(57)【要約】【課題】可動部の過度な変位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、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】物理量センサーは、基板と、基板に固定された固定部と、固定部を囲む枠部を含み、固定部に接続され、基板に対してＸ軸方向に変位可能な可動部と、可動部に支持された可動電極部と、を含む。また、枠部は、Ｘ軸方向の一方側に位置し、Ｙ軸方向に沿って配置された第１外縁部と、Ｘ軸方向の他方側に位置し、Ｙ軸方向に沿って配置された第２外縁部と、を含む。また、固定部は、第１外縁部よりも第２外縁部の側に寄って配置され、基板は、第１外縁部と重り、かつ、第１外縁部と離間して配置された第１凸部と、第２外縁部と重り、かつ、第２外縁部と離間して配置された第２凸部と、を含む。【選択図】図１
2019100723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に固定されている固定部と、
平面視で、前記固定部を囲んでいる枠部を含み、前記固定部に接続され、前記基板に対して第１方向に変位可能な可動部と、
前記可動部に支持されている可動電極部と、
を含み、
前記枠部は、
前記第１方向の一方側に位置し、前記第１方向に直交する第２方向に沿って配置されている第１外縁部と、
前記第１方向の他方側に位置し、前記第２方向に沿って配置されている第２外縁部と、を含み、
前記固定部は、前記第１外縁部よりも前記第２外縁部の側に寄って配置され、
前記基板は、
平面視で、前記第１外縁部と重なり、かつ、前記第１外縁部と離間して配置されている第１凸部と、
平面視で、前記第２外縁部と重なり、かつ、前記第２外縁部と離間して配置されている第２凸部と、
を含むことを特徴とする物理量センサー。
【請求項２】
請求項１において、
前記可動部は、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向に変位することにより前記第１凸部および前記第２凸部に接触し、
前記可動部と前記第１凸部との接触面積は、前記可動部と前記第２凸部との接触面積よりも大きい物理量センサー。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１凸部および前記第２凸部は、それぞれ、平面視で、前記可動部に内包されている物理量センサー。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項において、
前記基板の前記可動部側の面であって、平面視で前記可動部と重なる領域の少なくとも一部に配置されている電極を含み、
前記電極は、前記可動部と同電位である物理量センサー。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項において、
前記第１方向に沿った長手形状をなし、一端部が前記固定部に接続されている梁部と、
前記梁部の他端部と可動部とを接続するばね部と、
を含み、
前記基板は、平面視で、前記梁部と重なり、かつ、前記梁部と離間して配置されている第３凸部を含む物理量センサー。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項において、
前記可動部は、平面視で、前記枠部の内側に位置し、前記第１方向に沿った長手形状をなす幹部を含み、
前記基板は、平面視で、前記幹部と重なり、かつ、前記幹部と離間して配置されている第４凸部を含む物理量センサー。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか一項において、
加速度を検出することができる物理量センサー。
【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９】
請求項１ないし７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１０】
請求項１ないし７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１１】
請求項１０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１２】
請求項１ないし７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１３】
請求項１２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携帯型電子機器。
【請求項１４】
請求項１ないし７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１５】
請求項１ないし７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１６】
請求項１５において、
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いず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、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に記載の加速度センサーは、基板と、基板に対して変位可能な可動部と、可動部に設けられた可動検出電極と、基板に固定され、可動検出電極との間に静電容量を形成している固定検出電極と、を有している。このような構成では、加速度が加わると可動部が基板に対して変位し、それに伴って可動検出電極と固定検出電極との間の静電容量が変位するため、この静電容量の変化に基づいて加速度を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３９５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の加速度センサーでは、例えば、基板に垂直な方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わると、可動部がＺ軸方向に過度に変位してしまい、当該変異により生じる応力によって可動部が破損したり、或いは、例えば、可動部が基板に接触してしまうことにより、可動部がそのまま基板に貼り付いてしまう、所謂「スティッキング」が生じ、加速度センサーとして機能しなくなる虞があるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、可動部の過度な変位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、基板と、
前記基板に固定されている固定部と、
平面視で、前記固定部を囲んでいる枠部を含み、前記固定部に接続され、前記基板に対して第１方向に変位可能な可動部と、
前記可動部に支持されている可動電極部と、
を含み、
前記枠部は、
前記第１方向の一方側に位置し、前記第１方向に直交する第２方向に沿って配置されている第１外縁部と、
前記第１方向の他方側に位置し、前記第２方向に沿って配置されている第２外縁部と、を含み、
前記固定部は、前記第１外縁部よりも前記第２外縁部の側に寄って配置され、
前記基板は、
平面視で、前記第１外縁部と重なり、かつ、前記第１外縁部と離間して配置されている第１凸部と、
平面視で、前記第２外縁部と重なり、かつ、前記第２外縁部と離間して配置されている第２凸部と、
を含むことを特徴とする。
これにより、第１凸部および第２凸部との接触によって、可動部の過度な変位を低減することができる。
【０００８】
本発明の物理量センサーでは、前記可動部は、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向に変位することにより前記第１凸部および前記第２凸部に接触し、
前記可動部と前記第１凸部との接触面積は、前記可動部と前記第２凸部との接触面積よりも大きいことが好ましい。
これにより、可動部と第１凸部との接触時の衝撃を和らげることができ、可動部や第１凸部の破損を低減することができる。
【０００９】
本発明の物理量センサーでは、前記第１凸部および前記第２凸部は、それぞれ、平面視で、前記可動部に内包されていることが好ましい。
これにより、第１凸部および第２凸部と可動部以外の部分との接触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、前記基板の前記可動部側の面であって、平面視で前記可動部と重なる領域の少なくとも一部に配置されている電極を含み、
前記電極は、前記可動部と同電位であることが好ましい。
これにより、可動部の意図しない変位を低減することができる。
