CN109425335A - 物理量传感器和传感器器件、便携式电子设备、电子设备及移动体 - Google Patents

物理量传感器和传感器器件、便携式电子设备、电子设备及移动体 Download PDF

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Abstract

提供能够实现检测精度高灵敏度化以及耐冲击性提高的物理量传感器和传感器器件、便携式电子设备、电子设备及移动体。物理量传感器包括：基板；可动部，能够相对于所述基板在第一方向上位移；第一、第二可动电极部，设置于所述可动部；第一固定电极部，固定于所述基板，与所述第一可动电极部在所述第一方向相对地配置；第二固定电极部，固定于所述基板，与所述第二可动电极部在所述第一方向相对地配置；限制部，限制所述可动部的所述第一方向的可动范围；第一布线，设置于所述基板，与所述第一固定电极部电连接；第二布线，设置于所述基板，与所述第二固定电极部电连接，在俯视观察所述基板时，所述第一、第二布线分别与所述限制部交叉。

Description

物理量传感器和传感器器件、便携式电子设备、电子设备及移 动体
技术领域
本发明涉及物理量传感器、物理量传感器器件、便携式电子设备、电子设备以及移动体。
背景技术
例如，专利文件1中记载的加速度传感器由第一硅基板、第二硅基板以及位于它们之间的具有氧化硅层的SOI基板构成。而且，从第二硅基板形成有：固定部；可相对于固定部在X轴方向位移的可动部；连接于可动部，并且在Y轴方向延伸的多个可动电极指；以及固定于第二硅基板，并且沿Y轴方向延伸，在与对应的可动电极指之间形成静电电容的固定电极指。在这样的加速度传感器中，可动部由于施加的加速度发生位移从而上述静电电容发生变化，根据该静电电容的变化，检测受到的加速度。
如上所述，专利文献1中记载的加速度传感器由SOI基板构成。为此，例如需要从第二硅基板形成布线，此时，不能够使信号、极性不同的多根布线交叉，导致布线布局的自由度变低。此外，由于不能够使多根布线交叉，因此出现需要引出更多的布线，这个量使配置布线的区域变大。为此，有如下问题：分配给元件部的区域有可能会变小，从而传感器的高灵敏度化变得困难。
此外，由于在专利文献1记载的加速度传感器中，没有设置限制可动部在X轴方向的位移的止动部(限制部)，因此，例如，当受到下落等过度的冲击时，可动部在X轴方向上大幅度位移，可动电极指和固定电极指有可能会碰撞从而损坏。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开第2007-139505号公报。
发明内容
本发明的目的在于提供能够实现检测精度的高灵敏度化以及耐冲击性提高的物理量传感器、物理量传感器器件、便携式电子设备、电子设备以及移动体。
本发明为了解决上述的课题的至少一部分而完成，能够以以下的发明实现。
本发明的物理量传感器的特征在于，包括：基板；可动部，能够相对于所述基板在第一方向上位移；第一可动电极部以及第二可动电极部，设置于所述可动部；第一固定电极部，固定于所述基板，以与所述第一可动电极部在所述第一方向上相对的方式配置；第二固定电极部，固定于所述基板，以与所述第二可动电极部在所述第一方向上相对的方式配置；限制部，限制所述可动部在的所述第一方向的可动范围；第一布线，设置于所述基板，与所述第一固定电极部电连接；以及第二布线，设置于所述基板，与所述第二固定电极部电连接，在俯视观察所述基板时，所述第一布线及所述第二布线分别与所述限制部交叉。
由此，能够获得可实现检测精度高灵敏度化以及耐冲击性提高的物理量传感器。
在本发明的物理量传感器中，优选所述可动部与所述限制部电连接。
由此，能够降低在可动部和限制部之间形成静电电容。
在本发明的物理量传感器中，优选包括电极部，所述电极部在所述俯视观察下，以与所述可动部重叠的方式配置于所述基板，并且与所述可动部电连接。
由此，能够抑制可动部不经意的位移(由作为检测对象的物理量以外的力引起的位移)。
在本发明的物理量传感器中，优选所述限制部与所述可动部之间的间隙局部变窄。
由此，能够有效地抑制可动部的过度位移。
本发明的物理量传感器的特征在于，包括：基板；摆动体，包括：包含第一质量部和第二质量部的可动部、由所述基板支承的固定部以及连结所述可动部和所述固定部的连结部；第一固定电极部，以与所述第一质量部相对的方式配置于所述基板；第二固定电极部，以与所述第二质量部相对的方式配置于所述基板；限制部，在俯视观察所述基板时，沿着所述摆动体的外缘定位，限制所述摆动体的可动范围；第一布线，设置于所述基板，与所述第一固定电极部电连接；以及第二布线，设置于所述基板，与所述第二固定电极部电连接；在所述俯视观察下，所述第一布线及所述第二布线分别与所述限制部交叉。
由此，能够获得可实现检测精度高灵敏度化以及耐冲击性提高的物理量传感器。
本发明的物理量传感器器件的特征在于，包括：本发明的物理量传感器和电路元件。
由此，能够获得可享受本发明的物理量传感器的效果，并且可靠性高的物理量传感器器件。
本发明的便携式电子设备的特征在于，包括：本发明的物理量传感器；容纳所述物理量传感器的壳体；处理部，容纳于所述壳体，处理来自所述物理量传感器的输出数据；显示部，容纳于所述壳体；以及透光性罩，遮挡所述壳体的开口部。
由此，能够获得可享受本发明的物理量传感器的效果，并且可靠性高的便携式电子设备。
本发明的电子设备的特征在于，包括：本发明的物理量传感器；控制电路；以及校正电路。
由此，能够获得可享受本发明的物理量传感器的效果，并且可靠性高的电子设备。
本发明的移动体的特征在于，包括：本发明的物理量传感器以及姿态控制部。
由此，能够获得可享受本发明的物理量传感器的效果，并且可靠性高的移动体。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式涉及的物理量传感器的俯视图。
图2是沿图1中的A-A线的截面图。
图3是示出图1所示的物理量传感器具有的基板的俯视图。
图4是图1所示的物理量传感器的立体图。
图5是示出对图1所示的物理量传感器施加的电压的图。
图6是沿图1中的B-B线的截面图。
图7是示出本发明的第二实施方式涉及的物理量传感器的俯视图。
图8是示出图7所示的物理量传感器具有的基板的俯视图。
图9是示出本发明的第三实施方式涉及的物理量传感器的俯视图。
图10是示出图9所示的物理量传感器具有的基板的俯视图。
图11是示出本发明的第四实施方式涉及的物理量传感器的俯视图。
图12是示出本发明的第五实施方式涉及的物理量传感器的俯视图。
图13是沿图12中的C-C线的截面图。
图14是示出图12所示的物理量传感器具有的基板的俯视图。
图15是示出本发明的第六实施方式涉及的物理量传感器器件的截面图。
图16是示出本发明的第七实施方式涉及的电子设备的立体图。
图17是示出本发明的第八实施方式涉及的电子设备的立体图。
图18是示出本发明的第九实施方式涉及的电子设备的立体图。
图19是示出本发明的第十实施方式涉及的便携式电子设备的俯视图。
图20是示出图19所示的便携式电子设备的概略构成的功能框图。
图21是示出本发明的第十一实施方式涉及的移动体的立体图。
附图标记说明
1物理量传感器；10盖体；11凹部；12连通孔；13密封部件；19玻璃料；2基板；21凹部；211支架部；22、23、24、25、26、27槽部；3元件部；4固定电极部；41第一固定电极部；411第一主干部；412、412'第一固定电极指；412”第一固定电极指；413第一固定部；413a接合部；42第二固定电极部；421第二主干部；422、422'、422”第二固定电极指；423第二固定部；423a接合部；50可动体；51固定部；511接合部；52可动部；521框部；521a第一外缘部；521a'侧面；521b第二外缘部；521b'侧面；521c第三外缘部；521c'侧面；521d第四外缘部；521d'侧面；522第一Y轴延伸部；523第一X轴延伸部；524第二Y轴延伸部；525第二X轴延伸部；526第一突出部；527第二突出部；528第一开口部；529第二开口部；53、54弹簧部；6可动电极部；61第一可动电极部；611、611'、611”第一可动电极指；62第二可动电极部；621、621'、621”第二可动电极指；72、73、74、75、76、77布线；78虚拟电极；8元件部；81可动电极部；811第一可动电极部、812第二可动电极部；819开口；82梁部；83固定部；831接合部；88第一固定电极部；89第二固定电极部；9限制部；9A第一部分；9B第二部分；91第一限制部；91'抵接面；92第二限制部；92'抵接面；93第三限制部；93'抵接面；93A第一部分；93B第二部分；93C间隙；94第四限制部；94'抵接面；94A第一部分；94B第二部分；94C间隙；100物理量传感器器件；110电路元件；120封装体；130基座；131凹部；131a第一凹部；131b第二凹部；133内部端子；134外部端子；140盖体；1100个人电脑；1102键盘；1104主体部；1106显示单元；1108显示部；1110控制电路；1120校正电路；1200手机；1202操作按钮；1204听筒；1206话筒；1208显示部；1210控制电路；1220校正电路；1300静态数码相机；1302壳体；1304光接收单元；1306快门；1308存储器；1310显示部；1320控制电路；1330校正电路；1400活动量计；1401带；1402显示部；1403壳体；1404透光性罩；1405表圈；1406、1407操作按钮；1408加速度传感器；1409角速度传感器；1410处理部；1411GPS传感器；1412地磁传感器；1413脉搏传感器；1414温度传感器；1415通信部；1416存储部；1417操作部；1418压力传感器；1419计时部；1420声音输出部；1421电池；1500汽车；1501车身；1502车身姿态控制装置；1503车轮；Ax、Az加速度；B2、B3、B41、B42、B5、B6导电性凸块；BW1、BW2焊线；G1、G2、G3间隙；J摆动轴；L中心轴；L411轴；L421轴；S收容空间；S1收容空间；T端子；V1、V2电压。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式详细地说明本发明的物理量传感器、物理量传感器器件、便携式电子设备、电子设备以及移动体。
