(57)【要約】【課題】優れた圧力検出精度を有するセンサー装置を提供すること、また、このセンサー装置を備える携帯機器、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】本発明の電子機器１０は、受圧により撓み変形するダイヤフラム部を有する圧力センサー１０７と、ダイヤフラム部の法線方向の加速度を検出する加速度センサー１０８と、加速度センサー１０８の検出結果を用いて、圧力センサー１０７の検出結果を補正する制御部１１０と、を備える。加速度センサー１０８は、互いに直交する３つの軸まわりの加速度を検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受圧により撓み変形するダイヤフラム部を有する圧力センサーと、
前記ダイヤフラム部の法線方向の加速度を検出する加速度センサーと、
前記加速度センサーの検出結果を用いて、前記圧力センサーの検出結果を補正する補正部と、を備えることを特徴とするセンサー装置。
【請求項２】
前記加速度センサーは、互いに直交する３つの軸まわりの加速度を検出する請求項１に記載のセンサー装置。
【請求項３】
前記圧力センサーおよび前記加速度センサーを一括して収納していて、開口部を有するケーシングを備える請求項１または２に記載のセンサー装置。
【請求項４】
前記ケーシング内に充填されている液体状またはゲル状の圧力伝達媒体を備える請求項３に記載のセンサー装置。
【請求項５】
前記圧力センサーの検出結果を第１サンプリング周波数で取得し、
前記加速度センサーの検出結果を前記第１サンプリング周波数の公倍数となる第２サンプリング周波数で取得し、
前記補正部は、前記圧力センサーの検出結果と前記加速度センサーの検出結果とを同期させて補正を行う請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセンサー装置。
【請求項６】
前記圧力センサーは、前記ダイヤフラム部に設けられているピエゾ抵抗素子を有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載のセンサー装置。
【請求項７】
前記圧力センサーは、
前記ダイヤフラム部が設けられている基板と、
前記基板とともに圧力基準室を形成している積層構造体と、を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載のセンサー装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のセンサー装置を備えることを特徴とする携帯機器。
【請求項９】
前記圧力センサーおよび前記加速度センサーが配置されている外装ケースと、
前記外装ケースに取り付けられているバンドと、を備える腕時計型である請求項８に記載の携帯機器。
【請求項１０】
前記外装ケースを厚さ方向から見た平面視で、前記外装ケースの中心を通り前記バンドが延びている方向に対して直交する方向に延びている仮想線を設定したとき、前記圧力センサーおよび前記加速度センサーは、ともに前記仮想線上に配置されているか、または、ともに前記仮想線に対して一方側に配置されている請求項９に記載の携帯機器。
【請求項１１】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のセンサー装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のセンサー装置を備え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、センサー装置、携帯機器、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
受圧により撓み変形するダイヤフラムを備えた圧力センサーが広く用いられている。このような圧力センサーでは、例えば、ダイヤフラムに設けたピエゾ抵抗素子の抵抗値に基づいて、ダイヤフラムに加わった圧力を検出する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０７５４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来では、ダイヤフラムに重力加速度等の加速度が加わったとき、その加速度の影響を受けてダイヤフラムの撓み量が変動することによって、検出圧力の精度低下を招くという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、優れた圧力検出精度を有するセンサー装置を提供すること、また、このセンサー装置を備える携帯機器、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のセンサー装置は、受圧により撓み変形するダイヤフラム部を有する圧力センサーと、
前記ダイヤフラム部の法線方向の加速度を検出する加速度センサーと、
前記加速度センサーの検出結果を用いて、前記圧力センサーの検出結果を補正する補正部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このようなセンサー装置によれば、加速度センサーの検出結果を用いて圧力センサーの検出結果を補正することにより、電子機器に重力加速度等の加速度が作用したときに生じる圧力センサーの検出結果の誤差分を除去または低減することができる。そのため、重力加速度等の加速度の影響を低減して高精度に圧力を検出することができる。
【０００８】
本発明のセンサー装置では、前記加速度センサーは、互いに直交する３つの軸まわりの加速度を検出することが好ましい。
これにより、加速度センサーの設置姿勢の自由度を高めることができる。
【０００９】
本発明のセンサー装置では、前記圧力センサーおよび前記加速度センサーを一括して収納していて、開口部を有するケーシングを備えることが好ましい。
