（Acc-x、Acc-y、Acc-z）の抽出精度が向上する。図１４に、その動的加速度成分の出力特性を模式的に示す。
【０１１４】
本実施形態において補正回路２４は、動的加速度成分の演算に際して、第１の加速度検出信号に補正係数の逆数（１／β）を乗ずる処理を実行するように構成されているが、これに限られず、第２の加速度検出信号（Acc-DC-x、Acc-DC-y、Acc-DC-z）に補正係数の逆数（１／β）を乗ずる処理を実行するように構成されてもよい。あるいは、上述の静的加速度成分の演算手法と同様に、加速度変化の大きさに応じて、補正すべき加速度検出信号が第１の加速度検出信号と第２の加速度検出信号との間で切り替えられてもよい。
【０１１５】
低域感度補正部２４２による動的加速度成分および静的加速度成分の補正処理は、典型的には、３軸合成値演算部２４１で算出される合成値が１Ｇ（Ｇ：重力加速度）以外の場合に有効とされる。なお、上記合成値が１Ｇ未満となる場合としては、例えば加速度センサ素子１０が自由落下しているときなどが挙げられる。
【０１１６】
なお、圧電方式で検出された第１の加速度検出信号は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）的な出力特性を有し、そのカットオフ周波数以下の出力が低域感度の誤差成分として加算回路２３の出力に残存する（図１２参照）。本実施形態では補正回路２４を用いた演算的な手法で上記誤差成分が減殺されるが、当該誤差成分のキャンセリング精度を高める上で上記カットオフ周波数は低いほど好ましい。
【０１１７】
そこで、第１の加速度検出部１１を構成する検出素子（１１ｘ１，１１ｘ２，１１ｙ１，１１ｙ２）の圧電膜として、例えば、容量および内部抵抗が比較的大きい圧電体が用いられてもよい。これにより、例えば図１５において一点鎖線で示すように、低域感度のカットオフ周波数を極力０Ｈｚ付近まで低くすることができるため、低域感度の誤差成分を極力小さくすることが可能となる。
【０１１８】
［加速度測定方法］
次に、以上のように構成される加速度演算部２００における加速度信号の処理方法の一例について説明する。
【０１１９】
加速度センサ素子１０に加速度が作用すると、可動板１２０はベース部１１５に対して加速度の方向に応じて図５Ａ〜Ｃに示す態様で運動する。第１の加速度検出部１１（検出素子１１ｘ１，１１ｘ２，１１ｙ１，１１ｙ２）および第２の加速度検出部１２（検出素子１２ｘ１，１２ｘ２，１２ｙ１，１２ｙ２）は、橋梁部１３ｘ，１３ｙの機械的変形量に応じた検出信号をコントローラ２０へ出力する。
【０１２０】
図１６は、コントローラ２０（加速度演算部２００）における加速度検出信号の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【０１２１】
コントローラ２０は、所定のサンプリング間隔で、第１の加速度検出部１１からは各軸の第１の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）を取得し、第２の加速度検出部１２からは各軸の第２の加速度検出信号（Acc-DC-x、Acc-DC-y、Acc-DC-z）を受信（取得）する（ステップ１０１，１０２）。これら検出信号の取得は、同時に（並列的に）行われてもよいし、順次的に（直列的に）行われてもよい。
【０１２２】
続いてコントローラ２０は、各軸について第１および第２の加速度検出信号が同一レベルとなるように各検出信号のゲインをゲイン調整回路２１において調整する（図１０、ステップ１０３，１０４）。また必要に応じて、各軸について第１および第２の加速度検出信号の温度補償等を目的とした補正が行われる（ステップ１０５，１０６）。
【０１２３】
次に、コントローラ２０は、各軸の第１の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）を動的加速度算出系統（運動加速度系統）と静的加速度算出系統（重力加速度系統）とにそれぞれ分岐する（ステップ１０７，１０８）。静的加速度算出系統に分岐した第１の加速度検出信号は、符号反転回路２２において符号が反転された後、加算回路２３に入力される（図１１、ステップ１０９）。
【０１２４】
コントローラ２０は、加算回路２３において、各軸について、符号反転された第１の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）と、第２の加速度検出信号（Acc-DC-x、Acc-DC-y、Acc-DC-z）とを加算して静的加速度成分（Gr-x、Gr-y、Gr-z）を算出する（図１２、ステップ１１０）。さらにコントローラ２０は、３軸合成値演算部２４１においてこれら静的加速度成分の３軸合成値を演算し（ステップ１１１）、その値が１Ｇ以外の場合は、低域感度補正部２４２において上記合成値の逆数である補正係数βを上記符号反転された第１の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）に乗ずる処理を実行する（ステップ１１２，１１３）。コントローラ２０は、上記合成値が１Ｇのとき、算出された重力加速度成分（静的加速度成分）を外部へ出力する（ステップ１１４）。なおこれに限られず、上記合成値を算出する毎に、算出された重力加速度成分（静的加速度成分）が外部へ出力されてもよい。
【０１２５】