【００１１】
本発明の物理量センサーでは、前記第１方向に沿った長手形状をなし、一端部が前記固定部に接続されている梁部と、
前記梁部の他端部と可動部とを接続するばね部と、
を含み、
前記基板は、平面視で、前記梁部と重なり、かつ、前記梁部と離間して配置されている第３凸部を含むことが好ましい。
これにより、可動部の過度な変位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、前記可動部は、平面視で、前記枠部の内側に位置し、前記第１方向に沿った長手形状をなす幹部を含み、
前記基板は、平面視で、前記幹部と重なり、かつ、前記幹部と離間して配置されている第４凸部を含むことが好ましい。
これにより、可動部の過度な変位を低減することができる。
【００１３】
本発明の物理量センサーは、加速度を検出することが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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、より利便性の高い携帯型電子機器となる。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
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。
【００２２】
本発明の移動体では、エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくともいず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。
【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に示す物理量センサーの斜視図である。
【図４】図１に示す物理量センサーに印加する電圧を示す図である。
【図５】図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図１中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。
【図８】図７中のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】図７に示す物理量センサーの変形例を示す平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。
【図１１】図１０中のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１２】図１０に示す物理量センサーの変形例を示す平面図である。
【図１３】本発明の第４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１４】本発明の第５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１５】図１４に示す複合センサーデバイスの断面図である。
【図１６】本発明の第６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１７】図１６に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図である。
【図１８】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１９】図１８に示す移動体測位装置の作用を示す図である。
【図２０】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２１】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２２】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２３】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２４】図２３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２５】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、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に示す物理量センサーの斜視図である。図４は、図１に示す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１中のＢ−Ｂ線断面図である。図６は、図１中のＣ−Ｃ線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、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、各軸の矢印方向先端側を「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】
また、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°±１０°程度）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±１０°程度傾いている場合、Ｙ軸がＸＺ平面の法線方向に対して±１０°程度傾いている場合、Ｚ軸がＸＹ平面の法線方向に対して±１０°程度傾いている場合、についても「直交」に含まれる。
【００２８】
図１に示す物理量センサー１は、Ｘ軸方向の加速度Ａｘを検出することのできる加速度センサーである。このような物理量センサー１は、基板２と、基板２に設けられ、Ｘ軸方向の加速度Ａｘ（物理量）を検出するセンサー素子３と、センサー素子３を覆うように基板２に接合された蓋体１０と、を有している。
【００２９】
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、上面側に開放する凹部２１を有している。Ｚ軸方向からの平面視で、凹部２１は、センサー素子３を内側に内包するように、センサー素子３よりも大きく形成されている。凹部２１は、センサー素子３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。なお、基板２の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、三角形、台形、平行四辺形等の矩形以外の四角形、五角形等の多角形、円形、楕円形、異形等いかなる形状であってもよい。
【００３０】
また、図２に示すように、基板２は、凹部２１の底面に設けられた突起状のマウント２２を有している。そして、マウント２２には、センサー素子３が備える第１固定電極部４１、第２固定電極部４２および固定部５１がそれぞれ接合されている。また、図１に示すように、基板２は、上面側に開放する溝部２５、２６、２７を有しており、溝部２５、２６、２７には配線７５、７６、７７が配置されている。
【００３１】
配線７５、７６、７７の一端部は、それぞれ、蓋体１０の外側に露出しており、外部装置との電気的な接続を行う端子Ｐとして機能する。また、図２に示すように、配線７５は、マウント２２上で第１固定電極部４１と電気的に接続され、配線７６は、マウント２２上で第２固定電極部４２と電気的に接続され、配線７７は、マウント２２上で固定部５１と電気的に接続されている。また、配線７７は、配線７５、７６との絶縁状態を保った上で、凹部２１の底面の広範囲に亘って配置された電極７７１を有している。
【００３２】
以上のような基板２として、例えば、ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンを含むガラス材料（例えば、パイレックスガラス、テンパックスガラス（いずれも登録商標）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、後述するように、センサー素子３と基板２とを陽極接合により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。ただし、基板２としては、ガラス基板に限定されず、例えば、シリコン基板やセラミックス基板を用いてもよい。なお、シリコン基板を用いる場合は、短絡を防止する観点から、高抵抗のシリコン基板を用いるか、表面に熱酸化等によってシリコン酸化膜（絶縁性酸化物）を形成したシリコン基板を用いることが好ましい。
【００３３】
