(57)【要約】【課題】クアドラチャを低減することのできる物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器、移動体および物理量センサーの出力信号調整方法を提供する。【解決手段】物理量センサーは、可動体と、可動体と対向して配置された第１検出電極、および可動体と対向して配置され可動体との離間距離が可動体と第１検出電極との離間距離と異なっている第２検出電極を含む検出電極と、を含む。可動体と第１検出電極とが並ぶ方向を第１方向とし、第１方向に直交する方向を第２方向としたとき、可動体の振動は、第１方向の振動と第２方向の振動とが合成された駆動振動モードを有し、第２検出電極は、第１方向からの平面視で、検出電極の第２方向での中心から第２方向にずれて配置されている。【選択図】図５
2019132690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動体と、
前記可動体と対向して配置されている第１検出電極、および前記可動体と対向して配置され前記可動体との離間距離が前記可動体と前記第１検出電極との離間距離と異なっている第２検出電極を含む検出電極と、
を含み、
前記可動体と前記第１検出電極とが並ぶ方向を第１方向とし、
前記第１方向に直交する方向を第２方向としたとき、
前記可動体の振動は、前記第１方向の振動と前記第２方向の振動とが合成された駆動振動モードを有し、
前記第２検出電極は、前記第１方向からの平面視で、前記検出電極の前記第２方向での中心から前記第２方向にずれて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２】
請求項１において、
前記第１検出電極と前記第２検出電極とが電気的に接続されている第１状態と、前記第１検出電極と前記第２検出電極とが電気的に接続されていない第２状態と、を選択可能であることを特徴とする物理量センサー。
【請求項３】
請求項２において、
前記第２状態では、前記第２検出電極と前記可動体とが電気的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ないし３のいずれか一項において、
前記第１方向および前記第２方向に直交する方向を第３方向としたとき、
前記第２検出電極は、前記第３方向に沿った長手形状であ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のいずれか一項において、
前記検出電極は、複数の前記第２検出電極を含むことを特徴とする物理量センサー。
【請求項６】
請求項５において、
前記複数の第２検出電極は、前記第１方向からの平面視で、前記検出電極の前記第２方向での中心に対して、前記第２方向の両側に位置していることを特徴とする物理量センサー。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか一項において、
前記可動体と対向して配置されている基板を含み、
前記基板は、
前記可動体と対向している主面と、
前記主面に開口している凹部と、
を含み、
前記第１検出電極は、前記主面に配置され、
前記第２検出電極は、前記凹部の内底面に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８】
請求項１ないし６のいずれか一項において、
前記可動体と対向して配置されている基板を含み、
前記基板は、
前記可動体と対向している主面と、
前記主面に設けられている凸部と、
を含み、
前記第１検出電極は、前記主面に配置され、
前記第２検出電極は、前記凸部の頂面に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９】
請求項１ないし８のいずれか一項において、
前記第１方向および前記第２方向に直交する方向を第３方向としたとき、
前記第３方向に沿う検出軸まわりの角速度を検出でき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９のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
回路素子と、
を含むことを特徴とする物理量センサーデバイス。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の物理量センサーである第１物理量センサーと、
前記第１物理量センサーとは異なる物理量を検出する第２物理量センサーと、
を含むことを特徴とする複合センサーデバイス。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記第１物理量センサーは、角速度を検出できるセンサーであり、
前記第２物理量センサーは、加速度を検出できるセンサーであることを特徴とする複合センサーデバイス。
【請求項１３】
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
前記物理量センサーの駆動を制御する制御回路と、
を含むことを特徴とする慣性計測装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の慣性計測装置と、
測位用衛星から位置情報が重畳された衛星信号を受信する受信部と、
受信した前記衛星信号に基づいて、前記受信部の位置情報を取得する取得部と、
前記慣性計測装置から出力された慣性データに基づいて、移動体の姿勢を演算する演算部と、
算出された前記姿勢に基づいて前記位置情報を補正することにより、前記移動体の位置を算出する算出部と、
を含むことを特徴とする移動体測位装置。
【請求項１５】
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
前記物理量センサーが収容されているケースと、
前記ケースに収容され、前記物理量センサーからの出力データを処理する処理部と、
前記ケースに収容されている表示部と、
前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、
を含むことを特徴とする携帯型電子機器。
【請求項１６】
請求項１５において、
衛星測位システムを含み、
ユーザーの移動距離や移動軌跡を計測することを特徴とする携帯型電子機器。
【請求項１７】
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
前記物理量センサーから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、
を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項１８】
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
前記物理量センサーから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、
を含むことを特徴とする移動体。
【請求項１９】
請求項１８において、
エンジンシステム、ブレーキシステム、及びキーレスエントリーシステムの少なくとも何れかのシステムを含み、
前記制御部は、前記検出信号に基づいて、前記システムを制御することを特徴とする移動体。
【請求項２０】
可動体と、
前記可動体と対向して配置されている第１検出電極、および前記可動体と対向して配置され前記可動体との離間距離が前記可動体と前記第１検出電極との離間距離と異なっている第２検出電極を含む検出電極と、
を含み、
前記可動体と前記第１検出電極とが並ぶ方向を第１方向とし、
前記第１方向に直交する方向を第２方向としたとき、
前記可動体の振動は、前記第１方向の振動と前記第２方向の振動とが合成された駆動振動モードを有し、
前記第２検出電極は、前記第１方向からの平面視で、前記検出電極の前記第２方向での中心から前記第２方向にずれて配置され、
前記第１検出電極と前記第２検出電極とが電気的に接続されている第１状態および前記第１検出電極と前記第２検出電極とが電気的に接続されていない第２状態の一方を選択することにより、前記検出電極の前記第２方向に対する傾きを疑似的に変化させることにより出力信号を調整することを特徴とする物理量センサーの出力信号調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器、移動体および物理量センサーの出力信号調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されている角速度センサーは、可動駆動電極と、可動駆動電極を振動させる固定駆動電極と、振動量増幅部を介して可動駆動電極に接続された可動検出電極と、可動検出電極と対向配置された固定検出電極と、を有する。このような構成の角速度センサーでは、可動駆動電極と固定駆動電極との間に静電引力を発生させることにより可動駆動電極と共に可動検出電極をＹ軸方向に振動させ（この振動モードを「駆動振動モード」と言う）、この状態でＸ軸まわりの角速度が加わると、コリオリの力によって可動検出電極がＺ軸方向に振動し（この振動モードを「検出振動モード」と言う）、それに伴って変化する可動検出電極と固定検出電極との間の静電容量に基づいてＸ軸まわりの角速度を検出することができる。
【０００３】
このような角速度センサーは、例えば、特許文献２に記載されているシリコンの深溝エッチング技術（ボッシュ・プロセス）を用いて形成することができる。シリコンの深溝エッチング技術とは、ＳＦ６（エッチング用ガス）とＣ４Ｆ８（側壁保護膜形成用ガス）の２系統のガスを交互に切り替えて、エッチング工程と側壁保護膜形成工程とを交互に繰り返すことにより、シリコンに深溝（貫通孔）を形成する技術である。このような深溝エッチング技術によれば、溝側面の垂直性に優れ、高いアスペクト比の溝を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７５０７９号公報
【特許文献２】特表平７−５０３８１５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、特許文献２に記載の深溝エッチング技術を用いた場合、例えば、被エッチングウェーハのチャンバー内の位置等によっては、被エッチングウェーハのエッチング面の法線方向に対して傾斜した斜め方向に貫通孔が形成されてしまう場合がある。このように、貫通孔が斜めに形成されてしまうと、振動量増幅部の断面形状が矩形からずれてしまい（例えば平行四辺形となってしまい）、駆動振動モードにおいて可動検出電極がＹ軸方向のみならずＺ軸方向にも振動してしまい、角速度の検出特性が低下する。なお、駆動振動モード時の可動検出電極のＺ軸方向への振動（不要な振動）は、「クアドラチャ」とも呼ばれており、このクアドラチャに起因したノイズ信号は、「クアドラチャ信号」とも呼ばれている。
【０００６】
本発明の目的は、クアドラチャによる物理量の検出特性の低下を低減することのできる物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器、移動体および物理量センサーの出力信号調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の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、以下の発明として実現することが可能である。
【０００８】
本発明の物理量センサーは、可動体と、
前記可動体と対向して配置されている第１検出電極、および前記可動体と対向して配置され前記可動体との離間距離が前記可動体と前記第１検出電極との離間距離と異なっている第２検出電極を含む検出電極と、
を含み、
前記可動体と前記第１検出電極とが並ぶ方向を第１方向とし、
前記第１方向に直交する方向を第２方向としたとき、
前記可動体の振動は、前記第１方向の振動と前記第２方向の振動とが合成された駆動振動モードを有し、
前記第２検出電極は、前記第１方向からの平面視で、前記検出電極の前記第２方向での中心から前記第２方向にずれて配置されていることを特徴とする。
