(57)【要約】【課題】耐衝撃性を維持しつつ高感度な物理量検出デバイスを提供する。【解決手段】物理量検出デバイスは、Ｚ’軸とＹ’軸とを含む平面を有する水晶基板によってなる物理量検出デバイスであって、基部と、前記基部に連結している可動部と、前記基部と前記可動部とに接続され、物理量を検出する物理量検出素子と、前記基部に連結し、前記基部側とは反対側の領域に設けられている支持部と、を備え、前記Ｙ’軸に沿っている第１部分と、前記Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿っている第２部分と、が接続している接続部の内側は、前記Ｘ軸に対して傾斜しているコーナー部を含み、前記Ｘ軸に対する前記コーナー部の傾斜角度をθ１としたとき、２５°≦θ１≦３５°を満たしている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶の電気軸としてのＸ軸、機械軸としてのＹ軸、光学軸としてのＺ軸からなる直交座標系の前記Ｘ軸を回転軸として、前記Ｚ軸を前記Ｙ軸の−Ｙ方向へ＋Ｚ側が回転するように回転角度φだけ傾けた軸をＺ’軸、前記Ｙ軸を前記Ｚ軸の＋Ｚ方向へ＋Ｙ側が回転するように前記回転角度φだけ傾けた軸をＹ’軸としたとき、
前記Ｚ’軸と前記Ｙ’軸とを含む平面を有する水晶基板によってなり、
基部と、
前記基部に連結している可動部と、
前記基部と前記可動部とに接続され、物理量を検出する物理量検出素子と、
前記基部に連結して設けられている支持部と、
を備え、
平面視で、前記Ｙ’軸に沿っている第１部分と、前記Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿っている第２部分と、が接続している接続部の内側は、前記Ｘ軸に対して傾斜しているコーナー部を含み、
前記Ｘ軸に対する前記コーナー部の傾斜角度をθ１としたとき、
２５°≦θ１≦３５°
を満たしている、物理量検出デバイス。
【請求項２】
請求項１において、
前記コーナー部は、
前記コーナー部の厚さをｔ１、
前記コーナー部の前記Ｘ軸に沿った長さをＬ１としたとき、
３００μｍ≦ｔ１≦５００μｍ
１００μｍ≦Ｌ１≦５００μｍ
を満たしている、物理量検出デバイス。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記Ｙ’軸に沿っている第３部分と、前記Ｘ軸の−Ｘ方向に沿っている第４部分と、が接続している接続部の内側は、前記Ｘ軸に対して傾斜している第２のコーナー部を含み、
前記Ｘ軸に対する前記第２のコーナー部の傾斜角度をθ２としたとき、
２５°≦θ２≦３５°
を満たしている、物理量検出デバイス。
【請求項４】
請求項３において、
前記第２のコーナー部は、
前記第２のコーナー部の厚さをｔ２、
前記第２のコーナー部の前記Ｘ軸に沿った長さをＬ２としたとき、
３００μｍ≦ｔ２≦５００μｍ
１００μｍ≦Ｌ２≦５００μｍ
を満たしている、物理量検出デバイス。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項において、
前記物理量検出素子は、
第１の基部と、
第２の基部と、
平面視で、前記第１の基部と前記第２の基部との間に配置され、前記第１の基部と前記第２の基部とに接続されている振動部と、
を含んでいる、物理量検出デバイス。
【請求項６】
請求項５において、
前記振動部は、空隙を介して並んで配置されている複数の振動腕から構成されている、物理量検出デバイス。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか一項において、
前記物理量は加速度である、物理量検出デバイス。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスと、
前記物理量検出デバイスからの出力信号に基づいて傾斜を算出する回路部と、
を含む、傾斜計。
【請求項９】
請求項７に記載の物理量検出デバイスと、
角速度検出デバイスと、
前記物理量検出デバイスからの出力信号と、前記角速度検出デバイスからの出力信号と、
に基づいて姿勢を算出する回路部と、
を含む、慣性計測ユニット。
【請求項１０】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスと、
前記物理量検出デバイスからの出力信号に基づいて制御を行う制御部と、
を備えている、電子機器。
【請求項１１】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスと、
前記物理量検出デバイスから出力された検出信号に基づいて姿勢の制御を行う姿勢制御部と、
を備えている、移動体。
【請求項１２】
構造物に取り付けられた請求項１ないし７のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスと、
前記物理量検出デバイスの検出信号を受信する受信部と、
前記受信部から出力された出力信号に基づいて前記構造物の傾斜角度を算出する算出部と、
を含む、構造物監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出デバイス、傾斜計、慣性計測ユニット、電子機器、移動体、および構造物監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電振動子等を物理量検出素子として用い、例えば加速度等の物理量を検出する物理量検出デバイスが知られている。このような物理量検出デバイスは、検出軸方向に力が作用することによって生じる物理量検出素子の共振周波数の変化から、物理量検出デバイスに印加された力を検出する様に構成されている。
【０００３】
このような物理量検出デバイスとして、例えば特許文献１には、Ｚカット（Ｚ’カット）水晶基板を用いた加速度センサーが記載されている。この加速度センサーでは、基部と、基部に連結している可動部と、基部と可動部とに接続されている物理量検出素子と、基部に連結して設けられている支持部と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−８５２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、このような加速度センサーにおいて更なる高感度化が求められるようになり、高感度化に相反して低下してしまう耐衝撃性を低下させることなく高感度化を実現することのできる加速度センサー、即ち耐衝撃性を維持しつつ高感度な加速度センサーが求められるようになってきた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
［適用例１］
本適用例に係る物理量検出デバイスは、水晶の電気軸としてのＸ軸、機械軸としてのＹ軸、光学軸としてのＺ軸からなる直交座標系の前記Ｘ軸を回転軸として、前記Ｚ軸を前記Ｙ軸の−Ｙ方向へ＋Ｚ側が回転するように回転角度φだけ傾けた軸をＺ’軸、前記Ｙ軸を前記Ｚ軸の＋Ｚ方向へ＋Ｙ側が回転するように前記回転角度φだけ傾けた軸をＹ’軸としたとき、前記Ｚ’軸と前記Ｙ’軸とを含む平面を有する水晶基板によってなり、基部と、前記基部に連結している可動部と、前記基部と前記可動部とに接続され、物理量を検出する物理量検出素子と、前記基部に連結して設けられている支持部と、を備え、平面視で、前記Ｙ’軸に沿っている第１部分と、前記Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿っている第２部分と、が接続している接続部の内側は、前記Ｘ軸に対して傾斜しているコーナー部を含み、前記Ｘ軸に対する前記コーナー部の傾斜角度をθ１としたとき、２５°≦θ１≦３５°を満たしている。
【０００８】
本適用例に記載の物理量検出デバイスによれば、Ｙ’軸に沿っている第１部分と、Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿っている第２部分とが接続している接続部の内側の隅部を、Ｘ軸に対する傾斜角を、２５°≦θ１≦３５°を満たして傾斜しているコーナー部とする。
傾斜の設けられていない従来の接続部の内側の隅部では、物理量検出デバイスを形成するウェットエッチング時に、Ｙ’軸に沿っている第１部分と、Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿っている第２部分とが接続している接続部の内側の隅部に、異方性による結晶成長の速度の異なる結晶面による残渣（「ヒレ」といわれることもある）が出現する。この残渣が出現すると、物理量検出デバイスに衝撃が加わった場合、残渣と第１部分または第２部分との接続位置（残渣の端部）に応力が集中し、第１部分または第２部分の折れなどの破壊起点となることがある。
これに対し、本適用例のように、Ｙ’軸に沿っている第１部分と、Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿っている第２部分とが接続している接続部の内側の隅部を、接続部の内側の隅部に発生する残渣と重なるようにＸ軸に対して傾斜しているコーナー部とすることにより、エッチング速度の異なる結晶面が無くなることから、接続部の内側の隅部に発生する残渣を生じさせなくすることができる。これにより、耐衝撃性を維持しつつ高感度な物理量検出デバイスを得ることができる。
【０００９】
［適用例２］
上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記コーナー部は、前記コーナー部の厚さをｔ１、前記コーナー部の前記Ｘ軸に沿った長さをＬ１としたとき、３００μｍ≦ｔ１≦５００μｍ、１００μｍ≦Ｌ１≦５００μｍ、を満たしていることが好ましい。
【００１０】
本適用例に記載の物理量検出デバイスによれば、コーナー部の厚さであるｔ１と、コーナー部のＸ軸に沿った長さであるＬ１との関係を、上述の範囲を満たすように設定することにより、接続部の内側の隅部に発生する残渣を生じさせなくすることができる。
【００１１】
［適用例３］
上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、平面視で、前記Ｙ’軸に沿っている第３部分と、前記Ｘ軸の−Ｘ方向に沿っている第４部分と、が接続している接続部の内側は、前記Ｘ軸に対して傾斜している第２のコーナー部を含み、前記Ｘ軸に対する前記第２のコーナー部の傾斜角度をθ２としたとき、２５°≦θ２≦３５°を満たしていることが好ましい。
【００１２】
本適用例に記載の物理量検出デバイスによれば、Ｙ’軸に沿っている第３部分と、Ｘ軸の−Ｘ方向に沿っている第４部分とが接続している接続部の内側の隅部を、接続部の内側の隅部に発生する残渣と重なるようにＸ軸に対して傾斜している第２のコーナー部とすることにより、エッチング速度の異なる結晶面が無くなることから、接続部の内側の隅部に発生する残渣を生じさせなくすることができる。これにより、耐衝撃性を維持しつつ高感度な物理量検出デバイスを得ることができる。
【００１３】
［適用例４］
上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記第２のコーナー部は、前記第２のコーナー部の厚さをｔ２、前記第２のコーナー部の前記Ｘ軸に沿った長さをＬ２としたとき、３００μｍ≦ｔ２≦５００μｍ、１００μｍ≦Ｌ２≦５００μｍ、を満たしていることが好ましい。
【００１４】
本適用例に記載の物理量検出デバイスによれば、第２のコーナー部の厚さであるｔ２と、第２のコーナー部のＸ軸に沿った長さであるＬ２との関係を、上述の範囲を満たすように設定することにより、接続部の内側の隅部に発生する残渣を生じさせなくすることができる。
【００１５】
［適用例５］
