JP2019100726A - 物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器および移動体 - Google Patents

物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器および移動体 Download PDF

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Abstract

【課題】優れた機械的強度を有する物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】本発明の物理量センサーは、回転軸と直交する第１方向の一方の側に位置する第１質量部および他方の側に位置する第２質量部と、第１質量部と第２質量部とを連結する連結部と、を含む可動部を有する。また、連結部は、第１スリットと、第１スリットの一方側に位置する第２スリットと、他方側に位置する第３スリットと、を含む。そして、平面視で、第１スリットの中心を通り第１方向に沿った軸を第１中心軸とし、第２スリットの中心を通り第１方向に沿った軸を第２中心軸とし、第３スリットの中心を通り第１方向に沿った軸を第３中心軸としたとき、第２中心軸および第３中心軸は、それぞれ、第１中心軸に対して回転軸の方向にずれている。【選択図】図４

Description

本発明は、物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器および移動体に関するものである。
例えば、特許文献１に記載されている物理量センサー（加速度センサー）は、可動部と、支持部と、支持部に対して可動部が所定の回転軸まわりにシーソー回転可能なように支持部と可動部とを接続する梁部と、を有している。また、物理量センサーは、可動部の回転軸に対して一方側の部分と対向する第１固定検出電極と、他方側の部分と対向する第２固定検出電極と、を有している。このような構成では、Ｚ軸方向（可動部の法線方向）の加速度が加わると可動部がシーソー回転し、それに伴って可動部と第１固定検出電極との間の静電容量および可動部と第２固定検出電極との間の静電容量がそれぞれ変化する。そのため、特許文献１に記載されている物理量センサーは、これら静電容量の変化に基づいて、Ｚ軸方向の加速度を検出することができる。
特開平９−１８９７１６号公報
しかしながら、このような構成では、梁部を捩り変形させながら可動部がシーソー回転するため、梁部と支持部との接続部分や、梁部と可動部との接続部分に比較的大きい応力が加わる。また、衝撃が加わった際にも、可動部が変位することにより、梁部と支持部との接続部分や、梁部と可動部との接続部分に比較的大きい応力が加わる。そのため、当該部分が破損し易く、優れた機械的強度を発揮することができないという問題があった。
本発明の目的は、優れた機械的強度を有する物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器および移動体を提供することにある。
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、以下の発明として実現することが可能である。
本発明の物理量センサーは、 基板と、
前記基板に支持されている素子部と、
を含み、
前記素子部は、
前記基板に取り付けられている固定部と、
可動部と、
前記固定部と前記可動部とを接続している支持梁と、
を含み、
前記可動部は、前記支持梁を回転軸として変位可能であり、
前記可動部は、
回転軸を介して、前記回転軸と直交する第１方向の一方の側に位置する第１質量部と、
前記第１方向の他方の側に位置する第２質量部と、
前記支持梁と接続され、前記第１質量部と前記第２質量部とを連結している連結部と、
を含み、
前記連結部は、
第１スリットと、
前記第１スリットの前記第１質量部の側に位置している第２スリットと、
前記第１スリットの前記第２質量部の側に位置している第３スリットと、
を含み、
平面視で、前記第１スリットの中心を通り前記第１方向に沿った軸を第１中心軸、
平面視で、前記第２スリットの中心を通り前記第１方向に沿った軸を第２中心軸、
平面視で、前記第３スリットの中心を通り前記第１方向に沿った軸を第３中心軸としたとき、
前記第２中心軸および前記第３中心軸は、それぞれ、前記第１中心軸に対して前記回転軸の方向にずれていることを特徴とする。
これにより、支持梁と連結部との接続部分への応力集中を緩和することができる。そのため、優れた機械的強度を有する物理量センサーが得られる。
本発明の物理量センサーでは、前記第１スリットは、前記第１方向に沿う長手形状であることが好ましい。
これにより、支持梁と連結部との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。
