(57)【要約】【課題】物理量検出素子において異なる材料で構成されている可動部と固定電極との間の内蔵電位差を低減させることが可能な物理量検出回路を提供すること。【解決手段】固定部、導電性を有する可動部、及び前記固定部に前記可動部と離間して設けられ且つ前記可動部とは材料が異なる第１の電極を含む物理量検出素子の前記可動部に供給される駆動信号、及び前記第１の電極に供給されるバイアス電圧を生成する駆動回路と、前記第１の電極から出力される検出信号に基づいて、前記物理量検出素子に加わった物理量の大きさに応じた物理量信号を生成する物理量信号生成回路と、を含み、前記可動部と前記第１の電極との仕事関数差に基づいて生じる前記可動部と前記第１の電極との電位差に応じて、前記駆動信号のＤＣレベルと前記バイアス電圧とが異なる電圧値に設定される、物理量検出回路。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部、導電性を有する可動部、及び前記固定部に前記可動部と離間して設けられ且つ前記可動部とは材料が異なる第１の電極を含む物理量検出素子の前記可動部に供給される駆動信号、及び前記第１の電極に供給されるバイアス電圧を生成する駆動回路と、
前記第１の電極から出力される検出信号に基づいて、前記物理量検出素子に加わった物理量の大きさに応じた物理量信号を生成する物理量信号生成回路と、
を含み、
前記可動部と前記第１の電極との仕事関数差に基づいて生じる前記可動部と前記第１の電極との電位差に応じて、前記駆動信号のＤＣレベルと前記バイアス電圧とが異なる電圧値に設定される、物理量検出回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記駆動回路は、
前記バイアス電圧を生成するバイアス電圧生成回路と、
前記バイアス電圧をＤＣレベルとする元駆動信号を生成する元駆動信号生成回路と、
オフセット電圧を生成するオフセット電圧生成回路と、
前記元駆動信号に前記オフセット電圧を加算して前記駆動信号を生成する加算回路と、を含む、物理量検出回路。
【請求項３】
請求項１において、
前記駆動回路は、
前記バイアス電圧を生成するバイアス電圧生成回路と、
前記バイアス電圧をＤＣレベルとする元駆動信号を生成する元駆動信号生成回路と、
前記元駆動信号の電圧をシフトして前記駆動信号を生成する電圧シフト回路と、
を含む、物理量検出回路。
【請求項４】
請求項１において、
前記駆動回路は、
前記駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、
オフセット電圧を生成するオフセット電圧生成回路と、
前記オフセット電圧に基づいて、前記駆動信号のＤＣレベルとは異なる前記バイアス電圧を生成するバイアス電圧生成回路と、
を含む、物理量検出回路。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項において、
前記物理量検出素子は、
前記固定部に前記可動部と離間して設けられている前記可動部とは材料が異なる第２の電極を含み、
前記駆動回路は、
前記第２の電極に供給される疑似駆動信号を生成し、
前記可動部と前記第２の電極との仕事関数差に基づいて生じる前記可動部と前記第２の電極との電位差に応じて、前記駆動信号のＤＣレベルと前記疑似駆動信号のＤＣレベルとが異なる電圧値に設定される、物理量検出回路。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項において、
温度センサーと、
前記温度センサーから出力される信号に基づいて、前記駆動信号及び前記バイアス電圧の少なくとも何れか一方を補正する温度補正回路と、
を含む、物理量検出回路。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の物理量検出回路と、
前記物理量検出素子と、
を含む、物理量検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の物理量検出装置と、
前記物理量検出装置から出力された前記物理量信号を取得し、前記物理量信号を処理する信号処理回路と、
前記信号処理回路の処理によって得られた慣性データを外部に送信する通信回路と、
を含む、慣性計測装置。
【請求項９】
移動体に搭載され、前記移動体の位置を測定する移動体測位装置であって、
請求項８に記載の慣性計測装置と、
測位用衛星から衛星信号を受信し、前記衛星信号に重畳されている測位用情報を取得する衛星信号受信部と、
前記測位用情報に基づいて、前記移動体の位置を算出する位置算出部と、
前記慣性計測装置から出力される前記慣性データに基づいて、前記移動体の姿勢を算出する姿勢算出部と、
前記姿勢に基づいて前記位置を補正する位置補正部と、
を含む、移動体測位装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の物理量検出装置と、
前記物理量検出装置が収容されているケースと、
前記ケースに収容され、前記物理量検出装置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、携帯型電子機器。
【請求項１１】
請求項７に記載の物理量検出装置と、
前記物理量検出装置から出力された物理量信号に基づいて演算処理を行う演算処理装置と、
を含む、電子機器。
【請求項１２】
請求項７に記載の物理量検出装置と、
前記物理量検出装置から出力された前記物理量信号に基づいて姿勢の制御を行う姿勢制御部と、
を含む、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出回路、物理量検出装置、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物理量検出素子に設けられている複数の電極間に生じる静電容量の容量値が物理量（加速度や角速度等）の大きさ及び向きに応じて変化することを利用して物理量を検出する静電容量型の物理量検出装置（物理量センサー）が開発されている。例えば、シリコンＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いた静電容量型の加速度検出装置（加速度センサー）や角速度検出装置（角速度センサー）が広く知られている。例えば、特許文献１には、可動電極と第１の固定電極が対向するように、第１のガラス基板上にシリコン基板を陽極接合し、さらに可動電極と第２の固定電極が対向するように、シリコン基板上に第２のガラス基板を陽極接合した半導体加速度センサーが記載されている。
【０００３】
このような静電容量型の物理量検出装置では、物理量検出素子から出力される検出信号のオフセットを低減させて所望の入出力特性を得るために、可動電極（可動部）に供給される駆動信号のＤＣレベルと固定電極に供給されるバイアス電圧とを一致させることが望ましい。しかしながら、特許文献１に記載の半導体加速度センサーのように、可動電極（シリコン）と検出電極（金属、等）とが異なる材料で構成されている場合、これらの材料の仕事関数差に起因して可動電極と固定電極との間に電位差（内蔵電位差）が生じ、この内蔵電位差によって検出信号にオフセットが生じ、入出力特性が劣化してしまうおそれがある。
【０００４】
そこで、特許文献２には、第１の電子仕事関数を有する可動シリコン電極を有する可動シリコン微細構造と、ガラス基板上に配置され、第１の電子仕事関数に等しい第２の電子仕事関数を有する静止シリコン電極と、を有している静電容量型加速度センサーが記載されている。この静電容量型加速度センサーによれば、電極間の電位差をゼロに近づけることが期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２７５２７２号公報
【特許文献２】特開２０１５−９６８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載されている方法では、ガラス等を材料とする基板にＩＴＯや金属を材料として固定電極を形成している従来の製造工程を変更する必要があるため、製造工程が煩雑となるおそれがある。従って、従来の製造工程を有効活用するためには、物理量検出素子において異なる材料で構成されている可動部と固定電極との間の電位差を低減させることが望まれる。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、物理量検出素子において異なる材料で構成されている可動部と固定電極との間の電位差を低減させることが可能な物理量検出回路及び物理量検出装置を提供することが
できる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該物理量検出装置を用いることにより、外部に送信される慣性データの精度を向上させることが可能な慣性計測装置を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該慣性計測装置を用いることにより、移動体の位置を高精度に測定可能な移動体測位装置を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該物理量検出装置を用いることにより、検出された物理量に基づく処理を高精度に行うことが可能な携帯型電子機器、電子機器及び移動体を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前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、以下の態様または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
本適用例に係る物理量検出回路は、固定部、導電性を有する可動部、及び前記固定部に前記可動部と離間して設けられ且つ前記可動部とは材料が異なる第１の電極を含む物理量検出素子の前記可動部に供給される駆動信号、及び前記第１の電極に供給されるバイアス電圧を生成する駆動回路と、前記第１の電極から出力される検出信号に基づいて、前記物理量検出素子に加わった物理量の大きさに応じた物理量信号を生成する物理量信号生成回路と、を含み、前記可動部と前記第１の電極との仕事関数差に基づいて生じる前記可動部と前記第１の電極との電位差に応じて、前記駆動信号のＤＣレベルと前記バイアス電圧とが異なる電圧値に設定される。
【００１０】
本適用例に係る物理量検出回路では、接続される物理量検出素子の可動部と第１の電極とは材料が異なるため、可動部と第１の電極との仕事関数差がゼロではない。従って、仮に、可動部に供給される駆動信号のＤＣレベルと第１の電極に供給されるバイアス電圧とが同じ電圧値に設定されると、可動部と第１の電極との間に電位差が生じ、物理量検出素子の第１の電極から出力される検出信号に大きなオフセットが生じ得る。これに対して、本適用例に係る物理量検出回路によれば、駆動信号のＤＣレベルとバイアス電圧とが異なる電圧値に設定されることにより、可動部と固定部に設けられた第１の電極（固定電極）との電位差を低減させることができ、その結果として物理量信号の精度を向上させることができる。
【００１１】
［適用例２］
上記適用例に係る物理量検出回路において、前記駆動回路は、前記バイアス電圧を生成するバイアス電圧生成回路と、前記バイアス電圧をＤＣレベルとする元駆動信号を生成する元駆動信号生成回路と、オフセット電圧を生成するオフセット電圧生成回路と、前記元駆動信号に前記オフセット電圧を加算して前記駆動信号を生成する加算回路と、を含んでもよい。
【００１２】
本適用例に係る物理量検出回路では、駆動信号のＤＣレベルは元駆動信号のＤＣレベルであるバイアス電圧にオフセット電圧が加算された電圧となる。従って、本適用例に係る物理量検出回路によれば、駆動信号のＤＣレベルとバイアス電圧との間にオフセット電圧分の電位差が生じるので、可動部と固定部に設けられた第１の電極（固定電極）との電位差を低減させることができ、その結果として物理量信号の精度を向上させることができる。
【００１３】
［適用例３］
上記適用例に係る物理量検出回路において、前記駆動回路は、前記バイアス電圧を生成するバイアス電圧生成回路と、前記バイアス電圧をＤＣレベルとする元駆動信号を生成する元駆動信号生成回路と、前記元駆動信号の電圧をシフトして前記駆動信号を生成する電
圧シフト回路と、を含んでもよい。
【００１４】
本適用例に係る物理量検出回路では、駆動信号のＤＣレベルは元駆動信号のＤＣレベルであるバイアス電圧がシフトされた電圧となる。従って、本適用例に係る物理量検出回路によれば、駆動信号のＤＣレベルとバイアス電圧とが異なる電圧値になるので、可動部と固定部に設けられた第１の電極（固定電極）との電位差を低減させることができ、その結果として物理量信号の精度を向上させることができる。
【００１５】
［適用例４］
上記適用例に係る物理量検出回路において、前記駆動回路は、前記駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、オフセット電圧を生成するオフセット電圧生成回路と、前記オフセット電圧に基づいて、前記駆動信号のＤＣレベルとは異なる前記バイアス電圧を生成するバイアス電圧生成回路と、を含んでもよい。
【００１６】