上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記物理量検出素子は、第１の基部と、第２の基部と、平面視で、前記第１の基部と前記第２の基部との間に配置され、前記第１の基部と前記第２の基部とに接続されている振動部と、を含んでいることが好ましい。
【００１６】
本適用例に記載の物理量検出デバイスによれば、このような物理量検出素子を用いることにより、高精度で物理量を検出することができる。
【００１７】
［適用例６］
上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記振動部は、空隙を介して並んで配置されている複数の振動腕から構成されていることが好ましい。
【００１８】
本適用例に記載の物理量検出デバイスによれば、空隙を介して並んで配置されている複数の振動腕から構成されている振動部を備えていることにより、高精度で物理量を検出することができる。
【００１９】
［適用例７］
上記適用例に係る物理量検出デバイスにおいて、前記物理量は加速度であることが好ましい。
【００２０】
本適用例に記載の物理量検出デバイスによれば、耐衝撃性を維持しつつ高感度な加速度を検出することができる物理量検出デバイスを得ることができる。
【００２１】
［適用例８］
本適用例に係る傾斜計は、上記適用例１ないし７のいずれか一例に記載の物理量検出デバイスと、前記物理量検出デバイスからの出力信号に基づいて傾斜を算出する回路部と、を含む。
【００２２】
本適用例に記載の傾斜計によれば、耐衝撃性を維持しつつ高感度で検出された物理量検出デバイスからの出力信号に基づいて傾斜を算出することから、信頼性を向上させた傾斜の算出を行うことができる。
【００２３】
［適用例９］
本適用例に係る慣性計測ユニットは、上記適用例７に記載の物理量検出デバイスと、角速度検出デバイスと、前記物理量検出デバイスからの出力信号と、前記角速度検出デバイスからの出力信号と、に基づいて姿勢を算出する回路部と、を含む。
【００２４】
本適用例に記載の係る慣性計測ユニットによれば、耐衝撃性を維持しつつ高感度で検出された加速度と、角速度検出デバイスから検出された角速度とに基づいて、回路部によって姿勢を算出することから、高信頼の物理量データ（加速度および角速度データ）を出力可能な慣性計測ユニットを得ることができる。
【００２５】
［適用例１０］
本適用例に係る電子機器は、上記適用例１ないし７のいずれか一例に記載の物理量検出デバイスと、前記物理量検出デバイスからの出力信号に基づいて制御を行う制御部と、を備えている。
【００２６】
本適用例に記載の係る電子機器によれば、上述のような物理量検出デバイスを搭載することから、上述した物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い電子機器を得ることができる。
【００２７】
［適用例１１］
本適用例に係る移動体は、上記適用例１ないし７のいずれか一例に記載の物理量検出デバイスと、前記物理量検出デバイスから出力された検出信号に基づいて姿勢の制御を行う姿勢制御部と、を備えている。
【００２８】
本適用例に記載の係る移動体によれば、上述のような物理量検出デバイスを搭載することから、上述した物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い移動体を得ることができる。
【００２９】
［適用例１２］
本適用例に係る構造物監視システムは、構造物に取り付けられた上記適用例１ないし７のいずれか一例に記載の物理量検出デバイスと、前記物理量検出デバイスの検出信号を受信する受信部と、前記受信部から出力された出力信号に基づいて前記構造物の傾斜角度を算出する算出部と、を含む。
【００３０】
本適用例に記載の係る構造物監視システムによれば、耐衝撃性を維持しつつ高感度で検出された物理量検出デバイスの検出結果によって、構造物の傾斜角度を算出することから、上述した物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い構造物監視システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図。
【図２】第１実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図。
【図３】第１実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図４】物理量検出デバイスの接続部（隅部）を拡大して示す拡大平面図。
【図５】従来の接続部（隅部）に生じる残渣を示す拡大平面図。
【図６】コーナー部の長さ（Ｌ）と、せん断強度（ｇ）との相関を示すグラフ。
【図７】物理量検出素子の接合状態を模式的に示す図３のＡ−Ａ断面図。
【図８Ａ】物理量検出デバイスの動作状態を示す断面図。
【図８Ｂ】物理量検出デバイスの動作状態を示す断面図。
【図９】第２実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図。
【図１０】第２実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図１１】物理量検出デバイスの接続部（隅部）を拡大して示す拡大平面図。
【図１２】第３実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図。
【図１３】第３実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図１４】第４実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図。
【図１５】第４実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図。
【図１６】物理量検出デバイスの接続部（隅部）を拡大して示す拡大平面図。
【図１７】物理量検出器を模式的に示す断面図。
【図１８】傾斜計の概略構成を示す機能ブロック図。
【図１９】慣性計測ユニットの概略構成を示す分解斜視図。
【図２０】慣性計測ユニットの慣性センサー素子の配置例を示す斜視図。
【図２１】電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を模式的に示す斜視図。
【図２２】電子機器の一例であるスマートフォン（携帯電話機）の構成を模式的に示す斜視図。
【図２３】電子機器の一例であるディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。
【図２４】移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図。
【図２５】構造物監視システムの概略を示す機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。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。
【００３３】
＜物理量検出デバイス＞
以下の第１実施形態から第３実施形態に係る物理量検出デバイスの説明で参照する各図面（図６を除く）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。ここでの各軸は、物理量検出デバイスの基材として用いる圧電体材料である水晶の電気軸としてのＸ軸、機械軸としてのＹ軸、光学軸としてのＺ軸からなる直交座標系において、Ｘ軸を回転軸として、Ｚ軸をＹ軸の−Ｙ方向へ＋Ｚ側が回転するように回転角度φだけ傾けた軸をＺ’軸、Ｙ軸をＺ軸の＋Ｚ方向へ＋Ｙ側が回転するように回転角度φだけ傾けた軸をＹ’軸としたとき、Ｘ軸およびＹ’軸で規定される平面に沿って切り出されて平板状に加工され、該平面と直交するＺ’軸方向に所定の厚さｔを有した所謂水晶Ｚ板（Ｚ’板）を基材として用いた例を説明する。なお、Ｚ’軸は、物理量検出デバイス１００において、重力が作用する方向に沿っている軸としている。
なお、基材として用いる水晶Ｚ板（Ｚ’板）は、周波数温度特性に鑑み、温度変化による共振周波数の変化を小さくする観点から、回転角度φは、−５度以上１５度以下（−５°≦φ≦１５°）の範囲であることが好ましい。
【００３４】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る物理量検出デバイスについて、図１から図７、および図８Ａ、図８Ｂを用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図である。図３は、第１実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図である。図４は、物理量検出デバイスの接続部（隅部）を拡大して示す拡大平面図である。図５は、従来の接続部（隅部）に生じる残渣を示す拡大平面図である。図６は、コーナー部の長さ（Ｌ）と、せん断強度（ｇ）との相関を示すグラフである。図７は、物理量検出素子の接合状態を模式的に示す図３のＡ−Ａ断面図である。図８Ａおよび図８Ｂは、物理量検出デバイスの動作状態を示す断面図である。なお、説明の便宜のため、図２では、質量部８０，８２および質量接合材８６の図示を省略し、図３では、質量部８０，８２の図示を省略している。
【００３５】
［物理量検出デバイスの構造］
先ず、図１〜図３を参照して、第１実施形態に係る物理量検出デバイス１００の構成について説明する。第１実施形態に係る物理量検出デバイス１００は、基部１０などを含む基板構造体１０１と、基板構造体１０１に接続されて物理量を検出する物理量検出素子７０と、質量部８０，８２とを有する。
【００３６】
本実施形態の物理量検出デバイス１００の基板構造体１０１は、図３において斜線（平面視で右上がりのハッチングで示されている領域）で識別されている基部１０、継手部１２、基部１０に連結している可動部１４、連結部４０、および基部１０に連結して設けられている第１支持部２０、第２支持部３０、第３支持部５０、および第４支持部６０と、を備えている。ここで、第３支持部５０と第４支持部６０とは、連結部４０を介して連結されている。
【００３７】
詳述すれば、第１支持部２０は、平面視で、基部１０のＸ軸の＋側に配置されている。第２支持部３０は、平面視で、基部１０のＸ軸の−側に配置されている。第３支持部５０は、平面視で、第１支持部２０よりもＹ軸の＋側に配置され、且つ、基部１０のＸ軸の＋側に配置されている。第４支持部６０は、平面視で、第２支持部３０よりもＹ軸の＋側に配置され、且つ、基部１０のＸ軸の−側に配置されている。
【００３８】
なお、本実施形態の物理量検出デバイス１００は、その一例として４つの支持部（第１支持部２０、第２支持部３０、第３支持部５０、第４支持部６０）を有する形態を例示する。しかし、設けられる支持部の数はこれに限定されることは無く、検出する物理量の条件等に応じて適宜変更しても良いものである。例えば、第３支持部５０と第４支持部６０との間に配置され、第３支持部５０と第４支持部６０とを連結している連結部４０がなく、第３支持部５０と第４支持部６０が連結されていない構成であってもよい。
【００３９】
基板構造体１０１は、圧電材料である水晶の原石などから上述のように所定の角度で切り出された水晶Ｚ板（Ｚ’板）の水晶基板を用いている。当該水晶基板をパターニングすることにより、基板構造体１０１としてこれらが一体に形成されている。また、パターニングは、例えば、フォトリソグラフィー技術、およびウェットエッチング技術を用いることができる。
【００４０】
基部１０は、継手部１２を介して可動部１４と接続され、可動部１４を支持している。基部１０は、継手部１２を介した可動部１４と、可動部の継手部１２の位置する側とは反対側に位置する連結部４０と、第１支持部２０および第２支持部３０と、連結部４０を介して互いに連結されている第３支持部５０および第４支持部６０と、に接続されている。なお、本形態の基部１０は、接続されている各部位（継手部１２、連結部４０、第１支持部２０、および第２支持部３０）との接続部分までの領域で構成され、図３において、平面視で右上がりのハッチングで示されている領域をいう。但し、基部１０を構成する領域は、厳密に定められるものではなく、その境界線の位置を適宜定めることができる。