一方、コントローラ２０は、上記合成値が１Ｇ以外のとき、算出された補正係数βの逆数（１／β）を、運動加速度系統に分岐した第１の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）に乗じる処理を実行する（ステップ１１２、１１５）。コントローラ２０は、上記合成値が１Ｇのとき、算出された運動加速度成分（動的加速度成分）を外部へ出力する（ステップ１１６）。なおこれに限られず、上記合成値を算出する毎に、算出された運動加速度成分（動的加速度成分）が外部へ出力されてもよい。
【０１２６】
以上のように本実施形態の慣性センサ１は、第１および第２の加速度検出部１１，１２の検出方式の違いを利用することで、これらの出力から動的加速度成分と静的加速度成分とを抽出するように構成される。これにより、物体（電子機器等の検出対象）に作用する運動加速度を精度よく測定することができる。
【０１２７】
また、本実施形態によれば、慣性センサ１の出力から重力加速度成分を精度よく抽出することができるため、重力方向に対する検出対象の姿勢を高精度に検出することができる。これにより、例えば飛行体のような検出対象の水平姿勢を安定に維持することができるようになる。
【０１２８】
さらに本実施形態によれば、第１の加速度検出部１１に圧電型の加速度センサが採用され、第２の加速度検出部１２として非圧電型（ピエゾ抵抗型あるいは静電容量型）の加速度センサが採用されているため、ダイナミックレンジが広く、しかも低周波領域での感度が高い慣性センサを得ることができる。
【０１２９】
＜第２の実施形態＞
図１７は、本技術の第２の実施形態に係る慣性センサの構成を示すブロック図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【０１３０】
本実施形態の慣性センサ２は、第１および第２の加速度検出部１１，１２と、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸の３軸まわりの角速度に関連する情報を含む３軸角速度検出信号（第３の検出信号）を出力する角速度検出部３１と、コントローラ２２０とを有する。コントローラ２２０は、加速度演算部２００に加えて、３軸角速度検出信号に基づいて上記３軸まわりの角速度をそれぞれ算出する角速度演算部３００を有する点で、第１の実施形態と相違する。
【０１３１】
角速度検出部３１は、３軸まわりの角速度を検出可能な３軸一体型の単一のジャイロセンサ素子で構成されてもよいし、単軸または２軸一体型のセンサ素子を複数組み合わせて構成されてもよい。角速度演算部３００は、３軸まわりの角速度検出信号（Gyro-x、Gyro-y、Gyro-z）に基づいて、３軸まわりの角速度信号（ω-x、ω-y、ω-z）をそれぞれ算出し、シリアルインタフェース２０１、パラレルインタフェース２０２あるいはアナログインタフェース２０３を介して外部へ出力する。角速度演算部３００は、加速度演算部２００と別個に構成されてもよいし、加速度演算部２００と共通の演算部２３０で構成されてもよい。
【０１３２】
本実施形態によれば、３軸方向の加速度だけでなく、これら３軸まわりの角速度をも検出することができる。これにより、加速度情報および角速度情報を同時に参照して検出対象の動きや姿勢、位置等の検出精度の更なる向上を図ることができる。
【０１３３】
例えば、加速度演算部２００で算出された運動加速度情報と、角速度演算部３００で算出された角速度情報とを組み合わせて、検出対象の回転半径や回転中心を算出することができる（特許第5407863号参照）。
【０１３４】
（ジャイロセンサ素子）
【０１３５】
図１８Ａは、ジャイロセンサ素子の一構成例を示す概略平面図、図１８Ｂは、図１８Ａにおける［Ｂ］−［Ｂ］線概略断面図である。以下、同図を参照して、ジャイロセンサ素子３０の構成について説明する。
【０１３６】
ジャイロセンサ素子３０は、典型的には、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板で構成され、図１８Ｂに示すように、主面部３１１（第２の主面）を形成する活性層（シリコン基板）と、その反対側の支持部３１４を形成する枠状の支持層（シリコン基板）と、主面部３１１と支持部３１４との間を接合する図示しない接合層（シリコン酸化膜）との積層構造を有する。主面部３１１と支持部３１４とは厚みが相互に異なり、支持部３１４が主面部３１１よりも厚く形成される。
【０１３７】
ジャイロセンサ素子３０は、所定の駆動周波数で発振する振動子本体３０１と、振動子本体３０１を振動可能に支持する枠体３０２とを有する。
【０１３８】
振動子本体３０１は、主面部３１１の中央部に設けられ、主面部３１１を形成する上記活性層を所定形状に加工することで形成される。主面部３１１は加速度センサ素子１０の主面部３１１に平行に形成され、その周縁部は支持部３１４とｚ軸方向に対向し、これら主面部３１１と支持部３１４とによりベース部３１５（第２のベース部）が構成される。
【０１３９】
振動子本体３０１は、矩形環状のフレーム３１０と、複数の振り子部３２１ａ，３２１ｂ，３２１ｃ，３２１ｄとを有する。
【０１４０】
