(57)【要約】【課題】外部からの衝撃を検出し、衝撃の痕跡を留めておくことが可能な衝撃検出センサーの提供。【解決手段】衝撃検出センサー１は、ＭＥＭＳ振動素子２０と、ＭＥＭＳ振動素子２０を発振させる発振回路３０と、ＭＥＭＳ振動素子２０の発振状態を検出する検出回路４０と、を備え、検出回路４０は、発振回路３０からの出力信号により、ＭＥＭＳ振動素子２０が発振しているときには、ＨｉｇｈまたはＬｏｗの正常信号を出力し、ＭＥＭＳ振動素子２０が損傷し、発振停止しているときには、正常信号とは逆のＬｏｗまたはＨｉｇｈの異常信号を出力することを特徴とする。【選択図】図１
2016138750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動素子と、
前記振動素子を発振させる発振回路と、
前記振動素子の発振状態を検出する検出回路と、を備え、
前記検出回路は、前記発振回路からの出力信号により、
前記振動素子が発振しているときには、ＨｉｇｈまたはＬｏｗの正常信号を出力し、
前記振動素子が損傷し、発振停止しているときには、前記正常信号とは逆のＬｏｗまたはＨｉｇｈの異常信号を出力することを特徴とする衝撃検出センサー。
【請求項２】
前記振動素子は、ＭＥＭＳ振動素子であることを特徴とする請求項１に記載の衝撃検出センサー。
【請求項３】
前記ＭＥＭＳ振動素子は、可動部と、基部と、前記基部から突出し前記可動部を支持する支持部と、を備えていることを特徴とする請求項２に記載の衝撃検出センサー。
【請求項４】
前記ＭＥＭＳ振動素子を複数備え、前記ＭＥＭＳ振動素子のそれぞれは、前記支持部及び前記可動部の少なくとも一方の大きさが、互いに異なることを特徴とする請求項３に記載の衝撃検出センサー。
【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衝撃検出センサーを備えていることを特徴とする電子デバイス。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の衝撃検出センサーと、前記衝撃検出センサーと同一基板に配置されている電子デバイスと、を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
振動素子と、前記振動素子を発振させる発振回路と、前記振動素子の発振状態を検出する検出回路と、を備え、前記検出回路は、前記発振回路からの出力信号により、前記振動素子が発振しているときには、ＨｉｇｈまたはＬｏｗの正常信号を出力し、前記振動素子が損傷し、発振停止しているときには、前記正常信号とは逆のＬｏｗまたはＨｉｇｈの異常信号を出力する衝撃検出センサーと、被輸送物と、を同一の輸送装置に搭載することを特徴とする輸送時衝撃検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃検出センサー、この衝撃検出センサーを備えている電子デバイス、電子機器及びこの衝撃検出センサーを用いた輸送時衝撃検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外部から加わる衝撃を検出する衝撃検出センサーとして、支持体と、支持体に支持されて片持ち梁となる振動子（以下、振動素子という）と、振動素子に設けられ振動素子の変位を検出する検出手段と、を備えた衝撃センサーと、振動素子を振動させる励振手段と、を備えた衝撃検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
上記衝撃検出装置は、検出手段に薄膜型変位センサーが用いられていることから、半導体製造技術と同様の製造技術を利用した製造方法により、小型化を図ることができ、且つ安価になるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−５１９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記衝撃検出装置は、衝撃を振動素子の変位として検出することはできるものの、通常の使用状態において衝撃の痕跡（履歴）を留めておくことが困難となる虞がある。
また、上記衝撃検出装置は、振動素子の変位により生じた圧電信号を、電流−電圧変換回路で電圧信号に変換し、検出信号として出力していることから、回路構成が複雑となり低コスト化を図ることが困難となる虞がある。
また、上記衝撃検出装置は、薄膜型変位センサーの薄膜に圧電膜を用いていることから、その物性による半導体製造装置の汚染防止のために、圧電膜形成工程を別の製造装置で行う必要がある。
これにより、上記衝撃検出装置は、製造工程が複雑化することから、生産性が悪化し、製造コストが上昇する虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる衝撃検出センサーは、振動素子と、前記振動素子を発振させる発振回路と、前記振動素子の発振状態を検出する検出回路と、を備え、前記検出回路は、前記発振回路からの出力信号により、前記振動素子が発振しているときには、ＨｉｇｈまたはＬｏｗの正常信号を出力し、前記振動素子が損傷し、発振停止しているときには、前記正常信号とは逆のＬｏｗまたはＨｉｇｈの異常信号を出力することを特徴とする。
【０００７】
これによれば、衝撃検出センサーは、検出回路が発振回路からの出力信号により、振動素子が発振しているときには、ＨｉｇｈまたはＬｏｗの正常信号を出力し、振動素子が損傷し、発振停止しているときには、正常信号とは逆のＬｏｗまたはＨｉｇｈの異常信号を出力する。
この結果、衝撃検出センサーは、例えば、外部からの衝撃によって振動素子が損傷することにより、外部からの衝撃を検出できるとともに衝撃の痕跡を留めておくことが可能となる。
この衝撃の痕跡により、衝撃検出センサーは、上記衝撃に対する事後の検証作業に資することができる。
また、衝撃検出センサーは、外部からの衝撃を、検出回路からの出力がＨｉｇｈまたはＬｏｗの正常信号か、正常信号とは逆のＬｏｗまたはＨｉｇｈの異常信号かを、判別するだけで検出可能である。