【００４１】
継手部１２は、基部１０と可動部１４との間に設けられ、基部１０および可動部１４と接続されている。継手部１２の厚さ（Ｚ’軸方向の長さ）は、基部１０の厚さ、および可動部１４の厚さと比して薄く（短く）設けられており、Ｘ軸方向からの断面視で、くびれ状に形成されている。継手部１２は、例えば、継手部１２を含む基板構造体１０１を、いわゆるハーフエッチングすることによって厚みの薄い薄肉部１２ａ，１２ｂ（図７参照）を形成し、設けることができる。本実施形態において、薄肉部１２ａ，１２ｂは、Ｘ軸方向に沿って設けられている。継手部１２は、可動部１４が基部１０に対して変位（回動）する際に、支点（中間ヒンジ）としてＸ軸方向に沿った回転軸としての機能を有している。なお、基部１０には、後述する第１支持部２０と、第２支持部３０と、第３支持部５０と、第４支持部６０とが接続されている。
【００４２】
なお、くびれ状の継手部１２は、可動部１４に可撓性を有するように基板構造体１０１の一部を薄肉状にした形状であれば、図示のような基板構造体１０１の両主面に形成された形状以外にも、基板構造体１０１の両主面のうち何れか一方の面に形成した凹状の溝で構成することもできる。また、くびれ状の継手部１２は、例えばＸ軸方向からの断面視で、基板構造体１０１の両主面のうち少なくとも何れか一方の面を半円状に切削加工した形状に構成することができる。
【００４３】
可動部１４は、基部１０に継手部１２を介して接続されている。本実施形態において可動部１４は、継手部１２に対して、Ｙ’軸方向に沿って基部１０と反対側の＋Ｙ’軸方向に設けられている。可動部１４は、その形状が板状であり、Ｚ’軸方向に沿って互いに対向し表裏の関係である主面１４ａ，１４ｂを有している。可動部１４は、主面１４ａ，１４ｂと交差する方向（Ｚ’軸方向）に加わる物理量である加速度α１，α２（図８Ａ、図８Ｂ参照）に応じて、継手部１２を支点（回転軸）として主面１４ａ，１４ｂと交差する方向（Ｚ’軸方向）に変位することができる。
【００４４】
連結部４０は、後述する第３支持部５０が設けられている＋Ｘ方向側の基部１０からＸ軸方向に沿って可動部１４を囲む様に延在し、後述する第４支持部６０が設けられている−Ｘ方向側の基部１０に接続して設けられている。なお、連結部４０は、一例として図３においてクロスハッチングで示す領域をいう。但し、連結部４０は、基部１０に含まれる構成としてもよく、この場合、図３で示す基部１０の領域と、連結部４０の領域とを合わせた領域を基部１０としてもよい。
【００４５】
［第１支持部、第２支持部の構造］
図３に示す第１支持部２０、および第２支持部３０は、物理量検出素子７０を中心に同図において左右対称に同様の構成で設けられている。換言すると、第１支持部２０と、第２支持部３０とは、物理量検出素子７０が延在するＹ’軸方向に設定される線分Ａ−Ａを中心線として線対称に設けられている。
【００４６】
第１支持部２０は、腕部２２と、第１固定部２９と、を有する。腕部２２は、第１曲部２２ｒを介して、第１腕部２２ａと、第２腕部２２ｂとを有する。第１支持部２０は、＋Ｘ軸方向側の基部１０から延在し、基部１０と反対側の端部、即ち、第１支持部２０の先端側に第１固定部２９が設けられている。第１支持部２０は、その先端側に設けられた第１固定部２９が被固定物としてのパッケージ（不図示）に固定され、基部１０を支持する。ここで、第１腕部２２ａは、Ｙ軸方向に沿って延在する部分であり、第２腕部２２ｂは、Ｘ軸方向に沿って延在する部分である。第１腕部２２ａ、および第２腕部２２ｂの区分の一例として、図３において、第１腕部２２ａは淡ハッチング、第２腕部２２ｂは濃ハッチングのそれぞれ異なるハッチングを施してその領域を示している。
【００４７】
第１支持部２０は、可動部１４が変位する方向（Ｚ’軸方向）から当該第１支持部２０（物理量検出デバイス１００）を平面視した場合に、基部１０から−Ｙ’軸方向に、Ｙ’軸に沿って第１腕部２２ａが延在して設けられている。また、第１支持部２０は、第１腕部２２ａの基部１０と反対側に第１曲部２２ｒを有し、第１曲部２２ｒを介して第２腕部２２ｂが設けられている。第２腕部２２ｂは、第１曲部２２ｒから−Ｘ軸方向に、Ｘ軸に沿って設けられている。また、第２腕部２２ｂは、第１曲部２２ｒと反対側において第１固定部２９と接続されている。
【００４８】
腕部２２は、基部１０と第１固定部２９との間に位置し、物理量検出素子７０が設けられた第１面１０ａ側の裏側の面である第２面１０ｂ側から凹む凹部２２ｔが設けられている。換言すれば、凹部２２ｔによって、第１固定部２９が、−Ｚ’軸方向に突出する凸形状となる。なお、凹部２２ｔは、その厚みを基部１０の厚みの４０％以上６０％以下の範囲とすることが好ましい。このように、第１固定部２９は、被固定物と接合される第２面１０ｂ側が凹部２２ｔから突出して設けられている。したがって、第１固定部２９は、被固定物と接続される際に、第２面１０ｂ側と被固定物とを選択的に当接（接続）させることができる。換言すると、腕部２２が被固定物に当接することを抑制することができる。
【００４９】
第２支持部３０は、腕部３２と、第２固定部３９と、を有する。腕部３２は、第２曲部３２ｒを介して、第３腕部３２ａと、第４腕部３２ｂと、を有する。第２支持部３０は、−Ｘ軸方向側の基部１０から延在し、基部１０と反対側の端部、即ち、第２支持部３０の先端側に第２固定部３９が設けられている。第２支持部３０は、第１支持部２０と同様に、その先端側に設けられた第２固定部３９が被固定物としてのパッケージ（不図示）に固定され、基部１０を支持する。ここで、第３腕部３２ａは、Ｙ軸方向に沿って延在する部分であり、第４腕部３２ｂは、Ｘ軸方向に沿って延在する部分である。第３腕部３２ａ、および第４腕部３２ｂの区分の一例として、図３において、第３腕部３２ａは淡ハッチング、第４腕部３２ｂは濃ハッチングのそれぞれ異なるハッチングを施してその領域を示している。
【００５０】
第２支持部３０は、可動部１４が変位する方向（Ｚ’軸方向）から当該第２支持部３０（物理量検出デバイス１００）を平面視した場合に、基部１０から−Ｙ’軸方向に、Ｙ’軸に沿って第３腕部３２ａが延在して設けられている。また、第２支持部３０は、第３腕部３２ａの基部１０と反対側に第２曲部３２ｒを有し、第２曲部３２ｒを介して第４腕部３２ｂが設けられている。第４腕部３２ｂは、第２曲部３２ｒから＋Ｘ軸方向に、Ｘ軸に沿って設けられている。また、第４腕部３２ｂは、第２曲部３２ｒと反対側において第２固定部３９と接続されている。
【００５１】
なお、第２支持部３０において、腕部３２、凹部３２ｔ、第２固定部３９は、第１支持部２０の腕部２２、凹部２２ｔ、第１固定部２９と同様の構成のため説明を省略する。
【００５２】
［第３支持部、第４支持部の構造］
図３に示す第３支持部５０、および第４支持部６０は、物理量検出素子７０を中心に同図において左右対称に同様の構成で設けられている。換言すると、第３支持部５０と、第４支持部６０とは、物理量検出素子７０が延在するＹ’軸方向に設定される線分Ａ−Ａを中心線として対象に設けられている。
【００５３】
第３支持部５０は、腕部５２と、第３固定部５９と、を有する。腕部５２は、第５腕部５２ａと、第６腕部５２ｂと、第３曲部５２ｒとを有する。第３支持部５０は、基部１０から連結部４０を介して延在し、連結部４０と反対側、即ち第３支持部５０の先端側に第３固定部５９が設けられている。第３固定部５９は、後述する被固定物としてのパッケージ（不図示）に固定され基部１０を支持するために設けられている。
【００５４】
第３支持部５０は、基部１０から連結部４０を介して第３固定部５９まで延在して設けられている。第３支持部５０は、可動部１４が変位する方向（Ｚ’軸方向）から第３支持部５０（物理量検出デバイス１００）を平面視した場合に、基部１０から連結部４０を介して＋Ｘ軸方向に、Ｘ軸に沿って第５腕部５２ａが延在して設けられている。また、第３支持部５０は、第５腕部５２ａの連結部４０と反対側に第３曲部５２ｒを有し、第３曲部５２ｒを介して第６腕部５２ｂが設けられている。第６腕部５２ｂは、第３曲部５２ｒから−Ｙ’軸方向に、Ｙ’軸に沿って設けられている。また、第６腕部５２ｂは、第３曲部５２ｒと反対側において第３固定部５９と接続されている。ここで、第５腕部５２ａ、および第６腕部５２ｂの区分の一例として、図３において、第５腕部５２ａは濃ハッチング、第６腕部５２ｂは淡ハッチングのそれぞれ異なるハッチングを施してその領域を示している。
【００５５】
腕部５２は、連結部４０を介して基部１０と第３固定部５９との間に位置し、物理量検出素子７０が設けられた第１面１０ａ側の裏側の面である第２面１０ｂ側から凹む凹部５２ｔが設けられている。換言すれば、凹部５２ｔによって、第３固定部５９が、−Ｚ’軸方向に突出する凸形状となる。なお、凹部５２ｔは、その厚みを基部１０の厚みの４０％以上６０％以下の範囲とすることが好ましい。このように、第３固定部５９は、被固定物と接合される第２面１０ｂ側が凹部５２ｔから突出して設けられている。したがって、第３固定部５９は、被固定物と接続される際に、第２面１０ｂ側と被固定物とを選択的に当接（接続）させることができる。換言すると、腕部５２が被固定物に当接することを抑制することができる。
【００５６】
第４支持部６０は、腕部６２と、第４固定部６９と、を有する。腕部６２は、第４曲部６２ｒを介して、第７腕部６２ａと、第８腕部６２ｂと、を有する。第４支持部６０は、基部１０から連結部４０を介して延在し、連結部４０と反対側の端部、即ち、第４支持部６０の先端側に第４固定部６９が設けられている。第４支持部６０は、第３支持部５０と同様に、その先端側に設けられた第４固定部６９が被固定物としてのパッケージ（不図示）に固定され、連結部４０を介して基部１０を支持する。
【００５７】
第４支持部６０は、可動部１４が変位する方向（Ｚ’軸方向）から当該第４支持部６０を平面視した場合に、基部１０から連結部４０を介して−Ｘ軸方向に、Ｘ軸に沿って第７腕部６２ａが延在して設けられている。また、第４支持部６０は、第７腕部６２ａの連結部４０と反対側に第４曲部６２ｒを有し、第４曲部６２ｒを介して第８腕部６２ｂが設けられている。第８腕部６２ｂは、第４曲部６２ｒから−Ｙ’軸方向に、Ｙ’軸に沿って延在して設けられている。また、第８腕部６２ｂは、第４曲部６２ｒと反対側において第４固定部６９と接続されている。ここで、第７腕部６２ａ、および第８腕部６２ｂの区分の一例として、図３において、第７腕部６２ａは濃ハッチング、第８腕部６２ｂは淡ハッチングのそれぞれ異なるハッチングを施してその領域を示している。
【００５８】
なお、第４支持部６０において、腕部６２、凹部６２ｔ、第４固定部６９は、第３支持部５０の腕部５２、凹部５２ｔ、第３固定部５９と同様の構成のため説明を省略する。
【００５９】
なお、本実施形態の物理量検出デバイス１００において、各支持部（第１支持部２０、第２支持部３０、第３支持部５０、第４支持部６０）に設けられた各凹部２２ｔ，３２ｔ，５２ｔ，６２ｔは、可動部１４を囲む様に設けられている。
【００６０】