【００１０】
これにより、圧力センサーおよび加速度センサーをケーシングにより保護することができる。また、圧力センサーと加速度センサーとの間の距離を小さくすることができる。そのため、圧力センサーに加わる加速度を加速度センサーにより高精度に検出することができる。その結果、圧力センサーの検出結果を加速度センサーの検出結果を用いて高精度に補正することができる。
【００１１】
本発明のセンサー装置では、前記ケーシング内に充填されている液体状またはゲル状の圧力伝達媒体を備えることが好ましい。
【００１２】
これにより、圧力センサーの圧力検出を可能としつつ、圧力センサーおよび加速度センサーを圧力伝達媒体により保護することができる。
【００１３】
本発明のセンサー装置では、前記圧力センサーの検出結果を第１サンプリング周波数で取得し、
前記加速度センサーの検出結果を前記第１サンプリング周波数の公倍数となる第２サンプリング周波数で取得し、
前記補正部は、前記圧力センサーの検出結果と前記加速度センサーの検出結果とを同期させて補正を行うことが好ましい。
【００１４】
これにより、圧力センサーの検出結果を加速度センサーの検出結果を用いて効率的に補正することができる。
【００１５】
本発明のセンサー装置では、前記圧力センサーは、前記ダイヤフラム部に設けられているピエゾ抵抗素子を有することが好ましい。
これにより、小型で高精度な圧力センサーを実現することができる。
【００１６】
本発明のセンサー装置では、前記圧力センサーは、
前記ダイヤフラム部が設けられている基板と、
前記基板とともに圧力基準室を形成している積層構造体と、を有することが好ましい。
これにより、小型で高精度な圧力センサーを実現することができる。
【００１７】
本発明の携帯機器は、本発明のセンサー装置を備えることを特徴とする。
これにより、携帯機器に加速度が加わっても、高精度に圧力を検出することができる。
【００１８】
本発明の携帯機器では、前記圧力センサーおよび前記加速度センサーが配置されている外装ケースと、
前記外装ケースに取り付けられているバンドと、を備える腕時計型であることが好ましい。
【００１９】
腕時計型の電子機器では、使用者の腕に装着して用いられるため、使用状態に応じて様々な方向および大きさで加速度が加わり、圧力センサーの検出結果に誤差が生じやすい。したがって、このような電子機器において、圧力センサーの検出結果を加速度センサーの検出結果を用いて補正すると、その効果が顕著となる。
【００２０】
本発明の携帯機器では、前記外装ケースを厚さ方向から見た平面視で、前記外装ケースの中心を通り前記バンドが延びている方向に対して直交する方向に延びている仮想線を設定したとき、前記圧力センサーおよび前記加速度センサーは、ともに前記仮想線上に配置されているか、または、ともに前記仮想線に対して一方側に配置されていることが好ましい。
【００２１】
これにより、使用者が腕や手首を様々な方向に動かしても、圧力センサーの検出結果を加速度センサーの検出結果を用いて補正することができる。
【００２２】
本発明の電子機器は、本発明のセンサー装置を備えることを特徴とする。
これにより、電子機器に加速度が加わっても、高精度に圧力を検出することができる。
【００２３】
本発明の移動体は、本発明のセンサー装置を備えることを特徴とする。
これにより、移動体に加速度が加わっても、高精度に圧力を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子機器（腕時計型の携帯機器）を示す平面図である。
【図２】図１に示す電子機器（センサー装置）の制御系のブロック図である。
【図３】図１に示す電子機器が備えるセンサーユニットの断面図である。
【図４】図３に示すセンサーユニットが備える圧力センサーおよび加速度センサーを示す図である。
【図５】図１に示す圧力センサーの作用を説明する図であって、圧力センサーに加わる加速度と検出圧力との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る電子機器（腕時計型の携帯機器）を示す平面図である。
【図７】本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明のセンサー装置、携帯機器、電子機器および移動体を添付図面に示す各実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、本発明の電子機器を腕時計型の携帯機器に適用した場合を例に説明する。
【００２６】
１．電子機器（携帯機器）
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子機器（腕時計型の携帯機器）を示す平面図である。図２は、図１に示す電子機器（センサー装置）の制御系のブロック図である。なお、図１では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸としてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が矢印で図示されており、各矢印の先端側を「＋」、基端側を「−」とする。また、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」という。
【００２７】
図１に示す電子機器１０は、腕時計型の携帯機器である。この電子機器１０は、図１に示すように、ケース１０１（外装ケース）と、ケース１０１の一方の面（表面）に設けられた表示部１０２と、ケース１０１の側面に設けられた複数の操作ボタン１０３と、を備えている。また、ケース１０１には、使用者の腕に装着する際に用いるバンド１０４が取り付けられている。このような腕時計型の外装部（ケース１０１およびバンド１０４）を有する電子機器１０は、携帯性に優れる。
【００２８】
