CN109425755B - 物理量及复合传感器、惯性测量单元、电子设备及移动体 - Google Patents

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Abstract

一种物理量及复合传感器、惯性测量单元、电子设备及移动体，抗冲击性优异且提高了可靠性。物理量传感器具备：可动体，包括梁部、与梁部连接并沿与梁部交叉的交叉方向设置的连结部以及与连结部连接的第一、第二质量部；第一、第二固定电极，设置于支承基板上，与第一、第二质量部相对；以及突起，设置于设有第一、第二固定电极的区域，从支承基板朝向第一、第二质量部突出，在交叉方向上，当将从连结部与第一、第二质量部的连接位置到第一、第二质量部的与梁部相反一侧的端部的距离设为L，且将从突起到第一、第二质量部的与梁部相反一侧的端部的距离设为L1时，距离L1为0.18L以上0.88L以下。

Description

物理量及复合传感器、惯性测量单元、电子设备及移动体
技术领域
本发明涉及物理量传感器、复合传感器、惯性测量单元、便携式电子设备、电子设备以及移动体。
背景技术
以往，作为检测作为物理量的加速度的方法，已知有依据锁定杠杆原理构成并根据随着向垂直方向施加加速度而变化的电容来检测加速度的物理量传感器。例如，在专利文献1中公开了如下加速度传感器(物理量传感器)：具有设于基板上的第一固定电极及第二固定电极和相对于扭转梁的中心线而对称配置的可动电极，可动电极中的一方与第一固定电极相对配置，另一方与第二固定电极相对配置。另外，在专利文献1的加速度传感器中，设有防止可动电极的端部与基板接触的突起。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第WO03/044539A1号
在专利文献1所记载的物理量传感器中，在与旋转轴(扭转梁)的轴方向交叉的方向上设有与旋转轴连接的连结部。并且，第一质量部(可动电极中的一方)和第二质量部(可动电极中的另一方)通过连结部而连接。但是，在专利文献1的物理量传感器中，防止构成第一、第二质量部的可动体的端部与支承基板的接触的突起配置于与旋转轴的相反侧的第一、第二质量部的端部对应的位置。在对物理量传感器施加垂直方向的过大的加速度、可动体经由突起与支承基板接触而受到强的冲击的情况下，当突起配置于端部时在连结部产生大的应力，有可能在第一、第二质量部与连结部的边界发生破损。
发明内容
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而作出的，能够作为以下的方式或应用例来实现。
[应用例1]本应用例的物理量传感器的特征在于，具备：可动体，包括旋转轴、与所述旋转轴连接并沿与所述旋转轴交叉的交叉方向设置的连结部以及与所述连结部连接的质量部；检测电极，设置于支承基板上，与所述质量部相对；以及突起，设置于设有所述检测电极的区域，从所述支承基板朝向所述质量部突出，在所述交叉方向上，当将从所述连结部与所述质量部的连接位置到所述质量部的与所述旋转轴相反一侧的端部的距离设为L，且将从所述突起到所述质量部的与所述旋转轴相反一侧的端部的距离设为L1时，L1为0.18L以上且0.88L以下。
根据本应用例，物理量传感器的质量部与连结部连接，该连结部与旋转轴连接并沿与旋转轴交叉的交叉方向设置。在物理量传感器施加有加速度的情况下，可动体以旋转轴为中心进行摆动。另外，在支承基板具有朝向质量部突出的突起。对于本应用例的突起，在交叉方向上，在将从连结部与质量部的连接位置到质量部的与旋转轴相反一侧的端部的距离设为L，且将从突起到质量部的与旋转轴相反一侧的端部的距离设为L1的情况下，突起位于L1＝0.18L以上且L1＝0.88L以下的范围。根据该结构，在物理量传感器施加有过大的加速度而可动体与突起接触时，能够减小施加于连结部的弯曲应力。例如，在突起位于L1＝0.18L的位置的情况下，施加于连结部的弯曲应力与突起位于端部时相比减小为0.6倍，抑制了在连结部与质量部的边界部产生的破损。突起在L1＝0.88L的位置时也同样。因此，能够提供抗冲击性优异且提高了可靠性的物理量传感器。
[应用例2]在上述应用例所记载的物理量传感器中，优选的是，所述突起设有多个，且设置于与所述旋转轴平行的直线上。
根据本应用例，从支承基板朝向质量部突出的突起在与旋转轴平行的直线上设有多个。由此，能够分散可动体与突起接触时所受到的冲击。
[应用例3]上述应用例所记载的物理量传感器中，优选的是，所述突起相对于在所述旋转轴的轴线方向上将所述可动体二等分的中心线呈线对称设置。
根据本应用例，突起相对于在旋转轴的轴线方向上将可动体二等分的中心线呈线对称设置，因此能够使可动体与突起接触时的可动体的姿势稳定。
[应用例4]上述应用例所记载的物理量传感器中，优选的是，所述质量部相对于所述旋转轴呈线对称配置有两个，所述突起相对于所述旋转轴呈线对称设置。
根据本应用例，突起设置成相对于旋转轴呈线对称。在将突起设置成相对于旋转轴非对称的情况下，要将两个质量部的摆动角设为相同，需要使突起的高度不同。为了形成不同的高度的突起，用于形成突起的工序增加。但是，通过将突起设置成相对于旋转轴呈线对称，能够使用相同高度的突起而将两个质量部的摆动角设为相同。因此，能够效率良好地制造通过突起使两个质量部的摆动角相同的物理量传感器。
[应用例5]上述应用例所记载的物理量传感器中，优选的是，所述质量部具有呈格子状贯通的开口，所述突起设置于与呈两行两列的四个开口的中心对应的位置。
根据本应用例，质量部具有呈格子状贯通的开口。由此，在可动体与支承基板之间产生的基于空气的抗力(阻尼)降低，因此检测物理量的灵敏度提高。另外，突起设置在与呈两行两列的四个开口的中心对应的位置。换言之，突起设置在于开口不一致的位置。由此，能够通过突起与开口接触来抑制质量部破损。
[应用例6]上述应用例所记载的物理量传感器中，优选的是，所述可动体具有形成于所述连结部与所述质量部之间的狭缝，所述连结部因所述狭缝而延长。
根据本应用例，可动体具有形成于连结部与质量部之间的狭缝，连结部因狭缝而延长。由此，施加于连结部的弯曲应力进一步减小，因此能够进一步抑制在连结部与质量部的边界部产生的破损。
[应用例7]本应用例的复合传感器的特征在于，具备：上述应用例所记载的物理量传感器；以及角速度传感器。
根据本应用例，能够容易地构成复合传感器，能够获取例如加速度数据、角速度数据。
[应用例8]本应用例的惯性测量单元的特征在于，具备：上述应用例中任一例所记载的物理量传感器；角速度传感器；以及控制部，对所述物理量传感器及所述角速度传感器进行控制。
根据本应用例，通过提高了抗冲击性的物理量传感器，能够提供进一步高可靠性的惯性测量单元。
[应用例9]本应用例的便携式电子设备的特征在于，具备：上述应用例中任一例所记载的物理量传感器；壳体，收容有所述物理量传感器；处理部，收容于所述壳体，对来自所述物理量传感器的输出数据进行处理；显示部，收容于所述壳体；以及透光性罩，堵塞所述壳体的开口部。
根据本应用例，通过提高了抗冲击性的物理量传感器的输出数据，能够提供进一步提高了控制的可靠性的高可靠性的便携式电子设备。
