JP2015137991A - Functional elements, sensor device, electronic apparatus and movable body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機能素子、およびそれを用いたセンサーデバイス、電子機器、並びに移動体に関する。 The present invention relates to a functional element, a sensor device using the functional element, an electronic apparatus, and a moving body.
近年、振動デバイスとして、例えばシリコンMEMS(Micro Electro Mechanical System)技術を用いて角速度を検出するジャイロセンサー(静電容量型MEMSジャイロセンサー素子)が開発されている。このようなジャイロセンサーの一例としては、移動可能な内側フレームと、この内側フレームを囲むように設けられた移動可能な外側フレームとが設けられたジャイロセンサーが開示されている(例えば、特許文献1の図2、特許文献2の図1参照)。 In recent years, as a vibrating device, for example, a gyro sensor (capacitive MEMS gyro sensor element) that detects an angular velocity using a silicon MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology has been developed. As an example of such a gyro sensor, a gyro sensor provided with a movable inner frame and a movable outer frame provided so as to surround the inner frame is disclosed (for example, Patent Document 1). FIG. 2 and FIG. 1 of Patent Document 2).
例えば特許文献1に記載されているジャイロセンサーには、矩形状の開口を備えた環状体の内側フレームに駆動フィンガーと感知フィンガーとが設けられており、この内側フレームに駆動フィンガーと感知フィンガーとに対向して設けられた固定のディザ駆動フィンガーが設けられている。そして、角速度が加わった場合は、駆動フィンガーおよび感知フィンガーの動きを、駆動フィンガーおよび感知フィンガーとディザ駆動フィンガーとの間のキャパシタンスの変化によって検知する。この場合、外側フレームと内側フレームとに囲まれた領域で駆動フィンガーおよび感知フィンガーとディザ駆動フィンガーとによる角速度の検知が行われる。この検知のための信号のやり取りを行うためには、駆動フィンガーおよび感知フィンガーに通じる配線電極が外側フレームや内側フレームに配線される。また、別の電極配線パターンが外側フレームや内側フレームと交差して設けられ、内側フレームの内側にあるディザ駆動フィンガーに接続されている。 For example, in the gyro sensor disclosed in Patent Document 1, a driving finger and a sensing finger are provided on an inner frame of an annular body having a rectangular opening, and the driving finger and the sensing finger are provided on the inner frame. Opposed fixed dither drive fingers are provided. When the angular velocity is applied, the movement of the driving finger and the sensing finger is detected by a change in capacitance between the driving finger and the sensing finger and the dither driving finger. In this case, the angular velocity is detected by the driving finger, the sensing finger, and the dither driving finger in a region surrounded by the outer frame and the inner frame. In order to exchange signals for this detection, wiring electrodes that lead to the drive fingers and the sensing fingers are wired to the outer frame and the inner frame. Further, another electrode wiring pattern is provided so as to intersect with the outer frame and the inner frame, and is connected to a dither drive finger inside the inner frame.
しかしながら、上記の構成では、配線電極が設けられた外側フレームおよび内側フレームと、ディザ駆動フィンガーに接続される電極配線パターンとが交差して配置されるため、双方の配線間に容量結合によるノイズが生じる。このノイズが検出信号に重畳されると、ジャイロセンサーとしての検出精度が低下してしまう虞があった。また、電極配線パターンの引き出しによってジャイロセンサー素子が大型化してしまう虞も有していた。 However, in the above configuration, the outer frame and the inner frame on which the wiring electrodes are provided and the electrode wiring pattern connected to the dither driving fingers are arranged so as to intersect with each other. Arise. If this noise is superimposed on the detection signal, the detection accuracy as a gyro sensor may be reduced. In addition, the gyro sensor element may be increased in size by drawing out the electrode wiring pattern.
本発明は、上述の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。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]
本適用例に係る機能素子は、基体と、外延部を有し、前記基体に支持されている第1振動体と、平面視で前記外延部よりも内側に少なくとも一部を有し、前記基体に設けられている第1固定電極と、前記第1固定電極から延出され、前記基体に設けられている第1配線と、を備え、前記外延部は、固定電位を有し、前記第1配線は、平面視で前記外延部の少なくとも一部と重なるように配置されていることを特徴とする。
[Application Example 1]
The functional element according to this application example includes a base body, an outer extension portion, a first vibrating body supported by the base body, and at least a part inside the extension portion in plan view, and the base body A first fixed electrode provided on the base, and a first wiring extending from the first fixed electrode and provided on the base, wherein the outer extension portion has a fixed potential, The wiring is arranged so as to overlap with at least a part of the extension portion in a plan view.
このような機能素子によれば、第1固定電極から延出される第1配線が、固定電位を有する外延部と平面視で重なる位置に設けられ、該外延部の外側に引き出されていることから、第1配線に対する容量結合によるノイズ重畳を低減することができる。これにより、ノイズの影響による特性劣化を低減した機能素子を提供することができる。また、他の電極との位置関係など第1配線の引き回しパターンの制限を少なくすることができるため、第1配線を効率よく引き回せることから機能素子の大型化を抑制することができる。 According to such a functional element, the first wiring extended from the first fixed electrode is provided at a position overlapping the extended portion having a fixed potential in a plan view, and is drawn to the outside of the extended portion. In addition, noise superposition due to capacitive coupling to the first wiring can be reduced. Thereby, it is possible to provide a functional element with reduced characteristic deterioration due to the influence of noise. In addition, since the restriction on the routing pattern of the first wiring, such as the positional relationship with other electrodes, can be reduced, the first wiring can be efficiently routed, so that an increase in the size of the functional element can be suppressed.
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの(以下、「A」という)の「上方」に他の特定のもの(以下、「B」という)を形成する」などと用いる場合に、A上に直接Bを形成するような場合と、A上に他のものを介してBを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。 In the description according to the present invention, the word “upper” is used, for example, “specifically” (hereinafter referred to as “A”) is formed above another specific thing (hereinafter referred to as “B”). The word “above” is used to include the case where B is formed directly on A and the case where B is formed on A via another object. Used.