ケース１０１は、中空の偏平形状をなしている。このケース１０１の一方の偏平面側には、表示部１０２が設けられている。
【００２９】
図２に示すように、電子機器１０は、表示部１０２、ＧＰＳ受信部１０５（時刻情報生成部）、温度センサー１０６、圧力センサー１０７、加速度センサー１０８、ジャイロセンサー１０９、無線通信部１１１、制御部１１０、電源回路１１２、バッテリー１１３およびアナログデジタル変換部１１５〜１１８を有しており、これらが前述したケース１０１内に収納されている。ここで、圧力センサー１０７、加速度センサー１０８および制御部１１０を含む構成は、「センサー装置１００」を構成している。なお、温度センサー１０６、ジャイロセンサー１０９およびこれらに対応するアナログデジタル変換部や無線通信部１１１は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。また、電子機器１０は、磁気センサー等の他のセンサーや、バイブレーション機能を有する振動部、音声を発生させる音声発生部（スピーカー）等を有していてもよい。
【００３０】
表示部１０２は、時刻情報、温度情報（外気温情報）、気圧情報、位置情報、標高情報、斜度情報、計時情報等の各種情報を必要に応じて表示可能に構成されている。このような表示部１０２は、例えば、液晶パネルまたは有機エレクトロルミネッセンスパネル等の表示パネルと、表示パネルを駆動する駆動回路とを含んで構成されている。
【００３１】
ＧＰＳ受信部１０５（受信機）は、人工衛星を利用した全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）の１つであるＧＰＳ（Global Positioning System）に用いるＧＰＳ衛星から送信された衛星信号を受信する機能を有する。また、ＧＰＳ受信部１０５は、衛星信号に重畳されている軌道情報や時刻情報に基づいてＧＰＳ受信部１０５の現在位置（すなわち電子機器１０の現在位置）や時刻情報を算出する処理や、時刻が１秒ごとに更新される正確なタイミング信号（１ＰＰＳ）を生成する処理等を行う。
【００３２】
このようなＧＰＳ受信部１０５は、ＧＰＳ受信機１０５１およびＧＰＳアンテナ１０５２を有している。ＧＰＳ受信機１０５１は、例えば、ＲＦ（Radio Frequency）部およびベースバンド部を含んで構成されている。ＲＦ部は、例えば、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）、ミキサ、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路、ＩＦアンプ、ＩＦ（Intermediate Frequency）フィルタ、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）等を含んで構成されている。ベースバンド部は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）を含んで構成されている。また、ベースバンド部には、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）やフラッシュメモリ等が接続されている。
【００３３】
温度センサー１０６は、ケース１０１外の温度を検出する機能を有する。この温度センサー１０６は、例えば、熱電対またはサーミスタ等を含んで構成されている。
【００３４】
圧力センサー１０７は、ケース１０１外の気圧を検出する機能を有する。この圧力センサー１０７は、例えば、半導体製造技術を用いて製造された小型な気圧センサー（例えばＭＥＭＳ型気圧センサー）を含んで構成されている。なお、圧力センサー１０７の構成については、後に詳述する。
【００３５】
加速度センサー１０８は、電子機器１０に加わる加速度を３軸で検出する機能を有する。この加速度センサー１０８は、例えば、ＭＥＭＳ技術を用いて製造された加速度センサー素子を含んで構成されている。この加速度センサー１０８は、後に詳述するように、圧力センサー１０７とともにユニット化されている。
【００３６】
ジャイロセンサー１０９は、電子機器１０に加わる角速度を３軸で検出する機能を有する。このジャイロセンサー１０９は、例えば、ＭＥＭＳ技術を用いて製造された角速度センサー素子を含んで構成されている。
【００３７】
無線通信部１１１は、無線通信（送信および受信）機能を有する。より具体的には、無線通信部１１１は、前述した各センサーの検出結果またはそれを利用して得られた情報を無線送信する機能を有する。これにより、使用者は、無線通信部１１１から無線送信された情報を、例えば、パーソナルコンピューター等のホスト（図示せず）で受信して利用することができる。
このような無線通信部１１１は、アンテナ１１１１および通信回路１１１２を有する。
【００３８】
アンテナ１１１１は、特に限定されないが、例えば、金属材料、カーボン等で構成され、巻線、薄膜等の形態をなす。なお、アンテナ１１１１は、送信および受信に共通して１つのアンテナで構成されていてもよいし、送信および受信のそれぞれに対応して２つのアンテナで構成されていてもよい。
【００３９】
通信回路１１１２は、例えば、電磁波を送信するための送信回路と、送信する信号を変調する機能を有する変調回路と、電磁波を受信するための受信回路と、受信する信号を復調する機能を有する復調回路とを有する。なお、通信回路１１１２は、信号の周波数を小さく変換する機能を有するダウンコンバータ回路、信号の周波数を大きく変換する機能を有するアップコンバータ回路、信号を増幅する機能を有する増幅回路等を有していてもよい。
【００４０】