これにより、衝撃検出センサーは、従来（例えば特許文献１、以下同様）のような電流−電圧変換回路などが不要となることから、回路構成が単純となり低コスト化を図ることが可能となる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる衝撃検出センサーにおいて、前記振動素子は、ＭＥＭＳ振動素子であることが好ましい。
【０００９】
これによれば、衝撃検出センサーは、振動素子がＭＥＭＳ振動素子であることから、半導体製造プロセス（半導体製造技術）を用いて製造可能であり、小型化及び低コスト化を図ることができる。
また、衝撃検出センサーは、ＭＥＭＳ振動素子に、例えば、ポリシリコンなどの半導体材料を用いることにより、ＭＥＭＳ振動素子の静電駆動が可能となることから、従来のような特定の製造工程（圧電膜形成工程）を別の製造装置で行う必要がなくなる。
これにより、衝撃検出センサーは、従来よりも生産性が向上し、製造コストを低減することができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる衝撃検出センサーにおいて、前記ＭＥＭＳ振動素子は、可動部と、基部と、前記基部から突出し前記可動部を支持する支持部と、を備えていることが好ましい。
【００１１】
これによれば、衝撃検出センサーは、ＭＥＭＳ振動素子が、可動部と、基部と、基部から突出し可動部を支持する支持部と、を備えていることから、支持部の形状を適宜に設定することにより、予め設定した所定の強さを超える衝撃が加わった時に、支持部を損傷し易くすることができる。
この結果、衝撃検出センサーは、所定の強さを超える衝撃が加わった時に、ＭＥＭＳ振動素子の支持部が損傷し、ＭＥＭＳ振動素子が発振停止することにより、検出回路から異常信号が出力され、所定の強さを超える衝撃を検出することができる。
また、衝撃検出センサーは、支持部の形状を適宜に設定することにより、衝撃に対する所定の強さを任意に設定することができる。
この結果、衝撃検出センサーは、衝撃の検出範囲を任意に設定することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例にかかる衝撃検出センサーにおいて、前記ＭＥＭＳ振動素子を複数備え、前記ＭＥＭＳ振動素子のそれぞれは、前記支持部及び前記可動部の少なくとも一方の大きさが、互いに異なることが好ましい。
【００１３】
これによれば、衝撃検出センサーは、ＭＥＭＳ振動素子を複数備え、ＭＥＭＳ振動素子のそれぞれは、支持部及び可動部の少なくとも一方の大きさが、互いに異なることから、いずれのＭＥＭＳ振動素子が損傷したかにより、外部から加わった衝撃の強さの範囲を特定することができる。
なお、上記衝撃検出センサーは、複数のＭＥＭＳ振動素子を散在させ、それぞれ個別の発振回路で発振させ、個別の検出回路から正常信号または異常信号を出力させる形態と、複数のＭＥＭＳ振動素子を一箇所に集中して配置し、１つに集積化された発振回路で個別に発振させ、１つに集積化された検出回路から個別に正常信号または異常信号を出力させる形態と、を含むものとする。
【００１４】
［適用例５］本適用例にかかる電子デバイスは、上記適用例のいずれか一例に記載の衝撃検出センサーを備えていることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、電子デバイスは、上記適用例のいずれか一例に記載の衝撃検出センサーを備えていることから、上記適用例のいずれか一例に記載の効果を奏することができる。
【００１６】
［適用例６］本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の衝撃検出センサーと、前記衝撃検出センサーと同一基板に配置されている電子デバイスと、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の衝撃検出センサーと、この衝撃検出センサーと同一基板に配置されている電子デバイスと、を備えていることから、上記適用例のいずれか一例に記載の効果を奏することができる。
【００１８】
［適用例７］本適用例にかかる輸送時衝撃検出方法は、振動素子と、前記振動素子を発振させる発振回路と、前記振動素子の発振状態を検出する検出回路と、を備え、前記検出回路は、前記発振回路からの出力信号により、前記振動素子が発振しているときには、ＨｉｇｈまたはＬｏｗの正常信号を出力し、前記振動素子が損傷し、発振停止しているときには、前記正常信号とは逆のＬｏｗまたはＨｉｇｈの異常信号を出力する衝撃検出センサーと、被輸送物と、を同一の輸送装置に搭載することを特徴とする。
【００１９】
これによれば、輸送時衝撃検出方法は、上記適用例のいずれか一例に記載の衝撃検出センサーと、被輸送物と、を同一の輸送装置に搭載することから、輸送時に外部から被輸送物に加わる衝撃を容易に検出し、痕跡を留めておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の衝撃検出センサーの概略構成を示す模式ブロック図。
【図２】図１の衝撃検出センサーの振動素子の概略構成を示す模式図であり、（ａ）は振動素子を上方から俯瞰した平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。
【図３】第２実施形態の衝撃検出センサーのＭＥＭＳ振動素子の概略構成を示す模式図であり、（ａ）はＭＥＭＳ振動素子を上方から俯瞰した平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図。
【図４】第３実施形態の衝撃検出センサーの概略構成を示す模式ブロック図。
【図５】第４実施形態の衝撃検出センサーの概略構成を示す模式ブロック図。
【図６】電子デバイスの一例としての発振器の概略構成を示す模式図であり、（ａ）はリッド（蓋体）側から俯瞰した平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線での断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ線での断面図。
