(57)【要約】【課題】優れた検出感度を有する物理量センサー、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】本発明の物理量センサーは、駆動振動体と、検出振動体と、前記駆動振動体と前記検出振動体とが並んでいる第１方向に沿って、前記駆動振動体を振動可能に支持している駆動ばねと、前記駆動振動体と前記検出振動体とを接続している弾性変形部と、を含み、前記駆動振動体が前記第１方向に振動すると、前記弾性変形部は弾性変形し、前記検出振動体は、前記駆動振動体よりも大きい振幅で前記第１方向に振動する。【選択図】図３
2019066277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動振動体と、
検出振動体と、
前記駆動振動体と前記検出振動体とが並んでいる第１方向に沿って、前記駆動振動体を振動可能に支持している駆動ばねと、
前記駆動振動体と前記検出振動体とを接続している弾性変形部と、
を含み、
前記駆動振動体が前記第１方向に振動すると、前記弾性変形部は弾性変形し、
前記検出振動体は、前記駆動振動体よりも大きい振幅で前記第１方向に振動することを特徴とする物理量センサー。
【請求項２】
駆動振動体と、
検出振動体と、
前記駆動振動体と前記検出振動体とが並んでいる第１方向に沿って、前記駆動振動体を振動可能に支持している駆動ばねと、
前記駆動振動体と前記検出振動体とを接続している弾性変形部と、
を含み、
前記駆動ばねの前記第１方向でのばね定数をｋ１、
前記弾性変形部の前記第１方向でのばね定数をｋ２としたとき、
ｋ２＜ｋ１
を満足していることを特徴とする物理量センサー。
【請求項３】
請求項２において、
ｋ２＜０．５ｋ１
を満足している物理量センサー。
【請求項４】
請求項３において、
ｋ２＜０．２５ｋ１
を満足している物理量センサー。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか一項において、
前記駆動ばねは、長手方向が前記第１方向と直交する第２方向に沿い、かつ、前記第１方向に屈曲変形可能な第１アームを含み、
前記弾性変形部は、長手方向が前記第２方向に沿い、かつ、前記第１方向に屈曲変形可能な第２アームを含み、
前記第１アームの長さをＬ１、
前記第２アームの長さをＬ２としたとき、
Ｌ２＞Ｌ１
を満足している物理量センサー。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれか一項において、
前記検出振動体を前記第１方向に振動可能に支持している検出ばねを含み、
前記検出ばねの前記第１方向でのばね定数をｋ３としたとき、
ｋ３＜ｋ１
を満足している物理量センサー。
【請求項７】
請求項６において、
ｋ３＜０．５ｋ１
を満足している物理量センサー。
【請求項８】
請求項７において、
ｋ３＜０．２５ｋ１
を満足している物理量センサー。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか一項において、
ｋ３＜ｋ２
を満足している物理量センサー。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれか一項において、
前記検出ばねは、長手方向が前記第２方向に沿い、かつ、前記第１方向に屈曲変形可能な第３アームを有し、
前記第３アームの長さをＬ３としたとき、
Ｌ３＞Ｌ１
を満足している物理量センサー。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか一項において、
前記弾性変形部は、バネ状である物理量センサー。
【請求項１２】
請求項１ないし１１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１３】
請求項１２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１４】
請求項１ないし１１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１５】
請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
制御回路と、
補正回路と、を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項１６】
請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
姿勢制御部と、を含むことを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサー、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載されている角速度センサーは、支持基板と、支持基板に支持されている素子部と、を有している。また、素子部は、駆動マスと、駆動マスをＸ軸方向に変位可能に支持している駆動ばねと、検出マスと、検出マスをＸ軸方向に変位可能に支持している検出ばねと、駆動マスと検出マスとを接続しているカップリング構造体と、を有している。このような構成の角速度センサーは、駆動マスをＸ軸方向に振動させると、この振動がカップリング構造体を介して検出マスに伝わり、検出マスが駆動マスの振動に合わせてＸ軸方向に振動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第２９５７８６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている角速度センサーでは、駆動ばねおよび検出ばねが互いに同じ構成となっているため、検出マスは、駆動マスと同等の変位しかできないので、検出マスの変位（振幅）を大きくすることができず、角速度の検出感度を高めることが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、優れた検出感度を有する物理量センサー、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
本発明の物理量センサーは、駆動振動体と、
検出振動体と、
前記駆動振動体と前記検出振動体とが並んでいる第１方向に沿って、前記駆動振動体を振動可能に支持している駆動ばねと、
前記駆動振動体と前記検出振動体とを接続している弾性変形部と、
を含み、
前記駆動振動体が前記第１方向に振動すると、前記弾性変形部は弾性変形し、
前記検出振動体は、前記駆動振動体よりも大きい振幅で前記第１方向に振動することを特徴とする。
これにより、検出振動体を従来よりも大きく振動させることができるため、優れた検出感度を有する物理量センサーとなる。
【０００８】
本発明の物理量センサーは、駆動振動体と、
検出振動体と、
前記駆動振動体と前記検出振動体とが並んでいる第１方向に沿って、前記駆動振動体を振動可能に支持している駆動ばねと、
前記駆動振動体と前記検出振動体とを接続している弾性変形部と、
を含み、
前記駆動ばねの前記第１方向でのばね定数をｋ１、
前記弾性変形部の前記第１方向でのばね定数をｋ２としたとき、
ｋ２＜ｋ１
を満足していることを特徴とする。
これにより、検出振動体を従来よりも大きく振動させることができるため、優れた検出感度を有する物理量センサーとなる。
【０００９】
本発明の物理量センサーでは、ｋ２＜０．５ｋ１
を満足していることが好ましい。
これにより、駆動ばねに対して弾性変形部がより柔らかくなり、検出振動体を駆動振動体に対してより大きく振動させることができる。
【００１０】
本発明の物理量センサーでは、ｋ２＜０．２５ｋ１
を満足していることが好ましい。
これにより、駆動ばねに対して弾性変形部がさらに柔らかくなり、検出振動体を駆動振動体に対してより大きく振動させることができる。
【００１１】
本発明の物理量センサーでは、前記駆動ばねは、長手方向が前記第１方向と直交する第２方向に沿い、かつ、前記第１方向に屈曲変形可能な第１アームを含み、
前記弾性変形部は、長手方向が前記第２方向に沿い、かつ、前記第１方向に屈曲変形可能な第２アームを含み、
前記第１アームの長さをＬ１、
前記第２アームの長さをＬ２としたとき、
Ｌ２＞Ｌ１
を満足していることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、ｋ２＜ｋ１の関係を満足することができる。
【００１２】
本発明の物理量センサーでは、前記検出振動体を前記第１方向に振動可能に支持している検出ばねを含み、
前記検出ばねの前記第１方向でのばね定数をｋ３としたとき、
ｋ３＜ｋ１
を満足していることが好ましい。
これにより、検出ばねによって検出振動体を支持することができるため、検出振動体を安定した姿勢で振動させることができる。また、検出ばねによって弾性変形部の伸縮が阻害され難くなる。
【００１３】
本発明の物理量センサーでは、ｋ３＜０．５ｋ１
を満足していることが好ましい。
これにより、駆動ばねに対して弾性変形部がより柔らかくなり、検出ばねによって弾性変形部の伸縮がより阻害され難くなる。
【００１４】
本発明の物理量センサーでは、ｋ３＜０．２５ｋ１
を満足していることが好ましい。
これにより、駆動ばねに対して弾性変形部がさらに柔らかくなり、検出ばねによって弾性変形部の伸縮がさらに阻害され難くなる。
【００１５】
