(57)【要約】【課題】過度な加速度等によって、電極等が破損することを抑制するとともに、継続的に物理量の計測ができる機能素子を提供する。【解決手段】機能素子は、梁部で固定部に接続され、第１軸に沿って変位可能な可動体と、可動体から延設されている可動電極部と、可動電極部に対向して設けられている固定電極部と、可動体の変位を規制するストッパー部と、を備え、可動体の突出部には、第１軸に沿って突出する突出部が設けられ、突出部とストッパー部の突出部間の距離は、可動電極部と固定電極部の突出部間の距離よりも狭いことを特徴とする。【選択図】図１
2015045600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁部で固定部に接続され、第１軸に沿って変位可能な可動体と、
前記可動体から延設されている可動電極部と、
前記可動電極部に対向して設けられている固定電極部と、
前記可動体の変位を規制するストッパー部と、を備え、
前記可動体には、前記第１軸に沿って突出する突出部が設けられ、
前記突出部の端部と前記ストッパー部の間の距離は、前記可動電極部と前記固定電極部の間の距離よりも狭いことを特徴とする機能素子。
【請求項２】
請求項１に記載の機能素子において、
前記固定部と前記ストッパー部とは一体に設けられていることを特徴とする機能素子。
【請求項３】
請求項１に記載の機能素子において、
前記固定部は、第１固定部と第２固定部とを含み、
前記ストッパー部の両側に前記第１固定部および前記第２固定部が配置され、
前記第１固定部と前記可動体とは第１梁部で接続され、前記第２固定部と前記可動体とは第２梁部で接続されていることを特徴とする機能素子。
【請求項４】
請求項３に記載の機能素子において、
前記突出部の少なくとも一部は、前記第１梁部と前記第２梁部の間に設けられていることを特徴とする機能素子。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の機能素子において、
前記可動体と前記ストッパー部は、同電位であることを特徴とする機能素子。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の機能素子において、
前記ストッパー部および前記突出部の少なくとも一方には、前記ストッパー部と前記突出部とが対向する面に突起が設けられていることを特徴とする機能素子。
【請求項７】
梁部で固定部に接続され、第１軸に沿って変位可能な可動体と、
前記可動体から延設されている可動電極部と、
前記可動電極部に対向して設けられている固定電極部と、
前記可動体の変位を規制するストッパー部と、を備え、
前記固定部は、前記ストッパー部の両側に設けられた第１固定部および第２固定部を含み、
前記梁部は、前記第１固定部と前記可動体とを接続している第１梁部と、前記第２固定部と前記可動体とを接続している第２梁部と、を含み、
前記ストッパー部は、前記可動体に向けて突出して設けられ、
前記ストッパー部と前記可動体との間の距離は、前記可動電極部と前記固定電極部との間の距離よりも狭いことを特徴とする機能素子。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載した機能素子が搭載されていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載した機能素子が搭載されていることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能素子、電子機器、および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、機能素子として使われる加速度等の物理量を検出する機能素子として、固定電極と、一定方向に変位可能な可動体と、固定電極に対して間隙をもって並んで設けられるとともに可動体に設けられた可動電極と、を有する構造の機能素子が知られている。
この様な機能素子は、可動体の変位に伴い、固定電極と可動体に設けられた可動電極との間隙が変化し、その間隙の変化によって、固定電極と可動電極との間に生じる静電容量の変化を検出することで、加速度等の物理量の変化を計測している。
例えば、特許文献１には、線対称に可動体と、可動体から延設されている梁部と、梁部が接続される固定部と、が設けられるとともに、可動体の変位を規制するストッパー部が多角形を構成する様に折り曲げられた梁部の内側で可動体と対向する面に設けられた構造の機能素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６０６５３４１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した機能素子は、可動体を平面視した場合に、可動体に生じる回転方向の変位を規制することが容易ではなかった。したがって、過度な加速度等が加えられることによって可動体に回転方向の変位が生じた場合に、固定電極と、可動体に設けられた可動電極と、が接触することで両電極間に生じる静電容量を喪失し、機能素子としての計測が停止する課題があった。また、固定電極と、可動電極と、が接触することで両電極の破損が生じる虞もあった。この問題は、機能素子に限らず同様の構成を有するＭＥＭＳ振動子においても生じ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述した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、以下の形態、又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］
本適用例に係る機能素子は、梁部で固定部に接続され、第１軸に沿って変位可能な可動体と、可動体から延設されている可動電極部と、可動電極部に対向して設けられている固定電極部と、可動体の変位を規制するストッパー部と、を備え、可動体には、第１軸に沿って突出する突出部が設けられ、突出部の端部とストッパー部の間の距離は、可動電極部と固定電極部の突出部間の距離よりも狭いことを特徴とする。
【０００７】
この様な機能素子によれば、可動体が第１軸に沿って変位した場合に、可動電極部と固定電極部とが接触する前に、可動体から突出する突出部と固定部とが接触することで、可動電極部と固定電極部との接触を抑制することができる。
よって、機能素子に加速度等の力が加えられ、可動体が過度に変位した際に、固定電極部と可動電極部との接触等によって、これら電極部間の貼り付と電極部の破損を抑制することができる。また、可動電極部と固定電極部との間に生じた静電容量の喪失を抑制し、継続して加速度等の物理量を計測することができる機能素子を得ることができる。
【０００８】
［適用例２］
上記適用例に係る機能素子において、固定部とストッパー部とは一体に設けられていることが好ましい。
【０００９】
この様な機能素子によれば、可動体が第１軸に沿って変位した場合に、可動電極部と固定電極部とが接触する前に、可動体から突出する突出部と固定部と一体に設けられたストッパー部とが接触することで、固定電極部と可動電極部との接触を抑制することができる。
よって、機能素子に加速度等の力が加えられ、可動体が過度に変位した際に、固定電極部と可動電極部との接触等によって、これら電極部の貼り付。および電極部の破損を抑制することができる。また、固定電極部と可動電極部との間に生じた静電容量の喪失を抑制し、継続して加速度等の物理量を計測することができる機能素子を得ることができる。
【００１０】
［適用例３］
上記適用例に係る機能素子において、固定部は、第１固定部と第２固定部とを含み、ストッパー部の両側に第１固定部および第２固定部が配置され、第１固定部と可動体とは第１梁部で接続され、第２固定部と可動体とは第２梁部で接続されていることが好ましい。
【００１１】
この様な機能素子によれば、第１固定部に接続された第１梁部と、第２固定部に接続された第２梁部とによって可動体を固定することで、第１軸と並行する可動体の面内回転方向の変位を抑制することができる。
【００１２】
［適用例４］
上記適用例に係る機能素子において、突出部の少なくとも一部は、第１梁部と第２梁部の間に設けられていることが好ましい。
【００１３】
この様な機能素子によれば、第１軸と並行する可動体の面内回転方向の変位が生じた際に、可動体から突出した突出部が第１梁部と第２梁部とに接触することで、係る面内回転方向の変位を抑制することができる。
【００１４】
［適用例５］
上記適用例に係る機能素子において、可動体とストッパー部は、同電位であることが好ましい。
【００１５】