[应用例10]本应用例的电子设备的特征在于，具备：上述应用例所记载的物理量传感器；以及控制部，基于从所述物理量传感器输出的检测信号进行控制。
根据本应用例，能够提供具备提高了可靠性的物理量传感器的电子设备。
[应用例11]本应用例的移动体的特征在于，具备：上述应用例所记载的物理量传感器；以及控制部，基于从所述物理量传感器输出的检测信号进行控制。
根据本应用例，能够提供具备提高了可靠性的物理量传感器的移动体。
附图说明
图1是示意地表示实施方式的物理量传感器的俯视图。
图2是图1的A-A线的剖视图。
图3是表示用于计算施加于可动体的弯曲应力的梁载荷模型的图。
图4是表示施加于可动体的弯曲应力的计算结果的图。
图5是表示施加于可动体的弯曲应力的计算结果的图。
图6是表示突起的位置与弯曲应力的关系的图表。
图7是表示施加了载荷时梁模型位移的形状的图。
图8是表示施加了载荷时梁模型位移的形状的图。
图9是示意地表示物理量传感器的动作的剖视图。
图10是示意地表示物理量传感器的动作的剖视图。
图11是示意地表示物理量传感器的动作的剖视图。
图12是示意地表示物理量传感器的动作的剖视图。
图13是说明物理量传感器的制造工序的流程图。
图14是物理量传感器的各制造工序中的剖视图。
图15是物理量传感器的各制造工序中的剖视图。
图16是物理量传感器的各制造工序中的剖视图。
图17是物理量传感器的各制造工序中的剖视图。
图18是物理量传感器的各制造工序中的剖视图。
图19是示意地表示变形例的物理量传感器的俯视图。
图20是表示施加于可动体的弯曲应力的计算结果的图。
图21是表示复合传感器的概略结构的功能框图。
图22是表示惯性测量单元的概略结构的分解立体图。
图23是表示惯性测量单元的惯性传感器元件的配置例的立体图。
图24是示意地表示便携式电子设备的结构的俯视图。
图25是表示便携式电子设备的概略结构的功能框图。
图26是表示作为具备物理量传感器的电子设备的移动型(或笔记本型)的个人计算机的概略结构的立体图。
图27是表示作为具备物理量传感器的电子设备的便携电话(也包括PHS)的概略结构的立体图。
图28是表示作为具备物理量传感器的电子设备的静态式数字照相机的概略结构的立体图。
图29是概略地表示作为具备物理量传感器的移动体的汽车的立体图。
附图标记说明：
10…支承基板；11…作为检测电极的第一固定电极；12…作为检测电极的第二固定电极；13…虚拟电极；14…支柱；15…突起；16…腔室；17…主面；20…可动体；20S…硅基板；20a…第一可动体；20b…第二可动体；21…作为质量部的第一质量部；22…作为质量部的第二质量部；23…第三质量部；24…支承部；25…作为旋转轴的梁部；26…开口；28、228…连结部；30…盖体；100、200…物理量传感器；229…狭缝；900…复合传感器；1100…个人计算机；1200…便携电话；1300…静态式数字照相机；1500…汽车；2000…作为便携式电子设备的腕部设备；3000…惯性测量单元。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的各图中，为了描绘出能够识别各层、各部件的程度的大小，而使各层、各部件的尺寸与实际不同。
另外，在图1、图2、图9至图12及图14至图19中，为了便于说明，图示了彼此正交的X轴、Y轴以及Z轴这三个轴，将图示轴向的箭头的顶端侧设为“+侧”，将基端侧设为“-侧”。另外，以下，将与X轴平行的方向称为“X轴方向”，将与Y轴平行的方向称为“Y轴方向”，将与Z轴平行的方向称为“Z轴方向”。
(实施方式)
<物理量传感器的结构>
图1是示意地表示实施方式的物理量传感器的俯视图。图2是图1中的A-A线的剖视图。首先，参照图1及图2来说明实施方式的物理量传感器100的概略结构。此外，图1中，为了便于说明，省略盖体30的图示。
本实施方式的物理量传感器100例如能够利用为惯性传感器。具体而言，例如，能够利用为用于测定铅垂方向(Z轴方向)的加速度的加速度传感器(电容型加速度传感器、电容型MEMS加速度传感器)。此外，在本实施方式中，将铅垂方向称为Z轴，将后述的旋转轴(梁部25)的轴线方向称为Y轴，将与Z轴以及Y轴双方交叉的方向称为X轴。
如图1及图2所示，物理量传感器100包括平板状的可动体20、支承可动体20的支承基板10、以及与支承基板10一起将可动体20包围在内部的盖体30。
支承基板10具有凹状的腔室16。在腔室16内的主面17上设有作为检测电极的第一、第二固定电极11、12、虚拟电极13以及突起15。而且，在第一固定电极11与第二固定电极12之间设有用于与可动体20隔开间隔并进行支承的支柱14。另外，在支柱14的X轴方向的两侧设有向可动体20侧(+Z轴侧)突出的突起15。支柱14以及突起15与支承基板10形成为一体。支承基板10的材料不特别限定，但在本实施方式中，作为优选例，采用绝缘性材料即硼硅酸玻璃(以下，称为玻璃)。
第一、第二固定电极11、12设置于支承基板10上。详细而言，第一固定电极11在从Y轴方向侧视时位于支柱14的-X轴侧，在从Z轴方向俯视时设置于与后述的第一质量部21相对而重叠的区域。第二固定电极12在从Y轴方向侧视时位于支柱14的+X轴侧，在从Z轴方向俯视时设置于与后述的第二质量部22相对而重叠的区域。虚拟电极13设置于第一、第二固定电极11、12以外的主面17上。作为第一、第二固定电极11、12以及虚拟电极13的材料，例如，可采用Pt(铂)、Al(铝)、Mo(钼)、Cr(铬)、Ti(钛)、Ni(镍)、Cu(铜)、Ag(銀)、Au(金)或者ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)等导电膜。
物理量传感器100在支承基板10的主面17具有限制可动体20的位移的突起15，以防止在施加有过大的加速度时位移(摆动)的可动体20与支承基板10接触。突起15设置在设有第一固定电极11的区域以及设有第二固定电极12的区域，并从支承基板10朝向第一、第二质量部21、22突出。突起15形成为圆柱状，其直径大致为3～5μm。可动体20的位移被突起15抑制，因此，可动体20与突起15碰撞时的碰撞能量小于可动体20的端部与支承基板10碰撞时的碰撞能量。由此，可动体20的抗冲击性提高，因此能够抑制可动体20破损。
可动体20包括支承部24、作为旋转轴的梁部25。支承部24固定于支柱14并与支承基板10连结。支承部24形成为Y轴方向长的长方形，隔着梁部25并行地设置有两个。两个支承部24在其中央被连结在一起。梁部25支承于支承部24，从支承部24的中央向Y轴方向伸出。梁部25具有作为所谓扭转弹簧的功能。梁部25将可动体20整体支承为能够经由支承部24以及支柱14相对于支承基板10摆动。