本発明の物理量センサーでは、ｋ３＜ｋ２
を満足していることが好ましい。
これにより、検出ばねが弾性変形部よりも柔らかくなるため、検出ばねによって弾性変形部の伸縮がさらに阻害され難くなる。
【００１６】
本発明の物理量センサーでは、前記検出ばねは、長手方向が前記第２方向に沿い、かつ、前記第１方向に屈曲変形可能な第３アームを有し、
前記第３アームの長さをＬ３としたとき、
Ｌ３＞Ｌ１
を満足していることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、ｋ３＜ｋ１の関係を満足することができる。
【００１７】
本発明の物理量センサーでは、前記弾性変形部は、バネ状であることが好ましい。
これにより、弾性変形部の構成が簡単なものとなる。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
本発明の電子機器は、本発明の物理量センサーと、
制御回路と、
補正回路と、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、信頼性の高い電子機器が得られる。
【００２２】
本発明の移動体は、本発明の物理量センサーと、
姿勢制御部と、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、信頼性の高い移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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素子部を示す平面図である。
【図４】図３に示す素子部の振動モードを説明するための模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る物理量センサーの素子部を示す平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る物理量センサーの素子部を示す平面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る物理量センサーの素子部を示す平面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る物理量センサーの素子部を示す平面図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る慣性計測装置の分解斜視図である。
【図１０】図９に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図である。
【図１１】本発明の第７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１２】図１１に示す移動体測位装置の作用を示す図である。
【図１３】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１４】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１５】本発明の第１０実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第１１実施形態に係る携帯型電子機器を示す平面図である。
【図１７】図１６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１８】本発明の第１２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】
【００２４】
以下、本発明の物理量センサー、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
＜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について説明する。
【００２６】
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素子部を示す平面図である。図４は、図３に示す素子部の振動モードを説明するための模式図である。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」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」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。
【００２７】
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、素子部４と、を有している。
【００２８】
図１に示すように、基板２は、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。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、素子部４と基板２との接触を防止（抑制）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２２（２２１、２２２、２２４、２２５）を有している。そして、これらマウント２２の上面に素子部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、基板２に素子部４を固定することができる。また、基板２は、上面に開放する溝部２３、２４、２５、２６、２７、２８を有している。
【００２９】
基板２としては、例えば、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、リチウムイオン（Ｌｉ＋）等の可動イオン（アルカリ金属イオン、以下Ｎａ＋で代表する）を含むガラス材料（例えば、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。これにより、例えば、後述するように、基板２と素子部４とを陽極接合することができ、これらを強固に接合することができる。また、光透過性を有する基板２が得られるため、物理量センサー１の外側から、基板２を介して素子部４の状態を視認することができる。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。
【００３０】
図１に示すように、凹部２１の底面には固定検出電極８１、８２が配置されている。また、溝部２３、２４、２５、２６、２７、２８には、配線７３、７４、７５、７６、７７、７８が配置されている。配線７３、７４、７７、７８は、それぞれ、素子部４と電気的に接続されており、配線７５、７６は、固定検出電極８１、８２と電気的に接続されている。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。
【００３１】
図１に示すように、蓋体３は、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。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内に素子部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、素子部４を収納する収納空間Ｓが形成されている。
【００３２】
また、図２に示すように、蓋体３は、収納空間Ｓの内外を連通する連通孔３２を有している。そのため、連通孔３２を介して、収納空間Ｓを所望の雰囲気に置換することができる。また、連通孔３２内には封止部材３３が配置され、封止部材３３によって連通孔３２が気密封止されている。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、素子部４を効率的に振動させることができる。
【００３３】
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。
【００３４】
素子部４は、収納空間Ｓに配置されており、マウント２２の上面に接合されている。素子部４は、例えば、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）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（シリコンディープエッチング）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。以下、素子部４について詳細に説明する。なお、以下では、Ｚ軸方向からの平面視で、素子部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。
【００３５】
図３に示すように、素子部４の形状は、仮想直線αに対して対称である。また、素子部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（駆動振動体）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（駆動振動体）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。なお、駆動部４１Ａでは、可動駆動電極４１１Ａに対してＸ軸方向プラス側（仮想直線αから遠い側）に固定駆動電極４１２Ａが位置し、駆動部４１Ｂでは、可動駆動電極４１１Ｂに対してＸ軸方向マイナス側（仮想直線αから遠い側）に固定駆動電極４１２Ｂが位置している。