フレーム３１０は、第１の梁３１２ａ，３１２ｃの組と、第２の梁３１２ｂ，３１２ｄの組とを含む。第１の梁３１２ａ，３１２ｃは、図１８Ａにおいてｘ軸方向に平行に延在しｙ軸方向に相互に対向する一組の対辺を構成する。第２の梁３１２ｂ，３１２ｄは、ｙ軸方向に延在しｘ軸方向に相互に対向する他の一組の対辺を構成する。各梁３１２ａ〜３１２ｄは、それぞれ同一の長さ、幅及び厚みを有しており、各梁の長手方向に垂直な断面は、略矩形に形成される。
【０１４１】
フレーム３１０の四隅に相当する部位には、梁３１２ａ〜３１２ｄの間を接続する複数（本例では４つ）の接続部３１３ａ，３１３ｂ，３１３ｃ，３１３ｄがそれぞれ形成されている。すなわち、各梁３１２ａ〜３１２ｄは、接続部３１３ａ〜３１３ｄによって両端が支持された振動梁として機能する。
【０１４２】
振り子部３２１ａ〜３２１ｄは、接続部３１３ａ〜３１３ｄに一端が支持された片持ち梁で構成される。振り子部３２１ａ〜３２１ｄは、それぞれ典型的には同一の形状及び大きさを有しており、フレーム３１０の外形加工の際に同時に形成される。
【０１４３】
振り子部３２１ａ，３２１ｃは、相互に対角関係にある一組の接続部３１３ａ，３１３ｃにそれぞれ支持されており、その対角線方向に沿ってフレーム３１０の中心に向かって突出し、フレーム３１０の中央付近において相互に対向している。一方、振り子部３２１ｂ，３２１ｄは、相互に対角関係にある他の一組の接続部３１３ｂ，３１３ｄにそれぞれ支持されており、その対角線方向に沿ってフレーム３１０の中心に向かって突出し、フレーム３１０の中央付近において相互に対向している。
【０１４４】
枠体３０２は、振動子本体３０１の周囲に配置された環状のベース部３１５と、振動子本体３０１とベース部３１５との間に配置された複数の連結部３８２ａ，３８２ｂ，３８２ｃ，３８２ｄとを有する。
【０１４５】
ベース部３１５は、振動子本体３０１の外側を囲む四角形状の枠体で構成されている。ベース部３１５の主面（主面部３１１）上には、パッケージ本体１５の第２の凹部１５２に設けられた接続パッドに対して電気的に接続される複数の端子部（電極パッド）３８１が設けられている。
【０１４６】
連結部３８２ａ〜３８２ｄは、フレーム３１０の接続部３１３ａ〜１３ｄとベース部３１５との間に設けられ、フレーム３１０の振動を受けて、主としてｘｙ平面内において変形可能に構成される。すなわち連結部３８２ａ〜３８２ｄは、振動子本体３０１を振動可能に支持するサスペンションとして機能する。
【０１４７】
振動子本体３０１は、フレーム３１０を主面部３１１に平行な面内で振動させる複数の圧電駆動部３３１，３３２を有する。圧電駆動部３３１は、第１の梁３１２ａ，３１２ｃの表面にそれぞれ配置され、圧電駆動部３３２は、第２の梁３１２ｂ，３１２ｄの表面にそれぞれ配置される。
【０１４８】
圧電駆動部３３１，３３２はそれぞれ同一の構成を有し、梁３１２ａ〜３１２ｄの長手方向に平行な短冊状に形成される。圧電駆動部３３１，３３２は、下部電極層と、圧電膜と、上部電極層との積層構造を有する。圧電駆動部３３１，３３２は、入力電圧に応じて機械的に変形し、その変形の駆動力で梁３１２ａ〜３１２ｄを振動させる。
【０１４９】
具体的に、圧電駆動部３３１，３３２には、一方が伸びたとき他方が縮むように相互に逆位相の電圧が印加される。これにより、第１の梁３１２ａ，３１２ｃの組が相互に近接する方向に振動する場合は、第２の梁３１２ｂ，３１２ｄの組は相互に離間する方向に振動し、第１の梁３１２ａ，３１２ｃの組が相互に離間する方向に振動する場合は、第２の梁３１２ｂ，３１２ｄの組は相互に近接する方向に振動する。このような振動モードを以下、フレーム１０の基本振動と称する。
【０１５０】
振動子本体３０１は、複数の第１の圧電検出部３５１ａ，３５１ｂ，３５１ｃ、３５１ｄと、複数の第２の圧電検出部３７１ａ，３７１ｂ，３７１ｃ、３７１ｄとをさらに有する。
【０１５１】
第１の圧電検出部３５１ａ〜３５１ｄ（角速度検出部）は、４つの接続部３１３ａ〜３１３ｄ上にそれぞれ設けられ、フレーム３１０の主面部３１１における変形量に基づいて、主面部３１１に垂直なｚ軸まわりの角速度を検出する。第２の圧電検出部３７１ａ〜３７１ｄは、各振り子部３２１ａ〜３２１ｄの表面にそれぞれ設けられ、各振り子部３２１ａ〜３２１ｄのｚ軸方向における変形量に基づいて、ｚ軸と直交する２軸（例えばｘ軸及びｙ軸）まわりの角速度を検出する。
【０１５２】
第１の圧電検出部３５１ａ〜３５１ｄ及び第２の圧電検出部３７１ａ〜３７１ｄはそれぞれ同様の構成を有し、下部電極層と、圧電膜と、上部電極層との積層体で構成され、各振り子部３２１ａ〜３２１ｄの機械的変形を電気信号に変換する機能を有する。
【０１５３】
本実施形態のジャイロセンサ素子３０においては、基本振動するフレーム３１０にｚ軸まわりの角速度が生じると、図１９Ａに示すように、フレーム３１０の各点に当該角速度に起因するコリオリ力Ｆ０が作用する。これにより、フレーム３１０は、同図に示すようにｘｙ平面内において歪むように変形する。そこで、このｘｙ平面内におけるフレーム３１０の変形量を第１の圧電検出部３５１ａ〜３５１ｄによって検出することで、フレーム３１０に作用したｚ軸まわりの角速度の大きさ及び方向を検出することが可能となる。
【０１５４】
また、基本振動で振動するフレーム３１０にｘ軸まわりの角速度が作用すると、図１９Ｂに模式的に示すように各振り子部３２１ａ〜３２１ｄにその瞬間での振動方向と直交する方向のコリオリ力Ｆ１がそれぞれ発生する。これにより、ｘ軸方向に隣接する一方の振り子部３２１ａ，３２１ｄの組は、コリオリ力Ｆ１によりｚ軸の正の方向へ変形し、それらの変形量が圧電検出部３７１ａ，３７１ｄによって各々検出される。また、ｘ軸方向に隣接する他方の振り子部３２１ｂ，３２１ｃの組は、コリオリ力Ｆ１によりｚ軸の負の方向へ変形し、それらの変形量が圧電検出部７１ｂ，７１ｃによって各々検出される。
