(57)【要約】【課題】物理量信号のＳ／Ｎ比を向上させるとともに小型化が可能な物理量検出装置を提供すること。【解決手段】複数の物理量検出素子の検出電極と電気的に接続される第１端子と、前記第１端子から入力される検出信号を電圧に変換して出力する変換回路と、前記変換回路の出力信号に基づいて、前記検出信号の振幅に応じた大きさの物理量信号を生成する物理量信号生成回路と、を含む、物理量検出回路。【選択図】図１
2019060689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物理量検出素子の検出電極と電気的に接続される第１端子と、
前記第１端子から入力される検出信号を電圧に変換して出力する変換回路と、
前記変換回路の出力信号に基づいて、前記検出信号の振幅に応じた大きさの物理量信号を生成する物理量信号生成回路と、
を含む、物理量検出回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数の物理量検出素子の駆動電極と電気的に接続される第２端子と、
前記複数の物理量検出素子を駆動する駆動信号を生成し、前記駆動信号を前記第２端子に出力する駆動回路と、
を含む、物理量検出回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の物理量検出回路と、
前記複数の物理量検出素子と、
を含み、
前記複数の物理量検出素子は、互いに異なる複数の基板に搭載されている、物理量検出装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記複数の基板の各々と、当該基板に搭載された前記物理量検出素子と、を含む複数の構造体が積層されている、物理量検出装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記複数の物理量検出素子の前記検出電極は、
積層方向に沿って前記複数の構造体の表面にわたって設けられている配線と電気的に接続されている、物理量検出装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記複数の構造体の各々の表面には、
物理量検出素子の前記検出電極と電気的に接続される導体パターンが設けられ、
複数の前記導体パターンは、
ボンディングワイヤーを介して互いに電気的に接続されている、物理量検出装置。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の物理量検出回路と、
前記複数の物理量検出素子と、
を含み、
前記複数の物理量検出素子は、共通の基板に搭載されている、物理量検出装置。
【請求項８】
請求項３乃至７の何れか一項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３乃至７の何れか一項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３乃至７の何れか一項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３乃至７の何れか一項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。このような静電容量型の物理量検出装置は、小型化や低コスト化が容易であるものの、出力信号のＳ／Ｎ比が十分ではなく、高精度な計測を必要とする機器やシステムに適用するのが難しい。
【０００３】
これに対して、特許文献１には、複数のＭＥＭＳ加速度センサーの出力を、時系列電圧信号の段階で電気的に加算することによりノイズを低減させ、出力信号のＳ／Ｎ比を向上させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３１０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法を適用した物理量検出装置は、物理量検出素子とその動作を制御する制御回路とがパッケージ化された物理量センサーを複数必要とし、かつ、複数の物理量センサーの出力信号を電気的加算するための回路も必要となるため、小型化が難しいという問題がある。
【０００６】
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、物理量信号のＳ／Ｎ比を向上させるとともに小型化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】
【０００７】
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。
【０００８】
［適用例１］
本適用例に係る物理量検出回路は、複数の物理量検出素子の検出電極と電気的に接続される第１端子と、前記第１端子から入力される検出信号を電圧に変換して出力する変換回
路と、前記変換回路の出力信号に基づいて、前記検出信号の振幅に応じた大きさの物理量信号を生成する物理量信号生成回路と、を含む。
【０００９】
本適用例に係る物理量検出回路では、第１端子には複数の物理量検出素子の検出電極が電気的に接続されるので、各物理量検出素子の検出電極から出力される信号が加算された検出信号が第１端子から入力される。そのため、検出信号に含まれるノイズ成分の大きさが物理量検出素子の数の平方根に反比例して小さくなる。さらに、複数の物理量検出素子の検出電極から出力される信号を加算する加算回路が不要であるため、加算回路で発生するノイズが存在しない。従って、本適用例に係る物理量検出回路によれば、物理量信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００１０】
また、本適用例に係る物理量検出回路では、物理量検出素子の数によらず、変換回路及び物理量信号生成回路が１つで済むとともに、複数の物理量検出素子の検出電極から出力される信号を加算する加算回路が不要である。従って、本適用例に係る物理量検出回路によれば、物理量検出素子と制御回路とがパッケージ化された物理量センサーを複数用いた構成と比較して小型化が可能である。
【００１１】
［適用例２］
上記適用例に係る物理量検出回路は、前記複数の物理量検出素子の駆動電極と電気的に接続される第２端子と、前記複数の物理量検出素子を駆動する駆動信号を生成し、前記駆動信号を前記第２端子に出力する駆動回路と、を含んでもよい。
【００１２】
本適用例に係る物理量検出回路では、第２端子には複数の物理量検出素子の駆動電極が電気的に接続されるので、第２端子から各物理量検出素子の駆動電極に共通の駆動信号が入力される。従って、本適用例に係る物理量検出回路によれば、物理量検出素子の数によらず、駆動回路が１つで済むので、小型化が可能である。
【００１３】
［適用例３］
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、前記複数の物理量検出素子と、を含み、前記複数の物理量検出素子は、互いに異なる複数の基板に搭載されている。
【００１４】
本適用例に係る物理量検出装置によれば、複数の物理量検出素子が共通の基板に搭載される場合と比較して、各物理量検出素子の配置の自由度が向上する。
【００１５】
［適用例４］
上記適用例に係る物理量検出装置は、前記複数の基板の各々と、当該基板に搭載された前記物理量検出素子と、を含む複数の構造体が積層されていてもよい。
【００１６】
本適用例に係る物理量検出装置によれば、複数の物理量検出素子がそれぞれ搭載された複数の基板が積層されているので、複数の物理量検出素子の配置面積が小さくなり、小型化が可能である。
【００１７】
［適用例５］
上記適用例に係る物理量検出装置において、前記複数の物理量検出素子の前記検出電極は、積層方向に沿って前記複数の構造体の表面にわたって設けられている配線と電気的に接続されていてもよい。
【００１８】
本適用例に係る物理量検出装置によれば、複数の物理量検出素子の検出電極を電気的に接続するための配線を専用の配線基板に設ける必要がないので、小型化が可能である。
【００１９】
［適用例６］
上記適用例に係る物理量検出装置において、前記複数の構造体の各々の表面には、物理量検出素子の前記検出電極と電気的に接続される導体パターンが設けられ、複数の前記導体パターンは、ボンディングワイヤーを介して互いに電気的に接続されていてもよい。
【００２０】
本適用例に係る物理量検出装置によれば、複数の物理量検出素子の検出電極を電気的に接続するための配線を専用の配線基板に設ける必要がないので、小型化が可能である。
【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、前記複数の物理量検出素子と、を含み、前記複数の物理量検出素子は、共通の基板に搭載されている。
【００２２】
本適用例に係る物理量検出装置によれば、複数の物理量検出素子が互いに異なる複数の基板に搭載される場合と比較して、隣り合う物理量検出素子間の距離を小さくすることが可能であり、また、複数の物理量検出素子の検出電極を電気的に接続するための配線を共通の基板上に形成することにより、各物理量検出素子と当該配線との距離を小さくすることが可能であるので、小型化に有利である。
【００２３】
［適用例８］
本適用例に係る慣性計測装置は、上記のいずれか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Ｓ／Ｎ比が向上するので、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、上記のいずれか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Ｓ／Ｎ比が向上するので、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、上記のいずれか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Ｓ／Ｎ比が向上するので、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、上記のいずれか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Ｓ／Ｎ比が向上するので、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ブロック図。
【図２】本実施形態における信号波形の一例を示す図。
【図３】物理量検出素子を含む物理量検出部の一例を示す平面図。
【図４】図３中のＡ−Ａ線断面図。
【図５】複数の物理量検出素子の実装形態の一例を示す図。
【図６】複数の物理量検出素子の実装形態の他の一例を示す図。
【図７】複数の物理量検出素子の実装形態の他の一例を示す図。