【００３６】
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。また、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂは、それぞれ、配線７３と電気的に接続され、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。
【００３７】
また、素子部４は、駆動部４１ＡのＸ軸方向マイナス側（後述する検出部４４Ａとの間）に配置された２つの固定部４２Ａと、駆動部４１ＢのＸ軸方向プラス側（後述する検出部４４Ｂとの間）に配置された２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。
【００３８】
また、素子部４は、各固定部４２Ａと可動駆動電極４１１Ａとを連結する２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２つの駆動ばね４３Ｂと、を有している。各駆動ばね４３ＡがＸ軸方向に弾性変形することで可動駆動電極４１１ＡのＸ軸方向への変位が許容され、各駆動ばね４３ＢがＸ軸方向に弾性変形することで可動駆動電極４１１ＢのＸ軸方向への変位が許容される。なお、駆動ばね４３Ａは、可動駆動電極４１１Ａよりも仮想直線α側に位置しており、駆動ばね４３Ｂは、可動駆動電極４１１Ｂよりも仮想直線α側に位置している。そのため、素子部４の小型化を図ることができる。
【００３９】
駆動ばね４３Ａは、略Ｕ字状をなしている。具体的には、駆動ばね４３Ａは、Ｙ軸方向に延在し、Ｘ軸方向に屈曲変形可能な２つのアーム４３１Ａと、２つのアーム４３１ＡをＵ字状に接続する接続部４３２Ａと、を有している。そして、駆動ばね４３Ａの一端部が可動駆動電極４１１Ａに接続され、他端部が固定部４２Ａに接続されている。同様に、駆動ばね４３Ｂは、略Ｕ字状をなしている。具体的には、駆動ばね４３Ｂは、Ｙ軸方向に延在し、Ｘ軸方向に屈曲変形可能な２つのアーム４３１Ｂと、２つのアーム４３１ＢをＵ字状に接続する接続部４３２Ｂと、を有している。そして、駆動ばね４３Ｂの一端部が可動駆動電極４１１Ｂに接続され、他端部が固定部４２Ｂに接続されている。
【００４０】
このように、駆動ばね４３Ａ、４３Ｂを略Ｕ字状とすることで、駆動ばね４３Ａ、４３Ｂの構成が簡単なものとなる。ただし、駆動ばね４３Ａの形状としては、特に限定されず、例えば、アーム４３１Ａが１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。なお、アーム４３１Ａが１つの場合には、その一端部を可動駆動電極４１１Ａに接続し、他端部を固定部４２Ａに接続すればよい。また、アーム４３１Ａが３つ以上の場合には、接続部４３２Ａによって各アーム４３１Ａを蛇行状に接続し、その一端部を可動駆動電極４１１Ａに接続し、他端部を固定部４２Ａに接続すればよい。駆動ばね４３Ｂについても同様である。
【００４１】
配線７３、７４を介して可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂと固定駆動電極４１２Ａ、４１２Ｂとの間に駆動電圧を印加すると、可動駆動電極４１１Ａと固定駆動電極４１２Ａとの間および可動駆動電極４１１Ｂと固定駆動電極４１２Ｂとの間にそれぞれ静電引力が発生し、可動駆動電極４１１Ａが駆動ばね４３Ａを弾性変形させつつＸ軸方向に振動すると共に、可動駆動電極４１１Ｂが駆動ばね４３Ｂを弾性変形させつつＸ軸方向に振動する。駆動部４１Ａ、４１Ｂは、仮想直線αに対して対称的に配置されているため、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂは、互いに接近、離間を繰り返すようにＸ軸方向に逆相で振動する。そのため、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂの振動がキャンセルされ、基板２への振動漏れを低減することができ、Ｑ値が向上する。以下では、この振動モードを「駆動振動モード」とも言う。
【００４２】
なお、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としては、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。
【００４３】
また、素子部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（検出振動体）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（検出振動体）で構成されている。また、可動検出電極４４１Ａは、固定検出電極８１と対向して配置され、可動検出電極４４１Ｂは、固定検出電極８２と対向して配置されている。
【００４４】
可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂは、それぞれ、配線７３と電気的に接続され、固定検出電極８１は、配線７５と電気的に接続され、固定検出電極８２は、配線７６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、可動検出電極４４１Ａと固定検出電極８１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８２との間に静電容量Ｃｂが形成される。
【００４５】
また、素子部４は、検出部４４Ａ、４４Ｂの間に配置された２つの固定部４５を有している。２つの固定部４５は、それぞれ、マウント２２４の上面に接合され、基板２に固定されている。なお、本実施形態では、２つの固定部４５を介して、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂや可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂが配線７３と電気的に接続されている。
【００４６】
また、素子部４は、可動検出電極４４１Ａと各固定部４５とを連結する２つの検出ばね４６Ａと、可動検出電極４４１Ｂと各固定部４５とを連結する２つの検出ばね４６Ｂと、を有している。各検出ばね４６ＡがＸ軸方向に弾性変形することで可動検出電極４４１ＡのＸ軸方向への変位が許容され、各検出ばね４６ＢがＸ軸方向に弾性変形することで可動検出電極４４１ＢのＸ軸方向への変位が許容される。
【００４７】
検出ばね４６Ａは、蛇行形状となっている。具体的には、検出ばね４６Ａは、Ｙ軸方向に延在し、Ｘ軸方向に屈曲変形可能な４つのアーム４６１Ａと、４つのアーム４６１Ａを蛇行状に接続する３つの接続部４６２Ａと、を有している。そして、検出ばね４６Ａの一端部が可動検出電極４４１Ａに接続され、他端部が固定部４５に接続されている。同様に、検出ばね４６Ｂは、蛇行形状となっている。具体的には、検出ばね４６Ｂは、Ｙ軸方向に延在し、Ｘ軸方向に屈曲変形可能な４つのアーム４６１Ｂと、４つのアーム４６１Ｂを蛇行状に接続する３つの接続部４６２Ｂと、を有している。そして、検出ばね４６Ｂの一端部が可動検出電極４４１Ｂに接続され、他端部が固定部４５に接続されている。
【００４８】
このように、検出ばね４６Ａ、４６Ｂを蛇行形状とすることで、検出ばね４６Ａ、４６Ｂの構成が簡単なものとなる。ただし、検出ばね４６Ａの形状としては、特に限定されず、例えば、アーム４６１Ａが１つ、２つまたは３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。なお、アーム４６１Ａが１つの場合には、その一端部を可動検出電極４４１Ａに接続し、他端部を固定部４５に接続すればよい。また、アーム４６１Ａが２つの場合には、接続部４６２Ａによって各アーム４６１Ａを略Ｕ字状に接続し、その一端部を可動検出電極４４１Ａに接続し、他端部を固定部４５に接続すればよい。また、アーム４６１Ａが３つまたは５つ以上の場合には、接続部４６２Ａによって各アーム４６１Ａを蛇行状に接続し、その一端部を可動検出電極４４１Ａに接続し、他端部を固定部４５に接続すればよい。駆動ばね４３Ｂについても同様である。
【００４９】
また、素子部４は、駆動部４１Ａと検出部４４Ａとの間に位置し、可動駆動電極４１１Ａと可動検出電極４４１Ａとを連結する接続ばね４７Ａ（弾性変形部）と、駆動部４１Ｂと検出部４４Ｂとの間に位置し、可動駆動電極４１１Ｂと可動検出電極４４１Ｂとを連結する接続ばね４７Ｂ（弾性変形部）と、を有している。これら接続ばね４７Ａ、４７Ｂは、それぞれ、Ｘ軸方向に弾性を有している。そのため、可動検出電極４４１Ａは、接続ばね４７ＡがＸ軸方向に弾性変形することで可動駆動電極４１１Ａに対してＸ軸方向に変位することができ、可動検出電極４４１Ｂは、接続ばね４７ＢがＸ軸方向に弾性変形することで可動駆動電極４１１Ｂに対してＸ軸方向に変位することができる。
【００５０】