アナログデジタル変換部１１５〜１１８は、それぞれ、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換回路を含んでいる。アナログデジタル変換部１１５は、温度センサー１０６からのアナログ信号（温度検出信号）をデジタル信号に変換する。アナログデジタル変換部１１６は、圧力センサー１０７からのアナログ信号（圧力検出信号）をデジタル信号に変換する。アナログデジタル変換部１１７は、加速度センサー１０８からのアナログ信号（加速度検出信号）をデジタル信号に変換する。アナログデジタル変換部１１８は、ジャイロセンサー１０９からのアナログ信号（角速度検出信号）をデジタル信号に変換する。ここで、各アナログデジタル変換部１１５〜１１８は、図示しないクロック回路からのクロック信号に基づいて所定のサンプリング周波数で変換を行う。なお、このサンプリング周波数は、アナログデジタル変換部同士で同じであってもよいし異なっていてもよい。
記憶部１１４は、制御部１１０の動作に必要な情報を記憶する機能を有する。
【００４１】
制御部１１０は、電子機器１０の各部を制御する機能を有する。具体的には、例えば、制御部１１０は、電子機器１０が備えるセンサー等から得られる情報に基づいて、時刻情報、温度情報（外気温情報）、気圧情報、位置情報、標高情報、斜度情報、計時情報等の各種情報を必要に応じて表示部１０２に表示する。また、制御部１１０は、操作ボタン１０３の操作により、表示部１０２に表示する情報の種類や表示形態を変更したり、電子機器１０の動作モードの切り換えを行ったりする機能を有する。
【００４２】
ここで、表示部１０２に表示する情報は、各センサーの検出結果をそのまま表示してもよいし、その検出結果に基づいて必要に応じて計算を行った結果を表示してもよい。例えば、時刻情報は、ＧＰＳ受信部１０５からの出力またはその出力に基づく計算結果から得られる。温度情報は、温度センサー１０６の検出結果またはその検出結果に基づく計算結果から得られる。気圧情報は、圧力センサー１０７の検出結果またはその検出結果に基づく計算結果から得られる。位置情報は、緯度情報、経度情報および高度情報（標高情報）からなり、緯度情報および経度情報は、ＧＰＳ受信部１０５からの出力に基づく計算結果から得られ、高度情報は、圧力センサー１０７の検出結果に基づく計算結果から得られる。斜度情報は、ＧＰＳ受信部１０５からの出力（時刻情報、緯度情報および経度情報）と、圧力センサー１０７の検出結果（高度情報）とに基づく計算結果から得られる。計時情報は、ＧＰＳ受信部１０５からの出力（時刻情報）に基づく計算結果から得られる。これらの情報は、１つを単独でまたは２つ以上を組み合わせて表示部１０２に表示される。また、あるセンサーの検出結果を他のセンサーの検出結果に基づいて補正してもよい。例えば、高度情報は、圧力センサー１０７の検出結果だけでなく、ＧＰＳ受信部１０５からの出力（緯度情報および経度情報）、加速度センサー１０８の検出結果（加速度情報）およびジャイロセンサー１０９の検出結果（角速度情報）を用いて補正することができる。また、圧力センサー１０７、加速度センサー１０８およびジャイロセンサー１０９は一般に温度特性を有するため、これらのセンサーの検出結果またはそれにより得られる情報を温度センサー１０６の検出結果またはそれにより得られる情報を用いて補正（温度補正）することができる。このように複数のセンサーを用いて、ある１つの情報を得ることで、検出精度を高めることができる。
【００４３】
特に、制御部１１０は、加速度センサー１０８の検出結果を用いて圧力センサー１０７の検出結果を補正する「補正部」としての機能を有する。これにより、圧力センサー１０７に加速度が加わることによる圧力センサー１０７の検出誤差を低減することができる。
【００４４】
ここで、制御部１１０は、圧力センサー１０７の検出結果を第１サンプリング周波数で取得する。また、制御部１１０は、加速度センサー１０８の検出結果を第１サンプリング周波数の公倍数となる第２サンプリング周波数で取得する。そして、制御部１１０は、圧力センサー１０７の検出結果と加速度センサー１０８の検出結果とを同期させて補正を行う。これにより、圧力センサー１０７の検出結果を加速度センサー１０８の検出結果を用いて効率的に補正することができる。
【００４５】
このような制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、Ｉ／Ｏ（input/output）ポート等を含んで構成されている。
【００４６】
電源回路１１２は、バッテリー１１３からの電力を、前述したケース１０１内の電子部品または電子回路に対して必要に応じて供給する機能を有する。バッテリー１１３としては、特に限定されないが、例えば、リチウム電池等の一次電池、または、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池を用いることができる。
【００４７】
なお、電源回路１１２による電力の供給は、常時行ってもよいが、電子機器１０が電源スイッチを有する場合、電源スイッチの操作によりオンオフできるようになっていてもよく、また、電子機器１０が電力入力端子を有する場合、電力入力端子から電力が入力されるときに、電力入力端子からの電力により供給を行い、バッテリー１１３からの電力供給を停止してもよい。
【００４８】
（センサーユニット）
以下、圧力センサー１０７および加速度センサー１０８を含んでユニット化されたセンサーユニット１について説明する。
【００４９】
図３は、図１に示す電子機器が備えるセンサーユニットの断面図である。
図３に示すセンサーユニット１は、圧力センサー１０７と、加速度センサー１０８と、圧力センサー１０７および加速度センサー１０８を一括して収納するケーシング４（容器）と、ケーシング４内に充填された圧力伝達媒体４０と、を有している。
【００５０】
ケーシング４は、圧力センサー１０７および加速度センサー１０８を収納するとともに、これらを支持する機能を有する。これにより、圧力センサー１０７および加速度センサー１０８を保護することができる。
【００５１】