【図７】電子機器の一例としてのモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す模式斜視図。
【図８】電子機器の他の一例としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す模式斜視図。
【図９】電子機器の別の一例としてのデジタルスチルカメラの構成を示す模式斜視図。
【図１０】輸送時衝撃検出方法について説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
最初に、第１実施形態の衝撃検出センサーについて説明する。
図１は、第１実施形態の衝撃検出センサーの概略構成を示す模式ブロック図である。図２は、図１の衝撃検出センサーの振動素子の概略構成を示す模式図である。図２（ａ）は、振動素子を上方から俯瞰した平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。
【００２３】
図１に示すように、衝撃検出センサー１は、ベース基板１０と、ベース基板１０上に設けられた振動素子としてのＭＥＭＳ振動素子２０と、ベース基板１０上に設けられ、ＭＥＭＳ振動素子２０を発振させる発振回路３０と、ベース基板１０上に設けられ、ＭＥＭＳ振動素子２０の発振状態を検出する検出回路４０と、ベース基板１０上に設けられ、検出回路４０からの信号を出力する出力端子５０と、を備えている。
検出回路４０は、発振回路３０からの出力信号により、ＭＥＭＳ振動素子２０が発振しているときには、ＨｉｇｈまたはＬｏｗの正常信号を出力端子５０に出力し、ＭＥＭＳ振動素子２０が損傷し、発振停止しているときには、正常信号とは逆のＬｏｗまたはＨｉｇｈの異常信号を出力端子５０に出力する構成となっている。
【００２４】
図２に示すように、ＭＥＭＳ振動素子２０は、矩形平板状の可動部２１と、矩形平板状の基部２２と、基部２２から突出し、可動部２１をベース基板１０と略平行に支持する角柱状の支持部２３と、可動部２１と対向する矩形平板状の固定電極２４と、を備えている。
支持部２３は、可動部２１の長手方向の一端部を支持し、固定電極２４は、可動部２１の長手方向の一端部とは反対側の他端部と対向している。
可動部２１と、基部２２、ベース基板１０及び固定電極２４との間には、空隙が存在する。
これらにより、ＭＥＭＳ振動素子２０は、可動部２１が支持部２３に一端部を支持された片持ち梁構造となっている。
【００２５】
ＭＥＭＳ振動素子２０は、ベース基板１０とともに半導体を含んで構成されている。
詳述すると、ベース基板１０には、例えば、シリコン基板などの半導体基板が用いられている。なお、ベース基板１０の主面１０ａには、図示しないＳｉＯ2などの絶縁膜及びＳｉ3Ｎ4などのエッチング保護膜がこの順で積層されていることが好ましい。
可動部２１、基部２２、支持部２３及び固定電極２４には、例えば、リン、ボロンなどの不純物がドープされることにより導電性を有する、例えば、ポリシリコンが用いられている。
これらにより、ＭＥＭＳ振動素子２０は、半導体プロセスを用いて製造することが可能な構成となっている。
【００２６】
具体的には、ＭＥＭＳ振動素子２０は、ベース基板１０の主面１０ａ上に、ポリシリコンなどの半導体材料を、ＣＶＤ法やスパッタ法などを用いて成膜し、フォトリソグラフィー法、エッチング法などを用いてパターニングすることを繰り返すことによって、ベース基板１０と一体の積層構造状に形成される。
なお、可動部２１と、基部２２、ベース基板１０及び固定電極２４との間の空隙は、犠牲層と呼ばれる後工程で除去される層（例えば、ＳｉＯ2などの絶縁層）を設けることにより形成される。
また、衝撃検出センサー１は、発振回路３０及び検出回路４０も、ベース基板１０上に半導体プロセスを用いて複数の半導体素子や配線パターンを形成することにより設けられている。
【００２７】
図２（ｂ）に示すように、ＭＥＭＳ振動素子２０は、静電駆動方式により振動する。
詳述すると、ＭＥＭＳ振動素子２０は、発振回路３０から、可動部２１と固定電極２４との間にバイアス電圧Ｖｐを印加して電荷を予め充電し、可動部２１へ固有振動周波数（共振周波数）に相当する交流電圧Ｖａｃを印加することにより、可動部２１が支持部２３を支点にして矢印方向に屈曲振動（発振）する。
この屈曲振動により、ＭＥＭＳ振動素子２０は、可動部２１と固定電極２４との間の静電容量値が変わるため、電荷が移動し、電流が流れる。この電流は、流れる方向が交互に逆になる交流電流となる。
【００２８】
衝撃検出センサー１は、ＭＥＭＳ振動素子２０が発振しているときには、上記交流電流に基づき発振有を知らせる正弦波状の出力信号が、発振回路３０から検出回路４０へ出力される。
この出力信号により、検出回路４０は、ＨｉｇｈまたはＬｏｗ（ここではＨｉｇｈとする）の正常信号を出力端子５０に出力する。
【００２９】
この状態で、外部から衝撃が加わった場合、ＭＥＭＳ振動素子２０は、可動部２１を支持している支持部２３に応力が集中することになる。
ＭＥＭＳ振動素子２０は、外部からの衝撃の強さ（衝撃力）が、支持部２３の許容応力（許容曲げ応力、許容せん断応力など）を超えた場合には、支持部２３が損傷し、発振停止する。
これにより、衝撃検出センサー１は、上記交流電流が流れなくなり、発振無を知らせる直線状の出力信号が、発振回路３０から検出回路４０へ出力される。
この出力信号により、検出回路４０は、正常信号とは逆のＬｏｗまたはＨｉｇｈ（ここではＬｏｗとする）の異常信号を出力端子５０に出力する。
【００３０】
これらから、衝撃検出センサー１は、外部から所定の強さ（支持部２３の許容応力）を超える衝撃が印加されたか否かを、出力端子５０に出力された信号がＨｉｇｈ（正常信号）かＬｏｗ（異常信号）かを判別することで容易に検出できる。