本適用例に係る物理量検出回路によれば、駆動信号のＤＣレベルとバイアス電圧とが異なる電圧値になるので、可動部と固定部に設けられた第１の電極（固定電極）との電位差を低減させることができ、その結果として物理量信号の精度を向上させることができる。
【００１７】
［適用例５］
上記適用例に係る物理量検出回路において、前記物理量検出素子は、前記固定部に前記可動部と離間して設けられている前記可動部とは材料が異なる第２の電極を含み、前記駆動回路は、前記第２の電極に供給される疑似駆動信号を生成し、前記可動部と前記第２の電極との仕事関数差に基づいて生じる前記可動部と前記第２の電極との電位差に応じて、前記駆動信号のＤＣレベルと前記疑似駆動信号のＤＣレベルとが異なる電圧値に設定されてもよい。
【００１８】
本適用例に係る物理量検出回路では、接続される物理量検出素子の可動部と第２の電極とは材料が異なるため、可動部と第２の電極との仕事関数差がゼロではない。従って、仮に、可動部に供給される駆動信号のＤＣレベルと第２の電極に供給される疑似駆動信号の可動部と第２の電極との間に静電引力が発生し、この静電引力によって可動体が傾くと、可動体と離間して設けられた第１の電極から出力される検出信号に大きなオフセットが生じ得る。これに対して、本適用例に係る物理量検出回路によれば、駆動信号のＤＣレベルと疑似駆動信号のＤＣレベルとが異なる電圧値に設定されることにより、可動部と第２の電極（固定電極）との間に発生する静電引力を低減させることができ、その結果として物理量信号の精度を向上させることができる。
【００１９】
［適用例６］
上記適用例に係る物理量検出回路は、温度センサーと、前記温度センサーから出力される信号に基づいて、前記駆動信号及び前記バイアス電圧の少なくとも何れか一方を補正する温度補正回路と、を含んでもよい。
【００２０】
本適用例に係る物理量検出回路によれば、可動部と第１の電極との仕事関数差の温度依存性に起因して生じる可動部と第１の電極との間の電位差の温度変化による変動量を低減させることができ、その結果として物理量信号の精度を向上させることができる。
【００２１】
［適用例７］
本適用例に係る物理量検出装置は、上記のいずれかの物理量検出回路と、前記物理量検出素子と、を含む。
【００２２】
本適用例に係る物理量検出装置によれば、物理量検出回路において、駆動信号のＤＣレ
ベルとバイアス電圧とが異なる電圧値に設定されることにより、物理量検出素子の可動部と固定部に設けられた第１の電極（固定電極）との電位差を低減させることができ、その結果として物理量信号の精度を向上させることができる。
【００２３】
［適用例８］
本適用例に係る慣性計測装置は、上記の物理量検出装置と、前記物理量検出装置から出力された前記物理量信号を取得し、前記物理量信号を処理する信号処理回路と、前記信号処理回路の処理によって得られた慣性データを外部に送信する通信回路と、を含む。
【００２４】
本適用例に係る慣性計測装置によれば、物理量検出装置によって物理量信号の精度が向上するので、外部に送信される慣性データの精度を向上させることができる。
【００２５】
［適用例９］
本適用例に係る移動体測位装置は、移動体に搭載され、前記移動体の位置を測定する移動体測位装置であって、上記の慣性計測装置と、測位用衛星から衛星信号を受信し、前記衛星信号に重畳されている測位用情報を取得する衛星信号受信部と、前記測位用情報に基づいて、前記移動体の位置を算出する位置算出部と、前記慣性計測装置から出力される前記慣性データに基づいて、前記移動体の姿勢を算出する姿勢算出部と、前記姿勢に基づいて前記位置を補正する位置補正部と、を含む。
【００２６】
本適用例に係る移動体測位装置によれば、慣性計測装置により精度の高い慣性データが得られるので、移動体の位置を高精度に測定することができる。
【００２７】
［適用例１０］
本適用例に係る携帯型電子機器は、上記の物理量検出装置と、前記物理量検出装置が収容されているケースと、前記ケースに収容され、前記物理量検出装置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。
【００２８】
本適用例に係る携帯型電子機器によれば、物理量検出装置によって物理量信号の精度が向上するので、物理量検出装置によって検出された物理量に基づく処理を高精度に行うことができる。
【００２９】
［適用例１１］
本適用例に係る電子機器は、上記の物理量検出装置と、前記物理量検出装置から出力された物理量信号に基づいて演算処理を行う演算処理装置と、を含む。
【００３０】
本適用例に係る電子機器によれば、物理量検出装置によって生成される物理量信号の精度が向上するので、物理量検出装置によって検出された物理量に基づく演算処理を高精度に行うことができる。
【００３１】
［適用例１２］
本適用例に係る移動体は、上記の物理量検出装置と、前記物理量検出装置から出力された前記物理量信号に基づいて姿勢の制御を行う姿勢制御部と、を含む。
【００３２】
本適用例に係る移動体によれば、物理量検出装置によって生成される物理量信号の精度が向上するので、物理量検出装置によって検出された物理量に基づく姿勢制御を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態の物理量検出装置の機能構成を示す図。
【図２】物理量検出素子を模式的に示す平面図。
【図３】物理量検出素子を模式的に示す断面図。
【図４】ＭＩＳ構造のエネルギーバンドを示す図。
【図５】物理量検出素子の入出力特性を示す図。
【図６】物理量検出素子の入出力特性を示す図。
【図７】第１実施形態における物理量検出回路の構成を示す図。
【図８】第１実施形態における駆動信号、バイアス電圧及び疑似駆動信号の波形の一例を示す図。
【図９】本実施形態におけるＭＩＳ構造のエネルギーバンドを示す図。
【図１０】制御信号、駆動信号、バイアス電圧及び疑似駆動信号のタイミングチャートの一例を示す図。
【図１１】第１実施形態におけるＺ軸駆動回路の構成の一例を示す図。
【図１２】第１実施形態におけるＺ軸駆動回路の構成の他の一例を示す図。
【図１３】第２実施形態における駆動信号、バイアス電圧及び疑似駆動信号の波形の一例を示す図。
【図１４】第２実施形態におけるＺ軸駆動回路の構成の一例を示す図。
【図１５】第３実施形態における物理量検出回路の構成を示す図。
【図１６】本実施形態の慣性計測装置の構成例を示す図。
【図１７】本実施形態の移動体測位装置の構成例を示す図。
【図１８】本実施形態の電子機器の機能ブロック図。
【図１９】電子機器の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図。
【図２０】電子機器の一例である腕装着型の携帯機器の外観の一例を示す図。
【図２１】電子機器の一例であるリスト機器（腕時計型の活動計）の外観の一例を示す図。
【図２２】リスト機器（腕時計型の活動計）の機能ブロック図。
【図２３】本実施形態の移動体の一例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３５】
１．物理量検出装置
１−１．第１実施形態
［物理量検出装置の構成］
図１は、本実施形態の物理量検出装置１の機能構成を示す図である。本実施形態の物理量検出装置１は、互いに交差（理想的には、直交）する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の物理量（ここでは加速度）を検出する。図１に示すように、物理量検出装置１は、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚと物理量検出回路３とを含む。
【００３６】
物理量検出素子２Ｘは、Ｘ軸の方向に加わった物理量（Ｘ軸加速度）に応じた検出信号を出力する素子である。物理量検出素子２Ｙは、Ｙ軸の方向に加わった物理量（Ｙ軸加速度）に応じた検出信号を出力する素子である。物理量検出素子２Ｚは、Ｚ軸の方向に加わった物理量（Ｚ軸加速度）に応じた検出信号を出力する素子である。すなわち、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚの各検出軸がＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸となる。
【００３７】
物理量検出回路３は、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚをそれぞれ駆動するために必要な信号を生成し、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚに供給する。そして、物理量検出回路３は、物理量検出素子２Ｘから出力される検出信号に基づいて、Ｘ軸方向に加わった物理
量（Ｘ軸加速度）の大きさ及び向きに応じた物理量信号を生成して出力する。また、物理量検出回路３は、物理量検出素子２Ｙから出力される検出信号に基づいて、Ｙ軸方向に加わった物理量（Ｙ軸加速度）の大きさ及び向きに応じた物理量信号を生成して出力する。また、物理量検出回路３は、物理量検出素子２Ｚから出力される検出信号に基づいて、Ｚ軸方向に加わった物理量（Ｚ軸加速度）の大きさ及び向きに応じた物理量信号を生成して出力する。
【００３８】
本実施形態では、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚは、それぞれ、第１固定電極と第２固定電極とが設けられた固定部（基板、等）と、可動電極（可動部）とを含む。第１固定電極と可動電極とは対向しており、これらによって第１容量形成部が構成される。同様に、第２固定電極と可動電極とは対向しており、これらによって第２容量形成部が構成される。このような物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚに検出軸方向の加速度ａが加わると、質量ｍの可動部にはＦ＝ｍ×ａの力Ｆが働く。この力Ｆにより、可動部は固定部に対して相対的に変位する。このとき、加速度ａの向きに応じて、第１容量形成部の静電容量値が減少するとともに第２容量形成部の静電容量値が増大し、あるいは、第１容量形成部の静電容量値が増大するとともに第２容量形成部の静電容量値が減少する。このため、第１容量形成部と第２容量形成部の共通端に電荷を供給した状態で物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚに加速度ａが作用すると、第１容量形成部の一端及び第２容量形成部の一端からそれぞれ出力される電荷（信号）は、絶対値がほぼ等しく符号が逆の差動信号対となる。物理量検出回路３は、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚからそれぞれ出力される差動信号対を検出信号として３軸物理量信号（Ｘ軸加速度信号、Ｙ軸加速度信号及びＺ軸加速度信号）を生成する。
【００３９】
ここで、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙの各検出軸（Ｘ軸，Ｙ軸）は実装面（水平面）に平行である。そのため、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙは、同じ構造であって、互いに９０°ずれて実装される。物理量検出素子２Ｘ，２Ｙは、例えば、それぞれ櫛歯状の可動電極と第１固定電極とが検出軸方向に互いに離間して設けられ、それぞれ櫛歯状の可動電極と第２固定電極とが検出軸方向に互いに離間して設けられる。
【００４０】
これに対して、物理量検出素子２Ｚの検出軸（Ｚ軸）は実装面（水平面）に垂直となる。そのため、物理量検出素子２Ｚの構造は、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙの構造とは大きく異なる。本実施形態では、物理量検出素子２Ｚは、Ｚ軸加速度に応じて固定部に対する可動部の傾きが変化する、いわゆるシーソー型の構造である。以下では、まず、物理量検出素子２Ｚの構造について詳細に説明する。
【００４１】
［物理量検出素子２Ｚの構造及び動作］
図２は、物理量検出素子２Ｚを模式的に示す平面図である。図３は、物理量検出素子２Ｚを模式的に示す断面図である。なお、図３は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。また、図２および図３では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
【００４２】
図２および図３に示すように、物理量検出素子２Ｚは、基板２１０（「固定部」の一例）と、蓋体２２０と、可動体２３０（「可動部」の一例）と、固定電極部２６０，２６２，２６４と、を含む。なお、便宜上、図２では、蓋体２２０を省略して図示している。
【００４３】
基板２１０は、レーザー光を透過させる材料で形成されている。基板２１０の材料は、例えば、ガラスである。具体的には、基板２１０の材料は、珪砂にソーダ灰等を加えたソーダガラスや、珪砂に硼砂、アルミナ等を加えた耐熱ガラスである。あるいは、基板２１０の材料は、水晶や石英ガラス等、可視光を透過する材料であれば何れの材料であってもよい。
【００４４】