第一实施方式
首先，对本发明的第一实施方式涉及的物理量传感器进行说明。
图1是示出本发明的第一实施方式涉及的物理量传感器的俯视图。图2是沿图1中的A-A线的截面图。图3是示出图1所示的物理量传感器具有的基板的俯视图。图4是图1所示的物理量传感器的立体图。图5是示出对图1所示的物理量传感器施加的电压的图。图6是沿图1中的B-B线剖开截面图。另外，在下文中，为方便说明，也将图1中的纸张近前侧及图2中的上侧称为“上”，将图1中的纸张里侧及图2中的下侧称为“下”。此外，如各图所示，将互相正交的三个轴作为X轴、Y轴及Z轴，也将平行于X轴的方向称为“X轴方向”，将平行于Y轴的方向称为“Y轴方向”，将平行于Z轴的方向称为“Z轴方向”。此外，也将各轴的箭头方向尖端一侧称为“正侧”，将相反一侧称为“负侧”。
图1所示的物理量传感器1是能够检测X轴方向的加速度Ax的加速度传感器。这样的物理量传感器1具有：基板2；元件部3，设置于基板2，检测X轴方向的加速度Ax(物理量)；限制部9，限制元件部3的过度位移；以及盖体10，以覆盖元件部3及限制部9的方式与基板2接合。
(基板)
如图1所示，基板2成为具有矩形的俯视形状的板状。此外，基板2具有上表面敞开的凹部21。在沿Z轴方向的俯视观察下，凹部21以将元件部3内包于内侧的方式形成为大于元件部3。凹部21作为用于防止元件部3和基板2接触的退避部发挥功能。作为基板2的俯视形状，没有特别限定，例如可以是三角形、矩形以外的四边形、五边形等多边形、圆形、椭圆形、不规则形状等任意的形状。
如图2所示，基板2具有设置于凹部21的底面的突起状的支架部211。在支架部211上分别接合有第一固定电极部41、第二固定电极部42以及固定部51。
如图3所示，基板2具有上表面敞开的槽部22、23、24、25、26、27。其中，槽部25、26、27的一个端部分别位于盖体10的外侧，另一个端部分别与凹部21连接。其余的槽部22、23、24的一个端部分别位于盖体10内，另一个端部分别与凹部21连接。
作为基板2，可使用例如由包含碱金属离子(可动离子)的玻璃材料(例如，派莱克斯玻璃(注册商标)、TEMPAX玻璃(注册商标)这样的硼硅酸玻璃)构成的玻璃基板。由此，如后所述，元件部3和基板2能够通过阳极接合而接合，并能够将它们牢固地接合。此外，由于可获得具有透光性的基板2，因此能够从物理量传感器1的外侧隔着基板2可见元件部3的状态。
但是，作为基板2，不限于玻璃基板，例如还可使用硅基板、陶瓷基板。在使用硅基板时，从防止短路的观点出发，优选使用高电阻的硅基板或使用通过对表面进行热氧化等而形成硅氧化膜(绝缘性氧化物)的硅基板。
如图1及图3所示，在槽部22、23、24、25、26、27上设置有布线72、73、74、75、76、77。其中，布线75、76、77的一个端部分别向盖体10的外侧露出，作为与外部装置进行电连接的端子T发挥功能。此外，布线75的另一个端部经由凹部21被引至支架部211，在支架部211上经由导电性凸块B5与第一固定电极部41连接。此外，布线76的另一个端部经由凹部21被引至支架部211，在支架部211上经由导电性凸块B6与第二固定电极部42连接。此外，布线77的另一个端部与配置于凹部21的底面的虚拟电极78电连接。关于虚拟电极78的功能将在后文进行叙述。
布线72从虚拟电极78向槽部22引出，在槽部22内经由导电性凸块B2与限制部9(第二部分9B)电连接。此外，布线73从虚拟电极78向槽部23引出，在槽部23内经由导电性凸块B3与限制部9(第一部分9A)电连接。此外，布线74从槽部24经由凹部21被引至支架部211，在槽部24内经由导电性凸块B41与限制部9(第二部分9B)电连接，在支架部211上经由导电性凸块B42与固定部51电连接。
另外，作为布线72、73、74、75、76、77以及虚拟电极78的构成材料，没有特别限定，例如可列举金(Au)、银(Ag)、白金(Pt)、钯(Pd)、铱(Ir)、铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、钨(W)等金属材料；包含这些金属材料的合金；ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)、IZO(Indium Zinc Oxide，氧化铟锌)、ZnO、IGZO等氧化物类的透明导电性材料，可使用它们中的一种或组合两种以上(例如作为两层以上的层叠体)。
(盖体)
如图1所示，盖体10成为具有矩形的俯视形状的板状。此外，如图2所示，盖体10具有下面敞开的凹部11。此外，盖体10以在凹部11内收容元件部3的方式与基板2接合。而且，通过盖体10及基板2，形成有收容元件部3及限制部9的收容空间S。作为盖体10的俯视形状，没有特别限定，可配合基板2的俯视形状来确定，例如可以是三角形、矩形以外的四边形、五边形等多边形、圆形、椭圆形、不规则形状等任意的形状。
此外，如图2所示，盖体10具有连通收容空间S的内外的连通孔12，经由该连通孔12可将收容空间S置换成希望的气氛。此外，在连通孔12内配置有密封部件13，通过密封部件13来密封连通孔12。
作为密封部件13，只要能够密封连通孔12则没有特别限定，例如可使用金(Au)/锡(Sn)类合金、金(Au)/锗(Ge)类合金、金(Au)/铝(Al)类合金等各种合金；低熔点玻璃等玻璃材料等。
收容空间S密封有氮气、氦气、氩气等非活泼性气体，优选在使用温度(-40℃至80℃左右)下成为大致大气压。通过使收容空间S成为大气压，能够增强粘性阻力，发挥阻尼效果，使可动部52的振动迅速收敛(停止)。因此，提高物理量传感器1的加速度Ax的检测精度。
在本实施方式中，这样的盖体10由硅基板构成。但是，作为盖体10，不限于硅基板，例如还可使用玻璃基板、陶瓷基板。此外，作为基板2和盖体10的接合方法，没有特别限定，只要根据基板2、盖体10的材料适当选择即可，例如可列举阳极接合、使通过等离子体照射而活性化的接合表面彼此接合的活性化接合、通过玻璃料等接合材料的接合、在基板2的上表面以及盖体10的下表面接合已成膜的金属膜的扩散接合等。
如图2所示，在本实施方式中，经由作为接合材料的一个例子的玻璃料19(低熔点玻璃)接合基板2和盖体10。在使基板2和盖体10重合的状态下，收容空间S的内外会经由槽部25、26、27连通，但通过使用玻璃料19，在接合基板2和盖体10的同时能够密封槽部25、26、27，能够更容易地气密密封收容空间S。当利用阳极接合等(即，不能够密封槽部25、26、27的接合方法)接合基板2和盖体10时，例如可由利用使用了TEOS(四乙氧基硅烷)的CVD法形成的SiO2膜遮挡槽部25、26、27。
(元件部)
如图1及图4所示，元件部3具有：固定于基板2的固定电极部4；固定于基板2的固定部51；可相对于固定部51在X轴方向上位移的可动部52；连结固定部51和可动部52的弹簧部53、54；以及设置于可动部52的可动电极部6。其中，固定部51、可动部52、弹簧部53、54及可动电极部6一体地形成，以下也将它们的集合体称为“可动体50”。
这样的元件部3例如可通过蚀刻(尤其是干法蚀刻)掺杂了磷(P)、硼(B)等杂质的硅基板使其图案化来形成。此外，元件部3通过阳极接合与基板2(支架部211的上表面)接合。但是，元件部3的材料、将元件部3接合到基板2的方法没有特别限定。
固定部51成为沿X轴方向延伸的长条形状。而且，固定部51具有在X轴方向负侧的端部与支架部211接合的接合部511。作为固定部51的形状没有特别限定。此外，在下文中，在从Z轴方向的俯视观察中，以在Y轴方向上两等分固定部51的虚拟轴线为中心轴L。
这样的固定部51位于第一固定电极部41及第二固定电极部42之间。由此，能够将固定部51配置在可动部52的中心部，从而能够稳定地支承可动部52。
可动部52在从Z轴方向的俯视观察下呈框状，固定部51包围弹簧部53、54及第一、第二固定电极部41、42。通过使可动部52成为框状，能够增大可动部52的质量。因此，能够提高灵敏度，从而高精度地检测物理量。
此外，可动部52具有在内侧配置有第一固定电极部41的第一开口部528和在内侧配置有第二固定电极部42的第二开口部529。这样的可动部52相对于中心轴L对称。
当更具体地说明可动部52的形状时，可动部52具有：框部521，包围固定部51、弹簧部53、54以及第一、第二固定电极部41、42；第一Y轴延伸部522，位于第一开口部528的X轴方向正侧，从框部521向Y轴方向负侧延伸；第一X轴延伸部523，从第一Y轴延伸部522的前端部向X轴方向负侧延伸；第二Y轴延伸部524，位于第二开口部529的X轴方向正侧，从框部521向Y轴方向正侧延伸；第二X轴延伸部525，从第二Y轴延伸部524的前端部向X轴方向负侧延伸。此外，第一、第二Y轴延伸部522、524分别设置在弹簧部53的附近，沿着Y轴方向配置，第一、第二X轴延伸部523、525分别设置于固定部51的附近，沿着固定部51配置。
在该构成中，第一Y轴延伸部522及第一X轴延伸部523作为支承第一可动电极指611的支承部发挥功能，第二Y轴延伸部524及第二X轴延伸部525作为支承第二可动电极指621的支承部发挥功能。
此外，可动部52具有：第一突出部526，以填塞第一开口部528的剩余的空间的方式，从框部521向第一开口部528内突出；和第二突出部527，以填塞第二开口部529的剩余的空间的方式，从框部521向第二开口部529内突出。通过设置第一、第二突出部526、527，能够不导致可动部52的大型化而使可动部52的质量更大。因此，成为灵敏度更高的物理量传感器1。