この様な機能素子によれば、ストッパー部と可動体とは、同電位とすることで、可動体がストッパー部に接触した際に、固定電極部と、可動体に設けられた可動電極部と、の間の静電容量の変動を抑制することができる。したがって、可動体がストッパー部に接触した場合に、可動体と固定電極部との間における静電容量の変動が抑制される。よって、可動体とストッパー部とが接触しても加速度等の物理量の計測に与える影響が抑制された機能素子を得ることができる。
【００１６】
［適用例６］
上記適用例に係る機能素子において、ストッパー部および突出部の少なくとも一方には、ストッパー部と突出部とが対向する面に突起が設けられていることが好ましい。
【００１７】
この様な機能素子によれば、ストッパー部と可動部とが接触した際の接触面積と比べて、可動体に突起を設けた場合におけるストッパー部と可動部とが接触した際の接触面積を小さくすることができる。これにより、ストッパー部と可動部とが接触した際の衝撃を低減することができる。また、ストッパー部と可動部との貼り付を抑制する事ができる。したがって、ストッパー部と可動部とが接触した際の貼り付、および機能素子の破損を抑制することができる。
【００１８】
［適用例７］
本適用例に係る機能素子は、梁部で固定部に接続され、第１軸に沿って変位可能な可動体と、可動体から延設されている可動電極部と、可動電極部に対向して設けられている固定電極部と、可動体の変位を規制するストッパー部と、を備え、固定部は、ストッパー部の両側に設けられた第１固定部および第２固定部を含み、梁部は、第１固定部と可動体とを接続している第１梁部と、第２固定部と可動体とを接続している第２梁部と、を含み、ストッパー部は、可動体に向けて突出して設けられ、ストッパー部と可動体との間の距離は、可動電極部と固定電極部との間の距離よりも狭いことを特徴とする。
【００１９】
この様な機能素子によれば、可動体が第１軸に沿って変位した場合に、可動電極部と固定電極部とが接触する前に、可動体と可動体に向かって突出するストッパー部とが接触することで、固定電極部と可動電極部との接触を抑制することができる。
よって、機能素子に加速度等の力が加えられ、可動体が過度に変位した際に、固定電極部と可動電極部との接触等によって、これら電極部間の貼り付と電極部の破損を抑制することができる。また、固定電極部と可動電極部との間に生じた静電容量の喪失を抑制し、継続して加速度等の物理量を計測することができる機能素子を得ることができる。
【００２０】
［適用例８］
本適用例に係る電子機器は、上述したいずれかの機能素子を搭載していることを特徴とする。
【００２１】
この様な電子機器によれば、上述したいずれかの機能素子を搭載することで、電子機器に衝撃が与えられた場合でも、機能素子の破損を抑制し、継続して物理量を検出できるため、信頼度の高い電子機器を得ることができる。
【００２２】
［適用例９］
本適用例に係る移動体は、上述したいずれかの機能素子を搭載していることを特徴とする。
【００２３】
この様な移動体によれば、上述したいずれかの機能素子を搭載することで、移動体からの衝撃による機能素子の破損を抑制し、継続して物理量を検出できるため、信頼度の高い移動体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係る機能素子を模式的に示す平面図。
【図２】第１実施形態に係る機能素子の一部を拡大して示す拡大図。
【図３】第２実施形態に係る機能素子を模式的に示す平面図。
【図４】第２実施形態に係る機能素子の一部を拡大して示す拡大図。
【図５】第３実施形態に係る機能素子を模式的に示す平面図。
【図６】第４実施形態に係る機能素子の一部を拡大して示す拡大図。
【図７】第５実施形態に係る機能素子の一部を拡大して示す拡大図。
【図８】実施例に係る電子機器としてのパーソナルコンピューターを模式的に示す図。
【図９】実施例に係る電子機器としての携帯電話機を模式的に示す図。
【図１０】実施例に係る電子機器としてのデジタルスチールカメラを模式的に示す図。
【図１１】実施例に係る移動体としての自動車を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。
【００２６】
［第１実施形態］
第１実施形態に係る機能素子について、図１および図２を用いて説明する。
図１は、第１実施形態に係る機能素子の概略を示す平面図である。図２は、図１中の一点鎖線Ａ１で示す部分の拡大模式図である。説明の便宜のため、図１および図２では、蓋体の図示を省略している。また、図１および図２では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示し、Ｚ軸は、基板と素子部とが重なる厚み方向を示す軸である。
【００２７】
［機能素子１の構造］
図１および図２に示す本実施形態の機能素子１は、基板２と、当該基板２上に設けられた素子部３と、素子部３と電気的に接続された配線部４と、を備える。
【００２８】
機能素子１は、当該機能素子１に加えられた加速度等によって、素子部３を構成する可動部３３が可動することで、基板２上に設けられた固定電極部３８，３９と、可動部３３に設けられた可動電極部３６，３７と、の間の間隙ｄ１が変化する。この間隙ｄ１の変化によって、機能素子１に加えられた加速度等を計測するものである。
以下、機能素子１を構成する各部を順次詳細に説明する。
【００２９】
［基板２］
基板２は、素子部３を支持するために設けられている。基板２は、板状をなし、素子部３が設けられる主面２ａに空洞部２１が設けられている。この空洞部２１は、基板２を主面２ａに対して垂直方向から平面視したときに、後述する素子部３を構成する可動部３３、可動電極部３６，３７、および第１梁部３４、第２梁部３５を内包する様に設けられている。また、空洞部２１は、内底２１ａを備える。この様な空洞部２１は、素子部３を構成する可動部３３、可動電極部３６，３７、および第１梁部３４、第２梁部３５が基板２に接触することを抑制する空間、換言すると、逃げ部を構成する。これにより、可動部３３の変位を許容することができる。
なお、この空間は、空洞部２１（凹部）に代えて、基板２をその厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する開口部として設けても良い。また、本実施形態おいて、空洞部２１を主面２ａに対して垂直方向から平面視したときの形状は、矩形をなしているが、これに限定されるものではない。
【００３０】
また、基板２の主面２ａには、前述した空洞部２１の外側に、溝部２２，２３，２４が設けられている。この溝部２２，２３，２４は、主面２ａに対して垂直方向から平面視した場合に、配線部４に対応した形状をなしている。
【００３１】
この様な基板２を構成する材料としては、例えば、シリコン、ガラス等の材料を用いることが好ましい。例えば、素子部３がシリコンを主材料として構成されている場合、基板２は、ホウ珪酸ガラスを用いるとより好ましい。
なお、基板２の構成材料は、素子部３の構成材料との線膨張率の差が小さいことが好ましい。例えば、基板２にホウ珪酸ガラスを、素子部３にシリコンを用いることで、基板２および素子部３の線膨張率の差が少なくなり、熱膨張による歪みを抑制することができる。
【００３２】
［素子部３］
素子部３は、第１固定部３１、第２固定部３２、可動部３３、第１梁部３４，および第２梁部３５を含み構成されている。また、素子部３は、可動電極部３６，３７と、固定電極部３８，３９と、ストッパー部６０と、を含み構成されている。
このような素子部３において可動部３３は、例えば、加速度や角速度等の物理量の変化に応じて、第１梁部３４および第２梁部３５を弾性変形させながら、図１に示す矢印ａの方向、即ち、Ｘ軸方向（＋Ｘ軸方向、または−Ｘ軸方向）に変位することができる。
【００３３】
素子部３は、前述の変位に伴って、可動電極部３６と固定電極部３８との間の間隙ｄ１、および可動電極部３７と固定電極部３９との間の間隙ｄ１がそれぞれ変化する。素子部３は、前述の間隙ｄ１の変化に伴って、可動電極部３６と固定電極部３８との間、および可動電極部３７と固定電極部３９との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。
機能素子１は、これらの静電容量の変化に基づいて、加速度や角速度等の物理量を電気信号に変換することできる。
【００３４】
［第１固定部３１、第２固定部３２］
第１固定部３１および第２固定部３２は、それぞれ、前述した基板２の主面２ａ上に設けられている。