また、本発明に係る記載では、「平面視」という文言を、「基体の振動体が設けられる基面の法線方向から見た平面視」を意味する文言として用いる。また、「固定電位」という文言を、「電源や基準電位などの変動しない電位」を意味する文言として用いる。 In the description of the present invention, the term “plan view” is used as a term meaning “plan view seen from the normal direction of the base surface on which the vibrating body of the base is provided”. Further, the term “fixed potential” is used as a term meaning “a potential that does not vary, such as a power supply or a reference potential”.
[適用例2]
上記適用例に記載の機能素子において、平面視で、前記外延部に対して前記第1固定電極と反対側に、前記第1振動体を振動させる駆動部が設けられていることが好ましい。
[Application Example 2]
In the functional element according to the application example described above, it is preferable that a driving unit that vibrates the first vibrating body is provided on a side opposite to the first fixed electrode with respect to the extended portion in plan view.
このような機能素子によれば、第1固定電極が外延部に平面視で重なるように配置されており、外延部に対して第1固定電極と反対側に設けられている駆動部とは重ならない。また、外延部が固定電位であるため、駆動部のノイズによる容量結合を抑制することが可能となる。また、第1配線が第1固定電極と駆動部との間に配置されているため配線効率を向上でき、素子の大型化を防止することが可能となる。 According to such a functional element, the first fixed electrode is disposed so as to overlap the extended portion in a plan view, and the drive portion provided on the opposite side of the extended portion to the first fixed electrode overlaps with the extended portion. Don't be. In addition, since the extended portion has a fixed potential, it is possible to suppress capacitive coupling due to noise of the drive unit. In addition, since the first wiring is disposed between the first fixed electrode and the driving unit, the wiring efficiency can be improved, and the increase in size of the element can be prevented.
[適用例3]
上記適用例に記載の機能素子において、前記第1振動体には、前記第1固定電極と少なくとも一部が対向し、前記第1配線と重ならない位置に第1可動電極が設けられていることが好ましい。
[Application Example 3]
In the functional element according to the application example described above, the first movable body is provided with a first movable electrode at a position at least partially facing the first fixed electrode and not overlapping the first wiring. Is preferred.
このような機能素子によれば、第1固定電極および第1配線と第1可動電極とが重ならないように配置されていることから、第1可動電極が、第1固定電極および第1配線に電気的に吸引されてしまうことを防止することが可能となる。 According to such a functional element, since the first fixed electrode and the first wiring are arranged so as not to overlap the first movable electrode, the first movable electrode is connected to the first fixed electrode and the first wiring. It is possible to prevent electrical suction.
[適用例4]
上記適用例に記載の機能素子において、前記第1振動体は、第1方向に伸縮可能な弾性部を介して前記基体に支持されており、前記第1配線は、平面視で前記第1配線と前記外延部との重なる領域内において、前記第1方向に沿って延出されている部分を有していることが好ましい。
[Application Example 4]
In the functional element according to the application example, the first vibrating body is supported by the base via an elastic portion that can expand and contract in a first direction, and the first wiring is the first wiring in a plan view. It is preferable to have a portion extending along the first direction in a region where the outer extension portion and the outer extension portion overlap.
このような機能素子によれば、第1配線が、平面視で第1配線と外延部との重なる領域内において第1方向に沿って延出されており、第1振動体が第1方向に振動しても外延部から第1配線が外れないため、第1振動体が振動している状態でも容量結合を抑制することが可能となる。 According to such a functional element, the first wiring extends along the first direction in a region where the first wiring and the extension portion overlap in a plan view, and the first vibrating body extends in the first direction. Since the first wiring does not come off from the extended portion even if it vibrates, capacitive coupling can be suppressed even when the first vibrating body is vibrating.
[適用例5]
上記適用例に記載の機能素子において、前記基体は、前記第1固定電極と間隙を有して並設されている第2固定電極と、前記第2固定電極から延出されている第2配線と、を有し、前記第1配線は、平面視で前記外延部の一方側と重なり、前記第2配線は、平面視で前記外延部の他方側と重なっていることが好ましい。
[Application Example 5]
In the functional element according to the application example, the base includes a second fixed electrode that is arranged in parallel with the first fixed electrode, and a second wiring that extends from the second fixed electrode. Preferably, the first wiring overlaps with one side of the extension part in plan view, and the second wiring overlaps with the other side of the extension part in plan view.
このような機能素子によれば、一方側の外延部に第1配線が重なり、他方側の外延部に第2配線が重なっている。これにより、一方側の外延部と第1配線との間に働く電気的な吸引力または電気的な斥力と、他方側の外延部と第2配線との間に働く電気的な吸引力または電気的な斥力とが同じとなるため、電気的な力の違いによって生じる第1振動体の傾きを防止することが可能となる。 According to such a functional element, the first wiring overlaps with the outer extension portion on one side, and the second wiring overlaps with the outer extension portion on the other side. As a result, an electrical attractive force or an electrical repulsive force acting between the outer extension portion on one side and the first wiring, and an electric attractive force or an electric force acting between the outer extension portion on the other side and the second wiring. Since the repulsive force is the same, it is possible to prevent the inclination of the first vibrating body caused by the difference in electrical force.
[適用例6]
上記適用例に記載の機能素子において、前記第1振動体と、前記第1方向に沿う方向において並設されている第2振動体と、前記第1振動体および前記第2振動体に接続され、前記第1方向に沿う方向に伸縮可能な連結部と、を備え、前記第1振動体および前記第2振動体には、それぞれ前記第1固定電極および第2固定電極が設けられており、前記第1振動体の前記第1固定電極と、前記第2振動体の前記第2固定電極とが、前記第1配線に接続されており、前記第1振動体の前記第2固定電極と、前記第2振動体の前記第1固定電極とが、前記第2配線に接続されていることが好ましい。
[Application Example 6]
In the functional element according to the application example, the first vibrating body, a second vibrating body arranged in parallel in the direction along the first direction, and the first vibrating body and the second vibrating body are connected. A connecting portion that can expand and contract in a direction along the first direction, and the first and second vibrating bodies are provided with the first fixed electrode and the second fixed electrode, respectively. The first fixed electrode of the first vibrating body and the second fixed electrode of the second vibrating body are connected to the first wiring, and the second fixed electrode of the first vibrating body; It is preferable that the first fixed electrode of the second vibrating body is connected to the second wiring.
このような機能素子によれば、第1振動体と第2振動体を互いに逆相で振動させることが可能となり、例えばジャイロセンサーなどに用いることができる。 According to such a functional element, the first vibrating body and the second vibrating body can be vibrated in mutually opposite phases, and can be used for, for example, a gyro sensor.