これにより、クアドラチャによる物理量の検出特性の低下を低減することのできる物理量センサーが得られる。
【０００９】
本発明の物理量センサーでは、前記第１検出電極と前記第２検出電極とが電気的に接続されている第１状態と、前記第１検出電極と前記第２検出電極とが電気的に接続されていない第２状態と、を選択可能であることが好ましい。
これにより、より効果的に、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００１０】
本発明の物理量センサーでは、前記第２状態では、前記第２検出電極と前記可動体とが電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、第２検出電極と可動体とが同電位となり、これらの間に意図しない静電引力が生じず、可動体を安定して振動させることができる。その結果、物理量の検出精度が安定する。
【００１１】
本発明の物理量センサーでは、前記第１方向および前記第２方向に直交する方向を第３方向としたとき、
前記第２検出電極は、前記第３方向に沿った長手形状であることが好ましい。
これにより、より効果的に、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００１２】
本発明の物理量センサーでは、前記検出電極は、複数の前記第２検出電極を含むことを特徴とすることが好ましい。
これにより、より効果的に、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００１３】
本発明の物理量センサーでは、前記複数の第２検出電極は、前記第１方向からの平面視で、前記検出電極の前記第２方向での中心に対して、前記第２方向の両側に位置していることが好ましい。
これにより、より効果的に、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００１４】
本発明の物理量センサーでは、前記可動体と対向して配置されている基板を含み、
前記基板は、
前記可動体と対向している主面と、
前記主面に開口している凹部と、
を含み、
前記第１検出電極は、前記主面に配置され、
前記第２検出電極は、前記凹部の内底面に配置されていることが好ましい。
これにより、簡単な構成で、可動体と第１検出電極との離間距離と、可動体と第２検出電極との離間距離と、を異ならせることができる。
【００１５】
本発明の物理量センサーでは、前記可動体と対向して配置されている基板を含み、
前記基板は、
前記可動体と対向している主面と、
前記主面に設けられている凸部と、
を含み、
前記第１検出電極は、前記主面に配置され、
前記第２検出電極は、前記凸部の頂面に配置されていることが好ましい。
これにより、簡単な構成で、可動体と第１検出電極との離間距離と、可動体と第２検出電極との離間距離と、を異ならせることができる。
【００１６】
本発明の物理量センサーでは、前記第１方向および前記第２方向に直交する方向を第３方向としたとき、
前記第３方向に沿う検出軸まわりの角速度を検出できることが好ましい。
これにより、利便性の高い物理量センサーとなる。
【００１７】
本発明の物理量センサーデバイスは、本発明の物理量センサーと、
回路素子と、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い物理量センサーデバイスが得られる。
【００１８】
本発明の複合センサーデバイスは、本発明の物理量センサーである第１物理量センサーと、
前記第１物理量センサーとは異なる物理量を検出する第２物理量センサーと、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い複合センサーデバイスが得られる。
【００１９】
本発明の複合センサーデバイスでは、前記第１物理量センサーは、角速度を検出できるセンサーであり、
前記第２物理量センサーは、加速度を検出できるセンサーであることが好ましい。
これにより、利便性の高い複合センサーデバイスとなる。
【００２０】
本発明の慣性計測装置は、本発明の物理量センサーと、
前記物理量センサーの駆動を制御する制御回路と、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い慣性計測装置が得られる。
【００２１】
本発明の移動体測位装置は、本発明の慣性計測装置と、
測位用衛星から位置情報が重畳された衛星信号を受信する受信部と、
受信した前記衛星信号に基づいて、前記受信部の位置情報を取得する取得部と、
前記慣性計測装置から出力された慣性データに基づいて、移動体の姿勢を演算する演算部と、
算出された前記姿勢に基づいて前記位置情報を補正することにより、前記移動体の位置を算出する算出部と、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の慣性計測装置の効果を享受でき、信頼性の高い移動体測位装置が得られる。
【００２２】
本発明の携帯型電子機器は、本発明の物理量センサーと、
前記物理量センサーが収容されているケースと、
前記ケースに収容され、前記物理量センサーからの出力データを処理する処理部と、
前記ケースに収容されている表示部と、
前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い携帯型電子機器が得られる。
【００２３】
本発明の携帯型電子機器では、衛星測位システムを含み、
ユーザーの移動距離や移動軌跡を計測することが好ましい。
これにより、携帯型電子機器の利便性が向上する。
【００２４】
本発明の電子機器は、本発明の物理量センサーと、
前記物理量センサーから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の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が得られる。
【００２５】
本発明の移動体は、本発明の物理量センサーと、
前記物理量センサーから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、
を含むことを特徴とする移動体。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い移動体が得られる。
【００２６】
本発明の移動体では、エンジンシステム、ブレーキシステム、及びキーレスエントリーシステムの少なくとも何れかのシステムを含み、
前記制御部は、前記検出信号に基づいて、前記システムを制御することが好ましい。
これにより、システムを精度よく制御することができる。
【００２７】
本発明の物理量センサーの出力信号調整方法は、可動体と、
前記可動体と対向して配置されている第１検出電極、および前記可動体と対向して配置され前記可動体との離間距離が前記可動体と前記第１検出電極との離間距離と異なっている第２検出電極を含む検出電極と、
を含み、
前記可動体と前記第１検出電極とが並ぶ方向を第１方向とし、
前記第１方向に直交する方向を第２方向としたとき、
前記可動体の振動は、前記第１方向の振動と前記第２方向の振動とが合成された駆動振動モードを有し、
前記第２検出電極は、前記第１方向からの平面視で、前記検出電極の前記第２方向での中心から前記第２方向にずれて配置され、
前記第１検出電極と前記第２検出電極とが電気的に接続されている第１状態および前記第１検出電極と前記第２検出電極とが電気的に接続されていない第２状態の一方を選択することにより、前記検出電極の前記第２方向に対する傾きを疑似的に変化させることにより出力信号を調整することを特徴とする。
これにより、クアドラチャによる物理量の検出特性の低下を低減することのできる物理量センサーが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の物理量センサーが有するセンサー素子を示す平面図である。
【図４】図１の物理量センサーに印加する電圧を示す図である。
【図５】図３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】従来構成を示し、図５に対応する断面図である。
【図７】固定検出電極の平面図である。
【図８】図５中の領域Ｃを示す断面図である。
【図９】図７に示す固定検出電極の電気的な構成を示す平面図である。
【図１０】図５中の領域Ｃを示す断面図である。
【図１１】図５中の領域Ｃを示す断面図である。
【図１２】図５中の領域Ｃを示す断面図である。
【図１３】固定検出電極が備える第２検出電極の機能を説明するための断面図である。
【図１４】固定検出電極が備える第２検出電極の機能を説明するための断面図である。
【図１５】固定検出電極が備える第２検出電極の機能を説明するための断面図である。
【図１６】図９に示す電気的な構成の変形例を示す平面図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る物理量センサーが有する固定検出電極の断面図である。
【図１８】本発明の第３実施形態に係る物理量センサーデバイスを示す断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態に係る複合センサーデバイスを示す平面図である。
【図２０】図１９に示す複合センサーデバイスの断面図である。
【図２１】本発明の第５実施形態に係る慣性計測装置を示す分解斜視図である。
【図２２】図２１に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図である。
【図２３】本発明の第６実施形態に係る移動体測位装置の全体システムを示すブロック図である。
【図２４】図２３に示す移動体測位装置の作用を示す図である。
【図２５】本発明の第７実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【図２６】本発明の第８実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【図２７】本発明の第９実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【図２８】本発明の第１０実施形態に係る携帯型電子機器を示す平面図である。
【図２９】図２８に示す携帯型電子機器の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３０】本発明の第１１実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器、移動体および物理量センサーの出力信号調整方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る物理量センサーおよび物理量センサーの出力信号調整方法について説明する。
【００３１】
図１は、本発明の第１実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１の物理量センサーが有するセンサー素子を示す平面図である。図４は、図１の物理量センサーに印加する電圧を示す図である。図５は、図３中のＢ−Ｂ線断面図である。図６は、従来構成を示し、図５に対応する断面図である。図７は、固定検出電極の平面図である。図８は、図５中の領域Ｃを示す断面図である。図９は、図７に示す固定検出電極の電気的な構成を示す平面図である。図１０ないし図１２は、それぞれ、図５中の領域Ｃを示す断面図である。図１３ないし図１５は、それぞれ、固定検出電極が備える第２検出電極の機能を説明するための断面図である。図１６は、図９に示す電気的な構成の変形例を示す平面図である。
【００３２】
各図には、互いに直交する３つの軸としてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が図示されている。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向（第２方向）」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向（第３方向）」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向（第１方向）」とも言う。また、各軸の矢印先端側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ軸方向プラス側を「上」とも言い、Ｚ軸方向マイナス側を「下」とも言う。