本発明の物理量センサーでは、前記第１スリットの前記第１方向の両端部は、それぞれ、丸み付けされていることが好ましい。
これにより、第１スリットへの応力集中を緩和することができる。
本発明の物理量センサーでは、前記第２スリットおよび前記第３スリットは、それぞれ、前記第１方向に沿う長手形状であることが好ましい。
これにより、支持梁と連結部との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。
本発明の物理量センサーでは、前記第２スリットの前記第１方向の両端部は、それぞれ、丸み付けされており、
前記第３スリットの前記第１方向の両端部は、それぞれ、丸み付けされていることが好ましい。
これにより、第２スリットおよび第３スリットへの応力集中を緩和することができる。
本発明の物理量センサーでは、前記第２スリットおよび前記第３スリットは、それぞれ、前記第１方向に沿って複数配置されていることが好ましい。
これにより、支持梁と連結部との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。
本発明の物理量センサーでは、前記第２スリットおよび前記第３スリットは、それぞれ、前記第１スリットを前記第１方向に延長した領域と重なる領域を有していることが好ましい。
これにより、梁部と連結部との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。
本発明の物理量センサーでは、前記第２スリットおよび前記第３スリットは、それぞれ、前記第１スリットを前記回転軸に沿う方向に延長した領域と重なる領域を有していることが好ましい。
これにより、支持梁と連結部との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。
本発明の物理量センサーでは、前記第１スリットは、前記回転軸に沿う方向に沿って複数配置されていることが好ましい。
これにより、支持梁と連結部との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。
本発明の物理量センサーでは、前記第２スリットおよび前記第３スリットは、それぞれ、前記回転軸に沿う方向に沿って複数配置されていることが好ましい。
これにより、支持梁と連結部との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。
本発明の物理量センサーでは、加速度を検出することができることが好ましい。
これにより、利便性の高い物理量センサーとなる。
本発明の物理量センサーデバイスは、本発明の物理量センサーと、
回路素子と、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い物理量センサーデバイスが得られる。
本発明の複合センサーデバイスは、本発明の物理量センサーである第１物理量センサーと、
前記第１物理量センサーとは異なる物理量を検出する第２物理量センサーと、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い複合センサーデバイスが得られる。
本発明の慣性計測装置は、本発明の物理量センサーと、
前記物理量センサーの駆動を制御する制御回路と、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い慣性計測装置が得られる。
本発明の移動体測位装置は、本発明の慣性計測装置と、
測位用衛星から位置情報が重畳された衛星信号を受信する受信部と、
受信した前記衛星信号に基づいて、前記受信部の位置情報を取得する取得部と、
前記慣性計測装置から出力された慣性データに基づいて、移動体の姿勢を演算する演算部と、
算出された前記姿勢に基づいて前記位置情報を補正することにより、前記移動体の位置を算出する算出部と、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の慣性計測装置の効果を享受でき、信頼性の高い移動体測位装置が得られる。
本発明の携帯型電子機器は、本発明の物理量センサーと、
前記物理量センサーが収容されているケースと、
前記ケースに収容され、前記物理量センサーからの出力データを処理する処理部と、
前記ケースに収容されている表示部と、
前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い携帯型電子機器が得られる。
本発明の携帯型電子機器では、衛星測位システムを含み、
ユーザーの移動距離や移動軌跡を計測することが好ましい。
これにより、より利便性の高い携帯型電子機器となる。
本発明の電子機器は、本発明の物理量センサーと、
前記物理量センサーから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い電子機器が得られる。