このケーシング４は、開口４３１を有する。これにより、ケーシング４内の圧力センサー１０７に対して、開口４３１を通じてケーシング４の外部の圧力Ｐを伝達することができる。
【００５２】
図３に示すように、ケーシング４は、板状のベース４１と、ベース４１の一方の面に接合された枠状の枠体４２と、枠体４２のベース４１とは反対側の面に接合された筒状の筒体４３と、を有している。
【００５３】
ベース４１の下面には、金属で構成された複数の外部端子５４が設けられている。一方、ベース４１の上面には、枠体４２が接合されている。枠体４２の内側の幅は、筒体４３の下端の内側の幅よりも狭くなっていて、ベース４１の上面と枠体４２の上面との間には、段差４２１が形成されている。この段差４２１上には、金属で構成された複数の内部端子（図示せず）が設けられており、この内部端子は、ベース４１および枠体４２内に埋め込まれた配線（図示せず）を介して、前述した外部端子５４に電気的に接続されている。
【００５４】
このようなベース４１および枠体４２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化チタン等の窒化物セラミックスのような各種セラミックスや、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂のような各種樹脂材料等の絶縁性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、各種セラミックスであることが好ましい。これにより、優れた機械的強度を有するケーシング４を実現することができる。なお、ベース４１および枠体４２の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、円形状、長方形状、五角形以上の多角形状等をなすものであってもよい。
【００５５】
筒体４３は、その内外の各幅（内径、外径）が、下端から上端側へ向けて狭くなる部分と、その部分から上端へ向けて一定となる部分と、を有している。なお、筒体４３の形状は、これに限定されず、例えば、幅が一定となる部分だけで構成されていてもよいし、幅が上端へ向けて狭くなる部分だけで構成されていてもよい。
【００５６】
このような筒体４３の構成材料としては、特に限定されないが、前述したベース４１および枠体４２の構成材料と同様の材料を用いることができる。
【００５７】
圧力伝達媒体４０は、圧力センサー１０７等の外表面（少なくとも後述の受圧面６６１）を覆うように、前述したケーシング４内に充填されており、ケーシング４外部の圧力を圧力センサー１０７に伝達する機能を有する。
【００５８】
圧力伝達媒体４０は、液体状またはゲル状をなし、例えば、シリコーン樹脂等の樹脂材料で構成されている。このような圧力伝達媒体４０は、ケーシング４の開口４３１から露出した部分を有し、かかる部分に加わった圧力を圧力センサー１０７（より具体的には後述するダイヤフラム部６６の受圧面６６１）に伝達する。なお、圧力伝達媒体４０を構成する樹脂材料には、有機材料または無機材料で構成された固体状のフィラー（粉体）が含まれていてもよい。
【００５９】
また、圧力センサー１０７および加速度センサー１０８の外表面がゲル状または液体状の圧力伝達媒体４０により覆われていることにより、圧力センサー１０７および加速度センサー１０８を保護することもできる。
【００６０】
ここで、圧力センサー１０７および加速度センサー１０８は、金属バンプや導電性接着剤等の接合材５１を介して互いに接合されている。これにより、圧力センサー１０７は、加速度センサー１０８に支持されている。
【００６１】
図４は、図３に示すセンサーユニットが備える圧力センサーおよび加速度センサーを示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、図４中の上側（＋Ｚ軸方向側）を「上」、下側（−Ｚ軸方向側）を「下」という。
【００６２】
加速度センサー１０８は、図４に示すように、パッケージ２１と、パッケージ２１内に収納されている加速度センサー素子２２と、を有する。
【００６３】
パッケージ２１は、例えば、凹部を有するシリコン基板やガラス基板を接合して構成されている。このパッケージ２１の上面には、複数の端子３２および複数の端子３５が設けられている。複数の端子３２は、接合材５１を介して圧力センサー１０７に接続されている。複数の端子３５は、図示しない配線を介して、加速度センサー素子２２および圧力センサー１０７に電気的に接続されているとともに、例えばボンディングワイヤーで構成された配線５３を介して、前述したケーシング４の内部端子（図示せず）に接続されている。これにより、加速度センサー１０８が配線５３を介してケーシング４の内部端子に電気的に接続されているとともにケーシング４に対して支持されている。
【００６４】
加速度センサー素子２２は、互いに直交する３軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）方向の加速度を検出可能に構成されている。これにより、加速度センサー１０８の設置姿勢の自由度を高めることができる。この加速度センサー素子２２は、例えばシリコンで構成されている。なお、加速度センサー素子２２は、３軸方向の加速度を検出可能な１つの素子片で構成されていてもよいし、軸ごとに分割された３つの素子片で構成されていてもよい。
【００６５】
一方、圧力センサー１０７は、基板６と、基板６の一方の主面上に設けられている積層構造体８と、を備えている。ここで、基板６は、ダイヤフラム部６６を有しており、ダイヤフラム部６６には、複数のピエゾ抵抗素子７が形成されている。また、積層構造体８は、ダイヤフラム部６６に対向して配置されている部分が基板６に対して離間しており、これにより、かかる部分と基板６との間には、空洞部Ｓ（圧力基準室）が形成されている。
【００６６】