[適用例7]
上記適用例に記載の機能素子において、前記第1配線および前記第2配線の少なくとも一方は、前記基体に設けられている凹部内に配設されていることが好ましい。
[Application Example 7]
In the functional element according to the application example described above, it is preferable that at least one of the first wiring and the second wiring is disposed in a recess provided in the base.
このような機能素子によれば、配線を凹部内に設けることで、配線に生じる容量結合をより低減することが可能となる。 According to such a functional element, it is possible to further reduce capacitive coupling generated in the wiring by providing the wiring in the recess.
[適用例8]
本適用例に係るセンサーデバイスは、上記適用例のいずれか一例に記載の機能素子と、前記機能素子の前記基体に接合されて、少なくとも前記第1振動体および前記第2振動体を覆う蓋体と、を備えていることを特徴とする。
[Application Example 8]
A sensor device according to this application example includes the functional element according to any one of the application examples described above and a lid that is bonded to the base of the functional element and covers at least the first vibrating body and the second vibrating body. And.
本適用に係るセンサーデバイスによれば、容量結合によるノイズ重畳を低減させ、特性の安定した機能素子が蓋体により覆われているため、特性の安定したセンサーデバイスを提供することができる。 According to the sensor device according to the present application, noise superimposition due to capacitive coupling is reduced, and the functional element with stable characteristics is covered with the lid, so that a sensor device with stable characteristics can be provided.
[適用例9]
本適用例に係る電子機器は、上記適用例のいずれか一例に記載の機能素子を備えていることを特徴とする。
[Application Example 9]
An electronic apparatus according to this application example includes the functional element according to any one of the application examples described above.
本適用に係る電子機器によれば、容量結合によるノイズ重畳を低減させ、特性の安定した機能素子が用いられているため、特性のより安定した電子機器を提供することができる。 According to the electronic device according to the present application, since the noise superposition due to capacitive coupling is reduced and the functional element having stable characteristics is used, an electronic apparatus having more stable characteristics can be provided.
[適用例10]
本適用例に係る移動体は、上記適用例のいずれか一例に記載の機能素子を備えていることを特徴とする。
[Application Example 10]
The moving body according to this application example includes the functional element according to any one of the application examples described above.
本適用に係る移動体によれば、容量結合によるノイズ重畳を低減させ、特性の安定した機能素子が用いられており、移動体の性能を安定させることができる。 According to the moving body according to the present application, noise superposition due to capacitive coupling is reduced, and a functional element having stable characteristics is used, and the performance of the moving body can be stabilized.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.
1.ジャイロセンサー
1−1.第1実施形態に係るジャイロセンサーの構成
まず、本発明に係る機能素子としてのジャイロ素子を用いた電子デバイスとしてのジャイロセンサーの第1実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係るジャイロセンサー100を模式的に示す平面図である。図2は、第1実施形態に係るジャイロセンサー100を模式的に示す図1のA−A線断面図である。図3は、第1実施形態に係るジャイロセンサー100を模式的に示す図1のB−B線断面図である。なお、図1〜図3では、互いに直交する3つの軸として、X軸(第1方向)、Y軸(第2方向)、Z軸(第3方向)を図示している。
1. Gyro sensor 1-1. Configuration of Gyro Sensor According to First Embodiment First, a first embodiment of a gyro sensor as an electronic device using a gyro element as a functional element according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view schematically showing the
ジャイロセンサー100は、図1および図2に示すように、基体10と、機能素子5とを含んでいる。機能素子5は、振動体20と、弾性部としてのバネ部30と、駆動部40と、検出部50と、を含んでいる。ジャイロセンサー100では、機能素子5を構成する検出部50が、Z軸回りの角速度を検出するジャイロセンサー素子(静電容量型MEMSジャイロセンサー素子)である。なお、便宜上、図1では、基体10および蓋体80を透視して図示している。また、基体10の振動体20が設けられる基面である第1面11(図2参照)の法線方向から見ること、即ち基体10に支持されている振動体20を上方から見ることを、以下、「平面視」という。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基体10の材質は、例えば、ガラス、シリコンである。基体10は、図2に示すように、第1面11と、第1面11と反対側の第2面11bと、を有している。第1面11には、凹部14が設けられている。凹部14の上方には、間隙を介して、振動体20(第1振動体21、第2振動体22、および連結バネ部26)、バネ部30が設けられている。凹部14によって、振動体20は、基体10に妨害されることなく、所望の方向に可動することができる。凹部14の平面形状(Z軸方向から見たときの形状)は、特に限定されないが、図1に示す例では、長方形である。凹部14は、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって形成される。
The material of the
基体10は、図2に示すように振動体20の形態に応じて、第1面11に適宜設けられる第1固定部15を有している。第1固定部15は、振動体20を支持するバネ部30の一端が固定(接合)され、該バネ部30を介して振動体20を支持する部分である。図1および図2に示すように、第1固定部15は、X軸方向において振動体20を挟むように配置されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
また、基体10は、図3に示すように振動体20の形態に応じて、第1面11に適宜設けられる第2固定部16を有している。第2固定部16は、振動体20の連結バネ部26から延出する弾性体28の一端が固定(接合)され、該弾性体28を介して連結バネ部26を支持する部分である。図3に示すように、第2固定部16は、少なくとも弾性体28を支持するように配置される。
In addition, the
第1固定部15や第2固定部16の第1面11(基体10)と、後述されるバネ部30、駆動用固定電極部42、第1検出用固定電極部54、第2検出用固定電極部55等と、の固定(接合)方法は、特に限定されないが、例えば、基体10の材質がガラスであり、振動体20等の材質がシリコンである場合は、陽極接合を適用することができる。
The first surface 11 (base 10) of the first fixing
振動体20は、図2に示すように、基体10および蓋体80によって囲まれるキャビティー82に収容されている。振動体20は、基体10の上方に間隙(凹部14)を介して設けられている。振動体20は、基体10の第1面11に(基体10上に)バネ部30を介して支持される。振動体20は、図1に示すように、第1振動体21、および第2振動体22と、連結バネ部26と、弾性体28と、を有している。