また、衝撃検出センサー１は、上記衝撃によって支持部２３が損傷することにより、上記衝撃の痕跡を留めておくことができる。
【００３１】
上述したように、第１実施形態の衝撃検出センサー１は、検出回路４０が発振回路３０からの出力信号により、ＭＥＭＳ振動素子２０が発振しているときには、Ｈｉｇｈの正常信号を出力し、ＭＥＭＳ振動素子２０が損傷し、発振停止しているときには、正常信号とは逆のＬｏｗの異常信号を出力端子５０へ出力する。
この結果、衝撃検出センサー１は、外部からの衝撃によってＭＥＭＳ振動素子２０が損傷することにより、外部からの衝撃を検出できるとともに衝撃の痕跡を留めておくことが可能となる。
この衝撃の痕跡により、衝撃検出センサー１は、上記衝撃に対する事後の検証作業に資することができる。
【００３２】
また、衝撃検出センサー１は、外部からの衝撃を、検出回路４０から出力端子５０への出力がＨｉｇｈの正常信号か、Ｌｏｗの異常信号かを、判別するだけで検出可能である。
これにより、衝撃検出センサー１は、従来のような電流−電圧変換回路などが不要となることから、回路構成が単純となり低コスト化を図ることが可能となる。
【００３３】
また、衝撃検出センサー１は、振動素子がＭＥＭＳ振動素子２０であることから、半導体製造プロセスを用いて製造可能であり、その特性により、他の振動素子よりも小型化及び低コスト化を図ることができる。
また、衝撃検出センサー１は、ＭＥＭＳ振動素子２０に、ポリシリコンなどの半導体材料を用いることにより、ＭＥＭＳ振動素子２０の静電駆動が可能となることから、従来のような特定の製造工程（圧電膜形成工程）を、別の製造装置で行う必要がなくなる。
これにより、衝撃検出センサー１は、従来よりも生産性が向上し、製造コストを低減することができる。
【００３４】
また、衝撃検出センサー１は、ＭＥＭＳ振動素子２０が、可動部２１と、基部２２と、基部２２から突出し可動部２１を支持する支持部２３と、を備えていることから、支持部２３の形状を適宜に設定することにより、予め設定した所定の強さを超える衝撃が加わった時に、支持部２３を損傷し易くすることができる。
この結果、衝撃検出センサー１は、所定の強さを超える衝撃が加わった時に、ＭＥＭＳ振動素子２０の支持部２３が損傷し、ＭＥＭＳ振動素子２０が発振停止することにより、検出回路４０から異常信号が出力端子５０へ出力され、所定の強さを超える衝撃を検出することができる。
【００３５】
このように、衝撃検出センサー１は、支持部２３の形状を適宜に設定することにより、衝撃に対する所定の強さを任意に設定することができる。
この結果、衝撃検出センサー１は、衝撃の検出範囲を任意に設定することができる。
なお、衝撃検出センサー１は、常時作動ではなく、用途に応じて間欠作動としてもよい。これによれば、衝撃検出センサー１は、消費電力を低減することができることから、電池駆動の場合には、電池寿命を長くすることができる。この作動形態については、以下の実施形態についても適用可能である。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の衝撃検出センサーについて説明する。
図３は、第２実施形態の衝撃検出センサーのＭＥＭＳ振動素子の概略構成を示す模式図である。図３（ａ）は、ＭＥＭＳ振動素子を上方から俯瞰した平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。
なお、第１実施形態との共通部分には、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３７】
図３に示すように、第２実施形態の衝撃検出センサー２は、第１実施形態と比較して、ＭＥＭＳ振動素子の構成が異なる。
ＭＥＭＳ振動素子１２０は、平面視で十字形状をした平板状の可動部１２１と、矩形平板状の基部２２と、基部２２から突出し、可動部１２１をベース基板１０と略平行に支持する角柱状の支持部２３と、可動部１２１と対向する矩形平板状の固定電極２４と、を備えている。
固定電極２４は、可動部１２１の十字の中心部から、四方へ延びる４つの延出部１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄの内、第一方向（紙面左右方向）に延びる２つ延出部１２１ａ，１２１ｂと対向する位置のそれぞれに、基部２２を挟むようにして設けられている。
支持部２３は、可動部１２１の十字の中心部と、基部２２の中心部と、を接続するように設けられている。
【００３８】
図３（ｂ）に示すように、衝撃検出センサー２のＭＥＭＳ振動素子１２０は、発振回路３０から、可動部１２１と固定電極２４との間にバイアス電圧Ｖｐを印加して電荷を予め充電し、可動部１２１へ固有振動周波数（共振周波数）に相当する交流電圧Ｖａｃを印加することにより、延出部１２１ａ，１２１ｂが、支持部２３を支点にして白矢印方向と黒矢印方向とに交互に屈曲振動（発振）する。
この屈曲振動により、ＭＥＭＳ振動素子１２０は、可動部１２１と固定電極２４との間の静電容量値が変わるため、電荷が移動し、電流が流れる。この電流は、流れる方向が交互に逆になる交流電流となる。
なお、延出部１２１ｃ，１２１ｄは、支持部２３を支点にして延出部１２１ａ，１２１ｂとは逆方向に屈曲振動する。具体的には、延出部１２１ａ，１２１ｂが白矢印方向に変位したときには、黒矢印方向に変位し、延出部１２１ａ，１２１ｂが黒矢印方向に変位したときには、白矢印方向に変位する。
【００３９】
衝撃検出センサー２は、ＭＥＭＳ振動素子１２０が発振しているときには、第１実施形態と同様に、検出回路４０からＨｉｇｈの正常信号を出力端子５０に出力する。
【００４０】
この状態で、外部から衝撃が加わり、外部からの衝撃力が、支持部２３の許容応力を超えた場合には、衝撃検出センサー２は、支持部２３が損傷し、発振停止する。
これにより、衝撃検出センサー２は、第１実施形態と同様に、検出回路４０からＬｏｗの異常信号を出力端子５０に出力する。
【００４１】