【図８】複数の物理量検出素子の実装形態の他の一例を示す図。
【図９】本実施形態の慣性計測装置の構成例を示す図。
【図１０】本実施形態の移動体測位装置の構成例を示す図。
【図１１】本実施形態の電子機器の機能ブロック図。
【図１２】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１３】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１４】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１５】リスト機器（腕時計型の活動計）の機能ブロック図。
【図１６】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】
以下では、物理量として加速度を検出する物理量検出装置（加速度検出装置）を例にとり説明する。
【００３６】
１．物理量検出装置
［物理量検出装置の構成及び動作］
図１は、本実施形態の物理量検出装置の機能ブロック図である。本実施形態の物理量検出装置１は、複数の物理量検出素子２Ｘ、複数の物理量検出素子２Ｙ、複数の物理量検出素子２Ｚ及び物理量検出回路３を含んで構成されている。
【００３７】
複数の物理量検出素子２Ｘの各々は、Ｘ軸の方向に加わった物理量（ここでは加速度）に応じたアナログ信号を出力する素子である。複数の物理量検出素子２Ｙの各々は、Ｙ軸
の方向に加わった物理量（ここでは加速度）に応じたアナログ信号を出力する素子である。複数の物理量検出素子２Ｚの各々は、Ｚ軸の方向に加わった物理量（ここでは加速度）に応じたアナログ信号を出力する素子である。すなわち、複数の物理量検出素子２Ｘはともに検出軸がＸ軸となる向きに配置され、複数の物理量検出素子２Ｙはともに検出軸がＹ軸となる向きに配置され、複数の物理量検出素子２Ｚはともに検出軸がＺ軸となる向きに配置されている。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、互いに交差する３軸であり、例えば直交する３軸である。
【００３８】
物理量検出素子２Ｘは、第１固定電極と第２固定電極とが設けられた固定部と、第１可動電極と第２可動電極とが設けられた可動部とを含む。第１固定電極と第１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５Ｘが構成されている。同様に、第２固定電極と第２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６Ｘが構成されている。第１容量形成部５Ｘの一端（第１固定電極）は不図示の端子７Ｘと接続され、第２容量形成部６Ｘの一端（第２固定電極）は不図示の端子８Ｘと接続され、第１容量形成部５Ｘと第２容量形成部６Ｘの共通端（第１可動電極及び第２可動電極）は不図示の端子９Ｘと接続されている。端子７Ｘ，８Ｘ，９Ｘは、物理量検出素子２Ｘが搭載された基板に設けられている。
【００３９】
このような物理量検出素子２ＸにＸ軸方向の加速度Ａｘが加わると、質量ｍの可動部にはＦ＝ｍ×Ａｘ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Ａｘの向きに応じて、第１容量形成部５Ｘの容量値が減少するとともに第２容量形成部６Ｘの容量値が増大し、あるいは、第１容量形成部５Ｘの容量値が増大するとともに第２容量形成部６Ｘの容量値が減少する。このため、端子９Ｘから第１容量形成部５Ｘと第２容量形成部６Ｘの共通端に電荷を供給した状態で物理量検出素子２Ｘに加速度Ａｘが作用すると、端子７Ｘ，８Ｘを介して第１容量形成部５Ｘの一端及び第２容量形成部６Ｘ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。
【００４０】
なお、説明を省略するが、物理量検出素子２Ｙ，２Ｚも、物理量検出素子２Ｘと同様の原理で物理量（加速度）を検出する。すなわち、物理量検出素子２Ｙは、不図示の端子９Ｙから第１容量形成部５Ｙと第２容量形成部６Ｙの共通端に電荷を供給した状態でＹ軸加速度Ａｙが作用すると、不図示の端子７Ｙ，８Ｙを介して、第１容量形成部５Ｙの一端及び第２容量形成部６Ｙの一端から絶対値がほぼ等しく符号が逆の差動信号対となる電荷（信号）が出力される。同様に、物理量検出素子２Ｚは、不図示の端子９Ｚから第１容量形成部５Ｚと第２容量形成部６Ｚの共通端に電荷を供給した状態でＺ軸加速度Ａｚが作用すると、不図示の端子７Ｚ，８Ｚを介して、第１容量形成部５Ｚの一端及び第２容量形成部６Ｚの一端から絶対値がほぼ等しく符号が逆の差動信号対となる電荷（信号）が出力される。このように、本実施形態では、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚは、いずれも差動容量型センサーであり、例えば、Ｓｉ（シリコン）等の半導体材料と、半導体加工技術を用いたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）で形成される。
【００４１】
本実施形態では、複数の物理量検出素子２Ｘは同じ構造であり、それぞれＸ軸加速度Ａｘの大きさ及び向きに応じた差動信号対を出力する。同様に、複数の物理量検出素子２Ｙは同じ構造であり、それぞれＹ軸加速度Ａｙの大きさ及び向きに応じた差動信号対を出力する。同様に、複数の物理量検出素子２Ｚは同じ構造であり、それぞれＺ軸加速度Ａｚの大きさ及び向きに応じたアナログ信号として差動信号対を出力する。
【００４２】
複数の物理量検出素子２Ｘの各々は、第１容量形成部５Ｘの一端及び第２容量形成部６Ｘの一端が、不図示の端子７Ｘ，８Ｘを介して物理量検出回路３の端子ＸＰ，ＸＮ（「第１端子」の一例）とそれぞれ電気的に接続され、第１容量形成部５Ｘと第２容量形成部６
Ｘの共通端が、不図示の端子９Ｘを介して物理量検出回路３の端子ＣＯＭ（「第２端子」の一例）と電気的に接続されている。同様に、複数の物理量検出素子２Ｙの各々は、第１容量形成部５Ｙの一端及び第２容量形成部６Ｙの一端が、不図示の端子７Ｙ，８Ｙを介して物理量検出回路３の端子ＹＰ，ＹＮ（「第１端子」の他の一例）とそれぞれ電気的に接続され、第１容量形成部５Ｙと第２容量形成部６Ｙの共通端が、不図示の端子９Ｙを介して物理量検出回路３の端子ＣＯＭと電気的に接続されている。同様に、複数の物理量検出素子２Ｚの各々は、第１容量形成部５Ｚの一端及び第２容量形成部６Ｚの一端が、不図示の端子７Ｚ，８Ｚを介して物理量検出回路３の端子ＺＰ，ＺＮ（「第１端子」の他の一例）とそれぞれ電気的に接続され、第１容量形成部５Ｚと第２容量形成部６Ｚの共通端が、不図示の端子９Ｚを介して物理量検出回路３の端子ＣＯＭと電気的に接続されている。
【００４３】
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、プログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）３０、スイッチトキャパシターフィルター回路（ＳＣＦ）５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚ、マルチプレクサー６０、Ａ／Ｄ変換回路（ＡＤＣ）７０、デジタルフィルター８０、発振回路９０、制御回路１００、駆動回路１１０、インターフェース回路１２０及び記憶部１３０を含んで構成されている。この物理量検出回路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。
【００４４】
発振回路９０は、クロック信号ＭＣＬＫを出力する。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。
【００４５】
制御回路１００は、クロック信号ＭＣＬＫに基づいて、各種のクロック信号（クロック信号ＤＲＶＣＬＫ＿Ｘ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｙ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｚ，ＳＣＦＣＬＫ＿Ｘ，ＳＣＦＣＬＫ＿Ｙ，ＳＣＦＣＬＫ＿Ｚ，ＳＭＰＣＬＫ）や各種の制御信号（制御信号ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｘ，ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｙ，ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｚ）を生成する。
【００４６】
駆動回路１１０は、クロック信号ＭＣＬＫ及び周波数（駆動周波数）ｆｄのクロック信号ＤＲＶＣＬＫ＿Ｘ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｙ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｚに基づいて、複数の物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚを駆動する駆動信号ＤＲＶを生成し、駆動信号ＤＲＶを物理量検出回路３の端子ＣＯＭに出力する。この駆動信号ＤＲＶは、クロック信号ＤＲＶＣＬＫ＿Ｘ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｙ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｚと同じ周波数（駆動周波数ｆｄ）の信号であり、物理量検出回路３の端子ＣＯＭを介して不図示の各端子９Ｘ，９Ｙ，９Ｚに共通に印加される。
【００４７】
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）となるクロック信号ＤＲＶＣＬＫ＿Ｘ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｙ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｚに基づいて、端子ＸＰ，ＸＮから入力される差動信号対、端子ＹＰ，ＹＮから入力される差動信号対及び端子ＺＰ，ＺＮから入力される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、マルチプレクサー１０は、クロック信号ＤＲＶＣＬＫ＿Ｘがハイレベル（電源電圧ＶＤＤ）のときは、端子ＸＰ，ＸＮから入力される差動信号対を選択し、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、クロック信号ＤＲＶＣＬＫ＿Ｙがハイレベルのときは、端子ＹＰ，ＹＮから入力される差動信号対を選択し、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、クロック信号ＤＲＶＣＬＫ＿Ｚがハイレベルのときは、端子ＺＰ，ＺＮから入力される差動信号対を選択し、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、クロック信号ＤＲＶＣＬＫ＿Ｘ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｙ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｚがいずれもローレベル（電源電圧ＶＳＳ（例えば０Ｖ））のときは、ともにゼロの差動信号対ＰＩＮ，ＮＩＮを出力する。