本発明の移動体は、本発明の物理量センサーと、
前記物理量センサーから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い移動体が得られる。
本発明の移動体では、エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくともいずれかのシステムを含み、
前記制御部は、前記検出信号に基づいて前記システムを制御することが好ましい。
これにより、システムを精度よく制御することができる。
本発明の第１実施形態に係る物理量センサーの平面図である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 素子部の部分拡大平面図である。 素子部の部分拡大平面図である。 駆動電圧を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る物理量センサーが有する素子部を示す部分拡大平面図である。 図６に示す素子部の変形例を示す部分拡大平面図である。 本発明の第３実施形態に係る物理量センサーが有する素子部を示す部分拡大平面図である。 本発明の第４実施形態に係る物理量センサーが有する素子部を示す部分拡大平面図である。 図９に示す素子部の変形例を示す部分拡大平面図である。 本発明の第５実施形態に係る物理量センサーデバイスを示す断面図である。 本発明の第６実施形態に係る複合センサーデバイスを示す平面図である。 図１２に示す複合センサーデバイスの断面図である。 本発明の第７実施形態に係る慣性計測装置を示す分解斜視図である。 図１４に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図である。 本発明の第８実施形態に係る移動体測位装置の全体システムを示すブロック図である。 図１６に示す移動体測位装置の作用を示す図である。 本発明の第９実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。 本発明の第１０実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。 本発明の第１１実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。 本発明の第１２実施形態に係る携帯型電子機器を示す平面図である。 図２１に示す携帯型電子機器の概略構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１３実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
以下、本発明の物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る物理量センサーの平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、素子部の部分拡大平面図である。図４は、素子部の部分拡大平面図である。図５は、駆動電圧を示すグラフである。
なお、各図には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が図示されている。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、各軸の矢印先端側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ軸方向プラス側を「上」とも言い、Ｚ軸方向マイナス側を「下」とも言う。
また、本願明細書において、「直交」とは、９０°で交わっている場合の他、９０°から若干傾いた角度（例えば、９０°±１０°程度）で交わっている場合も含むものである。具体的には、Ｘ軸がＹＺ平面の法線方向に対して±１０°程度傾いている場合、Ｙ軸がＸＺ平面の法線方向に対して±１０°程度傾いている場合、Ｚ軸がＸＹ平面の法線方向に対して±１０°程度傾いている場合、についても「直交」に含まれる。
図１に示す物理量センサー１は、Ｚ軸方向（鉛直方向）の加速度Ａｚを測定することのできる加速度センサーである。このような物理量センサー１は、基板２と、基板２上に配置された素子部３と、素子部３を覆うように基板２に接合された蓋体５と、を有している。
図１に示すように、基板２は、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。また、基板２は、上面側に開放する凹部２１を有している。また、Ｚ軸方向からの平面視で、凹部２１は、素子部３を内側に内包するように、素子部３よりも大きく形成されている。このような凹部２１は、素子部３と基板２との接触を防止（低減）するための逃げ部として機能する。