基板２１０は、第１面２１２と、第１面２１２に対向する（第１面２１２と反対方向を向く）第２面２１４と、を有している。第１面２１２には、凹部２１６が形成されており、凹部２１６の上方に（＋Ｚ軸方向側に）可動体２３０が配置されている。凹部２１６は、キャビティー２０２を構成している。凹部２１６の底面（凹部２１６を規定する基板２１０の面）には、ポスト部２１８が設けられている。図示の例では、ポスト部２１８は、基板２１０と一体に設けられている。ポスト部２１８は、凹部２１６の底面よりも上方に突出している。ポスト部２１８は、可動体２３０を支持している。
【００４５】
蓋体２２０は、基板２１０上に（＋Ｚ軸方向側に）設けられている。蓋体２２０は、レーザー光を吸収する材料で形成されている。蓋体２２０の材料は、例えば、シリコンである。蓋体２２０は、基板２１０の第１面２１２に接合されている。基板２１０と蓋体２２０とは、陽極接合によって接合されていてもよい。図示の例では、蓋体２２０に凹部が形成されており、該凹部は、キャビティー２０２を構成している。
【００４６】
可動体２３０と固定電極部２６０，２６２，２６４とは、基板２１０の第１面２１２側に設けられている。可動体２３０および固定電極部２６０，２６２，２６４は、例えば、陽極接合や直接接合によって、基板２１０に接合されている。可動体２３０および固定電極部２６０，２６２，２６４は、基板２１０と蓋体２２０とによって形成されるキャビティー２０２に収容されている。キャビティー２０２は、不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気で密閉されていてもよい。
【００４７】
可動体２３０は、連結部２４０，２４２と、支持部２５０と、を有している。
【００４８】
可動体２３０は、凹部２１６の上方に設けられ、基板２１０と離間している。可動体２３０の厚さ（Ｚ軸方向の大きさ）は、例えば、２０μｍ以上３５μｍ以下程度である。
【００４９】
可動体２３０は、支持軸Ｑまわりに変位可能である。具体的には、可動体２３０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わると、連結部２４０，２４２によって決定される支持軸Ｑを回転軸（揺動軸）としてシーソー揺動する。
【００５０】
可動体２３０は、平面視において（Ｚ軸方向からみて）、支持軸Ｑによって区画される第１シーソー片２３０ａと第２シーソー片２３０ｂとを有している。支持軸Ｑは可動体２３０の中心（重心）から外れた位置に配置されており、シーソー片２３０ａ，２３０ｂが互いに異なる質量を有している。図示の例では、支持軸Ｑから第１シーソー片２３０ａの端面２３３までの距離は、支持軸Ｑから第２シーソー片２３０ｂの端面２３４までの距離よりも長い。そのため、第１シーソー片２３０ａの質量は、第２シーソー片２３０ｂの質量よりも大きい。このように、シーソー片２３０ａ，２３０ｂが互いに異なる質量を有することにより、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わったときに、第１シーソー片２３０ａの回転モーメントと、第２シーソー片２３０ｂの回転モーメントと、が均衡しない。したがって、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わったときに、可動体２３０に所定の傾きが生じる。
【００５１】
可動体２３０は、導電性を有しており、第１シーソー片２３０ａの一部は第１可動電極部２３１として機能し、第２シーソー片２３０ｂの一部は第２可動電極部２３２として機能する。第１可動電極部２３１は、第１シーソー片２３０ａのうち、平面視において第１固定電極部２６０と重なる部分である。第１可動電極部２３１は、第１固定電極部２６０との間に静電容量Ｃ１を形成する。第２可動電極部２３２は、第２シーソー片２３０ｂのうち、平面視において第２固定電極部２６２と重なる部分である。第２可動電極部２３２は、第２固定電極部２６２との間に静電容量Ｃ２を形成する。平面視において、第１可動
電極部２３１の面積と第２可動電極部２３２の面積とは、例えば、等しい。可動電極部２３１，２３２は、例えば、支持軸Ｑに関して対称である。
【００５２】
静電容量Ｃ１および静電容量Ｃ２は、例えば、図２に示す可動体２３０が水平な状態で、互いに等しくなるように構成されている。可動電極部２３１，２３２は、可動体２３０の動きに応じて位置が変化する。可動電極部２３１，２３２の位置に応じて、静電容量Ｃ１，Ｃ２が変化する。可動体２３０には、連結部２４０，２４２および支持部２５０を介して、所定の電位が与えられる。支持部２５０は、図示せぬ配線と接続されている。
【００５３】
可動体２３０には、可動体２３０を貫通する貫通孔２３５が設けられている。これにより、可動体２３０が揺動する際の空気の影響（空気の抵抗）を低減することができる。貫通孔２３５は、例えば、複数形成されている。図示の例では、可動体２３０には、平面形状（Ｚ軸方向からみた形状）が長方形の貫通孔２３５と、平面形状が正方形の貫通孔２３５とが設けられている。
【００５４】
連結部２４０，２４２は、シーソー片２３０ａ，２３０ｂと支持部２５０とを連結している。連結部２４０，２４２は、トーションバネ（捻りバネ）として機能する。これにより、連結部２４０，２４２は、シーソー片２３０ａ，２３０ｂがシーソー揺動することにより連結部２４０，２４２に生じるねじり変形に対して強い復元力を有することができる。
【００５５】
連結部２４０，２４２は、平面視において、支持軸Ｑ上に配置されている。連結部２４０，２４２は、支持軸Ｑに沿って延出している。第１連結部２４０は、支持部２５０から＋Ｙ軸方向に延出している。第２連結部２４２は、支持部２５０から−Ｙ軸方向に延出している。
【００５６】
支持部２５０の一部は、ポスト部２１８に接合（例えば陽極接合）されている。図示の例では、支持部２５０は、Ｈ字状（略Ｈ字状）の平面形状を有しているが、その形状は特に限定されない。
【００５７】
可動体２３０の材料は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。可動体２３０は、シリコン基板を加工して形成されたシリコンＭＥＭＳを構成している。
【００５８】
固定電極部（固定電極）２６０，２６２，２６４は、基板２１０の凹部２１６の底面に設けられている。第１固定電極部２６０（「第１の電極」の一例）は、可動体２３０の第１可動電極部２３１と離間し、第１可動電極部２３１に対向して設けられている。第２固定電極部２６２（「第１の電極」の他の一例）は、可動体２３０の第２可動電極部２３２と離間し、第２可動電極部２３２に対向して設けられている。第３固定電極部２６４（「第２の電極」の一例）は、第２固定電極部２６２よりも第２可動電極部２３２よりも可動体２３０の端側（端面２３３側）において可動体２３０の第１シーソー片２３０ａと離間し、第１シーソー片２３０ａに対向して設けられている。
【００５９】
固定電極部２６０，２６２，２６４の材料は、例えば、アルミニウム、金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、白金（プラチナ、ＰＴ）、等である。
【００６０】
このような構造の物理量検出素子２Ｚでは、加速度に応じて、可動体２３０が支持軸Ｑまわりに揺動する。この可動体２３０の動きに伴って、第１可動電極部２３１と第１固定電極部２６０との間の距離、および第２可動電極部２３２と第２固定電極部２６２との間
の距離が変化する。具体的には、例えば鉛直上向き（＋Ｚ軸方向）の加速度が物理量検出素子２Ｚに加わると、可動体２３０は反時計回りに回転し、第１可動電極部２３１と第１固定電極部２６０との間の距離が小さくなり、第２可動電極部２３２と第２固定電極部２６２との間の距離が大きくなる。この結果、静電容量Ｃ１が大きくなり、静電容量Ｃ２が小さくなる。また、例えば鉛直下向き（−Ｚ軸方向）の加速度が物理量検出素子２Ｚに加わると、可動体２３０は時計回りに回転し、第１可動電極部２３１と第１固定電極部２６０との間の距離が大きくなり、第２可動電極部２３２と第２固定電極部２６２との間の距離が小さくなる。この結果、静電容量Ｃ１が小さくなり、静電容量Ｃ２が大きくなる。
【００６１】
物理量検出回路３は、可動体２３０に駆動信号を供給するとともに、第１固定電極部２６０および第２固定電極部２６２に共通のバイアス電圧を供給し、静電容量Ｃ１と静電容量Ｃ２との差に応じて変化する電荷量に基づいて（いわゆる差動検出方式により）、Ｚ軸加速度の向きや大きさを検出することができる。
【００６２】
これに対して、第３固定電極部２６４は、加速度の検出に必要な電荷を出力する電極ではなく、いわゆるダミー電極である。第３固定電極部２６４により、基板２１０の第１面２１２が露出されなくなり、シーソー片２３０ａと基板２１０の第１面２１２とが直接対向しないようになっている。これにより、可動体２３０と基板２１０との接合時に第１シーソー片２３０ａの基板２１０への貼り付きのおそれが低減される。さらに、可動体２３０が基板２１０の第１面２１２の帯電の影響を受けにくくなるため、加速度の検出精度が低下するおそれも低減される。ただし、可動体２３０と第３固定電極部２６４との間に電位差が生じると、Ｚ軸加速度が加わらなくても、可動体２３０と第３固定電極部２６４との間の静電引力によって可動体２３０が傾いてしまい、物理量検出回路３によって生成される物理量信号（Ｚ軸加速度信号）に初期オフセット（静止状態におけるオフセット）が生じる原因になる。そのため、可動体２３０と第３固定電極部２６４とは同電位であることが好ましい。
【００６３】
ここで、可動体２３０の材料はシリコンであるのに対して、固定電極部２６０，２６２，２６４の材料はＩＴＯ（又は金属）であり、両者は材料が異なる。固定電極部２６０，２６２，２６４は空間ギャップを挟んで可動体２３０と対向しているため、金属（Metal）／絶縁体（Insulator）／半導体（Semiconductor）のＭＩＳ構造とみなせる。図４は、このＭＩＳ構造のエネルギーバンドを示す図である。図４において矢印で示すように、可動体２３０を固定電極部２６０，２６２，２６４と狭ギャップで対向させると、可動体２３０のフェルミ準位ＥＦと固定電極部２６０，２６２，２６４のフェルミ準位ＥＦｍとが一致する状態になるまで可動体２３０の表面付近の多数キャリア（正孔）が遠ざけられ、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２，２６４との間に、可動体２３０の仕事関数φｓと固定電極部２６０，２６２，２６４の仕事関数φｍとの仕事関数差φｍｓ（＝φｓ−φｍ）に相当する内蔵電位差が生じる。
【００６４】
図５及び図６は、物理量検出素子２Ｚの入出力特性を示す図である。図５は、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との間に内蔵電位差が生じない場合の理論上の入出力特性を示し、図６は、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との間に内蔵電位差が生じる場合の入出力特性を示す。図５及び図６において、横軸はＺ軸加速度であり、縦軸は固定電極部２６０，２６２から出力される電荷量である。
【００６５】
可動体２３０に供給される駆動信号と固定電極部２６０，２６２に供給されるバイアス電圧との電位差により、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との間に静電引力が発生し、この静電引力による静電バネ効果により、実際の機械バネ定数よりも実効的なバネ定数が低下する現象（ソフトニング）が生じる。特に、Ｚ軸加速度が大きい領域では、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との距離が小さくなり、ソフトニングの影響が大
きいため、図５に示すように、３次関数的な入出力特性になる。
【００６６】
これに対して、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との間に内蔵電位差が生じると、当該内蔵電位差による静電引力に基づくトルクが発生し、図５及び図６に示すように、物理量検出素子２Ｚの入出力特性の対称点（中心点）ＣＰがシフトする。そのため、物理量検出回路３により生成される物理量信号（Ｚ軸加速度信号）に初期オフセットが生じてしまう。仮に、物理量検出回路３において、このオフセット分を補正したとしても、Ｚ軸方向の正負のいずれか一方の加速度が加わったときの物理量信号（Ｚ軸加速度信号）の線形性が大きく悪化し、結果として正負の対称性も悪化することになる。さらに、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との間の内蔵電位差に温度依存性がある場合は、静電引力も温度依存性を持ち、結果として静止状態で物理量信号（Ｚ軸加速度信号）が温度依存性を持つことになる。
【００６７】
また、可動体２３０と第３固定電極部２６４との間に内蔵電位差が生じると、前述した通り、物理量検出回路３によって生成される物理量信号（Ｚ軸加速度信号）に初期オフセット（静止状態におけるオフセット）が生じる原因になる。さらに、可動体２３０と第３固定電極部２６４との間に内蔵電位差が生じると、ソフトニング効果により検出感度が増加してしまう。その結果、物理量検出装置１毎に感度がばらつくことになり、さらに、可動体２３０と第３固定電極部２６４との間の内蔵電位差に温度依存性がある場合は、検出感度が大きな温度依存性を持つことになる。