【００４８】
図２に、本実施形態における駆動信号ＤＲＶ、クロック信号ＤＲＶＣＬＫ＿Ｘ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｙ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｚ及び差動信号対ＰＩＮ，ＮＩＮの波形の一例を示す。例えば、期間Ｔ１〜Ｔ４は、それぞれ、クロック信号ＭＣＬＫのＮ周期分（例えば１周期分）の期間である。期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３では、それぞれ、駆動信号ＤＲＶの電圧は基準電圧ＶＣＯＭ（例えば、ＶＤＤ／２）⇒ＶＤＤ⇒ＶＳＳ（＝０Ｖ）⇒ＶＣＯＭの順に周期的に変化し、期間Ｔ４では、駆動信号ＤＲＶの電圧はＶＣＯＭである。
【００４９】
期間Ｔ１〜Ｔ３では、駆動信号ＤＲＶにより複数の物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚが共通に駆動され、各物理量検出素子２Ｘから端子７Ｘ，８Ｘを介してＸ軸加速度に応じた差動信号対が出力されて端子ＸＰ，ＸＮに入力される。同様に、各物理量検出素子２Ｙから端子７Ｙ，８Ｙを介してＹ軸加速度に応じた差動信号対が出力されて端子ＹＰ，ＹＮに入力される。同様に、各物理量検出素子２Ｚから端子７Ｚ，８Ｚを介してＺ軸加速度に応じた差動信号対が出力されて端子ＺＰ，ＺＮに入力される。そして、期間Ｔ１では、クロック信号ＤＲＶＣＬＫ＿Ｘがハイレベルであるため、各物理量検出素子２Ｘから端子７Ｘ，８Ｘを介して出力される差動信号対が差動信号対ＰＩＮ，ＮＩＮとして選択される。また、期間Ｔ２では、クロック信号ＤＲＶＣＬＫ＿Ｙがハイレベルであるため、各物理量検出素子２Ｙから端子７Ｙ，８Ｙを介して出力される差動信号対が差動信号対ＰＩＮ，ＮＩＮとして選択される。また、期間Ｔ３では、クロック信号ＤＲＶＣＬＫ＿Ｚがハイレベルであるため、各物理量検出素子２Ｚから端子７Ｚ，８Ｚを介して出力される差動信号対が差動信号対ＰＩＮ，ＮＩＮとして選択される。また、期間Ｔ４では、クロック信号ＤＲＶＣＬＫ＿Ｘ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｙ，ＤＲＶＣＬＫ＿Ｚがいずれもローレベルであるため、差動信号対ＰＩＮ，ＮＩＮは共にゼロとなる。
【００５０】
図１の説明に戻り、Ｑ／Ｖアンプ２０（「変換回路」の一例）は、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。従って、Ｑ／Ｖアンプ２０は、期間Ｔ１では、端子７Ｘ，８Ｘから入力される差動信号対（差動の電荷）（「検出信号」の一例）を差動の電圧信号に変換する。また、Ｑ／Ｖアンプ２０は、期間Ｔ２では、端子７Ｙ，８Ｙから入力される差動信号対（差動の電荷）（「検出信号」の他の一例）を差動の電圧信号に変換する。また、Ｑ／Ｖアンプ２０は、期間Ｔ３では、端子７Ｚ，８Ｚから入力される差動信号対（差動の電荷）（「検出信号」の他の一例）を差動の電圧信号に変換する。また、Ｑ／Ｖアンプ２０は、期間Ｔ４では、共にゼロの差動信号対を共に基準電圧ＶＣＯＭの差動の電圧信号に変換する。
【００５１】
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（差動の電圧信号）が入力され、当該差動信号を増幅した差動信号対ＰＯＰ，ＰＯＮを出力する。
【００５２】
スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚは、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が共通に入力される。そして、スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｘは、クロック信号ＳＣＦＣＬＫ＿Ｘに基づいて、差動信号対ＰＯＰ，ＰＯＮに含まれる信号のうち、端子７Ｘ，８Ｘから入力された差動信号対が変換された電圧信号をサンプリングしてホールドするとともにフィルタリング処理を行い、差動信号対を出力する。また、スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｙは、クロック信号ＳＣＦＣＬＫ＿Ｙに基づいて、差動信号対ＰＯＰ，ＰＯＮに含まれる信号のうち、端子７Ｙ，８Ｙから入力された差動信号対が変換された電圧信号をサンプリングしてホールドするとともにフィルタリング処理を行い、差動信号対を出力する。また、スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｚは、クロック信号ＳＣＦＣＬＫ＿Ｚに基づいて、差動信号対ＰＯＰ，ＰＯＮに含まれる信号のうち、端子７Ｙ，８Ｙから入力された差動信号対が変換された電圧信号をサンプリングしてホールドするとともにフィルタ
リング処理を行い、差動信号対を出力する。スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚは、同じ回路構成であってもよい。
【００５３】
マルチプレクサー６０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ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｘ，ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｙ，ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｚに基づいて、スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｘが出力する差動信号対、スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｙが出力する差動信号対、スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｚが出力する差動信号対のいずれかを選択して出力する。具体的には、マルチプレクサー６０は、制御信号ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｘがハイレベルのときは、スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｘが出力する差動信号対を選択して出力する。また、マルチプレクサー６０は、制御信号ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｙがハイレベルのときは、スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｙが出力する差動信号対を選択して出力する。また、マルチプレクサー６０は、制御信号ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｚがハイレベルのときは、スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｚが出力する差動信号対を選択して出力する。
【００５４】
Ａ／Ｄ変換回路７０は、クロック信号ＳＭＰＣＬＫに基づいて、マルチプレクサー６０が出力する差動信号対をサンプリングし、当該差動信号対の電位差をデジタル信号に変換する。クロック信号ＳＭＰＣＬＫは、制御信号ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｘ，ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｙ，ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｚがそれぞれハイレベルの期間に１つずつハイパルスを含むクロック信号である。そして、Ａ／Ｄ変換回路７０は、制御信号ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｘがハイレベルの期間のクロック信号ＳＭＰＣＬＫの立ち上がりで、マルチプレクサー６０から出力される差動信号対（スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｘが出力する差動信号対）をサンプリングしてデジタル信号に変換する。また、Ａ／Ｄ変換回路７０は、制御信号ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｙがハイレベルの期間のクロック信号ＳＭＰＣＬＫの立ち上がりで、マルチプレクサー６０から出力される差動信号対（スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｙが出力する差動信号対）をサンプリングしてデジタル信号に変換する。また、Ａ／Ｄ変換回路７０は、制御信号ＥＮ＿ＯＵＴ＿Ｚがハイレベルの期間のクロック信号ＳＭＰＣＬＫの立ち上がりで、マルチプレクサー６０から出力される差動信号対（スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｚが出力する差動信号対）をサンプリングしてデジタル信号に変換する。
【００５５】
このように、Ａ／Ｄ変換回路７０は、期間Ｔ１〜Ｔ４において、マルチプレクサー６０から出力される差動信号対を３回サンプリングして時分割にＡ／Ｄ変換する。
【００５６】
なお、サンプリング定理に基づき、スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚの出力信号において、サンプリング周波数ｆｓ（Ａ／Ｄ変換回路７０がスイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚの出力信号をそれぞれサンプリングする周波数）の１／２よりも高い信号成分は、Ａ／Ｄ変換回路７０におけるサンプリングにより、ＤＣ近傍の周波数帯に折り返されてノイズ成分となる。そのため、スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚは、Ａ／Ｄ変換回路７０のサンプリングにより生ずるノイズ成分を低減させるためのアンチエイリアスフィルターとしても機能するように、そのカットオフ周波数はサンプリング周波数ｆｓの１／２以下に設定される。