これらから、衝撃検出センサー２は、外部から所定の強さ（支持部２３の許容応力）を超える衝撃が印加されたか否かを、出力端子５０に出力された信号がＨｉｇｈ（正常信号）かＬｏｗ（異常信号）かを判別することで容易に検出できる。
また、衝撃検出センサー２は、上記衝撃によって支持部２３が損傷することにより、上記衝撃の痕跡を留めておくことができる。
上述したように、第２実施形態の衝撃検出センサー２は、第１実施形態の効果に加えて、可動部１２１が十字形状をしており、十字の中心部が支持部２３に支持されていることから、衝撃が加わる方向によって異なる衝撃検出の感度差（支持部２３の損傷発生の難易差）を、第１実施形態よりも小さくすることができる。
【００４２】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の衝撃検出センサーについて説明する。
図４は、第３実施形態の衝撃検出センサーの概略構成を示す模式ブロック図である。
なお、第１実施形態との共通部分には、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００４３】
図４に示すように、第３実施形態の衝撃検出センサー３は、第１実施形態と比較して、ＭＥＭＳ振動素子を複数備えている点などが異なる。
衝撃検出センサー３は、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃを複数（ここでは３つ）備え、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれは、支持部２３及び可動部２１の少なくとも一方の大きさが、互いに異なる。
これにより、衝撃検出センサー３は、支持部２３の許容応力が、例えば、２０ａ＜２０ｂ＜２０ｃの関係になっている。
衝撃検出センサー３は、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃを散在させ、それぞれ個別の発振回路３０で発振させ、個別の検出回路４０から正常信号または異常信号を個別の出力端子５０に出力させる構成となっている。
換言すれば、衝撃検出センサー３は、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃの支持部２３の許容応力がそれぞれ異なる３つの衝撃検出センサーを、それぞれ衝撃検出センサーユニット３ａ，３ｂ，３ｃにユニット化して、散在させた構成となっている。
【００４４】
上述したように、第３実施形態の衝撃検出センサー３は、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃを複数（ここでは３つ）備え、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれは、支持部２３及び可動部２１の少なくとも一方の大きさが、互いに異なることから、いずれのＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃが損傷したかにより、外部からの衝撃力の範囲を特定することができる。
一例として、ＭＥＭＳ振動素子２０ａが損傷し（衝撃検出センサーユニット３ａの出力端子５０に異常信号が出力される）、ＭＥＭＳ振動素子２０ｂ，２０ｃが損傷しなければ（衝撃検出センサーユニット３ｂ，３ｃの出力端子５０に正常信号が出力される）、衝撃検出センサー３は、外部からの衝撃力を、ＭＥＭＳ振動素子２０ａの支持部２３の許容応力を超え、ＭＥＭＳ振動素子２０ｂの支持部２３の許容応力を下回る範囲内と特定することができる。
【００４５】
また、他の例として、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂが損傷し（衝撃検出センサーユニット３ａ，３ｂの出力端子５０に異常信号が出力される）、ＭＥＭＳ振動素子２０ｃが損傷しなければ（衝撃検出センサーユニット３ｃの出力端子５０に正常信号が出力される）、衝撃検出センサー３は、外部からの衝撃力を、ＭＥＭＳ振動素子２０ｂの支持部２３の許容応力を超え、ＭＥＭＳ振動素子２０ｃの支持部２３の許容応力を下回る範囲内と特定することができる。
【００４６】
また、衝撃検出センサー３は、衝撃検出センサーユニット３ａ，３ｂ，３ｃを散在させた構成となっていることから、例えば、被衝撃検出物における互いに離れた複数個所（ここでは三箇所）に加わる衝撃を、一括して検出することができる。
なお、衝撃検出センサー３は、衝撃検出センサーユニット３ａ，３ｂ，３ｃが複数（ここでは３つ）の被衝撃検出物に別々に搭載されてもよい。
【００４７】
なお、衝撃検出センサーユニットの数は、３つに限定されるものではなく、２つまたは４つ以上であってもよい。衝撃検出センサー３は、衝撃検出センサーユニットの数を増やすことにより、衝撃力をより狭い範囲内に特定することや、特定可能な衝撃力の範囲をより広くすることができる。
また、衝撃検出センサー３は、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃに代えて、第２実施形態のＭＥＭＳ振動素子１２０の支持部２３の許容応力を互いに異ならせたものを、ＭＥＭＳ振動素子（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ）として用いてもよい。
また、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれは、支持部２３及び可動部２１の大きさが、互いに同じであっても、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃの互いの向きが異なって配置されていればよい。
【００４８】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の衝撃検出センサーについて説明する。
図５は、第４実施形態の衝撃検出センサーの概略構成を示す模式ブロック図である。
なお、第１実施形態との共通部分には、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００４９】