【０１５５】
同様に、基本振動で振動するフレーム３１０にｙ軸まわりの角速度が作用すると、図１９Ｃに模式的に示すように各振り子部３２１ａ〜３２１ｄにその瞬間での振動方向と直交する方向のコリオリ力Ｆ２がそれぞれ発生する。これにより、ｙ軸方向に隣接する一方の振り子部３２１ａ，３２１ｂの組は、コリオリ力Ｆ２によりｚ軸の正の方向へ変形し、それらの変形量が圧電検出部３７１ａ，３７１ｂによって各々検出される。また、ｙ軸方向に隣接する他方の振り子部３２１ｃ，３２１ｄの組は、コリオリ力Ｆ２によりｚ軸の負の方向へ変形し、それらの変形量が圧電検出部３７１ｃ，３７１ｄによって各々検出される。
【０１５６】
なお、ｘ軸及びｙ軸に各々斜めに交差する方向の軸まわりに角速度が生じた場合にも、上述と同様な原理で角速度が検出される。すなわち、各振り子部３２１ａ〜３２１ｄは、当該角速度のｘ方向成分及びｙ方向成分に応じたコリオリ力によって変形し、それらの変形量が圧電検出部３７１ａ〜３７１ｄによって各々検出される。コントローラ２２０は、これら圧電検出部３７１ａ〜３７１ｄの出力に基づいて、ｘ軸まわりの角速度及びｙ軸まわりの角速度をそれぞれ抽出する。これにより、ｘｙ平面に平行な任意の軸まわりの角速度を検出することが可能となる。
【０１５７】
＜第３の実施形態＞
図２０は、本技術の第３の実施形態に係る慣性センサの構成を示す概略斜視図、図２１は、その概略縦断面図である。以下、第１及び第２の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１及び第２の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【０１５８】
本実施形態の慣性センサ３は、加速度センサ素子１０と、ジャイロセンサ素子３０と、コントローラ２２０とを有するパッケージ部品で構成される。これにより、加速度と角速度を検出可能なセンサパッケージを構成することができる。
【０１５９】
図２１に示すように、慣性センサ３は、加速度センサ素子１０、ジャイロセンサ素子３０及びコントローラ２２０を支持するパッケージ本体１５（支持体）を有する。パッケージ本体１５は、例えば概略直方体形状のセラミック多層配線基板で構成され、加速度センサ素子１０を収容する第１の収容部Ｃ１と、ジャイロセンサ素子３０を収容する第２の収容部Ｃ２と、コントローラ２２０を収容する第３の収容部Ｃ３とを有する。
【０１６０】
第１の収容部Ｃ１は、パッケージ本体１５の表面（図１９において上面）に形成された第１の凹部１５１で区画される。加速度センサ素子１０は、ベース部１１５（支持部１１４）を介して第１の凹部１５１の底面に接合される。加速度センサ素子１０は、ベース部１１５上の中継端子１４０とパッケージ本体１５上の接続パッド（図示略）との間に接続されたボンディングワイヤＷを介して、パッケージ本体１５と電気的に接続される。
【０１６１】
第２の収容部Ｃ２は、第１の凹部１５１の底部に設けられた第２の凹部１５２で区画される。ジャイロセンサ素子３０は、第２の凹部１５２の底面上に設けられた接続パッド（図示略）にフリップチップ実装方式により接合される。ジャイロセンサ素子３０は、上述のように、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸まわりの角速度をそれぞれ検出することが可能に構成される。
【０１６２】
第３の収容部Ｃ３は、パッケージ本体１５の裏面（図１９において下面）に形成された第３の凹部１５３で区画される。コントローラ２２０は、ＩＣチップ、ＣＳＰ（Chip Size Package）、ＭＣＭ（Multi-Chip Module）等の半導体パッケージ素子で構成される。コントローラ２２０は、第３の凹部１５３の底面上に設けられた接続パッド（図示略）にフリップチップ実装方式により接合される。
【０１６３】
パッケージ本体１５の裏面には、電子機器の回路基板（制御基板）に電気的に接続される外部接続端子１５４が設けられている。外部接続端子１５４は、パッケージ本体１５の内部配線層を介して、加速度センサ素子１０（ボンディングワイヤＷ）、ジャイロセンサ素子３０及びコントローラ２２０に接続される上記各接続パッドにそれぞれ電気的に接続される。また、パッケージ本体１５の表面には、加速度センサ素子１０を被覆するカバー１５５が接合されている。
【０１６４】
図２２は、加速度センサ素子１０から見たジャイロセンサ素子３０との相対位置関係を示す平面図である。
【０１６５】
図２１及び図２２に示すように、加速度センサ素子１０は、ジャイロセンサ素子３０よりも平面的に大きく形成されており、加速度センサ素子１０のベース部１１５でジャイロセンサ素子３０のベース部３１５の周囲を囲むようにして、ジャイロセンサ素子３０とｚ軸方向に対向配置される。すなわち、加速度センサ素子１０の支持部１１４の内方空間にジャイロセンサ素子３０の支持部３１４の一部を収容することで、パッケージ本体１５の薄型化を図ることを可能としている。
【０１６６】