上述したような、水晶Ｚ板（Ｚ’板）の水晶基板を用いている水晶基板からウェットエッチングによって従来の基板構造体を形成する際、図５に示すように、Ｙ’軸に沿っている第１部分（本実施形態では、例えば、第１部分１２１が相当する。以下「第１部分４０ａｚ」として説明する）と、Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿っている第２部分（本実施形態では、例えば、第２部分１２９が相当する。以下「第２部分４０ｂｚ」として説明する）とが接続している接続部の内側に、水晶のエッチング異方性による結晶成長の速度の異なる結晶面による残渣９５（「ヒレ」といわれることもある）が出現する。残渣９５は、第２部分４０ｂｚの内壁面に対して傾斜角度θ0の概三角形の形状で、第１部分４０ａｚの内壁面と第２部分４０ｂｚの内壁面とに亘り出現する。このような残渣９５が出現すると、物理量検出デバイス１００に、例えば過度の衝撃が加わった場合、残渣９５と第１部分４０ａｚまたは第２部分４０ｂｚとの接続位置９５ｃ（残渣の端部）に応力が集中し、第１部分４０ａｚと第２部分４０ｂｚとの接続領域にクラックが生じてしまう起点、もしくは第１部分４０ａｚまたは第２部分４０ｂｚの折れなどの起点となり、耐衝撃性を低下させる一因となっていた。
【００６１】
このような現象に鑑みて、本実施形態の基板構造体１０１では、代表例として図４に示すように、Ｙ’軸に沿って設けられている第１部分１２１と、Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿って設けられている第２部分１２９とが接続している接続領域の内側の隅部に、Ｘ軸に対しての傾斜角度θ１を、２５°≦θ１≦３５°を満たして傾斜しているコーナー部としての傾斜部２６を設けた構成としている。傾斜部２６は、Ｚ’軸方向からの平面視で、傾斜部２６を設けない場合に出現する残渣９５（図５参照）と重なるようにＸ軸に対して傾斜して設けられている。本実施形態の基板構造体１０１では、コーナー部としての傾斜部２６を７箇所に配置している。
【００６２】
傾斜部２６は、図４に示すように、傾斜部２６の厚さをｔ１（換言すれば、基部１０の厚さということができる。（図７参照））、および傾斜部２６のＸ軸に沿った長さをＬ１としたとき、３００μｍ≦ｔ１≦５００μｍ、および、１００μｍ≦Ｌ１≦５００μｍ、を満たして設けられていることが好ましい。図６のグラフに示すように、傾斜部２６のＸ軸に沿った長さＬ１を、１００μｍ≦Ｌ１≦５００μｍとしたとき、明らかにＸ方向のせん断強度が高くなることがわかる。図６に示す評価結果では、傾斜部２６を設けない構成（Ｌ１＝０：ゼロ）と比較して、傾斜部２６のＸ軸に沿った長さＬ１を１００μｍとしたときは、約１．２倍のせん断強度を得られ、長さＬ１を５００μｍとしたときは、約２．５倍のせん断強度を得ることができることがわかる。
【００６３】
このように、Ｙ’軸に沿って設けられている第１部分１２１と、Ｘ軸の＋Ｘ軸方向に沿って設けられている第２部分１２９とが接続している接続部の内側に、上述の構成のコーナー部としての傾斜部２６を設けることにより、エッチング速度の異なる結晶面が無くなる（生じ難くなる）ことから、従来の傾斜部２６を設けない接続部の内側に発生する残渣９５を生じさせなくすることができる。これにより、物理量検出デバイス１００に衝撃が加わった場合に、折れなどの破壊起点となり得る応力集中箇所が無くなり、物理量検出デバイス１００の耐衝撃性を向上させることができる。
【００６４】
なお、傾斜部２６は、代表例として上述にて説明した第１部分１２１と第２部分１２９とが接続している接続部の内側の他にも、Ｙ’軸に沿って設けられている第１部分と、Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿って設けられている第２部分との接続部に配置することができ、同様な効果を奏することができる。本実施形態おける傾斜部２６は、他の配置箇所として、具体的に、第１部分１２２と第２部分１２３との接続部、第１部分１２４と第２部分１２５との接続部、第１部分１１６ａと第２部分１２６ｂとの接続部、第１部分１２６ａと第２部分１３０との接続部、第１部分１２７と第２部分１２８との接続部、第１部分としての第１腕部２２ａと第２部分としての第２腕部２２ｂとの接続部に設けられている。なお、図３には、第１部分１２１と第２部分１２９のそれぞれにおける概ねの領域をハッチングを付して示している。
【００６５】
［物理量検出素子］
図３および図７に示す様に、物理量検出素子７０は、基板構造体１０１の基部１０と、可動部１４とに接続して設けられている。換言すると、物理量検出素子７０は、基板構造体１０１の基部１０と、可動部１４とに跨がるように設けられている。物理量検出素子７０には、振動部としての振動梁部７１ａ，７１ｂと、第１の基部としてのベース部７２ａと第２の基部としてのベース部７２ｂと、を有している。本実施形態の物理量検出素子７０は、例えば、可動部１４が物理量に応じて変位することで、振動梁部７１ａ，７１ｂに応力が生じ、振動梁部７１ａ，７１ｂに発生する物理量検出情報が変化する。換言すると、振動梁部７１ａ，７１ｂの振動周波数（共振周波数）が変化する。なお、本実施形態において物理量検出素子７０は、２本の振動梁部７１ａ，７１ｂと、一対のベース部７２ａ，７２ｂと、を有する双音叉素子（双音叉型振動素子）である。なお、振動部としての振動梁部７１ａ，７１ｂは、振動腕、振動ビーム、柱状ビーム、ということもある。
【００６６】
振動梁部７１ａ，７１ｂは、可動部１４の延在するＹ’軸方向に沿ってベース部７２ａと、ベース部７２ｂの間に延在して設けられている。振動梁部７１ａ，７１ｂは、空隙を介して並んで配置されている。振動梁部７１ａ，７１ｂの形状は、例えば、角柱状である。振動梁部７１ａ，７１ｂは、当該振動梁部７１ａ，７１ｂに設けられた励振電極（図示せず）に駆動信号が印加されると、Ｘ軸方向に沿って、互いに離間、または近接するように屈曲振動することができる。本形態のように、振動梁部７１ａ，７１ｂが２つの場合は、振動梁部７１ａ，７１ｂの長手方向の中央が互いに離れ、互いに近づくような振動、所謂逆相モードで振動させることにより、一対の振動梁部７１ａ，７１ｂは対称性を有する振動となることにより、外部への振動漏れを低減することができる。
【００６７】
ベース部７２ａ，７２ｂは、振動梁部７１ａ，７１ｂの両端に接続されている。図３に示す形態では、ベース部７２ａは、基部１０の第１面１０ａ（物理量検出素子７０が設けられた面）に検出素子接合材８４を介して固定されている。ベース部７２ｂは、可動部１４の主面１４ａ（基部１０の第１面１０ａと同じ側の主面）に検出素子接合材８４を介して接続されている。検出素子接合材８４としては、例えば、低融点ガラスや、共晶接合可能な金（Ａｕ）と錫（Ｓｎ）との合金被膜を用いることができる。
【００６８】
本実施形態における物理量検出素子７０は、圧電材料である水晶の原石などから、上述した基板構造体１０１と同様に、所定の角度で切り出された水晶Ｚ板（Ｚ’板）の水晶基板を用いている。物理量検出素子７０は、当該水晶基板を、フォトリソグラフィー技術、およびエッチング技術によってパターニングすることにより形成されている。これにより、振動梁部７１ａ，７１ｂ、およびベース部７２ａ，７２ｂを、一体に形成することができる。
【００６９】
なお、物理量検出素子７０の材質は、前述の水晶基板に限定されるものではない。例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の圧電材料を用いることができる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体（圧電材料）皮膜を備えたシリコンなどの半導体材料を用いることができる。但し、基板構造体１０１と同様の材料を用いることが好ましい。
【００７０】
物理量検出素子７０のベース部７２ａ上には、例えば、引き出し電極（図示省略）が設けられている。引き出し電極は、振動梁部７１ａ，７１ｂに設けられた励振電極（図示省略）と電気的に接続されている。
【００７１】
引き出し電極は、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属ワイヤー（図示省略）によって、基部１０の第１面１０ａに設けられた接続端子（図示省略）と電気的に接続されている。なお、接続端子は、図示しない配線によって、固定部接続端子７９ｂ（図３において図示省略）と電気的に接続されている。
【００７２】
励振電極、引き出し電極、接続端子、および固定部接続端子７９ｂは、例えば、クロム（Ｃｒ）層を下地として、その上に金（Ａｕ）層を積層した積層体を用いる。励振電極、引き出し電極、接続端子、および外部接続端子は、例えば、スパッタ法などによって導電層を形成し、当該導電層をパターニングすることによって設けられている。
【００７３】
質量部８０，８２は、図１および図７に示すように、可動部１４の主面１４ａと、主面１４ａと表裏の関係で裏面となる主面１４ｂと、に設けられている。より詳細には、質量部８０は、質量接合材８６を介して主面１４ａに設けられ、質量部８２は、質量接合材８６を介して主面１４ｂに設けられている。質量部８０，８２の材質としては、例えば、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などの金属が挙げられる。また、質量接合材８６としては、例えば、シリコーン樹脂を含む熱硬化型接着剤を用いることができる。
【００７４】
なお、本実施形態では可動部１４の主面１４ａ，１４ｂのそれぞれに、２つの質量部８０，８２が設けられている。しかし、これに限定されることなく、いずれか一方の主面１４ａ，１４ｂに一つ、または複数の質量部８０，８２を設けてもよい。
【００７５】
また、本実施形態では、物理量検出素子７０は、振動部を振動梁部７１ａ，７１ｂの２つの柱状ビームにより構成した双音叉振動子により構成したが、これを１つの柱状ビーム（シングルビーム）により構成することもできる。これにより、柱状ビームに対して第１の基部（ベース部）７２ａ、第２の基部（ベース部）７２ｂから印加される力が大きくなるので、共振周波数の変化量が大きくなり、物理量検出素子７０の感度を向上させることができる。
また、振動部を２つ以上の柱状ビームにより構成することが可能である。この場合、各柱状ビームの振動に対称性を持たせることにより、振動漏れを低減してＱ値の高い物理量検出素子７０とすることができる。
【００７６】
更に、例えば、材料として、周波数温度特性が３次曲線であるＡＴカット水晶やＳＣカット水晶などを用いてなる厚みすべり振動モードで振動する水晶振動子も物理量検出素子７０に適用可能である。更にまた、物理量検出素子７０としては、圧電振動子としてのＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子を採用してもよい。振動子（共振子）の基板材料としては、水晶に限定されず、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料を用いてもよい。
【００７７】
ここで、本発明に係る物理量検出素子７０の振動（駆動）方式は、圧電駆動に限定されない。例えば、本発明に係る物理量検出素子７０は、前述したような圧電基板を用いた圧電駆動型のもの以外に、静電気力を用いた静電駆動型や、磁力を利用したローレンツ駆動型などの振動片であってもよい。例えば静電駆動型の場合は、歪みが集中する部分（振動腕の根元付近）に駆動電極やそれを保護する保護膜などを形成する必要がないので、駆動電極や保護膜と水晶基板との界面で発生する熱応力の影響を受け難く、熱応力の緩和に起因した周波数変動を低減することができる。一方、圧電駆動型は、駆動電極や電極パッドを形成するだけでよいので、製造が容易である。
【００７８】
［物理量検出デバイスの動作］
次に、図８Ａおよび図８Ｂを参照して、物理量検出デバイス１００の動作について説明する。なお、同図において、Ｚ’軸は、重力が作用する方向に沿った軸としている。物理量検出デバイス１００は、物理量として、例えば加速度を検出する加速度検出センサーとして機能させることができる。以下、物理量検出デバイス１００に加速度が加わった場合の動作について説明する。
【００７９】