具体的には、第１固定部３１は、空洞部２１に対して−Ｘ軸方向側の主面２ａに設けられている。また、第２固定部３２は、空洞部２１に対して＋Ｘ軸方向側の主面２ａに設けられている。また、第１固定部３１および第２固定部３２は、主面２ａに対して垂直方向から平面視した場合に、それぞれ、空洞部２１の外周縁に沿うように設けられている。
第１固定部３１は、第１梁部３４が接続されている固定部３１１、および固定部３１２を有している。第２固定部３２は、第２梁部３５が接続されている固定部３２１、固定部３２２を有している。
【００３５】
［可動部３３、第１梁部３４、第２梁部３５］
図１に示す様に、可動部３３は、第１固定部３１と第２固定部３２との間に設けられている。機能素子１において可動部３３は、図１に示すＸ軸方向に延びる長手形状をなしている。なお、可動部３３の形状は、素子部３を構成する各部の形状、大きさ等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
【００３６】
この様な可動部３３は、第１梁部３４を介して第１固定部３１に連結されるとともに、第２梁部３５を介して第２固定部３２に連結されている。より具体的には、可動部３３は、−Ｘ軸方向側に突出する突出部３３Ｌと、梁部３４１を介して固定部３１１と連結されるとともに、梁部３４２を介して固定部３１２と連結されている。また、可動部３３の＋Ｘ軸方向側に突出する突出部３３Ｒと、梁部３５１を介して固定部３２１とが連結されるとともに、梁部３５２を介して固定部３２２と連結されている。
【００３７】
第１梁部３４は、梁部３４１、梁部３４２を含み構成されている。梁部３４１、梁部３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなしている。
第２梁部３５は、梁部３５１、梁部３５２を含み構成されている。梁部３５１、梁部３５２は、それぞれ、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状を成している。
本実施形態において第１梁部３４および第２梁部３５は、弾性変形を伴い、図１において矢印ａで示す第１軸が延伸する方向である＋Ｘ軸方向、および−Ｘ軸方向に可動部３３が変位（可動）し得る様に構成されている。
【００３８】
第１固定部３１は、固定部３１１、固定部３１２を含み構成され、可動部３３が変位する第１軸が延伸する方向である−Ｘ軸方向の主面２ａ上に設けられている。固定部３１１、固定部３１２は、それぞれ可動部３３から延設される梁部３４１、梁部３４２が接続されている。
第２固定部３２は、固定部３２１、固定部３２２を含み構成され、可動部３３が変位する第１軸が延伸する方向である＋Ｘ軸方向の主面２ａ上に設けられている。固定部３２１、固定部３２２は、それぞれ可動部３３から延設される梁部３５１、梁部３５２が接続されている。
第１固定部３１および第２固定部３２に、第１梁部３４および第２梁部３５が接続されることで、可動部３３を基板２に連結（固定）することができる。
【００３９】
［可動電極部３６，３７］
可動電極部３６は、可動部３３の変位する第１の方向であるＸ軸方向と直交する第２の方向である＋Ｙ軸方向に向かって可動部３３から延設されている。可動電極部３６は、可動部３３から＋Ｙ軸方向に突出し、櫛歯状をなす様に並んで複数設けられている。
また、可動電極部３７は、可動電極部３６が設けられた＋Ｙ軸方向の反対側となる−Ｙ軸方向に向かって可動部３３から延設されている。可動電極部３７は、可動部３３から−Ｙ軸方向に突出し、櫛歯状をなす様に並んで複数設けられている。
【００４０】
このように可動電極部３６、および可動電極部３７は、それぞれ、可動部３３が変位する第１の方向であるＸ軸方向（図１において示す矢印ａの方向）に並んで設けられている。換言すると、複数の可動電極部３６，３７は、可動部３３変位する方向となるＸ軸方向に沿って並んで、かつ、変位する方向と交差するＹ軸方向の両側に延伸する様に設けられている。
これにより、可動部３３の変位に応じて後述する固定電極部３８，３９と、可動電極部３６，３７との間に生じる静電容量を変化させることができる。
【００４１】
［固定電極部３８，３９］
固定電極部３８は、前述した可動電極部３６に対して噛み合う櫛歯状をなすように設けられている。
固定電極部３８は、第１固定電極としての固定電極３８１と、第２固定電極としての固定電極３８２と、を含み構成されている。固定電極３８１，３８２は、それぞれ可動電極部３６と間隙ｄ１を有し、設けられている。なお、固定電極部３８と記す場合は、固定電極３８１，３８２を含むものとして説明する。
【００４２】
固定電極部３９は、前述した固定電極部３８と同様に、可動電極部３７に対して噛み合う櫛歯状をなすように設けられている。固定電極部３９は、第３固定電極部としての固定電極３９１と、第４固定電極としての固定電極３９２と、を含み構成されている。固定電極３９１，３９２は、それぞれ可動電極部３７と間隙ｄ１を有し、設けられている。なお、固定電極部３９と記す場合は、固定電極３９１，３９２を含むものとして説明する。
【００４３】
固定電極部３８（固定電極３８１，３８２）は、可動部３３を中心に＋Ｙ軸方向側に設けられている。固定電極部３８は、＋Ｙ軸方向の一端が主面２ａに設けられた配線部４に接続され、その接続された一端を固定端とし、固定端とは反対側の一端を自由端として−Ｙ軸方向に延設されている。
固定電極部３９（固定電極３９１，３９２）は、可動部３３を中心に−Ｙ軸方向側に設けられている。固定電極部３９は、−Ｙ軸方向の一端が主面２ａに設けられた配線部４に接続され、その接続された一端を固定端とし、固定端とは反対側の一端を自由端として＋Ｙ軸方向に延設されている。
【００４４】
［ストッパー部６０］
本実施形態の機能素子１には、可動部３３の変位を規制するストッパー部６０が設けられている。
ストッパー部６０は、可動部３３から延設されている突出部３３Ｌ、突出部３３Ｒに対向して主面２ａ上にそれぞれ設けられている。具体的には、可動部３３が変位する第１軸が延伸する方向で−Ｘ軸方向における可動部３３の突出部３３Ｌに対向して、ストッパー部６０Ｌが設けられている。また、可動部３３が変位する第１軸が延伸する方向で＋Ｘ軸方向における可動部３３の突出部３３Ｒに対向して、ストッパー部６０Ｒが設けられている。
【００４５】
ここで、可動部３３およびストッパー部６０の配置等について詳述する。
ストッパー部６０は、可動部３３が過度に変位した場合に、並んで配設されている可動電極部３６と固定電極部３８、および可動電極部３７と固定電極部３９が相互に接触することによる破損を抑制するために設けられている。また、ストッパー部６０は、可動電極部３６と固定電極部３８、および可動電極部３７と固定電極部３９が相互に接触することで生じる貼り付き（スティッキング）や、ショート（短絡）を抑制するために設けられている。
【００４６】
可動部３３には、図１に示す様に梁部３４１と梁部３４２との間、かつ第１軸が延伸する方向（−Ｘ軸方向）に設けられているストッパー部６０Ｌへ向かって突出部３３Ｌが延設されている。延設された突出部３３Ｌは、その突出部３３Ｌとストッパー部６０Ｌとの間に間隙ｄ２を有し、設けられている。
また、可動部３３には、図１に示す様に梁部３５１と梁部３５２との間、かつ第１軸が延伸する方向（＋Ｘ軸方向）に設けられているストッパー部６０Ｒへ向かって突出部３３Ｒが延設されている。延設された突出部３３Ｒは、その突出部３３Ｒとストッパー部６０Ｒとの間に間隙ｄ２を有し、設けられている。
【００４７】
第１実施形態における機能素子１は、可動部３３が過度に変位した場合に、固定電極部３８，３９と、可動電極部３６，３７と、が接触する前に、ストッパー部６０と、可動部３３と、を当接させることが求められる。よって、機能素子１は、可動電極部３６，３７と、固定電極部３８，３９との間隙ｄ１と比して、可動部３３（突出部３３Ｌ、突出部３３Ｒ）とストッパー部６０との間隙ｄ２が狭くなる様に可動部３３が設けられている。即ち、間隙ｄ１および間隙ｄ２の広さの関係が、間隙ｄ１＞間隙ｄ２となる様にストッパー部６０に向かって可動部３３（突出部３３Ｌ、突出部３３Ｒ）が延設されている。
【００４８】
また、機能素子１は、図１に示す点Ｐを中心とする回転方向に可動部３３が変位した場合に、突出部３３Ｌが第１梁部３４（梁部３４１、梁部３４２）と接触することで可動部３３に生じる回転方向の変位を規制することができる。また、突出部３３Ｒが第２梁部３５（梁部３５１、梁部３５２）と接触することで可動部３３に生じる回転方向の変位を規制することができる。
【００４９】
また、機能素子１において可動部３３は、第１梁部３４（梁部３４１、梁部３４２）と、第２梁部３５（梁部３５１、梁部３５２）と、が間隔をおいて第１、第２固定部３１，３２に連結されることで固定されている。したがって、図１に示す点Ｐを中心とする回転方向に可動部３３が変位することを抑制することができる。