As shown in FIG. 2, the vibrating
振動体20の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。振動体20は、例えば、シリコン基板(図示せず)を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって加工することにより形成される。
The material of the vibrating
第1振動体21および第2振動体22は、X軸に沿う方向(第1方向)において並設され、連結バネ部26によって連結されている。また、第1振動体21および第2振動体22は、バネ部30を介して第1固定部15によって、支持されており、基体10と離間して配置されている。より具体的には、基体10の上方に間隙(凹部14)を介して、第1振動体21および第2振動体22が設けられている。第1振動体21および第2振動体22は、例えば、フレーム状の形状(升形状)を有することができ、第1振動体21には第1外延部12が備えられ、第2振動体22には第2外延部13が備えられている。なお、第1外延部12、および第2外延部13は、電気的に固定電位を有している。本例の第1外延部12、および第2外延部13は、固定電位としてグランド(GND:接地)電位を有している。なお、固定電位とは、例えばグランド(設置)だけでなく、電源や基準電位などの変動しない電位であってもよい。第1振動体21および第2振動体22は、図1に示すように、両者の境界線B−B線(Y軸に沿った直線)に対して、対称となる形状であってもよい。
The first vibrating
連結部としての連結バネ部26は、第1振動体21および第2振動体22をX軸方向において変位し得るように構成されている。より具体的には、連結バネ部26は、第1振動体21および第2振動体22の間においてX軸に沿う方向に延出し、Y軸方向に往復しながらX軸方向に延出する形状を有している。これにより、第1振動体21および第2振動体22は、X軸方向において互いに逆相で振動することができる。
The connecting
弾性体28は、連結バネ部26から、Y軸に沿う方向(振動体20が振動する方向と直交する方向)に延出し、第2固定部16に固定(接合)されている。具体的には、図1および図3に示すように、弾性体28の一端は、延出位置27において、連結バネ部26に接続されている。また、弾性体28の他端(先端部29)は、第2固定部16(基体10の第1面11)に接合(固定)されている。弾性体28の構成は、X軸に沿う方向(振動体20が振動する方向)に所定のバネ定数によって弾性変形することができる限り限定されない。
The
ここで、弾性体28の、X軸に沿う方向におけるバネ定数は、連結バネ部26の、X軸に沿う方向におけるバネ定数よりも小さくなるように設定することができる。
Here, the spring constant of the
また、弾性体28が延出している延出位置27の配置は、延出位置27から第1振動体21までの連結バネ部26aのバネ定数(K1)と、延出位置27から第2振動体22までの連結バネ部26bのバネ定数(K2)と、が等しくなるように決定することができる。
In addition, the arrangement of the
弾性体28は、例えば、図1および図3に示すように、幅W(X軸方向の幅)、厚みT(Z軸方向の厚み)、長さL1(Y軸方向の長さ)を有する板状部材(直方体)であってもよい。なお、弾性体28の長さL1は、第2固定部16に接合され、実質的に弾性変形することができない先端部29を除いた長さである。ここで、弾性体28は、高アスペクト比(W<T)の形状である。弾性体28の形状(幅W、厚みT、長さL1)は、弾性体28の所望のバネ定数を得るために適宜調整される。
As shown in FIGS. 1 and 3, for example, the
弾性体28をこのような形状とすることで、製造工程上、高度なアライメント精度が要求されず、簡便に弾性体28のバネ定数を調整することができる。また、弾性体28が対称性の高い形状であるために、振動体20のX軸方向における対称性を容易に維持することができる。
By forming the
弾性部としてのバネ部30は、X軸方向に振動体20を変位し得るように構成されている。より具体的には、バネ部30は、第1固定部15から振動体20(第1振動体21または第2振動体22)までX軸に沿う方向に延出し、Y軸方向に往復しながらX軸方向に延出する形状を有している。具体的には、バネ部30の一端は、第1固定部15(基体10の第1面11)に接合(固定)されている。また、バネ部30の他端は、振動体20(第1振動体21または第2振動体22)に接続されている。図示の例では、バネ部30は、振動体20をX軸方向において挟むように、4つ設けられている。
The
バネ部30の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。バネ部30は、例えば、シリコン基板(図示せず)を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって振動体20と共に一体的に加工することにより形成される。
The material of the
検出部50は、振動体20(第1振動体21、および第2振動体22)に連結されている。本実施形態では、検出部50は、第1振動体21の第1外延部12、および第2振動体22の第2外延部13の内側に、それぞれが設けられている。検出部50は、検出用支持部51と、検出用バネ部52と、第1可動電極としての検出用可動電極部53と、検出用固定電極部(第1固定電極、および第2固定電極)としての第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55と、を有している。検出用支持部51の形状は環状の形状であれば特に限定されない。検出用支持部51は、例えば、フレーム状の形状を有している。
The
検出用バネ部52は、検出用支持部51の外側に配置されている。検出用バネ部52は、検出用支持部51と振動体20(第1振動体21または第2振動体22)とを接続している。より具体的には、検出用バネ部52の一端は、検出用支持部51に接続されている。検出用バネ部52の他端は、振動体20(第1振動体21または第2振動体22)に接続されている。検出用バネ部52は、Y軸方向に検出用支持部51を変位し得るように構成されている。より具体的には、検出用バネ部52は、X軸方向に往復しながらY軸方向に延出する形状を有している。検出用可動電極部53は、検出用支持部51の内側に、検出用支持部51に接続されて配置されている。図示の例では、検出用可動電極部53は、X軸に沿って延出している。
The
第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55は、検出用支持部51の内側に配置されている。第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55は、基体10の第1面11に設けられた凹部14の底面11aに接合(固定)されている。図示の例では、第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55は、複数設けられており、検出用可動電極部53を介して、対向配置されている。換言すれば、第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55は、検出用可動電極部53と平面視で重ならないように配置されている。また、第1振動体21の第1検出用固定電極部54からは、第1検出用固定電極部54と電気的に接続された第1配線56,60が延出され、第2検出用固定電極部55からは、第2検出用固定電極部55と電気的に接続された第2配線57,61が延出されている。同様に、第2振動体22の第1検出用固定電極部54からは、第1検出用固定電極部54と電気的に接続された第2配線59,61が延出され、第2検出用固定電極部55からは、第2検出用固定電極部55と電気的に接続された第1配線58,60が延出されている。
The first detection fixed
第1振動体21側の第1配線56,60は、Y軸に沿った方向に延出されている部分の第1配線56とX軸に沿った方向に延在する部分の第1配線60とが接続されている。同様に、第2振動体22側の第1配線58,60は、Y軸に沿った方向に延出されている部分の第1配線58とX軸に沿った方向に延在する部分の第1配線60とが接続されている。Y軸に沿った方向に延在する部分の第1配線56は、第1振動体21の第1外延部12の内のY軸に沿った外延部と平面視で重なった位置に配置され、同様に第1配線58は、第2振動体22の第2外延部13の内のY軸に沿った外延部に平面視で重なった位置に配置されている。換言すれば、第1配線56,58は、検出用可動電極部53と平面視で重ならないように配置されている。また、X軸に沿った方向に延在する部分の第1配線60は、第1振動体21の第1外延部12の内の一方外延12bと、第2振動体22の第2外延部13の内の一方外延13bとに、平面視で重なった位置に配置され、基体10の第1面11に設けられている接続端子62に、その端部が接続されている。
The
第1振動体21側の第2配線57,61は、Y軸に沿った方向に延出されている部分の第2配線57とX軸に沿った方向に延在する部分の第2配線61とが接続されている。同様に、第2振動体22側の第2配線59,61は、Y軸に沿った方向に延出されている部分の第2配線59とX軸に沿った方向に延在する部分の第2配線61とが接続されている。Y軸に沿った方向に延在する部分の第2配線57は、第1振動体21の第1外延部12の内のY軸に沿った外延部と平面視で重なった位置に配置され、同様に第2配線59は、第2振動体22の第2外延部13の内のY軸に沿った外延部に平面視で重なった位置に配置されている。換言すれば、第2配線57,59は、検出用可動電極部53と平面視で重ならないように配置されている。また、X軸に沿った方向に延在する部分の第2配線61は、第1振動体21の第1外延部12の内の他方外延12aと、第2振動体22の第2外延部13の内の他方外延13aとに、平面視で重なった位置に配置され、基体10の第1面11に設けられている接続端子63に、その端部が接続されている。