図１に示すように、蓋体１０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１０は、下面側に開放する凹部１１を有している。また、蓋体１０は、凹部１１内にセンサー素子３を収納するようにして、基板２に接合されている。そして、蓋体１０および基板２によって、センサー素子３を収納する収納空間Ｓが形成されている。なお、蓋体１０の平面視形状としては、特に限定されず、基板２の平面視形状に合わせて決定され、例えば、三角形、台形、平行四辺形等の矩形以外の四角形、五角形等の多角形、円形、楕円形、異形等いかなる形状であってもよい。
【００３４】
収納空間Ｓは、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていて、使用温度（−４０℃〜１２０℃程度）でほぼ大気圧であることが好ましい。収納空間Ｓを大気圧とすることで、粘性抵抗が増してダンピング効果が発揮され、センサー素子３の振動を速やかに収束させることができる。そのため、物理量センサー１の加速度Ａｘの検出精度が向上する。
【００３５】
このような蓋体１０は、本実施形態では、シリコン基板で構成されている。ただし、蓋体１０としては、シリコン基板に限定されず、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１０との接合方法としては、特に限定されず、基板２や蓋体１０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１０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。なお、本実施形態では、図２に示すように、ガラスフリット１９（低融点ガラス）を介して基板２と蓋体１０とが接合されている。
【００３６】
図１および図３に示すように、センサー素子３は、基板２に固定された固定電極部４と、基板２に固定された固定部５１と、固定部５１に接続された梁部５９と、固定部５１に対してＸ軸方向に変位可能な可動部５２と、固定部５１と可動部５２とを連結するばね部５３、５４と、可動部５２に設けられた可動電極部６と、を有している。このうち、固定部５１、梁部５９、可動部５２、ばね部５３、５４および可動電極部６は、一体的に形成されている。なお、以下では、説明の地便宜上、Ｚ軸方向からの平面視で、センサー素子３の中心を通り、Ｘ軸方向に延在する仮想軸を「中心軸Ｌ」とする。
【００３７】
このようなセンサー素子３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シリコン基板をエッチング（特にドライエッチング）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。また、センサー素子３は、陽極接合によってマウント２２に接合されている。ただし、センサー素子３の材料や、センサー素子３と基板２との接合方法は、特に限定されない。
【００３８】
固定部５１は、マウント２２と接合している接合部５１１を有している。また、梁部５９は、固定部５１のＸ軸方向プラス側に位置し、Ｘ軸方向に沿った長手形状となっている。そして、梁部５９のＸ軸方向マイナス側の端部が固定部５１に接続されている。言い換えると、梁部５９は、固定部５１からＸ軸方向プラス側へ延出する長手形状となっている。
【００３９】
可動部５２は、Ｚ軸方向からの平面視で、枠状をなし、固定部５１、ばね部５３、５４および第１、第２固定電極部４１、４２を囲んでいる。このように、可動部５２を枠状とすることで、可動部５２の質量を大きくすることができる。そのため、物理量センサー１の感度が向上し、精度よく加速度Ａｘを検出することができる。また、可動部５２は、内側に第１固定電極部４１が配置された第１開口部５２８と、内側に第２固定電極部４２が配置された第２開口部５２９と、を有している。
【００４０】
可動部５２の形状をより具体的に説明すると、可動部５２は、固定部５１、ばね部５３、５４および第１、第２固定電極部４１、４２を囲む枠部５２１と、第１開口部５２８のＸ軸方向プラス側に位置し、枠部５２１からＹ軸方向マイナス側へ延出する第１Ｙ軸幹部５２２と、第１Ｙ軸幹部５２２の先端部からＸ軸方向マイナス側へ延出する第１Ｘ軸幹部５２３と、第２開口部５２９のＸ軸方向プラス側に位置し、枠部５２１からＹ軸方向プラス側へ延出する第２Ｙ軸幹部５２４と、第２Ｙ軸幹部５２４の先端部からＸ軸方向マイナス側へ延出する第２Ｘ軸幹部５２５と、を有している。また、第１、第２Ｙ軸幹部５２２、５２４は、それぞれ、ばね部５３に沿って設けられ、第１、第２Ｘ軸幹部５２３、５２５は、それぞれ、梁部５９に沿って配置されている。
【００４１】
また、可動部５２は、第１開口部５２８の余ったスペースを埋めるように、枠部５２１から第１開口部５２８内へ突出する第１突出部５２６と、第２開口部５２９の余ったスペースを埋めるように、枠部５２１から第２開口部５２９内へ突出する第２突出部５２７と、を有している。このように、第１、第２突出部５２６、５２７を設けることで、可動部５２の大型化を招くことなく、可動部５２の質量をより大きくすることができる。そのため、より感度の高い物理量センサー１となる。
【００４２】
また、ばね部５３、５４は、弾性変形可能であり、ばね部５３、５４が弾性変形することで、可動部５２が固定部５１に対してＸ軸方向に変位することができる。図１に示すように、ばね部５３は、固定部５１に対してＸ軸方向プラス側に位置し、可動部５２の枠部５２１と梁部５９とを連結している。一方、ばね部５４は、固定部５１に対してＸ軸方向マイナス側に位置し、可動部５２の枠部５２１と固定部５１とを連結している。これにより、可動部５２をＸ軸方向の両側で支持することができ、可動部５２の姿勢および挙動が安定する。そのため、Ｘ軸方向以外への不要な振動（特に、Ｚ軸まわりの振動）が低減し、より高い精度で加速度Ａｘを検出することができる。
【００４３】
固定電極部４は、第１開口部５２８内に位置する第１固定電極部４１と、第２開口部５２９に位置する第２固定電極部４２と、を有している。
【００４４】
第１固定電極部４１は、基板２に固定された第１固定部４１３と、第１固定部４１３に支持された第１幹部４１１と、第１幹部４１１からＹ軸方向両側に延出した複数の第１固定電極指４１２と、を有している。また、第１固定部４１３は、マウント２２と接合された接合部４１３ａを有している。
【００４５】
また、第１幹部４１１は、棒状の長手形状をなし、その一端が第１固定部４１３に接続されている。また、第１幹部４１１は、Ｚ軸方向からの平面視で、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれに対して傾斜している。具体的には、第１幹部４１１は、その先端側に向けて中心軸Ｌとの離間距離が大きくなるように傾斜している。なお、Ｘ軸に対する第１幹部４１１の軸Ｌ４１１の傾きとしては、特に限定されないが、１０°以上４５°以下であることが好ましく、１０°以上３０°以下であることがより好ましい。これにより、第１固定電極部４１のＹ軸方向への広がりを低減でき、センサー素子３の小型化を図ることができる。
【００４６】
また、第１固定電極指４１２は、第１幹部４１１からＹ軸方向両側に延出している。すなわち、第１固定電極指４１２は、第１幹部４１１のＹ軸方向プラス側に位置する第１固定電極指４１２’と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する第１固定電極指４１２”と、を有している。また、第１固定電極指４１２’、４１２”は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられている。
【００４７】
また、複数の第１固定電極指４１２’の長さは、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸減している。一方、複数の第１固定電極指４１２”の長さは、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸増している。また、Ｙ軸方向に並ぶ第１固定電極指４１２’と第１固定電極指４１２”の総長さは、それぞれ、ほぼ同じである。
【００４８】
また、第２固定電極部４２は、基板２に固定された第２固定部４２３と、第２固定部４２３に支持された第２幹部４２１と、第２幹部４２１からＹ軸方向両側に延出した複数の第２固定電極指４２２と、を有している。また、第２固定部４２３は、マウント２２の上面と接合された接合部４２３ａを有している。
【００４９】
また、第２幹部４２１は、棒状の長手形状をなし、その一端が第２固定部４２３に接続されている。また、第２幹部４２１は、Ｚ軸方向からの平面視で、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれに対して傾斜している。より具体的には、第２幹部４２１は、その先端側に向けて中心軸Ｌとの離間距離が大きくなるように傾斜している。なお、Ｘ軸に対する第２幹部４２１の軸Ｌ４２１の傾きとしては、特に限定されないが、例えば、１０°以上４５°以下であることが好ましく、１０°以上３０°以下であることがより好ましい。これにより、第２固定電極部４２のＹ軸方向への広がりを低減でき、センサー素子３の小型化を図ることができる。