【００５０】
これにより機能素子１は、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７とが接触する前に、可動部３３とストッパー部６０とが接触することで可動部３３の過度な変位を抑制することができる。また、可動部３３が面内回転方向に変位した場合に、突出部３３Ｌおよび突出部３３Ｒと、第１梁部３４および第２梁部３５と、が接触することで係る回転方向の変位を規制することができる。また、可動部３３は、突出部３３Ｌから延設されている梁部３４１および梁部３４２、突出部３３Ｒから延設されている梁部３５１および梁部３５２が有する付勢力によって、可動部３３に生じる回転方向の変位を抑制することができる。
【００５１】
ところで、ストッパー部６０は、可動部３３と同電位（等しい電位）とされていることが好ましい。
ストッパー部６０は、可動部３３と等しい電位とされていることで、可動部３３と接触した場合に、静電力が働かず、貼り付を抑制することができる。また、可動部３３と等しい電位とされていることで、可動電極部３６，３７と固定電極部３８，３９との間に生じた静電容量の変動や地絡による喪失を抑制することができる。
そこで、ストッパー部６０は、図示を省略する配線によって第１固定部３１と第１梁部３４、および第２固定部３２と第２梁部３５を介して可動部３３と電気的に接続されている。
【００５２】
この様な素子部３を構成する材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されなく用いることができる。例えば、素子部３を構成する材料としてシリコン基板を用いることが好適である。シリコン基板を用いることで一般的な半導体装置製造技術を用いることで、第１固定部３１および第２固定部３２と、可動部３３と、第１梁部３４および第２梁部３５と、可動電極部３６，３７と、固定電極部３８，３９と、ストッパー部６０と、を一体として形成することができる。
【００５３】
［配線部４］
配線部４は、基板２の主面２ａ上に設けられている。配線部４は、配線４１，４２，４３と、電極４４，４５，４６とで構成されている。
【００５４】
配線４１は、空洞部２１と基板２の外周縁との間の主面２ａ上に、空洞部２１の外周に沿うように設けられている。配線４１の一端は、電極４４に接続されている。また、電極４４に接続された一端とは異なる配線４１の他端は、複数の固定電極部３８，３９のうち、第１固定電極としての固定電極３８１、および第３固定電極としての固定電極３９１に電気的に接続されている。
【００５５】
配線４２は、空洞部２１と基板２の外周縁との間の主面２ａ上に、配線４１に沿うように設けられている。配線４２の一端は、電極４５に接続されている。
また、電極４５に接続された一端とは異なる配線４２の他端は、複数の固定電極部３８，３９のうち、第２固定電極としての固定電極３８２、および第４固定電極としての固定電極３９２に電気的に接続されている。
【００５６】
配線４３は、第１固定部３１（固定部３１１、固定部３１２）に接続され、第１固定部３１に接続された一端と異なる配線４３の他端に電極４６が接続されている。
【００５７】
また、配線４１は、主面２ａに設けられた溝部２２（凹部）内に設けられている。また、配線４２は、主面２ａに設けられた溝部２３（凹部）内に設けられている。また、配線４３は、主面２ａに設けられた溝部２４（凹部）内に設けられている。
【００５８】
このような配線４１から配線４３を構成する材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されることはない。例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、又はこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの一種、又は複数を組み合わせて用いることができる。
また、電極４４から電極４６を構成する材料としては、前述した配線４１から配線４３と同様に、導電性を有するものであれば、特に限定されることはない。
【００５９】
このような配線４１および電極４４と、配線４３および電極４６と、によって、配線４１を介して第１固定電極（固定電極３８１）と可動電極部３６との間の静電容量、および第３固定電極（固定電極３９１）と可動電極部３７との間の静電容量、の変化を出力することができる。
また、このような配線４２および電極４５と、配線４３および電極４６とにより、配線４２を介して第２固定電極（固定電極３８２）と可動電極部３６との間の静電容量、および第４固定電極（固定電極３９２）と可動電極部３７との間の静電容量の変化を出力することができる。
【００６０】
［蓋体］
蓋体（不図示）は、前述した素子部３を保護するために設けられている。
蓋体は、板状をなし、その一方の面（下面）にキャビティ（不図示）が設けられている。このキャビティは、可動部３３の変位を許容するように形成されている。
【００６１】
そして、蓋体の下面のキャビティよりも外側の部分は、前述した主面２ａ（基板２）に接続されている。
蓋体と基板２との接続方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤を用いた接続方法、陽極接合（接続）法等を用いることができる。
また、蓋体を構成する材料としては、接続方法に適した材料であれば特に限定されないが、例えば、接着材による接続の場合にはシリコン材料、陽極接合法による接続の場合にはガラス材料等を用いることができる。
【００６２】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
このような機能素子１によれば、可動部３３が第１軸の延伸する方向に変位した場合に、可動電極部３６，３７と固定電極部３８，３９とが接触する前に、可動部３３とストッパー部６０とが接触することで、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７の接触を抑制することができる。また、可動部３３に対して垂直方向からの平面視おける点Ｐを中心とする回転方向への変位が可動部３３に生じた場合に、突出部３３Ｌおよび突出部３３Ｒが第１梁部３４および第２梁部３５と接触することでその変位を規制することができる。
よって、機能素子１に加速度等の力が加えられ、可動部３３が過度に変位した際に、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７との接触等によって、これら電極部の貼り付および破損を抑制することができる。また、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７との間に生じた静電容量の喪失を抑制し、継続して加速度等の物理量の計測をすることができる機能素子１を得られる。
【００６３】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る機能素子について、図３および図４を用いて説明する。
図３は、第２実施形態に係る機能素子の概略を示す平面図である。図４は、図３中の一点鎖線Ａ２で示す部分の拡大模式図である。説明の便宜のため、図３および図４では、蓋体の図示を省略している。また、図３および図４では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示し、Ｚ軸は、基板と素子部とが重なる厚み方向を示す軸である。
【００６４】
第２実施形態に係る機能素子１ａは、第１実施形態で説明した機能素子１と比して、可動部３３に向かってストッパー部６０が延設されている点が異なる。
その他の構成等は、第１実施形態で上述した機能素子１と略同じであるため、同様の構成には同じ符号および符番を付して説明を一部省略して機能素子１ａについて説明する。
【００６５】
［機能素子１ａの構造］
図３および図４に示す本実施形態の機能素子１ａは、第１実施形態で上述した機能素子１と同様に、基板２と、当該基板２上に設けられた素子部３と、素子部３と電気的に接続された配線部４と、を備える。
【００６６】
機能素子１ａは、当該機能素子１ａに加えられた加速度等によって、素子部３を構成する可動部３３が可動することで、基板２上に設けられた固定電極部３８，３９と、可動部３３に設けられた可動電極部３６，３７と、の間の間隙ｄ１が変化する。この間隙ｄ１の変化によって、機能素子１ａに加えられた加速度等を計測するものである。
【００６７】
［可動部３３］