质量部相对于作为旋转轴的梁部25呈线对称配置有两个。详细而言，可动体20具有第一可动体20a和第二可动体20b。第一可动体20a是从作为梁部25的旋转中心的中心线CL2开始的-X轴方向侧的区域，第二可动体20b是从作为梁部25的旋转中心的中心线CL2开始的+X轴方向侧的区域。在第一可动体20a，从梁部25朝向-X轴方向依次设有作为质量部的第一质量部21和第三质量部23。在第二可动体20b，设有作为质量部的第二质量部22。第一、第二质量部21、22相对于中心线CL2对称设置，在从Z轴方向俯视时，第一质量部21位于与第一固定电极11重叠的区域，第二质量部22位于与第二固定电极12重叠的区域。
可动体20由梁部25支承，能够以梁部25为旋转轴进行摆动。可动体20以梁部25为支点进行跷跷板式摆动(倾倒)，由此，第一质量部21与第一固定电极11的间隙(距离)、以及第二质量部22与第二固定电极12的间隙(距离)发生变化。物理量传感器100根据对应于可动体20的倾倒而在第一质量部21与第一固定电极11之间、以及第二质量部22与第二固定电极12之间产生的电容C1、C2的变化来求出加速度。
详细而言，在可动体20施加有铅垂方向(Z轴方向)的加速度(例如重力加速度)的情况下，分别在第一可动体20a和第二可动体20b产生旋转力矩(力的力矩)。在此，在第一可动体20a的旋转力矩(例如绕逆时针的旋转力矩)和第二可动体20b的旋转力矩(例如绕顺时针的旋转力矩)均衡的情况下，可动体20的倾斜度未产生变化，无法检测加速度。因此，可动体20被设计成，在施加有铅垂方向的加速度时，第一可动体20a的旋转力矩和第二可动体20b的旋转力矩不均衡，以使可动体20产生预定倾斜度。
物理量传感器100使梁部25配置在从可动体20的X轴方向的重心偏离的位置。换言之，在第一可动体20a设有第三质量部23，因此，从作为梁部25的旋转轴的中心线CL2到第一可动体20a的端面的距离Ra、和从中心线CL2到第二可动体20b的端面的距离Rb不同。由此，第一可动体20a和第二可动体20b具有彼此不同的质量。即，以梁部25的中心线CL2为起点，可动体20的一方(第一可动体20a)和另一方(第二可动体20b)的质量不同。这样一来，通过使第一可动体20a和第二可动体20b的质量不同，能够使在可动体20施加有铅垂方向的加速度时产生的第一可动体20a的旋转力矩和第二可动体20b的旋转力矩不均衡。由此，在物理量传感器100施加有铅垂方向的加速度时，可动体20倾倒。
在第一质量部21与第一固定电极11之间构成有电容(可变电容)C1。另外，在第二质量部22与第二固定电极12之间构成有电容(可变电容)C2。电容C1对应于第一质量部21与第一固定电极11的间隙(距离)而电容发生变化，电容C2对应于第二质量部22与第二固定电极12的间隙(距离)而电容发生变化。
例如，在可动体20相对于支承基板10水平的情况下，电容C1、C2成为彼此大致相等的电容值。详细而言，在从Z轴方向俯视时，第一质量部21与第一固定电极11的重合面积和第二质量部22与第二固定电极12的重合面积相等，在从Y方向侧视时，第一质量部21与第一固定电极11的间隙和第二质量部22与第二固定电极12的间隙相等，因此，电容C1、C2的电容值也相等。另外，例如，当在可动体20施加铅垂方向的加速度，可动体20以梁部25为旋转轴倾倒时，电容C1、C2对应于可动体20的倾倒而电容C1、C2的电容值发生变化。在可动体20倾倒的情况下，第一质量部21与第一固定电极11的间隙和第二质量部22与第二固定电极12的间隙不同，因此电容C1、C2的电容值也不同。
在可动体20设有沿厚度方向贯通可动体20的多个开口26，以降低当在可动体20施加铅垂方向的加速度而可动体20摆动时，因气体的粘性而产生的阻尼(想要阻止可动体的动作的动作，流动阻力)。本实施方式的作为质量部的第一、第二质量部21、22以及第三质量部23具有呈格子状贯通的正方形的开口26。由此，可动体20的阻尼降低而检测加速度的灵敏度提高。此外，多个开口26也可以是各不相同的形状。另外，配置开口26的位置、数量也能够自由设定。
可动体20包括连结部28。连结部28与作为旋转轴的梁部25连接，并设于与梁部25交叉的交叉方向(X轴方向)上。连结部28与第一质量部21以及第二质量部22连接。即，连结部28从梁部25向X轴方向的两个方向延伸，连接于第一质量部21和第二质量部22。
这样的可动体20的材料不特别限定，但在本实施方式中，作为优选例，采用导电性材料即硅。通过对可动体20使用导电性材料，能够使与第一固定电极11重叠的区域即第一质量部21和与第二固定电极12重叠的区域即第二质量部22具有作为电极的功能。此外，也可以对可动体使用非电导性的基板，利用设于非导电性的基板之上的导电性的电极层来形成第一、第二质量部。
接下来，对突起15的配置进行详述。
在本实施方式中，突起15在与第一质量部21重叠的第一固定电极11、以及与第二质量部22重叠的第二固定电极12设有多个(各两个)。多个突起15设于与作为旋转轴的梁部25平行的直线上。由此，能够分散可动体20与突起15接触时受到的冲击。另外，突起15设置在相对于中心线CL1呈线对称的距离R2的位置，中心线CL1在作为旋转轴的梁部25的轴线方向(Y轴方向)上将可动体20二等分。由此，第一、第二质量部21、22与突起15接触时，能够使可动体20的姿势稳定。
突起15设置在相对于作为梁部25的旋转中心的中心线CL2呈线对称的距离R1的位置。通过将相同高度的突起15设置成相对于梁部25呈线对称，能够将以梁部25为中心进行摆动的第一质量部21与第二质量部22的摆动角(旋转角)设为相同。由此，能够提高对物理量传感器100的物理量进行检测的精度。另外，在将突起15相对于梁部25设置于非对称的位置的情况下，要将第一质量部21与第二质量部22的摆动角设为相同，需要使突起15的高度不同。为了在支承基板10上形成不同的高度的突起15，在后述的物理传感器的制造方法中，用于形成突起15的工序(图案形成的次数)增加，生产效率降低。本实施方式的物理量传感器100中，突起15设置成相对于梁部25呈线对称，因此，使用相同高度的突起15，能够将第一质量部21与第二质量部22的摆动角设为相同。
这样的突起15设置在与呈两行两列的四个开口26的中心对应的位置。换言之，突起15设置在与开口26不一致的位置。由此，突起15与开口26的端部(边缘)接触从而能够抑制第一、第二质量部21、22破损。
此外，在本实施方式中，示出了在设有第一、第二固定电极11、12的区域各设有两个突起15的结构，但不限定于此。也可以是突起15各设有一个的结构或各设有三个以上的结构。另外，对突起15的形状形成为圆柱状的情况进行了说明，但也可以是三棱柱或四棱柱等多棱柱，也可以上面被倒角的形状。另外，在突起15的表面也可以形成有绝缘性的保护膜。由此，能够防止第一、第二质量部21、22与突起15接触时的电气短路。
对突起15的X轴方向上的位置进行说明。
在本实施方式中，在交叉方向(X轴方向)上，将从连结部28与第一、第二质量部21、22的连接位置到第一、第二质量部21、22的与梁部25相反一侧的端部的距离设为L，将从突起15到第一、第二质量部21、22的与梁部25相反一侧的端部的距离设为L1，这种情况下，突起15设置在L1＝0.18L以上且0.88L以下的范围。