基板６は、半導体基板６１と、半導体基板６１の一方の主面上に設けられた絶縁膜６２と、絶縁膜６２に対して半導体基板６１とは反対側に設けられた絶縁膜６３と、絶縁膜６３に対して半導体基板６１とは反対側に設けられた導体層６４と、を有している。
【００６７】
半導体基板６１は、単結晶シリコンで構成されているシリコン層６１１（ハンドル層）と、シリコン酸化膜で構成されている酸化シリコン層６１２（ボックス層）と、単結晶シリコンで構成されているシリコン層６１３（デバイス層）とがこの順で積層されたＳＯＩ基板である。なお、半導体基板６１は、ＳＯＩ基板に限定されず、例えば、単結晶シリコン基板等の他の半導体基板であってもよい。
【００６８】
絶縁膜６２は、例えば、シリコン酸化膜であり、絶縁性を有する。また、絶縁膜６３は、例えば、シリコン窒化膜であり、絶縁性を有するとともに、フッ酸を含むエッチング液（リリースエッチングに用いるエッチング液）に対する耐性をも有する。ここで、半導体基板６１（シリコン層６１３）と絶縁膜６３（シリコン窒化膜）との間に絶縁膜６２（シリコン酸化膜）が介在していることにより、絶縁膜６３の成膜時に生じた応力が半導体基板６１に伝わるのを絶縁膜６２により緩和することができる。また、絶縁膜６２は、半導体基板６１およびその上方に半導体回路を形成する場合、素子間分離膜として用いることもできる。なお、絶縁膜６２、６３は、前述した構成材料に限定されず、また、必要に応じて、絶縁膜６２、６３のうちのいずれか一方を省略してもよい。
【００６９】
また、半導体基板６１には、絶縁膜６２、６３、６４とは反対側に開口する有底の凹部６５が設けられており、これにより、基板６には、周囲の部分よりも薄肉であり、受圧によって撓み変形するダイヤフラム部６６が設けられている。このダイヤフラム部６６は、その上面が受圧面６６１となっている。
【００７０】
本実施形態の基板６では、凹部６５がシリコン層６１１を貫通しており、ダイヤフラム部６６が酸化シリコン層６１２、シリコン層６１３および絶縁膜６２、６３の４層で構成されている。ここで、酸化シリコン層６１２は、圧力センサー１０７の製造工程において凹部６５をエッチングにより形成する際にエッチングストップ層として利用することができ、ダイヤフラム部６６の厚さの製品ごとのバラツキを少なくすることができる。
【００７１】
なお、凹部６５がシリコン層６１１を貫通せず、ダイヤフラム部６６がシリコン層６１１の薄肉部、酸化シリコン層６１２、シリコン層６１３および絶縁膜６２、６３の５層で構成されていてもよい。
【００７２】
導体層６４は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン（ポリシリコン）またはアモルファスシリコンにリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）して構成されており、導電性を有する。この導体層６４は、パターニングされており、例えば、空洞部Ｓの外側において基板６上にＭＯＳトランジスタを形成する場合、導体層６４の一部をＭＯＳトランジスタのゲート電極として用いることができる。また、導体層６４の一部を配線として用いることもできる。また、導体層６４は、平面視でダイヤフラム部６６の周囲を囲むように形成されており、導体層６４の厚さ分の段差部を形成する。これにより、ダイヤフラム部６６が受圧により撓み変形したとき、ダイヤフラム部６６の段差部との間の境界部分に応力を集中させることができる。そのため、かかる境界部分（またはその付近）にピエゾ抵抗素子７を配置することにより、検出感度を向上させることができる。
【００７３】
複数のピエゾ抵抗素子７は、それぞれ、シリコン層６１１の厚み中心よりもダイヤフラム部６６の空洞部Ｓ側に形成されている。また、各ピエゾ抵抗素子７は、ダイヤフラム部６６の外周部に設けられ、図示しない１対の配線により外側に引き出されている。そして、複数のピエゾ抵抗素子７は、図示しないが、ブリッジ回路（ホイートストンブリッジ回路）を構成している。
【００７４】
このようなピエゾ抵抗素子７および配線は、それぞれ、例えば、リン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）したシリコン（単結晶シリコン）で構成されている。ここで、配線における不純物のドープ濃度は、ピエゾ抵抗素子７における不純物のドープ濃度よりも高い。なお、配線は、金属で構成されていてもよい。
【００７５】
積層構造体８は、空洞部Ｓを画成するように形成されている。この積層構造体８は、基板６上に平面視でピエゾ抵抗素子７を取り囲むように形成された層間絶縁膜８１と、層間絶縁膜８１上に形成された配線層８２と、配線層８２および層間絶縁膜８１上に形成された層間絶縁膜８３と、層間絶縁膜８３上に形成され、複数の細孔８４２（開孔）を備えた被覆層８４１を有する配線層８４と、配線層８４および層間絶縁膜８３上に形成された表面保護膜８５と、被覆層８４１上に設けられた封止層８６と、を有している。
【００７６】
ここで、配線層８２、８４は、ピエゾ抵抗素子７に電気的に接続されている部分を有する。また、配線層８４は、接合材５１を介して基板３の端子３２に接続される端子８４３を有する。
【００７７】
このように、空洞部Ｓの壁部の一部を構成する積層構造体８は、積層構造を有しているため、ＣＭＯＳプロセスのような半導体製造プロセスを用いて形成することができる。これにより、小型なセンサーユニット１を簡単かつ高精度に製造することができる。また、積層構造体８を形成する際、細孔８４２を通じたエッチング（犠牲層エッチング）により空洞部Ｓを形成することができる。なお、シリコン層６１３に対して積層構造体８が配置されている側には、半導体回路が作り込まれていてもよい。この半導体回路は、ＭＯＳトランジスタ等の能動素子、その他必要に応じて形成されたコンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード、配線（ピエゾ抵抗素子７に接続されている配線を含む）等の回路要素を有している。