図８Ａに示すように、物理量検出デバイス１００は、−Ｚ’軸方向に加速度α１（重力方向に加えられる加速度）が加わると、加速度α１に応じて、可動部１４が継手部１２を支点にして−Ｚ’軸方向に変位する。これにより、物理量検出素子７０には、Ｙ’軸に沿ってベース部７２ａとベース部７２ｂとが矢印β１（互いに離れる）方向の力（張力）が加わり、振動梁部７１ａ，７１ｂには矢印β１方向の引っ張り応力が生じる。そのため、振動梁部７１ａ，７１ｂの振動周波数（共振周波数）は、高くなる。
【００８０】
一方、図８Ｂに示すように、物理量検出デバイス１００では、＋Ｚ’軸方向に加速度α２（重力方向と反対方向に加えられる加速度）が加わると、加速度α２に応じて、可動部１４が継手部１２を支点にして＋Ｚ’軸方向に変位する。これにより、物理量検出素子７０には、Ｙ’軸に沿ってベース部７２ａとベース部７２ｂとが矢印β２（互いに近づく）方向の力（圧縮力）が加わり、振動梁部７１ａ，７１ｂには矢印β２方向の圧縮応力が生じる。そのため、振動梁部７１ａ，７１ｂの振動周波数（共振周波数）は、低くなる。
【００８１】
ここで、連結部４０は、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、Ｚ’軸方向に加わる加速度α１，α２が所定の大きさより大きい場合、質量部８０，８２と接触することができる。そのため、Ｚ’軸方向の可動部１４の変位を、連結部４０によって所定の範囲内に規制することができる。これにより、可動部１４が過度に変位することによる物理量検出デバイス１００の破損を抑制することができる。
【００８２】
なお、本実施形態では、物理量検出素子７０として、いわゆる双音叉素子（双音叉型振動素子）を用いた例について説明したが、可動部１４の変位に基づいて振動周波数が変化し、物理量を検出することができれば、物理量検出素子７０の形態は、上述したように特に限定されない。
【００８３】
上述した第１実施形態によれば、Ｙ’軸に沿って設けられている第１部分１２１と、Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿って設けられている第２部分１２９とが接続している接続部の内側の隅部に、上述した構成のコーナー部としての傾斜部２６を設ける。これにより、ウェットエッチングにおけるエッチング速度の異なる結晶面が傾斜部２６によって露出しなくなることから、従来発生していた接続部の内側に発生する残渣９５（図５参照）を生じさせなくする（生じさせ難くする）ことができる。これにより、物理量検出デバイス１００に衝撃が加わった場合に、折れなどの破壊起点となり得る応力集中箇所が無くなり、物理量検出デバイス１００の耐衝撃性を向上させることができる。また、これにより、基板構造体１０１を必要以上に厚くすることが不要になるため、物理量検出デバイス１００の感度を高めることができる。したがって、耐衝撃性を維持しつつ高感度な物理量検出デバイス１００を得ることができる。
【００８４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る物理量検出デバイスについて、図９、図１０、および図１１を用いて説明する。図９は、第２実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図である。図１０は、第２実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図である。図１１は、物理量検出デバイスの接続部（隅部）を拡大して示す拡大平面図である。図９、図１０および図１１に示す第２実施形態に係る物理量検出デバイス１００ａは、前述した第１実施形態に係る物理量検出デバイス１００と比し、傾斜部２６に替えて傾斜部２４が配設された構成であり、他の構成は同様である。したがって、以下の説明では、異なる構成の傾斜部２４の配置を中心に説明し、同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
【００８５】
第２実施形態に係る物理量検出デバイス１００ａは、図９、図１０、および図１１に示すように、基部１０と、継手部１２と、基部１０に連結している可動部１４と、連結部４０と、物理量を検出する物理量検出素子７０とを有する。ここで、基部１０は、第１実施形態と同様に、図３において斜線（平面視で右上がりのハッチングで示されている領域）で識別されている領域をいう。また、物理量検出デバイス１００ａは、図示を省略するが、第１実施形態で示したような質量部８０，８２も有している。
【００８６】
さらに、物理量検出デバイス１００ａは、基部１０側に連結して設けられている第１支持部２０、第２支持部３０、第３支持部５０、および第４支持部６０を有する。ここで、第３支持部５０と第４支持部６０とが連結部４０を介して連結されている。
【００８７】
詳述すれば、第１支持部２０は、平面視で、基部１０のＸ軸の＋側に配置されている。第２支持部３０は、平面視で、基部１０のＸ軸の−側に配置されている。第３支持部５０は、平面視で、第１支持部２０よりもＹ軸の＋側に配置され、且つ、基部１０のＸ軸の＋側に配置されている。第４支持部６０は、平面視で、第２支持部３０よりもＹ軸の＋側に配置され、且つ、基部１０のＸ軸の−側に配置されている。
【００８８】
なお、本実施形態の物理量検出デバイス１００ａは、その一例として４つの支持部（第１支持部２０、第２支持部３０、第３支持部５０、第４支持部６０）を有する形態を例示する。しかし、設けられる支持部の数はこれに限定されることは無く、検出する物理量の条件等に応じて適宜変更しても良いものである。例えば、第３支持部５０と第４支持部６０との間に配置され、第３支持部５０と第４支持部６０とを連結している連結部４０がなく、第３支持部５０と第４支持部６０が連結されていない構成であってもよい。
【００８９】
第２実施形態に係る物理量検出デバイス１００ａは、基板構造体１０１ａにコーナー部としての傾斜部２４を設けた構成となっている。物理量検出デバイス１００ａの他の構成は、前述した第１実施形態の物理量検出デバイス１００と同様であるので、ここでの説明は省略する。なお、本実施形態の基板構造体１０１ａでは、傾斜部２４を７箇所に配置している。
【００９０】
コーナー部としての傾斜部２４は、Ｙ’軸に沿って設けられている第１部分と、Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿って設けられている第２部分とが接続している接続部の内側に設けられ、Ｘ軸に対して傾斜角度θ１で傾斜している。なお、傾斜部２４の傾斜角度θ１は、２５°≦θ１≦３５°を満たしていることが好ましい。
【００９１】
以下、本実施形態の基板構造体１０１ａにおける傾斜部２４の代表例として、第３支持部５０を構成する第５腕部５２ａと第６腕部５２ｂとの接続部に設けられた傾斜部２４を挙げて説明する。本例では、図１１に示すように、Ｙ’軸に沿って設けられている第１部分に第５腕部５２ｂが相当し、Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿って設けられている第２部分に第６腕部５２ａが相当する。傾斜部２４は、第１部分としての第５腕部５２ｂと、第２部分としての第６腕部５２ａとが接続している接続部の内側の隅部に、Ｘ軸に対する傾斜角度θ１が、２５°≦θ１≦３５°を満たすように設けられている。なお、傾斜部２４は、Ｚ軸方向からの平面視で、傾斜部２４を設けない場合に出現する残渣（不図示）と重なるように設けられている。
【００９２】
傾斜部２４は、図１１に示すように、傾斜部２４の厚さをｔ１（換言すれば、第５腕部５２ａと第６腕部５２ｂの厚さということができる（図７参照））、および傾斜部２４のＸ軸に沿った長さをＬ１１としたとき、３００μｍ≦ｔ１≦５００μｍ、および、１００μｍ≦Ｌ１≦５００μｍ、を満たして設けられていることが好ましい。このように構成することにより、図６のグラフを参照して説明したように、Ｘ方向のせん断強度を高くすることができる。
【００９３】
このように、Ｙ’軸に沿って設けられている第１部分としての第５腕部５２ａと、Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿って設けられている第２部分としての第６腕部５２ｂとが接続している接続部の内側に、上述の構成のコーナー部としての傾斜部２４を設けることにより、エッチング速度の異なる結晶面が無くなることから、従来の傾斜部２４を設けない接続部の内側に発生する残渣を生じさせなくすることができる。これにより、物理量検出デバイス１００に衝撃が加わった場合に、折れなどの破壊起点となり得る応力集中箇所が無くなり、物理量検出デバイス１００の耐衝撃性を向上させることができる。
【００９４】
なお、傾斜部２４は、代表例として上述にて説明した第１部分としての第５腕部５２ａと、第２部分としての第６腕部５２ｂとが接続している接続部の内側の他にも、Ｙ’軸に沿って設けられている第１部分と、Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿って設けられている第２部分との接続部に配置することができ、同様な効果を奏することができる。本実施形態おける傾斜部２４は、他の配置箇所として、具体的に、第１部分としての第１腕部２２ａと第２部分１１１との接続部、第１部分１１３と第２部分１１４ｂとの接続部、第１部分１１４ａと第２部分１１５との接続部、第１部分１１６と第２部分としての第７腕部６２ａとの接続部、第１部分１１７と第２部分１１２との接続部、第１部分１１８と第２部分１１９との接続部に設けられている。なお、図１０には、第１部分および第２部分のそれぞれにおける概ねの領域をハッチングを付して示している。
【００９５】
上述した第２実施形態によれば、Ｙ’軸に沿って設けられている、例えば第６腕部５２ｂと、Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿って設けられている、例えば第５腕部５２ａとが接続している接続部（第３曲部５２ｒ）の内側の隅部に、上述した構成のコーナー部としての傾斜部２４を設ける。これにより、ウェットエッチングにおけるエッチング速度の異なる結晶面が傾斜部２４によって露出しなくなることから、接続部の内側に発生する残渣を生じさせなくする（生じ難くする）ことができる。これにより、物理量検出デバイス１００ａに過度の衝撃が加わった場合に、折れなどの起点となり得る応力集中箇所が無くなり、物理量検出デバイス１００ａの耐衝撃性を向上させることができる。また、これにより、基板構造体１０１ａを必要以上に厚くすることが不要になるため、物理量検出デバイス１００ａの感度を高めることができる。したがって、耐衝撃性を維持しつつ高感度な物理量検出デバイス１００ａを得ることができる。
【００９６】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る物理量検出デバイスについて、図１２および図１３を用いて説明する。図１２は、第３実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図である。図１３は、第３実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図である。図１２および図１３に示す第３実施形態に係る物理量検出デバイス１００ｂは、前述した第１実施形態に係る物理量検出デバイス１００に設けられている傾斜部２６と、第２実施形態に係る物理量検出デバイス１００ａに設けられている傾斜部２４と、が配置された構成であり、他の構成は同様である。したがって、以下の説明では、傾斜部２６および傾斜部２４の配置を中心に説明し、前述の実施形態と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
【００９７】