【００３３】
なお、本願明細書において、「直交」とは、９０°で交わっている場合の他、９０°から若干傾いた角度（例えば、９０°±５°）で交わっている場合も含むものである。具体的には、Ｘ軸がＹＺ平面の法線方向に対して±５°程度傾いている場合、Ｙ軸がＸＺ平面の法線方向に対して±５°程度傾いている場合、Ｚ軸がＸＹ平面の法線方向に対して±５°程度傾いている場合、についても「直交」に含まれる。
【００３４】
図１に示す物理量センサー１は、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを検出することのできる角速度センサーである。物理量センサー１は、基板２と、蓋体３と、センサー素子４と、を有している。
【００３５】
図１に示すように、基板２は、矩形の平面視形状を有している。また、基板２は、上面に開放する凹部２１を有している。凹部２１は、センサー素子４と基板２との接触を防止するための逃げ部として機能する。また、基板２は、凹部２１の底面から突出する複数のマウント２２１、２２２、２２４を有している。そして、これらマウント２２１、２２２、２２４の上面にセンサー素子４が接合されている。これにより、基板２との接触が防止された状態で、センサー素子４を支持することができる。
【００３６】
また、凹部２１の底面には固定検出電極７１、７２（検出電極）が配置されている。また、基板２は、上面に開放する溝部を有し、配線７３、７４、７５、７６、７７、７８が配置されている。また、配線７３、７４、７５、７６、７７、７８の一端部は、それぞれ、蓋体３の外側に露出し、外部装置との電気的な接続を行う電極パッドＰとして機能する。
【００３７】
このような基板２としては、例えば、アルカリ金属イオン（ナトリウムイオン）を含むガラス材料、具体的にはテンパックスガラス（登録商標）、パイレックスガラス（登録商標）のような硼珪酸ガラスで構成されたガラス基板を用いることができる。ただし、基板２の構成材料としては、特に限定されず、シリコン基板、セラミックス基板等を用いてもよい。
【００３８】
図１に示すように、蓋体３は、矩形の平面視形状を有している。また、図２に示すように、蓋体３は、下面に開放する凹部３１を有している。蓋体３は、凹部３１内にセンサー素子４を収納するようにして、基板２の上面に接合されている。そして、蓋体３および基板２によって、その内側に、センサー素子４を収納する収納空間Ｓが形成されている。なお、収納空間Ｓは、減圧状態、特に真空状態であることが好ましい。これにより、粘性抵抗が減り、センサー素子４を効率的に振動させることができる。
【００３９】
このような蓋体３としては、例えば、シリコン基板を用いることができる。ただし、蓋体３としては、特に限定されず、例えば、ガラス基板やセラミックス基板を用いてもよい。また、基板２と蓋体３との接合方法としては、特に限定されず、基板２や蓋体３の材料によって適宜選択すればよいが、例えば、陽極接合、プラズマ照射によって活性化させた接合面同士を接合させる活性化接合、ガラスフリット等の接合材による接合、基板２の上面および蓋体３の下面に成膜した金属膜同士を接合する拡散接合等が挙げられる。本実施形態では、ガラスフリット３９（低融点ガラス）を介して基板２と蓋体３とが接合されている。
【００４０】
センサー素子４は、収納空間Ｓに配置されており、各マウント２２１、２２２、２２４の上面に接合されている。センサー素子４は、例えば、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）、砒素（Ａｓ）等の不純物がドープされた導電性のシリコン基板をドライエッチング法（特に「ボッシュ・プロセス」）によってパターニングすることで形成することができる。
【００４１】
以下、センサー素子４の構成を図３に基づいて説明する。なお、以下では、Ｚ軸方向からの平面視で、センサー素子４の中心Ｏと交わり、Ｙ軸方向に延びる直線を「仮想直線α」とも言う。
【００４２】
図３に示すように、センサー素子４の形状は、仮想直線αに対して対称である。このようなセンサー素子４は、仮想直線αの両側に配置された２つの駆動部４１Ａ、４１Ｂを有している。駆動部４１Ａは、櫛歯状の可動駆動電極４１１Ａと、櫛歯状をなし可動駆動電極４１１Ａと噛み合って配置された固定駆動電極４１２Ａと、を有している。同様に、駆動部４１Ｂは、櫛歯状の可動駆動電極４１１Ｂと、櫛歯状をなし可動駆動電極４１１Ｂと噛み合って配置された固定駆動電極４１２Ｂと、を有している。
【００４３】
また、固定駆動電極４１２Ａ、４１２Ｂは、それぞれ、マウント２２１の上面に接合され、基板２に固定されている。固定駆動電極４１２Ａ、４１２Ｂは、それぞれ、配線７４と電気的に接続されている。
【００４４】
また、センサー素子４は、駆動部４１Ａの周囲に配置された４つの固定部４２Ａと、駆動部４１Ｂの周囲に配置された４つの固定部４２Ｂと、を有している。そして、各固定部４２Ａ、４２Ｂは、マウント２２２の上面に接合され、基板２に固定されている。また、センサー素子４は、各固定部４２Ａと可動駆動電極４１１Ａとを連結する４つの駆動ばね４３Ａと、各固定部４２Ｂと可動駆動電極４１１Ｂとを連結する４つの駆動ばね４３Ｂと、を有している。
【００４５】
また、センサー素子４は、駆動部４１Ａと仮想直線αとの間に位置する検出部４４Ａと、駆動部４１Ｂと仮想直線αとの間に位置する検出部４４Ｂと、を有している。検出部４４Ａは、板状の可動検出電極４４１Ａで構成されている。同様に、検出部４４Ｂは、板状の可動検出電極４４１Ｂで構成されている。また、凹部２１の底面には、可動検出電極４４１Ａと対向し、配線７５と電気的に接続された固定検出電極７１と、可動検出電極４４１Ｂと対向し、配線７６と電気的に接続された固定検出電極７２と、が配置されている。そして、物理量センサー１の駆動時には、可動検出電極４４１Ａと固定検出電極７１との間に静電容量Ｃａが形成され、可動検出電極４４１Ｂと固定検出電極７２との間に静電容量Ｃｂが形成される。
【００４６】
また、センサー素子４は、その中央部（検出部４４Ａ、４４Ｂの間）に位置するフレーム４８を有している。フレーム４８は、「Ｈ」形状をなし、Ｙ軸方向プラス側に位置する欠損部４８１と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する欠損部４８２と、を有している。そして、欠損部４８１の内外に亘って固定部４５１が配置されており、欠損部４８２の内外に亘って固定部４５２が配置されている。これにより、固定部４５１、４５２をＹ軸方向に長く形成することができ、その分、基板２との接合面積が増え、基板２とセンサー素子４との接合強度が増す。また、固定部４５１、４５２は、それぞれ、配線７３と電気的に接続されている。
【００４７】
また、センサー素子４は、可動検出電極４４１Ａと固定部４２Ａ、４５１、４５２とを連結する４つの検出ばね４６Ａと、可動検出電極４４１Ｂと固定部４２Ｂ、４５１、４５２とを連結する４つの検出ばね４６Ｂと、を有している。また、センサー素子４は、可動駆動電極４１１Ａと可動検出電極４４１Ａとの間に位置し、これらを接続する梁４７Ａと、可動駆動電極４１１Ｂと可動検出電極４４１Ｂとの間に位置し、これらを接続する梁４７Ｂと、を有している。なお、以下では、可動駆動電極４１１Ａ、可動検出電極４４１Ａおよび梁４７Ａの集合体を「可動体４Ａ」とも言い、可動駆動電極４１１Ｂ、可動検出電極４４１Ｂおよび梁４７Ｂの集合体を「可動体４Ｂ」とも言う。
【００４８】
また、センサー素子４は、その中央部（検出部４４Ａ、４４Ｂの間）に位置するフレーム４８を有している。また、センサー素子４は、固定部４５１とフレーム４８との間に位置し、これらを接続するフレームばね４８８と、固定部４５２とフレーム４８との間に位置し、これらを接続するフレームばね４８９と、を有している。
【００４９】
また、センサー素子４は、フレーム４８と可動検出電極４４１Ａとを接続する接続ばね４０Ａと、フレーム４８と可動検出電極４４１Ｂとを接続する接続ばね４０Ｂと、を有している。接続ばね４０Ａは、検出ばね４６Ａと共に可動検出電極４４１Ａを支持し、接続ばね４０Ｂは、検出ばね４６Ｂと共に可動検出電極４４１Ｂを支持している。これにより、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂをより安定した姿勢で支持することができ、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂの不要振動を低減することができる。
【００５０】
例えば、配線７３を介して図４に示す電圧Ｖ１を可動体４Ａ、４Ｂに印加し、配線７４を介して図４に示す電圧Ｖ２を固定駆動電極４１２Ａ、４１２Ｂに印加すると、これらの間に作用する静電引力によって、可動体４Ａと可動体４ＢとがＸ軸方向に接近・離間を繰り返すようにして逆相で振動する（駆動振動モード）。そして、可動体４Ａと可動体４ＢとがＸ軸方向に逆相で振動している状態で、センサー素子４に角速度ωｙが加わると、コリオリの力により、可動検出電極４４１Ａ、４４１ＢがＺ軸方向に逆相で振動し、この振動に伴って静電容量Ｃａ、Ｃｂがそれぞれ変化する（検出振動モード）。そのため、静電容量Ｃａ、Ｃｂの変化に基づいて、角速度ωｙを求めることができる。
【００５１】
検出振動モードでは、静電容量Ｃａが大きくなると静電容量Ｃｂが小さくなり、反対に、静電容量Ｃａが小さくなると静電容量Ｃｂが大きくなる。そのため、配線７５から得られる検出信号（静電容量Ｃａの大きさに応じた信号）と、配線７６から得られる検出信号（静電容量Ｃｂの大きさに応じた信号）とを差動演算（減算処理：Ｃａ−Ｃｂ）することで、ノイズをキャンセルすることができ、より精度よく角速度ωｙを検出することができる。
【００５２】
なお、駆動振動モードを励振することができれば、電圧Ｖ１、Ｖ２としては、特に限定されない。また、本実施形態の物理量センサー１では、静電引力によって駆動振動モードを励振させる静電駆動方式となっているが、駆動振動モードを励振させる方式は、特に限定されず、例えば、圧電駆動方式、磁場のローレンツ力を利用した電磁駆動方式等を適用することもできる。
【００５３】
また、センサー素子４は、駆動振動モードでの可動体４Ａ、４Ｂの振動状態を検出するためのモニター部４９Ａ、４９Ｂを有している。モニター部４９Ａは、可動検出電極４４１Ａに配置された櫛歯状の可動モニター電極４９１Ａと、櫛歯状をなし可動モニター電極４９１Ａと噛み合って配置された固定モニター電極４９２Ａ、４９３Ａと、を有している。同様に、モニター部４９Ｂは、可動検出電極４４１Ｂに配置された櫛歯状の可動モニター電極４９１Ｂと、櫛歯状をなし可動モニター電極４９１Ｂと噛み合って配置された固定モニター電極４９２Ｂ、４９３Ｂと、を有している。また、固定モニター電極４９２Ａ、４９３Ａ、４９２Ｂ、４９３Ｂは、それぞれ、凹部２１の外側まで引き出されて基板２の上面に接合され、基板２に固定されている。
【００５４】
固定モニター電極４９２Ａ、４９２Ｂは、配線７７と電気的に接続され、固定モニター電極４９３Ａ、４９３Ｂは、配線７８と電気的に接続されている。そして、物理量センサー１の駆動時には、可動モニター電極４９１Ａと固定モニター電極４９２Ａとの間および可動モニター電極４９１Ｂと固定モニター電極４９２Ｂとの間に静電容量Ｃｃが形成され、可動モニター電極４９１Ａと固定モニター電極４９３Ａとの間および可動モニター電極４９１Ｂと固定モニター電極４９３Ｂとの間に静電容量Ｃｄが形成される。駆動振動モードにおいて可動体４Ａ、４ＢがＸ軸方向に振動すると、それに伴って静電容量Ｃｃ、Ｃｄがそれぞれ変化する。そのため、静電容量Ｃｃ、Ｃｄの変化に基づいて検出信号が出力され、出力された検出信号に基づいて可動体４Ａ、４Ｂの振動状態を検出することができる。
【００５５】