【００５０】
また、第２固定電極指４２２は、第２幹部４２１からＹ軸方向両側に延出している。すなわち、第２固定電極指４２２は、第２幹部４２１のＹ軸方向プラス側に位置する第２固定電極指４２２’と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する第２固定電極指４２２”と、を有している。また、第２固定電極指４２２’、４２２”は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられている。
【００５１】
また、複数の第２固定電極指４２２’の長さは、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸増している。一方、複数の第２固定電極指４２２”の長さは、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸減している。また、Ｙ軸方向に並ぶ第２固定電極指４２２’と第２固定電極指４２２”の総長さは、それぞれ、ほぼ同じである。
【００５２】
このように、物理量センサー１では、固定部５１の接合部５１１の一方側に第１固定部４１３の接合部４１３ａが位置し、他方側に第２固定部４２３の接合部４２３ａが位置しており、これら３つの接合部５１１、４１３ａ、４２３ａがＹ軸方向に並んで隣設されている。そのため、熱や残留応力等に起因して基板２に反りや撓みが生じた際の可動部５２と固定電極部４とのずれの差、具体的には、第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２との間における、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向のずれのうち、特にＺ軸方向のずれの差、第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２との間における、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向のずれのうち、特にＺ軸方向のずれの差をより効果的に低減することができる。
【００５３】
図１に示すように、可動電極部６は、第１開口部５２８内に位置する第１可動電極部６１と、第２開口部５２９内に位置する第２可動電極部６２と、を有している。
【００５４】
第１可動電極部６１は、第１幹部４１１のＹ軸方向両側に位置し、Ｙ軸方向に延在する複数の第１可動電極指６１１を有している。すなわち、第１可動電極指６１１は、第１幹部４１１のＹ軸方向プラス側に位置する第１可動電極指６１１’と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する第１可動電極指６１１”と、を有している。また、第１可動電極指６１１’、６１１”は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられている。また、第１可動電極指６１１’は、枠部５２１からＹ軸方向マイナス側に向けて延出し、第１可動電極指６１１”は、第１Ｘ軸幹部５２３からＹ軸方向プラス側に向けて延出している。
【００５５】
また、各第１可動電極指６１１は、対応する第１固定電極指４１２に対してＸ軸方向プラス側に位置し、第１固定電極指４１２とギャップを介して対向している。そして、物理量センサー１の駆動時には、第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２との間に静電容量が形成される。
【００５６】
また、複数の第１可動電極指６１１’の長さは、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸減している。一方、複数の第１可動電極指６１１”の長さは、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸増している。また、Ｙ軸方向に並ぶ第１可動電極指６１１’と第１可動電極指６１１”の総長さは、それぞれ、ほぼ同じである。
【００５７】
第２可動電極部６２は、第２幹部４２１のＹ軸方向両側に位置し、Ｙ軸方向に延在する複数の第２可動電極指６２１を有している。すなわち、第２可動電極指６２１は、第２幹部４２１のＹ軸方向プラス側に位置する第２可動電極指６２１’と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する第２可動電極指６２１”と、を有している。また、第２可動電極指６２１’、６２１”は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられている。また、第２可動電極指６２１’は、第２Ｘ軸幹部５２５からＹ軸方向マイナス側に向けて延出し、第２可動電極指６２１”は、枠部５２１からＹ軸方向プラス側に向けて延出している。
【００５８】
また、各第２可動電極指６２１は、対応する第２固定電極指４２２に対してＸ軸方向マイナス側に位置し、第２固定電極指４２２とギャップを介して対向している。そして、物理量センサー１の駆動時には、第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２との間に静電容量が形成される。
【００５９】
また、複数の第２可動電極指６２１’の長さは、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸増している。一方、複数の第２可動電極指６２１”の長さは、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸減している。また、Ｙ軸方向に並ぶ第２可動電極指６２１’と第２可動電極指６２１”の総長さは、それぞれ、ほぼ同じである。
【００６０】
以上、センサー素子３について説明したが、センサー素子３の構成としては、特に限定されない。例えば、第１幹部４１１および第２幹部４２１は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って配置されていてもよい。また、第１固定電極指４１２は、第１幹部４１１からＹ軸方向一方側へ延出するように配置されていてもよい。同様に、第２固定電極指４２２は、第２幹部４２１からＹ軸方向一方側へ延出するように配置されていてもよい。また、第１可動電極部６１と第１固定電極部４１との組と、第２可動電極部６２と第２固定電極部４２との組と、のいずれか一方を省略してもよい。
【００６１】
このような物理量センサー１の作動時には、例えば、可動電極部６に図４中の電圧Ｖ１が印加され、第１固定電極部４１および第２固定電極部４２は、それぞれ、ＱＶアンプ（電荷電圧変換回路）に接続される。そして、第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２との間に静電容量Ｃａが形成され、第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２との間に静電容量Ｃｂが形成される。
【００６２】
物理量センサー１に加速度Ａｘが加わると、その加速度Ａｘの大きさに基づいて、可動部５２がばね部５３、５４を弾性変形させながらＸ軸方向に変位する。この変位に伴って、第１可動電極指６１１と第１固定電極指４１２とのギャップおよび第２可動電極指６２１と第２固定電極指４２２とのギャップがそれぞれ変化し、この変位に伴って、静電容量Ｃａ、Ｃｂがそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量Ｃａ、Ｃｂの変化に基づいて加速度Ａｘを検出することができる。
【００６３】
なお、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、より精度よく加速度Ａｘを検出することができる。
【００６４】
ここで、物理量センサー１の駆動中に基板２に電界が加わることで、基板２内で可動イオン（Ｎａ＋）の移動が生じ、凹部２１の底面が帯電する場合がある。すると、凹部２１の底面と可動部５２との間に静電引力が生じ、この静電引力によって可動部５２が基板２側へ引き付けられてしまい、出力のドリフトが生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、図１に示すように、Ｚ軸方向からの平面視で可動部５２の少なくとも一部と重なるように、凹部２１の底面に可動部５２と同電位の電極７７１を配置している。これにより、凹部２１の底面の帯電の影響が低減され、上述のような問題を生じ難くなる。特に、本実施形態では、Ｚ軸方向からの平面視で、電極７７１が可動部５２のほぼ全域と重なるように配置されている。そのため、上述の効果がより顕著に発揮される。また、電極７７１は、配線７７と一体的に形成されている。そのため、簡単な構成で、電極７７１を可動部５２と同電位にすることができる。