【００５７】
デジタルフィルター８０は、クロック信号ＭＣＬＫに基づいて、Ａ／Ｄ変換回路７０から出力されるデジタル信号に対してフィルタリング処理を行う。Ａ／Ｄ変換回路７０から出力されるデジタル信号には、Ａ／Ｄ変換回路７０のＡ／Ｄ変換処理により発生した高周波ノイズが重畳されているため、デジタルフィルター８０は、この高周波ノイズを低減させるローパスフィルターとして機能する。このデジタルフィルター８０から出力されるデジタル信号には、Ｘ軸加速度の大きさ及び向きに応じたデジタル値を有するＸ軸加速度信号（「物理量信号」の一例）、Ｙ軸加速度の大きさ及び向きに応じたデジタル値を有する
Ｙ軸加速度信号（「物理量信号」の他の一例）及びＺ軸加速度の大きさ及び向きに応じたデジタル値を有するＺ軸加速度信号（「物理量信号」の他の一例）が時分割に含まれている。従って、プログラマブルゲインアンプ３０、スイッチトキャパシターフィルター回路５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚ、マルチプレクサー６０、Ａ／Ｄ変換回路７０及びデジタルフィルター８０からなる回路は、Ｑ／Ｖアンプ２０の出力信号に基づいて、端子７Ｘ，８Ｘ、端子７Ｙ，８Ｙ及び端子７Ｚ，８Ｚからそれぞれ入力される差動信号対の振幅に応じた大きさの３軸加速度信号（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３軸加速度信号生成回路（「物理量信号生成回路」の一例）として機能する。
【００５８】
インターフェース回路１２０は、物理量検出装置１の外部装置と通信するための回路である。当該外部装置は、インターフェース回路１２０を介して、記憶部１３０に対するデータの書き込みや読み出し、デジタルフィルター８０から出力されるデジタル信号（３軸加速度信号）の読み出し等を行うことができる。インターフェース回路１２０は、例えば、３端子や４端子のＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）インターフェース回路であってもよいし、２端子のＩ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）インターフェース回路であってもよい。
【００５９】
記憶部１３０は、レジスター１３１及び不揮発性メモリー１３２を有している。不揮発性メモリー１３２には、物理量検出回路３に含まれる各回路に対する各種のデータ（例えば、プログラマブルゲインアンプ３０の利得調整データ、デジタルフィルター８０のフィルター係数）等の各種の情報が記憶されている。不揮発性メモリー１３２は、例えば、ＭＯＮＯＳ（Metal Oxide Nitride Oxide Silicon）型メモリーやＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）として構成することができる。また、物理量検出回路３の電源投入時（電源電圧が０ＶからＶＤＤまで立ち上がる時）に、不揮発性メモリー１３２に記憶されている各種のデータがレジスター１３１に転送されて保持され、レジスター１３１に保持された各種のデータが各回路に供給される。
【００６０】
このように構成されている物理量検出装置１では、複数の物理量検出素子２Ｘが各端子７Ｘ，８Ｘを介して端子ＸＰ，ＸＮと電気的に接続されているので、物理量検出素子２Ｘの個数をＭ、Ｍ個の物理量検出素子２Ｘから出力される信号に含まれる加速度成分をそれぞれｓ１Ｘ、ｓ２Ｘ、…、ｓＭＸとすると、端子ＸＰ，ＸＮから入力される信号に含まれる加速度成分ＳＸは次式（１）で表される。
【００６１】
【数１】
2019060689.tif 000003
【００６２】
Ｍ個の物理量検出素子２Ｘの構造が同じであり、式（１）において、ｓ１Ｘ≒ｓ２Ｘ＝…＝ｓＭＸ＝ｓＸとすると、式（１）は次式（２）のように変形される。
【００６３】
【数２】
2019060689.tif 000004
【００６４】
一方、Ｍ個の物理量検出素子２Ｘから端子７Ｘ，８Ｘを介して出力される信号に含まれる雑音成分は熱雑音が支配的であり、かつ、Ｍ個の物理量検出素子２Ｘから端子７Ｘ，８Ｘを介して同時に出力される雑音には相関がない。従って、Ｍ個の物理量検出素子２Ｘから出力される信号に含まれる雑音成分をそれぞれｎ１Ｘ、ｎ２Ｘ、…、ｎＭＸとすると、端子ＸＰ，ＸＮから入力される信号に含まれる雑音成分ＮＸは次式（３）で表される。
【００６５】
【数３】
2019060689.tif 000005
【００６６】
Ｍ個の物理量検出素子２Ｘの構造が同じであり、式（３）において、（ｎ１Ｘ）２≒（ｎ２Ｘ）２＝…＝（ｎＭＸ）２＝（ｎＸ）２とすると、式（３）は次式（４）のように変形される。
【００６７】
【数４】
2019060689.tif 000006
【００６８】
式（２）を式（４）で割ると次式（５）が得られる。
【００６９】
【数５】
2019060689.tif 000007
【００７０】
式（５）は、端子ＸＰ，ＸＮから入力される信号のＳ／Ｎ比（Signal to Noise Ratio）はＭ個の物理量検出素子２Ｘの各々の出力信号のＳ／Ｎ比の√Ｍ倍（例えば、Ｍ＝４であれば２倍）になることを示している。説明を省略するが、同様の理由により、端子ＹＰ，ＹＮから入力される信号のＳ／Ｎ比はＭ個の物理量検出素子２Ｙの各々の出力信号のＳ／Ｎ比の√Ｍ倍になり、端子ＺＰ，ＺＮから入力される信号のＳ／Ｎ比はＭ個の物理量検出素子２Ｚの各々の出力信号のＳ／Ｎ比の√Ｍ倍になる。従って、本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、出力される３軸加速度信号のＳ／Ｎ比が向上する。
【００７１】
［物理量検出素子の構造］
次に、物理量検出素子２Ｘ、２Ｙ，２Ｚのうち、Ｘ軸加速度Ａｘを検出可能な物理量検出素子２Ｘを代表として、その構造の一例について詳細に説明する。なお、物理量検出素子２Ｘの構造としては、以下に説明するもの以外にも種々のものが考えられ、用途に応じて適宜設計すればよい。同様に、図示及び説明を省略するが、Ｙ軸加速度Ａｙを検出可能な物理量検出素子２Ｙ及びＺ軸加速度Ａｚを検出可能な物理量検出素子２Ｚの構造についても種々のものが考えられ、用途に応じて適宜設計すればよい。
【００７２】
図３は、物理量検出素子２Ｘを含む物理量検出部の一例を示す平面図である。図４は、図３中のＡ−Ａ線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図３中の紙面手前側および図４中の上側を「上」とも言い、図３中の紙面奥側および図４中の下側を「下」とも言う。また、各図に示すように、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。
【００７３】
図３に示す物理量検出部は、基板２００と、基板２００上に配置された素子部２１０（物理量検出素子２Ｘ）と、素子部２１０を覆うように基板２００に接合された蓋部３１０と、を含む。素子部２１０は、物理量検出素子２Ｘ（図１参照）として機能する。
【００７４】
基板２００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２００は、上面側に開放する凹部２０１を有している。Ｚ軸方向からの平面視で、凹部２０１は、素子
部２１０を内側に内包するように、素子部２１０よりも大きく形成されている。この凹部２０１は、素子部２１０と基板２００との接触を防止するための逃げ部として機能する。
【００７５】
また、図４に示すように、基板２００は、凹部２０１の底面に設けられた３つの突起状のマウント部２０２、２０３、２０４を有している。マウント部２０２には第１固定電極部２２１が接合され、マウント部２０３には第２固定電極部２３１が接合され、マウント部２０４には可動部支持部２５０が接合されている。
【００７６】
また、図３に示すように、基板２００は、上面側に開放する溝部２０５、２０６、２０７を有している。溝部２０５、２０６、２０７の一端部は、それぞれ、蓋部３１０の外側に位置し、他端部は、それぞれ、凹部２０１に接続されている。
【００７７】
基板２００としては、例えば、アルカリ金属イオン（可動イオン）を含むガラス材料（例えば、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、蓋部３１０の構成材料によっては、基板２００と蓋部３１０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。また、光透過性を有する基板２００が得られるため、基板２００を介して素子部２１０の状態を視認することができる。
【００７８】
ただし、基板２００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。
【００７９】
図３に示すように、溝部２０５、２０６、２０７には配線３０１、３０２、３０３が設けられている。溝部２０５内の配線３０１の一端部は、蓋部３１０の外側に露出しており、物理量検出回路３の端子ＸＰ（図１参照）との電気的な接続を行う端子７Ｘとして機能する。図４に示すように、配線３０１の他端部は、凹部２０１を介してマウント部２０２まで引き回されている。そして、配線３０１は、マウント部２０２上で第１固定電極部２２１と電気的に接続されている。
【００８０】
図３に示すように、溝部２０６内の配線３０２の一端部は、蓋部３１０の外側に露出しており、物理量検出回路３の端子ＸＮ（図１参照）との電気的な接続を行う端子８Ｘとして機能する。図４に示すように、配線３０２の他端部は、凹部２０１を介してマウント部２０３まで引き回されている。そして、配線３０２は、マウント部２０３上で第２固定電極部２３１と電気的に接続されている。
【００８１】
図３に示すように、溝部２０７内の配線３０３の一端部は、蓋部３１０の外側に露出しており、物理量検出回路３の端子ＣＯＭ（図１参照）との電気的な接続を行う端子９Ｘとして機能する。図４に示すように、配線３０３の他端部は、凹部２０１を介してマウント部２０４まで引き回されている。そして、配線３０３は、マウント部２０４上で可動部支持部２５０と電気的に接続されている。
【００８２】
配線３０１、３０２、３０３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ｔｉ（チタン）、タングステン（Ｗ）等の金属材料、これら金属材料を含む合金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、ＩＧＺＯ等の酸化物系の透明導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば２層以上の積層体として）用いることができる。