【００６８】
以上に述べたように、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２，２６４との間に生じる内蔵電位差は、Ｚ軸加速度の検出特性を悪化させる要因になるため、ゼロにすることが望ましい。そこで、本実施形態では、物理量検出回路３において、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との仕事関数差φｍｓに基づいて生じる可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との内蔵電位差に応じて、可動体２３０に供給される駆動信号のＤＣレベルと固定電極部２６０，２６２に供給されるバイアス電圧とが異なる電圧値に設定される。さらに、物理量検出回路３において、可動体２３０と第３固定電極部２６４との仕事関数差φｍｓに基づいて生じる可動体２３０と第３固定電極部２６４との内蔵電位差に応じて、可動体２３０に供給される駆動信号のＤＣレベルと第３固定電極部２６４に供給される信号（疑似駆動信号）のＤＣレベルとが異なる電圧値に設定される。以下に、物理量検出回路３の具体的な構成例を挙げて、詳細に説明する。
【００６９】
［物理量検出回路の具体的構成］
図７は、本実施形態における物理量検出回路３の構成を示す図である。図７に示すように、物理量検出回路３は、マルチプレクサー１０、Ｑ／Ｖアンプ（ＱＶＡ）２０、固定容量２１，２２、可変容量２３，２４、スイッチ２５，２６、固定容量２７，２８、プログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）３０、固定容量３１，３２、デマルチプレクサー４０、ローパスフィルター（ＬＰＦ）５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚ、バッファー６０Ｘ、６０Ｙ，６０Ｚ、発振回路７０、制御回路８０、ＸＹ軸駆動回路９０、Ｚ軸駆動回路１００及び記憶部１１０を含んで構成されている。物理量検出回路３は、電源電圧ＶＤＤとグラウンド電圧ＶＳＳが供給されて動作する。以下では、物理量検出回路３は、電源電圧ＶＤＤとして３．０Ｖ、グラウンド電圧ＶＳＳとして０Ｖが供給されるものとするが、電源電圧ＶＤＤ及びグラウンド電圧ＶＳＳは、それぞれ３．０Ｖ及び０Ｖに限定されない。物理量検出回路３は、例えば、１チップの集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）であってもよい。なお、本実施形態の物理量検出回路３は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
【００７０】
発振回路７０は、クロック信号ＭＣＬＫを出力する。発振回路７０は、例えば、ＣＲ発振器やリングオシレーター等であってもよい。
【００７１】
制御回路８０は、クロック信号ＭＣＬＫに基づいて、各種の制御信号（制御信号ＭＵＸ−Ｘ，ＭＵＸ−Ｙ，ＭＵＸ−Ｚ，ＳＷＨ，ＳＷＢ，ＳＷＬ）を生成する。
【００７２】
ＸＹ軸駆動回路９０は、制御信号ＳＷＨ，ＳＷＢ，ＳＷＬに基づいて、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙを駆動する駆動信号ＤＲＶＸＹを生成する。駆動信号ＤＲＶＸＹは、例えば、電源電圧ＶＤＤとグラウンド電圧ＶＳＳの中間電圧（ＶＤＤ−ＶＳＳ）／２＝ＶＤＤ／２（＝１．５Ｖ）をＤＣレベル（平均電圧）とする、最大電圧がＶＤＤ（３．０Ｖ）、最小電圧がグラウンド電圧ＶＳＳ（０Ｖ）の矩形波信号である。駆動信号ＤＲＶＸＹは、物理量検出素子２Ｘの第１容量形成部５Ｘと第２容量形成部６Ｘとの接続端（可動電極）に供給される。また、駆動信号ＤＲＶＸＹは、物理量検出素子２Ｙの第１容量形成部５Ｙと第２容量形成部６Ｙとの接続端（可動電極）に供給される。
【００７３】
また、ＸＹ軸駆動回路９０は、バイアス電圧ＢＩＡＳＸＹを生成する。バイアス電圧ＢＩＡＳＸＹは、駆動信号ＤＲＶＸＹのＤＣレベルと同じ電圧ＶＤＤ／２（１．５Ｖ）である。バイアス電圧ＢＩＡＳＸＹは、物理量検出素子２Ｘの第１容量形成部５Ｘの一端（第１固定電極）及び第２容量形成部６Ｘの一端（第２固定電極）に供給される。また、バイアス電圧ＢＩＡＳＸＹは、物理量検出素子２Ｙの第１容量形成部５Ｙの一端（第１固定電極）及び第２容量形成部６Ｙの一端（第２固定電極）に供給される。
【００７４】
Ｚ軸駆動回路１００は、互いに排他的にアクティブ（本実施形態では、ハイレベル）となる制御信号ＳＷＨ，ＳＷＢ，ＳＷＬに基づいて、物理量検出素子２Ｚを駆動する駆動信号ＤＲＶＺを生成する。具体的には、Ｚ軸駆動回路１００は、制御信号ＳＷＨがハイレベルのときは電源電圧ＶＤＤよりも低い電圧ＶＰＰ（例えば２．５Ｖ）＋φとなり、制御信号ＳＷＢがハイレベルのときは電圧ＶＤＤ／２（例えば１．５Ｖ）＋φとなり、制御信号ＳＷＬがハイレベルのときはグラウンド電圧ＶＳＳよりも高い電圧ＶＥＥ（例えば０．５Ｖ）＋φとなる駆動信号ＤＲＶＺを生成する。ここで、制御信号ＳＷＨがハイレベルとなる時間と制御信号ＳＷＬがハイレベルとなる時間とは等しく、かつ、電圧ＶＰＰ＋φと電圧ＶＤＤ／２＋φとの電位差と、電圧ＶＤＤ／２＋φと電圧ＶＥＥ＋φとの電位差とは等しくなっている。これにより、駆動信号ＤＲＶＺのＤＣレベル（平均電圧）は、制御信号ＳＷＢがハイレベルのときの電圧ＶＤＤ／２＋φと等しくなる。駆動信号ＤＲＶＺは、物理量検出素子２Ｚの第１容量形成部５Ｚと第２容量形成部６Ｚとの接続端（可動体２３０）に供給される。このオフセット電圧φは、記憶部１１０に記憶されているオフセット情報Ｄφに基づいて設定される。オフセット情報Ｄφは、物理量検出素子２Ｚの可動体２３０と固定電極部２６０，２６２，２６４との仕事関数差φｍｓに基づいてあらかじめ決定され、記憶部１１０に記憶される。
【００７５】
また、Ｚ軸駆動回路１００は、制御信号ＳＷＨ，ＳＷＢ，ＳＷＬによらす一定電圧のバイアス電圧ＢＩＡＳＺを生成する。バイアス電圧ＢＩＡＳＺは、例えば、電圧ＶＤＤ／２（例えば１．５Ｖ）である。バイアス電圧ＢＩＡＳＺは、物理量検出素子２Ｚの第１容量形成部５Ｚの一端（第１固定電極部２６０）及び第２容量形成部６Ｚの一端（第２固定電極部２６２）に供給される。
【００７６】
また、Ｚ軸駆動回路１００は、制御信号ＳＷＨ，ＳＷＢ，ＳＷＬに基づいて、疑似駆動信号ＤＵＭＺを生成する。具体的には、Ｚ軸駆動回路１００は、制御信号ＳＷＨがハイレベルのときは電圧ＶＰＰ（例えば２．５Ｖ）となり、制御信号ＳＷＢがハイレベルのときは電圧ＶＤＤ／２（例えば１．５Ｖ）となり、制御信号ＳＷＬがハイレベルのときは電圧ＶＥＥ（例えば０．５Ｖ）となる疑似駆動信号ＤＵＭＺを生成する。ここで、制御信号ＳＷＨがハイレベルとなる時間と制御信号ＳＷＬがハイレベルとなる時間とは等しく、かつ、電圧ＶＰＰと電圧ＶＤＤ／２との電位差と、電圧ＶＤＤ／２と電圧ＶＥＥとの電位差と
は等しくなっている。これにより、疑似駆動信号ＤＵＭＺのＤＣレベル（平均電圧）は、制御信号ＳＷＢがハイレベルのときの電圧ＶＤＤ／２と等しくなる。疑似駆動信号ＤＵＭＺは、物理量検出素子２Ｚの第３固定電極部２６４に供給される。
【００７７】
図８は、駆動信号ＤＲＶＺ、バイアス電圧ＢＩＡＳＺ及び疑似駆動信号ＤＵＭＺの波形の一例を示す図である。図８に示すように、駆動信号ＤＲＶＺのＤＣレベルは、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との仕事関数差φｍｓだけ、バイアス電圧ＢＩＡＳＺ（電圧ＶＤＤ／２）よりも高く設定されている。さらに、駆動信号ＤＲＶＺは、疑似駆動信号ＤＵＭＺを可動体２３０と第３固定電極部２６４との仕事関数差φｍｓだけ高電位側にシフトした波形であり、駆動信号ＤＲＶＺのＤＣレベルは、当該仕事関数差φｍｓだけ疑似駆動信号ＤＵＭＺのＤＣレベルよりも高く設定されている。すなわち、図８の例では、オフセット電圧φは、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２，２６４との仕事関数差φｍｓに相当する電圧に設定されている。このような設定により、図９に示すように、可動体２３０を固定電極部２６０，２６２，２６４と狭ギャップで対向させた場合に形成されるＭＩＳ構造のエネルギーバンドがフラットに近づく。その結果、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２，２６４との内蔵電位差がゼロに近づき、物理量検出素子２Ｚの入出力特性も図５に示した理論上の特性に近づくため、Ｚ軸加速度の検出特性が向上する。
【００７８】
なお、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙは、可動電極と第１固定電極及び第２固定電極とを同じ材料で構成することができるため、可動電極と第１固定電極及び第２固定電極との仕事関数差がゼロとなる。これにより、可動電極と第１固定電極及び第２固定電極との間の内蔵電位がゼロとなるので、前述の通り、可動電極に供給される駆動信号ＢＩＡＳＸＹのＤＣレベルは、第１固定電極及び第２固定電極に供給されるバイアス電圧ＢＩＡＳＸＹと同じ電圧ＶＤＤ／２になるように設定される。
【００７９】
図１０は、制御信号ＳＷＢ，ＳＷＨ，ＳＷＬ，ＭＵＸ−Ｘ，ＭＵＸ−Ｙ，ＭＵＸ−Ｚ、駆動信号ＤＲＶＸＹ，ＤＲＶＺ、バイアス電圧ＢＩＡＳＸＹ，ＢＩＡＳＺ及び疑似駆動信号ＤＵＭＺのタイミングチャートの一例を示す図である。本実施形態では、物理量検出回路３は、図１０に示す波形を繰り返す各信号を生成することで、時系列に電圧値が変化する物理量信号（３軸加速度信号）を生成する。以下、図７に戻り、図１０のタイミングチャートを参照しながら、物理量検出回路３の構成及び説明を続ける。
【００８０】
マルチプレクサー１０は、互いに排他的にアクティブ（本実施形態では、ハイレベル）となる制御信号ＭＵＸ−Ｘ，ＭＵＸ−Ｙ，ＭＵＸ−Ｚに基づいて、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚが出力する検出信号（差動信号対）のいずれかを選択して（又はいずれも選択しないで）差動信号対ＰＩＮ，ＮＩＮを出力する。具体的には、図１０を参照し、マルチプレクサー１０は、制御信号ＭＵＸ−Ｘがハイレベル（電源電圧ＶＤＤ）のときは、物理量検出素子２Ｘの第１固定電極及び第２固定電極から出力される差動信号対（電荷）を選択し、差動信号対ＰＩＮ，ＮＩＮとして出力する。また、マルチプレクサー１０は、制御信号ＭＵＸ−Ｙがハイレベルのときは、物理量検出素子２Ｙの第１固定電極及び第２固定電極から出力される差動信号対（電荷）を選択し、差動信号対ＰＩＮ，ＮＩＮとして出力する。また、マルチプレクサー１０は、制御信号ＭＵＸ−Ｚがハイレベルのときは、物理量検出素子２Ｚの第１固定電極部２６０及び第２固定電極部２６２から出力される差動信号対（電荷）を選択し、差動信号対ＰＩＮ，ＮＩＮとして出力する。また、マルチプレクサー１０は、制御信号ＭＵＸ−Ｘ，ＭＵＸ−Ｙ，ＭＵＸ−Ｚがいずれもローレベル（グラウンド電圧ＶＳＳ（＝０Ｖ））のときは、いずれの差動信号対も出力しない。マルチプレクサー１０の差動の出力端とグラウンドとの間には固定容量２７，２８がそれぞれ接続されている。
【００８１】
Ｑ／Ｖアンプ２０は、全差動型のＱ／Ｖアンプであり、マルチプレクサー１０から出力
される電荷の差動信号対ＰＩＮ，ＮＩＮを電圧の差動信号対に変換して出力する。固定容量２１，２２は、Ｑ／Ｖアンプ２０の帰還容量である。物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚから出力される差動信号対は、マルチプレクサー１０によって順次選択され、Ｑ／Ｖアンプ２０に入力される。図１０に示すように、制御信号ＭＵＸ−Ｘ，ＭＵＸ−Ｙ，ＭＵＸ−Ｚがそれぞれハイレベルとなる前に、制御信号ＭＵＸ−Ｘ，ＭＵＸ−Ｙ，ＭＵＸ−Ｚがいずれもローレベルとなる状態がある。この状態のときは、マルチプレクサー１０によって物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚから出力される差動信号対のいずれも選択されず、制御信号ＳＷＢがハイレベルとなることでスイッチ２５，２６が同時にオンし、Ｑ／Ｖアンプ２０の差動の入力端が電圧ＶＤＤ／２にバイアスされる。
【００８２】
プログラマブルゲインアンプ３０は、Ｑ／Ｖアンプ２０から出力される差動信号対が可変容量２３，２４を介して入力され、当該差動信号を増幅した差動信号対ＰＯＰ，ＰＯＮを出力する。固定容量３１，３２は、プログラマブルゲインアンプ３０の帰還容量である。
【００８３】