また、基板２は、凹部２１の底面２１１に設けられた突起状のマウント２２を有している。そして、マウント２２の上面に、素子部３が接合されている。これにより、素子部３を、凹部２１の底面２１１と離間させた状態で基板２に固定することができる。また、基板２は、上面側に開放する溝部２５、２６、２７を有している。
基板２としては、例えば、アルカリ金属イオン（Ｎａ＋等の可動イオン）を含むガラス材料（例えば、パイレックスガラス（登録商標）、テンパックスガラス（登録商標）のような硼珪酸ガラス）で構成されたガラス基板を用いることができる。ただし、基板２としては、特に限定されず、例えば、シリコン基板やセラミックス基板を用いてもよい。なお、基板２としてシリコン基板を用いる場合は、短絡を防止する観点から、高抵抗のシリコン基板を用いるか、表面に熱酸化等によってシリコン酸化膜（絶縁性酸化物）を形成したシリコン基板を用いることが好ましい。
また、図１および図２に示すように、凹部２１の底面２１１には、電極８として、第１固定電極８１、第２固定電極８２およびダミー電極８３が互いに離間して配置されている。
また、図１に示すように、溝部２５、２６、２７には、配線７５、７６、７７が設けられている。配線７５、７６、７７の一端部は、それぞれ、蓋体５の外側に露出し、外部装置との電気的な接続を行う電極パッドＰとして機能する。また、配線７５は、マウント２２上で素子部３と電気的に接続されており、さらに、ダミー電極８３にも電気的に接続されている。また、配線７６は、第１固定電極８１と電気的に接続されており、配線７７は、第２固定電極８２と電気的に接続されている。
図１に示すように、蓋体５は、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。また、図２に示すように、蓋体５は、下面側（基板２側）に開放する凹部５１を有している。蓋体５は、凹部５１内に素子部３を収納するようにして、基板２の上面に接合されている。そして、蓋体５および基板２によって、その内側に素子部３を収納する収納空間Ｓが形成されている。
収納空間Ｓは、気密空間である。また、収納空間Ｓは、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されて、使用温度（−４０℃〜１２０℃程度）で、ほぼ大気圧となっていることが好ましい。収納空間Ｓを大気圧とすることで、粘性抵抗が増してダンピング効果が発揮され、素子部３の振動を速やかに収束させることができる。そのため、加速度Ａｚの検出精度が向上する。
蓋体５としては、例えば、シリコン基板を用いることができる。ただし、蓋体５としては、特に限定されず、例えば、ガラス基板やセラミックス基板を用いてもよい。また、基板２と蓋体５との接合方法としては、特に限定されず、基板２や蓋体５の材料によって適宜選択すればよく、例えば、陽極接合、プラズマ照射によって活性化させた接合面同士を接合させる活性化接合、ガラスフリット等の接合材による接合、基板２の上面および蓋体５の下面に成膜した金属膜同士を接合する拡散接合等を用いることができる。本実施形態では、ガラスフリット５９（低融点ガラス）を介して基板２と蓋体５とが接合されている。
図１に示すように、素子部３は、マウント２２の上面に固定された固定部３１と、固定部３１に対して変位可能な可動電極部３２（可動部）と、固定部３１と可動電極部３２とを接続する梁部３３と、を有している。そして、物理量センサー１に加速度Ａｚが作用すると、可動電極部３２が、梁部３３を捩り変形させつつ固定部３１に対して回転軸Ｊまわりにシーソー回転（回動）する。このような素子部３は、例えば、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）、砒素（Ａｓ）等の不純物がドープされた導電性を有するシリコン基板をドライエッチングによってパターニングすることで形成されている。
可動電極部３２は、Ｘ軸方向に沿った長手形状をなしている。また、可動電極部３２は、回転軸Ｊに対してＸ軸方向マイナス側（一方側）に位置する第１可動電極部３２１（第１質量部）と、回転軸Ｊに対してＸ軸方向プラス側（他方側）に位置する第２可動電極部３２２（第２質量部）と、第１可動電極部３２１と第２可動電極部３２２とを連結する一対の連結部３２３、３２４と、を有している。また、可動電極部３２は、第１、第２可動電極部３２１、３２２および連結部３２３、３２４で囲まれた開口３２５を有し、この開口３２５内に固定部３１および梁部３３が配置されている。このように、開口３２５を設けて、その内側に固定部３１および梁部３３を配置することで、素子部３の小型化を図ることができる。
また、開口３２５の各角部は、面取り（丸み付け）されている。これにより、応力集中が緩和され、可動電極部３２の破壊（クラックの発生）を効果的に低減することができる。そのため、優れた機械的強度を有する物理量センサー１となる。ただし、開口３２５の各角部は、面取りされていなくてもよい。