图3是表示用于计算施加于可动体的弯曲应力的梁载荷模型的图。图4及图5是表示施加于可动体的弯曲应力的计算结果的图。图6是表示突起的位置与弯曲应力的关系的图表。
接下来，说明对物理量传感器100在铅垂方向上施加有过大的冲击时可动体20受到的弯曲应力。
如图3所示，在对物理量传感器100在铅垂方向上施加有大的冲击时的状态下，当忽略支承部24、梁部25、以及第三质量部23时，可考虑为突起15为支点而两端支承的不同的分布载荷的梁模型等价。因此，在交叉方向(X轴方向)上，将从连结部28与第一、第二质量部21、22的连接位置到第一、第二质量部21、22的与梁部25相反一侧的端部的距离设为L，将从突起15到第一、第二质量部21、22的与梁部25相反一侧的端部的距离设为L1，进行了使突起15的位置、即L1变化时的弯曲应力的计算。此外，连结部28、第一、第二质量部21、22的长度一定。另外，在以下的说明中，有时也将突起15的位置L1表示为：与从连结部28与第一、第二质量部21、22的连接位置到第一、第二质量部21、22的与梁部25相反一侧的端部的距离L之比(L1/L)。此外，用于计算的梁模型的连结部28在X轴方向上的长度大致为160μm，在Y轴方向上的宽度大致为25μm。另外，第一、第二质量部的长度大致为200μm，各部的Z轴方向的厚度大致为30μm。
图4所示的弯曲应力计算结果是突起15位于第一、第二质量部21、22的与梁部25相反一侧的端部的情况(L1/L＝0)。
图5所示的弯曲应力计算结果是突起15位于第一、第二质量部21、22的大致中央的情况(L1/L＝0.51)。
图4及图5的横轴表示在图3所示的梁模型中从梁部25(旋转轴)起的距离、即从连结部28的中心起的距离。此外，图中的三角标记表示突起15的位置。图4及图5的纵轴表示在图3所示的梁模型中从铅垂方向施加了4500G的载荷时在梁模型的各部中产生的弯曲应力。此外，图3所示的箭头表示载荷的方向。通过图4和图5的比较可知，通过将突起15的位置从L1/L＝0移动至L1/L＝0.51，施加于连结部28的弯曲应力从4.0Mpa减小至0.2Mpa。此外，4500G的载荷相当于在物理量传感器100施加过大的加速度而可动体20与突起15发生了碰撞时的最大冲击。
图6的横轴以L1/L的比来表示突起15的位置。图6的纵轴表示施加于梁模型的连结部28的最大的弯曲应力。
图7及图8是表示施加有载荷时梁模型位移的形状的图。图6的纵轴以正(+)的应力值表示如图7所示在梁模型的表面(+Z轴侧的面)产生压缩应力、在梁模型的背面(-Z轴侧的面)产生拉伸应力的情况。另外，以负(-)的应力值表示如图8所示在梁模型的表面(+Z轴侧的面)产生拉伸应力、在梁模型的背面(-Z轴侧的面)产生压缩应力的情况。此外，图中的三角标记表示突起15的大致的位置，图中的箭头的方向表示梁模型的表面以及背面的应力的方向。
从图6可知，突起15的位置越接近L1＝0.5L，施加于连结部28的弯曲应力越减小。本发明者利用突起15的位置为L1＝0.18L的样品进行了抗冲击性试验，结果发现了在物理量传感器100不会产生不良情况。在突起15的位置为L1＝0.18L时的梁模型产生的弯曲应力为2.4Mpa。同样地，利用突起15位置为L1＝0.88L的样品，也能够获得弯曲应力为-2.4Mpa的同样的结果。由此，本实施方式的物理量传感器100设于突起15为L1＝0.18L以上、L1＝0.88L以下的范围。由此，能够抑制在连结部28与第一、第二质量部21、22的边界部产生的破损。此外，突起15的位置优选为弯曲应力为±1.0Mpa的L1＝0.4L以上、L1＝0.6L以下，进一步优选为弯曲应力为大致最小的L1＝0.5L。
图9～图12是示意地表示物理量传感器的动作的剖视图。参照图9至12来说明物理量传感器的动作与电容的关系。此外，在图9至图12中，省略了动作的说明中所不需要的结构的图示。
图9表示可动体20相对于支承基板10位于大致水平状态的状态。说明对该状态下的物理量传感器100施加有+Z轴方向的加速度αu的情况。
可动体20形成为具有同样的厚度(Z轴方向的尺寸)的平板状的长方形。第一可动体20a具有质量m1，其重心G1位于从被支承为能够相对于支承部24旋转的梁部25的中心Q开始的-X轴方向的距离r1的位置。第二可动体20b具有质量m2，其重心G2位于从梁部25的中心Q开始的+X轴方向的距离r2的位置。第一可动体20a具有第三质量部23，形成为与第二可动体20b相比X轴方向长的长方形的形状。因此，第一可动体20a的质量m1比第二可动体20b的质量m2重，第一可动体20a的重心G1所处位置的距离r1比第二可动体20b的重心G2所处位置的距离r2长。
当对物理量传感器100施加从-Z轴方向朝向+Z轴方向的加速度αu时，相当于质量m1、加速度αu、距离r1的乘积的第一旋转力矩Nu1以梁部25的中心Q为旋转轴且向逆时针方向作用于第一可动体20a。另一方面，相当于质量m2、加速度αu、距离r2的乘积的第二旋转力矩Nu2以梁部25的中心Q为旋转轴且向顺时针方向作用于第二可动体20b。第一可动体20a的质量m1比第二可动体20b的质量m2重，且第一可动体20a的重心G1所处位置的距离r1比第二可动体20b的重心G2所处位置的距离r2长，因此，作用于第一可动体20a的第一旋转力矩Nu1比作用于第二可动体20b的第二旋转力矩Nu2大。
由此，如图10所示，相当于第一旋转力矩Nu1(参照图9)和第二旋转力矩Nu2(参照图9)的差的力矩Nu以梁部25的中心Q为旋转轴且向逆时针方向作用于梁部25，可动体20绕逆时针倾倒。由此，第一可动体20a的第一质量部21与第一固定电极11的间隙变小(变窄)，在第一质量部21与第一固定电极11之间形成的电容C1的电容值增加。另一方面，第二可动体20b的第二质量部22和第二固定电极12的间隙变大(变宽)，在第二质量部22与第二固定电极12之间形成的电容C2的电容值减小。
图11表示可动体20相对于支承基板10位于大致水平状态的状态。说明对该状态下的物理量传感器100施加有-Z轴方向的加速度αd的情况。
当对物理量传感器100施加从+Z轴方向朝向-Z轴方向加速度αd时，相当于质量m1、加速度αd、距离r1的乘积的第一旋转力矩Nd1以梁部25的中心Q且向顺时针方向作用于第一可动体20a。另一方面，相当于质量m2、加速度αd、距离r2的乘积的第二旋转力矩Nd2以梁部25的中心Q为旋转轴且向逆时针方向作用于第二可动体20b。第一可动体20a的质量m1比第二可动体20b的质量m2重，且第一可动体20a的重心G1所处位置的距离r1比第二可动体20b的重心G2所处位置的距离r2长，因此，作用于第一可动体20a的第一旋转力矩Nd1比作用于第二可动体20b的第二旋转力矩Nd2大。
由此，如图12所示，相当于第一旋转力矩Nd1(参照图11)和第二旋转力矩Nd2(参照图11)的差的力矩Nd以梁部25的中心Q为旋转轴且向顺时针方向作用于梁部25，可动体20绕顺时针倾倒。由此，第一可动体20a的第一质量部21与第一固定电极11的间隙变大(变宽)，在第一质量部21与第一固定电极11之间形成的电容C1的电容值减小。另一发面，第二可动体20b的第二质量部22与第二固定电极12的间隙变小(变窄)，在第二质量部22与第二固定电极12之间形成的电容C2的电容值增加。