【００６５】
基板２の説明に戻って、図１に示すように、基板２は、可動部５２と重なるように配置された規制部９を有している。規制部９は、可動部５２のＺ軸方向マイナスへの変位を規制するストッパーとして機能する。規制部９を設けることで、可動部５２のＺ軸方向マイナス側への過度な変位を低減でき、センサー素子３に過度なストレスが加わるのを低減することができる。そのため、センサー素子３の破損が低減され、機械的強度の高い物理量センサー１となる。また、規制部９を設けることで、規制部９がない場合と比べて可動部５２が基板２と接触した際の接触面積を小さくすることができる。そのため、可動部５２が基板２に接触し、そのまま貼り付いて戻らなくなる所謂「スティッキング」の発生を効果的に低減することができる。
【００６６】
規制部９は、図１に示すように、第１凸部９１と、第２凸部９２と、を有している。第１凸部９１および第２凸部９２は、それぞれ、Ｚ軸方向からの平面視で、可動部５２と重なるように配置されている。また、図５および図６に示すように、第１凸部９１および第２凸部９２は、それぞれ、可動部５２と離間して配置されている。これにより、自然状態（静止状態）における第１、第２凸部９１、９２と可動部５２との接触を低減することができ、加速度Ａｘが加わった際の可動部５２の変位がスムーズなものとなる。一方で、Ｚ軸方向の加速度が加わった場合には、より確実に、可動部５２を第１、第２凸部９１、９２に接触させることができる。そのため、可動部５２のＺ軸方向マイナス側への過度な変位を効果的に低減することができ、当該変位によるセンサー素子３の破損を効果的に低減することができる。
【００６７】
特に、本実施形態では、第１凸部９１および第２凸部９２は、それぞれ、Ｚ軸方向からの平面視で、可動部５２に内包されている。これにより、第１凸部９１および第２凸部９２と可動部５２以外の部分との接触を低減することができる。そのため、特に、ばね部５３、５４といった比較的剛性の低い部分と第１、第２凸部９１、９２との接触を効果的に低減することができ、第１、第２凸部９１、９２との接触によるセンサー素子３の破損を効果的に低減することができる。
【００６８】
ここで、図１に示すように、可動部５２の枠部５２１は、固定部５１のＸ軸方向プラス側に位置し、Ｙ軸方向に沿って配置されている第１外縁部５２１ａと、固定部５１のＸ軸方向マイナス側に位置し、Ｙ軸方向に沿って配置されている第２外縁部５２１ｂと、を有している。そして、Ｚ軸方向からの平面視で、第１外縁部５２１ａと重なるように第１凸部９１が配置されており、第２外縁部５２１ｂと重なるように第２凸部９２が配置されている。これにより、可動部５２がＺ軸方向マイナス側へ変位した際、可動部５２のＸ軸方向の両端部が第１凸部９１および第２凸部９２と接触することとなり、接触時の可動部５２の姿勢の乱れを効果的に低減することができる。つまり、規制部９との接触時にセンサー素子３に意図しない応力（姿勢の乱れに起因する応力）が生じ難く、センサー素子３の破損を効果的に低減することができる。
【００６９】
また、図１に示すように、固定部５１は、第１外縁部５２１ａよりも第２外縁部５２１ｂの側に寄って配置されている。固定部５１から遠くなる程、Ｚ軸方向の加速度に起因して発生する撓み量が大きくなるため、Ｚ軸方向により大きく勢いよく変位する。本実施形態でいえば、梁部５９の撓みが加わることで、第１外縁部５２１ａが第２外縁部５２１ｂよりもＺ軸方向に大きく勢いよく変位する。そのため、第１外縁部５２１ａは、第２外縁部５２１ｂよりも勢いよく規制部９に衝突する。そこで、物理量センサー１では、第１外縁部５２１ａと第１凸部９１との接触面積Ｍ１（第１凸部９１の上面の面積）を、第２外縁部５２１ｂと第２凸部９２との接触面積Ｍ２（第２凸部９２の上面の面積）よりも大きくしている。すなわち、Ｍ１＞Ｍ２を満足している。
【００７０】
このように、Ｍ１＞Ｍ２を満足することで、接触面積Ｍ１を十分に大きくすることができ、接触の衝撃を分散させることができる。そのため、第１外縁部５２１ａや第１凸部９１の破損（特に欠け）を効果的に低減することができる。一方で、Ｍ１＞Ｍ２を満足することで、接触面積Ｍ２を十分に小さくすることができる。前述したように、第２外縁部５２１ｂは、第１外縁部５２１ａほど勢いよく変位しないため、接触面積Ｍ２が接触面積Ｍ１よりも小さくても、第２外縁部５２１ｂや第２凸部９２の破損（特に欠け）を低減することができる。そして、接触面積Ｍ２を小さくすることで、第２外縁部５２１ｂと第２凸部９２とのスティッキングを効果的に低減することができる。つまり、物理量センサー１では、可動部５２との接触により生じる衝撃の大きさに応じて過不足のない接触面積Ｍ１、Ｍ２を設定することで、規制部９と可動部５２との接触面積（接触面積Ｍ１、Ｍ２の総面積）をなるべく小さく抑え、可動部５２や規制部９の破損低減と、スティッキングの低減と、の両立を図っている。これにより、優れた信頼性を有する物理量センサー１が得られる。
【００７１】
なお、固定部５１と第１外縁部５２１ａとの離間距離と、固定部５１と第２外縁部５２１ｂとの離間距離と、の差によっても異なるが、Ｍ２／Ｍ１としては、例えば、０．０１以上０．５以下であることが好ましく、０．０３以上０．２以下であることがより好ましい。このような値とすることで、上述した効果をより顕著に発揮することができる。
【００７２】
図１および図５に示すように、第１凸部９１は、Ｙ軸方向に沿った長手形状をなしており、第１外縁部５２１ａの長手方向のほぼ全域と接触するようになっている。このような構成によれば、簡単に、接触面積Ｍ１を十分に大きく確保することができる。また、第１凸部９１をＹ軸方向に沿って配置することで、第１凸部９１とぶつかった際の可動部５２の姿勢の乱れ（特にＸ軸まわりの揺動）を効果的に低減することができる。
【００７３】
一方、図１および図６に示すように、第２凸部９２は、複数の分割片に分割されており、これら複数の分割片がＹ軸方向に沿って配置されている。具体的には、第２凸部９２は、第２外縁部５２１ｂのＹ軸方向中央部と重なるように配置された分割片９２１と、第２外縁部５２１ｂのＹ軸方向プラス側の端部と重なるように配置された分割片９２２と、第２外縁部５２１ｂのＹ軸方向マイナス側の端部と重なるように配置された分割片９２３と、を有し、これら分割片９２１、９２２、９２３がＹ軸方向に沿って間隔を隔てて配置されている。このような構成によれば、簡単に、接触面積Ｍ２を接触面積Ｍ１よりも小さくすることができる。また、分割片９２２、９２３を第２外縁部５２１ｂのＹ軸方向両端部と重なるように配置することで、第２凸部９２とぶつかった際の可動部５２の姿勢の乱れ（特にＸ軸まわりの揺動）を効果的に低減することができる。
【００７４】
可動部５２と第１凸部９１との離間距離Ｄ１（図５参照）および可動部５２と第２凸部９２との離間距離Ｄ２（図６参照）としては、特に限定されないが、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。これにより、自然状態（静止状態）における第１、第２凸部９１、９２と可動部５２との接触をより確実に低減することができると共に、可動部５２がＺ軸方向マイナス側に変位した際には、可動部５２を速やかに第１、第２凸部９１、９２に接触させることができる。そのため、センサー素子３に過度なストレスが加わるのを効果的に低減することができる。
【００７５】
なお、離間距離Ｄ１、Ｄ２は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。すなわち、Ｄ１＝Ｄ２であってもよいし、Ｄ１＜Ｄ２であってもよいし、Ｄ１＞Ｄ２であってもよい。ただし、前述したように、第１外縁部５２１ａの方が第２外縁部５２１ｂよりもＺ軸方向へ変位し易いため、Ｄ１＜Ｄ２であることが好ましい。これにより、可動部５２と第１凸部９１との意図しない接触を効果的に低減することができる。
【００７６】