また、第２可動電極部３２２は、第１可動電極部３２１よりもＸ軸方向に長く（質量が大きく）、加速度Ａｚが加わったときの回転モーメントが第１可動電極部３２１よりも大きい。この回転モーメントの差によって、加速度Ａｚが加わると、可動電極部３２が回転軸Ｊまわりにシーソー回転する。
また、第１可動電極部３２１には、行列状に並んだ複数の貫通孔３２１ａが形成されている。同様に、第２可動電極部３２２には、行列状に並んだ複数の貫通孔３２２ａが形成されている。これら貫通孔３２１ａ、３２２ａは、それぞれ、シリコン基板をドライエッチングする際の反応性ガスの充満を低減するための通気口として機能したり、可動電極部３２がシーソー回転する際の空気抵抗を調整し、可動電極部３２を良好にシーソー回転させるための通気口として機能したりする。
なお、本実施形態では、各貫通孔３２１ａ、３２２ａは、正方形の開口形状となっているが、各貫通孔３２１ａ、３２２ａの開口形状としては、特に限定されず、円形、楕円形、三角形、長方形、台形、平行四辺形等の正方形以外の四角形、五角形以上の多角形、異形等、いかなる形状であってもよい。また、少なくとも１つの貫通孔３２１ａ、３２２ａの開口形状や大きさが、他の貫通孔３２１ａ、３２２ｂの開口形状や大きさと異なっていてもよい。また、貫通孔３２１ａ、３２２ａは、省略してもよい。
固定部３１は、回転軸Ｊに対してＸ軸方向マイナス側（一方側）に位置する第１固定部３１ａと、回転軸Ｊに対してＸ軸方向プラス側（他方側）に位置する第２固定部３１ｂと、を有している。そして、第１、第２固定部３１ａ、３１ｂは、それぞれ、マウント２２の上面に接合されている。また、本実施形態では、固定部３１の各角部が面取り（丸み付け）されている。これにより、固定部３１への応力集中が緩和され、固定部３１の破壊（クラックの発生）を効果的に低減することができる。そのため、優れた機械的強度を有する物理量センサー１となる。ただし、固定部３１の少なくとも１つの角部は、面取りされていなくてもよい。
また、梁部３３は、固定部３１のＹ軸方向プラス側に位置し、固定部３１と連結部３２３とを接続する第１梁部３３１と、固定部３１のＹ軸方向マイナス側に位置し、固定部３１と連結部３２４とを接続する第２梁部３３２と、を有している。このように、固定部３１の両側に配置された第１、第２梁部３３１、３３２を介して固定部３１と可動電極部３２とを接続することで、可動電極部３２をバランスよく支持することができ、可動電極部３２のシーソー回転が安定する。
図３に示すように、第１梁部３３１は、回転軸Ｊ（Ｙ軸方向）に沿った長手形状をなす支持梁３３１ａと、Ｘ軸方向に沿った長手形状をなし、長手方向の中央部において支持梁３３１ａのＹ軸方向マイナス側の端部と接続された分岐部３３１ｂと、を有している。そして、支持梁３３１ａのＹ軸方向プラス側の端部が可動電極部３２（連結部３２３）に接続され、分岐部３３１ｂのＸ軸方向プラス側の端部が第２固定部３１ｂに接続され、支持梁３３１ａのＸ軸方向マイナス側の端部が第１固定部３１ａに接続されている。
同様に、第２梁部３３２は、回転軸Ｊ（Ｙ軸方向）に沿った長手形状をなす支持梁３３２ａと、Ｘ軸方向に沿った長手形状をなし、長手方向の中央部において支持梁３３２ａのＹ軸方向プラス側の端部と接続された分岐部３３２ｂと、を有している。そして、支持梁３３２ａのＹ軸方向マイナス側の端部が可動部５２（連結部３２４）に接続され、分岐部３３２ｂのＸ軸方向プラス側の端部が第２固定部３１ｂに接続され、支持梁３３２ａのＸ軸方向マイナス側の端部が第１固定部３１ａに接続されている。
支持梁３３１ａ、３３２ａは、Ｙ軸方向に沿う同一直線上に配置されており、これらによって回転軸Ｊが形成されている。第１、第２梁部３３１、３３２をこのような構成とすることで、支持梁３３１ａ、３３２ａの捩じれ変形により生じる応力が、固定部３１に伝わる前に分岐部３３１ｂ、３３２ｂの変形によって緩和されるため、第１、第２梁部３３１、３３２と固定部３１との接続部分への応力集中を緩和することができる。そのため、素子部３の機械的強度が向上し、信頼性の高い物理量センサー１となる。
特に、本実施形態では、分岐部３３１ｂ、３３２ｂの両端部は、それぞれ、幅が固定部３１に向けて漸増するテーパー状となっている。そのため、第１、第２梁部３３１、３３２と固定部３１との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。さらには、支持梁３３１ａ、３３２ａの両端部も、それぞれ、幅が連結部３２３、３２４または分岐部３３１ｂ、３３２ｂに向けて漸増するテーパー状となっている。そのため、支持梁３３１ａ、３３２ａと分岐部３３１ｂ、３３２ｂとの接続部分や支持梁３３１ａ、３３２ａと連結部３２３、３２４との接続部分への応力集中についてもより効果的に緩和することができる。ただし、第１、第２梁部３３１、３３２の構成としては、特に限定されず、例えば、端部がテーパー状になっていなくてもよいし、分岐部３３１ｂ、３３２ｂを省略してもよい。