此外，弹簧部53、54可弹性变形，通过弹簧部53、54弹性变形，可动部52可相对于固定部51在X轴方向上位移。如图1所示，弹簧部53在X轴方向正侧连结固定部51和可动部52，弹簧部54在X轴方向负侧连结固定部51和可动部52。由此，能够在X轴方向的两侧支承可动部52，可动部52的姿态及举动稳定。为此，能够降低向X轴方向以外的不必要的振动，以更高精度检测加速度Ax。作为弹簧部53、54，没有特别限定，例如可省略任一方。
固定电极部4具有位于第一开口部528内的第一固定电极部41和位于第二开口部529内的第二固定电极部42。
第一固定电极部41具有固定于基板2的第一固定部413、由第一固定部413支承的第一主干部411、从第一主干部411向Y轴方向两侧延伸的多个第一固定电极指412。另外，第一固定部413、第一主干部411以及各第一固定电极指412一体形成。
此外，第一固定部413具有与支架部211的上表面接合的接合部413a。接合部413a配置于偏向第一固定部413的X轴方向负侧。
此外，第一主干部411成为棒状的长条形状，其一端连接于第一固定部413。此外，第一主干部411在从Z轴方向的俯视观察中，分别沿相对于X轴及Y轴倾斜的方向延伸。具体而言，第一主干部411以朝向其前端一侧与中心轴L的间隔距离变大的方式倾斜。通过成为这样的配置，变得容易将第一固定部413配置在固定部51的附近。
另外，作为第一主干部411的轴L411相对于X轴的倾斜度没有特别限定，优选为10°以上45°以下，更优选为10°以上30°以下。由此，能够抑制第一固定电极部41向Y轴方向扩展，能够实现元件部3的微型化。
此外，第一固定电极指412从第一主干部411向Y轴方向两侧延伸。即，第一固定电极指412具有位于第一主干部411的Y轴方向正侧的第一固定电极指412'和位于Y轴方向负侧的第一固定电极指412”。此外，第一固定电极指412'、412”分别沿X轴方向彼此间隔地设置有多个。
此外，多个第一固定电极指412'的长度(Y轴方向的长度)向X轴方向正侧逐渐减小。此外，多个第一固定电极指412'的前端分别位于沿X轴方向的同一条直线上。另一方面，多个第一固定电极指412”的长度(Y轴方向的长度)向X轴方向正侧逐渐增大。此外，多个第一固定电极指412”的前端分别位于沿X轴方向的同一条直线上。此外，沿Y轴方向排列的第一固定电极指412'和第一固定电极指412”的总长度分别大致相同。
此外，第二固定电极部42具有固定于基板2的第二固定部423、由第二固定部423支承的第二主干部421、从第二主干部421向Y轴方向两侧延伸的多个第二固定电极指422。另外，第二固定部423、第二主干部421以及各第二固定电极指422一体形成。
此外，第二固定部423具有与支架部211的上表面接合的接合部423a。接合部423a配置于偏向第二固定部423的X轴方向负侧。
此外，第二主干部421成为棒状的长条形状，其一端连接于第二固定部423。此外，第二主干部421在从Z轴方向的俯视观察中，分别沿相对于X轴及Y轴倾斜的方向延伸。更具体而言，第二主干部421以朝向其前端一侧与中心轴L的间隔距离变大的方式倾斜。通过成为这样的配置，变得容易将第二固定部423配置在固定部51的附近。
另外，作为第二主干部421的轴L421相对于X轴的倾斜度没有特别限定，优选为10°以上45°以下，更优选为10°以上30°以下。由此，能够抑制第二固定电极部42向Y轴方向扩展，能够实现元件部3的微型化。
此外，第二固定电极指422从第二主干部421向Y轴方向两侧延伸。即，第二固定电极指422具有位于第二主干部421的Y轴方向正侧的第二固定电极指422'和位于Y轴方向负侧的第二固定电极指422”。此外，第二固定电极指422'、422”分别沿X轴方向彼此间隔地设置有多个。
此外，多个第二固定电极指422'的长度(Y轴方向的长度)向X轴方向正侧逐渐增加。此外，多个第二固定电极指422”的前端分别位于沿X轴方向的同一条直线上。另一方面，多个第二固定电极指422”的长度(Y轴方向的长度)向X轴方向正侧逐渐减小。此外，多个第二固定电极指422”的前端分别位于沿X轴方向的同一条直线上。此外，沿Y轴方向排列的第二固定电极指422'和第二固定电极指422”的总长度分别大致相同。
以上说明了第一固定电极部41及第二固定电极部42。这样的第一、第二固定电极部41、42的形状及配置相对于中心轴L轴对称(其中，除了第一、第二固定电极指412、422偏离X轴方向)。尤其是第一、第二主干部411、421分别以与中心轴L的间隔距离朝向前端一侧逐渐增加的方式沿相对于X轴倾斜的方向延伸。为此，可将第一固定部413的接合部413a及第二固定部423的接合部423a配置在固定部51的接合部511附近。因此，不易发生基板2的热扭曲的影响。具体而言，能够更有效地减小基板2发生热扭曲时的第一可动电极指611和第一固定电极指412在Z轴方向的偏移量与第二可动电极指621和第二固定电极指422在Z轴方向的偏移量的差。
尤其是在本实施方式中，第一固定部413的接合部413a、第二固定部423的接合部423a以及固定部51的接合部511沿Y轴方向并排配置。为此，能够将接合部413a、423a配置于更靠近接合部511，上述的效果变得更加显著。
此外，如图1所示，可动电极部6具有位于第一开口部528内的第一可动电极部61和位于第二开口部529内的第二可动电极部62。
第一可动电极部61具有位于第一主干部411的Y轴方向两侧，沿Y轴方向延伸的多个第一可动电极指611。即，第一可动电极指611具有位于第一主干部411的Y轴方向正侧的第一可动电极指611'和位于Y轴方向负侧的第一可动电极指611”。此外，第一可动电极指611'、611”分别沿X轴方向彼此间隔地设置有多个。此外，第一可动电极指611'从框部521向Y轴方向负侧延伸，第一可动电极指611”从第一X轴延伸部523向Y轴方向正侧延伸。
此外，各第一可动电极指611相对于对应的第一固定电极指412位于X轴方向正侧，与该第一固定电极指412隔着间隙相对。
此外，多个第一可动电极指611'的长度(Y轴方向的长度)向X轴方向正侧逐渐减小。此外，多个第一可动电极指611”的前端分别位于沿第一主干部411的延伸方向的同一条直线上。另一方面，多个第一可动电极指611”的长度(Y轴方向的长度)向X轴方向正侧逐渐增大。此外，多个第一可动电极指611”的前端分别位于沿第一主干部411的延伸方向的同一条直线上。此外，沿Y轴方向排列的第一可动电极指611'和第一可动电极指611”的总长度分别大致相同。
第二可动电极部62具有位于第二主干部421的Y轴方向两侧，沿Y轴方向延伸的多个第二可动电极指621。即，第二可动电极指621具有位于第二主干部421的Y轴方向正侧的第二可动电极指621'和位于Y轴方向负侧的第二可动电极指621”。此外，第二可动电极指621'、621”分别沿X轴方向彼此间隔地设置有多个。此外，第二可动电极指621'从第二X轴延伸部525向Y轴方向负侧延伸，第二可动电极指621”从框部521向Y轴方向正侧延伸。
此外，各第二可动电极指621相对于对应的第二固定电极指422位于X轴方向负侧，与该第二固定电极指422隔着间隙相对。
此外，多个第二可动电极指621'的长度(Y轴方向的长度)向X轴方向正侧逐渐增加。此外，多个第二可动电极指621'的前端分别位于沿第二主干部421的延伸方向的同一条直线上。另一方面，多个第二可动电极指621”的长度(Y轴方向的长度)向X轴方向正侧逐渐减小。此外，多个第二可动电极指621”的前端分别位于沿第二主干部421的延伸方向的同一条直线上。此外，沿Y轴方向排列的第二可动电极指621'和第二可动电极指621”的总长度分别大致相同。
以上说明了第一可动电极部61及第二可动电极部62。这样的第一、第二可动电极部61、62的形状及配置相对于中心轴L轴对称(其中，除了第一、第二可动电极指611、621偏离X轴方向)。
这样的物理量传感器1工作时，例如，向可动体50施加图5中的电压V1，分别向第一固定电极部41及第二固定电极部42施加图5中的电压V2。因此，在第一可动电极指611和第一固定电极指412之间以及第二可动电极指621和第二固定电极指422之间分别形成有静电电容。
而且，当向物理量传感器1施加加速度Ax时，可动部52根据该加速度Ax的大小一边使弹簧部53、54弹性变形，一边在X轴方向上位移。随着这样的位移，第一可动电极指611和第一固定电极指412之间的间隙以及第二可动电极指621和第二固定电极指422之间的间隙各自发生变化，随着该位移，第一可动电极指611和第一固定电极指412之间的静电电容以及第二可动电极指621和第二固定电极指422之间的静电电容大小各自发生变化。为此，可根据这些静电电容的变化检测加速度Ax。
在此，如上所述，各第一可动电极指611相对于对应的第一固定电极指412位于X轴方向正侧，相反地，各第二可动电极指621相对于对应的第二固定电极指422位于X轴方向负侧。因此，当施加加速度Ax时，第一可动电极指611和第一固定电极指412之间的间隙缩小，第二可动电极指621和第二固定电极指422之间的间隙扩大，或者相反地，第一可动电极指611和第一固定电极指412之间的间隙扩大，第二可动电极指621和第二固定电极指422之间的间隙缩小。因此，通过对经由布线75从第一固定电极指412及第一可动电极指611之间获得的第一检测信号和经由布线76从第二固定电极指422及第二可动电极指621之间获得的第二检测信号进行差动运算，能够消噪，从而能够更高精度地检测加速度Ax。