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、基板２と、基板２に固定されている固定部５１と、平面視で、固定部５１を囲んでいる枠部５２１を含み、固定部５１に接続され、基板２に対してＸ軸方向（第１方向）に変位可能な可動部５２と、可動部５２に支持されている可動電極部６と、を含んでいる。また、枠部５２１は、Ｘ軸方向のプラス側（一方側）に位置し、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（第２方向）に沿って配置されている第１外縁部５２１ａと、Ｘ軸方向のマイナス側（他方側）に位置し、Ｙ軸方向に沿って配置されている第２外縁部５２１ｂと、を含んでいる。また、固定部５１は、第１外縁部５２１ａよりも第２外縁部５２１ｂの側に寄って配置されている。そして、基板２は、平面視で、第１外縁部５２１ａと重なり、かつ、第１外縁部５２１ａと離間して配置されている第１凸部９１と、平面視で、第２外縁部５２１ｂと重なり、かつ、第２外縁部５２１ｂと離間して配置されている第２凸部９２と、を含む。このように、第１、第２凸部９１、９２を設けることで、可動部５２のＺ軸方向マイナス側への過度な変位を低減でき、センサー素子３に過度なストレスが加わるのを低減することができる。そのため、センサー素子３の破損が低減され、機械的強度の高い物理量センサー１となる。また、第１、第２凸部９１、９２を設けることで、第１、第２凸部９１、９２がない場合と比べて可動部５２が基板２と接触した際の接触面積を小さくすることができる。そのため、可動部５２が基板２に接触し、そのまま貼り付いて戻らなくなる所謂「スティッキング」を効果的に低減することができる。
【００７７】
また、前述したように、可動部５２は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交するＺ軸方向（第３方向）に変位することにより第１凸部９１および第２凸部９２に接触し、可動部５２と第１凸部９１との接触面積Ｍ１は、可動部５２と第２凸部９２との接触面積Ｍ２よりも大きい。このように、Ｍ１＞Ｍ２を満足することで、接触面積Ｍ１を十分に大きくすることができ、接触の衝撃を分散させることができる。そのため、第１外縁部５２１ａや第１凸部９１の破損（特に欠け）を効果的に低減することができる。一方で、接触面積Ｍ２を十分に小さくすることができる。これにより、スティッキングの発生を効果的に低減することができる。
【００７８】
また、前述したように、第１凸部９１および第２凸部９２は、それぞれ、Ｚ軸方向からの平面視で、可動部５２に内包されている。すなわち、第１凸部９１および第２凸部９２は、それぞれ、Ｚ軸方向からの平面視で、可動部５２からはみ出ないように配置されている。これにより、第１凸部９１および第２凸部９２と可動部５２以外の部分との接触を低減することができる。そのため、特に、ばね部５３、５４といった比較的剛性の低い部分と第１、第２凸部９１、９２との接触を効果的に低減することができ、第１、第２凸部９１、９２との接触によるセンサー素子３の破損を効果的に低減することができる。
【００７９】
また、前述したように、基板２の可動部５２側の面（凹部２１の底面）であって、平面視で可動部５２と重なる領域の少なくとも一部に配置されている電極７７１を含む。また、電極７７１は、可動部５２と同電位である。これにより、基板２と可動部５２との間に生じる静電引力によって可動部５２が基板２側へ引き付けられてしまうのを低減でき、出力のドリフトを効果的に低減することができる。特に、本実施形態では、第１凸部９１および第２凸部９２の上面にも電極７７１が配置されている。基板２と可動部５２との間に生じる静電引力は、これらのギャップが小さい程大きくなるため、ギャップが他の部分よりも小さい第１凸部９１および第２凸部９２の上面にも電極７７１を配置することで、出力のドリフトをさらに効果的に低減することができる。
【００８０】
また、前述したように、物理量センサー１は、加速度を検出することができるセンサーである。これにより、利便性の高い物理量センサーとなる。
【００８１】
＜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。
【００８２】
図７は、本発明の第２実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。図８は、図７中のＤ−Ｄ線断面図である。図９は、図７に示す物理量センサーの変形例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は、主に、規制部９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。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７ないし図９では、それぞれ、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。
【００８４】
図７に示すように、規制部９は、第１凸部９１および第２凸部９２に加えて、第３凸部９３を有している。第３凸部９３は、Ｚ軸方向からの平面視で、梁部５９と重なるように配置されている。また、図８に示すように、第３凸部９３は、梁部５９と離間して配置されている。第３凸部９３は、加速度が加わり、Ｚ軸方向マイナス側へ撓んだ梁部５９と接触することで、梁部５９のそれ以上の撓みを規制するストッパーとして機能する。これにより、梁部５９の過度な撓みを低減することができ、センサー素子３の破損を低減することができる。また、第３凸部９３によって梁部５９の撓みを低減することで、第１外縁部５２１ａのＺ軸マイナス側への変位を抑えることもできる。そのため、第１外縁部５２１ａと第１凸部９１とが接触する際の衝撃を減少させることができ、センサー素子３の破損を効果的に低減することができる。
【００８５】
なお、第３凸部９３と梁部５９との接触時刻は、第１凸部９１と第１外縁部５２１ａとの接触時刻よりも前であることが好ましい。すなわち、第１外縁部５２１ａが第１凸部９１に接触する前に、梁部５９が第３凸部９３に接触することが好ましい。これにより、上述した効果がより顕著に発揮される。ただし、これに限定されず、第３凸部９３と梁部５９との接触時刻は、第１凸部９１と第１外縁部５２１ａとの接触時刻と同じであってもよいし、第１凸部９１と第１外縁部５２１ａとの接触時刻の後であってもよい。
【００８６】
また、梁部５９と第３凸部９３との離間距離Ｄ３（図８参照）としては、特に限定されないが、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。これにより、自然状態（静止状態）における第３凸部９３と梁部５９との接触をより確実に低減することができると共に、梁部５９がＺ軸方向マイナス側に撓んだ際には、梁部５９を速やかに第３凸部９３に接触させることができる。そのため、センサー素子３に過度なストレスが加わるのを効果的に低減することができる。また、離間距離Ｄ３は、第１外縁部５２１ａと第１凸部９１との離間距離Ｄ１よりも小さいことが好ましい。すなわち、Ｄ３＜Ｄ１であることが好ましい。これにより、より確実に、第１外縁部５２１ａが第１凸部９１に接触する前に、梁部５９を第３凸部９３に接触させることができる。
【００８７】
また、第３凸部９３は、第１凸部９１よりも固定部５１の近くに位置している。そのため、第３凸部９３と梁部５９との接触面積Ｍ３（第３凸部の上面の面積）は、第１凸部９１と第１外縁部５２１ａとの接触面積Ｍ１よりも小さくなっている。これにより、接触面積Ｍ３が、衝撃に耐えられる面積よりも必要以上に大きくなることを低減でき、梁部５９と第３凸部９３とのスティッキングを効果的に低減することができる。
【００８８】
以上、本実施形態の物理量センサー１について説明した。このような物理量センサー１は、前述したように、Ｘ軸方向（第１方向）に沿った長手形状をなし、一端部が固定部５１に接続されている梁部５９と、梁部５９の他端部と可動部５２とを接続するばね部５３と、を含んでいる。そして、基板２は、平面視で、梁部５９と重なり、かつ、梁部５９と離間して配置されている第３凸部９３を含む。このような構成によれば、梁部５９の過度な撓みを低減することができるため、センサー素子３の破損を効果的に低減することができる。
【００８９】
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。なお、本実施形態の変形例として、図９に示すように、基板２が複数の第３凸部９３を有していてもよい。図９に示す構成では、３つの第３凸部９３がＸ軸方向に間隔を隔てて配置されており、かつ、固定部５１から遠い程、梁部５９との接触面積が大きくなっている。
【００９０】
＜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。
【００９１】