在物理量传感器100中，能够通过增大作用于梁部25的力矩Nu、Nd、即放大第一可动体20a与第二可动体20b的质量差、放大从梁部25到第一可动体20a的重心G1的距离r1与从梁部25到第二可动体20b的重心G2的距离r2的差，从而使可动体20较大程度地倾倒。由此电容C1、C2的电容值的增减程度变大，因此能够提高检测物理量传感器100的物理量的灵敏度。另外，物理量传感器100能够通过缩窄作为扭转弹簧发挥功能的梁部25的X轴方向的宽度，降低弹簧的韧性，从而实现可动体20的较大程度的倾倒。由此，也能够提高物理量的检测灵敏度。
此外，在本实施方式中，说明了可动体20被设成能够通过经由设于支承基板10的支柱14等被支承的梁部25而进行摆动的情况，但不限定于此结构。例如，可动体也可以是如下结构：从Z轴方向俯视时，能够通过从包围可动体的外周、并设置成与可动体具有预定间隔的框状的支承体向Y轴方向延伸的梁部而进行摆动的结构。
<物理量传感器的制造方法>
图13是说明物理量传感器的制造工序的流程图。图14～图18是物理量传感器的各制造工序中的剖视图。接下来，参照图13至图18来说明物理量传感器100的制造方法。
步骤S1是形成支承基板10以及突起15的支承基板形成工序。首先，准备玻璃基板。在支承基板形成工序中，通过使用光刻技术以及蚀刻技术而在玻璃基板进行图案形成来形成支承基板10以及突起15。例如，玻璃基板能够通过使用氟酸类蚀刻剂来进行湿式蚀刻。由此，能够得到图14所示的在玻璃基板形成有凹状的腔室16、支柱14以及突起15的支承基板10。
步骤S2是形成第一、第二固定电极11、12以及虚拟电极13的固定电极形成工序。在固定电极形成工序中，在通过溅射法等在支承基板10的主面17上对导电膜进行成膜之后，通过使用光刻技术以及蚀刻技术(干式蚀刻、湿式蚀刻等)而在导电膜进行图案形成来形成第一、第二固定电极11、12以及虚拟电极13。由此，如图15所示，能够在支承基板10的腔室16内的主面17上设置第一、第二固定电极11、12以及虚拟电极13。
步骤S3是接合支承基板10和硅基板20S的基板接合工序。如图16所示，在基板接合工序中，例如，使用阳极接合、直接接合、或者粘接剂将支承基板10和硅基板20S接合。
步骤S4是从硅基板20S形成具有开口26的可动体20的可动体形成工序。在可动体形成工序中，例如，使用研磨机进行研磨而将硅基板20S薄膜化成预定厚度。然后，通过使用光刻技术以及蚀刻技术在硅基板20S上进行图案来形成可动体20。例如，硅基板20S能够通过使用了RIE(Reactive Ion Etching：反应离子蚀刻)装置的博世处理(Bosch process)进行蚀刻。由此，如图17所示，包括开口26、支承部24以及梁部25的可动体20形成为一体。
步骤S5是封闭可动体20的封闭工序。在封闭工序中，将盖体30接合于支承基板10，在由支承基板10以及盖体30形成的空间收容可动体20。支承基板10和盖体30例如使用阳极接合或粘接剂等接合。如此，如图18所示，可得到物理量传感器100。在封闭工序使用了阳极接合的情况下，通过在支承基板10的第一、第二固定电极11、12以外的主面17上形成与硅基板20S同电位的虚拟电极13，能够防止可动体20因静电力贴附于支承基板10。
如上所述，根据本实施方式的物理量传感器100，能够获得以下的效果。
物理量传感器100的可动体20包括第一、第二质量部21、22、梁部25、连结部28。第一质量部21和第二质量部22连接于连结部28，该连结部28与梁部25连接并设置在与梁部25交叉的交叉方向上，可动体20以梁部25为旋转轴进行摆动。另外，在与可动体20隔开间隙地进行支承的支承基板10设有朝向第一、第二质量部21、22突出的突起15。在交叉方向(X轴方向)上，将从连结部28与第一、第二质量部21、22的连接位置到第一、第二质量部21、22与梁部25相反一侧的端部的距离设为L，将从突起15到第一、第二质量部21、22的与梁部25相反一侧的端部的距离设为L1的情况下，突起15设置在L1＝0.18L以上且0.88L以下的范围。由此，与突起15位于第一、第二质量部21、22的端部时相比，施加于连结部28的弯曲应力减小到0.6倍，因此可抑制在连结部28与第一、第二质量部21、22的边界部产生的破损。因此，能够提供抗冲击性优异且提高了可靠性的物理量传感器100。
突起15在与第一质量部21重叠的第一固定电极11、以及与第二质量部22重叠的第二固定电极12设置有多个。多个突起15设置在与作为旋转轴的梁部25平行的直线上。由此，能够分散可动体20与突起15接触时所受到的冲击。
突起15设置在相对于中心线CL1对称的距离R2的位置，中心线CL1在作为旋转轴的梁部25的轴线方向上将可动体20二等分。由此，第一、第二质量部21、22与突起15接触时，能够使可动体20的姿势稳定。
突起15设置在与呈两行两列的四个开口26的中心对应的位置。换言之，突起15设置在与开口26不一致的位置。由此，突起15与开口26的端部(边缘)接触从而能够抑制第一、第二质量部21、22破损。
突起15设置成相对于梁部25的旋转中心即中心线CL2呈线对称。由此，能够通过相同高度的突起15而将第一质量部21与第二质量部22的摆动角设为相同。由此，能够提高检测物理量传感器100的物理量的精度。另外，在相对于梁部25将突起15设置在非对称的位置的情况下，要将第一质量部21与第二质量部22的摆动角设为相同，需要使突起15的高度不同。为了形成不同高度的突起15，用于形成突起15的工序增加，生产效率降低。通过将突起15设置成相对于梁部25呈线对称，能够使用相同高度的突起15将第一质量部21与第二质量部22的摆动角设为相同。因此，能够效率良好地制造通过突起15使第一质量部21与第二质量部22的摆动角相同的物理量传感器100。
此外，本发明不限定于上述的实施方式，能够对上述的实施方式进行各种变更、改良等。
(变形例)
图19是示意地表示变形例的物理量传感器的俯视图。图20是表示施加于可动体的弯曲应力的计算结果的图。以下，说明变形例的物理量传感器200。此外，对于与实施方式相同的结构部位，使用相同的附图标记并省略重复的说明。本变形例的物理量传感器200与在实施方式中说明的物理量传感器100的连结部28的长度不同。
如图19所示，物理量传感器200的可动体20包括连结部228。可动体20在连结部228与第一质量部21之间、以及在连结部228与第二质量部22之间具有狭缝229。狭缝229从支承部24向X轴方向延伸。即，本实施方式的连结部228在X轴方向上的长度因该狭缝229和可动体20的Y轴方向的长边而在两方向上延长。具体而言，本变形例的物理量传感器200的连结部228相对于实施方式中说明的物理量传感器100的连结部28的长度160μm而延长为约1.4倍的220μm。