図５に示すように、第４実施形態の衝撃検出センサー４は、第１実施形態と比較して、ＭＥＭＳ振動素子を複数備えている点などが異なる。
衝撃検出センサー４は、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃを複数（ここでは３つ）備え、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれは、支持部２３及び可動部２１の少なくとも一方の大きさが、互いに異なる。
これにより、衝撃検出センサー４は、支持部２３の許容応力が、例えば、２０ａ＜２０ｂ＜２０ｃの関係になっている。
【００５０】
衝撃検出センサー４は、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃを一箇所に集中して配置し、１つに集積化された発振回路３０で個別に発振させ、１つに集積化された検出回路４０から、個別に正常信号または異常信号を、一箇所に集中して配置された個別の出力端子５０ａ，５０ｂ，５０ｃに出力させる構成となっている。
【００５１】
上述したように、第４実施形態の衝撃検出センサー４は、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃを複数（ここでは３つ）備え、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれは、支持部２３及び可動部２１の少なくとも一方の大きさが、互いに異なることから、いずれのＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃが損傷したかにより、外部から加わった衝撃力の範囲を特定することができる。
一例として、ＭＥＭＳ振動素子２０ａが損傷し（出力端子５０ａに異常信号が出力される）、ＭＥＭＳ振動素子２０ｂ，２０ｃが損傷しなければ（出力端子５０ｂ，５０ｃに正常信号が出力される）、衝撃検出センサー４は、外部からの衝撃力を、ＭＥＭＳ振動素子２０ａの支持部２３の許容応力を超え、ＭＥＭＳ振動素子２０ｂの支持部２３の許容応力を下回る範囲内と特定することができる。
【００５２】
また、他の例として、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂが損傷し（出力端子５０ａ，５０ｂに異常信号が出力される）、ＭＥＭＳ振動素子２０ｃが損傷しなければ（出力端子５０ｃに正常信号が出力される）、衝撃検出センサー４は、外部からの衝撃力を、ＭＥＭＳ振動素子２０ｂの支持部２３の許容応力を超え、ＭＥＭＳ振動素子２０ｃの支持部２３の許容応力を下回る範囲内と特定することができる。
【００５３】
また、衝撃検出センサー４は、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃが一箇所に集中して配置され、発振回路３０及び検出回路４０が１つに集積化されていることから、第３実施形態の衝撃検出センサー３よりも低コスト化を図ることができる。
【００５４】
なお、ＭＥＭＳ振動素子の数は、３つに限定されるものではなく、２つまたは４つ以上であってもよい。衝撃検出センサー４は、ＭＥＭＳ振動素子の数を増やすことにより、衝撃力をより狭い範囲内に特定することや、特定可能な衝撃力の範囲をより広くすることができる。
また、衝撃検出センサー４は、ＭＥＭＳ振動素子２０ａ，２０ｂ，２０ｃに代えて、第２実施形態のＭＥＭＳ振動素子１２０の支持部２３の許容応力を互いに異ならせたものを、ＭＥＭＳ振動素子（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ）として用いてもよい。
【００５５】
（電子デバイス）
次に、上述した衝撃検出センサーを備えている電子デバイスの一例として、発振器について説明する。
図６は、電子デバイスの一例としての発振器の概略構成を示す模式図である。図６（ａ）は、リッド（蓋体）側から俯瞰した平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ線での断面図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＤ−Ｄ線での断面図である。なお、平面図ではリッドを省略してある。また、分かり易くするために、各構成要素の寸法比率は実際と異なる。
【００５６】
図６に示すように、発振器５は、パッケージ６０と、パッケージ６０内に収容されている振動片７０と、パッケージ６０内に収容されているＩＣ８０と、パッケージ６０内に収容されている衝撃検出センサー１（または、２〜４のいずれか、以下同様）と、を備えている。
パッケージ６０は、凹部６１を有するパッケージベース６２と、凹部６１を覆うリッド６３と、を備えている。
凹部６１の内底面（内側の底面）６４には、振動片７０と接続される内部端子６５ａ，６５ｂが設けられている。
パッケージベース６２の外底面（外側の底面）６６には、四隅に外部端子６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄが設けられている。
【００５７】
振動片７０は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出されたＡＴカット型水晶基板であり、厚みすべり振動をする振動部７１と、振動部７１に接続されている基部７２と、を一体で備えている。
基部７２には、振動部７１に設けられた励振電極７３，７４から引き出された引出電極７５ａ，７５ｂが設けられている。
振動片７０は、引出電極７５ａ，７５ｂが導電性接着剤７６により内部端子６５ａ，６５ｂに接合されることによって、パッケージベース６２に固定されている。
【００５８】
ＩＣ８０は、振動片７０を駆動する（発振させる）発振回路を内蔵しており、パッケージベース６２の凹部６１の内底面６４に図示しない接着剤などにより固定されている。