機能素子１ａにおいて可動部３３は、当該可動部３３が変位する第１軸が延伸する方向であるＸ軸方向に延設されている。可動部３３は、第１軸の延伸する方向である−Ｘ軸方向の突出部３３Ｌに第１梁部３４が接続されている。また、可動部３３は、第１軸の延伸する方向である＋Ｘ軸方向の突出部３３Ｒに第２梁部３５が接続されている。
【００６８】
この様な可動部３３は、第１梁部３４を介して第１固定部３１に連結されるとともに、第２梁部３５を介して第２固定部３２に連結されている。より具体的には、可動部３３の−Ｘ軸方向側の端部３３ＴＬと、梁部３４１を介して固定部３１１と連結されるとともに、梁部３４２を介して固定部３１２と連結されている。また、可動部３３の＋Ｘ軸方向側の端部３３ＴＲと、梁部３５１を介して固定部３２１と接続されるとともに、梁部３５２を介して固定部３２２と接続されている。
【００６９】
［ストッパー部６０］
本実施形態の機能素子１ａには、可動部３３の変位を規制するストッパー部６０が設けられている。また、ストッパー部６０から可動部３３に向かって突出部６２が延設されている。
ストッパー部６０は、可動部３３の端部３３ＴＬ，３３ＴＲに対向して主面２ａ上に設けられている。具体的には、可動部３３が変位する第１軸が延伸する方向で−Ｘ軸方向における可動部３３の端部３３ＴＬに対向してストッパー部６０Ｌおよび突出部６２Ｌが設けられている。ストッパー部６０Ｌから延設されている突出部６２Ｌは、可動部３３の端部３３ＴＬに向かって、梁部３４１と梁部３４２との間に延設されている。また、可動部３３が変位する第１軸が延伸する方向で＋Ｘ軸方向における可動部３３の端部３３ＴＲに対向してストッパー部６０Ｒおよび突出部６２Ｒが設けられている。ストッパー部６０Ｒから延設されている突出部６２Ｒは、可動部３３の端部３３ＴＲに向かって、梁部３５１と梁部３５２との間に延設されている。
【００７０】
ここで、可動部３３およびストッパー部６０の配置等について詳述する。
ストッパー部６０は、機能素子１と同様に、可動部３３が過度に変位した場合に、並んで配設されている可動電極部３６と固定電極部３８、および可動電極部３７と固定電極部３９が相互に接触することによる破損を抑制するために設けられている。
また、ストッパー部６０は、可動電極部３６と固定電極部３８、及び可動電極部３７と固定電極部３９が相互に接触することで生じる貼り付き（スティッキング）や、ショート（短絡）を抑制するために設けられている。
【００７１】
第２実施形態における機能素子１ａは、可動部３３に過度な変位が加えられた場合に、固定電極部３８，３９と、可動電極部３６，３７と、が接触する前に、ストッパー部６０と、可動部３３と、を当接させることが求められる。
よって、可動電極部３６，３７と、固定電極部３８，３９との間隙ｄ１と比して、可動部３３（端部３３ＴＬ，３３ＴＲ）とストッパー部６０（突出部６２Ｌ，６２Ｒ）との間隙ｄ３が狭くなる様にストッパー部６０が設けられている。即ち、間隙ｄ１および間隙ｄ３の広さの関係が、間隙ｄ１＞間隙ｄ３となる様に可動部３３に向かってストッパー部６０（突出部６２）が延設されている。
また、機能素子１ａは、例えば図３に示す点Ｐを中心とする回転方向に可動部３３が変位した場合に、ストッパー部６０Ｌ（突出部６２Ｌ）が第１梁部３４（梁部３４１、梁部３４２）と接触することで可動部３３に生じる回転方向の変位を規制することができる。また、ストッパー部６０Ｒ（突出部６２Ｒ）が第２梁部３５（梁部３５１、梁部３５２）と接触することで可動部３３に生じる回転方向の変位を規制することができる。
【００７２】
これにより機能素子１ａは、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７とが接触する前に、可動部３３とストッパー部６０とが接触することで、可動部３３の過度な変位を抑制することができる。また、可動部３３が回転方向に変位した場合に、ストッパー部６０Ｌ，６０Ｒ（突出部６２Ｌ，６２Ｒ）と、第１梁部３４および第２梁部３５と、が接触することで回転方向の変位を規制することができる。また、可動部３３は、端部３３ＴＬから延設されている梁部３４１および梁部３４２、端部３３ＴＲから延設されている梁部３５１および梁部３５２が有する付勢力によって、可動部３３に生じる回転方向の変位を規制することができる。
【００７３】
機能素子１ａにおいて、その他の構成は、第１実施形態で上述した機能素子１と同様のため、説明を省略する。
【００７４】
上述した第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
このような機能素子１ａによれば、可動部３３が第１の方向に変位した場合に、可動電極部３６，３７と固定電極部３８，３９とが接触する前に、可動部３３とストッパー部６０とが接触することで、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７の接触を抑制することができる。また、可動部３３に対して垂直方向からの平面視おける点Ｐを中心とする回転方向への変位が可動部３３に生じた場合に、ストッパー部６０が第１梁部３４および第２梁部３５と接触することでその変位を規制することができる。
よって、機能素子１ａに加速度等の力が加えられ、可動部３３が過度に変位した際に、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７との接触等によって、これら電極部の貼り付および破損を抑制することができる。また、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７との間に生じた静電容量の喪失を抑制し、継続して加速度等の物理量の計測をすることができる機能素子１ａを得られる。
【００７５】
［第３実施形態］
第３実施形態に係る機能素子について、図５を用いて説明する。
図５は、第３実施形態に係る機能素子の概略を示す平面図である。図５において説明の便宜のため蓋体の図示を省略している。また、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示し、Ｚ軸は、基板と素子部とが重なる厚み方向を示す軸である。
【００７６】
第３実施形態に係る機能素子１ｂは、第１実施形態で説明した機能素子１と比して、固定部１３１，１３２と、ストッパー部１６０が一体として設けられている点が異なる。
その他の構成等は、第１実施形態で上述した機能素子１と略同じであるため、同様の構成には同じ符号および符番を付して説明を一部省略して機能素子１ｂについて説明する。
【００７７】
［機能素子１ｂの構造］
図５に示す本実施形態の機能素子１ｂは、第１実施形態で上述した機能素子１と同様に、基板２と、当該基板２上に設けられた素子部３と、素子部３と電気的に接続された配線部４と、を備える。
【００７８】
機能素子１ｂは、当該機能素子１ｂに加えられた加速度等によって、素子部３を構成する可動部３３が可動することで、基板２上に設けられた固定電極部３８，３９と、可動部３３に設けられた可動電極部３６，３７と、の間の間隙ｄ１が変化する。この間隙ｄ１の変化によって、機能素子１ｂに加えられた加速度等を計測するものである。
【００７９】
［可動部３３］
機能素子１ｂにおいて可動部３３は、当該可動部３３が変位する第１軸が延伸する方向であるＸ軸方向に延設されている。可動部３３は、第１軸が延伸する方向で−Ｘ軸方向に設けられている突出部３３Ｌに第１梁部３４が接続されている。また、可動部３３は、第１軸が延伸する方向で＋Ｘ軸方向に設けられている突出部３３Ｒに第２梁部３５が接続されている。
【００８０】
突出部３３Ｌ（可動部３３）は、第１梁部３４の一端と接続され、第１梁部３４の他端が固定部１３１に接続されている。また、突出部３３Ｒ（可動部３３）は、第２梁部３５の一端と接続され、第２梁部３５の他端が固定部１３２に接続されている。これにより、可動部３３は基板２に固定されている。
より具体的には、可動部３３は、−Ｘ軸方向側に突出する突出部３３Ｌを介して固定部１３１に連結されている。また、可動部３３は、＋Ｘ軸方向側に突出する突出部３３Ｒを介して固定部１３２に連結されている。
【００８１】
［固定部１３２，１３２、ストッパー部１６０］
図５に示す様に固定部１３１は、ストッパー部１６０Ｌと一体として設けられている。また、固定部１３２は、ストッパー部１６０Ｒと一体として設けられている。
固定部１３１は、可動部３３が変位する第１軸が延伸する方向の一方向である−Ｘ軸方向の主面２ａ上に設けられている。固定部１３１には、突出部３３Ｌから延設されている梁部３４１，３４２が接続されている。固定部１３２は、可動部３３が変位する第１軸が延伸する方向の一方向である＋Ｘ軸方向の主面２ａ上に設けられている。固定部１３２には、突出部３３Ｒから延設されている梁部３５１，３５２が接続されている。