The
第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61は、基体10の第1面11に設けられた凹部14の底面11aに接合(固定)されている。第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61は、振動体20(第1振動体21、および第2振動体22)の内側に位置する第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55の電気信号を振動体20の外側に導出する機能を有している。
The
このように、第1固定電極としての第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55から延出される第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61が、固定電位を有する第1外延部12および第2外延部13と平面視で重なる位置に設けられ、振動体20の外側に引き出されていることから、第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61に対する容量結合によるノイズ重畳を低減させた機能素子5を提供することができる。
As described above, the
また、他の電極との位置関係など第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61の引き回しパターンの制限を少なくすることができるため、第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61を効率よく引き回せることから機能素子5の大型化を抑制することができる。
In addition, since the restriction on the routing pattern of the
また、第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55と、第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61とが、検出用可動電極部53と平面視で重ならないように配置されている。これにより、検出用可動電極部53が第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55や第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61に電気的に吸引されてしまうことを防止することが可能な機能素子5を提供することができる。
In addition, the first detection fixed
また、第1配線60、および第2配線61が、平面視で第1外延部12および第2外延部13の一方外延12b,13b、および他方外延12a,13aと重なる領域内においてX軸に沿った方向(第1方向)に沿って延出されている。これにより、第1振動体21、および第2振動体22がX軸に沿った方向(第1方向)に振動しても、第1外延部12および第2外延部13の領域から第1配線60、および第2配線61が平面視で外れないため、第1振動体21、および第2振動体22が振動している状態でも容量結合を抑制することが可能な機能素子5を提供することができる。
Further, the
検出部50の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。検出部50は、例えば、シリコン基板(図示せず)を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって振動体20と共に一体的に加工することにより形成される。
The material of the
駆動部40は、平面視で、第1振動体21の第1外延部12および第2振動体22の第2外延部13に対して、第1固定電極としての第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55と反対側に設けられている。これにより、第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55と駆動部40とが、重ならないように配置することができる。また、第1外延部12および第2外延部13が固定電位であるため、駆動部40のノイズによる第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55への容量結合を抑制することが可能となる。
The
駆動部40は、振動体20の第1振動体21または第2振動体22を励振することができる機構を有する。なお、駆動部40の構成および数は、第1振動体21または第2振動体22を励振することができる限り、特に限定されない。例えば、駆動部40は、振動体20に直接設けられていてもよい。図1に示すように、振動体20の外側に接続された駆動用可動電極部41と、該駆動用可動電極部41と所定の距離を介して対向配置された駆動用固定電極部42から構成されていてもよい。また、図示はされないが、駆動部40は、振動体20に直接接続せずに静電気力等によって振動体20を励振する機構を有し、振動体20の外側に配置されていてもよい。
The
駆動用可動電極部41は、第1振動体21および第2振動体22に接続されて複数設けられていてもよい。本実施形態では、駆動用可動電極部41は、第1振動体21、第2振動体22から+Y軸方向(または−Y軸方向)に延出している幹部と、該幹部から+X軸方向および−X軸方向に延出している複数の枝部と、を有する櫛歯状電極をなしている。
A plurality of driving
駆動用固定電極部42は、駆動用可動電極部41の外側に配置されている。駆動用固定電極部42は、基体10の第1面11に接合(固定)されている。本実施形態では、駆動用固定電極部42は、複数設けられ、駆動用可動電極部41を介して、対向配置されている。駆動用可動電極部41が櫛歯状の形状を有する場合、駆動用固定電極部42の形状は、駆動用可動電極部41に対応した櫛歯状電極であってもよい。
The driving fixed
駆動用可動電極部41および駆動用固定電極部42は、図示しない電源に電気的に接続されている。駆動用可動電極部41および駆動用固定電極部42に電圧が印加されると、駆動用可動電極部41と駆動用固定電極部42との間に静電力を発生させることができる。これにより、バネ部30をX軸に沿って伸縮させることができ、振動体20をX軸に沿って振動させることができる。
The driving
駆動部40の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。駆動部40は、例えば、シリコン基板(図示せず)を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって振動体20と共に一体的に加工することにより形成される。
The material of the
蓋体80は、基体10上に設けられている。基体10および蓋体80は、図2に示すように、パッケージを構成することができる。基体10および蓋体80は、キャビティー82を形成することができ、キャビティー82に振動体20を収容することができる。例えば、図2に示す基体10と蓋体80との間の接合部分は、接着部材等によって埋められていてもよく、この場合、キャビティー82は、例えば、不活性ガス(例えば窒素ガス)雰囲気、または真空雰囲気で密閉されていてもよい。
The
蓋体80の材質は、例えば、シリコン、ガラスである。蓋体80と基体10との接合方法は、特に限定されないが、例えば、基体10の材質がガラスであり、蓋体80の材質がシリコンである場合は、基体10と蓋体80とは、陽極接合されることができる。
The material of the
第1実施形態に係るジャイロセンサー100によれば、第1固定電極としての第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55から延出される第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61が、固定電位を有する第1外延部12および第2外延部13と平面視で重なる位置に設けられ、振動体20の外側に引き出されていることから、第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61に対する容量結合によるノイズ重畳を低減することができる。
According to the
また、他の電極との位置関係など第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61の引き回しパターンの制限を少なくすることができるため、第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61を効率よく引き回せることから機能素子5の大型化を抑制することができる。
In addition, since the restriction on the routing pattern of the
また、第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55と、第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61とが、検出用可動電極部53と平面視で重ならないように配置されている。これにより、検出用可動電極部53が第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55や第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61に電気的に吸引されてしまうことを防止することができる。
In addition, the first detection fixed