なお、モニター部４９Ａ、４９Ｂからの出力によって検出された可動体４Ａ、４Ｂの振動状態（振幅）は、可動体４Ａ、４Ｂに電圧Ｖ２を印加する駆動回路にフィードバックされる。前記駆動回路は、可動体４Ａ、４Ｂの振幅が目標値となるように、電圧Ｖ２の周波数やＤｕｔｙ比を変更する。これにより、可動体４Ａ、４Ｂを効率的に振動させることができ、角速度ωｙの検出精度が向上する。
【００５６】
以上、センサー素子４について説明した。前述したように、センサー素子４は、シリコン基板をボッシュ・プロセスによって加工（パターニング）することにより形成することができる。しかしながら、ボッシュ・プロセスを用いた場合、例えば、チャンバー内の位置やマスク形状等によっては垂直方向に対して傾斜した斜め方向に貫通孔が掘られてしまう。貫通孔が傾斜すると、各部の断面形状が矩形から崩れ、本実施形態では、図５に示すように、各検出ばね４６Ａ、４６Ｂが平行四辺形となっている。
【００５７】
各検出ばね４６Ａ、４６Ｂの断面形状が矩形から崩れると、図５中の矢印で示すように、駆動振動モードにおいて、可動体４Ａ、４ＢがＸ軸方向のみならず、Ｚ軸方向にも振動し（クアドラチャが発生し）、Ｘ軸およびＺ軸に対して傾斜した斜め方向に振動する（以下、単に「斜め振動」とも言う）。したがって、駆動振動モードでは、可動体４Ａが基準位置Ｑ０（電圧Ｖ１、Ｖ２が印加されていない自然状態）に対してＸ軸方向マイナス側に位置しかつＺ軸方向プラス側に位置すると共に、可動体４Ｂが基準位置Ｑ０に対してＸ軸方向プラス側に位置しかつＺ軸方向マイナス側に位置する第１状態Ｑ１と、可動体４Ａが基準位置Ｑ０に対してＸ軸方向プラス側に位置しかつＺ軸方向マイナス側に位置すると共に、可動体４Ｂが基準位置Ｑ０に対してＸ軸方向マイナス側に位置しかつＺ軸方向プラス側に位置する第２状態Ｑ２と、が繰り返される。
【００５８】
ここで、図６に示すように、固定検出電極７１、７２の主面が従来のような平坦面であると、駆動振動モードにおいて可動体４Ａ、４Ｂが斜め振動することにより静電容量Ｃａ、Ｃｂが変化し、これに伴ってノイズ信号（クアドラチャ信号）が出力される。したがって、検出信号にクアドラチャ信号が混入してしまい、角速度ωｙの検出精度が低下する。そこで、本実施形態では、前述したクアドラチャに起因したクアドラチャ信号を低減すべく、固定検出電極７１、７２の構成を工夫している。
【００５９】
なお、従来では、ボッシュ・プロセスによってセンサー素子４を形成した後、各駆動ばね４３Ａ、４３Ｂ、各検出ばね４６Ａ、４６Ｂおよび各接続ばね４０Ａ、４０Ｂをレーザー加工して、これら各ばね４３Ａ、４３Ｂ、４６Ａ、４６Ｂ、４０Ａ、４０Ｂの断面形状を補正することによりセンサー素子４のクアドラチャ自体を低減することが行われているが、このような方法では、高精度な加工技術が必要であるし、レーザー加工を行う分、製造工程が煩雑となる。また、各ばね４３Ａ、４３Ｂ、４６Ａ、４６Ｂ、４０Ａ、４０Ｂを加工することにより、これらのばね定数が変化し、それに伴って可動体４Ａ、４Ｂの駆動周波数（共振周波数）が変化してしまうという問題もある。これに対して、本実施形態では、従来のようにセンサー素子４を加工してクアドラチャ自体を低減するのではなく、クアドラチャ自体はそのままにしておき、固定検出電極７１、７２の構成を工夫することでクアドラチャ信号を低減している。そのため、従来よりも簡単な方法で、角速度ωｙの検出精度の低下を抑制することができる。
【００６０】
以下、固定検出電極７１、７２について具体的に説明するが、固定検出電極７１、７２は、互いに同様の構成であるため、以下では、固定検出電極７１について代表して説明し、固定検出電極７２については、その説明を省略する。
【００６１】
図７に示すように、固定検出電極７１は、第１検出電極７１１と、複数の第２検出電極７１２と、を有している。そして、第１検出電極７１１は、配線７５と電気的に接続されており、各第２検出電極７１２は、それぞれ、図示しない配線を介して電極パッドＰと同様に収納空間Ｓ外に引き出されている。
【００６２】
また、図８に示すように、複数の第２検出電極７１２は、それぞれ、第１検出電極７１１よりも下側（Ｚ軸方向マイナス側）に位置している。そのため、第１検出電極７１１と可動検出電極４４１Ａとの離間距離Ｇ’は、第２検出電極７１２と可動検出電極４４１Ａとの離間距離Ｇ”よりも小さい。すなわち、Ｇ’＜Ｇ”の関係となっている。本実施形態では、凹部２１の底面２１１に開放する複数の凹部２９が形成されており、凹部２９を囲むようにして底面２１１に第１検出電極７１１が配置され、複数の凹部２９の底面に第２検出電極７１２が配置されている。このような構成とすることで、簡単な構成で、Ｇ’＜Ｇ”の関係を満足することができる。
【００６３】
また、複数の第２検出電極７１２は、互いにほぼ同じ形状であり、それぞれ、Ｙ軸方向に沿った長手形状となっている。ただし、これに限定されず、複数の第２検出電極７１２の少なくとも１つが他と形状（例えば、Ｙ軸方向の長さ、Ｘ軸方向の長さ）が異なっていてもよい。
【００６４】
また、複数の第２検出電極７１２は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。また、複数の第２検出電極７１２は、Ｘ軸方向マイナス側からプラス側に向けて密となるように配置されている。言い換えると、固定検出電極７１のＸ軸方向の中心に対して、Ｘ軸方向マイナス側に位置する第２検出電極７１２の数よりも、Ｘ軸方向プラス側に位置する第２検出電極７１２の数の方が多い。
【００６５】
図７および図８に示すように、固定検出電極７１をＸ軸方向に沿って幅（Ｘ軸方向長さ）が等しくなるように４分割した領域をＸ軸方向マイナス側から順に領域７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄとすると、領域７１ａに１つの第２検出電極７１２が設けられ、領域７１ｂに３つの第２検出電極７１２が設けられ、領域７１ｃに５つの第２検出電極７１２が設けられ、領域７１ｄに７つの第２検出電極７１２が設けられている。ただし、各領域７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄに設けられる第２検出電極７１２の数としては、特に限定されず、例えば、第２検出電極７１２の数が各領域７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄで同じであってもよい。
【００６６】
図９に示すように、第１検出電極７１１は、ＱＶアンプ（電荷電圧変換回路）に接続され、角速度ωｙを検出するための検出電極本体として機能する。ここで、前述したように、複数の第２検出電極７１２がＸ軸方向マイナス側からプラス側に向けて密となるように配置されているため、領域７１ａでの第１検出電極７１１の面積をＭ１とし、領域７１ｂでの第１検出電極７１１の面積をＭ２とし、領域７１ｃでの第１検出電極７１１の面積をＭ３とし、領域７１ｄでの第１検出電極７１１の面積をＭ４としたとき、Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３＞Ｍ４となる。このように、Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３＞Ｍ４の関係を満足することで、図８に示すように、固定検出電極７１の主面７１０を疑似的（等価的）にＸ軸に対して傾けることができる。なお、以下では、疑似的に傾けた主面７１０を「疑似主面７１０’」と言う。なお、本実施形態では、Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３＞Ｍ４を満足しているが、少なくともＭ１≧Ｍ２≧Ｍ３≧Ｍ４（ただし、Ｍ１＝Ｍ２＝Ｍ３＝Ｍ４の場合を除く）を満足していればよい。
【００６７】
疑似主面７１０’は、例えば、図１０に示すように、Ｙ軸方向からの断面視で、領域７１ａの疑似的（等価的）な主面７１０ａ’と、領域７１ｂの疑似的（等価的）な主面７１０ｂ’と、領域７１ｃの疑似的（等価的）な主面７１０ｃ’と、領域７１ｄの疑似的な主面７１０ｄ’と、から２つを選択し、選択した主面のＸ軸方向での中心同士を結ぶ直線で規定することができる。なお、本実施形態では、主面７１０ａ’、７１０ｄ’のＸ軸方向中心同士を結ぶ線で疑似主面７１０’を規定しており、さらに、この直線上に主面７１０ｂ’、７１０ｃ’のＸ軸方向中心がそれぞれ位置している。
【００６８】
疑似主面７１０’がＸ軸方向に対して傾斜することで、図１１および図１２に示すように、可動検出電極４４１Ａが第１状態Ｑ１のときの可動検出電極４４１Ａと疑似主面７１０’との離間距離Ｇ１（平均離間距離）と、可動検出電極４４１Ａが第２状態Ｑ２のときの可動検出電極４４１Ａと疑似主面７１０’との離間距離Ｇ２（平均離間距離）と、の差ΔＧが小さくなる（好ましくは０となる）。したがって、駆動検出振動モードでの静電容量Ｃａの変化が低減され、それに伴って、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００６９】
なお、離間距離Ｇ１、Ｇ２の差ΔＧとしては、特に限定されないが、例えば、図６に示すような固定検出電極７１の主面７１０が平坦面である構成において、第１状態Ｑ１のときの可動検出電極４４１Ａと主面７１０との離間距離Ｇ１’と、第２状態Ｑ２のときの可動検出電極４４１Ａと主面７１０との離間距離Ｇ２’と、の差をΔＧ’としたとき、ΔＧ’よりも小さいことが好ましい。すなわち、ΔＧ＜ΔＧ’であることが好ましい。これにより、図６に示すような従来の構成に対して、より確実に、クアドラチャ信号を低減することができる。なお、ΔＧ＜０．５ΔＧ’であることがより好ましく、ΔＧ＜０．１ΔＧ’であることがさらに好ましい。これにより、前述した効果をより顕著に発揮することができる。
【００７０】
ここで、平面視で、Ｇ１やＧ２を形成する溝の開口が概揃っていることが好ましい。これにより、基板２（ガラス等）をエッチングすることにより形成される溝の深さが揃いやすくなり、ばらつきを小さくすることが可能となる。
【００７１】
Ｙ軸方向からの断面視で、疑似主面７１０’は、可動検出電極４４１Ａの斜め振動の方向Ｄｍと平行となっていることが好ましい。疑似主面７１０’と斜め振動の方向Ｄｍとを平行にすることで、離間距離Ｇ１、Ｇ２の差ΔＧをより小さくすることができる。そのため、より効果的に、クアドラチャ信号を低減することができる。なお、「疑似主面７１０’と斜め振動の方向Ｄｍとが平行である」とは、製造上起こり得るずれ等、平行から若干ずれている場合も含む意味であり、例えば、疑似主面７１０’と斜め振動の方向Ｄｍとの傾きが２°以内であることを意味する。
【００７２】
前述したように、疑似主面７１０’と可動検出電極４４１Ａの斜め振動の方向Ｄｍとが平行であることが好ましいが、エッチングの条件等によって可動検出電極４４１Ａの斜め振動の方向Ｄｍが変化し易く、また、その制御も困難である。そのため、疑似主面７１０’が可動検出電極４４１Ａの斜め振動の方向Ｄｍに対して傾いてしまう場合がある。そこで、固定検出電極７１は、疑似主面７１０’の傾きを変更するための手段を有し、それが複数の第２検出電極７１２である。すなわち、複数の第２検出電極７２は、疑似主面７１０’の傾きを補正するための傾き補正電極として機能する。
【００７３】
複数の第２検出電極７１２は、それぞれ独立して、第１検出電極７１１と電気的に接続される第１状態と、第１検出電極７１１と電気的に接続されない第２状態と、を選択できるようになっている。複数の第２検出電極７１２は、第１状態では、第１検出電極７１１と共に角速度ωｙを検出するための電極として機能するが、第２状態では、角速度ωｙを検出するための電極として機能しない。これら各第２検出電極７１２について、第１状態／第２状態を選択することで疑似主面７１０’の傾きを補正することができる。具体的には、例えば、図１３ないし図１５に示すように、領域７１ｄにおいて、第１状態となっている第２検出電極７１２の数が多い程、領域７１ｄの疑似主面７１０ｄ’の高さが低くなる。他の領域７１ａ、７１ｂ、７１ｃについても同様に、第１状態となっている第２検出電極７１２の数が多い程、その領域の疑似主面の高さが低くなる。したがって、第１状態とする第２検出電極７１２の数や場所を選択することで、疑似主面７１０’のＸ軸方向に対する傾きを変更することができ、疑似主面７１０’の傾きを可動検出電極４４１Ａの斜め振動の方向Ｄｍと揃えることができる。その結果、より確実に、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００７４】