ここで、可動電極部３２の説明に戻って、可動電極部３２が備える連結部３２３、３２４について詳細に説明する。図３に示すように、連結部３２３は、固定部３１に対してＹ軸方向プラス側に位置し、第１梁部３３１を介して固定部３１に接続されている。また、連結部３２３は、Ｘ軸方向に沿った長手形状をなしており、Ｘ軸方向マイナス側の端部が第１可動電極部３２１と接続され、Ｘ軸方向プラス側の端部が第２可動電極部３２２と接続されている。一方、連結部３２４は、固定部３１に対してＹ軸方向マイナス側に位置し、第２梁部３３２を介して固定部３１に接続されている。また、連結部３２４は、Ｘ軸方向に沿った長手形状をなしており、Ｘ軸方向マイナス側の端部が第１可動電極部３２１と接続され、Ｘ軸方向プラス側の端部が第２可動電極部３２２と接続されている。
また、連結部３２３、３２４には、それぞれ、厚さ方向に貫通した貫通孔である第１スリット３４１、第２スリット３４２および第３スリット３４３が形成されている。これら第１、第２、第３スリット３４１、３４２、３４３の構成は、連結部３２３、３２４で同様であるため、以下では、説明の便宜上、連結部３２３に形成された第１、第２、第３スリット３４１、３４２、３４３について代表して説明し、連結部３２４に形成された第１、第２、第３スリット３４１、３４２、３４３については、その説明を省略する。
図４に示すように、第１スリット３４１は、Ｘ軸方向に沿った長手形状をなし、平面視で、回転軸Ｊ（支持梁３３１ａの延長線）と交わるように配置され、第１梁部３３１とＹ軸方向に並んで配置されている。このような第１スリット３４１を有することで、第１梁部３３１と第１スリット３４１との間に、Ｘ軸方向に沿った長手形状をなし、その長手方向の中央部において第１梁部３３１と接続された梁部３２６が形成される。そして、第１梁部３３１（支持梁３３１ａ）の捩じれ変形により生じる応力が梁部３２６の変形によって緩和されるため、第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分への応力集中を緩和することができる。そのため、素子部３の機械的強度が向上し、信頼性の高い物理量センサー１となる。
また、第１スリット３４１の両端部は、それぞれ、幅が漸減するテーパー状となっている。特に、本実施形態では、第１スリット３４１の両端部は、それぞれ、円弧状に丸み付けされている。これにより、第１スリット３４１から角部が無くなり、応力集中を緩和することができる。そのため、第１スリット３４１をきっかけとしたクラックの発生を効果的に低減することができる。
ただし、第１スリット３４１の形状は、特に限定されない。例えば、両端部が丸み付けされておらず、角部を有する長方形状となっていてもよいし、各角部が面取りされた長方形状となっていてもよい。また、丸み付けは、曲率半径が一定な円弧状に限定されず、曲率半径の異なる部分を有する曲線状に丸み付けされていてもよい。また、例えば、第１スリット３４１は、Ｙ軸方向に沿った長手形状となっていてもよいし、円形、正方形等、Ｘ軸方向の長さとＹ軸方向の長さとが等しい形状となっていてもよい。
第２スリット３４２は、Ｘ軸方向に沿った長手形状をなし、第１スリット３４１（回転軸Ｊ）よりもＸ軸方向マイナス側に位置している。一方、第３スリット３４３は、Ｘ軸方向に沿った長手形状をなし、第１スリット３４１（回転軸Ｊ）よりもＸ軸方向プラス側に位置している。本実施形態では、第２スリット３４２および第３スリット３４３は、回転軸Ｊに対して対称的に配置されている。
このように、第１スリット３４１の両側に第２、第３スリット３４２、３４３を配置することで、例えば、第１スリット３４１だけが形成されている場合と比べて、連結部３２３と第１梁部３３１との接続部分への応力集中をさらに緩和することができる。また、例えば、第１、第２、第３スリット３４１、３４２、３４３を繋げて１つの大きなスリットとするのではなく、本実施形態のように第１スリット３４１の両側に第１スリット３４１とは繋がっていない第２、第３スリット３４２、３４３を配置することで、第１スリット３４１と第２スリット３４２との間に梁部３２８が形成され、第１スリット３４１と第３スリット３４３との間に梁部３２９が形成される。これら梁部３２８、３２９で連結部３２３が補強され、連結部３２３の過度な剛性低下を低減することができる。
第２スリット３４２の両端部は、それぞれ、幅が漸減するテーパー状となっている。特に、本実施形態では、第２スリット３４２の両端部は、それぞれ、円弧状に丸み付けされている。これにより、第２スリット３４２から角部が無くなり、応力集中を緩和することができる。そのため、第２スリット３４２をきっかけとしたクラックの発生を効果的に低減することができる。