また、第1配線60、および第2配線61が、平面視で第1外延部12および第2外延部13の一方外延12b,13b、および他方外延12a,13aと重なる領域内においてX軸に沿った方向(第1方向)に沿って延出されている。これにより、第1振動体21、および第2振動体22がX軸に沿った方向(第1方向)に振動しても第1外延部12および第2外延部13の領域から第1配線60、および第2配線61が平面視で外れないため、第1振動体21、および第2振動体22が振動している状態でも容量結合を抑制することが可能となる。
Further, the
また、平面視で、第1振動体21の第1外延部12および第2振動体22の第2外延部13に対して、第1固定電極としての第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55と反対側に駆動部40が設けられている。これにより、第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55と駆動部40とが、重ならないように配置することができる。また、第1外延部12および第2外延部13が固定電位であるため、駆動部40のノイズによる第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55への容量結合を抑制することが可能となる。
Also, in plan view, the first
また、弾性体28は、振動体20の振動方向に弾性変形することができるため、第1振動体21と第2振動体22との相互間の振動エネルギー交換を阻害せずに、連結バネ部26を支持することができる。
Further, since the
また、振動体20が、2つの第1振動体21、および第2振動体22から構成される場合や複数のバネ部30を備える場合、それぞれの部材の寸法は同一ではなく、寸法にばらつき(誤差)が発生する。これにより、駆動系の振動モードには、所望の逆相モードだけではなく、同相モードも発生する。ジャイロセンサー100によれば、第2固定部16に固定(アンカー)された弾性体28を設けることで、駆動系の振動モードにおいて、逆相モードから同相モードの駆動周波数を引き離すことができる。
Moreover, when the vibrating
1−2.第2実施形態に係るジャイロセンサーの構成
本発明に係る機能素子としてのジャイロ素子を用いた電子デバイスとしてのジャイロセンサーの第2実施形態について図面を参照しながら説明する。図4は、第2実施形態に係るジャイロセンサー102を模式的に示す第1実施形態を示す図1のA−A線断面に該当する断面図である。なお、以下では、前述の第1実施形態と同様な構成については同符号を付してその説明を省略する。
1-2. Configuration of Gyro Sensor According to Second Embodiment A second embodiment of a gyro sensor as an electronic device using a gyro element as a functional element according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along line AA of FIG. 1 showing the first embodiment schematically showing the
本第2実施形態のジャイロセンサー102は、第1固定電極としての第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55と、第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61とが設けられている箇所が、前述の第1実施形態のジャイロセンサー100と異なる。以下、第2実施形態のジャイロセンサー102について、第1実施形態のジャイロセンサー100と異なる構成を中心にして具体的に説明する。
The
図4に示すように、第2実施形態のジャイロセンサー102は、第1実施形態と同様に、基体10と、機能素子5とを含んでいる。機能素子5は、振動体20と、弾性部としてのバネ部30と、駆動部40と、検出部50と、を含んでいる。ジャイロセンサー100では、機能素子5を構成する検出部50が、Z軸回りの角速度を検出するジャイロセンサー素子(静電容量型MEMSジャイロセンサー素子)である。
As shown in FIG. 4, the
第2実施形態のジャイロセンサー102では、第1固定電極としての第1検出用固定電極部54および第2検出用固定電極部55と、第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61とが、基体10に設けられた凹部14の底面11aから掘り下げられた凹部65内に配置されている。なお、凹部65内には、第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61の少なくとも一方が配置されていればよい。これにより、第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61に生じる容量結合を、より低減することが可能な機能素子5を提供することが可能となる。
In the
また、図4に示すように、基体10の第1面11にも凹部66が設けられており、第1配線60、および第2配線61や接続端子62,63が、その凹部66内に配置されていてもよい。このような、基体10の第1面11にも凹部66が設けられ、第1配線60、および第2配線61や接続端子62,63が、その凹部66内に配置される構成は、第1実施形態のジャイロセンサー100にも適用することができる。
Further, as shown in FIG. 4, the
このような第2実施形態のジャイロセンサー102によれば、第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61の少なくとも一方が凹部66内に配置されていることから、第1配線56,58,60、および第2配線57,59,61に生じる容量結合をより低減することが可能となる。
According to the
1−3.ジャイロセンサーの動作
次に、ジャイロセンサー100,102の動作について、図面を参照しながら説明する。図5〜図8はジャイロセンサー100,102の動作を模式的に説明するための図である。なお、図5〜図8では、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸、Z軸を図示している。また、便宜上、図5〜図8では、ジャイロセンサー100の各構成を、簡略化して図示している。また、便宜上、図7および図8では、検出部50の内の、第1振動体21側を第1検出部50aとし、第2振動体22側を第2検出部50bとしている。
1-3. Operation of Gyro Sensor Next, the operation of the
前述のように、ジャイロセンサー100の振動モードでは、第1振動体21と第2振動体22は、駆動部40により励振され、互いに逆相(逆位相)で駆動振動することができる。より具体的には、第1振動体21に設けられた駆動用可動電極部41と駆動用固定電極部42との間に第1交番電圧を印加し、第2振動体22の駆動用可動電極部41と駆動用固定電極部42との間に第1交番電圧と位相が180度ずれた第2交番電圧を印加する。これにより、第1振動体21および第2振動体22を、互いに逆相(逆位相)でかつ所定の周波数で、X軸に沿って振動させることができる。すなわち、X軸に沿って互いに連結された第1振動体21および第2振動体22は、X軸に沿って、互いに逆相で振動する。すなわち、第1振動体21および第2振動体22は、X軸に沿って、互いに反対方向に変位する。
As described above, in the vibration mode of the
図5に示す例では、第1振動体21は、α1方向(−X軸方向)に変位し、第2振動体22は、α1方向と反対方向のα2方向(+X軸方向)に変位している。図6に示す例では、第1振動体21は、α2方向に変位し、第2振動体22は、α1方向に変位している。
In the example shown in FIG. 5, the first vibrating
なお、検出部50の振動体20(第1振動体21、第2振動体22)に連結されている部分は、振動体20(第1振動体21、第2振動体22)の振動に伴い、X軸に沿って変位する。
In addition, the part connected to the vibrating body 20 (the first vibrating
図7および図8に示すように、第1振動体21、第2振動体22がX軸に沿って振動を行っている状態で、ジャイロセンサー100にZ軸回りの角速度ωが加わると、コリオリの力が働き、検出部50は、Y軸に沿って変位する。すなわち、第1振動体21に連結された第1検出部50a、および第2振動体22に連結された第2検出部50bは、Y軸に沿って、互いに反対方向に変位する。図7に示す例では、第1検出部50aは、β1方向に変位し、第2検出部50bは、β1方向と反対方向のβ2方向に変位している。図8に示す例では、第1検出部50aは、β2方向に変位し、第2検出部50bは、β1方向に変位している。
As shown in FIGS. 7 and 8, when an angular velocity ω about the Z axis is applied to the
第1検出部50aおよび第2検出部50bがY軸に沿って変位することにより、検出用可動電極部53と第1検出用固定電極部54との間の距離Lは、変化する。そのため、検出用可動電極部53と第1検出用固定電極部54との間の静電容量は、変化する。ジャイロセンサー100では、検出用可動電極部53および第1検出用固定電極部54に電圧を印加することにより、検出用可動電極部53と第1検出用固定電極部54との間の静電容量の変化量を検出し、Z軸回りの角速度ωを求めることができる。
As the
ジャイロセンサー100によれば、連結バネ部26に弾性体28が設けられているため、振動モードにおいて、同相モードの影響を低減することができる。これにより、ジャイロセンサーが所望の振動周波数を達成することができ、ジャイロセンサーの信頼性を向上させることができる。
According to the
2.ジャイロセンサーの製造方法