固定部１３１，１３２のそれぞれに第１梁部３４、第２梁部３５が接続されることで、可動部３３を基板２に固定することができる。
【００８２】
ここで、可動部３３およびストッパー部１６０の配置等について詳述する。
ストッパー部１６０は、可動部３３が過度に変位した場合に、並んで配設されている可動電極部３６と固定電極部３８、および可動電極部３７と固定電極部３９が相互に接触することによる破損を抑制するために設けられている。また、ストッパー部１６０は、可動電極部３６と固定電極部３８、および可動電極部３７と固定電極部３９が相互に接触することで生じる貼り付き（スティッキング）や、ショート（短絡）を抑制するために設けられている。
【００８３】
可動部３３は、図５に示す様に第１梁部３４１と第１梁部３４２との間、かつ第１軸が延伸する方向（−Ｘ軸方向）に設けられているストッパー部１６０Ｌへ向かって突出部３３Ｌが延設されている。可動部３３は、延設された突出部３３Ｌとストッパー部１６０Ｌとの間に間隙ｄ２を有し、設けられている。また、可動部３３は、図５に示す様に梁部３５１と梁部３５２との間、かつ第１軸が延伸する方向（＋Ｘ軸方向）に設けられているストッパー部１６０Ｒへ向かって突出部３３Ｒが延設されている。可動部３３は、延設された突出部３３Ｒとストッパー部１６０Ｒとの間に間隙ｄ２を有し、設けられている。
【００８４】
第３実施形態における機能素子１ｂは、可動部３３に過度な変位が加えられた場合に、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７とが接触する前に、ストッパー部１６０と可動部３３とを当接させることが求められる。
よって、可動電極部３６，３７と固定電極部３８，３９との間隙ｄ１と比して、可動部３３（突出部３３Ｌ，３３Ｒ）とストッパー部１６０との間隙ｄ２が狭くなる様に可動部３３が設けられている。即ち、間隙ｄ１および間隙ｄ２の広さの関係が、間隙ｄ１＞間隙ｄ２となる様にストッパー部１６０に向かって可動部３３（突出部３３Ｌ，３３Ｒ）が延設されている。
【００８５】
これにより機能素子１ｂは、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７とが接触する前に可動部３３と、ストッパー部１６０と、が接触し、可動部３３の過度な変位を規制することができる。また、可動部３３が点Ｐを中心とする回転方向に変位した場合に、突出部３３Ｌ，３３Ｒと、第１梁部３４および第２梁部３５と、が接触することで回転方向の変位を規制することができる。
機能素子１ｂにおいて、その他の構成は、第１実施形態で上述した機能素子１と同様のため、説明を省略する。
【００８６】
上述した第３実施形態によれば、以下の効果が得られる。
このような機能素子１ｂによれば、可動部３３が第１の方向に変位した場合に、可動電極部３６，３７と固定電極部３８，３９とが接触する前に、可動部３３とストッパー部１６０とが接触することで、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７の接触を抑制することができる。また、可動部３３に対して垂直方向からの平面視おける点Ｐを中心とする回転方向への変位が可動部３３に生じた場合に、可動部３３の突出部３３Ｌ，３３Ｒが第１梁部３４、第２梁部３５と接触することでその変位を規制することができる。
よって、機能素子１ｂに加速度等の力が加えられ、可動部３３が過度に変位した際に、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７との接触等によって、これら電極部の貼り付および破損を抑制することができる。また、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７との間に生じた静電容量の喪失を抑制し、継続して加速度等の物理量の計測をすることができる機能素子１ｂを得られる。
【００８７】
［第４実施形態］
第４実施形態に係る機能素子について、図６を用いて説明する。
図６は、第４実施形態に係る機能素子の一部分を拡大して示す模式図で、第１実施形態で上述した機能素子１を示す図１中の一点鎖線Ａ１の部分に相当するものである。図６は、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示し、Ｚ軸は、基板と素子部とが重なる厚み方向を示す軸である。
【００８８】
第４実施形態に係る機能素子１ｃは、第１実施形態で説明した機能素子１と比して、可動部３３の突出部３３Ｌ，３３Ｒに突起部２００が設けられている点が異なる。
その他の構成等は、第１実施形態で上述した機能素子１と略同じであるため、同様の構成には同じ符号および符番を付して説明を一部省略して機能素子１ｃについて説明する。
【００８９】
［機能素子１ｃの構造］
図６に示す本実施形態の機能素子１ｃは、第１実施形態で上述した機能素子１と同様に、基板２と、当該基板２上に設けられた素子部３と、素子部３と電気的に接続された配線部４と、を備える。
【００９０】
機能素子１ｃは、当該機能素子１ｃに加えられた加速度等によって、素子部３を構成する可動部３３が可動することで、基板２上に設けられた固定電極部３８，３９と、可動部３３に設けられた可動電極部３６，３７と、の間の間隙ｄ１が変化する。この間隙ｄ１の変化によって、機能素子１ｂに加えられた加速度等を計測するものである。
【００９１】
［可動部３３］
機能素子１ｃにおいて可動部３３は、当該可動部３３が変位する第１の方向でＸ軸方向に延設されている。可動部３３は、第１軸が延伸する方向で−Ｘ軸方向に設けられている突出部３３Ｌに第１梁部３４が接続されている。また、可動部３３は、第１軸が延伸する方向で＋Ｘ軸方向に設けられている突出部３３Ｒに第２梁部３５が接続されている。
また、可動部３３の突出部３３Ｌには、突起部２００が設けられている。可動部３３には、ストッパー部６０Ｌと対向する突出部３３Ｌの端面３４Ｌに突起部２１０が設けられ、端面３４Ｌと交差する方向における突出部３３Ｌの端面３５Ｌに突起部２２０が設けられている。
また図示を省略するが、突出部３３Ｌとは反対方向の突出部３３Ｒにも同様に突起部２００が設けられている。
【００９２】
［ストッパー部６０］
本実施形態の機能素子１ｃには、機能素子１と同様に可動部３３の変位を規制するストッパー部６０が設けられている。
ストッパー部６０は、可動部３３の突出部３３Ｌ，３３Ｒに対向して主面２ａ上に設けられている。
【００９３】
ここで、可動部３３およびストッパー部６０の配置等について詳述する。
ストッパー部６０は、可動部３３が過度に変位した場合に、並んで配設されている可動電極部３６と固定電極部３８、および可動電極部３７と固定電極部３９が相互に接触することによる破損を抑制するために設けられている。また、ストッパー部６０は、可動電極部３６と固定電極部３８、及び可動電極部３７と固定電極部３９が相互に接触することで生じる貼り付き（スティッキング）や、ショート（短絡）を抑制するために設けられている。
【００９４】
可動部３３は、図６にその一部を拡大し示す様に、梁部３４１と梁部３４２との間、かつ第１軸が延伸する方向（−Ｘ軸方向）に設けられているストッパー部６０Ｌへ向かって突出部３３Ｌが延設されている。可動部３３は、延設された突出部３３Ｌの端面３４Ｌに設けられた突起部２１０と、ストッパー部６０Ｌと、の間に間隙ｄ２１を有し、設けられている。また、可動部３３は、梁部３５１と梁部３５２との間、かつ第１軸が延伸する方向（＋Ｘ軸方向）に設けられているストッパー部６０Ｒ（不図示）へ向かって突出部３３Ｒ（不図示）が延設されている。可動部３３は、延設された突出部３３Ｒの端面３４Ｒ（不図示）に設けられた突起部２１０と、ストッパー部６０Ｒと、の間に間隙ｄ２１を有し、設けられている。
【００９５】
第４実施形態における機能素子１ｃは、可動部３３に過度な変位が加えられた場合に、固定電極部３８，３９と、可動電極部３６，３７と、が接触する前に、ストッパー部６０と、可動部３３に設けられた突起部２００と、を当接させることが求められる。
よって、可動電極部３６，３７と、固定電極部３８，３９との間隙ｄ１と比して、可動部３３に設けられた突起部２００とストッパー部６０との間隙ｄ２１が狭くなる様に可動部３３が設けられている。即ち、間隙ｄ１および間隙ｄ２１の広さの関係が、間隙ｄ１＞間隙ｄ２１となる様に可動部３３（突出部３３Ｌ、突出部３３Ｒ）に突起部２００が設けられている。
【００９６】