另外，作为第一、第二可动电极指611、621以及第一、第二固定电极指412、422各自的宽度，没有特别限定，但例如可为3μm以上10μm以下。由此，能够在维持第一、第二可动电极指611、621及第一、第二固定电极指412、422的机械强度的同时缩窄它们的宽度。因此，能够更密集地配置第一、第二可动电极指611、621及第一、第二固定电极指412、422。因此，如果物理量传感器1的大小相同，则该部分能够更多地配置第一、第二可动电极指611、621及第一、第二固定电极指412、422，提高加速度Ax的检测精度，如果第一、第二可动电极指611、621及第一、第二固定电极指412、422的数量相同，则该部分能够实现物理量传感器1的微型化。
在此，返回至虚拟电极78的说明。如上所述，虚拟电极78配置于凹部21的底面。此外，虚拟电极78在与布线75、76绝缘的状态下跨越凹部21的底面的大致整个区域配置，在从Z轴方向的俯视观察中，与可动体50的大致整个区域重叠。如上所述，这样的虚拟电极78经由布线72、73与可动体50电连接，与可动体50为同电位。为此，虚拟电极78能够发挥如下的效果。
如上所述，当通过对可动体50施加电压V1在基板2上作用电场，基板2中的可动离子(Na+)移动时，凹部21的底面带电，凹部21的底面的表面电位变化。由此，在凹部21的底面和可动体50之间产生静电引力。而且，通过该静电引力，可动体会被向基板2吸引，从而可动体50向Z轴方向位移。结果，发生输出的偏离。此外，也有由静电引力引起被向基板2吸引的可动部50粘贴在凹部21的底面而发生“粘附”，物理量传感器1不能够作为加速度传感器发挥功能的情况。因此，为了防止凹部21的底面露出，通过在与可动体50相对的位置配置与可动体50同电位的虚拟电极78，降低凹部21的底面带电的影响，从而难以发生上述的问题。
(限制部)
如图1所示，在可动部52的周围配置有限制可动部52的可动范围的限制部9。这样的限制部9例如可通过蚀刻(尤其是干法蚀刻)掺杂了磷(P)、硼(B)等杂质的硅基板使其图案化来形成。即，限制部9由与元件部3相同的材料构成。此外，限制部9通过阳极接合接合在基板2的上表面。
尤其是在本实施方式中，通过利用蚀刻对接合于基板2的上表面的硅基板来图案化，从上述硅基板一体形成元件部3及限制部9。由此，元件部3和限制部9的定位变得容易，能够降低偏离这些设计值。其中，限制部9的材料、限制部9的形成方法、将限制部9接合到基板2的方法等没有特别限定。
如图1所示，可动部52的框部521具有位于固定部51的X轴方向正侧，沿Y轴方向配置的第一外缘部521a；位于固定部51的X轴方向负侧，沿Y轴方向配置的第二外缘部521b；位于固定部51的Y轴方向正侧，沿X轴方向配置的第三外缘部521c；以及位于固定部51的Y轴方向负侧，沿X轴方向配置的第四外缘部521d。
而且，限制部9具有位于第一外缘部521a的X轴方向正侧，与第一外缘部521a隔着间隙相对配置的第一限制部91；位于第二外缘部521b的X轴方向负侧，与第二外缘部521b隔着间隙相对配置的第二限制部92；位于第三外缘部521c的Y轴方向正侧，与第三外缘部521c隔着间隙相对配置的第三限制部93；以及位于第四外缘部521d的Y轴方向负侧，与第四外缘部521d隔着间隙相对配置的第四限制部94。
通过可动部52与第一限制部91接触，限制可动部52向X轴方向正侧位移，通过可动部与第二限制部92接触，限制可动部52向X轴方向负侧位移，通过可动部52与第三限制部93接触，限制可动部52向Y轴方向正侧位移，通过可动部52与第四限制部94接触，限制可动部52向Y轴方向负侧位移。根据这样的限制部9，能够在允许用于检测可动部52的位移(X轴方向的位移)的同时，抑制除此以外的过度的位移。因此，成为不对元件部3产生过强的应力、能够抑制元件部3的损坏、具有优异的耐冲击性的物理量传感器1。
第一限制部91沿着第一外缘部521a的外缘向Y轴方向延伸地配置。由此，能够在可动部52向X轴方向正侧位移时更确实地使可动部52与第一限制部91接触。此外，第一外缘部521a的侧面521a'及第一限制部91的抵接面91'(与侧面521a'相对的面)分别由YZ平面构成。因此，当可动部52向X轴方向正侧位移时，第一限制部91和第一外缘部521a面接触。由此，第一限制部91和第一外缘部521a的接触面积变大，接触的冲击被分散，能够有效地抑制它们损坏。其中，第一限制部91和第一外缘部521a既可以是线接触，也可以是点接触。
另外，第一限制部91及第一外缘部521a分别优选X轴方向的宽度为15μm以上100μm以下。由此，第一限制部91和第一外缘部521a的机械强度变得足够高，能够有效地抑制接触时的损坏。另外，第一限制部91及第一外缘部521a的X轴方向的宽度既可以相同也可以不同。
第二限制部92沿着第二外缘部521b的外缘向Y轴方向延伸地配置。由此，能够在可动部52向X轴方向负侧位移时更确实地使可动部52与第二限制部92接触。此外，第二外缘部521b的侧面521b'及第二限制部92的抵接面92'(与侧面521b'相对的面)分别由YZ平面构成。因此，当可动部52向X轴方向负侧位移时，第二限制部92和第二外缘部521b面接触。由此，第二限制部92和第二外缘部521b的接触面积变大，接触的冲击被分散，能够有效地抑制它们损坏。其中，第二限制部92和第二外缘部521b既可以是线接触，也可以是点接触。
另外，第二限制部92及第二外缘部521b分别优选X轴方向的宽度为15μm以上100μm以下。由此，第二限制部92及第二外缘部521b的机械强度变得足够高，能够有效地抑制接触时的损坏。第二限制部92及第二外缘部521b在X轴方向的宽度既可以相同也可以不同。
第三限制部93沿着第三外缘部521c的外缘向X轴方向延伸地配置。由此，能够在可动部52向Y轴方向正侧位移时更确实地使可动部52与第三限制部93接触。此外，第三限制部93具有位于X轴方向正侧，与第一限制部91的Y轴方向正侧的端部连接的第一部分93A；和位于X轴方向负侧，与第二限制部92的Y轴方向正侧的端部连接的第二部分93B，在第一、第二部分93A、93B之间设置有间隙93C。通过设置间隙93C，与没有间隙93C的情况相比，能够减小第三限制部93和基板2的接合面积，这部分能够抑制限制部9和基板2的热膨胀率的差导致的基板2的热扭曲。
此外，第三外缘部521c的侧面521c'及第三限制部93的抵接面93'(与侧面521c'相对的面)分别由XZ平面构成。为此，当可动部52向Y轴方向正侧位移时，第三限制部93和第三外缘部521c面接触。由此，第三限制部93和第三外缘部521c的接触面积变大，接触的冲击被分散，能够有效地抑制它们损坏。其中，第三限制部93和第三外缘部521c既可以是线接触，也可以是点接触。
另外，第三限制部93及第三外缘部521c分别优选Y轴方向的宽度为10μm以上100μm以下。由此，第三限制部93及第三外缘部521c的机械强度变得足够高，能够有效地抑制接触时的损坏。第三限制部93及第三外缘部521c在Y轴方向的宽度既可以相同也可以不同。
第四限制部94沿着第四外缘部521d的外缘向X轴方向延伸地配置。由此，能够在可动部52向Y轴方向负侧位移时更确实地使可动部52与第四限制部94接触。此外，第四限制部94具有：第一部分94A，位于X轴方向正侧，与第一限制部91的Y轴方向负侧的端部连接；第二部分94B，和位于X轴方向负侧，与第二限制部92的Y轴方向负侧的端部连接，在第一、第二部分94A、94B之间设置有间隙94C。通过设置间隙94C，与没有间隙94C的情况相比，能够减小第四限制部94和基板2的接合面积，这部分能够抑制限制部9和基板2的热膨胀率的差导致的基板2的热扭曲。
此外，第四外缘部521d的侧面521d'及第四限制部94的抵接面94'(与侧面521d'相对的面)分别由XZ平面构成。因此，当可动部52向Y轴方向负侧位移时，第四限制部94和第四外缘部521d面接触。由此，第四限制部94和第四外缘部521d的接触面积变大，接触的冲击被分散，能够有效地抑制它们损坏。其中，第四限制部94和第四外缘部521d既可以是线接触，也可以是点接触。
另外，第四限制部94及第四外缘部521d分别优选Y轴方向的宽度为10μm以上100μm以下。由此，第四限制部94及第四外缘部521d的机械强度变得足够高，能够有效地抑制接触时的损坏。另外，第四限制部94及第四外缘部521d在Y轴方向的宽度既可以相同也可以不同。
在此，当分别将成对的第一可动电极指611和第一固定电极指412之间的间隙(沿着X轴方向的间隔距离)以及成对的第二可动电极指621和第二固定电极指422之间的间隙(沿着X轴方向的间隔距离)作为G1，将第一外缘部521a和第一限制部91之间的间隙(沿着X轴方向的间隔距离)作为G2，将第二外缘部521b和第二限制部92之间的间隙(沿着X轴方向的间隔距离)作为G3时，这些G1、G2、G3满足G1＞G2以及G1＞G3的关系。
由此，在可动部52沿X轴方向位移时，成对的第一可动电极指611和第一固定电极指412以及成对的第二可动电极指621和第二固定电极指422接触前，可动部52和第一限制部91或第二限制部92接触。为此，能够更确实地抑制成对的第一可动电极指611和第一固定电极指412以及成对的第二可动电极指621和第二固定电极指422的接触，并且能够有效地抑制第一、第二可动电极指611、621及第一、第二固定电极指412、422损坏、第一可动电极指611和第一固定电极指412以及第二可动电极指621和第二固定电极指422的短路。
另外，G1、G2、G3优选满足1.0＜G1/G2＜4.0、1.0＜G1/G3＜4.0的关系，进一步优选满足1.0＜G1/G2＜1.5、1.0＜G1/G3＜1.5的关系。由此，上述的效果更加显著。作为G1、G2、G3的具体的值，没有特别限定，例如可以使G1为2.5μm左右，G2、G3分别为1.7μm左右。