接続ばね４７Ａは、ばね本体４７１Ａと、ばね本体４７１Ａと可動駆動電極４１１Ａとを連結する梁４７７Ａと、ばね本体４７１Ａと可動検出電極４４１Ａとを連結する梁４７８Ａと、を有している。また、ばね本体４７１Ａは、Ｙ軸方向に延在し、Ｘ軸方向に弾性を有する２つのアーム４７２Ａと、２つのアーム４７２Ａを枠状に接続する２つの接続部４７３Ａと、を有している。接続ばね４７Ｂは、接続ばね４７Ａと同様の構成であり、図３に示すように、ばね本体４７１Ｂと、ばね本体４７１Ｂと可動駆動電極４１１Ｂとを連結する梁４７７Ｂと、ばね本体４７１Ｂと可動検出電極４４１Ｂとを連結する梁４７８Ｂと、を有している。また、ばね本体４７１Ｂは、Ｙ軸方向に延在し、Ｘ軸方向に弾性を有する２つのアーム４７２Ｂと、２つのアーム４７２Ｂを枠状に接続する２つの接続部４７３Ｂと、を有している。
【００５１】
接続ばね４７Ａ、４７Ｂをこのような形状とすることで、接続ばね４７Ａ、４７Ｂの構成が簡単なものとなる。ただし、接続ばね４７Ａの形状としては、特に限定されず、例えば、直列的に配置された複数のばね本体４７１Ａを有していてもよい。また、接続ばね４７Ａが並列的に複数配置されていてもよい。接続ばね４７Ｂについても同様である。
【００５２】
ここで、図４に示すように、駆動振動モードでは、可動駆動電極４１１Ａの振動が接続ばね４７Ａを介して可動検出電極４４１Ａに伝わるため、可動検出電極４４１Ａは、可動駆動電極４１１Ａの振動に連動してＸ軸方向に振動する。同様に、可動駆動電極４１１Ｂの振動が接続ばね４７Ｂを介して可動検出電極４４１Ｂに伝わるため、可動検出電極４４１Ｂは、可動駆動電極４１１Ｂの振動に連動してＸ軸方向に振動する。また、前述したように、可動駆動電極４１１Ａ、４１１ＢがＸ軸方向に逆相で振動するため、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂも、互いに接近、離間を繰り返すようにＸ軸方向に逆相で振動する。そのため、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂの振動がキャンセルされ、基板２への振動漏れを低減することができる。
【００５３】
また、駆動振動モード中、接続ばね４７Ａが弾性変形することで、可動検出電極４４１Ａの振幅は、可動駆動電極４１１Ａの振幅よりも大きくなる。同様に、接続ばね４７Ｂが弾性変形することで、可動検出電極４４１Ｂの振幅は、可動駆動電極４１１Ｂの振幅よりも大きくなる。そのため、例えば、従来のように可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂの振幅が可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂの振幅と同等の場合と比べて、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂの振幅が大きくなり、その分、角速度ωｙが加わった際に作用するコリオリの力が大きくなる。したがって、角速度ωｙの検出感度が向上する。
【００５４】
なお、可動駆動電極４１１Ａの振幅をｗ１とし、可動検出電極４４１Ａの振幅をｗ２としたとき、ｗ２／ｗ１≧１．５の関係を満足することが好ましく、ｗ２／ｗ１≧２．０の関係を満足することがより好ましく、ｗ２／ｗ１≧３．０の関係を満足することがさらに好ましい。これにより、角速度ωｙが加わった際に作用するコリオリの力がより大きくなる。
【００５５】
また、駆動振動モードでは、接続ばね４７Ａの弾性変形を利用して、可動検出電極４４１Ａは、可動駆動電極４１１Ａと接近、離間を繰り返すようにＸ軸方向に逆相で振動する。同様に、接続ばね４７Ｂの弾性変形を利用して、可動検出電極４４１Ｂは、可動駆動電極４１１Ｂと接近、離間を繰り返すようにＸ軸方向に逆相で振動する。これにより、可動検出電極４４１Ａと可動駆動電極４１１Ａの振動の少なくとも一部がキャンセルされると共に、可動検出電極４４１Ｂと可動駆動電極４１１Ｂの振動の少なくとも一部がキャンセルされる。したがって、可動検出電極４４１Ａと可動駆動電極４１１Ａおよび可動検出電極４４１Ｂと可動駆動電極４１１Ｂがそれぞれ同相で振動する場合と比較して、基板２への振動漏れをより効果的に低減することができる。これにより、Ｑ値がより向上する。ただし、これに限定されず、可動検出電極４４１Ａは、可動駆動電極４１１Ａと同相で振動し、可動検出電極４４１Ｂは、可動駆動電極４１１Ｂと同相で振動してもよい。
【００５６】
なお、可動検出電極４４１Ａと可動駆動電極４１１Ａおよび可動検出電極４４１Ｂと可動駆動電極４１１Ｂがそれぞれ逆相で振動する逆相モードの共振周波数ｆ１と、可動検出電極４４１Ａと可動駆動電極４１１Ａおよび可動検出電極４４１Ｂと可動駆動電極４１１Ｂがそれぞれ同相で振動する同相モードの共振周波数ｆ２と、の差が大きい程、逆相モードあるいは同相モードで振動させ易く、また、別のモード（逆相モードであれば同相モード、同相モードであれば逆相モード）が結合し難くなる。
【００５７】
このような駆動振動モードで駆動させている最中に物理量センサー１に角速度ωｙが加わると、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂは、コリオリの力によって、図４中の矢印Ａに示すように、検出ばね４６Ａ、４６ＢをＺ軸方向に弾性変形させつつＺ軸方向に逆相で振動する。なお、以下では、この振動モードを「検出振動モード」とも言う。検出振動モードでは、可動検出電極４４１Ａ、４４１ＢがＺ軸方向に振動するため、可動検出電極４４１Ａと固定検出電極８１とのギャップおよび可動検出電極４４１Ｂと固定検出電極８２とのギャップがそれぞれ変化し、それに伴って静電容量Ｃａ、Ｃｂがそれぞれ変化する。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。
【００５８】
なお、前述したように、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂの振幅が可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂの振幅よりも大きいため、より大きいコリオリの力が作用し、角速度ωｙの検出感度が向上する。
【００５９】
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から出力される検出信号（静電容量Ｃａの大きさに応じた信号）と、配線７６から出力される検出信号（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。
【００６０】
また、素子部４は、駆動振動モードでの可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂ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、マウント２２５の上面に接合され、基板２に固定されている。
【００６１】
なお、モニター部４９Ａでは、可動モニター電極４９１ＡのＸ軸方向プラス側に固定モニター電極４９２Ａが位置し、Ｘ軸方向マイナス側に固定モニター電極４９３Ａが位置している。一方、モニター部４９Ｂでは、可動モニター電極４９１ＢのＸ軸方向マイナス側に固定モニター電極４９２Ｂが位置し、Ｘ軸方向プラス側に固定モニター電極４９３Ｂが位置している。
【００６２】
また、可動モニター電極４９１Ａ、４９１Ｂは、それぞれ、配線７３と電気的に接続され、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が形成されている。
【００６３】
前述したように、駆動振動モードでは、可動検出電極４４１Ａ、４４１ＢがＸ軸方向に振動するため、可動モニター電極４９１Ａと固定モニター電極４９２Ａ、４９３Ａとのギャップおよび可動モニター電極４９１Ｂと固定モニター電極４９２Ｂ、４９３Ｂとのギャップがそれぞれ変化し、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、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂの振動状態を検出することができる。
【００６４】
以上、素子部４の構成について一通り説明した。次に、駆動振動モードにおいて、可動検出電極４４１Ａの振幅を可動駆動電極４１１Ａの振幅よりも大きくするための工夫について詳しく説明する。なお、本実施形態では、駆動ばね４３Ａ、４３Ｂ、検出ばね４６Ａ、４６Ｂ、接続ばね４７Ａ、４７Ｂは、それぞれ、同様の構成であるため、以下では、駆動ばね４３Ａ、検出ばね４６Ａ、接続ばね４７Ａについて説明し、駆動ばね４３Ｂ、検出ばね４６Ｂ、接続ばね４７Ｂについてはその説明を省略する。
【００６５】
本実施形態では、可動検出電極４４１Ａの振幅を可動駆動電極４１１Ａの振幅よりも大きくするために、接続ばね４７ＡのＸ軸方向でのばね定数ｋ２を駆動ばね４３ＡのＸ軸方向でのばね定数ｋ１よりも小さくしている。すなわち、物理量センサー１は、ｋ２＜ｋ１の関係を満足している。これにより、接続ばね４７Ａが駆動ばね４３ＡよりもＸ軸方向に伸縮し易くなり（柔らかくなり）、その分、可動検出電極４４１Ａが可動駆動電極４１１ＡよりもＸ軸方向に変位し易くなる。そのため、可動検出電極４４１Ａの振幅が可動駆動電極４１１Ａの振幅よりも大きくなる。ここで、本実施形態では、２つの駆動ばね４３Ａが並列的に可動駆動電極４１１Ａに接続されているため、ばね定数ｋ１は、各駆動ばね４３Ａのばね定数の和となる。すなわち、一方の駆動ばね４３Ａのばね定数をｋ１’とし、他方の駆動ばね４３Ａのばね定数をｋ１”としたとき、ｋ１＝ｋ１’＋ｋ１”である（ただし、本実施形態では、ｋ１’＝ｋ１”）。