これにより機能素子１ｃは、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７とが接触する前に可動部３３に設けられた突起部２１０と、ストッパー部６０と、が接触し、可動部３３の過度な変位を抑制することができる。
また、第１軸の延伸する方向と交差する第２の方向に可動部３３が変位した場合において、可動部３３の端面３５Ｌ，３５Ｒに突起部２２０が設けられていることから、第１梁部３４および第２梁部３５と、を点接触させることができる。したがって、可動部３３と第１梁部３４、第２梁部３５との接触による貼り付および破損を抑制することができる。
【００９７】
機能素子１ｃにおいて、その他の構成は、第１実施形態で上述した機能素子１と同様のため、説明を省略する。
【００９８】
上述した第４実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な機能素子１ｃによれば、上述した機能素子１，１ａ，１ｂと比べて、ストッパー部６０と可動部３３とが接触した際の接触面積を小さくすることができる。
また、第１梁部３４、第２梁部３５と対向する突出部３３Ｌ，３３Ｒの端面３５Ｌ，３５Ｒに突起部２２０が設けられていることで、第１梁部３４、第２梁部３５と突出部３３Ｌ，３３Ｒとの接触面積を小さくすることができる。したがって、可動部３３とストッパー部６０、もしくは可動部３３と第１梁部３４、第２梁部３５が接触した際の貼り付を抑制することができる。また、可動部３３とストッパー部６０、もしくは可動部３３と第１梁部３４、第２梁部３５が接触した際の衝撃を低減することができる。よって、可動部３３とストッパー部６０、もしくは可動部３３と第１梁部３４、第２梁部３５が接触した際の機能素子１ｃの破損を抑制することができる。
【００９９】
［第５実施形態］
第５実施形態に係る機能素子について、図７を用いて説明する。
図７は、第５実施形態に係る機能素子の一部分を拡大して示す模式図で、第２実施形態で上述した機能素子１ａを示す図３中の一点鎖線Ａ２の部分に相当するものである。図７は、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示し、Ｚ軸は、基板と素子部とが重なる厚み方向を示す軸である。
【０１００】
第５実施形態に係る機能素子１ｄは、第２実施形態で説明した機能素子１ａと比して、ストッパー部６０に突起部２００が設けられている点が異なる。
その他の構成等は、第２実施形態で上述した機能素子１ａと略同じであるため、同様の構成には同じ符号および符番を付して説明を一部省略して機能素子１ｄについて説明する。
【０１０１】
［機能素子１ｄの構造］
図７に示す本実施形態の機能素子１ｄは、第１実施形態で上述した機能素子１と同様に、基板２と、当該基板２上に設けられた素子部３と、素子部３と電気的に接続された配線部４と、を備える。
【０１０２】
機能素子１ｄは、当該機能素子１ｄに加えられた加速度等によって、素子部３を構成する可動部３３が可動することで、基板２上に設けられた固定電極部３８，３９と、可動部３３に設けられた可動電極部３６，３７と、の間の間隙ｄ１が変化する。この間隙ｄ１の変化によって、機能素子１ｄに加えられた加速度等を計測するものである。
【０１０３】
［可動部３３］
機能素子１ｄにおいて可動部３３は、当該可動部３３が変位する第１の方向でＸ軸方向に延設されている。可動部３３は、第１の方向で−Ｘ軸方向の突出部３３Ｌに第１梁部３４が接続されている。また、可動部３３は、第１の方向で＋Ｘ軸方向の突出部３３Ｒ（不図示）に第２梁部３５が接続されている。
【０１０４】
［ストッパー部６０］
本実施形態の機能素子１ｄには、機能素子１ａと同様に可動部３３の変位を規制するストッパー部６０が設けられている。また、ストッパー部６０から可動部３３に向かって突出部６２が延設されている。
ストッパー部６０は、可動部３３の端部３３ＴＬに対向して主面２ａ上に設けられているストッパー部６０Ｌと、可動部３３の端部３３ＴＲ（不図示）に対向して主面２ａ上に設けられているストッパー部６０Ｒ（不図示）とを備えている。図７に示す様に、−Ｘ軸方向における可動部３３の端部３３ＴＲに対向してストッパー部６０Ｌおよびストッパー部６０Ｌから突出部６２Ｌが延設されている。ストッパー部６０Ｌおよび突出部６２Ｌ同様に、＋Ｘ軸方向における可動部３３の端部３３ＴＲに対向してストッパー部６０Ｒおよびストッパー部６０Ｒから突出部６２Ｒが延設されている。
【０１０５】
突出部６２Ｌ（ストッパー部６０Ｌ）および突出部６２Ｒ（ストッパー部６０Ｒ）（不図示）には、突起部２００が設けられている。突出部６２Ｌには、可動部３３と対向する端面６３Ｌに突起部２１０が設けられ、端面６３Ｌと交差する方向における突出部６２Ｌの端面６４Ｌに突起部２２０が設けられている。
また、突出部６２Ｌ（ストッパー部６０Ｌ）とは反対方向の突出部６２Ｒ（ストッパー部６０Ｒ）（不図示）にも同様に可動部３３と対向する端面６３Ｒ（不図示）に突起部２１０（不図示）が設けられ、端面６３Ｒと交差する方向におけるストッパー部６０Ｒの端面６４Ｒ（不図示）に突起部２２０（不図示）が設けられている。
【０１０６】
ここで、可動部３３およびストッパー部６０の配置等について詳述する。
ストッパー部６０は、可動部３３が過度に変位した場合に、並んで配設されている可動電極部３６と固定電極部３８、および可動電極部３７と固定電極部３９が相互に接触することによる破損を抑制するために設けられている。また、ストッパー部６０は、可動電極部３６と固定電極部３８、及び可動電極部３７と固定電極部３９が相互に接触することで生じる貼り付き（スティッキング）や、ショート（短絡）を抑制するために設けられている。
【０１０７】
ストッパー部６０Ｌは、図７に示す様に梁部３４１と梁部３４２との間、かつ第１軸の延伸する方向（＋Ｘ軸方向）に設けられている可動部３３に向かって延設されている。ストッパー部６０Ｌは延設された突出部６２Ｌの端面６３Ｌに突起部２１０が設けられている。突出部６２Ｌは、突起部２１０と可動部３３との間に間隙ｄ３１を有し、設けられている。また、ストッパー部６０Ｒは、ストッパー部６０Ｌと同様に、梁部３５１と梁部３５２との間、かつ第１軸の延伸する方向（−Ｘ軸方向）に設けられている可動部３３に向かって延設されている（図３参照）。ストッパー部６０Ｒは延設された突出部６２Ｒの端面６３Ｒに突起部２１０が設けられている。突出部６２Ｒは、突起部２１０と可動部３３との間に間隙ｄ３１を有し、設けられている。
【０１０８】
第５実施形態における機能素子１ｄは、可動部３３に過度な変位が加えられた場合に、固定電極部３８，３９と、可動電極部３６，３７と、が接触する前に、可動部３３とストッパー部６０から延設された突出部６２に設けられた突起部２１０と、を当接させることが求められる。
よって、可動電極部３６，３７と、固定電極部３８，３９との間隙ｄ１と比して、可動部３３と、突出部６２に設けられた突起部２１０と、の間隙ｄ３１が狭くなる様にストッパー部６０が設けられている。即ち、間隙ｄ１および間隙ｄ３１の広さの関係が、間隙ｄ１＞間隙ｄ３１となる様にストッパー部６０（６０Ｌ，６０Ｒ）から延設された突出部６２（６２Ｒ，６２Ｌ）に突起部２１０が設けられている。
【０１０９】
これにより機能素子１ｄは、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７とが接触する前に、可動部３３とストッパー部６０に設けられた突起部２１０とが接触し、可動部３３の過度な変位を抑制することができる。
また、第１の方向と交差する第２の方向に可動部３３が変位した場合において、突出部６２Ｌ，６２Ｒの端面６４Ｌ，６４Ｒに突起部２２０が設けられていることから、ストッパー部６０（突出部６２）と第１梁部３４、第２梁部３５とを点接触させることができ、ストッパー部６０と第１梁部３４、第２梁部３５との接触による破損を抑制することができる。
【０１１０】
機能素子１ｄにおいて、その他の構成は、第１実施形態で上述した機能素子１と同様のため、説明を省略する。
【０１１１】
上述した第５実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な機能素子１ｄによれば、上述した機能素子１，１ａ，１ｂと比べて、ストッパー部６０と可動部３３とが接触した際の接触面積を小さくすることができる。