以上，对限制部9的构成进行了说明。限制部9具有第一限制部91及第一部分93A、94A成为一体的第一部分9A和第二限制部92及第二部分93B、94B成为一体的第二部分9B。而且，第一部分9A经由导电性凸块B3及布线73与虚拟电极78电连接。此外，第二部分9B经由导电性凸块B2及布线72与虚拟电极78电连接。进而，第二部分9B经由导电性凸块B41、布线74以及导电性凸块B42与可动体50电连接。为此，第一部分9A及第二部分9B分别与可动体50成为同电位。由此，在限制部9和可动体50之间不会产生寄生电容，从而能够有效地抑制起因于寄生电容的检测精度的下降。此外，在可动体50和限制部9之间不会产生静电引力，从而能够防止由该静电引力引起的可动部52不经意的位移。为此，能够抑制输出的偏离。
在此，布线75、76分别与限制部9的第二部分9B交叉地(跨越)配置。具体而言，如图6所示，布线75、76配置于槽部25、26内，与第二部分9B非接触地穿过第二部分9B的下方。通过使布线75、76与限制部9交叉，可提高布线75、76的引线自由度。因此，与布线75、76不与限制部9交叉的构成相比，例如，与布线75隔着间隙93C被引至限制部9的内外，布线76隔着间隙94C被引至限制部9的内外的构成相比，能够缩短布线75、76的布线长度。因此，例如能够削减成本，将布线75、76导致的寄生电容抑制地较小。
此外，在与第二部分9B交叉的部分，布线75、76一同向X轴方向延伸，其宽度也大致相等。即，布线75、76与第二部分9B的相对面积彼此大致相等。此外，布线75、76与第二部分9B的间隔距离也彼此大致相等。因此，形成于布线75和第二部分9B之间的寄生电容Cm与形成于布线76和第二部分9B之间的寄生电容Cn大致相等。因此，如上所述，可通过对经由布线75获得的第一检测信号和经由布线76获得的第二检测信号进行差动运算，消除寄生电容Cm、Cn。因此，能够更高精度地检测加速度Ax。作为Cm/Cn，没有特别限定，优选为0.9以上1.1以下，更优选为0.95以上1.05以下。由此，上述的效果更加显著。
另外，只要寄生电容Cm、Cn大致相等，也可以是例如布线75和第二部分9B的相对面积比布线76和第二部分9B的相对面积小，布线75和第二部分9B的间隔距离比布线76和第二部分9B的间隔距离短的构成。当然，也可相反。
以上，详细地说明了物理量传感器1。这样的物理量传感器1包括：基板2；可动部52，可相对于基板沿X轴方向(第一方向)位移；第一可动电极部61及第二可动电极部62，设置于可动部52；第一固定电极部41，固定于基板2，以与第一可动电极部61在X轴方向相对的方式配置；第二固定电极部42，固定于基板2，以与第二可动电极部62相对的方式配置；限制部9，限制可动部52在X轴方向的可动范围；布线75(第一布线)，设置于基板2，与第一固定电极部41电连接；以及布线76(第二布线)，设置于基板2，与第二固定电极部42电连接。而且，在俯视观察基板2时，布线75及布线76分别与限制部9交叉。
根据这样的构成，通过可动部52和限制部9接触，能够防止可动部52的过度位移。因此，成为具有优异的耐冲击性的物理量传感器1。此外，提高布线75、76的引线的自由度。因此，与布线75、76不与限制部9交叉的构成相比，能够缩短布线75、76的布线长度。因此，能够将配置布线75、76的区域抑制地较小，这部分使分配给元件部3的区域变大。结果，能够在保持物理量传感器1的大小不变的同时增大元件部3，从而能够实现物理量传感器1的高灵敏度化。此外，例如能够削减成本，将布线75、76导致的寄生电容抑制地较小。
此外，如上所述，在物理量传感器1中，可动部52与限制部9电连接。由此，在限制部9和可动部52之间不会产生寄生电容，从而能够有效地抑制起因于寄生电容的检测精度的下降。此外，在可动部52和限制部9之间不会产生静电引力，从而能够防止由该静电引力引起的可动部52不经意的位移。为此，能够抑制输出的偏离。
此外，如上所述，物理量传感器1包括虚拟电极78(电极部)，在俯视观察下，虚拟电极78以与可动部52的至少一部分重叠的方式配置于基板2，并且与可动部52电连接。由此，能够有效地抑制在基板2和可动部52之间产生静电引力，可动部52被基板2吸引而位移。结果，能够抑制输出的偏离。此外，还能够有效地抑制由静电引力引起被向基板2吸引的可动部52粘贴在基板2上而发生“粘附”。
以上，对本实施方式的物理量传感器1进行了说明。作为物理量传感器1，不限于此，例如只要限制部9能够限制可动部52在X轴方向的可动范围以及在Y轴方向的可动范围的至少一方即可。即，只要有第一限制部91、第二限制部92、第三限制部93以及第四限制部94的至少一个，则可省略其它。
第二实施方式
接下来，对本发明的第二实施方式涉及的物理量传感器进行说明。
图7是示出本发明的第二实施方式涉及的物理量传感器的俯视图。图8是示出图7所示的物理量传感器具有的基板的俯视图。
本实施方式涉及的物理量传感器1主要是限制部9的构成不同，除此以外，与上述第一实施方式的物理量传感器1相同。
另外，在以下的说明中，关于第二实施方式的物理量传感器1，以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明，关于相同的事项则省略其说明。另外，对图7及图8中与上述实施方式相同的构成赋予相同的符号。
如图7所示，在本实施方式的限制部9中，第一限制部91、第二限制部92、第三限制部93以及第四限制部94各自独立地配置。此外，第一限制部91、第二限制部92、第三限制部93以及第四限制部94避开框部521的角部配置。因此，即使可动部52在X轴方向或Y轴方向上位移而与限制部9接触，框部521的角部也变得难以与限制部9接触。由于角部是容易损坏的地方，因此通过抑制与这样的地方接触，能够有效地抑制由于限制部9的接触引起的框部521损坏。
如图8所示，第一限制部91、第三限制部93以及第四限制部94分别经由导电性凸块B3及布线73与虚拟电极78电连接。此外，第二限制部92经由导电性凸块B2及布线72与虚拟电极78电连接。此外，第二限制部92经由导电性凸块B41、布线74以及导电性凸块B42与可动体50电连接。因此，第一限制部91、第三限制部93以及第四限制部94分别与虚拟电极78及可动体50成为同电位。
根据这样的第二实施方式也能够发挥与上述第一实施方式相同的效果。
第三实施方式
接下来，对本发明的第三实施方式涉及的物理量传感器进行说明。
图9是示出本发明的第三实施方式涉及的物理量传感器的俯视图。图10是示出图9所示的物理量传感器具有的基板的俯视图。
本实施方式涉及的物理量传感器1主要是限制部9的构成不同，除此以外，与上述第一实施方式的物理量传感器1相同。
另外，在以下的说明中，关于第三实施方式的物理量传感器1，以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明，关于相同的事项则省略其说明。此外，对图9及图10中与上述实施方式相同的构成赋予相同的符号。
如图9所示，本实施方式的限制部9成为框状，第一限制部91、第二限制部92、第三限制部93以及第四限制部94一体形成。此外，如图10所示，限制部9经由导电性凸块B2及布线72与虚拟电极78电连接，并且经由导电性凸块B41、布线74以及导电性凸块B42与可动体50电连接。因此，限制部9与虚拟电极78及可动体50成为同电位。
根据这样的第三实施方式，也能够发挥与上述的第一实施方式相同的效果。
第四实施方式
接下来，对本发明的第四实施方式涉及的物理量传感器进行说明。
图11是示出本发明的第四实施方式涉及的物理量传感器的俯视图。
本实施方式涉及的物理量传感器1主要是元件部3的构成不同，除此以外，与上述第一实施方式的物理量传感器1相同。
另外，在以下的说明中，关于第四实施方式的物理量传感器1，以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明，关于相同的事项则省略其说明。此外，对图11中与上述的第一实施方式相同的构成赋予相同的符号。
如图11所示，可动部52具有从第一外缘部521a向弹簧部53突出的一对突出部5a和从第一、第二延伸部522、524向弹簧部53突出的一对突出部5b。因此，以被一对突出部5a和一对突出部5b夹持的方式配置弹簧部53。此外，可动部52具有从框部521(第二外缘部521b)向弹簧部54突出的一对突出部5c和从第一、第二突出部526、527向弹簧部54突出的一对突出部5d。因此，以被一对突出部5c和一对突出部5d夹持的方式配置弹簧部54。
这些突出部5a、5b、5c、5d在可动部52向X轴方向过度位移时，作为通过与弹簧部53、54抵接来限制弹簧部53、54的位移的止动部发挥功能。由于当施加强烈的冲击时，弹簧部53、54的折返部(前端部)非常容易位移，因此可通过设置上述那样的突出部5a、5b、5c、5d，降低弹簧部53、54的过度位移，从而能够降低弹簧部53、54的损坏。因此，成为具有优异的耐冲击性的物理量传感器1。
此外，可动部52具有：突出部5e，从第一外缘部521a及第三外缘521c相交的角部(位于图中左上的角部)向可动部52的外侧突出，跨越第一外缘部521a及第三外缘521c形成L字形；和突出部5f，从第一外缘部521a及第四外缘521d相交的角部(位于图中右上的角部)向可动部52的外侧突出，跨越第一外缘部521a及第四外缘521d形成L字形。此外，可动部52具有从第二外缘部521b向可动部52的外侧突出的一对突出部5g、5h。
当可动部52向面方向过度位移时，通过这些突出部5e、5f、5g、5h与限制部9抵接，可限制可动部52的过度位移。在此，由于作为远离可动部52的固定部51(接合部511)的一侧(X轴方向正侧)的第一外缘部521a一侧容易以扭转的方式绕Z轴旋转位移，因此在位于可动部52的X轴方向正侧的两个角部设置L字形的突出部5e、5f。由此，能够有效地降低可动部52的转动位移。另一方面，由于作为靠近可动部52的固定部51(接合部511)的一侧的第二外缘部521b一侧容易沿X轴方向直线位移，因此在位于可动部52的X轴方向负侧的两个外缘部521b设置向X轴方向突出的突出部5g、5h。由此，能够有效地降低可动部52向X轴方向的直线位移。