【００６６】
なお、ｋ１、ｋ２は、ｋ２＜０．５ｋ１の関係を満足していることがより好ましく、ｋ２＜０．２５ｋ１の関係を満足していることがさらに好ましい。これにより、上述した効果がより顕著なものとなる。また、ｋ２の下限値としては、特に限定されず、例えば、ｋ２＞０．１ｋ１とすることができる。これにより、例えば、接続ばね４７Ａの機械的強度を十分に維持することができ、素子部４の機械的強度の過度な低下を抑制することができる。
【００６７】
ここで、接続ばね４７Ａのアーム４７２Ａの長さＬ２は、駆動ばね４３Ａのアーム４３１Ａの長さＬ１よりも長いことが好ましい。すなわち、Ｌ２＞Ｌ１の関係を満足していることが好ましい。これにより、比較的簡単に、ｋ２＜ｋ１の関係を満足させることができる。具体的には、素子部４を形成する際のエッチングの便宜上、アーム４３１Ａ、４７２Ａの横断面形状を揃えることが好ましい。アーム４３１Ａ、４７２Ａの横断面形状が同じであれば、アームが長い程ばね定数が小さくなる。そのため、Ｌ２＞Ｌ１とすることで、比較的簡単に、ｋ２＜ｋ１の関係を満足することができる。なお、Ｌ１は、各駆動ばね４３Ａが有する各アーム４３１Ａ、すなわち本実施形態では４つのアーム４３１Ａの長さ（延在方向すなわちＹ軸方向の長さ）の和である。同様に、Ｌ２は、接続ばね４７Ａが有する各アーム４７２Ａ、すなわち本実施形態では２つのアーム４７２Ａの長さ（延在方向すなわちＹ軸方向の長さ）の和である。
【００６８】
なお、Ｌ１、Ｌ２は、Ｌ２＞２Ｌ１の関係を満足していることがより好ましく、Ｌ２＞４Ｌ１の関係を満足していることがさらに好ましい。これにより、上述した効果がより顕著なものとなる。Ｌ２の上限値としては、特に限定されず、例えば、Ｌ２＜１０Ｌ１とすることができる。これにより、例えば、接続ばね４７Ａの大型化に伴う素子部４の大型化を抑制することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、検出ばね４６ＡのＸ軸方向でのばね定数ｋ３を駆動ばね４３ＡのＸ軸方向でのばね定数ｋ１よりも小さくしている。すなわち、ｋ３＜ｋ１の関係を満足している。これにより、検出ばね４６Ａを十分に柔らかくすることができ、検出ばね４６Ａが接続ばね４７Ａの伸縮を阻害してしまうことを抑制することができる。そのため、より確実に、可動検出電極４４１Ａの振幅を可動駆動電極４１１Ａの振幅よりも大きくすることができる。ここで、本実施形態では、２つの検出ばね４６Ａが並列的に可動検出電極４４１Ａに接続されているため、ばね定数ｋ３は、各検出ばね４６Ａのばね定数の和となる。すなわち、一方の検出ばね４６Ａのばね定数をｋ３’とし、他方の検出ばね４６Ａのばね定数をｋ３”としたとき、ｋ３＝ｋ３’＋ｋ３”である（ただし、本実施形態では、ｋ３’＝ｋ３”）。
【００７０】
なお、ｋ１、ｋ３は、ｋ３＜０．５ｋ１の関係を満足していることがより好ましく、ｋ３＜０．２５ｋ１の関係を満足していることがさらに好ましい。これにより、上述した効果がより顕著なものとなる。また、ｋ２、ｋ３は、ｋ３＜ｋ２の関係を満足することが好ましい。これにより、検出ばね４６Ａを接続ばね４７Ａよりも柔らかくすることができ、検出ばね４６Ａが接続ばね４７Ａの伸縮を阻害してしまうことをより効果的に抑制することができる。そのため、上述した効果がさらに顕著なものとなる。ｋ３の下限値としては、特に限定されず、例えば、ｋ３＞０．１ｋ１とすることができる。これにより、検出ばね４６Ａの機械的強度を十分に維持することができ、素子部４の機械的強度の過度な低下を抑制することができる。
【００７１】
ここで、検出ばね４６Ａのアーム４６１Ａの長さＬ３は、駆動ばね４３Ａのアーム４３１Ａの長さＬ１よりも長いことが好ましい。すなわち、Ｌ３＞Ｌ１の関係を満足していることが好ましい。これにより、前述と同様の理由により、比較的簡単に、ｋ３＜ｋ１の関係を満足することができる。なお、Ｌ３は、各検出ばね４６Ａが有する各アーム４６１Ａ、すなわち本実施形態では４つのアーム４６１Ａの長さ（延在方向すなわちＹ軸方向の長さ）の和である。特に、本実施形態では、各検出ばね４６Ａは、各駆動ばね４３Ａよりも多い４つのアーム４６１Ａを有しているため、Ｌ３＞Ｌ１の関係を満足し易い。この点から、各検出ばね４６Ａが有するアーム４６１Ａは、各駆動ばね４３Ａが有するアーム４３１Ａの数よりも多いことが好ましいと言える。
【００７２】
なお、Ｌ１、Ｌ３は、Ｌ３＞２Ｌ１の関係を満足していることがより好ましく、Ｌ３＞４Ｌ１の関係を満足していることがさらに好ましい。これにより、上述した効果がより顕著なものとなる。Ｌ３の上限値としては、特に限定されず、例えば、Ｌ３＜１０Ｌ１とすることができる。これにより、例えば、検出ばね４６Ａの大型化に伴う素子部４の大型化を抑制することができる。
【００７３】
以上、物理量センサー１について説明した。このような物理量センサー１は、前述したように、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂ（駆動振動体）と、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂ（検出振動体）と、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂと可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂとが並んでいるＸ軸方向（第１方向）に沿って、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂを振動可能に支持している駆動ばね４３Ａ、４３Ｂと、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂと可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂとを接続している接続ばね４７Ａ、４７Ｂ（弾性変形部）と、を含んでいる。そして、可動駆動電極４１１Ａ、４１１ＢがＸ軸方向に振動すると、接続ばね４７Ａ、４７Ｂ（弾性変形部）は、弾性変形し、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂは、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂよりも大きい振幅でＸ軸方向に振動する。このように、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂの振幅を可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂの振幅よりも大きくすることで、角速度ωｙが加わった際に、より大きいコリオリの力が作用し、角速度ωｙの検出感度が向上する。
【００７４】
また、物理量センサー１は、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂ（駆動振動体）と、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂ（検出振動体）と、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂと可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂとが並んでいるＸ軸方向（第１方向）に沿って、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂを振動可能に支持している駆動ばね４３Ａ、４３Ｂと、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂと可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂとを接続している接続ばね４７Ａ、４７Ｂ（弾性変形部）と、を含んでいる。そして、駆動ばね４３Ａ、４３ＢのＸ軸方向でのばね定数をｋ１、接続ばね４７Ａ、４７ＢのＸ軸方向でのばね定数をｋ２としたとき、物理量センサー１は、ｋ２＜ｋ１を満足している。これにより、接続ばね４７Ａ、４７Ｂが駆動ばね４３Ａ、４３Ｂよりも柔らかくなるため、駆動振動モードにおいて、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂの振幅を可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂの振幅よりも大きくすることができる。そのため、角速度ωｙが加わった際に、より大きいコリオリの力が作用し、角速度ωｙの検出感度が向上する。
【００７５】
また、前述したように、物理量センサー１では、ｋ２＜０．５ｋ１を満足していることがより好ましく、ｋ２＜０．２５ｋ１を満足していることがさらに好ましい。これにより、より確実に、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂの振幅を可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂの振幅よりも大きくすることができる。
【００７６】