ＩＣ８０は、図示しない内部配線により内部端子６５ａ，６５ｂ及び外部端子６７ａ〜６７ｄなどと接続されている。
衝撃検出センサー１は、パッケージベース６２の凹部６１の内底面６４に図示しない接着剤などにより固定されている。
【００５９】
発振器５は、パッケージベース６２内に振動片７０、ＩＣ８０及び衝撃検出センサー１が収容された状態で、リッド６３がシームリングなどの接合部材６８を介してパッケージベース６２に気密に接合される。
パッケージ６０の気密に封止された内部空間は、減圧された真空状態（真空度の高い状態）または窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填された状態となっている。
【００６０】
発振器５は、外部からの入力に伴うＩＣ８０からの駆動信号により、振動片７０が厚みすべり振動を励振されて所定の周波数で発振し、この発振による発振信号がＩＣ８０で増幅され、外部端子（６７ａなど）から出力される。
【００６１】
上述したように、発振器５は、前述した衝撃検出センサー１を備えていることから、前述した効果（例えば、外部からの衝撃を容易に検出し、その痕跡を留めておくことができるなど）を奏することができる。
これにより、発振器５は、例えば、外部からの衝撃力が、許容範囲内だったか否かを検証することができる。
この結果、発振器５は、衝撃検出センサー１を、耐衝撃性能を立証する裏付け要素として用いることが可能となる。
【００６２】
なお、発振器５は、衝撃検出センサー１からの異常信号の出力により、振動片７０を保護するために、発振停止や、外部へ警告信号を出力するなどの機能を備えていてもよい。
また、発振器５は、例えば、衝撃検出センサー１のベース基板１０上に、振動片７０を駆動する発振回路などを、半導体プロセスを用いて形成することにより、ＩＣ８０と衝撃検出センサー１とを一体化してもよい。
【００６３】
なお、振動片７０の形状は、図示した平板状のタイプに限定されるものではなく、中央部が厚く周辺部が薄いタイプ（例えば、コンベックスタイプ、ベベルタイプ、メサタイプ）、逆に中央部が薄く周辺部が厚いタイプ（例えば、逆メサタイプ）などでもよく、音叉型形状でもよい。
【００６４】
なお、振動片７０の材料としては、水晶に限定されるものではなく、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体、またはシリコン（Ｓｉ）などの半導体でもよい。
また、厚みすべり振動の駆動方法は、圧電体の圧電効果によるものの他に、クーロン力による静電駆動でもよい。
【００６５】
（電子機器）
次に、上述した衝撃検出センサーと、この衝撃検出センサーと同一基板に配置されている電子デバイスと、を備えている電子機器について説明する。
図７は、電子機器の一例としてのモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す模式斜視図である。
【００６６】
図７に示すように、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１１０１を有する表示ユニット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。
このようなパーソナルコンピューター１１００には、衝撃検出センサー１（または、２〜４のいずれか、以下同様）と、この衝撃検出センサー１と同一基板１１０７に配置されている電子デバイスの一例としての振動子６（発振器５から、ＩＣ８０及び衝撃検出センサー１が除去されたもの）が内蔵されている。
【００６７】
図８は、電子機器の他の一例としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す模式斜視図である。
図８に示すように、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０１が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、衝撃検出センサー１と、この衝撃検出センサー１と同一基板１２０７に配置されている電子デバイスの一例としての振動子６が内蔵されている。
【００６８】
図９は、電子機器の別の一例としてのデジタルスチルカメラの構成を示す模式斜視図である。なお、この図９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、デジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）など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。
デジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面（図中手前側）には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中奥側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００６９】
撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。
また、このデジタルスチルカメラ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、ビデオ信号出力端子１３１２には、テレビモニター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１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター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。
このようなデジタルスチルカメラ１３００には、衝撃検出センサー１と、この衝撃検出センサー１と同一基板１３０７に配置されている電子デバイスの一例としての振動子６が内蔵されている。
【００７０】