根据这样的第四实施方式，也能够发挥与上述的第一实施方式相同的效果。
第五实施方式
接下来，对本发明的第五实施方式涉及的物理量传感器进行说明。
图12是示出本发明的第五实施方式涉及的物理量传感器的俯视图。图13是沿图12中的C-C线的截面图。图14是示出图12所示的物理量传感器具有的基板的俯视图。
本实施方式涉及的物理量传感器1主要是元件部8及限制部9的构成不同，除此以外，与上述第一实施方式的物理量传感器1相同。
另外，在以下的说明中，关于第五实施方式的物理量传感器1，以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明，关于相同的事项则省略其说明。此外，在图12至图14中，对与上述的第一实施方式相同的构成赋予相同的符号。
图12所示的物理量传感器1是能够检测Z轴方向的加速度Az的加速度传感器。这样的物理量传感器1具备的元件部8具有可动电极部81、梁部82和固定部83。
可动电极部81是板状，在从Z轴方向的俯视观察下，成为以Y轴方向为长边的长条形状。此外，可动电极部81经由梁部82与固定部83连接，固定部83具有与支架部211的接合部831。另外，可动电极部81在其内侧具有开口819，在该开口819内配置有梁部82及固定部83。
此外，可动电极部81在从Z轴方向的俯视观察下具有位于由梁部82形成的摆动轴J的一侧(Y轴方向正侧)的第一可动电极部811和位于摆动轴J的另一侧(Y轴方向负侧)的第二可动电极部812。第一可动电极部811和第二可动电极部812设计成施加了加速度Az时的转动力矩彼此不同。为此，当施加加速度Az时，可动电极部81绕摆动轴J杠杆摆动。
这样的元件部8例如通过将掺杂了磷(P)、硼(B)等杂质的硅基板图案化来形成。此外，元件部8通过阳极接合与基板2接合。此外，元件部8在支架部211与布线74电连接。
此外，如图13所示，在凹部21的底面设置有与第一可动电极部811相对的第一固定电极部88和与第二可动电极部812相对的第二固定电极部89。
在这样的物理量传感器1工作时，例如，向可动电极部81施加电压V1，分别向第一固定电极部88及第二固定电极部89施加电压V2(参照图5)。为此，在第一可动电极部811和第一固定电极部88之间以及第二可动电极部812和第二固定电极部89之间分别形成有静电电容。
而且，当向物理量传感器1施加加速度Az时，可动电极部81根据该加速度Az的大小绕摆动轴J杠杆摆动。通过该杠杆摆动，第一可动电极部811和第一固定电极部88之间的间隙以及第二可动电极部812和第二固定电极部89之间的间隙各自发生变化，随之，第一可动电极部811和第一固定电极部88之间的静电电容以及第二可动电极部812和第二固定电极部89之间的静电电容各自发生变化。因此，可根据这些静电电容的变化量，具体而言，通过对经由布线75获得的第一检测信号和经由布线76获得的第二检测信号进行差动运算，检测加速度Az。
如图12所示，在可动电极部81的周围配置有限制可动电极部81的可动范围的限制部9。限制部9成为框状，第一限制部91、第二限制部92、第三限制部93以及第四限制部94一体化。第一限制部91位于可动电极部81的Y轴方向正侧，第二限制部92位于可动电极部81的Y轴方向负侧，第三限制部93位于可动电极部81的X轴方向正侧，第四限制部94位于可动电极部81的X轴方向负侧。另外，由于限制部9的构成与上述第一实施方式相同，因此省略详细的说明。
根据这样的限制部9，能够在允许用于检测可动电极部81的加速度Az的位移(绕摆动轴J的摆动)的同时，抑制向其以外的方向过度的位移。因此，能够抑制元件部8的损坏，成为具有优异的耐冲击性的物理量传感器1。
此外，如图13所示，在凹部21的底面设置有虚拟电极78，以避开第一、第二固定电极部88、89，向大致整个区域扩展的方式配置。虚拟电极78经由布线72及导电性凸块B2与限制部9电连接，限制部9经由导电性凸块B41、布线74以及导电性凸块B42与可动电极部81电连接。虚拟电极78的功能与上述的第一实施方式中说明的功能相同。
此外，第一固定电极部88与布线75电连接，第二固定电极部89与布线76电连接。此外，布线75、76分别与限制部9交叉地(跨越)配置。通过使布线75、76与限制部9交叉，可与上述的第一实施方式同样地提高布线75、76的引线自由度。此外，在本实施方式中，形成于布线75和限制部9之间的寄生电容Cm与形成于布线76和限制部9之间的寄生电容Cn大致相等。因此，可通过对经由布线75获得的第一检测信号和经由布线76获得的第二检测信号进行差动运算，消除寄生电容Cm、Cn。因此，能够更高精度地检测加速度Az。另外，作为Cm/Cn，没有特别限定，优选为0.9以上1.1以下，更优选为0.95以上1.05以下。由此，上述的效果更加显著。
以上，对本实施方式的物理量传感器1进行了说明。如上所述，这样的物理量传感器1包括：基板2；元件部8(摆动体)，包括：包含第一可动电极部811(第一质量部)和第二可动电极部812(第二质量部)的可动电极部81(可动部)、在俯视观察下配置于第一可动电极部811和第二可动电极部812之间被基板2支承的固定部83、以及连结可动电极部81和固定部83的梁部82(连结部)；第一固定电极部88，以与第一可动电极部811相对的方式配置于基板2；第二固定电极部89，以与第二可动电极部812相对的方式配置于基板2；限制部9，在俯视观察下，位于沿着元件部8的外缘，用于限制元件部8的可动范围；布线75(第一布线)，设置于基板2，与第一固定电极部88电连接；布线76(第二布线)，设置于基板2，与第二固定电极部89电连接。而且，在俯视观察下，布线75及布线76分别与限制部9交叉。
根据这样的构成，通过可动电极部81和限制部9接触，能够防止可动电极部81向面方向的过度位移。因此，成为具有优异的耐冲击性的物理量传感器1。此外，提高布线75、76的引线自由度。因此，与布线75、76不与限制部9交叉的构成相比，能够缩短布线75、76的布线长度。因此，能够将配置布线75、76的区域抑制地较小，这部分使分配给元件部8的区域变大。结果，能够在保持物理量传感器1的大小不变的同时增大元件部8，从而能够实现物理量传感器1的高灵敏度化。此外，例如能够削减成本、将布线75、76导致的寄生电容抑制地较小。
以上，对本实施方式的物理量传感器1进行了说明。另外，作为物理量传感器1，不限于此，例如只要限制部9能够限制可动电极部81在X轴方向的可动范围以及在Y轴方向的可动范围的至少一方即可。即，只要有第一限制部91、第二限制部92、第三限制部93以及第四限制部94的至少一个，则可省略其它。
第六实施方式
接下来，对本发明的第六实施方式涉及的物理量传感器器件进行说明。
图15是示出本发明的第六实施方式涉及的物理量传感器器件的截面图。
如图15所示，物理量传感器器件100具有物理量传感器1、电路元件110、容纳物理量传感器1及电路元件110的封装体120。作为物理量传感器1，没有特别限定，例如可使用上述的各实施方式的构成。这样的物理量传感器器件100可优选作为惯性计测单元(MIU)利用。
电路元件110(IC)经由接合部件与物理量传感器1的盖体10接合。此外，电路元件110经由焊线BW1与物理量传感器1的各端子T电连接，并经由焊线BW2与封装体120(后述的内部端子133)电连接。根据需要，在电路元件110中包括驱动物理量传感器1的驱动电路、根据来自物理量传感器1的输出信号检测加速度的检测电路、校正检测出的加速度的校正电路、将来自检测电路的信号转换成指定信号并输出的输出电路等。另外，电路元件110既可以设置于封装体120的外侧，也可以省略。
封装体120具有基座130；盖体140，以在与基座130之间形成收容物理量传感器1及电路元件110的收容空间S1的方式与基座130的上表面接合。
基座130成为上表面具有开口的凹部131的型腔状。此外，凹部131具有在基座130的上表面开口的第一凹部131a和在第一凹部131a的底面开口的第二凹部131b。
另一方面，盖体140为板状，以遮挡凹部131的开口的方式与基座130的上表面接合。这样，通过由盖体140遮挡凹部131的开口而形成有收容空间S1，在该收容空间S1中收容有物理量传感器1及电路元件110。
收容空间S1被气密密封，与物理量传感器1的收容空间S成为相同的气氛。由此，即使假设收容空间S的气密性被破坏，收容空间S和收容空间S1连通，依然能够维持收容空间S的气氛。为此，能够抑制由收容空间S的气氛改变引起的物理量传感器1的物理量检测特性的变化，成为能够进行稳定地驱动的物理量传感器器件100。上述“相同气氛”不限于完全一致的情况，还包括两个空间内的压力略有不同等具有制造上不可避免的误差的情况的意思。此外，收容空间S1的气氛可以与收容空间S不同。
作为基座130的构成材料，没有特别限定，例如可以使用铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆等氧化物陶瓷；氮化硅、氮化铝、氮化钛等氮化物陶瓷等各种陶瓷。此时，可通过烧结陶瓷片材(生片)的层叠体来制造基座130。通过成为这样的构成，能够简单地形成凹部131。
此外，作为盖体140的构成材料，没有特别限定，只要是线膨胀系数与基座130的构成材料相近的部件即可。例如，在以上述那样的陶瓷作为基座130的构成材料时，优选使用铁镍钴等的合金。
此外，基座130具有配置于第一凹部131a的底面的多个内部端子133和配置于下表面的多个外部端子134。而且，各内部端子133经由配置于基座130内的图中未示出的内部布线与指定的外部端子134电连接。此外，多个内部端子133分别经由焊线BW2与电路元件110电连接。由此，变得可从封装体120的外侧进行与电路元件110的电连接，从而物理量传感器器件100的安装变得容易。