次に、本実施形態に係るジャイロセンサーの製造方法について簡単に説明する。なお、本説明では、図1、図2を参照しており、同図と同様な符号を付している。
2. Next, a method for manufacturing a gyro sensor according to this embodiment will be briefly described. In this description, reference is made to FIG. 1 and FIG. 2, and the same reference numerals as those in FIG.
先ず、基板(基体10)の第1面11に、凹部14を形成する。このとき、凹部14の周囲に溝部(図示せず)を形成することができる。凹部14、溝部は、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により形成される。これにより、第1面11に凹部14が設けられている基体10を用意することができる。
First, the
次に、図示はされないが、凹部14内を含む基体10上に駆動部40や検出部50を構成するための配線を形成することができる。配線は、例えば、スパッタ法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法などによって成膜された後、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングされることによって形成される。
Next, although not shown, wiring for configuring the
次に、基体10上に振動体20、バネ部30等を形成する。より具体的には、シリコン基板(図示せず)を基体10の第1面11に載置(接合)し、該シリコン基板を薄膜化させた後にパターニングすることにより形成される。パターニングは、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって行われる。シリコン基板と基体10の接合は、例えば、陽極接合によって行われる。
Next, the vibrating
本工程において、第1面11上に駆動用固定電極部42、第1検出用固定電極部54等を形成し、駆動部40、検出部50を形成することができる。
In this step, the driving fixed
図2に示すように、基体10および蓋体80を接合して、基体10および蓋体80によって囲まれるキャビティー82に振動体20を収容する。基体10と蓋体80との接合は、例えば、陽極接合によって行われる。
以上の工程により、ジャイロセンサー100を製造することができる。
As shown in FIG. 2, the
Through the above steps, the
なお、上述の実施形態では、振動体20の構成として、第1振動体21および第2振動体22が設けられている構成を例に説明したが、振動体20の構成としては、例えば第1振動体21のみが設けられている構成、あるいは3つ以上の第1〜第n振動体が用いられている構成であってもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the first vibrating
また、上述では、機能素子5の一例として角速度を検出するジャイロセンサー100,102に用いられるジャイロ素子について説明したが、機能素子5はこれに限らない。機能素子5は、形態としては、減圧状態や不活性ガス雰囲気で密閉されたキャビティー82内で動作するものであれば、特に限定されず、例えば、加速度センサーに用いられる加速度検出素子、圧力計に用いられる圧力検出素子、振動子、マイクロアクチュエーターなどの各種の機能素子を挙げることができる。
In the above description, the gyro element used in the
3.電子機器
次に、本実施形態に係る電子機器について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る電子機器は、本発明に係るジャイロセンサー100,102を含む。以下では、本発明に係るジャイロセンサー100を含む電子機器について説明する。
3. Next, an electronic device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. The electronic device according to the present embodiment includes
図9は、本実施形態に係る電子機器として、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1100を模式的に示す斜視図である。図9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1108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、ジャイロセンサー100が内蔵されている。
FIG. 9 is a perspective view schematically showing a mobile (or notebook)
図10は、本実施形態に係る電子機器として、携帯電話機(PHSも含む)1200を模式的に示す斜視図である。図10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1208が配置されている。このような携帯電話機1200には、ジャイロセンサー100が内蔵されている。
FIG. 10 is a perspective view schematically showing a mobile phone (including PHS) 1200 as the electronic apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the
図11は、本実施形態に係る電子機器として、デジタルスチールカメラ1300を模式的に示す斜視図である。なお、図11には、外部機器との接続についても簡易的に示している。ここで、従来のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)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。
FIG. 11 is a perspective view schematically showing a
デジタルスチールカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部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(図中裏面側)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。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。
A
また、このデジタルスチールカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、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ールカメラ1300には、ジャイロセンサー100が内蔵されている。
In the
以上のような電子機器としてのパーソナルコンピューター1100、携帯電話機1200、デジタルスチールカメラ1300は、2つの振動体が逆相で振動する駆動系において、相互間の振動エネルギー交換を阻害せず、且つ容量結合による特性の劣化を防止することができるジャイロセンサー100を有することができる。
The
なお、上記ジャイロセンサー100を備えた電子機器は、図9に示すパーソナルコンピューター1100(モバイル型パーソナルコンピューター)、図10に示す携帯電話機1200、図11に示すデジタルスチールカメラ1300の他にも、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、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、ヘッドマウントディスプレイ、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(例えば、車両、航空機、ロケット、船舶の計器類)、ロボットや人体などの姿勢制御、フライトシミュレーターなどを挙げることができる。
The electronic device provided with the
4.移動体
図12は、本実施形態に係る移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車506には本発明に係る機能素子5(ジャイロ素子)を用いたジャイロセンサー100が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車506には、機能素子5(ジャイロ素子)を用いたジャイロセンサー100を内蔵してタイヤ509などを制御する電子制御ユニット508が車体507に搭載されている。また、ジャイロセンサー100は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)に広く適用できる。
4). Mobile Object FIG. 12 is a perspective view schematically showing an automobile as an example of a mobile object according to the present embodiment. The
上述した実施形態は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。 The above-described embodiments are examples, and the present invention is not limited to these. For example, the embodiments can be appropriately combined.