また、第１梁部３４、第２梁部３５と対向するストッパー部６０Ｌ，６０Ｒの端面６４Ｌに突起部２２０が設けられていることで、第１梁部３４、第２梁部３５と、ストッパー部６０Ｌ，６０Ｒとの接触面積を小さくすることができる。したがって、可動部３３とストッパー部６０Ｌ，６０Ｒが接触した際、もしくは第１梁部３４、第２梁部３５とストッパー部６０Ｌ，６０Ｒが接触した際の貼り付を抑制することができる。また、可動部３３とストッパー部６０Ｌ，６０Ｒが接触した際、もしくは第１梁部３４、第２梁部３５とストッパー部６０Ｌ，６０Ｒが接触した際の衝撃を低減することができる。よって、可動部３３とストッパー部６０Ｌ，６０Ｒが接触した際、もしくは第１梁部３４、第２梁部３５とストッパー部６０Ｌ，６０Ｒが接触した際の機能素子１ｄの破損を抑制することができる。
【０１１２】
なお、第１実施形態から第５実施形態で上述した機能素子１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにおいて、可動部３３が変位する第１軸が延伸するＸ軸方向（図１，３，５に示す矢印ａの方向）の両方向にストッパー部６０，１６０が線対称に設けられている形態を説明した。しかし、これに限定されること無く、可動部３３が変位するＸ軸方向の一方にストッパー部６０，１６０が設けられていれば良い。また、上述では加速度や角速度などの物理量を計測する機能素子についての説明を行ったが、同様の構成を有するＭＥＭＳ振動子等にも本発明を適用可能である。
【０１１３】
（実施例）
本発明の一実施形態に係る機能素子１、および機能素子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのいずれか（以下、総括して機能素子１として説明する。）を適用した実施例について、図８から図１１を参照しながら説明する。
【０１１４】
［電子機器］
先ず、本発明の一実施形態に係る機能素子を適用した電子機器について、図８から図１０を参照しながら説明する。
【０１１５】
図８は、本発明の一実施形態に係る機能素子を備える電子機器としてのラップトップ型（またはモバイル型）のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、ラップトップ型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１００８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。この様なラップトップ型パーソナルコンピューター１１００には、そのラップトップ型パーソナルコンピューター１１００に加えられる加速度等を検知して表示ユニット１１０６に加速度等を表示するための加速度センサー等として機能する機能素子１が内蔵されている。この様な機能素子１は、ラップトップ型パーソナルコンピューター１１００の操作による振動や、落下に伴う衝撃による破損が抑制され、継続して物理量を検出することができる。よって、信頼性の高いラップトップ型パーソナルコンピューター１１００を得ることができる。
【０１１６】
図９は、本発明の一実施形態に係る機能素子を備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４及び送話口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。この様な携帯電話機１２００には、携帯電話機１２００に加えられる加速度等を検知して、当該携帯電話機１２００の操作を補助するための加速度センサー等として機能する機能素子１が内蔵されている。この様な機能素子１は、携帯電話機１２００の操作による振動や、落下にともなう衝撃による破損が抑制され、継続して物理量を検出することができる。よって、信頼性の高い携帯電話機１２００を得ることができる。
【０１１７】
図１０は、本発明の一実施形態に係る機能素子を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３０８が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３０８は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部１３０８に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３１０に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示される様に、ビデオ信号出力端子１３１２には液晶ディスプレイ１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３１０に格納された撮像信号が、液晶ディスプレイ１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。この様なデジタルスチールカメラ１３００には、その落下からデジタルスチールカメラ１３００を保護する機能を動作させるため、落下による加速度を検知する加速度センサーとして機能する機能素子１が内蔵されている。この様な機能素子１は、デジタルスチールカメラ１３００の操作による振動や、落下にともなう衝撃による破損が抑制され、継続して物理量を検出することができる。よって、信頼性の高いデジタルスチールカメラ１３００を得ることができる。
【０１１８】
なお、本発明の一実施形態に係る機能素子１は、図８のラップトップ型パーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図９の携帯電話機、図１０のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、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）、テレビ、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、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、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等の電子機器に適用することができる。
【０１１９】
［移動体］
図１１は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１５００は、加速度センサーとして機能する機能素子が各種制御ユニットに搭載されている。例えば、同図に示す様に、移動体としての自動車１５００には、当該自動車１５００の加速度を検知する機能素子１を内蔵してエンジンの出力を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１５０８が車体１５０７に搭載されている。加速度を検知して車体１５０７の姿勢に応じた適切な出力にエンジンを制御することで、燃料等の消費を抑制した効率的な移動体としての自動車１５００を得ることができる。
また、機能素子１は、他にも、車体姿勢制御ユニット、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）、に広く適用できる。
この様な機能素子１は、自動車１５００からの振動や衝撃による破損が抑制され、継続して物理量を検出することができる。よって、信頼性の高い移動体１５００を得ることができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…機能素子、２…基板、２ａ…主面、３…素子部、４…配線部、２１…空洞部、２１ａ…内底、２２，２３，２４…溝部、３１，３２…固定部、３３…可動部、３３Ｌ，３３Ｒ…突出部、３３ＴＬ，３３ＴＲ…端部、３４，３５…梁部、３６，３７…可動電極部、３８，３９…固定電極部、４１，４２，４３…配線、４４，４５，４６…電極、６０，１６０…ストッパー部、２００…突起部、３１１，３２１…第１固定部、３１２，３２２…第２固定部、３４１，３５１…第１梁部、３４２，３５２…第２梁部、３８１，３８２…固定電極、３９１，３９２…固定電極、１１００…ラップトップ型パーソナルコンピューター、１２００…携帯電話機、１３００…デジタルスチールカメラ、１５００…自動車、ｄ１，ｄ２，ｄ３…間隙。
【図１】
2015045600.tif 000003
【図２】
2015045600.tif 000004
【図３】
2015045600.tif 000005
【図４】
2015045600.tif 000006
【図５】
2015045600.tif 000007
【図６】
2015045600.tif 000008
【図７】
2015045600.tif 000009
【図８】
2015045600.tif 000010
【図９】
2015045600.tif 000011
【図１０】
2015045600.tif 000012
【図１１】
2015045600.tif 000013