また、前述したように、物理量センサー１では、駆動ばね４３Ａは、長手方向がＸ軸方向と直交するＹ軸方向に沿い、かつ、Ｘ軸方向に屈曲変形可能なアーム４３１Ａ（第１アーム）を含んでいる。また、接続ばね４７Ａは、長手方向がＹ軸方向に沿い、かつ、Ｘ軸に屈曲変形可能なアーム４７２Ａ（第２アーム）を含んでいる。そして、アーム４３１Ａの長さをＬ１、アーム４７２Ａの長さをＬ２としたとき、Ｌ２＞Ｌ１を満足している。これにより、より確実に、接続ばね４７Ａが駆動ばね４３Ａよりも柔らかくなる。そのため、より確実に、可動検出電極４４１Ａの振幅を可動駆動電極４１１Ａの振幅よりも大きくすることができる。なお、駆動ばね４３Ｂおよび接続ばね４７Ｂについても同様である。
【００７７】
また、前述したように、物理量センサー１は、可動検出電極４４１Ａ、４４１ＢをＸ軸方向に振動可能に支持している検出ばね４６Ａ、４６Ｂを含んでいる。そして、検出ばね４６Ａ、４６ＢのＸ軸方向でのばね定数をｋ３としたとき、ｋ３＜ｋ１を満足している。これにより、検出ばね４６Ａ、４６Ｂを十分に柔らかくすることができ、検出ばね４６Ａ、４６Ｂが接続ばね４７Ａ、４７Ｂの伸縮を阻害してしまうことを抑制することができる。そのため、より確実に、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂの振幅を可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂの振幅よりも大きくすることができる。
【００７８】
また、前述したように、物理量センサー１では、ｋ３＜０．５ｋ１を満足していることがより好ましく、ｋ３＜０．２５ｋ１を満足していることがさらに好ましい。これにより、検出ばね４６Ａ、４６Ｂをより十分に柔らかくすることができ、検出ばね４６Ａ、４６Ｂが接続ばね４７Ａ、４７Ｂの伸縮を阻害してしまうことをより効果的に抑制することができる。
【００７９】
また、前述したように、物理量センサー１では、ｋ３＜ｋ２を満足していることが好ましい。これにより、検出ばね４６Ａ、４６Ｂをさらに十分に柔らかくすることができ、検出ばね４６Ａ、４６Ｂが接続ばね４７Ａ、４７Ｂの伸縮を阻害してしまうことをさらに効果的に抑制することができる。
【００８０】
また、前述したように、物理量センサー１では、検出ばね４６Ａは、長手方向がＹ軸方向に沿い、かつ、Ｘ軸方向に屈曲変形可能なアーム４６１Ａ（第３アーム）を有している。そして、アーム４６１Ａの長さをＬ３としたとき、Ｌ３＞Ｌ１を満足している。これにより、より確実に、検出ばね４６Ａが駆動ばね４３Ａよりも柔らかくなる。そのため、検出ばね４６Ａが接続ばね４７Ａの伸縮を阻害してしまうことをより効果的に抑制することができる。なお、駆動ばね４３Ｂおよび検出ばね４６Ｂについても同様である。
【００８１】
また、前述したように、物理量センサー１では、接続ばね４７Ａ、４７Ｂ（弾性変形部）は、バネ状である。これにより、接続ばね４７Ａ、４７Ｂの構成が簡単なものとなる。
【００８２】
＜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。
図５は、本発明の第２実施形態に係る物理量センサーの素子部を示す平面図である。
【００８３】
本実施形態に係る物理量センサー１では、主に、素子部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態に係る物理量センサー１と同様である。
【００８４】
なお、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５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。
【００８５】
図５に示すように、本実施形態の素子部４は、駆動部４１Ａの周囲に配置された４つの固定部４２Ａを有している。このうち、２つの固定部４２Ａ（４２Ａ’）は、駆動部４１Ａよりも内側（仮想直線αに近い側）に位置し、残りの２つの固定部４２Ａ（４２Ａ”）は、駆動部４１Ａよりも外側（仮想直線αから遠い側）に位置している。また、本実施形態の素子部４は、可動駆動電極４１１Ａと各固定部４２Ａとを接続する４つの駆動ばね４３Ａを有しており、可動駆動電極４１１Ａを四方から支持している。
【００８６】
同様に、本実施形態の素子部４は、駆動部４１Ｂの周囲に配置された４つの固定部４２Ｂを有している。このうち、２つの固定部４２Ｂ（４２Ｂ’）は、駆動部４１Ｂよりも内側（仮想直線αに近い側）に位置し、残りの２つの固定部４２Ｂ（４２Ｂ”）は、駆動部４１Ｂよりも外側（仮想直線αから遠い側）に位置している。また、本実施形態の素子部４は、可動駆動電極４１１Ｂと各固定部４２Ｂとを接続する４つの駆動ばね４３Ｂを有しており、可動駆動電極４１１Ｂを四方から支持している。
【００８７】
このような構成とすることで、例えば、前述した第１実施形態と比べて可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂを安定して支持することができる。そのため、駆動振動モードにおいて、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂをより安定してＸ軸方向に振動させることができ、不要振動モードの結合をより効果的に抑制することができる。
【００８８】
また、本実施形態の素子部４は、可動検出電極４４１Ａと各固定部４２Ａ’、４５とを接続する４つの検出ばね４６Ａを有しており、可動検出電極４４１Ａを四方から支持している。同様に、本実施形態の素子部４は、可動検出電極４４１Ｂと各固定部４２Ｂ’、４５とを接続する４つの検出ばね４６Ｂを有しており、可動検出電極４４１Ｂを四方から支持している。
【００８９】
このような構成とすることで、例えば、前述した第１実施形態と比べて可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂを安定して支持することができる。そのため、駆動振動モードにおいて、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂをより安定してＸ軸方向に振動させることができ、不要振動モードの結合をより効果的に抑制することができる。
【００９０】
以上、第２実施形態の物理量センサー１について説明した。このような第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。
【００９１】
＜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について説明する。
図６は、本発明の第３実施形態に係る物理量センサーの素子部を示す平面図である。
【００９２】
本実施形態に係る物理量センサー１では、主に、素子部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態に係る物理量センサー１と同様である。
【００９３】
なお、以下の説明では、第３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６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。
【００９４】
図６に示すように、本実施形態の素子部４では、２つの固定部４２Ａが駆動部４１Ａよりも外側に位置しており、２つの固定部４２Ｂが駆動部４１Ｂよりも外側に位置している。
【００９５】
また、本実施形態の素子部４は、Ｙ軸方向に並んで配置された２つの接続ばね４７Ａを有している。一方の接続ばね４７Ａは、可動駆動電極４１１Ａと可動検出電極４４１ＡのＹ軸方向プラス側の端部同士を接続し、他方の接続ばね４７Ａは、可動駆動電極４１１Ａと可動検出電極４４１ＡのＹ軸方向マイナス側の端部同士を接続している。また、各接続ばね４７Ａは、２つのアーム４７２Ａを有し、略Ｕ字状をなしている。
【００９６】
同様に、本実施形態の素子部４は、Ｙ軸方向に並んで配置された２つの接続ばね４７Ｂを有している。一方の接続ばね４７Ｂは、可動駆動電極４１１Ｂと可動検出電極４４１ＢのＹ軸方向プラス側の端部同士を接続し、他方の接続ばね４７Ｂは、可動駆動電極４１１Ｂと可動検出電極４４１ＢのＹ軸方向マイナス側の端部同士を接続している。また、各接続ばね４７Ｂは、２つのアーム４７２Ｂを有し、略Ｕ字状をなしている。
【００９７】
このような構成によれば、可動駆動電極４１１Ａ、４１１Ｂを四隅で支持することができるため、例えば、前述した第１実施形態と比べて可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂを安定して支持することができる。そのため、駆動振動モードにおいて、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂをより安定してＸ軸方向に振動させることができ、不要振動モードの結合をより効果的に抑制することができる。
【００９８】
以上、第３実施形態の物理量センサー１について説明した。このような第３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。なお、本実施形態では、接続ばね４７Ａが２つ配置されているが、これに限定されず、３つ以上配置されていてもよい。接続ばね４７Ｂについても同様である。
【００９９】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
図７は、本発明の第４実施形態に係る物理量センサーの素子部を示す平面図である。