このような電子機器は、衝撃検出センサー１と、衝撃検出センサー１と同一基板１１０７，１２０７，１３０７に配置されている電子デバイスの一例としての振動子６を備えていることから、上記各実施形態で説明した効果が奏され、例えば、外部からの衝撃の有無や、外部からの衝撃力が振動子６などの許容範囲内だったか否かを検証することができる。
なお、これらの電子機器の基板１１０７，１２０７，１３０７としては、特に限定されないが、ガラエポ基板、半導体基板などが挙げられる。ここで、基板１１０７，１２０７，１３０７が半導体基板であれば、電子機器は、例えば、衝撃検出センサー１と、振動子６を駆動する発振回路と、を、半導体プロセスを用いて一括して形成することが可能となる。
【００７１】
なお、上述した電子機器としては、これら以外に、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）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、各種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、フライトシミュレーターなどが挙げられる。いずれの電子機器の場合にも、上述した効果を奏することができる。
なお、上述した電子機器は、衝撃検出センサー１の異常信号の出力により、外部からの衝撃に対して、音や表示などによる警告、動作の停止、主要構成要素の安全領域への退避や、データのバックアップ作業などの保護措置（回避措置）を行う機能を備えていてもよい。
【００７２】
（輸送時衝撃検出方法）
次に、上述した衝撃検出センサーを用いた輸送時衝撃検出方法について説明する。
図１０は、輸送時衝撃検出方法について説明する模式図である。
図１０に示すように、輸送時衝撃検出方法は、上述した衝撃検出センサー１（または、２〜４のいずれか、以下同様）と、被輸送物１５００（例えば、上述した電子機器などが梱包されたもの）と、を同一の輸送装置の一例としてのトラック１６００に搭載する。
【００７３】
これによれば、輸送時衝撃検出方法は、上述した衝撃検出センサー１と、被輸送物１５００と、を同一のトラック１６００に搭載することから、トラック１６００による輸送時に、外部から被輸送物１５００に加わる衝撃を容易に検出し、痕跡を留めておくことができる。
衝撃検出センサー１への通電は、輸送中に行ってもよく、または輸送の前後のみ行ってもよい。
これにより、輸送時衝撃検出方法は、衝撃検出センサー１により、トラック１６００を介して外部から加わった衝撃力が、被輸送物１５００の許容範囲内だったか否かを検証することができる。
【００７４】
このように、輸送時衝撃検出方法は、例えば、トラック１６００による輸送時の被輸送物１５００に対する衝撃緩和レベルを把握する方法として用いることができる。
また、輸送時衝撃検出方法は、衝撃検出センサー１が、被輸送物１５００の梱包内に同梱されていてもよく、この場合には、同梱されている電子機器などに対する梱包の衝撃緩和レベルを把握する方法として用いることができる。
なお、輸送装置としては、トラックに限定されるものではなく、トラック以外の自動車、工場内のベルトコンベヤーなどの各種搬送装置、自走式搬送機器、列車、船舶、飛行機、ロケット、人工衛星などが挙げられる。
【符号の説明】
【００７５】
１，２，３，４…衝撃検出センサー、３ａ，３ｂ，３ｃ…衝撃検出センサーユニット、５…電子デバイスとしての発振器、６…電子デバイスとしての振動子、１０…ベース基板、１０ａ…主面、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…振動素子としてのＭＥＭＳ振動素子、２１…可動部、２２…基部、２３…支持部、２４…固定電極、３０…発振回路、４０…検出回路、５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ…出力端子、６０…パッケージ、６１…凹部、６２…パッケージベース、６３…リッド、６４…内底面、６５ａ，６５ｂ…内部端子、６６…外底面、６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ…外部端子、６８…接合部材、７０…振動片、７１…振動部、７２…基部、７３，７４…励振電極、７５ａ，７５ｂ…引出電極、７６…導電性接着剤、８０…ＩＣ、１２０…振動素子としてのＭＥＭＳ振動素子、１２１…可動部、１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ…延出部、１１００…電子機器としてのパーソナルコンピューター、１１０１…表示部、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１１０７…基板、１２００…電子機器としての携帯電話機、１２０１…表示部、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１２０７…基板、１３００…電子機器としてのデジタルスチルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０７…基板、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４３０…テレビモニター、１４４０…パーソナルコンピューター、１５００…被輸送物、１６００…輸送装置としてのトラック、Ｖａｃ…交流電圧、Ｖｐ…バイアス電圧。
【図１】
2016138750.tif 000003
【図２】
2016138750.tif 000004
【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】
2016138750.tif 000009
【図８】
2016138750.tif 000010
【図９】
2016138750.tif 000011
【図１０】
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