このとき、図２２に示すようにジャイロセンサ素子３０のベース部３１５（支持部３１４）は、加速度センサ素子１０の可動板１２０（ブレード部１２１〜１２４）の裏面に設けられた重錘部１２５（図３参照）の周囲を囲む枠状に形成されており、ベース部３１５（支持部３１４）の先端は、各ブレード部１２１〜１２４の周縁部及び橋梁部１３ｘ，１３ｙに間隔をおいて対向している。ベース部３１５を可動板１２０の周囲と対向させることにより、これらの当接作用によって可動板１２０の過剰な変形を規制する。
【０１６７】
ベース部３１５の先端と各ブレード部１２１〜１２４の周縁部との間隔は特に限定されず、可動板１２０の大きさや質量等に応じて適宜設定され、落下衝撃等の可動板１２０の過大な変形に起因する橋梁部１３ｘ，１３ｙの破損を防止することができる程度の値であればよく、例えば、数十μｍ〜数ｍｍとされる。ベース部３１５が対向する可動板１２０の周縁部は、各ブレード部１２１〜１２４のコーナ部を含む領域とされるが、これに限られず、コーナ部以外の領域であってもよい。
【０１６８】
＜第４の実施形態＞
図２３は、本技術の第４の実施形態に係る慣性センサの構成を示す概略斜視図である。以下、第１及び第２の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１及び第２の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【０１６９】
本実施形態の慣性センサ４は、加速度センサ素子４０と、パッケージ本体１５とを有するパッケージ部品で構成される。本実施形態では、可動部の構成が第１の実施形態と異なり、加速度センサ素子４０は概略円柱形状の可動体４２０を有する。可動体４２０は、橋梁部１３ｘ，１３ｙに接続される主面部４２１と、主面部４２１の裏面側に形成された重錘部４２５とを有し、ベース部１１５に対して運動可能に支持される。
【０１７０】
パッケージ本体１５の内部には、第３の実施形態と同様に、ジャイロセンサ素子３０が収容されている。パッケージ本体１５にはさらに、コントローラ２２０が内蔵されていてもよい。図２４は、加速度センサ素子４０から見たジャイロセンサ素子３０との相対位置関係を示す平面図である。
【０１７１】
図２４に示すように、加速度センサ素子１０は、主面部４２１の周囲に橋梁部１３ｘ，１３ｙを挟んで配列された複数（本例では４つ）の窓部４１２を有し、これら窓部４１２を介して、加速度センサ素子１０の上方からジャイロセンサ素子３０が部分的に露出する。このため、加速度センサ素子１０及びジャイロセンサ素子３０がパッケージ本体１５に収容された状態で、窓部４１２を介して振動子本体３０１にレーザ光を照射することで可能となるため、振動子本体３０１の不要振動の矯正や共振周波数（離調度）の調整等を容易に行うことが可能となる。
【０１７２】
＜第５の実施形態＞
図２５〜図２７は、本技術の第５の実施形態に係る加速度センサ素子の斜視図であり、図２５は表面側斜視図、図２６は裏面側斜視図、図２７は要部の断面斜視図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【０１７３】
本実施形態の加速度センサ素子５０は、第１の実施形態と同様に、ＳＯＩ基板で構成され、主面部１１１を形成する活性層（シリコン基板）と、支持部１１４を形成する枠状の支持層（シリコン基板）と、主面部１１１と支持部１１４との間を接合する接合層１１６（図２７）との積層構造を有する。枠状のベース部１１５は、主面部１１１の周縁部及び支持部１１４で構成され、接合層１１６は、シリコン酸化膜で構成される。
【０１７４】
加速度センサ素子５０は、ベース部１１５に対し複数の橋梁部１３ｘ，１３ｙを介して弾性的に支持される可動板５２０を有する。可動板５２０は、その中心に関して対称な形状の複数（本例では４つ）のブレード部５２１，５２２，５２３，５２４（翼部）を有し、その裏面側には重錘部５２５が一体的に設けられている。
【０１７５】
各ブレード部５２１〜５２４の平面形状は、第１の実施形態と同様に、概略六角形状に形成される。これに対して重錘部５２５は、各ブレード部５２１〜５２４の底面全域を覆う概略四角形状に形成されることで、各ブレード部５２１〜５２４の両側部から外方へ突出する拡幅部５２５ａを有する（図２６，図２７参照）。拡幅部５２５ａは、橋梁部１３ｘ，１３ｙに対してｚ軸方向に所定の間隔をおいて対向している。橋梁部１３ｘ，１３ｙは、各ブレード部５２１〜５２４と同様に主面部１１１を所定形状に加工することで構成される。したがって上記所定の間隔は、接合層１１６の厚みに相当する大きさとされ、その大きさはセンササイズ等に応じて適宜設定可能であり、例えば、数十μｍ〜数ｍｍとされる。
【０１７６】
本実施形態の加速度センサ素子５０において、重錘部５２５は、各ブレード部５２１〜５２４の面内方向に突出した拡幅部５２５ａを有しているため、可動板５２０の直下の限られた領域内において重錘部５２５を効率よく大型化することができる。これにより、加速度センサ素子５０の高感度化と小型化・薄型化との両立を図ることができる。
【０１７７】
また、重錘部５２５の各拡幅部５２５ａが橋梁部１３ｘ，１３ｙに対して所定の間隔をあけて対向しているため、可動板５２０の運動範囲が適切に確保される。また、落下衝撃等により可動板５２０の運動が過剰になったときは、拡幅部５２５ａが橋梁部１３ｘ，１３ｙと当接することで、橋梁部１３ｘ，１３ｙの過大な変形に起因する破損が防止される。