图20所示的弯曲应力计算结果是在图3所示的梁模型中将连结部28(228)设为220μm，将突起15的位置设为L1/L＝0的情况下的结果。通过图4和图20的比较可知，通过延长连结部228的长度，施加于连结部228的弯曲应力从4.0Mpa减小到2.4Mpa。因此，通过设置狭缝229而延长连结部228的长度，能够进一步减小施加于连结部228的弯曲应力。
(复合传感器)
接下来，参照图21来说明具备上述的物理量传感器100的复合传感器的结构例。图21是表示复合传感器的概略结构的功能框图。
如图21所示，复合传感器900具备上述那样的用于测定Z轴方向的加速度的加速度传感器即物理量传感器100、用于测定X轴方向的加速度的加速度传感器即物理量传感器101、用于测定Y轴方向的加速度的加速度传感器即物理量传感器102以及角速度传感器103。角速度传感器103能够效率良好且高精度地检测所需的一轴方向的角速度。此外，对于角速度传感器103，也可以具备与各个轴方向对应的三个角速度传感器103，以测定三轴方向的角速度。另外，复合传感器900可以具备IC40a，IC40a例如包括对物理量传感器100、101、102、角速度传感器103进行驱动的驱动电路、基于来自物理量传感器100、101、102、角速度传感器103的信号检测X轴、Y轴以及Z轴的各轴方向的加速度、角速度的检测电路(信号处理部45a)、将来自检测电路的信号转换为预定信号并进行输出的输出电路(输出部46a)等。
这样，能够通过物理量传感器100、101、102、角速度传感器103而容易地构成复合传感器900，能够通过一个传感器容易地获得多个物理量数据，例如加速度数据、角速度数据。
(惯性测量单元)
接下来，参照图22及图23来说明惯性测量单元(IMU：Inertial MeasurementUnit)。图22是表示惯性测量单元的概略结构的分解立体图。图23是表示惯性测量单元的惯性传感器元件的配置例的立体图。
如图22所示，惯性测量单元3000由外壳体301、接合部件310、包括惯性传感器元件的传感器组件325等构成。换言之，成为在外壳体301的内部303经由接合部件310嵌合(插入)有传感器组件325的结构。传感器组件325由内壳体320和基板315构成。此外，为了使说明便于理解，将部位名称作外壳体、内壳体，但也可以改称为第一壳体、第二壳体。
外壳体301是将铝削成箱状的台座。材质不限定于铝，也可以使用锌、不锈钢等其他金属、树脂、或金属与树脂的复合材料。外壳体301的外形与上述的惯性测量单元3000的整体形状相同，是俯视形状为大致正方形的长方体，在位于正方形的对角线方向的两处的顶点附近分别形成有通孔(无纹孔)302。此外，不限定于通孔(无纹孔)302，例如，也可以设为形成能够通过螺钉进行螺纹紧固的缺口(在通孔(无纹孔)302所处位置的外壳体301的角部形成缺口的构造)并螺纹紧固的结构，或者，也可以设为在外壳体301的侧面形成凸缘(耳)并对凸缘部分进行螺纹紧固的结构。
外壳体301是外形为长方体且无盖的箱状，在其内部303(内侧)成为由底壁305和侧壁304围成的内部空间(容器)。换言之，外壳体301形成为将与底壁305相对的一面设为开口面的箱状，以覆盖该开口面的开口部几乎全部的方式(堵塞开口部的方式)收纳传感器组件325，成为传感器组件325从开口部露出的状态(未图示)。在此，与底壁305相对的开口面是与外壳体301的上表面307相同的面。另外，外壳体301的内部303的俯视形状是对正方形的两个顶点部分的角进行倒角而得到的六边形，被倒角的两个顶点部分与通孔(无纹孔)302的位置对应。另外，在内部303的剖面形状(厚度方向)上，在底壁305，在内部303、即内部空间中的周缘部形成有与中央部相比高一层的作为底壁的第一接合面306。即，第一接合面306是底壁305的一部分，是俯视下包围底壁305的中央部并形成为环状的一层的阶梯状的部位，是与底壁305相比距开口面(与上面307相同的面)的距离小的面。
此外，说明了外壳体301的外形是平面形状为大致正方形的长方体且无盖的箱状的一例，但不限定于此，外壳体301的外形的平面形状例如也可以是六边形、八边形等多边形，该多边形的顶点部分的角被倒角，或各边为曲线的平面形状。另外，外壳体301的内部303(内侧)的平面形状也不限定于上述的六边形，也可以是正方形等方形(四边形)、八边形等其他多边形形状。另外，外壳体301的外形与内部303的平面形状也可以是相似形状，也可以不是相似形状。
内壳体320是支承基板315的部件，成为收纳于外壳体301的内部303的形状。详细而言，在俯视下，是将正方形的两个顶点部分的角进行倒角而得到的六边形，在内壳体320中形成有长方形的贯通穴即开口部321和设置于支承基板315的一侧的面的凹部331。被倒角的两个顶点部分与外壳体301的通孔(无纹孔)302的位置对应。厚度方向(Z轴方向)的高度比从外壳体301的上面307到第一接合面306的高度低。在优选例中，内壳体320也是对铝切削而形成的，但也可以与外壳体301同样地使用其他材质。
在内壳体320的背面(外壳体301侧的面)形成有用于对基板315进行定位的引导销、支承面(均未图示)。基板315设置(定位装配)于该引导销、支承面并粘接于内壳体320的背面。此外，基板315的详细在后文中叙述。内壳体320的背面的周缘部成为由环状的平面构成的第二接合面322。在俯视下，第二接合面322是与外壳体301的第一接合面306大致相同的形状，在将内壳体320设置于外壳体301时，两个面以夹持接合部件310的状态面对面。此外，关于外壳体301以及内壳体320的构造，是一实施例，不限定于该构造。
参照图23来说明安装有惯性传感器的基板315的结构。如图23所示，基板315是形成有多个通孔的多层基板，使用玻璃环氧树脂基板(玻璃环氧树脂基板)。此外，不限定于玻璃环氧树脂基板，也可以是能够安装多个惯性传感器、电子部件、连接器等的刚性基板。例如，也可以使用复合基板、陶瓷基板。
在基板315的表面(内壳体320一侧的面)安装有连接器316、角速度传感器317z、以及包括上述的用于测定Z轴方向的加速度的加速度传感器即物理量传感器100的加速度检测单元1等。连接器316是插入型(阳型)的连接器，具备沿X轴方向等间距地配置的两列的连接端子。优选的是，设为一列10个引脚两列共计20个引脚的连接端子，但是，端子数也可以根据设计规格而适当变更。
作为惯性传感器的角速度传感器317z是检测Z轴方向上的一个的角速度的陀螺仪传感器。作为优选例，将水晶用作振动子，使用根据施加于振动的物体的互补的力检测角速度的振动陀螺仪传感器。此外，不限定于振动陀螺仪传感器，也可是能够检测角速度的传感器。例如，作为振动子，也可以使用采用了陶瓷、硅的传感器。
另外，在基板315的X轴方向的侧面，以安装面(装配面)与X轴正交的方式安装有检测X轴方向上的一个轴的角速度的角速度传感器317x。同样地，在基板315的Y轴方向的侧面，以安装面(装配面)与Y轴正交的方式安装有检测Y轴方向上的一个轴的角速度的角速度传感器317y。
此外，角速度传感器317x、317y、317z不限定于使用对应于X轴、Y轴、Z轴的每个轴的三个角速度传感器的结构，也可以是能够检测三个轴的角速度的传感器，例如，也可以使用能够利用一个设备(封装)检测(探测)三个轴的角速度的传感器设备。