【００８３】
図３に示すように、蓋部３１０は、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。図４に示すように、蓋部３１０は、下面側に開放する凹部３１１を有している。そして、蓋部３１０は、凹部３１１内に素子部２１０を収納するようにして、基板２００に接合されている。そして、蓋部３１０および基板２００によって、素子部２１０を収納する収納空間Ｓが形成されている。
【００８４】
また、図４に示すように、蓋部３１０は、収納空間Ｓの内外を連通する連通孔３１２を有しており、この連通孔３１２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。連通孔３１２内には、封止部材３１３が配置され、封止部材３１３によって、連通孔３１２が封止されている。
【００８５】
封止部材３１３としては、連通孔３１２を封止できれば、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）／錫（Ｓｎ）系合金、金（Ａｕ）／ゲルマニウム（Ｇｅ）系合金、金（Ａｕ）／アルミニウム（Ａｌ）系合金等の各種合金、低融点ガラス等のガラス材料等を用いることができる。
【００８６】
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、使用温度（−４０℃〜８０℃程度）で、ほぼ大気圧となっていることが好ましい。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、可動部２６０の振動を速やかに収束（停止）させることができる。そのため、物理量検出素子２Ｘによる加速度Ａｘの検出精度が向上する。
【００８７】
蓋部３１０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、蓋部３１０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２００と蓋部３１０との接合方法としては、特に限定されず、基板２００や蓋部３１０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２００の上面および蓋部３１０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。
【００８８】
本実施形態では、図４に示すように、接合材の一例であるガラスフリット３１４（低融点ガラス）を介して基板２００と蓋部３１０とが接合されている。基板２００と蓋部３１０とを重ね合わせた状態では、溝部２０５、２０６、２０７を介して収納空間Ｓの内外が連通してしまうが、ガラスフリット３１４を用いることで、基板２００と蓋部３１０とを接合すると共に、溝部２０５、２０６、２０７を封止することができ、より容易に、収納空間Ｓを気密封止することができる。なお、基板２００と蓋部３１０とを陽極接合等（溝部２０５、２０６、２０７を封止できない接合方法）で接合した場合には、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたＣＶＤ法等で形成されたＳｉＯ２膜によって溝部２０５、２０６、２０７を塞ぐことができる。
【００８９】
図３に示すように、素子部２１０（物理量検出素子２Ｘ）は、基板２００に固定されている固定電極部２２０と、基板２００に固定されている可動部支持部２５０と、可動部支持部２５０に対してＸ軸方向に変位可能な可動部２６０と、可動部支持部２５０と可動部２６０とを連結するバネ部２７０、２７４と、可動部２６０に設けられている可動電極部２８０と、を有している。このうち、可動部支持部２５０、可動部２６０、バネ部２７０、２７４および可動電極部２８０は、一体的に形成されている。このような素子部２１０は、例えば、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等の不純物がドープされたシリコン基板をパターニングすることで形成することができる。また、素子部２１０は、陽極接合によって基板２００（マウント部２０２、２０３、２０４）に接合されている。ただし、素子部２１０
の材料や、素子部２１０の基板２００への接合方法は、特に限定されない。
【００９０】
図３に示すように、可動部支持部２５０は、Ｘ軸方向に延在する長手形状をなしている。そして、可動部支持部２５０は、Ｘ軸方向のマイナス側の端部にマウント部２０４と接合している接合部２５１を有している。なお、本実施形態では、可動部支持部２５０は、Ｘ軸方向に延在する長手形状となっているが、可動部支持部２５０の形状としては、その機能を発揮することができる限り、特に限定されない。また、以下では、Ｚ軸方向から見た平面視で、可動部支持部２５０をＹ軸方向に二等分する仮想軸を中心軸Ｌとする。
【００９１】
可動部支持部２５０は、第１固定電極部２２１および第２固定電極部２３１の間に位置している。これにより、可動部支持部２５０を、可動部２６０の中心部に配置することができ、可動部２６０をより安定して支持することができる。
【００９２】
図３に示すように、可動部２６０は、Ｚ軸方向から見た平面視で、枠状をなしており、可動部支持部２５０、バネ部２７０、バネ部２７４、第１固定電極部２２１および第２固定電極部２３１を囲んでいる。すなわち、可動部２６０は、固定電極部２２０を囲む枠状をなしている。これにより、可動部２６０の質量をより大きくすることができる。そのため、より感度を向上させ、精度よく物理量を検出することができる。
【００９３】
また、可動部２６０は、内側に第１固定電極部２２１が配置された第１開口部２６８（第１切り欠き部）と、内側に第２固定電極部２３１が配置された第２開口部２６９（第２切り欠き部）と、を有している。また、第１開口部２６８および第２開口部２６９は、Ｙ軸方向に並んで配置されている。このような可動部２６０は、中心軸Ｌに対して対称である。
【００９４】
可動部２６０の形状をより具体的に説明すると、可動部２６０は、可動部支持部２５０、バネ部２７０、バネ部２７４、第１固定電極部２２１および第２固定電極部２３１を囲む枠部２６１と、第１開口部２６８のＸ軸方向プラス側に位置し、枠部２６１からＹ軸方向マイナス側へ延出する第１Ｙ軸延在部２６２と、第１Ｙ軸延在部２６２の先端部からＸ軸方向マイナス側へ延出する第１Ｘ軸延在部２６３と、第２開口部２６９のＸ軸方向プラス側に位置し、枠部２６１からＹ軸方向プラス側へ延出する第２Ｙ軸延在部２６４と、第２Ｙ軸延在部２６４の先端部からＸ軸方向マイナス側へ延出する第２Ｘ軸延在部２６５と、を有している。また、第１Ｙ軸延在部２６２および第２Ｙ軸延在部２６４は、それぞれ、バネ部２７０の近くに設けられ、バネ部２７０のＹ軸方向（バネ片２７１の延在方向）に沿うように配置されており、第１Ｘ軸延在部２６３および第２Ｘ軸延在部２６５は、それぞれ、可動部支持部２５０の近くに設けられ、可動部支持部２５０に沿って配置されている。
【００９５】
このような構成において、第１Ｙ軸延在部２６２および第１Ｘ軸延在部２６３は、第１可動電極指２８２を支持する支持部として機能し、第２Ｙ軸延在部２６４および第２Ｘ軸延在部２６５は、第２可動電極指２９２を支持する支持部として機能する。
【００９６】
また、可動部２６０は、第１開口部２６８の余ったスペースを埋めるように、枠部２６１から第１開口部２６８内へ突出する第１突出部２６６と、第２開口部２６９の余ったスペースを埋めるように、枠部２６１から第２開口部２６９内へ突出する第２突出部２６７と、を有している。このように、第１突出部２６６および第２突出部２６７を設けることで、可動部２６０の大型化を招くことなく、可動部２６０の質量をより大きくすることができる。そのため、より感度を向上させ、感度の高い物理量検出素子２Ｘとなる。
【００９７】
また、バネ部２７０、２７４は、弾性変形可能であり、バネ部２７０、２７４が弾性変
形することで、可動部２６０が可動部支持部２５０に対してＸ軸方向に変位することができる。図３に示すように、バネ部２７０は、可動部２６０のＸ軸方向プラス側の端部と可動部支持部２５０のＸ軸方向プラス側の端部とを連結し、バネ部２７４は、可動部２６０のＸ軸方向マイナス側の端部と可動部支持部２５０のＸ軸方向マイナス側の端部とを連結している。これにより、可動部２６０をＸ軸方向の両側で支持することができるため、可動部２６０の姿勢および挙動が安定する。そのため、不要な振動を低減させ、より高い精度で、加速度Ａｘを検出することができる。
【００９８】
また、バネ部２７０は、Ｙ軸方向に並んで配置された一対のバネ片２７１、２７２を有している。また、一対のバネ片２７１、２７２は、それぞれ、Ｙ軸方向に蛇行した形状をなし、中心軸Ｌに対して対称的に形成されている。このようなバネ部２７０は、Ｙ軸方向に長く延在した部分２７０ｙと、Ｘ軸方向に短く延在した部分２７０ｘと、を有している。なお、バネ部２７４の構成は、バネ部２７０の構成と同様である。
【００９９】
このように、バネ部２７０、２７４を、検出軸であるＸ軸よりも、Ｘ軸に直交するＹ軸方向に長い形状とすることで、加速度Ａｘが加わった際の、可動部２６０のＸ軸方向（検出軸方向）以外への変位（特に、Ｚ軸まわりの回転変位）を抑制することができる。そのため、不要な振動を低減させ、より高い精度で加速度Ａｘを検出することができる。ただし、バネ部２７０、２７４の構成としては、その機能を発揮することができる限り、特に限定されない。
【０１００】
また、図３に示すように、固定電極部２２０は、第１開口部２６８内に位置する第１固定電極部２２１（「検出電極」の一例）と、第２開口部２６９に位置する第２固定電極部２３１（「検出電極」の他の一例）と、を有している。第１固定電極部２２１および第２固定電極部２３１は、Ｙ軸方向に並んで配置されている。
【０１０１】
第１固定電極部２２１は、基板２００に固定された第１幹部支持部２２４と、第１幹部支持部２２４に支持された第１幹部２２２と、第１幹部２２２からＹ軸方向両側に延出した複数の第１固定電極指２２３と、を有している。なお、第１幹部支持部２２４、第１幹部２２２および各第１固定電極指２２３は、一体形成されている。
【０１０２】
第１幹部支持部２２４は、マウント部２０２と接合された接合部２２４ａを有している。なお、接合部２２４ａは、第１幹部支持部２２４のＸ軸方向マイナス側に偏って配置されている。
【０１０３】