図１０は、本発明の第３実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。図１１は、図１０中のＥ−Ｅ線断面図である。図１２は、図１０に示す物理量センサーの変形例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は、主に、規制部９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。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１０ないし図１２では、それぞれ、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。
【００９３】
図１０に示すように、規制部９は、第１凸部９１および第２凸部９２に加えて、２つの第４凸部９４１、９４２を有している。Ｚ軸方向からの平面視で、第４凸部９４１は、可動部５２の第１Ｘ軸幹部５２３と重なるように配置されており、第４凸部９４２は、可動部５２の第２Ｘ軸幹部５２５と重なるように配置されている。また、図１１に示すように、第４凸部９４１は、第１Ｘ軸幹部５２３と離間して配置されており、第４凸部９４２は、第２Ｘ軸幹部５２５と離間して配置されている。第４凸部９４１、９４２は、加速度が加わり、Ｚ軸方向マイナス側へ変位した第１、第２Ｘ軸幹部５２３、５２５と接触することで、可動部５２のそれ以上の変位を規制するストッパーとして機能する。このように、第１凸部９１および第２凸部９２に加えて第４凸部９４１、９４２を有することで、規制部９と可動部５２との接触箇所が増え、接触時の衝撃を分散させることができる。そのため、規制部９との接触によるセンサー素子３の破損を効果的に低減することができる。
【００９４】
特に、第１Ｘ軸幹部５２３は、第１Ｙ軸幹部５２２を介して枠部５２１に片持ち支持されている部分であるため、Ｚ軸方向に撓み易い。そのため、第４凸部９４１を第１Ｘ軸幹部５２３と接触するように配置することで、第１Ｘ軸幹部５２３の過度な撓みを低減することができる。同様に、第２Ｘ軸幹部５２５は、第２Ｙ軸幹部５２４を介して枠部５２１に片持ち支持されている部分であるため、Ｚ軸方向に撓み易い。そのため、第４凸部９４２を第２Ｘ軸幹部５２５と接触するように配置することで、第２Ｘ軸幹部５２５の過度な撓みを低減することができる。そのため、センサー素子３の破損を低減することができる。
【００９５】
第１、第２Ｘ軸幹部５２３、５２５と第４凸部９４１、９４２との離間距離Ｄ４としては、特に限定されないが、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。これにより、自然状態（静止状態）における第４凸部９４１、９４２と第１、第２Ｘ軸幹部５２３、５２５との接触をより確実に低減することができると共に、第１、第２Ｘ軸幹部５２３、５２５がＺ軸方向マイナス側に撓んだ際には、第１、第２Ｘ軸幹部５２３、５２５を速やかに第４凸部９４１、９４２に接触させることができる。そのため、センサー素子３に過度なストレスが加わるのを効果的に低減することができる。
【００９６】
なお、離間距離Ｄ４としては、特に限定されず、離間距離Ｄ１、Ｄ２の少なくとも一方と同じであってもよい。また、離間距離Ｄ４は、離間距離Ｄ１、Ｄ２のいずれよりも大きくてもよいし、小さくてもよいし、離間距離Ｄ１、Ｄ２のいずれか一方よりも大きく、他方よりも小さくてもよい。
【００９７】
また、第４凸部９４１、９４２は、第１凸部９１よりも固定部５１の近くに位置している。そのため、第４凸部９４１と第１Ｘ軸幹部５２３との接触面積Ｍ４１（第４凸部９４１の上面の面積）および第４凸部９４２と第２Ｘ軸幹部５２５との接触面積Ｍ４２（第４凸部９４２の上面の面積）は、それぞれ、第１凸部９１と第１外縁部５２１ａとの接触面積Ｍ１よりも小さくなっている。これにより、接触面積Ｍ４１、Ｍ４２が、衝撃に耐えられる面積よりも必要以上に大きくなることを低減でき、第４凸部９４１、９４２と第１、第２Ｘ軸幹部５２３、５２５とのスティッキングを効果的に低減することができる。
【００９８】
以上、本実施形態の物理量センサー１について説明した。このような物理量センサー１は、前述したように、可動部５２は、平面視で、枠部５２１の内側に位置し、Ｘ軸方向に沿った長手形状をなす第１、第２Ｘ軸幹部５２３、５２５（幹部）を含む。そして、基板２は、平面視で、第１、第２Ｘ軸幹部５２３、５２５と重なり、かつ、第１、第２Ｘ軸幹部５２３、５２５と離間して配置されている第４凸部９４１、９４２を含む。このような構成によれば、規制部９と可動部５２との接触箇所が増え、接触時の衝撃を分散させることができる。そのため、規制部９との接触によるセンサー素子３の破損を効果的に低減することができる。
【００９９】
以上のような第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、本実施形態の変形例として、例えば、図１２に示すように、基板２が複数の第４凸部９４１、９４２を有していてもよい。図１２に示す構成では、３つの第４凸部９４１がＸ軸方向に間隔を隔てて配置されており、かつ、固定部５１から遠い程、第１Ｘ軸幹部５２３との接触面積が大きくなっている。同様に、３つの第４凸部９４２がＸ軸方向に間隔を隔てて配置されており、かつ、固定部５１から遠い程、第２Ｘ軸幹部５２５との接触面積が大きくなっている。
【０１００】
＜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デバイスについて説明する。
【０１０１】
図１３は、本発明の第４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。
【０１０２】
図１３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。なお、物理量センサー１としては、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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
また、半導体素子５９００には、例えば、センサー素子３に駆動電圧を印加する駆動回路や、センサー素子３からの出力に基づいて加速度Ａｘ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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５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。
【０１１２】
図１４は、本発明の第５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１５は、図１４に示す複合センサーデバイスの断面図である。
【０１１３】
図１４および図１５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１物理量センサー）および角速度センサー４４００（第２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。なお、これら加速度センサー４３００、角速度センサー４４００として、本発明の物理量センサーを適用することができる。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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、加速度センサー４３００（第１物理量センサー）と、加速度センサー４３００とは異なる物理量を検出する角速度センサー４４００（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、加速度を検出可能な加速度センサー４３００であり、第２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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
＜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。
【０１２０】
図１６は、本発明の第６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１７は、図１６に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図である。
【０１２１】
図１６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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
図１７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を適用することができる。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