【０１７８】
なお、橋梁部１３ｘ，１３ｙと重錘部５２５の拡幅部５２５ａとの対向関係を利用して、両者の静電容量の変化から可動板５２０の運動、すなわち可動板５２０に作用する加速度を検出するようにしてもよい。この場合、第２の加速度検出部を構成する検出素子として、橋梁部１３ｘ，１３ｙと拡幅部５２５ａとにそれぞれ対向電極としての電極パターンが形成されてもよいし、これらを構成するシリコン基板そのものを電極として用いられてもよい。
【０１７９】
＜第６の実施形態＞
続いて本技術の第６の実施形態について説明する。本実施形態では、他軸感度対策を施した加速度算出の他の手法について説明する。
【０１８０】
図２８は、本実施形態の加速度センサ素子６０の構成を示す概略平面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【０１８１】
同図に示すように、本実施形態の加速度センサ素子６０は、ベース部１１５と、可動板６２０（可動部）とこれらを弾性的に支持する複数の橋梁部１３ｘ，１３ｙとを有する。本実施形態ではまず、可動板６２０の各ブレード部が、第１の実施形態よりもベース部１１５の対角方向に長く形成されることで面積が拡大されており、質量増による他軸感度を出にくくしている。
【０１８２】
次に、他軸感度の発生原理について簡単に説明する。
【０１８３】
例えば、ｘ軸に加速度が１Ｇ加わった場合、ｘ軸方向の加速度は、検出素子１１ｘ１の出力（ax1）と検出素子１１ｘ２の出力（ax2）との差分信号（ax1−ax2）に相当する値（１Ｇ）として検出される。このとき、ｙ軸方向に加速度は作用しないため、検出素子１１ｙ１，１１ｙ２の出力の差分信号（ay1−ay2）は、原理的には、０Ｇとなるはずである。
しかし、検出素子１１ｙ１，１１ｙ２が配置される梁部１３１ｙ上の可動板１２０と橋梁部１３ｙとの間の領域には捻り応力が発生するため、その応力（引張成分又は圧縮成分）を受けて、微小ながら検出素子１１ｙ１，１１ｙ２が有意な検出信号（不要信号）を出力するおそれがあり、これが他軸感度となる。
【０１８４】
そこで本実施形態では、図５Ａに示したような加振装置を用いて、上記不要信号を補正する校正値（補正パラメータ）がコンピュータ（例えば加速度演算部２００）のメモリに格納しておき、当該補正パラメータで各検出素子の出力が演算される。以下、その一例について説明する。
【０１８５】
上述のように、各検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２は、ｘ、ｙ及びｚの各軸方向に加速度を与えたときに下記のように検出信号を出力する。ここでは、第１の加速度検出部１１（１１ｘ１〜１１ｙ２）の各軸方向の出力をｘa、ｙa及びｚaとする。
ｘａ＝ax1−ax2  …（１）
ｙａ＝ay1−ay2  …（２）
ｚａ＝ax1＋ax2＋ay1＋ay2  …（３）
【０１８６】
上記（１）〜（３）式を便宜的に、α（ｘ）＋β（ｙ）＋γ（ｚ）と表すと、ｘ軸方向に沿って加速度が印加された場合、理想的には、ｘ軸方向の出力が真値（係数αが１で、他の係数β、γはいずれも０）となる。一方、センサ素子の作り込み精度によっては、ｙ軸及びｚ軸方向に有意な信号を出力する（β、γが０でない）ことを考慮して、当該β、γを上記加振装置等を用いて予め測定しておき、これを補正パラメータとして以下の演算式で加速度を補正演算する。
ｘａ＝α（ｘ）−β（ｙ）−γ（ｚ）  …（４）
ｙａ＝β（ｙ）−α（ｘ）−γ（ｚ）  …（５）
ｚａ＝γ（ｚ）−α（ｘ）−β（ｙ）  …（６）
【０１８７】
すなわち本実施形態では、上記（１）〜（３）式に、上記（４）〜（６）式における右辺の第２項及び第３項を補正項として挿入することで、他軸感度による有意の不要信号を演算により差し引く方法が採用される。これにより、橋梁部１３ｘ，１３ｙによる可動板６２０の物理的な支持構造の工夫だけでは抑えきれない微小な多軸感度の影響を効果的に低減することができる。
【０１８８】
なお、第２の加速度検出部１２を構成する検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２の検出信号についても上述と同様な手法で補正するようにしてもよい。
【０１８９】
以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、種々変更を加え得ることは勿論である。
【０１９０】
例えば以上の第１の実施形態では、加速度の検出方法として動的加速度成分と静的加速度成分とを抽出する加速度検出方法を例に挙げて説明したが、これに限られない。例えば、他軸感度抑制の観点から、第１の加速度検出部１１の出力を主体としつつ、これを第２の加速度検出部１２の出力で補正するようにしてもよい。
【０１９１】
また以上の実施形態では、第１の加速度検出部１１を構成する第１の検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２を圧電型の加速度検出素子で構成し、第２の加速度検出部１２を構成する第２の検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２を非圧電型（ピエゾ抵抗型、静電型）の加速度検出素子で構成したが、これに限られず、すべての検出素子が圧電型の加速度検出素子で構成されてもよいし、全ての検出素子が非圧電型の加速度検出素子で構成されてもよい。