特に、本実施形態では、固定検出電極７１が複数の第２検出電極７１２を有しているため、疑似主面７１０’の傾きを多段的に補正することが可能となる。そのため、疑似主面７１０’の傾きを所望の傾きを調整し易くなり、より確実に、疑似主面７１０’の傾きを可動検出電極４４１Ａの斜め振動の方向Ｄｍと揃えることができる。また、本実施形態では、第２検出電極７１２が固定検出電極７１のＸ軸方向での中心に対して両側に配置されているため、例えば、片側にだけ配置されている場合と比較して、疑似主面７１０’の傾きの調整範囲が大きくなる。そのため、疑似主面７１０’の傾きを所望の傾きに調整し易くなる。
【００７５】
なお、第１検出電極７１１と電気的に接続されない第２状態では、第２検出電極７１２は、可動体４Ａ（可動検出電極４４１Ａ）と電気的に接続される。これにより、第２検出電極７１２と可動検出電極４４１Ａとが同電位となるため、これらの間に不要な静電容量や静電引力が実質的に生じず、可動体４Ａの振動が安定すると共に、角速度ωｙの検出精度の低下を抑制することができる。
【００７６】
疑似主面７１０’のＸ軸方向に対する傾き（疑似主面７１０’とＸ軸の成す角θ１）としては、特に限定されないが、例えば、０．１°以上３．０°以下であることが好ましい。一般的に、ボッシュ・プロセスにより生じる斜め振動のＸ軸方向に対する傾き（斜め振動の方向ＤｍとＸ軸の成す角）が０．１°以上３．０°以下であるため、疑似主面７１０’のＸ軸方向に対する傾きを上記範囲とすることで、疑似主面７１０’を斜め振動の方向Ｄｍに対して平行にし易くなる。そのため、離間距離Ｇ１、Ｇ２の差ΔＧをより小さくすることができ、より効果的に、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００７７】
各第２検出電極７１２は、Ｙ軸方向を長手方向とする長手形状となっており、かつ、固定検出電極７１のＹ軸方向のほぼ全域に亘って形成されている。そのため、Ｙ軸方向のどの位置においても、疑似主面７１０’の傾きを補正することができる。したがって、前述した効果をより顕著に発揮することができる。特に限定されないが、例えば、各第２検出電極７１２は、固定検出電極７１のＹ軸方向の７０％以上に亘って形成されていることが好ましく、８０％以上に亘って形成されていることがより好ましく、９０％以上に亘って形成されていることがさらに好ましい。
【００７８】
また、図８に示すように、各第２検出電極７１２の高さ（凹部２９の深さ）が互いに等しくなっている。このように、各第２検出電極７１２の高さを揃えることで、固定検出電極７１の構成が簡単となる。また、固定検出電極７１の形成が容易となる。具体的には、エッチングによって凹部２１の底面に複数の凹部２９を形成するため、各凹部２９の深さを揃えることで、一度のエッチングで全ての凹部２９を一括して形成することができる。そのため、固定検出電極７１の形成が容易となる。なお、凹部２９の深さとしては、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ以上２μｍ以下とすることが好ましい。
【００７９】
なお、「各凹部２９の深さが等しい」とは、深さが一致している場合の他、製造上起こり得るずれ等、深さが若干（例えば±２％）異なる場合も含む意味である。ただし、複数の凹部２９のうちの少なくとも１つが、他の凹部と異なる深さを有していてもよい。
【００８０】
以上、物理量センサー１について説明した。前述したように、物理量センサー１は、可動体４Ａと、可動体４Ａと対向して配置されている第１検出電極７１１、および可動体４Ａと対向して配置され可動体４Ａとの離間距離Ｇ”が可動体４Ａと第１検出電極７１１との離間距離Ｇ’と異なっている第２検出電極７１２を含む固定検出電極７１（検出電極）含んでいる。そして、可動体４Ａと第１検出電極７１１とが並ぶ方向をＺ軸方向（第１方向）とし、Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向（第２方向）としたとき、可動体４Ａの振動は、Ｚ軸方向の振動とＸ軸方向の振動とが合成された駆動振動モードを有している。また、第２検出電極７１２は、Ｚ軸方向からの平面視で、固定検出電極７１のＸ軸方向での中心からＸ軸方向にずれて配置されている。このような構成とすることで、疑似主面７１０’を斜め振動の方向Ｄｍに合わせて傾けることができるため、第１状態Ｑ１のときの離間距離Ｇ１と第２状態Ｑ２のときの離間距離Ｇ２との差ΔＧを、図６に示すような従来の構成と比べて小さくすることができる。そのため、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００８１】
また、前述したように、物理量センサー１では、第１検出電極７１１と第２検出電極７１２とが電気的に接続されている第１状態と、第１検出電極７１１と第２検出電極７１２とが電気的に接続されていない第２状態と、を選択可能となっている。このような構成によれば、第１状態および第２状態の一方を選択することで、疑似主面７１０’の傾きを補正することができ、疑似主面７１０’の傾きを斜め振動の方向Ｄｍに合わせ込むことができる。そのため、より効果的に、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００８２】
また、前述したように、第２状態では、第２検出電極７１２と可動体４Ａとが電気的に接続されている。そのため、第２検出電極７１２と可動体４Ａとが同電位となり、これらの間に意図しない静電引力が生じず、可動体４Ａを安定して振動させることができる。その結果、角速度ωｙの検出精度が安定する。
【００８３】
また、前述したように、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向（第３方向）としたとき、第２検出電極７１２は、Ｙ軸方向に沿った長手形状となっている。そのため、Ｙ軸方向の広範囲に亘って、疑似主面７１０’の傾きを斜め振動の方向Ｄｍに合わせ込むことができる。したがって、より効果的に、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００８４】
また、前述したように、固定検出電極７１は、複数の第２検出電極７１２を含んでいる。これにより、疑似主面７１０’の傾きを多段的に調整することが可能となるため、疑似主面７１０’の傾きを所望の傾きを補正し易くなる。したがって、より効果的に、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００８５】
また、前述したように、複数の第２検出電極７１２は、Ｚ軸方向からの平面視で、固定検出電極７１のＸ軸方向での中心に対して、Ｘ軸方向の両側に位置している。このような構成によれば、例えば、固定検出電極７１のＸ軸方向の中心に対して片側にだけ第２検出電極７１２が配置されている場合と比較して、疑似主面７１０’の傾きの調整範囲が大きくなる。そのため、疑似主面７１０’の傾きを所望の傾きを補正し易くなる。したがって、より効果的に、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００８６】
また、前述したように、物理量センサー１は、可動体４Ａと対向して配置されている基板２を含んでいる。また、基板２は、可動体４Ａと対向している凹部２１の底面２１１（主面）と、底面２１１に開口している凹部２９と、を含んでいる。そして、第１検出電極７１１は、底面２１１に配置され、第２検出電極７１２は、凹部２９の内底面に配置されている。これにより、簡単な構成で、可動体４Ａと第１検出電極７１１との離間距離Ｇ’と、可動体４Ａと第２検出電極７１２との離間距離Ｇ”と、を異ならせることができる。
【００８７】
また、前述したように、物理量センサー１は、Ｙ軸方向に沿う検出軸（Ｙ軸）まわりの角速度ωｙを検出できる。これにより、利便性の高い物理量センサー１となる。
【００８８】
また、前述したように、物理量センサー１の出力信号調整方法は、可動体４Ａと、可動体４Ａと対向して配置されている第１検出電極７１１、および可動体４Ａと対向して配置され可動体４Ａとの離間距離Ｇ”が可動体４Ａと第１検出電極７１１との離間距離Ｇ’と異なっている第２検出電極７１２を含む固定検出電極７１（検出電極）を含み、可動体４Ａと第１検出電極７１１とが並ぶ方向をＺ軸方向（第１方向）とし、Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向（第２方向）としたとき、可動体４Ａの振動は、Ｚ軸方向の振動とＸ軸方向の振動とが合成された駆動振動モードを有し、第２検出電極７１２は、Ｚ軸方向からの平面視で、固定検出電極７１のＸ軸方向での中心からＸ軸方向にずれて配置されている。そして、第１検出電極７１１と第２検出電極７１２とが電気的に接続されている第１状態および第１検出電極７１１と第２検出電極７１２とが電気的に接続されていない第２状態の一方を選択することにより、固定検出電極７１のＸ軸方向に対する傾きを疑似的（等価的）に変化させることにより出力信号を調整している。このような方法によれば、疑似主面７１０’を斜め振動の方向Ｄｍに合わせて傾けることができるため、第１状態Ｑ１のときの離間距離Ｇ１と第２状態Ｑ２のときの離間距離Ｇ２との差ΔＧを、図６に示すような従来の構成と比べて小さくすることができる。そのため、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００８９】
なお、本実施形態では、各第２検出電極７１２がそれぞれ独立して第１状態と第２状態とを選択可能となっているが、これに限定されない。例えば、図１６に示すように、複数の第２検出電極７１２が電気的に接続された第１パターンＰ１と、第１パターンＰ１に含まれていない複数の第２検出電極７１２が電気的に接続された第２パターンＰ２と、を有しており、これら第１、第２パターンＰ１、Ｐ２毎に、第１状態／第２状態を選択可能となっていてもよい。このような構成によっても、疑似主面７１０’の傾きを補正することができる。なお、パターンの数は、２つに限定されない。
【００９０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
【００９１】
図１７は、本発明の第２実施形態に係る物理量センサーが有する固定検出電極の断面図である。
【００９２】
本実施形態に係る物理量センサー１は、固定検出電極７１、７２の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の物理量センサー１と同様である。以下の説明では、第２実施形態の物理量センサー１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１７では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。また、固定検出電極７１、７２の構成は、互いに同様であるため、以下では、固定検出電極７１について代表して説明し、固定検出電極７２については、その説明を省略する。
【００９３】
図１７に示すように、本実施形態の固定検出電極７１は、第１検出電極７１１と、複数の第２検出電極７１２と、を有している。また、複数の第２検出電極７１２は、それぞれ、第１検出電極７１１よりも上側（Ｚ軸方向プラス側）に位置している。そのため、第１検出電極７１１と可動検出電極４４１Ａとの離間距離Ｇ’は、第２検出電極７１２と可動検出電極４４１Ａとの離間距離Ｇ”よりも大きい。すなわち、Ｇ’＞Ｇ”の関係となっている。
【００９４】
本実施形態では、凹部２１の底面２１１から突出する複数の凸部２８が形成されており、凸部２８を囲むようにして底面２１１に第１検出電極７１１が配置され、複数の凸部２８の頂面（上面）に第２検出電極７１２が配置されている。このような構成とすることで、簡単な構成で、Ｇ’＞Ｇ”の関係を満足することができる。