以上对物理量传感器器件100进行了说明。如上所述，这样的物理量传感器器件100包括物理量传感器1和电路元件110。因此，成为可享有上述的物理量传感器1的效果，具有高可靠性的物理量传感器器件100。
另外，作为物理量传感器器件100的构成，没有特别限定，例如物理量传感器1和电路元件110的配置可以相反。即，电路元件110配置于凹部131的底面，在电路元件110的上表面配置物理量传感器1。此外，也可以是没有封装体120，用铸模材料将电路元件110及物理量传感器1铸模的构成。
第七实施方式
接着说明本发明的第七实施方式涉及的电子设备。
图16是示出本发明的第七实施方式涉及的电子设备的立体图。
图16所示的移动型(或笔记本型)个人电脑1100应用了本发明的电子设备。在该图中，个人电脑1100由具备键盘1102的主体部1104和具备显示部1108的显示单元1106构成，显示单元1106经由铰链结构部而相对于主体部1104可转动地被支承。
在这样的个人电脑1100中内置有物理量传感器1、控制物理量传感器1的驱动的控制电路1110、根据例如环境温度校正由物理量传感器1检测到的物理量的校正电路1120。另外，作为物理量传感器1，没有特别限定，但例如可使用上述的各实施方式中的任意的物理量传感器。
这样的个人电脑1100(电子设备)具有物理量传感器1、控制电路1110、校正电路1120。因此，可享有上述的物理量传感器1的效果，能够发挥高可靠性。
第八实施方式
接着说明本发明的第八实施方式涉及的电子设备。
图17是示出本发明的第八实施方式涉及的电子设备的立体图。
图17所示的手机1200(还包括PHS)应用了本发明的电子设备。在该图中，手机1200具备天线(图中未示出)、多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206，在操作按钮1202与听筒1204之间，配置有显示部1208。
在这样的手机1200中内置有物理量传感器1、控制物理量传感器1的驱动的控制电路1210、根据例如环境温度校正由物理量传感器1检测到的物理量的校正电路1220。作为物理量传感器1，没有特别限定，但例如可使用上述的各实施方式中的任意的物理量传感器。
这样的手机1200(电子设备)具有物理量传感器1、控制电路1210、校正电路1220。因此，可享有上述的物理量传感器1的效果，能够发挥高可靠性。
第九实施方式
接着说明本发明的第九实施方式涉及的电子设备。
图18是示出本发明的第九实施方式涉及的电子设备的立体图。
图18所示的静态数码相机1300应用了本发明的电子设备。在该图中，在壳体1302的背面设置有显示部1310，成为根据由CCD生成的摄像信号进行显示的构成，显示部1310作为将拍摄对象以电子图像而显示的取景器而发挥功能。此外，在壳体1302的正面一侧(图中背面一侧)设置有包括光学镜头(摄像光学系统)和CCD等的光接收单元1304。而且，当拍摄者确认显示于显示部1310上的拍摄对象图像，按下快门按钮1306时，那一时刻的CCD摄像信号就被传输、存储于存储器1308。
在这样的静态数码相机1300中内置有物理量传感器1、控制物理量传感器1的驱动的控制电路1320、根据例如环境温度校正由物理量传感器1检测到的物理量的校正电路1330。作为物理量传感器1，没有特别限定，但例如可使用上述的各实施方式中的任意的物理量传感器。
这样的静态数码相机1300(电子设备)具有物理量传感器1、控制电路1320、校正电路1330。因此，可享有上述的物理量传感器1的效果，能够发挥高可靠性。
另外，本发明的电子设备除了能够应用于上述实施方式的个人电脑及手机、本实施方式的静态数码相机以外，还能够应用于例如智能手机、平板终端、手表(包括智能手表)、喷墨式喷出装置(例如喷墨打印机)、台式个人电脑、电视机、HMD(头戴式显示器)等可佩带终端、摄像机、磁带录像机、汽车导航装置、传呼机、电子记事本(也包括带有通信功能)、电子辞典、台式电子计算机、电子游戏机、文书处理机、工作站、可视电话、防盗用电视监控仪、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内视镜)、鱼群探测器、各种测量设备、移动体终端基站用设备、仪器类(例如车辆、飞机、船舶的仪器类)、飞行模拟装置、网络服务器等。
第十实施方式
接着说明本发明的第十实施方式涉及的便携式电子设备。
图19是示出本发明的第十实施方式涉及的便携式电子设备的俯视图。图20是示出图19所示的便携式电子设备的概略构成的功能框图。
图19所示的手表式活动量计1400(活动跟踪器)是应用了本发明的便携式电子设备的手腕设备。活动量计1400通过带1401安装在用户的手腕等部位(被检测体)。此外，活动量计1400具备数字显示的显示部1402，并且可无线通信。上述的本发明涉及的物理量传感器1作为测量加速度的传感器、计测角速度的传感器组装至活动量计1400。
活动量计1400具备：收容有物理量传感器1的壳体1403、收容于壳体1403并且处理来自物理量传感器1的输出数据的处理部1410、收容于壳体1403的显示部1402以及遮挡壳体1403的开口部的透光性罩1404。此外，在透光性罩1404的外侧设置有表盘1405。此外，在壳体1403的侧面设置有多个操作按钮1406、1407。
如图20所示，作为物理量传感器1的加速度传感器1408检测互相交叉的(理想情况为正交的)三个轴方向的各个加速度，并输出与检测到的三个轴加速度的大小以及方向对应的信号(加速度信号)。此外，角速度传感器1409检测互相交叉的(理想情况为正交的)三个轴方向的各个角速度，并输出与检测到的三个轴角速度的大小以及方向对应的信号(角速度信号)。
构成显示部1402的液晶显示器(LCD)根据各种检测模式，显示有例如使用了GPS传感器1411、地磁传感器1412的位置信息；使用了移动量、物理量传感器1所含的加速度传感器1408、角速度传感器1409等的运动量等运动信息；使用了脉搏传感器1413等的脉搏数等的机体信息；或现在时刻等的时刻信息等。另外，还可以显示使用了温度传感器1414的环境温度。
通信部1415进行用于建立用户终端和图中未示出的信息终端之间的通信的各种控制。通信部1415例如包括与蓝牙(注册商标)(包括BTLE：Bluetooth Low Energy：低能耗蓝牙)、Wi-Fi(注册商标)(Wireless Fidelity：无线保真)、Zigbee(注册商标)、NFC(NearField Communication：近距离无线通信)、ANT+(注册商标)等近距离无线通信规格对应的发送接收机、与USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)等通信总线规格对应的连接器构成。
处理部1410(处理器)例如由MPU(Micro Processing Unit：微处理器)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)等构成。处理部1410根据存储于存储部1416的程序和从操作部1417(例如操作按钮1406、1407)输入的信号执行各种处理。在通过处理部1410的处理中，包括对GPS传感器1411、地磁传感器1412、压力传感器1418、加速度传感器1408、角速度传感器1409、脉搏传感器1413、温度传感器1414、计时部1419的各输出信号的数据处理，使显示部1402显示图像的显示处理，使声音输出部1420输出声音的声音输出处理，经由通信部1415与信息终端进行通信的通信处理，将来自电池1421的电力供给于各部的电力控制处理等。
这样的活动量计1400可具有至少以下的功能。
1.距离：通过高精度的GPS功能计测从计测开始的合计距离。
2.步速：显示从步速距离计测开始，当前的行进步速。
3.平均速度：计算并显示从平均速度运转开始到当前为止的平均速度。
4.海拔：通过GPS功能计测并显示海拔。
5.步幅：即使在GPS电波无法到达的隧道内等计测并显示步幅。
6.频率：计测并显示每一分钟的步数。
7.心率：通过脉搏传感器计测并显示心率。
8.坡度：当在山中锻炼、越野跑时，计测并显示地面的坡度。
9.自动圈数记录：当跑了预先设定的指定距离、指定时间时，自动进行圈数计测。
10.运动消耗能量：显示消耗的能量。
11.步数：显示从运动开始的步数的合计。
这样的活动量计1400(便携式电子设备)具备：物理量传感器1、收容有物理量传感器1的壳体1403、收容于壳体1403并且处理来自物理量传感器1的输出数据的处理部1410、收容于壳体1403的显示部1402以及遮挡壳1403的开口部的透光性罩1404。因此，可享有上述的物理量传感器1的效果，能够发挥高可靠性。
另外，活动量计1400可广泛应用在运动手表、运动员手表、应对铁人两项或铁人三项等全能运动的运动员手表、户外手表以及搭载了卫星定位系统，例如GPS的GPS手表等。
此外，在上述中，说明了使用GPS(Global Positioning System：全球定位系统)作为卫星定位系统，但也可以利用其它的全球导航卫星系统(GNSS：Global NavigationSatellite System：全球导航卫星系统)。例如，可以利用EGNOS(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service：欧洲地球同步卫星导航增强系统)、QZSS(QuasiZenith Satellite System：准天顶卫星系统)、GLONASS(Global Navigation SatelliteSystem：全球导航卫星系统)、GALILEO、BeiDou(BeiDou Navigation Satellite System：北斗导航卫星系统)等卫星定位系统中的一个或者两个以上。此外，也可以对卫星定位系统的至少一个利用WAAS(Wide Area Augmentation System：广域增强系统)、EGNOS(EuropeanGeostationary-Satellite Navigation Overlay Service：欧洲地球同步卫星导航增强系统)等静止卫星型卫星导航增强系统(SBAS：Satellite-based Augmentation System：星基增强系统)。