【０１９２】
さらに、加速度センサ素子１０における第２の加速度検出部１２（検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２）の配置は上述の例に限られない。例えば図２９Ａに示すように、検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２は、第１の加速度検出部１１（検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２）と同じ位置に配置されてもよい。この場合、検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２は、検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２の下層側に配置されてもよいし、それらの上層側に配置されてもよい。また、図２９Ｂに示すように、検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２は、検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２が設けられる橋梁部１３ｘ，１３ｙ上の同一の領域に配置されてもよい。
【０１９３】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）  主面を有するベース部と、
少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて、前記ベース部に対して相対運動可能な可動部と、
前記主面に平行な第１の軸方向に延び前記ベース部と前記可動部との間を接続する第１の梁と、前記第１の梁と前記ベース部との間に設けられ前記第１の梁を支持する第１の構造体と、を有する第１の橋梁部と、
前記第１の軸と直交し前記主面に平行な第２の軸方向に延び前記ベース部と前記可動部との間を接続する第２の梁と、前記第２の梁と前記ベース部との間に設けられ前記第２の梁を支持する第２の構造体と、を有する第２の橋梁部と、
前記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、前記第１及び第２の梁の変形量に応じた第１の検出信号を出力する第１の加速度検出部と
を具備するセンサ素子。
（２）上記（１）に記載のセンサ素子であって、
前記第１及び第２の梁は、前記可動部に接続される第１の端部と、前記ベース部に接続される第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部との間に設けられた接合部とをそれぞれ有し、
前記第１及び第２の構造体は、前記ベース部と前記接合部との間にそれぞれ設けられる
センサ素子。
（３）上記（２）に記載のセンサ素子であって、
前記第１及び第２の構造体は、前記第１及び第２の梁とは非平行な一対の補強梁をそれぞれ有する
センサ素子。
（４）上記（２）又は（３）に記載のセンサ素子であって、
前記第１の加速度検出部は、前記第１及び第２の梁上の前記第１の端部と前記接合部との間にそれぞれ配置される
センサ素子。
（５）上記（２）〜（４）のいずれか１つに記載のセンサ素子であって、
前記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、前記第１及び第２の梁の変形量に応じた第２の検出信号を出力する第２の加速度検出部をさらに具備する
センサ素子。
（６）上記（５）に記載のセンサ素子であって、
前記第２の加速度検出部は、前記第２の端部と前記接合部との間にそれぞれ配置される
センサ素子。
（７）上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載のセンサ素子であって、
前記第１の加速度検出部は、圧電型の加速度検出素子を含む
センサ素子。
（８）上記（５）又は（６）に記載のセンサ素子であって、
前記第２の加速度検出部は、圧電型の加速度検出素子、ピエゾ抵抗型の加速度検出素子及び静電型の加速度検出素子のいずれか１つを含む
センサ素子。
（９）上記（１）〜（８）のいずれか１つに記載のセンサ素子であって、
前記ベース部は、前記可動部の周囲を囲む枠形状を有し、
前記可動部は、前記ベース部の中心に関して対称な形状を有し、
前記第１及び第２の梁はそれぞれ、前記可動部を挟んで対向する一対の梁部を有する
センサ素子。
（１０）上記（９）に記載のセンサ素子であって、
前記可動部は、前記第１及び第２の梁に支持される中央部と、前記中央部に関して対称な形状の複数の翼部と、前記複数の翼部にそれぞれ設けられた重錘部とを有する
センサ素子。
（１１）  第１の主面を有する第１のベース部と、
少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて、前記第１のベース部に対して相対運動可能な可動部と、
前記第１の主面に平行な第１の軸方向に延び前記第１のベース部と前記可動部との間を接続する第１の梁と、前記第１の梁と前記第１のベース部との間に設けられ前記第１の梁を支持する第１の構造体と、を有する第１の橋梁部と、
前記第１の軸と直交し前記第１の主面に平行な第２の軸方向に延び前記第１のベース部と前記可動部との間を接続する第２の梁と、前記第２の梁と前記第１のベース部との間に設けられ前記第２の梁を支持する第２の構造体と、を有する第２の橋梁部と、