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the invention includes a configuration that achieves the same effect as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
5…機能素子(ジャイロ素子)、10…基体、11…第1面、11a…底面、11b…第2面、12…第1外延部、12a…他方外延、12b…一方外延、13…第2外延部、13a…他方外延、13b…一方外延、14…凹部、15…第1固定部、16…第2固定部、20…振動体、21…第1振動体、22…第2振動体、26…連結バネ部、27…延出位置、28…弾性体、29…先端部、30…バネ部、40…駆動部、41…駆動用可動電極部、42…駆動用固定電極部、50…検出部、51…検出用支持部、52…検出用バネ部、53…検出用可動電極部、54…第1検出用固定電極部、55…第2検出用固定電極部、56…第1配線、57…第2配線、58…第1配線、59…第2配線、60…第1配線、61…第2配線、62,63…接続端子、65…凹部、66…凹部、80…蓋体、82…キャビティー、100,102…電子デバイスとしてのジャイロセンサー、506…移動体としての自動車、1100…電子機器としてのパーソナルコンピューター、1102…キーボード、1104…本体部、1106…表示ユニット、1108…表示部、1200…電子機器としての携帯電話機、1202…操作ボタン、1204…受話口、1206…送話口、1208…表示部、1300…電子機器としてのデジタルスチールカメラ、1302…ケース、1304…受光ユニット、1306…シャッターボタン、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。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
外延部を有し、前記基体に支持されている第1振動体と、
平面視で前記外延部よりも内側に少なくとも一部を有し、前記基体に設けられている第1固定電極と、
前記第1固定電極から延出され、前記基体に設けられている第1配線と、を備え、
前記外延部は、固定電位を有し、
前記第1配線は、平面視で前記外延部の少なくとも一部と重なるように配置されていることを特徴とする機能素子。 A substrate;
A first vibrating body having an extended portion and supported by the base;
A first fixed electrode having at least a part inside the extension portion in plan view and provided on the base body;
A first wiring extending from the first fixed electrode and provided on the base body,
The extension portion has a fixed potential,
The functional element, wherein the first wiring is disposed so as to overlap with at least a part of the extended portion in a plan view.
前記第1配線は、平面視で前記第1配線と前記外延部との重なる領域内において、前記第1方向に沿って延出されている部分を有していることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の機能素子。 The first vibrating body is supported by the base via an elastic part that can be expanded and contracted in a first direction,
2. The first wiring has a portion extending along the first direction in a region where the first wiring and the outward extending portion overlap in a plan view. The functional element according to claim 3.
前記第1固定電極と間隙を有して並設されている第2固定電極と、
前記第2固定電極から延出されている第2配線と、を有し、
前記第1配線は、平面視で前記外延部の一方側と重なり、
前記第2配線は、平面視で前記外延部の他方側と重なっていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の機能素子。 The substrate is
A second fixed electrode juxtaposed with the first fixed electrode with a gap;
A second wiring extending from the second fixed electrode,
The first wiring overlaps with one side of the extension part in plan view,
5. The functional device according to claim 1, wherein the second wiring overlaps with the other side of the extension portion in a plan view.
前記第1振動体および前記第2振動体に接続され、前記第1方向に沿う方向に伸縮可能な連結部と、を備え、
前記第1振動体および前記第2振動体には、それぞれ前記第1固定電極および第2固定電極が設けられており、
前記第1振動体の前記第1固定電極と、前記第2振動体の前記第2固定電極とが、前記第1配線に接続されており、
前記第1振動体の前記第2固定電極と、前記第2振動体の前記第1固定電極とが、前記第2配線に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の機能素子。 The first vibrating body and a second vibrating body arranged in parallel in the direction along the first direction;
A connecting portion connected to the first vibrating body and the second vibrating body and capable of extending and contracting in a direction along the first direction;
The first vibrating body and the second vibrating body are provided with the first fixed electrode and the second fixed electrode, respectively.
The first fixed electrode of the first vibrating body and the second fixed electrode of the second vibrating body are connected to the first wiring;
The functional element according to claim 5, wherein the second fixed electrode of the first vibrating body and the first fixed electrode of the second vibrating body are connected to the second wiring.
前記機能素子の前記基体に接合されて、少なくとも前記第1振動体および第2振動体を覆う蓋体と、を備えていることを特徴とするセンサーデバイス。 A functional element according to any one of claims 1 to 7,
A sensor device comprising: a lid that is bonded to the base of the functional element and covers at least the first vibrating body and the second vibrating body.
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