デマルチプレクサー４０は、制御信号ＭＵＸ−Ｘ，ＭＵＸ−Ｙ，ＭＵＸ−Ｚに基づいて、プログラマブルゲインアンプ３０から出力される差動信号対ＰＯＰ，ＰＯＮを、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚからそれぞれ出力される差動信号対（電荷）に対応する３つのシングルエンド信号ＤＭＸ，ＤＭＹ，ＤＭＺに分離する。具体的には、図１０を参照し、デマルチプレクサー４０は、制御信号ＭＵＸ−Ｘがハイレベルからローレベルに変化するエッジで差動信号対ＰＯＰ，ＰＯＮをサンプリングし、シングルエンド信号ＤＭＸとして出力する。また、デマルチプレクサー４０は、制御信号ＭＵＸ−Ｙがハイレベルからローレベルに変化するエッジで差動信号対ＰＯＰ，ＰＯＮをサンプリングし、シングルエンド信号ＤＭＹとして出力する。また、デマルチプレクサー４０は、制御信号ＭＵＸ−Ｚがハイレベルからローレベルに変化するエッジで差動信号対ＰＯＰ，ＰＯＮをサンプリングし、シングルエンド信号ＤＭＺとして出力する。このシングルエンド信号ＤＭＸ，ＤＭＹ，ＤＭＺは、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚがそれぞれ検出した物理量（加速度）の大きさ及び向きに応じた電圧値の信号である。
【００８４】
ローパスフィルター５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚは、それぞれ、シングルエンド信号ＤＭＸ，ＤＭＹ，ＤＭＺに対して、物理量成分（加速度成分）を通過させ、物理量成分（加速度成分）よりも高い周波数のノイズ成分を減衰させる。すなわち、ローパスフィルター５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚは、仕様で決められる加速度の検出可能な周波数帯域を通過域とするローパスフィルターである。そして、ローパスフィルター５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚから出力される信号は、それぞれ、バッファー６０Ｘ，６０Ｙ，６０Ｚを介して、Ｘ軸物理量信号ＳＯＸ、Ｙ軸物理量信号ＳＯＹ、Ｚ軸物理量信号ＳＯＺとして、物理量検出回路３から出力される。
【００８５】
なお、マルチプレクサー１０、Ｑ／Ｖアンプ２０、固定容量２１，２２、可変容量２３，２４、スイッチ２５，２６、固定容量２７，２８、プログラマブルゲインアンプ３０、固定容量３１，３２、デマルチプレクサー４０、ローパスフィルター５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚ及びバッファー６０Ｘ、６０Ｙ，６０Ｚは、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚが出力する検出信号（差動信号対）に基づいて、物理量信号ＳＯＸ，ＳＯＹ，ＳＯＺを生成する物理量信号生成回路として機能する。
【００８６】
［Ｚ軸駆動回路の具体的構成］
図８に示した波形の駆動信号ＤＲＶＺ、バイアス電圧ＢＩＡＳＺ及び疑似駆動信号ＤＵＭＺを生成可能なＺ軸駆動回路１００の構成の一例を図１１に示す。図１１の例では、Ｚ軸駆動回路１００は、元駆動信号生成回路１０１と、オフセット電圧生成回路１０２と、反転回路１０３と、反転加算回路１０４と、バイアス電圧生成回路１０５と、を含む。
【００８７】
元駆動信号生成回路１０１は、駆動信号ＤＲＶＺの基となる元駆動信号を生成する。具体的には、元駆動信号生成回路１０１は、制御信号ＳＷＬがハイレベルのときは電圧ＶＰＰとなり、制御信号ＳＷＢがハイレベルのときは電圧ＶＤＤ／２となり、制御信号ＳＷＨがハイレベルのときは電圧ＶＥＥとなる元駆動信号を生成する。この元駆動信号のＤＣレベル（平均電圧）はＶＤＤ／２となる。
【００８８】
オフセット電圧生成回路１０２は、記憶部１１０に記憶されているオフセット情報Ｄφに基づいて、オフセット電圧φを生成する。具体的には、オフセット電圧生成回路１０２は、オフセット情報Ｄφに応じたオフセット電圧φだけ電圧ＶＤＤ／２よりも低いオフセット電圧ＶＤＤ／２−φを生成する。オフセット電圧生成回路１０２が生成するオフセット電圧ＶＤＤ／２−φは、例えば、電圧ＶＥＥから電圧ＶＰＰの範囲で調整可能であり、物理量検出装置１毎に最適なオフセット電圧を選択することができる。オフセット電圧生成回路１０２は、例えば、Ｎ個（≧３）の抵抗と、オフセット情報Ｄφに基づいて各抵抗の両端を導通させるか否かを選択するＮ個のスイッチとを用いて、電圧ＶＥＥから電圧ＶＰＰの範囲で抵抗分圧された電圧を出力する回路として実現される。
【００８９】
反転回路１０３は、元駆動信号生成回路１０１が生成した元駆動信号を、ゲイン１倍で電圧ＶＤＤ／２を基準に反転して疑似駆動信号ＤＵＭＺを生成する。
【００９０】
反転加算回路１０４は、元駆動信号生成回路１０１が生成した元駆動信号に、オフセット電圧生成回路１０２が生成したオフセット電圧ＶＤＤ／２−φを加算して駆動信号ＤＲＶＺを生成する。具体的には、反転加算回路１０４は、元駆動信号に、ゲイン１倍で電圧ＶＤＤ／２を基準にオフセット電圧ＶＤＤ／２−φを反転して加算し、駆動信号ＤＲＶＺを生成する。
【００９１】
バイアス電圧生成回路１０５は、一定の電圧ＶＤＤ／２であるバイアス電圧ＢＩＡＳＺを生成する。例えば、図１１に示すように、バイアス電圧生成回路１０５は、電圧ＶＤＤ／２が入力されるボルテージフォロワーであってもよい。
【００９２】
なお、電圧ＶＤＤ／２，ＶＥＥ，ＶＰＰは、例えば、電源電圧ＶＤＤとグラウンド電圧ＶＳＳとの間の電圧を抵抗分圧して得られる。電圧ＶＤＤ／２，ＶＥＥ，ＶＰＰを生成する回路（抵抗分圧回路）は、Ｚ軸駆動回路１００の内部にあってもよいし、Ｚ軸駆動回路１００の外部にあってもよい。
【００９３】
図１２は、図８に示した波形の駆動信号ＤＲＶＺ、バイアス電圧ＢＩＡＳＺ及び疑似駆動信号ＤＵＭＺを生成可能なＺ軸駆動回路１００の構成の他の一例を示す図である。図１２の例では、Ｚ軸駆動回路１００は、元駆動信号生成回路１０６と、バッファー回路１０７と、電圧シフト回路１０８と、バイアス電圧生成回路１０９と、を含む。
【００９４】
元駆動信号生成回路１０６は、駆動信号ＤＲＶＺの基となる元駆動信号を生成する。具体的には、元駆動信号生成回路１０６は、制御信号ＳＷＨがハイレベルのときは電圧ＶＰＰとなり、制御信号ＳＷＢがハイレベルのときは電圧ＶＤＤ／２となり、制御信号ＳＷＬがハイレベルのときは電圧ＶＥＥとなる元駆動信号を生成する。この元駆動信号のＤＣレベル（平均電圧）はＶＤＤ／２となる。
【００９５】
バッファー回路１０７は、元駆動信号生成回路１０１が生成した元駆動信号をゲイン１倍でバッファーして疑似駆動信号ＤＵＭＺを生成する。例えば、図１２に示すように、バッファー回路１０７は、元駆動信号が入力されるボルテージフォロワーであってもよい。
【００９６】
電圧シフト回路１０８は、元駆動信号生成回路１０１が生成した元駆動信号の電圧を、記憶部１１０に記憶されているオフセット情報Ｄφに応じたオフセット電圧φだけシフトして駆動信号ＤＲＶＺを生成する。具体的には、電圧シフト回路１０８は、元駆動信号に対して、カップリングコンデンサーによってＤＣ成分をカットし、２つの可変抵抗で抵抗分圧してＤＣレベルを電圧ＶＤＤ／２＋φにシフトし、ボルテージフォロワーによって駆動信号ＤＲＶＺを生成する。オフセット情報Ｄφに応じて２つの可変抵抗の抵抗値ＶＲ１，ＶＲ２が可変に設定されることで、ＤＣレベルが電圧ＶＤＤ／２＋φとなる駆動信号ＤＲＶＺが生成される。
【００９７】
バイアス電圧生成回路１０９は、一定の電圧ＶＤＤ／２であるバイアス電圧ＢＩＡＳＺを生成する。例えば、図１２に示すように、バイアス電圧生成回路１０９は、電圧ＶＤＤ／２が入力されるボルテージフォロワーであってもよい。
【００９８】
なお、電圧ＶＤＤ／２，ＶＥＥ，ＶＰＰは、例えば、電源電圧ＶＤＤとグラウンド電圧ＶＳＳとの間の電圧を抵抗分圧して得られ、電圧ＶＤＤ／２，ＶＥＥ，ＶＰＰを生成する回路（抵抗分圧回路）は、Ｚ軸駆動回路１００の内部にあってもよいし、Ｚ軸駆動回路１００の外部にあってもよい。
【００９９】
［作用効果］
以上に説明した第１実施形態の物理量検出装置１では、物理量検出回路３と接続される物理量検出素子２Ｚの可動体２３０と固定電極部２６０，２６２とは材料が異なるため、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との仕事関数差φｍｓがゼロではない。従って、仮に、可動体２３０に供給される駆動信号ＤＲＶＺのＤＣレベルと固定電極部２６０，２６２に供給されるバイアス電圧ＢＩＡＳＺとが同じ電圧値に設定されると、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との間に内蔵電位差が生じ、固定電極部２６０，２６２から出力される検出信号に大きなオフセットが生じ得る。これに対して、第１実施形態の物理量検出装置１（物理量検出回路３）によれば、駆動信号ＤＲＶＺのＤＣレベルがバイアス電圧ＢＩＡＳＺよりもオフセット電圧φ（理想的にはφｍｓ）だけ高い電圧値に設定されることにより、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との内蔵電位差を低減させることができ、その結果として物理量信号ＳＯＺの精度を向上させることができる。
【０１００】
また、第１実施形態の物理量検出装置１では、物理量検出回路３と接続される物理量検出素子２Ｚの可動体２３０と固定電極部２６４とは材料が異なるため、可動体２３０と固定電極部２６４との仕事関数差φｍｓがゼロではない。従って、仮に、可動体２３０に供給される駆動信号ＤＲＶＺのＤＣレベルと固定電極部２６４に供給される疑似駆動信号ＤＵＭＺのＤＣレベルとが同じ電圧値に設定されると、可動体２３０と固定電極部２６４との間に静電引力が発生し、この静電引力によって可動体２３０が傾くと、可動体２３０と離間して設けられた固定電極部２６０，２６２から出力される検出信号に大きなオフセットが生じ得る。これに対して、第１実施形態の物理量検出装置１（物理量検出回路３）によれば、駆動信号ＤＲＶＺのＤＣレベルが疑似駆動信号ＤＵＭＺのＤＣレベルよりもオフセット電圧φ（理想的にはφｍｓ）だけ高い電圧値に設定されることにより、可動体２３０と固定電極部２６４との間に発生する静電引力を低減させることができ、その結果として物理量信号ＳＯＺの精度を向上させることができる。
【０１０１】
１−２．第２実施形態
第２実施形態の物理量検出装置１では、駆動信号ＤＲＶＺ、バイアス電圧ＢＩＡＳＺ及び疑似駆動信号ＤＵＭＺの波形が第１実施形態と異なる。以下、第２実施形態の物理量検出装置１について、第１実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、第１実施形態と重複する説明は省略し、第１実施形態と異なる内容を中心に説明する。
【０１０２】
図１３は、第２実施形態における、駆動信号ＤＲＶＺ、バイアス電圧ＢＩＡＳＺ及び疑似駆動信号ＤＵＭＺの波形の一例を示す図である。図１３に示すように、第２実施形態では、バイアス電圧ＢＩＡＳＺ（電圧ＶＤＤ／２）は、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との仕事関数差φｍｓだけ、駆動信号ＤＲＶＺのＤＣレベル（電圧ＶＤＤ／２）よりも低く設定されている。さらに、疑似駆動信号ＤＵＭＺは、駆動信号ＤＲＶＺを可動体２３０と第３固定電極部２６４との仕事関数差φｍｓだけ低電位側にシフトした波形であり、疑似駆動信号ＤＵＭＺのＤＣレベルは、当該仕事関数差φｍｓだけ駆動信号ＤＲＶＺのＤＣレベルよりも低く設定されている。このような設定により、可動体２３０を固定電極部２６０，２６２，２６４と狭ギャップで対向させた場合に形成されるＭＩＳ構造のエネルギーバンドがフラットに近づく。その結果、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２，２６４との内蔵電位差がゼロに近づき、物理量検出素子２Ｚの入出力特性も図５に示した理論上の特性に近づくため、Ｚ軸加速度の検出特性が向上する。
【０１０３】
図１３に示した波形の駆動信号ＤＲＶＺ、バイアス電圧ＢＩＡＳＺ及び疑似駆動信号ＤＵＭＺを生成可能なＺ軸駆動回路１００の構成の一例を図１４に示す。図１４の例では、Ｚ軸駆動回路１００は、元駆動信号生成回路１２１と、オフセット電圧生成回路１２２と、反転回路１２３と、反転加算回路１２４と、バイアス電圧生成回路１２５と、を含む。
【０１０４】
元駆動信号生成回路１２１は、駆動信号ＤＲＶＺの基となる元駆動信号を生成する。具体的には、元駆動信号生成回路１２１は、制御信号ＳＷＬがハイレベルのときは電圧ＶＰＰとなり、制御信号ＳＷＢがハイレベルのときは電圧ＶＤＤ／２となり、制御信号ＳＷＨがハイレベルのときは電圧ＶＥＥとなる元駆動信号を生成する。この元駆動信号のＤＣレベル（平均電圧）はＶＤＤ／２となる。
【０１０５】
オフセット電圧生成回路１２２は、記憶部１１０に記憶されているオフセット情報Ｄφに基づいて、オフセット電圧φを生成する。具体的には、オフセット電圧生成回路１２２は、オフセット情報Ｄφに応じたオフセット電圧φだけ電圧ＶＤＤ／２よりも高いオフセット電圧ＶＤＤ／２＋φを生成する。オフセット電圧生成回路１２２が生成するオフセット電圧は、例えば、電圧ＶＥＥから電圧ＶＰＰの範囲で調整可能であり、物理量検出装置１毎に最適なオフセット電圧を選択することができる。オフセット電圧生成回路１２２は、例えば、Ｎ個（≧３）の抵抗と、オフセット情報Ｄφに基づいて各抵抗の両端を導通させるか否かを選択するＮ個のスイッチとを用いて、電圧ＶＥＥから電圧ＶＰＰの範囲で抵抗分圧された電圧を出力する回路として実現される。
【０１０６】