前記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、前記第１及び第２の梁の変形量に応じた第１の検出信号を出力する第１の加速度検出部と、
前記第１のベース部を収容する第１の収容部を有する支持体と
を有する加速度センサ素子
を具備する慣性センサ。
（１２）上記（１１）に記載の慣性センサであって、
少なくとも一軸まわりの角速度を検出することが可能なジャイロセンサ素子をさらに具備し、
前記支持体は、前記ジャイロセンサ素子を収容する第２の収容部をさらに有する
慣性センサ。
（１３）上記（１２）に記載のセンサ素子であって、
前記ジャイロセンサ素子は、
前記第１の主面に平行な第２の主面を有し、前記第２の収容部に支持される第２のベース部と、
前記第２のベース部に対して振動可能に支持される環状のフレームと、
前記フレームの前記第２の主面に平行な面内における変形量に基づいて、前記第３の軸まわりの角速度を検出する角速度検出部と、を有する
慣性センサ。
（１４）上記（１３）に記載の慣性センサであって、
前記支持体は、前記第１の収容部を区画する第１の凹部と、前記第１の凹部に設けられ前記第２の収容部を区画する第２の凹部とを有し、
前記加速度センサ素子及び前記角速度センサ素子は、前記第３の軸方向に相互に対向して配置される
慣性センサ。
（１５）上記（１４）に記載の慣性センサであって、
前記第１のベース部は前記第２のベース部の周囲を囲み、前記第２のベース部は間隔をおいて前記橋梁部と対向する
慣性センサ。
（１６）上記（１５）に記載の慣性センサであって、
前記第２のベース部は、前記重錘部の周囲を囲む枠状に形成され、前記可動部の周縁部に間隔をおいて対向する
慣性センサ。
（１７）上記（１４）又は（１５）に記載の慣性センサであって、
前記加速度センサ素子は、前記可動部と前記ベース部との間に設けられ前記フレームを前記第３の軸方向に部分的に露出させる窓部をさらに有する
慣性センサ。
（１８）上記（１１）〜（１７）のいずれか１つに記載の慣性センサであって、
前記加速度センサ素子は、前記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され前記第１及び第２の梁の変形量に応じた第２の検出信号を出力する第２の加速度検出部をさらに有し、
前記第１の検出信号は、前記可動部に作用する加速度に応じた交流波形を有し、
前記第２の検出信号は、前記加速度に沿う加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有し、
前記慣性センサは、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とに基づいて、前記加速度から動的加速度成分及び静的加速度成分を抽出する演算素子をさらに具備する
慣性センサ。
（１９）上記（１８）に記載の慣性センサであって、
前記支持体は、前記演算素子を収容する第３の収容部をさらに有する
慣性センサ。
（２０）  主面を有するベース部と、
少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて、前記ベース部に対して相対運動可能な可動部と、
前記主面に平行な第１の軸方向に延び前記ベース部と前記可動部との間を接続する第１の梁と、前記第１の梁と前記ベース部との間に設けられ前記第１の梁を支持する第１の構造体と、を有する第１の橋梁部と、
前記第１の軸と直交し前記主面に平行な第２の軸方向に延び前記ベース部と前記可動部との間を接続する第２の梁と、前記第２の梁と前記ベース部との間にそれぞれ設けられ前記第２の梁を支持する第２の構造体と、を有する第２の橋梁部と、
前記第１及び第２の梁にそれぞれ配置され、前記第１及び第２の梁の変形量に応じた第１の検出信号を出力する第１の加速度検出部と
を有するセンサ素子
を具備する電子機器。
【符号の説明】
【０１９４】
１〜４…慣性センサ
１０，４０，５０，６０…加速度センサ素子
１１（１１ｘ１，１１ｘ２，１１ｙ１，１１ｙ２）…第１の加速度検出部
１２（１２ｘ１，１２ｘ２，１２ｙ１，１２ｙ２）…第２の加速度検出部
１３ｘ、１３ｙ…橋梁部
１５…パッケージ本体
２０，２２０…コントローラ
２１…ゲイン調整回路
２４…補正回路
１１０…素子本体
１１５，３１５…ベース部
１２０，５２０，６２０…可動板
１２１〜１２４，５２１〜５２４…ブレード部
１２５，４２５…重錘部
１３１ｘ，１３１ｙ…梁部
１３２ｘ，１３２ｙ…構造体
２００…加速度演算部
３００…角速度演算部
４１２…窓部
４２０…可動体
【図１】
2018077201.tif 000003
【図２】
2018077201.tif 000004
【図３】
2018077201.tif 000005
【図４】
2018077201.tif 000006
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【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１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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