第３実施形態に係る物理量検出デバイス１００ｂは、図１２および図１３に示すように、基部１０と、継手部１２と、基部１０に連結している可動部１４と、連結部４０と、物理量を検出する物理量検出素子７０とを有する。ここで、基部１０は、第１実施形態と同様に、図３において斜線（平面視で右上がりのハッチングで示されている領域）で識別されている領域をいう。また、物理量検出デバイス１００ｂは、図示を省略するが、第１実施形態で示したような質量部８０，８２も有している。
【００９８】
さらに、物理量検出デバイス１００ｂは、基部１０側に連結して設けられている第１支持部２０、第２支持部３０、第３支持部５０、および第４支持部６０を有する。ここで、第３支持部５０と第４支持部６０とが連結部４０を介して連結されている。
【００９９】
詳述すれば、第１支持部２０は、平面視で、基部１０のＸ軸の＋側に配置されている。第２支持部３０は、平面視で、基部１０のＸ軸の−側に配置されている。第３支持部５０は、平面視で、第１支持部２０よりもＹ軸の＋側に配置され、且つ、基部１０のＸ軸の＋側に配置されている。第４支持部６０は、平面視で、第２支持部３０よりもＹ軸の＋側に配置され、且つ、基部１０のＸ軸の−側に配置されている。
【０１００】
なお、本実施形態の物理量検出デバイス１００ｂは、その一例として４つの支持部（第１支持部２０、第２支持部３０、第３支持部５０、第４支持部６０）を有する形態を例示する。しかし、設けられる支持部の数はこれに限定されることは無く、検出する物理量の条件等に応じて適宜変更しても良いものである。例えば、第３支持部５０と第４支持部６０との間に配置され、第３支持部５０と第４支持部６０とを連結している連結部４０がなく、第３支持部５０と第４支持部６０が連結されていない構成であってもよい。
【０１０１】
第３実施形態に係る物理量検出デバイス１００ｂは、基板構造体１０１ｂに第１実施形態で説明した傾斜部２６に加えて、第２実施形態で説明した傾斜部２４を設けた構成となっている。本実施形態の基板構造体１０１ｂでは、コーナー部としての傾斜部２６、および傾斜部２４を、それぞれ７箇所に配置している。傾斜部２６、および傾斜部２４の詳細構成は、前述と同様であるのでは、詳細な説明は省略する。
【０１０２】
上述した第３実施形態によれば、Ｙ’軸に沿って設けられている第１部分（例えば第１腕部２２ａ）と、Ｘ軸の＋Ｘ方向に沿って設けられている第２部分（例えば第２腕部２２ｂ）とが接続している接続部（第１曲部２２ｒ）の全ての内側に、コーナー部としての傾斜部２６および傾斜部２４が設けられている。これにより、ウェットエッチングにおけるエッチング速度の異なる結晶面が傾斜部２６および傾斜部２４によって露出しなくなることから、残渣を生じさせなくする（生じさせ難くする）ことができる。これにより、物理量検出デバイス１００ｂに衝撃が加わった場合に、折れなどの起点となり得る応力集中箇所が無くなり、物理量検出デバイス１００ｂの耐衝撃性を向上させることができる。また、これにより、基板構造体１０１ｂを必要以上に厚くすることが不要になるため、物理量検出デバイス１００ｂの感度を高めることができる。したがって、耐衝撃性を維持しつつ高感度な物理量検出デバイス１００ｂを得ることができる。
【０１０３】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る物理量検出デバイスについて、図１４、図１５、および図１６を用いて説明する。図１４は、第４実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す斜視図である。図１５は、第４実施形態に係る物理量検出デバイスを模式的に示す平面図である。図１６は、物理量検出デバイスの接続部（隅部）を拡大して示す拡大平面図である。図１４および図１５に示す第４実施形態に係る物理量検出デバイス１００ｃは、前述した第２実施形態に係る物理量検出デバイス１００ａと比し、傾斜部２４，２６に加えて、第２のコーナー部としての第３の傾斜部２８が配置された構成であり、他の構成は同様である。したがって、以下の説明では、異なる構成の第３の傾斜部２８の配置を中心に説明し、同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
【０１０４】
第４実施形態に係る物理量検出デバイス１００ｃは、図１４および図１５に示すように、基部１０と、継手部１２と、基部１０に連結している可動部１４と、連結部４０と、物理量を検出する物理量検出素子７０とを有する。ここで、基部１０は、第１実施形態と同様に、図３において斜線（平面視で右上がりのハッチングで示されている領域）で識別されている領域をいう。また、物理量検出デバイス１００ｃは、図示を省略するが、第１実施形態で示したような質量部８０，８２も有している。
【０１０５】
さらに、物理量検出デバイス１００ｃは、基部１０側に連結して設けられている第１支持部２０、第２支持部３０、第３支持部５０、および第４支持部６０を有する。ここで、第３支持部５０と第４支持部６０とが連結部４０を介して連結されている。
【０１０６】
詳述すれば、第１支持部２０は、平面視で、基部１０のＸ軸の＋側に配置されている。第２支持部３０は、平面視で、基部１０のＸ軸の−側に配置されている。第３支持部５０は、平面視で、第１支持部２０よりもＹ軸の＋側に配置され、且つ、基部１０のＸ軸の＋側に配置されている。第４支持部６０は、平面視で、第２支持部３０よりもＹ軸の＋側に配置され、且つ、基部１０のＸ軸の−側に配置されている。
【０１０７】
なお、本実施形態の物理量検出デバイス１００ｃは、その一例として４つの支持部（第１支持部２０、第２支持部３０、第３支持部５０、第４支持部６０）を有する形態を例示する。しかし、設けられる支持部の数はこれに限定されることは無く、検出する物理量の条件等に応じて適宜変更しても良いものである。例えば、第３支持部５０と第４支持部６０との間に配置され、第３支持部５０と第４支持部６０とを連結している連結部４０がなく、第３支持部５０と第４支持部６０が連結されていない構成であってもよい。
【０１０８】
第４実施形態に係る物理量検出デバイス１００ｃは、基板構造体１０１ｃに、第３実施形態で説明した傾斜部２４，２６に加えて、第２のコーナー部としての第３の傾斜部２８を設けた構成となっている。
【０１０９】
第２のコーナー部としての第３の傾斜部２８は、一例として、Ｙ’軸に沿って設けられている第３部分１３２，１３４と、Ｘ軸の−Ｘ方向に沿って設けられている第４部分１３１，１３３とが接続している接続部の内側に設けられている。第３の傾斜部２８は、Ｘ軸に対して傾斜角度θ２で傾斜している。なお、第３の傾斜部２８の傾斜角度θ２は、２５°≦θ２≦３５°を満たしていることが好ましい。
【０１１０】
また、第３の傾斜部２８は、図１６に示すように、第３の傾斜部２８の厚さ（Ｚ軸方向の厚さ）をｔ２（換言すれば、基部１０の厚さということができる（図７参照））、および第３の傾斜部２８のＸ軸に沿った長さをＬ２としたとき、３００μｍ≦ｔ２≦５００μｍ、および、１００μｍ≦Ｌ２≦５００μｍ、を満たして設けられていることが好ましい。このように構成することにより、図６のグラフを参照して説明したように、Ｘ方向のせん断強度を高くすることができる。
【０１１１】
第３の傾斜部２８は、図１５に示すＹ’軸に沿って、物理量検出素子７０の中心を通る線分Ｂ−Ｂを中心線として、第３実施形態で説明した傾斜部２４，２６の配置位置と対称となる位置の接続部の内側に、傾斜部２４，２６の形状と対称形状となるように設けられている。本実施形態の基板構造体１０１ｃでは、第３の傾斜部２８を１４箇所に配置している。
【０１１２】
上述した第４実施形態によれば、複数の第３の傾斜部２８は、第３実施形態で説明した傾斜部２４，２６の配置位置に対して、物理量検出素子７０の中心を通る線分Ｂ−Ｂを中心線として同図において左右対称に配置されている。したがって、物理量検出デバイス１００ｃは、基板構造体１０１ｃの構成に構造対称性があることから、第１実施形態ないし第３実施形態のいずれかの効果に加えて、不要な共振モード信号（スプリアス）の発生を減少させることができ、不要な共振モード信号（スプリアス）と、物理量検出素子７０の検出信号との結合による、物理量検出デバイス１００ｃから出力される出力信号の変動を防ぐことができる。
【０１１３】
なお、前述した各実施形態では、Ｘ軸、Ｙ’軸およびＺ’軸が互いに直交しているが、厳密な直交でなくてもよく、例えば、Ｘ軸がＹ’Ｚ’平面の法線方向に対して若干傾いていてもよいし、Ｙ’軸がＸＺ’平面の法線方向に対して若干傾いていてもよいし、Ｚ’軸がＸＹ’平面の法線方向に対して若干傾いていてもよい。なお、若干とは、物理量検出デバイス１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃがその効果を発揮することができる範囲を意味し、具体的な傾き角度（数値）は、構成等によって異なる。
【０１１４】
また、本実施形態の物理量検出デバイス１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、上述した加速度を検知する加速度センサーとして適用することができる。また、慣性センサー、振動センサー（振動計）、重力センサー（重力計）、傾斜センサー（傾斜計）としても適用することができる。
【０１１５】
＜物理量検出器＞
次に、図１７を参照して、前述した物理量検出デバイス１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃのいずれかを備えた物理量検出器について説明する。図１７は、物理量検出器を模式的に示す断面図である。なお、物理量検出器に係る以下の説明では、物理量検出デバイス１００を搭載した構成を例示して説明する。
【０１１６】
物理量検出器３００は、図１７に示すように、第１実施形態で説明した物理量検出デバイス１００が搭載（収容）されている。搭載されている物理量検出デバイス１００の構成は第１実施形態と同様であるため、同様の構成には同様の符号を付して説明を簡略、または省略する。
【０１１７】
物理量検出器３００は、図１７に示すように、上述した第１実施形態に係る物理量検出デバイス１００と、パッケージ３１０とを有する。また、パッケージ３１０は、パッケージベース３２０と、リッド３３０とを有する。本実施形態の物理量検出器３００は、パッケージ３１０に物理量検出デバイス１００が収容（搭載）されている。より詳細には、パッケージベース３２０と、リッド３３０とが接続されて設けられた空間３１１に、物理量検出デバイス１００が収容（搭載）されている。
【０１１８】
パッケージベース３２０には、凹部３２１を有し、当該凹部３２１内に物理量検出デバイス１００が設けられている。パッケージベース３２０の形状は、凹部３２１内に物理量検出デバイス１００を設けることができれば、特に限定されない。本実施形態においてパッケージベース３２０としては、例えば、セラミックスを用いている。しかし、これに限定されること無く、水晶、ガラス、シリコンなどの材料を用いることができる。
【０１１９】
パッケージベース３２０は、パッケージベース３２０の内底面（凹部の内側の底面）３２２から、リッド３３０側に突出した段差部３２３を有する。段差部３２３は、例えば、凹部３２１の内壁に沿って設けられている。段差部３２３には、複数の内部端子３４０ｂが設けられている。
【０１２０】
内部端子３４０ｂは、物理量検出デバイス１００の各固定部（２９，３９，５９，６９）に設けられた固定部接続端子（例えば、固定部接続端子７９ｂ）と対向する位置（平面視において重なる位置）に設けられている。例えば、第２固定部３９に設けられた固定部接続端子７９ｂは、接合材３４３を介して内部端子３４０ｂと電気的に接続されている。なお、接合材３４３としては、例えば、金属フィラーなどの導電性物質を含むシリコーン樹脂系の導電性接着剤を用いることができる。
【０１２１】