【０１００】
本実施形態に係る物理量センサー１では、主に、素子部の構成が異なること以外は、前述した第３実施形態に係る物理量センサー１と同様である。
【０１０１】
なお、以下の説明では、第４実施形態の物理量センサー１に関し、前述した第３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７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。
【０１０２】
図７に示すように、本実施形態の素子部４では、前述した第３実施形態から固定部４５が省略されており、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂを接続する２つの検出ばね４６を有している。このような構成によれば、例えば、前述した第３実施形態と比べて固定部の数を少なくすることができるため、基板２の反り（熱撓み）等に起因した応力が素子部４に伝わり難くなる。そのため、角速度ωｙの検出精度が安定する。
【０１０３】
以上、第４実施形態の物理量センサー１について説明した。このような第４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。
【０１０４】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
図８は、本発明の第５実施形態に係る物理量センサーの素子部を示す平面図である。
【０１０５】
本実施形態に係る物理量センサー１では、主に、素子部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態に係る物理量センサー１と同様である。
【０１０６】
なお、以下の説明では、第５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８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。
【０１０７】
図８に示す物理量センサー１は、Ｚ軸まわりの角速度ωｚを検出することのできる角速度センサーである。このような物理量センサー１では、前述した第１実施形態の構成から固定検出電極８１、８２が省略されている。その代わりに、検出部４４Ａは、櫛歯状の可動検出電極４４１Ａと、櫛歯状をなし可動検出電極４４１Ａと噛み合って配置された固定検出電極４４２Ａ、４４３Ａと、を有している。同様に、検出部４４Ｂは、櫛歯状の可動検出電極４４１Ｂと、櫛歯状をなし可動検出電極４４１Ｂと噛み合って配置された固定検出電極４４２Ｂ、４４３Ｂと、を有している。図示しないが、固定検出電極４４２Ａ、４４３Ａ、４４２Ｂ、４４３Ｂは、それぞれ、マウント２２の上面に接合され、基板２に固定されている。
【０１０８】
なお、検出部４４Ａでは、固定検出電極４４２Ａの電極指が可動検出電極４４１Ａの電極指（対向する電極指）に対してＹ軸方向プラス側に位置し、固定検出電極４４３Ａの電極指が可動検出電極４４１Ａの電極指（対向する電極指）に対してＹ軸方向マイナス側に位置している。一方、検出部４４Ｂでは、固定検出電極４４２Ｂの電極指が可動検出電極４４１Ｂの電極指（対向する電極指）に対してＹ軸方向マイナス側に位置し、固定検出電極４４３Ｂの電極指が可動検出電極４４１Ｂの電極指（対向する電極指）に対してＹ軸方向プラス側に位置している。
【０１０９】
また、図示しないが、固定検出電極４４２Ａ、４４３Ｂは、配線７５と電気的に接続されており、固定検出電極４４３Ａ、４４２Ｂは、配線７６と電気的に接続されている。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４４２Ａとの間および可動検出電極４４１Ｂと固定検出電極４４３Ｂとの間にそれぞれ静電容量Ｃａが形成され、可動検出電極４４１Ａと固定検出電極４４３Ａとの間および可動検出電極４４１Ｂと固定検出電極４４２Ｂとの間にそれぞれ静電容量Ｃｂが形成されている。
【０１１０】
また、各検出ばね４６Ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方向に弾性を有している。各検出ばね４６ＡがＸ軸方向に弾性変形することで可動検出電極４４１ＡのＸ軸方向への変位が許容され、各検出ばね４６ＡがＹ軸方向に弾性変形することで可動検出電極４４１ＡのＹ軸方向への変位が許容される。同様に、各検出ばね４６Ｂは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方向に弾性を有している。各検出ばね４６ＢがＸ軸方向に弾性変形することで可動検出電極４４１ＢのＸ軸方向への変位が許容され、各検出ばね４６ＢがＹ軸方向に弾性変形することで可動検出電極４４１ＢのＹ軸方向への変位が許容される。
【０１１１】
このような構成では、駆動振動モードで駆動させている最中に物理量センサー１に角速度ωｚが加わると、コリオリの力によって、可動検出電極４４１Ａ、４４１Ｂが検出ばね４６Ａ、４６ＢをＹ軸方向に弾性変形させつつＹ軸方向に逆相で振動する（図８中の矢印参照）。このような検出振動モードでは、可動検出電極４４１Ａ、４４１ＢがＹ軸方向に振動するため、可動検出電極４４１Ａと固定検出電極４４２Ａ、４４３Ａとのギャップおよび可動検出電極４４１Ｂと固定検出電極４４２Ｂ、４４３Ｂとのギャップがそれぞれ変化し、それに伴って静電容量Ｃａ、Ｃｂがそれぞれ変化する。そのため、静電容量Ｃａ、Ｃｂの変化に基づいて、角速度ωｚを求めることができる。
【０１１２】
以上、第５実施形態の物理量センサー１について説明した。このような第５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。
【０１１３】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係る慣性計測装置について説明する。
【０１１４】
図９は、本発明の第６実施形態に係る慣性計測装置の分解斜視図である。図１０は、図９に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図である。
【０１１５】
図９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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
図１０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、角速度センサー２３４０ｚ、２３４０ｘ、２３４０ｙとしては、特に限定されず、例えば、コリオリの力を利用した振動ジャイロセンサーを用いることができる。特に、Ｚ軸方向の角速度を検出するものとして、前述した第１〜第４実施形態のいずれかの構成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、例えば、静電容量型の加速度センサーを用いることができる。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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、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。
【０１２３】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態に係る移動体測位装置について説明する。
【０１２４】
図１１は、本発明の第７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１２は、図１１に示す移動体測位装置の作用を示す図である。
【０１２５】
図１１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、前述した第４実施形態の慣性計測装置２０００を用いることができる。
【０１２６】
また、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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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１２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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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、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３０００が得られる。
【０１３１】
＜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。
図１３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。
【０１３２】
図１３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。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。