＜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。
【０１３０】
図１８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１９は、図１８に示す移動体測位装置の作用を示す図である。
【０１３１】
図１８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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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１９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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
＜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。
【０１３８】
図２０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。
【０１３９】
図２０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。物理量センサー１としては、例えば、前述した各実施形態のもののいずれかを用いることができる。
【０１４０】
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。
【０１４１】
＜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。
【０１４２】
図２１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。
【０１４３】
図２１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。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。また、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。
【０１４４】
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、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。
【０１４５】
＜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。
【０１４６】
図２２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。
【０１４７】
図２２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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
＜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。
【０１５１】
図２３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２４は、図２３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。
【０１５２】
図２３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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
図２４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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
＜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。
【０１６４】
図２５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。
【０１６５】
図２５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いずれかのシステム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。
【０１６６】
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いずれかのシステム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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
また、前述した実施形態では、物理量センサーがＸ軸方向の加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、Ｙ軸方向の加速度を検出する構成であってもよいし、Ｚ軸方向の加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、物理量センサーが加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、角速度であってもよい。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】
【０１７１】
１…物理量センサー、１０…蓋体、１１…凹部、１９…ガラスフリット、２…基板、２１…凹部、２２…マウント、２５、２６、２７…溝部、３…センサー素子、４…固定電極部、４１…第１固定電極部、４１１…第１幹部、４１２、４１２’、４１２”…第１固定電極指、４１３…第１固定部、４１３ａ…接合部、４２…第２固定電極部、４２１…第２幹部、４２２、４２２’、４２２”…第２固定電極指、４２３…第２固定部、４２３ａ…接合部、５１…固定部、５１１…接合部、５２…可動部、５２１…枠部、５２１ａ…第１外縁部、５２１ｂ…第２外縁部、５２２…第１Ｙ軸幹部、５２３…第１Ｘ軸幹部、５２４…第２Ｙ軸幹部、５２５…第２Ｘ軸幹部、５２６…第１突出部、５２７…第２突出部、５２８…第１開口部、５２９…第２開口部、５３、５４…ばね部、５９…梁部、６…可動電極部、６１…第１可動電極部、６１１、６１１’、６１１”…第１可動電極指、６２…第２可動電極部、６２１、６２１’、６２１”…第２可動電極指、７５、７６、７７…配線、７７１…電極、９…規制部、９１…第１凸部、９２…第２凸部、９２１、９２２、９２３…分割片、９３…第３凸部、９４１、９４２…第４凸部、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…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、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、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、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、Ａｘ…加速度、ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３、ＢＷ４、ＢＷ５…ボンディングワイヤー、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４…離間距離、ＤＡ…ダイアタッチ材、Ｌ…中心軸、Ｌ４１１、Ｌ４２１…軸、Ｐ…端子、Ｓ…収納空間、Ｓ２…収納空間、Ｖ１…電圧、θ…傾き
【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】
2019100723.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2019100723.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2019100723.tif 000021
【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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