各支持部（２０，３０，５０，６０）に備える各固定部（２９，３９，５９，６９）は、接合材３４３を介して凹部３２１に固定されることで、物理量検出デバイス１００は、パッケージベース３２０に実装され、パッケージ３１０内に収容される。
【０１２２】
パッケージベース３２０の外底面（内底面３２２と反対側の面）３２４には、外部の部材に実装される際に用いられる外部端子３４４が設けられている。外部端子３４４は、図示しない内部配線を介して内部端子３４０ｂと電気的に接続されている。
【０１２３】
内部端子３４０ｂ、および外部端子３４４は、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズ層に、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などの皮膜をメッキなどの方法により積層した金属膜で構成されている。
【０１２４】
パッケージベース３２０には、凹部３２１の底部にパッケージ３１０の内部（キャビティー）を封止する封止部３５０が設けられている。封止部３５０は、パッケージベース３２０に形成された貫通孔３２５内に設けられている。貫通孔３２５は、外底面３２４から内底面３２２まで貫通している。図１７に示す例では、貫通孔３２５は、外底面３２４側の孔径が内底面３２２側の孔径より大きい段付きの形状を有している。封止部３５０は、貫通孔３２５に、例えば、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）合金、ハンダ等からなる封止材を配置し、加熱溶融後、固化させることで設けられる。封止部３５０は、パッケージ３１０の内部を気密に封止するために設けるものである。
【０１２５】
リッド３３０は、パッケージベース３２０の凹部３２１を覆って設けられている。リッド３３０の形状は、例えば、板状である。リッド３３０としては、例えば、パッケージベース３２０と同じ材料や、鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）の合金、ステンレス鋼などの金属を用いることができる。リッド３３０は、リッド接合部材３３２を介して、パッケージベース３２０に接合されている。リッド接合部材３３２としては、例えば、シームリング、低融点ガラス、無機系接着剤等を用いることができる。
【０１２６】
リッド３３０をパッケージベース３２０接合した後、パッケージ３１０の内部が減圧された状態（真空度の高い状態）で、貫通孔３２５内に封止材を配置し、加熱溶融後、固化させて封止部３５０を設けることによって、パッケージ３１０内を気密に封止することができる。パッケージ３１０の内部は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填されていてもよい。
【０１２７】
物理量検出器３００において、外部端子３４４、内部端子３４０ｂ、固定部接続端子７９ｂなどを経由して、物理量検出デバイス１００の励振電極に駆動信号が与えられると、物理量検出素子７０の振動梁部７１ａ，７１ｂは、所定の周波数で振動（共振）する。そして、物理量検出器３００は、印加される加速度α１，α２に応じて変化する物理量検出素子７０の共振周波数を出力信号として、出力することができる。
【０１２８】
また、物理量検出器３００には、物理量検出デバイス１００から出力される出力信号を処理する電子回路（不図示）を搭載してもよい。物理量検出器３００において、電子回路から内部端子３４０ｂ、固定部接続端子７９ｂなどを経由して、物理量検出デバイス１００の励振電極に駆動信号が与えられる。駆動信号が与えられると、物理量検出素子７０の振動梁部７１ａ，７１ｂは、所定の周波数で屈曲振動（共振）する。そして、物理量検出器３００は、印加される加速度α１，α２に応じて変化する物理量検出素子７０から出力される共振周波数を電子回路で増幅して外部端子３４４から物理量検出器３００の外部に出力することができる。
【０１２９】
なお、物理量として傾斜を検出する物理量検出器３００に物理量検出デバイス１００を用いた場合には、物理量検出器３００の姿勢（傾斜）の変化に応じて、重力加速度が加わる方向が変化し、搭載されている物理量検出デバイス１００の振動梁部７１ａ，７１ｂに引っ張り応力や圧縮応力が生じる。そして、振動梁部７１ａ，７１ｂの共振周波数が変化する。物理量検出器３００は、当該共振周波数の変化を姿勢（傾斜）の変化として検出するものである。
【０１３０】
上述した物理量検出器３００によれば、耐衝撃性を向上させ、且つ高感度な物理量検出デバイス１００を備えていることから、物理量検出器３００も同様な効果を享受することができる。
【０１３１】
＜傾斜計＞
次に、図１８を参照して、前述した物理量検出デバイス１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃのいずれかを備えた傾斜計について説明する。図１８は、傾斜計の概略構成を示す機能ブロック図である。なお、傾斜計に係る以下の説明では、物理量検出デバイス１００を搭載した構成を例示して説明する。傾斜計８００は、例えば橋梁や建築物などの構造物に設置され、設置された構造物の傾き（傾斜）を検出することができる。
【０１３２】
図１８に示すように、傾斜計８００は、物理量検出デバイス１００と、物理量検出デバイス１００からの出力信号に基づいて設置された構造物の傾斜を算出する回路部８１０と、を含む。なお、傾斜計８００は、回路部８１０が算出した構造物の傾斜に係る算出データを他の情報端末との間で通信する通信部８２０と、回路部８１０が算出した構造物の傾斜に係る算出データを表示する表示部８３０と、を備えてもよい。
【０１３３】
物理量検出デバイス１００は、傾きを検出する傾斜センサーとして機能することができる。物理量検出デバイス１００は、物理量検出素子７０の振動梁部７１ａ，７１ｂの共振周波数の変化を出力信号として、出力することができる。
【０１３４】
回路部８１０は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）などで構成され、傾斜計８００の各部を制御する。回路部８１０は、物理量検出デバイス１００からの出力信号に基づいて、傾斜計８００の設置された構造物の傾斜を算出し、所定の信号として出力することができる。また、回路部８１０は、算出した構造物の傾斜を処理し、表示部８３０に表示データとして出力し、表示させることができる。
【０１３５】
通信部８２０は、傾斜計８００と、図示しない情報端末との間の通信を成立させるための各種制御を行う。通信部８２０は、例えば、Bluetooth（登録商標）（BTLE：Bluetooth Low Energyを含む）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（Wireless Fidelity）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ（Near field communication）、ＡＮＴ＋（登録商標）等の近距離無線通信規格に対応した送受信機やＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の通信バス規格に対応したコネクターを含んで構成されてもよい。
【０１３６】
表示部８３０は、回路部８１０からの出力信号に基づいて、設置され構造物の傾斜の状態を表示する。表示部８３０における表示は、文字（絵文字）による表示、あるいはグラフィック表示などを含む画像表示などを行うことができる。
【０１３７】
このような傾斜計８００によれば、耐衝撃性を維持しつつ高感度で検出された物理量検出デバイス１００からの出力信号に基づいて傾斜を算出することから、信頼性を向上させた傾斜の算出を行うことができる。
【０１３８】
＜慣性計測ユニット＞
次に、図１９および図２０を参照して、慣性計測ユニット（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）について説明する。図１９は、慣性計測ユニットの概略構成を示す分解斜視図である。図２０は、慣性計測ユニットの慣性センサー素子の配置例を示す斜視図である。図１９および図２０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。
【０１３９】
図１９に示す慣性計測ユニット２０００（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）は、自動車や、ロボットなどの運動体（被装着装置）の姿勢や、挙動（慣性運動量）を検出する装置である。慣性計測ユニット２０００は、３軸の加速度センサーと、３軸の角速度センサーと、を備えた、いわゆる６軸モーションセンサーとして機能する。
【０１４０】
慣性計測ユニット２０００は、平面形状が略正方形の直方体である。また、正方形の対角線方向に位置する２箇所の頂点近傍に、固定部としてのネジ穴２１１０が形成されている。この２箇所のネジ穴２１１０に２本のネジを通して、自動車などの被装着体の被装着面に慣性計測ユニット２０００を固定することができる。なお、部品の選定や設計変更により、例えば、スマートフォンや、デジタルカメラに搭載可能なサイズに小型化することも可能である。
【０１４１】
慣性計測ユニット２０００は、アウターケース２１００と、接合部材２２００と、センサーモジュール２３００と、を有し、アウターケース２１００の内部に、接合部材２２００を介在させて、センサーモジュール２３００を挿入した構成となっている。また、センサーモジュール２３００は、インナーケース２３１０と、基板２３２０と、を有している。
【０１４２】
アウターケース２１００の外形は、慣性計測ユニット２０００の全体形状と同様に、平面形状が略正方形の直方体であり、正方形の対角線方向に位置する２箇所の頂点近傍に、それぞれネジ穴２１１０が形成されている。また、アウターケース２１００は、箱状であり、その内部にセンサーモジュール２３００が収納されている。
【０１４３】
インナーケース２３１０は、基板２３２０を支持する部材であり、アウターケース２１００の内部に収まる形状となっている。また、インナーケース２３１０には、基板２３２０との接触を防止するための凹部２３１１や後述するコネクター２３３０を露出させるための開口２３１２が形成されている。このようなインナーケース２３１０は、接合部材２２００（例えば、接着剤を含浸させたパッキン）を介してアウターケース２１００に接合されている。また、インナーケース２３１０の下面には接着剤を介して基板２３２０が接合されている。
【０１４４】
図２０に示すように、基板２３２０の上面には、コネクター２３３０、Ｚ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｚ、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向の加速度を検出する加速度センサー２３５０などが実装されている。また、基板２３２０の側面には、Ｘ軸まわりの角速度を検出する角速度検出デバイスとしての角速度センサー２３４０ｘおよびＹ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｙが実装されている。なお、角速度センサー２３４０ｚ，２３４０ｘ，２３４０ｙとしては、特に限定されず、コリオリの力を利用したジャイロセンサーなどを用いることができる。また、加速度センサー２３５０としては、特に限定されず、前述の第１実施形態から第４実施形態において説明した物理量検出デバイス１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃのいずれかが収容された物理量検出器３００などを用いることができる。加速度センサー２３５０は、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）の各軸方向の加速度を検出することができ、本発明に係る物理量検出デバイス１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃのいずれかが収容された物理量検出器３００が３つ搭載されている。