【０１３３】
このような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の駆動を制御する制御回路１１１０と、物理量センサー１により検出された物理量を、例えば環境温度に基づいて補正する補正回路１１２０と、が内蔵されている。なお、物理量センサー１としては、特に限定されないが、例えば、前述した各実施形態のいずれのものも用いることができる。
【０１３４】
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、制御回路１１１０と、補正回路１１２０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。
【０１３５】
＜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。
図１４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。
【０１３６】
図１４に示す携帯電話機１２００（ＰＨＳも含む）は、本発明の電子機器を適用したものである。この図において、携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。
【０１３７】
このような携帯電話機１２００には、物理量センサー１と、物理量センサー１の駆動を制御する制御回路１２１０と、物理量センサー１により検出された物理量を、例えば環境温度に基づいて補正する補正回路１２２０と、が内蔵されている。なお、物理量センサー１としては、特に限定されないが、例えば、前述した各実施形態のいずれのものも用いることができる。
【０１３８】
このような携帯電話機１２００（電子機器）は、物理量センサー１と、制御回路１２１０と、補正回路１２２０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１０実施形態＞
次に、本発明の第１０実施形態に係る電子機器について説明する。
図１５は、本発明の第１０実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【０１４０】
図１５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。この図において、ケース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。
【０１４１】
このような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の駆動を制御する制御回路１３２０と、物理量センサー１により検出された物理量を、例えば環境温度に基づいて補正する補正回路１３３０と、が内蔵されている。なお、物理量センサー１としては、特に限定されないが、例えば、前述した各実施形態のいずれのものも用いることができる。
【０１４２】
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、制御回路１３２０と、補正回路１３３０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】
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。
【０１４４】
＜第１１実施形態＞
次に、本発明の第１１実施形態に係る携帯型電子機器について説明する。
【０１４５】
図１６は、本発明の第１１実施形態に係る携帯型電子機器を示す平面図である。図１７は、図１６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。
【０１４６】
図１６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。上述した本発明に係る物理量センサー１は、加速度を測定するセンサーや角速度を計測するセンサーとして活動計１４００に組込まれている。
【０１４７】
活動計１４００は、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。
【０１４８】
図１７に示すように、物理量センサー１としての加速度センサー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。
【０１４９】
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、移動量や物理量センサー１に含まれる加速度センサー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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
また、上述では、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又は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。
【０１５６】
＜第１２実施形態＞
次に、本発明の第１２実施形態に係る移動体について説明する。
図１８は、本発明の第１２実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
【０１５７】
図１８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には、加速度センサーおよび角速度センサーの少なくとも一方（好ましくは両方を検出できる複合センサー）として機能する物理量センサー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、車体姿勢制御装置１５０２（姿勢制御部）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。ここで、物理量センサー１としては、例えば、前述した各実施形態と同様のものを用いることができる。
【０１５８】
このような自動車１５００（移動体）は、物理量センサー１と、車体姿勢制御装置１５０２（姿勢制御部）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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
以上、本発明の物理量センサー、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器および移動体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。
【０１６２】
また、前述した実施形態では、物理量センサーとして角速度を検出するものについて説明したが、これに限定されず、例えば、加速度を検出するものであってもよい。また、加速度と角速度の両方を検出するものであってもよい。
【符号の説明】
【０１６３】
１…物理量センサー、２…基板、２１…凹部、２２、２２１、２２２、２２４、２２５…マウント、２３、２４、２５、２６、２７、２８…溝部、３…蓋体、３１…凹部、３２…連通孔、３３…封止部材、３９…ガラスフリット、４…素子部、４１Ａ、４１Ｂ…駆動部、４１１Ａ、４１１Ｂ…可動駆動電極、４１２Ａ、４１２Ｂ…固定駆動電極、４２Ａ、４２Ａ’、４２Ａ”、４２Ｂ、４２Ｂ’、４２Ｂ”…固定部、４３Ａ、４３Ｂ…駆動ばね、４３１Ａ、４３１Ｂ…アーム、４３２Ａ、４３２Ｂ…接続部、４４Ａ、４４Ｂ…検出部、４４１Ａ、４４１Ｂ…可動検出電極、４４２Ａ、４４２Ｂ、４４３Ａ、４４３Ｂ…固定検出電極、４５…固定部、４６、４６Ａ、４６Ｂ…検出ばね、４６１Ａ、４６１Ｂ…アーム、４６２Ａ、４６２Ｂ…接続部、４７Ａ、４７Ｂ…接続ばね、４７１Ａ、４７１Ｂ…ばね本体、４７２Ａ、４７２Ｂ…アーム、４７３Ａ、４７３Ｂ…接続部、４７７Ａ、４７７Ｂ、４７８Ａ、４７８Ｂ…梁、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、７３、７４、７５、７６、７７、７８…配線、８１、８２…固定検出電極、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、１１２０…補正回路、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１２０８…表示部、１２１０…制御回路、１２２０…補正回路、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、１３３０…補正回路、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、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…車体姿勢制御装置、１５０３…車輪、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、Ｏ…中心、Ｐ…電極パッド、Ｓ…収納空間、α…仮想直線、ωｙ、ωｚ…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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