反転回路１２３は、元駆動信号生成回路１２１が生成した元駆動信号を、ゲイン１倍で電圧ＶＤＤ／２を基準に反転して駆動信号ＤＲＶＺを生成する。元駆動信号生成回路１２１及び反転回路１２３は、駆動信号ＤＲＶＺを生成する駆動信号生成回路として機能する。
【０１０７】
反転加算回路１２４は、元駆動信号生成回路１２１が生成した元駆動信号に、オフセット電圧生成回路１２２が生成したオフセット電圧ＶＤＤ／２＋φを加算して疑似駆動信号ＤＵＭＺを生成する。具体的には、反転加算回路１２４は、元駆動信号に、ゲイン１倍で電圧ＶＤＤ／２を基準にオフセット電圧ＶＤＤ／２＋φを反転して加算し、疑似駆動信号ＤＵＭＺを生成する。
【０１０８】
バイアス電圧生成回路１２５は、オフセット電圧生成回路１２２が生成したオフセット電圧ＶＤＤ／２＋φに基づいて、駆動信号ＤＲＶＺのＤＣレベルとは異なるバイアス電圧ＢＩＡＳＺを生成する。例えば、バイアス電圧生成回路１２５は、オフセット電圧生成回路１２２が生成したオフセット電圧ＶＤＤ／２＋φを、ゲイン１倍で電圧ＶＤＤ／２を基準に反転してバイアス電圧ＢＩＡＳＺを生成する反転回路であってもよい。
【０１０９】
なお、電圧ＶＤＤ／２，ＶＥＥ，ＶＰＰは、例えば、電源電圧ＶＤＤとグラウンド電圧ＶＳＳとの間の電圧を抵抗分圧して得られる。電圧ＶＤＤ／２，ＶＥＥ，ＶＰＰを生成する回路（抵抗分圧回路）は、Ｚ軸駆動回路１００の内部にあってもよいし、Ｚ軸駆動回路１００の外部にあってもよい。
【０１１０】
以上に説明した第２実施形態の物理量検出装置１（物理量検出回路３）によれば、バイアス電圧ＢＩＡＳＺが駆動信号ＤＲＶＺのＤＣレベルよりもオフセット電圧φ（理想的にはφｍｓ）だけ低い電圧値に設定されることにより、物理量検出素子２Ｚの可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との内蔵電位差を低減させることができ、その結果として物理量信号ＳＯＺの精度を向上させることができる。
【０１１１】
また、第２実施形態の物理量検出装置１（物理量検出回路３）によれば、疑似駆動信号ＤＵＭＺのＤＣレベルが駆動信号ＤＲＶＺのＤＣレベルよりもオフセット電圧φ（理想的にはφｍｓ）だけ低い電圧値に設定されることにより、物理量検出素子２Ｚの可動体２３０と固定電極部２６４との間に発生する静電引力を低減させることができ、その結果として物理量信号ＳＯＺの精度を向上させることができる。
【０１１２】
１−３．第３実施形態
可動体２３０の仕事関数φｓや固定電極部２６０，２６２，２６４の仕事関数φｍは、温度依存性を有するため、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２，２６４との仕事関数差φｍｓも温度依存性を有する。そのため、オフセット電圧φが、例えば２５℃における可動体２３０と固定電極部２６０，２６２，２６４との仕事関数差φｍｓに相当する電圧に設定された場合、温度が２５℃からずれると、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２，２６４との間の内蔵電位差が大きくなり、物理量検出素子２Ｚの入出力特性が劣化するおそれがある。そこで、第３実施形態の物理量検出装置１では、物理量検出回路３は、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２，２６４との間の内蔵電位差が一定（理想的にはゼロ）となるように、温度に応じてオフセット電圧φを補正する。以下、第３実施形態の物理量検出装置１について、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、第１実施形態又は第２実施形態と重複する説明は省略し、第１実施形態及び第２実施形態と異なる内容を中心に説明する。
【０１１３】
図１５は、第３実施形態における物理量検出回路３の構成を示す図である。図１５に示すように、第３実施形態における物理量検出回路３は、第１実施形態における物理量検出回路３の構成（図７）に対して、温度センサー１３０と温度補正回路１４０とが追加されている。また、記憶部１１０には、オフセット情報Ｄφに加えて、温度係数情報Ｄｋが記憶されている。
【０１１４】
温度補正回路１４０は、温度センサー１３０から出力される信号に基づいて、駆動信号ＤＲＶＺ及びバイアス電圧ＢＩＡＳＺの少なくとも何れか一方を補正する。具体的には、温度補正回路１４０は、記憶部１１０に記憶されているオフセット情報Ｄφ及び温度係数情報Ｄｋと温度センサー１３０から出力される信号とに基づいて、温度Ｔ、温度係数ｋに対して、関係式φ’＝φ＋ｋＴで計算されるオフセット電圧φ’に対応するオフセット情報Ｄφ’を生成し、Ｚ軸駆動回路１００に供給する。
【０１１５】
例えば、Ｚ軸駆動回路１００が図１１の構成の場合、オフセット電圧生成回路１０２は、温度補正回路１４０から供給されるオフセット情報Ｄφ’に応じたオフセット電圧φ’だけ電圧ＶＤＤ／２よりも低いオフセット電圧ＶＤＤ／２−φ’を生成する。そして、反転加算回路１０４は、元駆動信号生成回路１０１が生成した元駆動信号に、ゲイン１倍で電圧ＶＤＤ／２を基準にオフセット電圧ＶＤＤ／２−φ’を反転して加算し、駆動信号Ｄ
ＲＶＺを生成する。
【０１１６】
また、例えば、Ｚ軸駆動回路１００が図１２の構成の場合、電圧シフト回路１０８は、元駆動信号生成回路１０１が生成した元駆動信号に対して、温度補正回路１４０から供給されるオフセット情報Ｄφ’に応じたオフセット電圧φ’だけシフトして駆動信号ＤＲＶＺを生成する。
【０１１７】
例えば、Ｚ軸駆動回路１００が図１４の構成の場合、オフセット電圧生成回路１２２は、温度補正回路１４０から供給されるオフセット情報Ｄφ’に応じたオフセット電圧φ’だけ電圧ＶＤＤ／２よりも高いオフセット電圧ＶＤＤ／２＋φ’を生成する。そして、反転加算回路１２４は、元駆動信号生成回路１０１が生成した元駆動信号に、ゲイン１倍で電圧ＶＤＤ／２を基準にオフセット電圧ＶＤＤ／２＋φ’を反転して加算し、疑似駆動信号ＤＵＭＺを生成する。また、バイアス電圧生成回路１２５は、例えば、オフセット電圧生成回路１２２が生成したオフセット電圧ＶＤＤ／２＋φ’を、ゲイン１倍で電圧ＶＤＤ／２を基準に反転してバイアス電圧ＢＩＡＳＺを生成する。
【０１１８】
以上に説明した第３実施形態の物理量検出装置１（物理量検出回路３）によれば、物理量検出素子２Ｚの可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との仕事関数差の温度依存性に起因して生じる可動体２３０と固定電極部２６０，２６２との間の内蔵電位差の温度変化による変動量を低減させることができ、その結果として物理量信号ＳＯＺの精度を向上させることができる。
【０１１９】
また、第３実施形態の物理量検出装置１（物理量検出回路３）によれば、物理量検出素子２Ｚの可動体２３０と固定電極部２６４との仕事関数差の温度依存性に起因して可動体２３０と固定電極部２６４との間に発生する静電引力の温度変化による変動量を低減させることができ、その結果として物理量信号ＳＯＺの精度を向上させることができる。
【０１２０】
１−４．変形例
上記の各実施形態では、物理量検出装置１が出力する物理量信号（加速度信号）はデジタル信号であるが、アナログ信号であってもよい。
【０１２１】
また、上記の各実施形態の物理量検出装置１は、３軸分の物理量（加速度）を検出するが、１軸、２軸あるいは４軸以上の物理量（加速度）を検出してもよい。
【０１２２】
また、上記の各実施形態では、固定電極部２６０，２６２と固定電極部２６４とは材料が同じであり、そのため仕事関数が同じφｍであったが、固定電極部２６０，２６２と固定電極部２６４とは材料が異なり、固定電極部２６０，２６２の仕事関数φｍ１と固定電極部２６４の仕事関数φｍ２とが異なっていてもよい。
【０１２３】
また、上記の各実施形態では、物理量検出回路３は、物理量検出素子２Ｚに対して、可動体２３０に駆動信号ＤＲＶＺを供給し、バイアス電圧ＢＩＡＳＺが供給される固定電極部２６０，２６２から出力される検出信号に基づいて物理量信号ＳＯＸ，ＳＯＹ，ＳＯＺを生成しているが、固定電極部２６０，２６２に互いに逆相の駆動信号をそれぞれ供給し、バイアス電圧が供給される可動体２３０から出力される検出信号に基づいて物理量信号ＳＯＸ，ＳＯＹ，ＳＯＺを生成してもよい。この場合、駆動信号のＤＣレベルをバイアス電圧よりもオフセット電圧φだけ低く設定し、固定電極部２６４にバイアス電圧よりもオフセット電圧φだけ低いバイアス電圧を供給することにより、可動体２３０と固定電極部２６０，２６２，２６４との間の内蔵電位差が低減される。
【０１２４】
また、上記の各実施形態では、物理量として加速度を検出する物理量検出装置１（物理
量検出回路３）を例に挙げたが、本発明は、角速度、角加速度、圧力等の各種の物理量を検出する物理量検出装置（物理量検出回路）にも適用可能である。
【０１２５】
２．慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）
図１６は、本実施形態の慣性計測装置の構成例を示す図である。図１６に示されるように、本実施形態の慣性計測装置４００は、互いに交差（理想的には、直交）する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の角速度をそれぞれ検出する３つの角速度検出装置４１１〜４１３、互いに交差（理想的には、直交）する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の加速度をそれぞれ検出する３つの加速度検出装置４２１〜４２３、信号処理回路４３０、記憶部４４０及び通信回路４５０を含んで構成されている。なお、本実施形態の慣性計測装置４００は、図１６に示される構成要素（各部）の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１２６】
角速度検出装置４１１は、ｘ軸回りに生じる角速度を検出し、検出したｘ軸角速度の大きさ及び向きに応じた角速度信号を出力する。角速度検出装置４１２は、ｙ軸回りに生じる角速度を検出し、検出したｙ軸角速度の大きさ及び向きに応じた角速度信号を出力する。角速度検出装置４１３は、ｚ軸回りに生じる角速度を検出し、検出したｚ軸角速度の大きさ及び向きに応じた角速度信号を出力する。
【０１２７】
加速度検出装置４２１は、ｘ軸回りに生じる加速度を検出し、検出したｘ軸加速度の大きさ及び向きに応じた加速度信号を出力する。加速度検出装置４２２は、ｙ軸回りに生じる加速度を検出し、検出したｙ軸加速度の大きさ及び向きに応じた加速度信号を出力する。加速度検出装置４２３は、ｚ軸回りに生じる加速度を検出し、検出したｚ軸加速度の大きさ及び向きに応じた加速度信号を出力する。
【０１２８】
なお、３つの角速度検出装置４１１〜４１３は、１つのパッケージに収容されて３軸角速度検出モジュールを構成してもよい。同様に、３つの加速度検出装置４２１〜４２３は、１つのパッケージに収容されて３軸加速度検出モジュールを構成してもよい。
【０１２９】
信号処理回路４３０は、角速度検出装置４１１〜４１３から出力された３軸角速度信号を取得し、加速度検出装置４２１〜４２３から出力された３軸加速度信号を取得し、取得した３軸角速度信号及び３軸加速度信号を処理する。例えば、信号処理回路４３０は、取得した３軸角速度信号及び３軸加速度信号を順次Ａ／Ｄ変換して３軸角速度データ及び３軸加速度データからなる慣性データを生成し、時刻情報を付して慣性データを記憶部４４０に記憶する処理を行う。また、信号処理回路４３０は、角速度検出装置４１１〜４１３及び加速度検出装置４２１〜４２３の各々の取り付け角誤差（各検出軸とｘ軸，ｙ軸，ｚ軸との誤差）に応じてあらかじめ算出された補正パラメーターを用いて、記憶部４４０に記憶した慣性データをｘｙｚ座標系のデータに変換（補正）し、記憶部４４０に記憶する処理を行う。また、信号処理回路４３０は、ｘｙｚ座標系のデータに変換して記憶部４４０に記憶した慣性データを時刻順に読み出し、時刻情報と慣性データとを含むパケットデータを生成し、通信回路４５０に出力する。
【０１３０】
また、信号処理回路４３０は、慣性データに対して、オフセット補正処理や温度補正処理を行ってもよいし、角速度検出装置４１１〜４１３及び加速度検出装置４２１〜４２３の各々の検出動作（例えば、検出周期等）を制御してもよい。
【０１３１】
通信回路４５０は、信号処理回路４３０の処理によって得られたパケットデータ（時刻情報付きの慣性データ）を受け取って、当該パケットデータをあらかじめ決められた通信フォーマットに合わせたシリアルデータに変換し、外部に送信する。
【０１３２】
なお、角速度検出装置４１１〜４１３が出力する３軸角速度信号及び加速度検出装置４２１〜４２３が出力する３軸加速度信号は、デジタル信号であってもよい。また、本実施形態の慣性計測装置４００は、３つの角速度検出装置４１１〜４１３と３つの加速度検出装置４２１〜４２３とを含むが、少なくとも１つの角速度検出装置を含めばよい。
【０１３３】
本実施形態の慣性計測装置４００において、加速度検出装置４２１〜４２３の少なくとも何れか又は角速度検出装置４１１〜４１３の少なくとも何れかとして、上記の各実施形態又は各変形例の物理量検出装置１が適用される。本実施形態の慣性計測装置４００によれば、加速度検出装置４２１〜４２３の少なくとも何れか又は角速度検出装置４１１〜４１３の少なくとも何れかとして、物理量信号の精度を向上させることが可能な物理量検出装置１が適用されるので、高い計測精度を達成することができる。