【０１４５】
また、基板２３２０の下面には、制御ＩＣ２３６０が実装されている。制御ＩＣ２３６０は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）であり、不揮発性メモリーを含む記憶部や、Ａ／Ｄコンバーターなどを内蔵しており、慣性計測ユニット２０００の各部を制御する。記憶部には、加速度、および角速度を検出するための順序と内容を規定したプログラムや、検出データをデジタル化してパケットデータに組込むプログラム、付随するデータなどが記憶されている。なお、基板２３２０には、その他にも複数の電子部品が実装されている。
【０１４６】
以上、慣性計測ユニット２０００について説明した。このような慣性計測ユニット２０００は、角速度センサー２３４０ｚ，２３４０ｘ，２３４０ｙおよび加速度センサー２３５０と、これら各センサー２３４０ｚ，２３４０ｘ，２３４０ｙ，２３５０の駆動を制御する回路部としての制御ＩＣ２３６０（制御回路）と、を含んでいる。これにより、上述した物理量検出デバイス１００の効果を享受でき、耐衝撃性、および信頼性の高い慣性計測ユニット２０００が得られる。
【０１４７】
＜電子機器＞
次に、物理量検出デバイス１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃのいずれかを用いた電子機器について、図２１、図２２、および図２３を参照して説明する。なお、以下では、物理量検出デバイス１００を用いた構成を例示して説明する。
【０１４８】
先ず、図２１を参照して、電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターについて説明する。図２１は、電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を模式的に示す斜視図である。
【０１４９】
この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、角速度センサーとして機能する物理量検出デバイス１００が内蔵されており、物理量検出デバイス１００の検出データの出力信号に基づいて制御部１１１０が、例えば姿勢制御などの制御を行なうことができる。
【０１５０】
図２２は、電子機器の一例であるスマートフォン（携帯電話機）の構成を模式的に示す斜視図である。
【０１５１】
この図において、スマートフォン１２００は、上述した物理量検出デバイス１００が組込まれている。物理量検出デバイス１００によって検出された検出データ（角速度データ）の出力信号は、スマートフォン１２００の制御部１２０１に送信される。制御部１２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成されており、受信した検出データの出力信号からスマートフォン１２００の姿勢や、挙動を認識して、表示部１２０８に表示されている表示画像を変化させたり、警告音や、効果音を鳴らしたり、振動モーターを駆動して本体を振動させることができる。換言すれば、スマートフォン１２００のモーションセンシングを行い、計測された姿勢や、挙動から、表示内容を変えたり、音や、振動などを発生させたりすることができる。特に、ゲームのアプリケーションを実行する場合には、現実に近い臨場感を味わうことができる。
【０１５２】
図２３は、電子機器の一例であるディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
【０１５３】
この図において、ディジタルスチールカメラ１３００のケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとしても機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【０１５４】
撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチールカメラ１３００では、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチールカメラ１３００には、加速度センサーとして機能する物理量検出デバイス１００が内蔵されており、物理量検出デバイス１００の検出データの出力信号に基づいて制御部１３１６が、例えば手振れ補正などの制御を行なうことができる。
【０１５５】
このような電子機器は、物理量検出デバイス１００、および制御部１１１０，１２０１，１３１６を備えているので、優れた信頼性を有している。
【０１５６】
なお、物理量検出デバイス１００を備える電子機器は、図２１のパーソナルコンピューター、図２２のスマートフォン（携帯電話機）、図２３のディジタルスチールカメラの他にも、例えば、タブレット端末、時計、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、地震計、歩数計、傾斜計、ハードディスクの振動を計測する振動計、ロボットやドローンなど飛行体の姿勢制御装置、自動車の自動運転用慣性航法に使用される制御機器等に適用することができる。
【０１５７】
＜移動体＞
次に、物理量検出デバイス１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃを用いた移動体を図２４に示し、詳細に説明する。図２４は、移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。なお、以下では、物理量検出デバイス１００を用いた構成を例示して説明する。
【０１５８】
図２４に示すように、自動車１５００には物理量検出デバイス１００が内蔵されており、例えば、物理量検出デバイス１００によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。物理量検出デバイス１００の検出信号（出力信号）は、車体の姿勢を制御する姿勢制御部としての車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。また、物理量検出デバイス１００は、他にもキーレスエントリーシステム、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロールシステム（エンジンシステム）、自動運転用慣性航法の制御機器、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。
【０１５９】
また、移動体に適用される物理量検出デバイス１００は、上記の例示の他にも、例えば、二足歩行ロボットや電車などの姿勢制御、ラジコン飛行機、ラジコンヘリコプター、およびドローンなどの遠隔操縦あるいは自律式の飛行体の姿勢制御、農業機械（農機）、もしくは建設機械（建機）などの姿勢制御、ロケット、人工衛星、船舶、およびＡＧＶ（無人搬送車）などの制御において利用することができる。以上のように、各種移動体の姿勢制御の実現にあたって、物理量検出デバイス１００、およびそれぞれの制御部（不図示）が組み込まれる。
【０１６０】
このような移動体は、物理量検出デバイス１００、および制御部（例えば、姿勢制御部としての車体姿勢制御装置１５０２）を備えているので、優れた信頼性を有している。
【０１６１】
＜構造物監視システム＞
次に、物理量検出デバイス１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃを用いた構造物監視システムを図２５に示し、詳細に説明する。図２５は、構造物監視システムを示す機能ブロック図である。なお、以下では、物理量検出デバイス１００を用いた構成を例示して説明する。
【０１６２】
構造物監視システム２５００は、例えば、橋梁や建築物の梁などの構造物に設置した物理量検出デバイス１００の検出結果に基づいて、その構造物の傾斜角度や撓みなどの変位を検出することができる。構造物監視システム２５００は、図２５に示すように、物理量検出デバイス１００と、物理量検出デバイス１００の検出結果を受信して、構造物の変位を監視することができる構造物監視装置２５１０と、を含んでいる。
【０１６３】
構造物監視装置２５１０は、構造物に取り付けられた物理量検出デバイス１００から出力された検出結果を出力信号として受信する受信部２５１１と、受信部２５１１が受信し、出力された出力信号に基づいて、物理量検出デバイス１００の取り付けられている構造物の傾斜角度を算出する算出部２５１２と、を備えている。なお、構造物監視装置２５１０は、算出部２５１２によって算出された構造物の傾斜角度や変位を文字やグラフィック画像などとして表示することができる表示部２５１３を備えてもよい。
【０１６４】
このような構造物監視システム２５００によれば、耐衝撃性を維持しつつ高感度で検出された物理量検出デバイス１００からの出力信号に基づいて構造物の傾斜や変位を算出することから、構造物の傾斜や変位を高信頼性で算出することができる。
【０１６５】
以上、物理量検出デバイス、傾斜計、慣性計測ユニット、電子機器、移動体、および構造物監視システムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【符号の説明】
【０１６６】
１０…基部、１２…継手部、１４…可動部、２０…第１支持部、２２…腕部、２２ａ…第１腕部、２２ｂ…第２腕部、２２ｒ…第１曲部、２２ｔ…凹部、２４…コーナー部としての傾斜部、２６…コーナー部としての傾斜部、２８…第２のコーナー部としての第３の傾斜部、２９…第１固定部、３０…第２支持部、３２…腕部、３２ａ…第３腕部、３２ｂ…第４腕部、３２ｒ…第２曲部、３２ｔ…凹部、３９…第２固定部、４０…連結部、５０…第３支持部、５２…腕部、５２ａ…第５腕部、５２ｂ…第６腕部、５２ｒ…第３曲部、５２ｔ…凹部、５９…第３固定部、６０…第４支持部、６２…腕部、６２ａ…第７腕部、６２ｂ…第８腕部、６２ｒ…第４曲部、６２ｔ…凹部、６９…第４固定部、７０…物理量検出素子、７１ａ，７１ｂ…振動部としての振動梁部、７２ａ，７２ｂ…ベース部、８０，８２…質量部、９５…残渣、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…物理量検出デバイス、１０１…基板構造体、１１３，１１４ａ，１１６，１１７，１１８，１１６ａ、１２１，１２２，１２４，１２６ａ，１２７…第１部分、１１１，１１２，１１４ｂ，１１５，１１９，１２３，１２５，１２６ｂ，１２８，１２９，１３０…第２部分、１３２，１３４…第３部分、１３１，１３３…第４部分、３００…物理量検出器、３１０…パッケージ、３２０…パッケージベース、３２１…凹部、３４３…接合材、８００…傾斜計、１１００…パーソナルコンピューター、１２００…スマートフォン、１３００…ディジタルスチールカメラ、１５００…自動車、２０００…慣性計測ユニット、２５００…構造物監視システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図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１８】
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【図１９】
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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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