【００９５】
複数の第２検出電極７１２は、それぞれ独立して、第１検出電極７１１と電気的に接続される第１状態と、第１検出電極７１１と電気的に接続されない第２状態と、を選択できるようになっている。そして、第１状態とする第２検出電極７１２の数や場所を選択することで、疑似主面７１０’のＸ軸方向に対する傾きを変更することができ、疑似主面７１０’の傾きを可動検出電極４４１Ａの斜め振動の方向Ｄｍと揃えることができる。その結果、より確実に、クアドラチャ信号を低減することができる。
【００９６】
以上のように、本実施形態の物理量センサー１は、可動体４Ａと対向して配置されている基板２を含んでいる。また、基板２は、可動体４Ａと対向している凹部２１の底面２１１（主面）と、底面２１１に設けられている凸部２８と、を含んでいる。そして、第１検出電極７１１は、底面２１１に配置され、第２検出電極７１２は、凸部２８の頂面に配置されている。これにより、簡単な構成で、可動体４Ａと第１検出電極７１１との離間距離Ｇ’と、可動体４Ａと第２検出電極７１２との離間距離Ｇ”と、を異ならせることができる。
【００９７】
以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００９８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
【００９９】
図１８は、本発明の第３実施形態に係る物理量センサーデバイスを示す断面図である。
【０１００】
図１８に示すように、物理量センサーデバイス５０００は、物理量センサー１と、半導体素子５９００（回路素子）と、物理量センサー１および半導体素子５９００を収納するパッケージ５１００と、を有している。
【０１０１】
パッケージ５１００は、キャビティ状のベース５２００と、ベース５２００の上面に接合された蓋体５３００と、を有している。ベース５２００は、その上面に開口する凹部５２１０を有している。また、凹部５２１０は、ベース５２００の上面に開口する第１凹部５２１１と、第１凹部５２１１の底面に開口する第２凹部５２１２と、を有している。
【０１０２】
一方、蓋体５３００は、板状であり、凹部５２１０の開口を塞ぐようにしてベース５２００の上面に接合されている。このように、蓋体５３００によって凹部５２１０の開口を塞ぐことで、パッケージ５１００内に収納空間Ｓ２が形成され、この収納空間Ｓ２に物理量センサー１および半導体素子５９００が収納されている。なお、ベース５２００と蓋体５３００との接合方法としては、特に限定されず、本実施形態では、シームリング５４００を介したシーム溶接を用いている。
【０１０３】
収納空間Ｓ２は、気密封止されている。収納空間Ｓ２の雰囲気としては、特に限定されないが、例えば、物理量センサー１の収納空間Ｓと同じ雰囲気となっていることが好ましい。これにより、仮に収納空間Ｓの気密性が崩壊し、収納空間Ｓ、Ｓ２が連通してしまっても、収納空間Ｓの雰囲気をそのまま維持することができる。そのため、収納空間Ｓの雰囲気が変化することによる物理量センサー１の検出特性の変化を低減することができ、安定した検出特性を発揮することができる。
【０１０４】
ベース５２００の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の各種セラミックスを用いることができる。また、蓋体５３００の構成材料としては、特に限定されないが、ベース５２００の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース５２００の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金を用いることが好ましい。
【０１０５】
ベース５２００は、収納空間Ｓ２内（第１凹部５２１１の底面）に配置された複数の内部端子５２３０と、底面に配置された複数の外部端子５２４０と、を有している。各内部端子５２３０は、ベース５２００内に配置された図示しない内部配線を介して、所定の外部端子５２４０と電気的に接続されている。
【０１０６】
そして、凹部５２１０の底面に、ダイアタッチ材ＤＡを介して物理量センサー１が固定されており、さらに、物理量センサー１の上面に、ダイアタッチ材ＤＡを介して半導体素子５９００が配置されている。そして、ボンディングワイヤーＢＷ１を介して物理量センサー１と半導体素子５９００とが電気的に接続されており、ボンディングワイヤーＢＷ２を介して半導体素子５９００と内部端子５２３０とが電気的に接続されている。
【０１０７】
また、半導体素子５９００には、例えば、センサー素子４に駆動電圧を印加する駆動回路や、センサー素子４からの出力に基づいて角速度ωｙを検出する検出回路や、検出回路からの信号を所定の信号に変換して出力する出力回路等が必要に応じて含まれている。
【０１０８】
以上、物理量センサーデバイス５０００について説明した。このような物理量センサーデバイス５０００は、物理量センサー１と、半導体素子５９００（回路素子）と、を含んでいる。そのため、物理量センサー１の効果を享受でき、信頼性の高い物理量センサーデバイス５０００が得られる。
【０１０９】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る複合センサーデバイスについて説明する。
【０１１０】
図１９は、本発明の第４実施形態に係る複合センサーデバイスを示す平面図である。図２０は、図１９に示す複合センサーデバイスの断面図である。
【０１１１】
図１９および図２０に示すように、複合センサーデバイス４０００は、ベース基板４１００と、ベース基板４１００の上面にダイアタッチ材ＤＡ（樹脂接着剤）を介して取り付けられた半導体素子４２００（回路素子）と、半導体素子４２００の上面にダイアタッチ材を介して取り付けられた加速度センサー４３００（第２物理量センサー）および角速度センサー４４００（第１物理量センサー）と、半導体素子４２００、加速度センサー４３００および角速度センサー４４００を覆う樹脂パッケージ４５００と、を有している。加速度センサー４３００は、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の加速度をそれぞれ独立して検出可能な３軸加速度センサーである。また、角速度センサー４４００は、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の角速度をそれぞれ独立して検出可能な３軸角速度センサーである。これら加速度センサー４３００および角速度センサー４４００として、本発明の物理量センサー１を適用することができる。
【０１１２】
ベース基板４１００は、その上面に複数の接続端子４１１０を有し、その下面に複数の外部端子４１２０を有している。各接続端子４１１０は、ベース基板４１００内に配置された図示しない内部配線等を介して対応する外部端子４１２０と電気的に接続されている。そして、このようなベース基板４１００の上面に半導体素子４２００が配置されている。
【０１１３】
半導体素子４２００は、加速度センサー４３００および角速度センサー４４００を駆動させる駆動回路、加速度センサー４３００からの出力に基づいてＸ軸方向の加速度、Ｙ軸方向の加速度およびＺ軸方向の加速度をそれぞれ独立して検出する加速度検出回路、角速度センサー４４００からの出力に基づいてＸ軸まわりの角速度、Ｙ軸まわりの角速度およびＺ軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検出する角速度検出回路、加速度検出回路および角速度検出回路からの信号を所定の信号に変換して出力する出力回路等が、必要に応じて含まれている。
【０１１４】
このような半導体素子４２００は、ボンディングワイヤーＢＷ３を介して加速度センサー４３００と電気的に接続され、ボンディングワイヤーＢＷ４を介して角速度センサー４４００と電気的に接続され、ボンディングワイヤーＢＷ５を介してベース基板４１００の接続端子４１１０と電気的に接続されている。そして、このような半導体素子４２００の上面に、加速度センサー４３００と、角速度センサー４４００と、が並んで配置されている。
【０１１５】
以上、複合センサーデバイス４０００について説明した。このような複合センサーデバイス４０００は、前述したように、角速度センサー４４００（第１物理量センサー）と、角速度センサー４４００とは異なる物理量を検出する加速度センサー４３００（第２物理量センサー）と、を含んでいる。これにより、異なる種類の物理量を検出することができ、利便性の高い複合センサーデバイス４０００となる。特に、本実施形態では、第１物理量センサーは、角速度を検出可能な角速度センサー４４００であり、第２物理量センサーは、加速度を検出可能な加速度センサー４３００である。そのため、例えば、モーションセンサー等に好適に利用することができ、極めて利便性の高い複合センサーデバイス４０００となる。
【０１１６】
なお、加速度センサー４３００および角速度センサー４４００の配置としては、特に限定されず、例えば、加速度センサー４３００および角速度センサー４４００が、半導体素子４２００を間に挟むようにして、ベース基板４１００の上面に取り付けられていてもよい。このような構成とすることで、複合センサーデバイス４０００の低背化を図ることができる。また、上述したように、本実施形態では、角速度センサー４４００が第１物理量センサーであり、加速度センサー４３００が第２物理量センサーであるが、この逆であってもよい。すなわち、角速度センサー４４００が第２物理量センサーであり、加速度センサー４３００が第１物理量センサーであってもよい。
【０１１７】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る慣性計測装置について説明する。
【０１１８】
図２１は、本発明の第５実施形態に係る慣性計測装置を示す分解斜視図である。図２２は、図２１に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図である。
【０１１９】
図２１に示す慣性計測装置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）を検出する慣性計測装置である。慣性計測装置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。
【０１２０】
慣性計測装置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ヶ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ヶ所のネジ穴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装置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。
【０１２１】
慣性計測装置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。
【０１２２】
アウターケース２１００の外形は、前述した慣性計測装置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ヶ所の頂点近傍に、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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
図２２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、これらセンサー２３４０ｚ、２３４０ｘ、２３４０ｙ、２３５０として、本発明の物理量センサー１を適用することができる。
【０１２５】
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、慣性計測装置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。