【００７８】
基板６と積層構造体８とによって画成された空洞部Ｓは、密閉された空間である。この空洞部Ｓは、圧力センサー１０７が検出する圧力の基準値となる圧力基準室として機能する。本実施形態では、空洞部Ｓが真空状態（３００Ｐａ以下）となっている。空洞部Ｓを真空状態とすることによって、圧力センサー１０７を、真空状態を基準として圧力を検出する「絶対圧センサー」として用いることができ、その利便性が向上する。
【００７９】
ただし、空洞部Ｓは、真空状態でなくてもよく、大気圧であってもよいし、大気圧よりも気圧が低い減圧状態であってもよいし、大気圧よりも気圧が高い加圧状態であってもよい。また、空洞部Ｓには、窒素ガス、希ガス等の不活性ガスが封入されていてもよい。
【００８０】
以上説明したように構成された圧力センサー１０７は、ダイヤフラム部６６の受圧面６６１が受ける圧力に応じて、ダイヤフラム部６６が変形し、これにより、各ピエゾ抵抗素子７が歪み、各ピエゾ抵抗素子７の抵抗値が変化する。それに伴って、複数のピエゾ抵抗素子７を含むブリッジ回路の出力電圧が変化し、その出力電圧に基づいて、受圧面６６１で受けた圧力の大きさを求めることができる。
【００８１】
このように、圧力センサー１０７は、ダイヤフラム部６６に設けられているピエゾ抵抗素子７に基づいて圧力を検出する。そのため、小型で高精度な圧力センサー１０７を実現することができる。
【００８２】
ところで、ダイヤフラム部６６には、ダイヤフラム部６６の姿勢に応じて、重力や衝撃等により重力加速度等の加速度が加わる。そのため、実際には、ダイヤフラム部６６の撓み変形量は、ダイヤフラム部６６に加わった圧力によるものとは異なることがある。
【００８３】
そこで、電子機器１０では、前述したように、制御部１１０は、加速度センサー１０８の検出結果（より具体的には、ダイヤフラム部６６の法線方向の加速度）を用いて圧力センサー１０７の検出結果を補正する。これにより、電子機器１０に重力加速度等の加速度が作用したときに生じる圧力センサー１０７の検出結果の誤差分を除去または低減することができる。そのため、重力加速度等の加速度の影響を低減して高精度に圧力を検出することができる。
【００８４】
具体的に説明すると、ダイヤフラム部６６に下方向への加速度Ｇが加わっている場合、圧力センサー１０７のピエゾ抵抗素子７の歪み量は、圧力のみによる歪み量よりも加速度Ｇに応じた分だけ大きくなる。反対に、ダイヤフラム部６６に上方向への加速度Ｇが加わっている場合、圧力センサー１０７のピエゾ抵抗素子７の歪み量は、圧力のみによる歪み量よりも加速度Ｇに応じた分だけ小さくなる。
【００８５】
図５は、図１に示す圧力センサーの作用を説明する図であって、圧力センサーに加わる加速度と検出圧力との関係を示すグラフである。
【００８６】
圧力センサー１０７のダイヤフラム部６６に対して上下方向（ダイヤフラム部６６の厚さ方向）に加速度Ｇが作用する場合、下方向への加速度Ｇが大きくなるほど、図５に示すように、圧力センサー１０７の検出圧力は、実際の圧力（真値Ｐ０）よりも小さくなる。反対に、下方向への加速度Ｇが小さくなるほど、圧力センサー１０７の検出圧力は、実際の圧力（真値Ｐ０）よりも大きくなる。
【００８７】
このようなことから、電子機器１０では、電子機器１０に重力加速度等の加速度が作用したときに生じる圧力センサー１０７の出力の変動分を加速度センサー１０８の出力に基づいて演算し、その演算結果を用いて、圧力センサー１０７の検出圧力が真値に近づくように補正する。そのため、重力加速度等の加速度の影響を低減して高精度に圧力を検出することができる。
【００８８】
ここで、前述したように、圧力センサー１０７および加速度センサー１０８がケーシング４に一括して収納されている。これにより、圧力センサー１０７および加速度センサー１０８をケーシング４により保護することができる。また、圧力センサー１０７と加速度センサー１０８との間の距離を小さくすることができる。そのため、圧力センサー１０７に加わる加速度を加速度センサー１０８により高精度に検出することができる。その結果、圧力センサー１０７の検出結果を加速度センサー１０８の検出結果を用いて高精度に補正することができる。
【００８９】
また、前述したように、電子機器１０は、圧力センサー１０７および加速度センサー１０８が配置されているケース１０１と、ケース１０１に取り付けられているバンド１０４と、を備える腕時計型である。腕時計型の電子機器１０では、使用者の腕に装着して用いられるため、使用状態に応じて様々な方向および大きさで加速度が加わり、圧力センサー１０７の検出結果に誤差が生じやすい。したがって、このような電子機器１０において、圧力センサー１０７の検出結果を加速度センサー１０８の検出結果を用いて補正すると、その効果が顕著となる。
【００９０】
また、本実施形態では、図１に示すように、ケース１０１を厚さ方向から見た平面視で、ケース１０１の中心Ｃを通りバンド１０４が延びている方向に対して直交する方向（線分ａ１に直交する方向）に延びている仮想線ａ２を設定したとき、圧力センサー１０７および加速度センサー１０８を含むセンサーユニット１は、仮想線ａ２上に配置されている。これにより、使用者が腕や手首を様々に動かしても、圧力センサー１０７の検出結果を加速度センサー１０８の検出結果を用いて補正することができる。特に、腕や手首を捩る動作の場合と他の動作の場合とを同じ演算を用いて、圧力センサー１０７の検出結果を加速度センサー１０８の検出結果を用いて補正することができる。
【００９１】
なお、センサーユニット１は、本実施形態では、ケース１０１の＋Ｚ軸方向側の部分に配置されているが、ケース１０１の−軸方向側の部分に配置されていてもよい。
【００９２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００９３】