【０１３４】
３．移動体測位装置
図１７は、本実施形態の移動体測位装置の構成例を示す図である。図１７に示されるように、本実施形態の移動体測位装置５００は、センサーモジュール５１０、処理部５２０、操作部５３０、記憶部５４０、表示部５５０、音出力部５６０及び通信部５７０を含んで構成されており、各種の移動体に搭載される。なお、本実施形態の移動体測位装置５００は、図１７に示される構成要素（各部）の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１３５】
センサーモジュール５１０は、慣性計測装置５１１と衛星信号受信部５１２とを含む。
【０１３６】
慣性計測装置５１１は、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）回りに生じる角速度をそれぞれ検出する不図示の３つの角速度検出装置と、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）回りに生じる加速度をそれぞれ検出不図示の３つの加速度検出装置と、を含む。そして、センサーモジュール５１０は、３つの角速度検出装置によって検出された３軸角速度信号及び３つの加速度検出装置によって検出された３軸加速度信号に対して、所定の処理（Ａ／Ｄ変換処理、取り付け角誤差の補正処理等）を行う。さらに、センサーモジュール５１０は、所定の処理を行って得られた慣性データ（３軸角速度データ及び３軸加速度データ）を処理部５２０に出力する。慣性計測装置５１１として、上記の実施形態の慣性計測装置４００が適用される。
【０１３７】
衛星信号受信部５１２は、不図示のアンテナを介して、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星等の測位用衛星から、当該測位用衛星の軌道情報や時刻情報等を含む航法メッセージ（「測位用情報」の一例）が重畳された電波（衛星信号）を受信する。衛星信号受信部５１２は、例えば３つ以上の測位用衛星からそれぞれ送信された衛星信号を受信し、例えば公知の技術により、受信した各衛星信号に重畳されている航法メッセージを復調（取得）し、各航法メッセージを処理部５２０に出力する。なお、衛星信号受信部５１２は、ＧＰＳ以外の全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）の測位用衛星やＧＮＳＳ以外の測位用衛星からの衛星信号を用いてもよいし、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＥＧＮＯＳ(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObalNAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ、ＢｅｉＤｏｕ（BeiDou Navigation Satellite System）等の衛星測位システムのうち１つ、あるいは２つ以上のシステムの測位用衛星からの衛星信号を利用してもよい。
【０１３８】
図１７では、慣性計測装置５１１と衛星信号受信部５１２とは、センサーモジュール５１０に含まれているが、センサーモジュール５１０として一体化されていなくてもよい。すなわち、慣性計測装置５１１と衛星信号受信部５１２とは１つのパッケージに収容されていなくてもよい。
【０１３９】
操作部５３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号を処理部５２０に出力する。
【０１４０】
記憶部５４０は、処理部５２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）や、処理部５２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭから読み出されたプログラムやデータ、操作部５３０から入力されたデータ、処理部５２０が各種プログラムにしたがって実行した演算結果等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。
【０１４１】
表示部５５０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro-Luminescence Display）、電気泳動ディスプレイ等により構成される表示装置であり、処理部５２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。
【０１４２】
音出力部５６０は、スピーカー等の音を出力する装置である。
【０１４３】
通信部５７０は、処理部５２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。
【０１４４】
処理部５２０は、記憶部５４０に記憶されているプログラムに従い、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、処理部５２０は、慣性計測装置５１１から慣性データを取得し、衛星信号受信部５１２から航法メッセージを取得し、取得したこれらのデータや操作部５３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部５７０を制御する処理、表示部５５０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理、音出力部５６０に各種の音を出力させる処理等を行う。
【０１４５】
特に、本実施形態では、処理部５２０は、記憶部５４０に記憶されているプログラムを実行することにより、姿勢算出部５２１、位置算出部５２２及び位置補正部５２３の各部として機能する。
【０１４６】
姿勢算出部５２１は、慣性計測装置５１１から出力される慣性データに基づいて、例えば公知の手法により、移動体測位装置５００が搭載される移動体の姿勢を算出する。
【０１４７】
位置算出部５２２は、衛星信号受信部５１２から出力される航法メッセージに基づいて、移動体の位置を算出する。具体的には、位置算出部５２２は、衛星信号受信部５１２から出力される３つ以上の航法メッセージに含まれる衛星信号の発信時刻や受信時の電波伝搬遅れ等の情報を用いて、移動体測位装置５００が搭載される移動体と３つ以上の測位用衛星との各距離を算出する。そして、位置算出部５２２は、算出した距離から移動体の位置を算出する。
【０１４８】
位置補正部５２３は、姿勢算出部５２１が算出した移動体の姿勢に基づいて、位置算出部５２２が算出した移動体の位置を補正する。例えば、位置補正部５２３は、移動体の姿勢から移動体の水平面に対する傾斜角度を算出し、算出した傾斜角度に基づいて、移動体の水平面上の位置を移動体が移動する面における位置に補正してもよい。
【０１４９】
処理部５２０は、移動体の位置や姿勢等の情報を、表示部５５０に表示させ、あるいは音出力部５６０から出力させ、あるいは、通信部５７０を介して外部装置に送信する。
【０１５０】
なお、衛星信号受信部５１２が各衛星信号を受信して航法メッセージを復調し、位置算
出部５２２が航法メッセージを用いて移動体と各測位用衛星との距離を算出して移動体の位置を算出しているが、衛星信号受信部５１２が、移動体と各測位用衛星との距離を算出してもよいし、移動体の位置を算出してもよい。すなわち、衛星信号受信部５１２が、位置算出部５２２が行う処理の少なくとも一部を行ってもよい。
【０１５１】
本実施形態の移動体測位装置５００によれば、慣性計測装置５１１として、高い計測精度を達成することが可能な慣性計測装置４００が適用されるので、例えば、移動体の位置や姿勢等をより高精度に測定することができる。
【０１５２】
４．電子機器
図１８は、本実施形態の電子機器の機能ブロック図の一例である。図１８に示されるように、本実施形態の電子機器６００は、物理量検出装置６１０、演算処理装置６２０、操作部６３０、ＲＯＭ６４０、ＲＡＭ６５０、通信部６６０、表示部６７０、音出力部６８０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器６００は、図１８に示される構成要素（各部）の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１５３】
物理量検出装置６１０は、１軸又は複数軸（２軸、３軸、あるいは４軸以上）に生じる物理量をそれぞれ検出し、物理量信号を演算処理装置６２０に出力する。物理量検出装置６１０として、上記の各実施形態又は各変形例の物理量検出装置１が適用される。
【０１５４】
演算処理装置６２０は、ＲＯＭ６４０等に記憶されているプログラムに従い、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、演算処理装置６２０は、物理量検出装置６１０から出力された物理量信号に基づいて演算処理（例えば、各種の計算処理や制御処理など）を行う。また、演算処理装置６２０は、操作部６３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部とデータ通信を行うために通信部６６０を制御する処理、表示部６７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理、音出力部６８０に各種の音を出力させる処理等を行う。
【０１５５】
操作部６３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号を演算処理装置６２０に出力する。
【０１５６】
ＲＯＭ６４０は、演算処理装置６２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。
【０１５７】
ＲＡＭ６５０は、演算処理装置６２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ６４０から読み出されたプログラムやデータ、操作部６３０から入力されたデータ、演算処理装置６２０が各種プログラムにしたがって実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【０１５８】
通信部６６０は、演算処理装置６２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。
【０１５９】
表示部６７０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro-Luminescence Display）、電気泳動ディスプレイ等により構成される表示装置であり、演算処理装置６２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。
【０１６０】
音出力部６８０は、スピーカー等の音を出力する装置である。
【０１６１】
本実施形態の電子機器６００によれば、物理量検出装置６１０として、物理量信号の精
度を向上させることが可能な物理量検出装置１が適用されるので、例えば、物理量の変化に基づく処理（例えば、姿勢に応じた制御など）をより高精度に行うことができる。
【０１６２】
電子機器６００としては種々の電子機器が考えられる。例えば、地震計、作業用ロボット、ヘルスモニタリング装置、無人運転装置、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、携帯電話機などの移動体端末、ディジタルカメラ、インクジェット式吐出装置（例えば、インクジェットプリンター）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲーム用コントローラー、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（point of sale）端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。
【０１６３】
図１９は、電子機器６００の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図であり、図２０は、電子機器６００の一例としての腕装着型の携帯機器の外観の一例を示す図である。図１９に示される電子機器６００であるスマートフォンは、操作部６３０としてボタンを、表示部６７０としてＬＣＤを備えている。図２０に示される電子機器６００である腕装着型の携帯機器は、操作部６３０としてボタンおよび竜頭を、表示部６７０としてＬＣＤを備えている。これらの電子機器６００は、物理量検出装置６１０として、物理量信号の精度を向上させることが可能な物理量検出装置１が適用されるので、物理量の変化に基づく処理（例えば、姿勢に応じた表示制御など）をより高精度に行うことができる。
【０１６４】
更に、電子機器６００の一例として携帯型電子機器の１つである腕時計型の活動計（アクティブトラッカー）がある。腕時計型の活動計は、バンド等によって手首等の部位（被検体）に装着され、デジタル表示の表示部を備え無線通信が可能である。上述した本実施形態に係る物理量検出装置１は、腕時計型の活動計に組み込まれている。
【０１６５】