第１幹部２２２は、棒状の長手形状をなし、その一端が第１幹部支持部２２４に接続されており、これにより、第１幹部支持部２２４に支持されている。また、第１幹部２２２は、Ｚ軸方向から見た平面視で、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれに対して傾斜した方向に延在している。より具体的には、第１幹部２２２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。このような配置とすることで、第１幹部支持部２２４を可動部支持部２５０の近くに配置し易くなる。
【０１０４】
なお、Ｘ軸に対する第１幹部２２２の軸Ｌ２２２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２２１のＹ軸方向への広がりを抑制することができ、素子部２１０の小型化を図ることができる。
【０１０５】
第１固定電極指２２３は、第１幹部２２２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２２３は、第１幹部２２２のＹ軸方向プラス側に位置する第１固定電極指２２３’と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する第１固定電極指２２３”と、を有している
。第１固定電極指２２３’、２２３”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。
【０１０６】
複数の第１固定電極指２２３’の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸減している。複数の第１固定電極指２２３’の先端は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿う同一直線上に位置している。一方、複数の第１固定電極指２２３”の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸増している。複数の第１固定電極指２２３”の先端は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿う同一直線上に位置している。Ｙ軸方向に並ぶ第１固定電極指２２３’と第１固定電極指２２３”の総長さは、それぞれ、ほぼ同じである。
【０１０７】
第２固定電極部２３１は、基板２００に固定された第２幹部支持部２３４と、第２幹部支持部２３４に支持された第２幹部２３２と、第２幹部２３２からＹ軸方向両側に延出した複数の第２固定電極指２３３と、を有している。なお、第２幹部支持部２３４、第２幹部２３２および各第２固定電極指２３３は、一体形成されている。
【０１０８】
第２幹部支持部２３４は、マウント部２０３の上面と接合された接合部２３４ａを有している。なお、接合部２３４ａは、第２幹部支持部２３４のＸ軸方向マイナス側に偏って配置されている。
【０１０９】
第２幹部２３２は、棒状の長手形状をなし、その一端が第２幹部支持部２３４に接続されており、これにより、第２幹部支持部２３４に支持されている。また、第２幹部２３２は、Ｚ軸方向から見た平面視で、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれに対して傾斜した方向に延在している。より具体的には、第２幹部２３２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。このような配置とすることで、第２幹部支持部２３４を可動部支持部２５０の近くに配置し易くなる。
【０１１０】
なお、Ｘ軸に対する第２幹部２３２の軸Ｌ２３２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２３１のＹ軸方向への広がりを抑制することができ、素子部２１０の小型化を図ることができる。
【０１１１】
第２固定電極指２３３は、第２幹部２３２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２３３は、第２幹部２３２のＹ軸方向プラス側に位置する第２固定電極指２３３’と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する第２固定電極指２３３”と、を有している。第２固定電極指２３３’、２３３”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。
【０１１２】
複数の第２固定電極指２３３’の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸増している。複数の第２固定電極指２３３’の先端は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿う同一直線上に位置している。一方、複数の第２固定電極指２３３”の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸減している。複数の第２固定電極指２３３”の先端は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿う同一直線上に位置している。Ｙ軸方向に並ぶ第２固定電極指２３３’と第２固定電極指２３３”の総長さは、それぞれ、ほぼ同じである。
【０１１３】
このような第１固定電極部２２１および第２固定電極部２３１の形状および配置は、中心軸Ｌに対して線対称である（ただし、第１固定電極指２２３および第２固定電極指２３３がＸ軸方向にずれていることを除く）。特に、本実施形態では、第１幹部２２２および第２幹部２３２は、それぞれ、中心軸Ｌとの離間距離が先端側へ向けて漸増するようにＸ軸に対して傾斜した方向に延在している。このような配置とすることで、第１幹部支持部２２４の接合部２２４ａおよび第２幹部支持部２３４の接合部２３４ａを、可動部支持部
２５０の接合部２５１のより近くに配置することができる。そのため、熱や残留応力等に起因して基板２００に反りや撓みが生じた際の可動部２６０と固定電極部２２０とのＺ軸方向のずれの差、具体的には、第１可動電極指２８２と第１固定電極指２２３とのＺ軸方向のずれの差、第２可動電極指２９２と第２固定電極指２３３とのＺ軸方向のずれの差をより効果的に抑制することができる。
【０１１４】
特に、本実施形態では、第１幹部支持部２２４の接合部２２４ａ、第２幹部支持部２３４の接合部２３４ａおよび可動部支持部２５０の接合部２５１が、Ｙ軸方向に並んで配置されている。これにより、接合部２２４ａ、２３４ａを、接合部２５１のさらに近くに配置することができ、上述した効果がより顕著となる。
【０１１５】
図３に示すように、可動電極部２８０は、第１開口部２６８内に位置する第１可動電極部２８１（「駆動電極」の一例）と、第２開口部２６９内に位置する第２可動電極部２９１（「駆動電極」の他の一例）と、を有している。第１可動電極部２８１および第２可動電極部２９１は、Ｙ軸方向に並んで配置されている。
【０１１６】
第１可動電極部２８１は、第１幹部２２２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２８２を有している。すなわち、第１可動電極指２８２は、第１幹部２２２のＹ軸方向プラス側に位置する第１可動電極指２８２’と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する第１可動電極指２８２”と、を有している。第１可動電極指２８２’、２８２”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。第１可動電極指２８２’は、枠部２６１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２８２”は、第１Ｘ軸延在部２６３からＹ軸方向プラス側に向けて延出している。
【０１１７】
各第１可動電極指２８２は、対応する第１固定電極指２２３に対してＸ軸方向プラス側に位置し、この第１固定電極指２２３とギャップを介して対向している。
【０１１８】
複数の第１可動電極指２８２’の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸減している。複数の第１可動電極指２８２’の先端は、それぞれ、第１幹部２２２の延在方向に沿う同一直線上に位置している。一方、複数の第１可動電極指２８２”の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸増している。複数の第１可動電極指２８２”の先端は、それぞれ、第１幹部２２２の延在方向に沿う同一直線上に位置している。Ｙ軸方向に並ぶ第１可動電極指２８２’と第１可動電極指２８２”の総長さは、それぞれ、ほぼ同じである。
【０１１９】
第２可動電極部２９１は、第２幹部２３２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２９２を有している。すなわち、第２可動電極指２９２は、第２幹部２３２のＹ軸方向プラス側に位置する第２可動電極指２９２’と、Ｙ軸方向マイナス側に位置する第２可動電極指２９２”と、を有している。第２可動電極指２９２’、２９２”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。第２可動電極指２９２’は、第２Ｘ軸延在部２６５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２９２”は、枠部２６１からＹ軸方向プラス側に向けて延出している。
【０１２０】
各第２可動電極指２９２は、対応する第２固定電極指２３３に対してＸ軸方向マイナス側に位置し、この第２固定電極指２３３とギャップを介して対向している。
【０１２１】
複数の第２可動電極指２９２’の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸増している。複数の第２可動電極指２９２’の先端は、それぞれ、第２幹部２３２の延在方向に沿う同一直線上に位置している。一方、複数の第２可動電極指２９２”の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、Ｘ軸方向プラス側に向けて漸減している。複数の第２可動電極指
２９２”の先端は、それぞれ、第２幹部２３２の延在方向に沿う同一直線上に位置している。Ｙ軸方向に並ぶ第２可動電極指２９２’と第２可動電極指２９２”の総長さは、それぞれ、ほぼ同じである。
【０１２２】
このような第１可動電極部２８１および第２可動電極部２９１の形状および配置は、中心軸Ｌに対して線対称である（ただし、第１可動電極指２８２および第２可動電極指２９２がＸ軸方向にずれていることを除く）。
【０１２３】