図６は、本発明の第２実施形態に係る電子機器（腕時計型の携帯機器）を示す平面図である。
【００９４】
以下、本発明の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。なお、図６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００９５】
第２実施形態は、センサーユニット１の配置が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００９６】
図６に示す電子機器１０Ａでは、ケース１０１を厚さ方向から見た平面視で、ケース１０１の中心Ｃを通りバンド１０４が延びている方向に対して直交する方向（線分ａ１に直交する方向）に延びている仮想線ａ２を設定したとき、圧力センサー１０７および加速度センサー１０８を含むセンサーユニット１は、仮想線ａ２に対して一方側（本実施形態では−Ｘ軸方向側）に配置されている。これにより、使用者が腕や手首を様々に動かしても、圧力センサー１０７の検出結果を加速度センサー１０８の検出結果を用いて補正することができる。特に、腕や手首を捩る動作の場合と他の動作の場合とを同じ演算を用いて、圧力センサー１０７の検出結果を加速度センサー１０８の検出結果を用いて補正することができる。
【００９７】
なお、平面視で、センサーユニット１が仮想線ａ２に対して＋Ｘ軸方向側に配置されていてもよい。また、センサーユニット１は、本実施形態では、ケース１０１の＋Ｚ軸方向側の部分に配置されているが、ケース１０１の−Ｚ軸方向側の部分に配置されていてもよい。
【００９８】
以上説明したような電子機器１０Ａによっても、優れた検出精度を発揮することができる。
【００９９】
２．移動体
次いで、本発明の圧力センサーを備える移動体（本発明の移動体）について説明する。図７は、本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
【０１００】
図７に示すように、移動体４００は、車体４０１と、４つの車輪４０２とを有しており、車体４０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪４０２を回転させるように構成されている。このような移動体４００には、ナビゲーションシステム３００（センサー装置１００）が内蔵されている。
【０１０１】
このような移動体４００によれば、センサー装置１００が、重力加速度等の加速度の影響を低減して高精度に圧力を検出することができる。
【０１０２】
以上、本発明のセンサー装置、携帯機器、電子機器および移動体を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
【０１０３】
また、前述した実施形態では、圧力センサーおよび加速度センサーが同一のケーシング内に収納されている場合を例に説明したが、これに限定されず、加速度センサーは、ケーシングの外部に設置されていてもよい。この場合、加速度センサーをできるだけ圧力センサーの近くに設置することが好ましい。
【０１０４】
また、前述した圧力センサーの構成は、一例であり、ダイヤフラム部を有する圧力センサーであれば、前述した実施形態のものに限定されず、例えば、シリコン基板を貼り合わせて圧力基準室を形成したものであってもよい。
【０１０５】
また、前述した実施形態では、本発明の携帯情報機器として腕時計型の機器（時計）を例に説明したが、これに限定されず、本発明の携帯情報機器は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等に適用することができる。
【０１０６】
また、本発明のセンサー装置を備える電子機器は、前述したものに限定されず、例えば、パーソナルコンピューター、携帯電話、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）、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター等に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１…センサーユニット、３…基板、４…ケーシング、６…基板、７…ピエゾ抵抗素子、８…積層構造体、１０…電子機器、１０Ａ…電子機器、２１…パッケージ、２２…加速度センサー素子、３２…端子、３５…端子、４０…圧力伝達媒体、４１…ベース、４２…枠体、４３…筒体、５１…接合材、５３…配線、５４…外部端子、６１…半導体基板、６２…絶縁膜、６３…絶縁膜、６４…導体層、６５…凹部、６６…ダイヤフラム部、８１…層間絶縁膜、８２…配線層、８３…層間絶縁膜、８４…配線層、８５…表面保護膜、８６…封止層、１００…センサー装置、１０１…ケース、１０２…表示部、１０３…操作ボタン、１０４…バンド、１０５…ＧＰＳ受信部、１０６…温度センサー、１０７…圧力センサー、１０８…加速度センサー、１０９…ジャイロセンサー、１１０…制御部、１１１…無線通信部、１１２…電源回路、１１３…バッテリー、１１４…記憶部、１１５…アナログデジタル変換部、１１６…アナログデジタル変換部、１１７…アナログデジタル変換部、１１８…アナログデジタル変換部、３００…ナビゲーションシステム、４００…移動体、４０１…車体、４０２…車輪、４２１…段差、４３１…開口、６１１…シリコン層、６１２…酸化シリコン層、６１３…シリコン層、６６１…受圧面、８４１…被覆層、８４２…細孔、８４３…端子、１０５１…ＧＰＳ受信機、１０５２…ＧＰＳアンテナ、１１１１…アンテナ、１１１２…通信回路、ａ１…線分、ａ２…仮想線、Ｃ…中心、Ｇ…加速度、Ｐ…圧力、Ｓ…空洞部
【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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