【０１２６】
以上、慣性計測装置２０００について説明した。このような慣性計測装置２０００は、前述したように、物理量センサーとしての角速度センサー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の駆動を制御する制御ＩＣ２３６０（制御回路）と、を含んでいる。これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い慣性計測装置２０００が得られる。
【０１２７】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係る移動体測位装置について説明する。
【０１２８】
図２３は、本発明の第６実施形態に係る移動体測位装置の全体システムを示すブロック図である。図２４は、図２３に示す移動体測位装置の作用を示す図である。
【０１２９】
図２３に示す移動体測位装置３０００は、移動体に装着して用い、当該移動体の測位を行うための装置である。移動体としては、特に限定されず、自転車、自動車（四輪自動車およびバイクを含む）、電車、飛行機、船等のいずれでもよいが、本実施形態では四輪自動車として説明する。移動体測位装置３０００は、慣性計測装置３１００（ＩＭＵ）と、演算処理部３２００と、ＧＰＳ受信部３３００と、受信アンテナ３４００と、位置情報取得部３５００と、位置合成部３６００と、処理部３７００と、通信部３８００と、表示部３９００と、を有している。なお、慣性計測装置３１００としては、例えば、前述した慣性計測装置２０００を用いることができる。
【０１３０】
慣性計測装置３１００は、３軸の加速度センサー３１１０と、３軸の角速度センサー３１２０と、を有している。演算処理部３２００は、加速度センサー３１１０からの加速度データおよび角速度センサー３１２０からの角速度データを受け、これらデータに対して慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データ（移動体の加速度および姿勢を含むデータ）を出力する。
【０１３１】
また、ＧＰＳ受信部３３００は、受信アンテナ３４００を介してＧＰＳ衛星からの信号（ＧＰＳ搬送波。位置情報が重畳された衛星信号）を受信する。また、位置情報取得部３５００は、ＧＰＳ受信部３３００が受信した信号に基づいて、移動体測位装置３０００（移動体）の位置（緯度、経度、高度）、速度、方位を表すＧＰＳ測位データを出力する。このＧＰＳ測位データには、受信状態や受信時刻等を示すステータスデータも含まれている。
【０１３２】
位置合成部３６００は、演算処理部３２００から出力された慣性航法測位データおよび位置情報取得部３５００から出力されたＧＰＳ測位データに基づいて、移動体の位置、具体的には移動体が地面のどの位置を走行しているかを算出する。例えば、ＧＰＳ測位データに含まれている移動体の位置が同じであっても、図２４に示すように、地面の傾斜等の影響によって移動体の姿勢が異なっていれば、地面の異なる位置を移動体が走行していることになる。そのため、ＧＰＳ測位データだけでは移動体の正確な位置を算出することができない。そこで、位置合成部３６００は、慣性航法測位データ（特に、移動体の姿勢に関するデータ）を用いて、移動体が地面のどの位置を走行しているのかを算出する。なお、当該判定は、三角関数（鉛直方向に対する傾きθ）を用いた演算によって比較的簡単に行うことができる。
【０１３３】
位置合成部３６００から出力された位置データは、処理部３７００によって所定の処理が行われ、測位結果として、表示部３９００に表示されるようになっている。また、位置データは、通信部３８００によって外部装置に送信されるようになっていてもよい。
【０１３４】
以上、移動体測位装置３０００について説明した。このような移動体測位装置３０００は、前述したように、慣性計測装置３１００と、測位用衛星から位置情報が重畳された衛星信号を受信するＧＰＳ受信部３３００（受信部）と、受信した衛星信号に基づいて、ＧＰＳ受信部３３００の位置情報を取得する位置情報取得部３５００（取得部）と、慣性計測装置３１００から出力された慣性航法測位データ（慣性データ）に基づいて、移動体の姿勢を演算する演算処理部３２００（演算部）と、算出された姿勢に基づいて位置情報を補正することにより、移動体の位置を算出する位置合成部３６００（算出部）と、を含んでいる。これにより、前述した慣性計測装置２０００の効果を享受でき、信頼性の高い移動体測位装置３０００が得られる。
【０１３５】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態に係る電子機器について説明する。
【０１３６】
図２５は、本発明の第７実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【０１３７】
図２５に示すモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューター１１００は、本発明の電子機器を適用したものである。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。また、パーソナルコンピューター１１００には、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１１１０（制御部）と、が内蔵されている。
【０１３８】
このようなパーソナルコンピューター１１００（電子機器）は、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１１１０（制御部）と、を有している。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【０１３９】
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態に係る電子機器について説明する。
【０１４０】
図２６は、本発明の第８実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【０１４１】
図２６に示すスマートフォン１２００（携帯電話機）は、本発明の電子機器を適用したものである。スマートフォン１２００には、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１２１０（制御部）と、が内蔵されている。物理量センサー１によって検出された検出データ（角速度データ）は、制御回路１２１０に送信され、制御回路１２１０は、受信した検出データ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。
【０１４２】
このようなスマートフォン１２００（電子機器）は、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１２１０（制御部）と、を有している。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【０１４３】
＜第９実施形態＞
次に、本発明の第９実施形態に係る電子機器について説明する。
【０１４４】
図２７は、本発明の第９実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【０１４５】
図２７に示すデジタルスチールカメラ１３００は、本発明の電子機器を適用したものである。デジタルスチールカメラ１３００は、ケース１３０２を備え、このケース１３０２の背面には表示部１３１０が設けられている。表示部１３１０は、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、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などを含む受光ユニット１３０４が設けられている。そして、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を押すと、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、デジタルスチールカメラ１３００には、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１３２０（制御部）と、が内蔵されている。物理量センサー１は、例えば、手振れ補正に用いられる。
【０１４６】
このようなデジタルスチールカメラ１３００（電子機器）は、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１３２０（制御部）と、を有している。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【０１４７】
なお、本発明の電子機器は、前述した実施形態のパーソナルコンピューターおよび携帯電話機、本実施形態のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計（スマートウォッチを含む）、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）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、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、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、移動体端末基地局用機器、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、ネットワークサーバー等に適用することができる。
【０１４８】
＜第１０実施形態＞
次に、本発明の第１０実施形態に係る携帯型電子機器について説明する。
【０１４９】
図２８は、本発明の第１０実施形態に係る携帯型電子機器を示す平面図である。図２９は、図２８に示す携帯型電子機器の概略構成を示す機能ブロック図である。
【０１５０】
図２８に示す腕時計型の活動計１４００（アクティブトラッカー）は、本発明の携帯型電子機器を適用したリスト機器である。活動計１４００は、バンド１４０１によってユーザーの手首等の部位（被検体）に装着される。また、活動計１４００は、デジタル表示の表示部１４０２を備えると共に、無線通信が可能である。本発明に係る物理量センサー１は、加速度を測定する加速度センサー１４０８や角速度を計測する角速度センサー１４０９として活動計１４００に組込まれている。
【０１５１】
活動計１４００は、加速度センサー１４０８および角速度センサー１４０９が収容されたケース１４０３と、ケース１４０３に収容され、加速度センサー１４０８および角速度センサー１４０９からの出力データを処理する処理部１４１０と、ケース１４０３に収容されている表示部１４０２と、ケース１４０３の開口部を塞いでいる透光性カバー１４０４と、を備えている。また、透光性カバー１４０４の外側にはベゼル１４０５が設けられている。また、ケース１４０３の側面には複数の操作ボタン１４０６、１４０７が設けられている。
【０１５２】
図２９に示すように、加速度センサー１４０８は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の加速度を検出し、検出した３軸加速度の大きさおよび向きに応じた信号（加速度信号）を出力する。また、角速度センサー１４０９は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の角速度を検出し、検出した３軸角速度の大きさおよび向きに応じた信号（角速度信号）を出力する。
【０１５３】
表示部１４０２を構成する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）では、種々の検出モードに応じて、例えば、ＧＰＳセンサー１４１１や地磁気センサー１４１２を用いた位置情報、移動量や加速度センサー１４０８や角速度センサー１４０９などを用いた運動量などの運動情報、脈拍センサー１４１３などを用いた脈拍数などの生体情報、もしくは現在時刻などの時刻情報などが表示される。なお、温度センサー１４１４を用いた環境温度を表示することもできる。