このような構成の物理量検出部にＸ軸加速度Ａｘが加わると、その加速度Ａｘの大きさに基づいて、可動部２６０がバネ部２７０、２７４を弾性変形させながらＸ軸方向に変位する。このような変位に伴って、第１可動電極指２８２と第１固定電極指２２３とのギャップおよび第２可動電極指２９２と第２固定電極指２３３とのギャップがそれぞれ変化し、この変位に伴って、第１可動電極指２８２と第１固定電極指２２３との間の静電容量および第２可動電極指２９２と第２固定電極指２３３との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量の変化に基づいて加速度Ａｘを検出することができる。なお、第１固定電極部２２１と第１可動電極部２８１とによって第１容量形成部５Ｘ（図１参照）が構成され、第２固定電極部２３１と第２可動電極部２９１とによって第２容量形成部６Ｘ（図１参照）が構成される。
【０１２４】
ここで、上述したように、各第１可動電極指２８２は、対応する第１固定電極指２２３に対してＸ軸方向プラス側に位置し、逆に、各第２可動電極指２９２は、対応する第２固定電極指２３３に対してＸ軸方向マイナス側に位置している。すなわち、各第１可動電極指２８２は、対をなす第１固定電極指２２３に対してＸ軸方向の一方側に位置し、各第２可動電極指２９２は、対をなす第２固定電極指２３３に対してＸ軸方向の他方側に位置している。そのため、Ｘ軸加速度Ａｘが加わると、第１可動電極指２８２と第１固定電極指２２３とのギャップが縮まり、第２可動電極指２９２と第２固定電極指２３３とのギャップが広がるか、逆に、第１可動電極指２８２と第１固定電極指２２３とのギャップが広がり、第２可動電極指２９２と第２固定電極指２３３とのギャップが縮まる。よって、第１固定電極指２２３および第１可動電極指２８２の間から得られる第１検出信号と、第２固定電極指２３３および第２可動電極指２９２の間から得られる第２検出信号と、を差動演算することで、ノイズをキャンセルすることができ、より精度よく、Ｘ軸加速度Ａｘを検出することができる。
【０１２５】
［物理量検出素子の実装形態］
次に、複数の物理量検出素子２Ｘの実装形態について説明する。なお、複数の物理量検出素子２Ｙの実装形態や複数の物理量検出素子２Ｚの実装形態は、複数の物理量検出素子２Ｘの実装形態と同様であるため、その図示及び説明を省略する。
【０１２６】
図５は、複数の物理量検出素子２Ｘの実装形態の一例を示す図である。図５において、図３と同じ構成要素には同じ符号が付されている。図５の例では、複数の物理量検出素子２Ｘは、互いに異なる複数の基板２００に搭載され、蓋部３１０で覆われている。複数の基板２００の各々には、端子７Ｘ，８Ｘ，９Ｘが設けられている。また、複数の基板２００とは異なる配線基板３５０に配線３５１，３５２，３５３が設けられている。各基板２００に設けられた端子７Ｘと配線基板３５０に設けられた配線３５１とは、ボンディングワイヤー３５４によって電気的に接続されている。また、各基板２００に設けられた端子８Ｘと配線基板３５０に設けられた配線３５２とは、ボンディングワイヤー３５５によって電気的に接続されている。また、各基板２００に設けられた端子９Ｘと配線基板３５０に設けられた配線３５３とは、ボンディングワイヤー３５６によって電気的に接続されている。すなわち、複数の端子７Ｘ及び配線３５１はボンディングワイヤー３５４を介して互いに電気的に接続され、複数の端子８Ｘ及び配線３５２はボンディングワイヤー３５５
を介して互いに電気的に接続され、複数の端子９Ｘ及び配線３５３はボンディングワイヤー３５６を介して互いに電気的に接続されている。そして、配線３５１，３５２，３５３は、物理量検出回路３の端子ＸＰ，ＸＮ，ＣＯＭとそれぞれ電気的に接続される。
【０１２７】
図６は、複数の物理量検出素子２Ｘの実装形態の他の一例を示す図である。図６において、図３と同じ構成要素には同じ符号が付されている。図６の例では、複数の物理量検出素子２Ｘは、共通の基板３６０（例えば、ウェハー）に搭載され、蓋部３１０で覆われている。基板３６０には、複数の物理量検出素子２Ｘの各々と電気的に接続される複数の端子７Ｘ，８Ｘ，９Ｘが設けられている。また、基板３６０には、配線３６１，３６２，３６３が設けられている。各端子７Ｘは、配線３６１の一部と接触し、あるいは、配線３６１と一体的に形成されており、これにより配線３６１と電気的に接続されている。また、各端子７Ｙは、配線３６２の一部と接触し、あるいは、配線３６２と一体的に形成されており、これにより配線３６２と電気的に接続されている。また、各端子７Ｚは、配線３６３の一部と接触し、あるいは、配線３６３と一体的に形成されており、これにより配線３６３と電気的に接続されている。配線３６１と配線３６２，３６３とが重なる領域には絶縁体３６４が挟まれており、配線３６２と配線３６３とが重なる領域には絶縁体３６５が挟まれている。この絶縁体３６４，３６５によって、配線３６１，３６２，３６３が短絡しないようになっている。そして、配線３６１，３６２，３６３は、物理量検出回路３の端子ＸＰ，ＸＮ，ＣＯＭとそれぞれ電気的に接続される。
【０１２８】
図５に示した実装形態によれば、複数の物理量検出素子２Ｘが互いに異なる複数の基板２００に搭載されるので、図６に示した実装形態と比較して、各物理量検出素子２Ｘの配置の自由度が向上する。一方、図６に示した実装形態によれば、複数の物理量検出素子２Ｘが共通の基板３６０に搭載されるので、図５に示した実装形態と比較して、隣り合う物理量検出素子２Ｘ間の距離を小さくすることが可能であり、また、配線３６１，３６２，３６３が基板３６０に設けられているため各物理量検出素子２Ｘと配線３６１，３６２，３６３との距離を小さくなり、物理量検出装置１の小型化に有利である。
【０１２９】
図７は、複数の物理量検出素子２Ｘの実装形態の他の一例を示す図である。図７において、図３と同じ構成要素には同じ符号が付されている。図７の例では、複数の物理量検出素子２Ｘは、互いに異なる複数の基板２００に搭載され、蓋部３１０で覆われている。そして、複数の基板２００の各々と、当該基板２００に搭載された物理量検出素子２Ｘと、を含む複数の構造体が積層されている。詳細には、複数の構造体（基板２００）は同じ大きさになっており、複数の構造体が積層された直方体状の積層構造物が構成されている。複数の基板２００の各々には、配線３７１，３７２，３７３と、端子７Ｘ，８Ｘ，９Ｘとが設けられている。各端子７Ｘは、配線３７１の一部と接触し、あるいは、配線３７１と一体的に形成されており、これにより配線３７１と電気的に接続されている。また、各端子７Ｙは、配線３７２の一部と接触し、あるいは、配線３７２と一体的に形成されており、これにより配線３７２と電気的に接続されている。また、各端子７Ｚは、配線３７３の一部と接触し、あるいは、配線３７３と一体的に形成されており、これにより配線３７３と電気的に接続されている。
【０１３０】
各端子７Ｘ及び各配線３７１は、積層方向に沿って当該複数の構造体（積層構造物）の表面（側面）にわたって設けられた配線３７４と電気的に接続されている。また、各端子８Ｘ及び各配線３７２は、積層方向に沿って当該複数の構造体（積層構造物）の表面（側面）にわたって設けられた配線３７５と電気的に接続されている。また、各端子９Ｘ及び各配線３７３は、積層方向に沿って当該複数の構造体（積層構造物）の表面（側面）にわたって設けられた配線３７６と電気的に接続されている。そして、配線３７４，３７５，３７６は、物理量検出回路３の端子ＸＰ，ＸＮ，ＣＯＭとそれぞれ電気的に接続される。
【０１３１】
図８は、複数の物理量検出素子２Ｘの実装形態の他の一例を示す図である。図８において、図３と同じ構成要素には同じ符号が付されている。図８の例では、複数の物理量検出素子２Ｘは、互いに異なる複数の基板２００に搭載され、蓋部３１０で覆われている。そして、複数の基板２００の各々と、当該基板２００に搭載された物理量検出素子２Ｘと、を含む複数の構造体が積層されている。詳細には、複数の構造体（基板）は上層ほど大きくなっており、複数の構造体が積層された階段状の積層構造物が構成されている。複数の基板２００（構造体の表面）の各々には、端子７Ｘ，８Ｘ，９Ｘ（「導体パターン」の一例）が設けられている。また、最上層の基板２００を除く各基板２００には、配線３８１，３８２，３８３（「導体パターン」の他の一例）がさらに設けられている。なお、最上層の基板２００にも配線３８１，３８２，３８３がさらに設けられていてもよい。各基板２００において、各端子７Ｘは、配線３８１の一部と接触し、あるいは、配線３８１と一体的に形成されており、これにより配線３８１と電気的に接続されている。また、各端子７Ｙは、配線３８２の一部と接触し、あるいは、配線３８２と一体的に形成されており、これにより配線３８２と電気的に接続されている。また、各端子７Ｚは、配線３８３の一部と接触し、あるいは、配線３８３と一体的に形成されており、これにより配線３８３と電気的に接続されている。
【０１３２】
各配線３８１，３８２，３８３はその一部が積層構造物の表面に露出している。最上層の基板２００に設けられた端子７Ｘと１つ下の層の基板２００に設けられた配線３８１とは、ボンディングワイヤー３８４によって電気的に接続されている。また、最上層の基板２００に設けられた端子８Ｘと１つ下の層の基板２００に設けられた配線３８２とは、ボンディングワイヤー３８５によって電気的に接続されている。また、最上層の基板２００に設けられた端子９Ｘと１つ下の層の基板２００に設けられた配線３８３とは、ボンディングワイヤー３８６によって電気的に接続されている。各基板２００に設けられた配線３８１と１つ下の層の基板２００に設けられた配線３８１とは、ボンディングワイヤー３８７によって電気的に接続されている。また、各基板２００に設けられた配線３８２と１つ下の層の基板２００に設けられた配線３８２とは、ボンディングワイヤー３８８によって電気的に接続されている。また、各基板２００に設けられた配線３８３と１つ下の層の基板２００に設けられた配線３８３とは、ボンディングワイヤー３８９によって電気的に接続されている。すなわち、複数の端子７Ｘ及び複数の配線３８１はボンディングワイヤー３８４，３８７を介して互いに電気的に接続され、複数の端子８Ｘ及び複数の配線３８２はボンディングワイヤー３８５，３８６を介して互いに電気的に接続され、複数の端子９Ｘ及び複数の配線３８３はボンディングワイヤー３８６，３８９を介して互いに電気的に接続されている。そして、最下層の基板２００に設けられた配線３８１，３８２，３８３は、物理量検出回路３の端子ＸＰ，ＸＮ，ＣＯＭとそれぞれ電気的に接続される。
【０１３３】
図７に示した実装形態及び図８に示した実装形態によれば、複数の物理量検出素子２Ｘがそれぞれ搭載された複数の基板２００が積層されているため、複数の物理量検出素子２Ｘの配置面積が小さくなり、物理量検出装置１の小型化が可能である。さらに、図７に示した実装形態及び図８に示した実装形態によれば、各端子７Ｘ，８Ｘ，９Ｘを端子ＸＰ，ＸＮ，ＣＯＭと電気的に接続するための配線を専用の配線基板に設ける必要がないので、物理量検出装置１の小型化に有利である。
【０１３４】