加速度检测单元1至少包括上述的用于测定Z轴方向的加速度的加速度传感器即物理量传感器100，根据需要，能够检测一个轴方向(例如Z轴方向)的加速度、两个轴方向(例如Z轴、Y轴，或X轴、Y轴)、或三个轴方向(X轴、Y轴、Z轴)的加速度。
在基板315的背面(外壳体301一侧的面)安装有作为控制部的控制IC319。控制IC319是MCU(Micro Controller Unit：微型控制单元)，内置有包括非易失性存储器的存储部、A/D转换器等，对惯性测量单元3000的各部进行控制。在存储部存储有规定了用于检测加速度、以及角速度的顺序和内容的程序、将检测数据数字化并嵌入数据包的程序、附属的数据等。此外，在基板315还另外安装有多个电子部件。
根据这样的惯性测量单元3000，使用包括物理量传感器100的加速度检测单元1，因此，能够提供抗冲击性优异且提高了可靠性的惯性测量单元3000。
(便携式电子设备)
接下来，基于图24及图25对使用了物理量传感器100的便携式电子设备进行详细说明。此外，以下，作为便携式电子设备的一例，示出腕表型活动量跟踪器(activetracker)来进行说明。
如图24所示，腕表型的活动量跟踪器(active tracker)即腕部设备2000通过绑带62、67等安装于用户的手腕等部位(被检测体)，具备数字显示的显示部150并且能够进行无线通信。上述的本发明的物理量传感器100作为测定加速度的传感器、测量角速度的传感器中的一者而嵌入腕部设备2000。
腕部设备2000具备：至少收容有物理量传感器100的壳体60；收容于壳体60并对来自物理量传感器100的输出数据进行处理的处理部190(参照图25)；收容于壳体60的显示部150；以及堵塞壳体60的开口部的透光性罩71。在壳体60的透光性罩71的壳体60的外侧设置有聚光圈78。在壳体60的侧面设置有多个操作按钮80、81。以下，也一并参照图25，进一步详细说明。
包括物理量传感器100的加速度传感器113检测彼此交叉的(理想的是正交的)三个方向的各个加速度，输出与所检测出的三个加速度的大小、以及朝向对应的信号(加速度信号)。另外，角速度传感器114检测彼此交叉的(理想的是正交的)三个轴方向的各个角速度，输出与所检测出的三个轴角速度的大小以及朝向对应的信号(角速度信号)。
在构成显示部150的液晶显示屏(LCD)中，对应于各种检测模式，例如，显示使用了GPS传感器110、地磁传感器111的位置信息、移动量、使用了物理量传感器100所包括的加速度传感器113、角速度传感器114等的运动量等运动信息、使用了脉搏传感器115等的脉搏数等生物信息、或当前时刻等时刻信息等。此外，也可以显示使用了温度传感器116的环境温度。
通信部170进行用于使用户终端与未图示的信息终端之间的通信成立的各种控制。通信部170例如为与Bluetooth(注册商标)(包括BTLE：Bluetooth Low Energy)、Wi-Fi(注册商标)(Wireless Fidelity)、Zigbee(注册商标)、NFC(Near field communication：近场通讯)、ANT+(注册商标)等的近距离无线通信规格对应的收发信号机，通信部170包括与USB(Universal Serial Bus)等通信总线规格对应的连接器。
处理部190(处理器)例如由MPU(Micro Processing Unit：微型处理单元)、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190基于存储于存储部140的程序、以及从操作部120(例如操作按钮80、81)输入的信号来执行各种处理。由处理部190进行的处理包括：对GPS传感器110、地磁传感器111、压力传感器112、加速度传感器113、角速度传感器114、脉搏传感器115、温度传感器116、计时部130的各输出信号的数据处理；使显示部150显示图像的显示处理；使声音输出部160输出声音的声音输出处理；经由通信部170与信息终端(未图示)进行通信的通信处理；以及将来自电池180的电力向各部分供给的电力控制处理等。
在这样的腕部设备2000中，至少能够具有以下那样的功能。
1.距离：通过高精度的GPS功能来测量从测量开始起的合计距离。
2.步调：根据步调距离测量来显示当前的行走步调。
3.平均速度：计算从平均速度行走开始到现在为止的平均速度并显示。
4.海拔：通过GPS功能来测量海拔并显示。
5.步幅：即使在GPS电波不会到达的隧道内等也测量步幅并显示。
6.间隔：测量一分钟内的步数并显示。
7.心律数：通过脉搏传感器来测量心律数并显示。
8.坡度：在山间部的训练、越野跑时，测量地面的坡度并显示。
9.自动往复：在行走了事先设定的一定距离或一定时间时，自动地进行往复测量。
10.运动消耗卡路里：显示消耗卡路里。
11.步数：显示从运动开始起的步数的合计。
此外，腕部设备2000能够广泛地应用于跑步手表、跑步者手表、与铁人两项、铁人三项等多项运动对应的跑步者手表、野外手表、以及装配有卫星定位系统例如GPS的GPS手表等。
另外，在上述内容中，使用GPS(Global Positioning System：全球定位系统)作为卫星定位系统进行了说明，但也可以利用其它全球导航卫星系统(GNSS：GlobalNavigation Satellite System：全球导航卫星系统)。例如，也可以使用EGNOS(EuropeanGeostationary-Satellite Navigation Overlay Service：欧洲地球静止导航重叠服务)、QZSS(Quasi Zenith Satellite System：准天顶卫星系统)、GLONASS(GLObal NAvigationSatellite System：全球导航卫星系统)、GALILEO(伽利略卫星导航系统)、BeiDou(BeiDouNavigation Satellite System：北斗卫星导航系统)等卫星定位系统中的一个或两个以上。另外，也可以在卫星定位系统的至少一个中利用WAAS(Wide Area AugmentationSystem：广域扩充系统)、EGNOS(European Geostationary-Satellite NavigationOverlay Service：欧洲地球静止导航重叠服务)等静止卫星型卫星导航加强系统(SBAS：Satellite-based Augmentation System：广域差分增强系统)。
这样的便携式电子设备(腕部设备2000)具备物理量传感器100、以及处理部190，因此具有抗冲击性等优异的可靠性。
(电子设备)
接下来，参照图26到图28来说明具备本发明的实施方式的物理量传感器100的电子设备。