表示部６７０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や地磁気センサーを用いた位置情報、移動量や加速度センサーや角速度センサーなどを用いた運動量などの運動情報、脈波センサー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。
【０１６６】
図２１は、携帯型の電子機器６００の実施形態に係るリスト機器８００（腕時計型の活動計）の平面図である。リスト機器８００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、及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。
【０１６７】
リスト機器８００は、ユーザー（装着者）の所与の部位（例えば、手首）に装着され、ユーザーの位置情報や運動情報などを検出することができる。リスト機器は、ユーザーに装着されて位置情報や運動情報などを検出する機器本体８１０と、機器本体８１０に取り付けられ機器本体８１０をユーザーに装着するための第１のバンド部８２１および第２のバンド部８２２と、を含む。なお、リスト機器８００には、ユーザーの位置情報や運動情報に加えて、例えば脈波情報などの生体情報を検出する機能や時刻情報などを取得する機能を設けることができる。
【０１６８】
機器本体８１０は、ユーザーへの装着側にケースとしてのボトムケース（不図示）が配置され、ユーザーへの装着側と反対側には、表側に開口する開口部を有するケースとしてのトップケース８３０が配置されている。ここで、ボトムケースとトップケース８３０とによって、ケースが構成される。機器本体８１０の表側（トップケース８３０）に位置する開口部の外側には、ベゼル８４０が設けられるとともに、このベゼル８４０の内側にベゼル８４０と並んで配置されて内部構造を保護する天板部分（外壁）としての風防板（例えば、ガラス板）８５０が設けられている。風防板８５０は、透光性カバーとして機能し、トップケース８３０の開口部を塞ぐように配置されている。機器本体８１０の表側（トップケース８３０）の側面には、複数の操作部８７１（操作ボタン）が設けられている。なお、ベゼル８４０には、表側から視認可能な表示を設けることができる。
【０１６９】
また、機器本体８１０は、風防板８５０の直下に配置されている液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などで構成される表示部８７４と、風防板８５０の外縁部分と表示部８７４との間に配置されている吸湿部材８６０と、を有しており、表示部８７４及び吸湿部材８６０はケースに収容されている。なお、吸湿部材８６０には、表側から視認可能な表示を設けることができる。機器本体８１０は、風防板８５０を介して、表示部８７４の表示や吸湿部材８６０の表示をユーザーが閲覧可能な構成としてもよい。つまり本実施形態のリスト機器８００では、検出した位置情報や運動情報、或いは時刻情報等の種々の情報を表示部８７４に表示し、当該表示を機器本体８１０のトップ側からユーザーに提示するものであってもよい。また、ボトムケースの両側には、第１のバンド部８２１および第２のバンド部８２２との接続部である一対のバンド装着部（不図示）が設けられている。
【０１７０】
図２２は、リスト機器８００の機能ブロック図の一例である。図２２に示すように、リスト機器８００は、処理部８７０、ＧＰＳセンサー８８０、地磁気センサー８８１、圧力センサー８８２、加速度センサー８８３、角速度センサー８８４、脈拍センサー８８５、温度センサー８８６、操作部８７１、計時部８７２、記憶部８７３、表示部８７４、音出力部８７５、通信部８７６、バッテリー８７７などを含んで構成されており、これらの各部はケースに収容されている。但し、リスト機器８００の構成は、これらの構成要素の一部を削除又は変更し、あるいは他の構成要素を追加したものであってもよい。
【０１７１】
通信部８７６は、リスト機器８００と他の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８７６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通信部８７６は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。
【０１７２】
処理部８７０（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８７０は、記憶部８７３に格納されたプログラムと、操作部８７１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８７０による処理には、ＧＰＳセンサー８８０、地磁気センサー８８１、圧力センサー８８２、加速度センサー８８３、角速度センサー８８４、脈拍センサー８８５、温度センサー８８６、計時部８７２の各出力信号（出力データ）に対するデータ処理、表示部８７４に画像を表示させる表示処理、音出力部８７５に音を出力させる音出力処理、通信部８７６を介して情報端末と通信を行う通信処理、バッテリー８７７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。
【０１７３】
処理部８７０は、高精度のＧＰＳ機能により計測開始からのユーザーが移動した合計距
離を計測する。また、処理部８７０は、距離計測の結果から、ユーザーの現在の走行ペースを計測し表示する。また、処理部８７０は、ユーザーの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。また、処理部８７０は、ＧＰＳ機能により、標高を計測し表示する。また、処理部８７０は、ＧＰＳ電波が届かないトンネル内などでもユーザーの歩幅を計測し表示する。また、処理部８７０は、ユーザーの１分あたりの歩数（ピッチ）を計測し表示する。また、処理部８７０は、脈拍センサーによりユーザーの心拍数を計測し表示する。また、処理部８７０は、ユーザーの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。また、処理部８７０は、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（オートラップ）を行う。また、処理部８７０は、ユーザーの消費カロリーを表示する。また、処理部８７０は、ユーザーの運動開始からの歩数の合計を表示する。
【０１７４】
上記実施形態に係る物理量検出装置１を含む加速度センサー８８３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軸加速度の大きさ及び向きに応じた信号（加速度信号）を出力する。あるいは、上記実施形態に係る物理量検出装置１を含む角速度センサー８８４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軸角速度の大きさ及び向きに応じた信号（角速度信号）を出力する。
【０１７５】
なお、上述したリスト機器８００は、衛星測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）を利用しているが、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（GLObalNAvigation 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。
【０１７６】
５．移動体
図２３は、本実施形態の移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。図２３に示すように、自動車１５００には物理量検出装置１が搭載されており、例えば、物理量検出装置１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。物理量検出装置１から出力される物理量信号は、車体の姿勢を制御する制御部（姿勢制御部）としての車体姿勢制御装置１５０３に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。また、物理量検出装置１は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、自動運転用慣性航法の制御機器、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。
【０１７７】
また、移動体に適用される物理量検出装置１は、上記の例示の他にも、例えば、二足歩行ロボットや電車などの姿勢制御、ラジコン飛行機、ラジコンヘリコプター、およびドローンなどの遠隔操縦あるいは自律式の飛行体の姿勢制御、農業機械（農機）、もしくは建設機械（建機）などの姿勢制御において利用することができる。以上のように、各種移動体の姿勢制御の実現にあたって、物理量検出装置１、およびそれぞれの制御部（不図示）が組み込まれる。
【０１７８】
このような移動体は、物理量信号の精度を向上させることが可能な物理量検出装置１、および制御部（不図示）を含んでいるので、制御部による物理量の変化に基づく制御（姿勢制御等）を高精度に行うことができる。
【０１７９】
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１８０】
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１８１】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１８２】
１…物理量検出装置、２Ｘ，２Ｙ，２Ｚ…物理量検出素子、３…物理量検出回路、５Ｘ，５Ｙ，５Ｚ…第１容量形成部、６Ｘ，６Ｙ，６Ｚ…第２容量形成部、１０…マルチプレクサー、２０…Ｑ／Ｖアンプ、２１，２２…固定容量、２３，２４…可変容量、２５，２６…スイッチ、２７，２８…固定容量、３０…プログラマブルゲインアンプ、３１，３２…固定容量、４０…デマルチプレクサー、５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚ…ローパスフィルター、６０Ｘ，６０Ｙ，６０Ｚ…バッファー、７０…発振回路、８０…制御回路、９０…ＸＹ軸駆動回路、１００…Ｚ軸駆動回路、１０１…元駆動信号生成回路、１０２…オフセット電圧生成回路、１０３…反転回路、１０４…反転加算回路、１０５…バイアス電圧生成回路、１０６…元駆動信号生成回路、１０７…バッファー回路、１０８…電圧シフト回路、１０９…バイアス電圧生成回路、１１０…記憶部、１２１…元駆動信号生成回路、１２２…オフセット電圧生成回路、１２３…反転回路、１２４…反転加算回路、１２５…バイアス電圧生成回路、１３０…温度センサー、１４０…温度補正回路、２０２…キャビティー、２１０…基板、２１２…第１面、２１４…第２面、２１６…凹部、２１８…ポスト部、２２０…蓋体、２３０…可動体、２３０ａ…第１シーソー片、２３０ｂ…第２シーソー片、２３１…第１可動電極部、２３２…第２可動電極部、２３３，２３４…端面、２３５…貫通孔、２４０…第１連結部、２４２…第２連結部、２５０…支持部、２６０…第１固定電極部、２６２…第２固定電極部、４００…慣性計測装置、４１１，４１２，４１３…角速度検出装置、４２１，４２２，４２３…加速度検出装置、４３０…信号処理回路、４４０…記憶部、４５０…通信回路、５００…移動体測位装置、５１０…センサーモジュール、５２０…処理部、５２１…姿勢算出部、５２２…位置算出部、５２３…位置補正部、５３０…操作部、５４０…記憶部、５５０…表示部、５６０…音出力部、５７０…通信部、６００…電子機器、６１０…物理量検出装置、６２０…演算処理装置、６３０…操作部、６４０…ＲＯＭ、６５０…ＲＡＭ、６６０…通信部、６７０…表示部、６８０…音出力部、８００…リスト機器、８１０…機器本体、８２１…第１のバンド部、８２２…第２のバンド部、８３０…トップケース、８４０…ベゼル、８５０…風防板、８６０…吸湿部材、８７０…処理部、８８０…ＧＰＳセンサー、８８１…地磁気センサー、８８２…圧力センサー、８８３…加速度センサー、８８４…角速度センサー、８８５…脈拍センサー、８８６…温度センサー、８７１…操作部、８７２…計時部、８７３…記憶部、８７４…表示部、８７５…音出力部、８７６…通信部、８７７…バッテリー、１５００…自動車、１５０１…車体、１５０２…車体姿勢制御装置、１５０３…車輪
【図１】
2019060688.tif 000003
【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】
2019060688.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2019060688.tif 000013
【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】
2019060688.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2019060688.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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