［作用効果］
以上に説明したように、本実施形態の物理量検出装置１では、物理量検出回路３の端子ＸＰ，ＸＮには複数の物理量検出素子２Ｘの検出電極が電気的に接続されるので、各物理量検出素子２Ｘの検出電極から出力される信号が加算された検出信号が端子ＸＰ，ＸＮから入力される。そのため、端子ＸＰ，ＸＮから入力される検出信号に含まれるノイズ成分の大きさが物理量検出素子２Ｘの数の平方根に反比例して小さくなる。同様に、物理量検出回路３の端子ＹＰ，ＹＮには複数の物理量検出素子２Ｙの検出電極が電気的に接続され
るので、各物理量検出素子２Ｙの検出電極から出力される信号が加算された検出信号が端子ＹＰ，ＹＮから入力される。そのため、端子ＹＰ，ＹＮから入力される検出信号に含まれるノイズ成分の大きさが物理量検出素子２Ｙの数の平方根に反比例して小さくなる。同様に、物理量検出回路３の端子ＺＰ，ＺＮには複数の物理量検出素子２Ｚの検出電極が電気的に接続されるので、各物理量検出素子２Ｚの検出電極から出力される信号が加算された検出信号が端子ＺＰ，ＺＮから入力される。そのため、端子ＺＰ，ＺＮから入力される検出信号に含まれるノイズ成分の大きさが物理量検出素子２Ｚの数の平方根に反比例して小さくなる。さらに、物理量検出回路３において、複数の物理量検出素子２Ｘの検出電極から出力される信号を加算する加算回路、複数の物理量検出素子２Ｙの検出電極から出力される信号を加算する加算回路及び複数の物理量検出素子２Ｚの検出電極から出力される信号を加算する加算回路が不要であるため、これらの加算回路で発生するノイズが存在しない。従って、本実施形態の物理量検出装置１によれば、物理量検出回路３において生成される物理量信号（３軸加速度信号）のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【０１３５】
また、本実施形態の物理量検出装置１によれば、物理量検出素子２Ｘ，２Ｙ，２Ｚの数によらず、物理量検出回路３が１つで済むので、物理量検出素子と制御回路とがパッケージ化された物理量センサーを複数用いた構成と比較して小型化が可能である。
【０１３６】
［変形例］
上記の実施形態では、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。
【０１３７】
また、上記の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。
【０１３８】
また、上記の実施形態では、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。
【０１３９】
２．慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）
図９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９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９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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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Ｓ／Ｎ比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。
【０１４８】
３．移動体測位装置
図１０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１０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１０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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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（GLObal NAvigation 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。
【０１５２】
図１０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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
音出力部５６０は、スピーカー等の音を出力する装置である。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
４．電子機器
図１１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１１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１１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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
音出力部６８０は、スピーカー等の音を出力する装置である。
【０１７５】
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Ｓ／Ｎ比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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
図１２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１３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１２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１３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Ｓ／Ｎ比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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
図１４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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
図１５は、リスト機器８００の機能ブロック図の一例である。図１５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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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 Sys
tem）、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。
【０１９０】
５．移動体
図１６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１６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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
このような移動体は、物理量信号のＳ／Ｎ比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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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】
【０１９６】
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，７Ｘ，７Ｙ，７Ｚ，８Ｘ，８Ｙ，８Ｚ，９Ｘ，９Ｙ，９Ｚ…端子、１０…マルチプレクサー、２０…Ｑ／Ｖアンプ、３０…プログラマブルゲインアンプ、５０Ｘ，５０Ｙ，５０Ｚ…スイッチトキャパ
シターフィルター回路、６０…マルチプレクサー、７０…Ａ／Ｄ変換回路、８０…デジタルフィルター、９０…発振回路、１００…制御回路、１１０…駆動回路、１２０…インターフェース回路、１３０…記憶部、１３１…レジスター、１３２…不揮発性メモリー、２００…基板、２０１…凹部、２０２，２０３，２０４…マウント部、２０５，２０６，２０７…溝部、２１０…素子部、２２０…固定電極部、２２１…第１固定電極部、２２２…第１幹部、２２３，２２３’，２２３”…第１固定電極指、２２４…第１幹部支持部、２２４ａ…接合部、２３１…第２固定電極部、２３２…第２幹部、２３３，２３３’，２３３”…第２固定電極指、２３４…第２幹部支持部、２３４ａ…接合部、２５０…可動部支持部、２５１…接合部、２６０…可動部、２６１…枠部、２６２…第１Ｙ軸延在部、２６３…第１Ｘ軸延在部、２６４…第２Ｙ軸延在部、２６５…第２Ｘ軸延在部、２６６…第１突出部、２６７…第２突出部、２６８…第１開口部、２６９…第２開口部、２７０，２７４…バネ部、２７０ｘ，２７０ｙ…部分、２７１，２７２…バネ片、２８０…可動電極部、２８１…第１可動電極部、２８２，２８２’，２８２”…第１可動電極指、２９１…第２可動電極部、２９２，２９２’，２９２”…第２可動電極指、３０１，３０２，３０３…配線、３１０…蓋部、３１１…凹部、３１２…連通孔、３１３…封止部材、３１４…ガラスフリット、Ａｘ…Ｘ軸加速度、Ｌ…中心軸、Ｌ２２２，Ｌ２３２…軸、Ｓ…収納空間、３５０…配線基板、３５１，３５２，３５３…配線、３５４，３５５，３５６…ボンディングワイヤー、３６０…基板、３６１，３６２，３６３…配線、３６４，３６５…絶縁体、３７１，３７２，３７３，３７４，３７５，３７６…配線、３８１，３８２，３８３…配線、３８４，３８５，３８６，３８７，３８８，３８９…ボンディングワイヤー、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】
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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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