图26是表示作为具备本发明的实施方式的物理量传感器的电子设备的移动型(或笔记本型)的个人计算机的概略结构的立体图。在该图中，个人计算机1100由具备键盘1102的主体部1104和具备显示部1000的显示单元1106构成，显示单元1106被支承为能够经由铰链结构部相对于主体部1104进行转动。在这样的个人计算机1100中内置有作为加速度传感器等发挥功能的物理量传感器100，控制部(未图示)能够基于来自物理量传感器100的检测信号来进行例如姿势控制等控制。
图27是表示作为具备本发明的实施方式的物理量传感器的电子设备的便携电话(也包括PHS)的概略结构的立体图。在该图中，便携电话1200具备多个操作按钮1202、听话口1204以及说话口1206，在操作按钮1202与听话口1204之间配置有显示部1000。在这样的便携电话1200中内置有作为加速度传感器等发挥功能的物理量传感器100，控制部(未图示)能够基于来自该物理量传感器100的检测信号来识别例如便携电话1200的姿势、行动，使显示于显示部1000的显示图像变化，或者发出警告音、效果音，驱动振动马达并使主体振动。
图28是表示作为具备本发明的实施方式的物理量传感器的电子设备的静态式数字照相机的概略结构的立体图。此外，在该图中，对于与外部机器的连接，简易地示出。在此，以往的胶片照相机通过被拍摄体的光像而使卤化银照片胶片感光，与此相对，静态式数字照相机1300通过CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)等拍摄元件对被拍摄体的光像进行光电转换并生成拍摄信号(图像信号)。
在静态式数字照相机1300中的壳体(主体)1302的背面设有显示部1000，成为基于由CCD产生的拍摄信号进行显示的结构，显示部1000作为将被拍摄体显示为电子图像的取景器发挥功能。另外，在壳体1302的正面侧(图中背面侧)设有包括光学透镜(拍摄光学系)、CCD等的受光单元1304。
拍摄者确认显示于显示部1000的被拍摄体像，当按下快门按钮1306时，该时间点的CCD的拍摄信号被传送至存储器1308并存储。另外，该静态式数字照相机1300中，在壳体1302的侧面设有视频信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。并且，如图所示，根据需要在视频信号输出端子1312连接电视监控器1430，在数据通信用的输入输出端子1314连接个人计算机1440。进一步，通过预定操作，成为存储于存储器1308的拍摄信号输出到电视监控器1430、个人计算机1440的结构。在这样的静态式数字照相机1300中内置有作为加速度传感器等发挥功能的物理量传感器100，控制部(未图示)能够基于来自物理量传感器100的检测信号来进行例如抖动校正等控制。
以上那样的电子设备1100、1200、1300包括能够提高可靠性的物理量传感器100。由此，电子设备1100、1200、1300能够具有高的可靠性。
此外，本发明的实施方式的物理量传感器100除了能够应用于图26的个人计算机1100(移动型个人计算机)、图27的便携电话1200、图28的静态式数字照相机1300之外，例如还能够应用于喷墨式喷出装置(例如喷墨打印机)、便携式个人计算机、电视、录像机、磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本(也包括通信功能)、电子辞典、计算器、电子游戏机、文字处理器、工作站、电视电话、防盗用电视监控器、电子望远镜、POS终端、医疗机器(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、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测定机器、计量仪器类(例如，车辆、航空器、船舶的计量仪器类)、飞行仿真器等电子设备。
(移动体)
图29是概略地表示作为具备本发明的实施方式的物理量传感器的移动体的汽车的立体图。在汽车1500装配有实施方式的物理量传感器100。例如，如图29所示，在作为移动体的汽车1500内置物理量传感器100并在车身装配有作为对轮胎等进行控制的控制部的电子控制单元1510。另外，物理量传感器100还广泛应用于无钥匙进入系统、发动机防盗锁止系统、汽车导航系统、汽车空调、防抱死系统(ABS)、气囊、胎压监测系统(TPMS：TirePressure Monitoring System)、发动机控制器、混合动力汽车、电气汽车的电池监控器，车身姿势控制系统等的电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)。

Claims (10)

1.一种物理量传感器，其特征在于，具备：
可动体，包括旋转轴、与所述旋转轴连接并沿与所述旋转轴交叉的交叉方向设置的连结部以及与所述连结部连接的质量部；
检测电极，设置于支承基板上，与所述质量部相对；以及
突起，设置于设有所述检测电极的区域，从所述支承基板朝向所述质量部突出，
在所述交叉方向上，当将从所述连结部与所述质量部的连接位置到所述质量部的与所述旋转轴相反一侧的端部的距离设为L，且将从所述突起到所述质量部的与所述旋转轴相反一侧的端部的距离设为L1时，L1为0.18L以上且0.88L以下；其中
所述突起相对于在所述旋转轴的轴线方向上将所述可动体二等分的中心线呈线对称设置。
2.根据权利要求1所述的物理量传感器，其特征在于，
所述突起设有多个，且设置于与所述旋转轴平行的直线上。
3.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其特征在于，
所述质量部相对于所述旋转轴呈线对称配置有两个，
所述突起相对于所述旋转轴呈线对称设置。
4.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其特征在于，
所述质量部具有呈格子状贯通的开口，
所述突起设置于与呈两行两列的四个开口的中心对应的位置。
5.根据权利要求1或2所述的物理量传感器，其特征在于，
所述可动体具有形成于所述连结部与所述质量部之间的狭缝，
所述连结部根据所述狭缝而延长。
6.一种复合传感器，其特征在于，具备：
权利要求1至5中任一项所述的物理量传感器；以及
角速度传感器。
7.一种惯性测量单元，其特征在于，具备：
权利要求1至5中任一项所述的物理量传感器；
角速度传感器；以及
控制部，对所述物理量传感器及所述角速度传感器进行控制。
8.一种便携式电子设备，其特征在于，具备：
权利要求1至5中任一项所述的物理量传感器；
壳体，收容有所述物理量传感器；
处理部，收容于所述壳体，对从所述物理量传感器输出的输出数据进行处理；
显示部，收容于所述壳体；以及
透光性罩，堵塞所述壳体的开口部。
9.一种电子设备，其特征在于，具备：
权利要求1至5中任一项所述的物理量传感器；以及
控制部，基于从所述物理量传感器输出的检测信号进行控制。
10.一种移动体，其特征在于，具备：
权利要求1至5中任一项所述的物理量传感器；以及
控制部，基于从所述物理量传感器输出的检测信号进行控制。
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