【０１５４】
通信部１４１５は、ユーザー端末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１４１５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る。
【０１５５】
処理部１４１０（プロセッサー）は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により構成される。処理部１４１０は、記憶部１４１６に格納されたプログラムと、操作部１４１７（例えば操作ボタン１４０６、１４０７）から入力された信号とに基づき、各種の処理を実行する。処理部１４１０による処理には、ＧＰＳセンサー１４１１、地磁気センサー１４１２、圧力センサー１４１８、加速度センサー１４０８、角速度センサー１４０９、脈拍センサー１４１３、温度センサー１４１４、計時部１４１９の各出力信号に対するデータ処理、表示部１４０２に画像を表示させる表示処理、音出力部１４２０に音を出力させる音出力処理、通信部１４１５を介して情報端末と通信を行う通信処理、バッテリー１４２１からの電力を各部へ供給する電力制御処理などが含まれる。
【０１５６】
このような活動計１４００では、少なくとも以下のような機能を有することができる。
１．距離：高精度のＧＰＳ機能により計測開始からの合計距離を計測する。
２．ペース：ペース距離計測から、現在の走行ペースを表示する。
３．平均スピード：平均スピード走行開始から現在までの平均スピードを算出し表示する。
４．標高：ＧＰＳ機能により、標高を計測し表示する。
５．ストライド：ＧＰＳ電波が届かないトンネル内などでも歩幅を計測し表示する。
６．ピッチ：１分あたりの歩数を計測し表示する。
７．心拍数：脈拍センサーにより心拍数を計測し表示する。
８．勾配：山間部でのトレーニングやトレイルランにおいて、地面の勾配を計測し表示する。
９．オートラップ：事前に設定した一定距離や一定時間を走った時に、自動でラップ計
測を行う。
１０．運動消費カロリー：消費カロリーを表示する。
１１．歩数：運動開始からの歩数の合計を表示する。
【０１５７】
このような活動計１４００（携帯型電子機器）は、物理量センサー１と、物理量センサー１が収容されているケース１４０３と、ケース１４０３に収容され、物理量センサー１からの出力データを処理する処理部１４１０と、ケース１４０３に収容されている表示部１４０２と、ケース１４０３の開口部を塞いでいる透光性カバー１４０４と、を含んでいる。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【０１５８】
また、前述したように、活動計１４００は、ＧＰＳセンサー１４１１（衛星測位システム）を含み、ユーザーの移動距離や移動軌跡を計測することができる。そのため、利便性の高い活動計１４００が得られる。
【０１５９】
なお、活動計１４００は、ランニングウォッチ、ランナーズウォッチ、デュアスロンやトライアスロン等マルチスポーツ対応のランナーズウォッチ、アウトドアウォッチ、および衛星測位システム、例えばＧＰＳを搭載したＧＰＳウォッチ、等に広く適用できる。
【０１６０】
また、前述では、衛星測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて説明したが、他の全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用してもよい。例えば、ＥＧＮＯＳ(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ、ＢｅｉＤｏｕ（BeiDou Navigation Satellite System）、等の衛星測位システムのうち１または２以上を利用してもよい。また、衛星測位システムの少なくとも１つにＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＥＧＮＯＳ（European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service）等の静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ：Satellite-based Augmentation System）を利用してもよい。
【０１６１】
＜第１１実施形態＞
次に、本発明の第１１実施形態に係る移動体について説明する。
【０１６２】
図３０は、本発明の第１１実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
【０１６３】
図３０に示す自動車１５００は、本発明の移動体を適用した自動車である。この図において、自動車１５００は、エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくとも何れかのシステム１５１０を含んでいる。また、自動車１５００には、物理量センサー１が内蔵されており、物理量センサー１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。物理量センサー１の検出信号は、制御装置１５０２に供給され、制御装置１５０２は、その信号に基づいてシステム１５１０を制御することができる。
【０１６４】
このような自動車１５００（移動体）は、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御装置１５０２（制御部）と、を有している。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。また、自動車１５００は、エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくとも何れかのシステム１５１０を含み、制御装置１５０２は、検出信号に基づいて、システム１５１０を制御する。これにより、システム１５１０を精度よく制御することができる。
【０１６５】
なお、物理量センサー１は、他にも、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、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。
【０１６６】
また、移動体としては、自動車１５００に限定されず、例えば、飛行機、ロケット、人工衛星、船舶、ＡＧＶ（無人搬送車）、二足歩行ロボット、ドローン等の無人飛行機等にも適用することができる。
【０１６７】
以上、本発明の物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器、移動体および物理量センサーの出力信号調整方法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。また、前述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【０１６８】
また、前述した実施形態では、物理量センサーがＹ軸まわりの角速度を検出する構成について説明したが、これに限定されず、Ｘ軸まわりの角速度を検出する構成であってもよいし、Ｚ軸まわりの角速度を検出する構成であってもよい。また、前述した実施形態では、物理量センサーが角速度を検出する構成について説明したが、物理量センサーが検出する物理量としては、特に限定されず、例えば、加速度、圧力等であってもよい。また、物理量センサーが複数の物理量を検出できるようになっていてもよい。なお、複数の物理量とは、検出軸が異なる同種の物理量（例えば、Ｘ軸方向の加速度、Ｙ軸方向の加速度およびＺ軸方向の加速度や、Ｘ軸まわりの角速度、Ｙ軸まわりの角速度およびＺ軸まわりの角速度）であってもよいし、異なる物理量（例えば、Ｘ軸まわりの角速度およびＸ軸方向の加速度）であってもよい。
【符号の説明】
【０１６９】
１…物理量センサー、２…基板、２１…凹部、２１１…底面、２２１、２２２、２２４…マウント、２８…凸部、２９…凹部、３…蓋体、３１…凹部、３９…ガラスフリット、４…センサー素子、４Ａ、４Ｂ…可動体、４０Ａ、４０Ｂ…接続ばね、４１Ａ、４１Ｂ…駆動部、４１１Ａ、４１１Ｂ…可動駆動電極、４１２Ａ、４１２Ｂ…固定駆動電極、４２Ａ、４２Ｂ…固定部、４３Ａ、４３Ｂ…駆動ばね、４４Ａ、４４Ｂ…検出部、４４１Ａ、４４１Ｂ…可動検出電極、４５１、４５２…固定部、４６Ａ、４６Ｂ…検出ばね、４７Ａ、４７Ｂ…梁、４８…フレーム、４８１、４８２…欠損部、４８８、４８９…フレームばね、４９Ａ、４９Ｂ…モニター部、４９１Ａ、４９１Ｂ…可動モニター電極、４９２Ａ、４９２Ｂ、４９３Ａ、４９３Ｂ…固定モニター電極、７１、７２…固定検出電極、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ…領域、７１０…主面、７１０’７１０ａ’、７１０ｂ’、７１０ｃ’、７１０ｄ’…疑似主面、７１１…第１検出電極、７１２…第２検出電極、７３、７４、７５、７６、７７、７８…配線、１１００…パーソナルコンピューター、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１１０８…表示部、１１１０…制御回路、１２００…スマートフォン、１２０８…表示部、１２１０…制御回路、１３００…デジタルスチールカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１３２０…制御回路、１４００…活動計、１４０１…バンド、１４０２…表示部、１４０３…ケース、１４０４…透光性カバー、１４０５…ベゼル、１４０６…操作ボタン、１４０７…操作ボタン、１４０８…加速度センサー、１４０９…角速度センサー、１４１０…処理部、１４１１…ＧＰＳセンサー、１４１２…地磁気センサー、１４１３…脈拍センサー、１４１４…温度センサー、１４１５…通信部、１４１６…記憶部、１４１７…操作部、１４１８…圧力センサー、１４１９…計時部、１４２０…音出力部、１４２１…バッテリー、１５００…自動車、１５０１…車体、１５０２…制御装置、１５１０…システム、２０００…慣性計測装置、２１００…アウターケース、２１１０…ネジ穴、２２００…接合部材、２３００…センサーモジュール、２３１０…インナーケース、２３１１…凹部、２３１２…開口、２３２０…基板、２３３０…コネクター、２３４０ｘ、２３４０ｙ、２３４０ｚ…角速度センサー、２３５０…加速度センサー、２３６０…制御ＩＣ、３０００…移動体測位装置、３１００…慣性計測装置、３１１０…加速度センサー、３１２０…角速度センサー、３２００…演算処理部、３３００…ＧＰＳ受信部、３４００…受信アンテナ、３５００…位置情報取得部、３６００…位置合成部、３７００…処理部、３８００…通信部、３９００…表示部、４０００…複合センサーデバイス、４１００…ベース基板、４１１０…接続端子、４１２０…外部端子、４２００…半導体素子、４３００…加速度センサー、４４００…角速度センサー、４５００…樹脂パッケージ、５０００…物理量センサーデバイス、５１００…パッケージ、５２００…ベース、５２１０…凹部、５２１１…第１凹部、５２１２…第２凹部、５２３０…内部端子、５２４０…外部端子、５３００…蓋体、５４００…シームリング、５９００…半導体素子、ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３、ＢＷ４、ＢＷ５…ボンディングワイヤー、ＤＡ…ダイアタッチ材、Ｄｍ…方向、Ｇ’、Ｇ”、Ｇ１、Ｇ２…離間距離、Ｏ…中心、Ｐ…電極パッド、Ｐ１…第１パターン、Ｐ２…第２パターン、Ｑ０…基準位置、Ｑ１…第１状態、Ｑ２…第２状態、Ｓ…収納空間、Ｓ２…収納空間、Ｖ１、Ｖ２…電圧、α…仮想直線、θ…傾き、θ１…角、ωｙ…角速度
【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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