第十一实施方式
接着说明本发明的第十一实施方式涉及的移动体。
图21是示出本发明的第十一实施方式涉及的移动体的立体图。
图21所示的汽车1500是应用了本发明的移动体的汽车。在该图中，在汽车1500中内置有作为加速度传感器及角速度传感器的至少一方(优选的是能够检测两者的复合传感器)发挥功能的物理量传感器1，通过物理量传感器1可检测车身1501的姿态。物理量传感器1的检测信号供给于车身姿态控制装置1502(姿态控制部)，车身姿态控制装置1502可根据该信号检测车身1501的姿态，根据检测结果控制悬架的软硬，或者控制各个车轮1503的制动器。在此，作为物理量传感器1，例如可使用与上述的各实施方式相同的物理量传感器。
这样的汽车1500(移动体)具有物理量传感器1和车身姿态控制装置1502(姿态控制部)。因此，可享有上述的物理量传感器1的效果，能够发挥高可靠性。
另外，物理量传感器1还能够广泛应用于汽车导航系统、汽车空调、防抱死制动系统(ABS)、安全气囊、轮胎压力监测系统(TPMS：Tire Pressure Monitoring System)、发动机控制、混合动力汽车和电动汽车的电池监控器、车身姿态控制系统等电子控制单元(ECU：electronic control unit)。
此外，作为移动体，不限于汽车1500，例如还可应用于飞机、火箭、人造卫星、轮船、AGV(无人输送车)、双足步行机器人、无人驾驶飞机等无人机等。
以上，根据图示的实施方式对本发明的物理量传感器、物理量传感器器件、便携式电子设备、电子设备以及移动体进行了说明，然而本发明不限于此，各部的构成可以置换为具有同样功能的任意构成。此外，也可以对本发明附加其它任意的结构物。此外，也可以对上述的实施方式进行适当组合。
此外，在上述的实施方式中，以检测加速度的传感器作为物理量传感器进行了说明，但不限于此，例如，也可以是检测角速度的传感器。此外，也可以是检测加速度和角速度两者的传感器。
此外，在上述的实施方式中，X轴、Y轴以及Z轴彼此正交，但只要是彼此交叉，则不限于此，例如，X轴相对于YZ平面的法线方向稍微倾斜，Y轴相对于XZ平面的法线方向稍微倾斜，Z轴相对于XY平面的法线方向稍微倾斜。稍微意味着物理量传感器1能够发挥其效果的范围，具体的倾斜角度(数值)因结构等而异。

Claims (9)

1.一种物理量传感器，其特征在于，包括：
基板；
可动部，能够相对于所述基板在第一方向上位移；
第一可动电极部以及第二可动电极部，设置于所述可动部；
第一固定电极部，固定于所述基板，以与所述第一可动电极部在所述第一方向上相对的方式配置；
第二固定电极部，固定于所述基板，以与所述第二可动电极部在所述第一方向上相对的方式配置；
限制部，限制所述可动部的所述第一方向的可动范围；
第一布线，设置于所述基板，与所述第一固定电极部电连接；
以及
第二布线，设置于所述基板，与所述第二固定电极部电连接，
在俯视观察所述基板时，所述第一布线以及所述第二布线分别与所述限制部交叉。
2.根据权利要求1所述的物理量传感器，其特征在于，
所述可动部与所述限制部电连接。
3.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其特征在于，
所述物理量传感器包括电极部，所述电极部在所述俯视观察下，以与所述可动部重叠的方式配置于所述基板，并且与所述可动部电连接。
4.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其特征在于，
所述限制部与所述可动部之间的间隙局部变窄。
5.一种物理量传感器，其特征在于，包括：
基板；
摆动体，包括：包含第一质量部和第二质量部的可动部、由所述基板支承的固定部以及连结所述可动部和所述固定部的连结部；
第一固定电极部，以与所述第一质量部相对的方式配置于所述基板；
第二固定电极部，以与所述第二质量部相对的方式配置于所述基板；
限制部，在俯视观察所述基板时，沿着所述摆动体的外缘定位，限制所述摆动体的可动范围；
第一布线，设置于所述基板，与所述第一固定电极部电连接；
以及
第二布线，设置于所述基板，与所述第二固定电极部电连接，
在所述俯视观察下，所述第一布线以及所述第二布线分别与所述限制部交叉。
6.一种物理量传感器器件，其特征在于，包括：
权利要求1或5所述的物理量传感器；和
电路元件。
7.一种便携式电子设备，其特征在于，包括：
权利要求1或5所述的物理量传感器；
壳体，容纳所述物理量传感器；
处理部，容纳于所述壳体，处理来自所述物理量传感器的输出数据；
显示部，容纳于所述壳体；以及
透光性罩，遮挡所述壳体的开口部。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
权利要求1或5所述的物理量传感器；
控制电路；以及
校正电路。
9.一种移动体，其特征在于，包括：
权利要求1或5所述的物理量传感器；以及
姿态控制部。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11525870B2 (en) * 2017-10-05 2022-12-13 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Electromagnetic gradiometers
JP2021021676A (ja) * 2019-07-30 2021-02-18 セイコーエプソン株式会社 慣性センサー、電子機器および移動体

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1749759A (zh) * 2004-09-13 2006-03-22 星电株式会社 加速度传感器
JP2015045600A (ja) * 2013-08-29 2015-03-12 セイコーエプソン株式会社 機能素子、電子機器、および移動体
JP2016048177A (ja) * 2014-08-27 2016-04-07 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器および移動体
CN107063313A (zh) * 2015-09-15 2017-08-18 精工爱普生株式会社 物理量传感器、传感器器件、电子设备以及移动体

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19639946B4 (de) 1996-09-27 2006-09-21 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement
EP1626283B1 (en) * 2004-08-13 2011-03-23 STMicroelectronics Srl Micro-electromechanical structure, in particular accelerometer, with improved insensitivity to thermomechanical stresses
JP2007139505A (ja) 2005-11-16 2007-06-07 Denso Corp 容量式力学量センサ
DE102007047592B4 (de) 2007-10-05 2022-01-05 Robert Bosch Gmbh Beschleunigungssensor
JP2010238921A (ja) 2009-03-31 2010-10-21 Alps Electric Co Ltd Ｍｅｍｓセンサ
DE102009029095B4 (de) * 2009-09-02 2017-05-18 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement
JP5749081B2 (ja) * 2011-05-27 2015-07-15 株式会社小糸製作所 車両用灯具の制御装置および車両用灯具システム
JP2013024765A (ja) 2011-07-22 2013-02-04 Panasonic Corp 静電容量式センサ
US9316666B2 (en) * 2012-11-27 2016-04-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. Acceleration sensor having a capacitor array located in the center of an inertial mass

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1749759A (zh) * 2004-09-13 2006-03-22 星电株式会社 加速度传感器
JP2015045600A (ja) * 2013-08-29 2015-03-12 セイコーエプソン株式会社 機能素子、電子機器、および移動体
JP2016048177A (ja) * 2014-08-27 2016-04-07 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器および移動体
CN107063313A (zh) * 2015-09-15 2017-08-18 精工爱普生株式会社 物理量传感器、传感器器件、电子设备以及移动体

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