同様に、第３スリット３４３の両端部は、それぞれ、幅が漸減するテーパー状となっている。特に、本実施形態では、第３スリット３４３の両端部は、それぞれ、円弧状に丸み付けされている。これにより、第３スリット３４３から角部が無くなり、応力集中を緩和することができる。そのため、第３スリット３４３をきっかけとしたクラックの発生を効果的に低減することができる。
特に、本実施形態では、第２、第３スリット３４２、３４３は、それぞれ、第１スリット３４１と同じ形状および大きさである。すなわち、Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３であり、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３である。これにより、第１、第２、第３スリット３４１、３４２、３４３の設計が容易となる。
ただし、第２、第３スリット３４２、３４３の形状は、特に限定されず、例えば、両端部が丸み付けされておらず、角部を有する長方形状となっていてもよいし、各角部が面取りされた長方形状となっていてもよい。また、丸み付けは、曲率半径が一定な円弧状に限定されず、曲率半径の異なる部分を有する曲線状に丸み付けされていてもよい。また、例えば、第２、第３スリット３４２、３４３は、Ｙ軸方向に沿った長手形状となっていてもよいし、円形、正方形等、Ｘ軸方向の長さとＹ軸方向の長さとが等しい形状となっていてもよい。また、第２、第３スリット３４２、３４３は、第１スリット３４１と異なる形状または異なる大きさであってもよい。すなわち、Ｌ１＞Ｌ２、Ｌ３であってもよいし、Ｌ１＜Ｌ２、Ｌ３であってもよい。また、Ｗ１＞Ｗ２、Ｗ３であってもよいし、Ｗ１＜Ｗ２、Ｗ３であってもよい。また、本実施形態では、長さＬ２、Ｌ３が等しいが、これに限定されず、Ｌ２＞Ｌ３であってもよいし、Ｌ２＜Ｌ３であってもよい。同様に、本実施形態では、幅Ｗ２、Ｗ３が等しいが、これに限定されず、Ｗ２＞Ｗ３であってもよいし、Ｗ２＜Ｗ３であってもよい。
また、Ｚ軸方向からの平面視で、第１スリット３４１の中心（幅方向の中心）を通りＸ軸方向に沿う軸を第１中心軸Ｊｘ１とし、第２スリット３４２の中心を通りＸ軸方向に沿う軸を第２中心軸Ｊｘ２とし、第３スリット３４３の中心を通りＸ軸方向に沿う軸を第３中心軸Ｊｘ３としたとき、第２中心軸Ｊｘ２および第３中心軸Ｊｘ３は、それぞれ、第１中心軸Ｊｘ１に対してＹ軸方向プラス側（固定部３１と反対側）にずれている。これにより、第１スリット３４１と第２スリット３４２の向かい合う端同士が最短距離で対向するのを防止でき、これらの間に位置する梁部３２８にクラックが生じるのを効果的に低減することができる。同様に、例えば、第１スリット３４１と第３スリット３４３の向かい合う端同士が最短距離で対向するのを防止でき、これらの間に位置する梁部３２９にクラックが生じるのを効果的に低減することができる。そのため、連結部３２３の機械的強度がより向上する。
特に、本実施形態では、第２スリット３４２は、第１スリット３４１をＸ軸方向に延長した領域Ｑｘと重なる領域を有している。すなわち、第１中心軸Ｊｘ１と第２中心軸Ｊｘ２との離間距離Ｄ３が、第１スリット３４１の幅Ｗ１よりも小さい（Ｄ３＜Ｗ１）。同様に、第３スリット３４３は、第１スリット３４１をＸ軸方向に延長した領域Ｑｘと重なる領域を有している。すなわち、第１中心軸Ｊｘ１と第３中心軸Ｊｘ３との離間距離Ｄ４が、第１スリット３４１の幅Ｗ１よりも小さい（Ｄ４＜Ｗ１）。これにより、第２、第３スリット３４２、３４３を第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分に、より近づけて配置することができ、第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。
また、第２スリット３４２は、連結部３２３と第１可動電極部３２１との境界Ｉ１を超えないように配置されている。すなわち、第２スリット３４２は、その全域が連結部３２３に位置している。境界Ｉ１は、可動電極部３２のシーソー回転の際に比較的応力の加わり易い部分である。そのため、境界Ｉ１を跨がないように第２スリット３４２を形成することで、境界Ｉ１の機械的強度の低下を低減することができ、境界Ｉ１付近へのクラック等の発生を効果的に低減することができる。
同様に、第３スリット３４３は、連結部３２３と第２可動電極部３２２との境界Ｉ２を超えないように配置されている。すなわち、第３スリット３４３は、その全域が連結部３２３に位置している。境界Ｉ２は、可動電極部３２のシーソー回転の際に比較的応力の加わり易い部分である。そのため、境界Ｉ２を跨がないように第３スリット３４３を形成することで、境界Ｉ２の機械的強度の低下を低減することができ、境界Ｉ２付近へのクラック等の発生を効果的に低減することができる。
ただし、第２スリット３４２は、境界Ｉ１を超えて形成されていてもよく、第３スリット３４３は、境界Ｉ２を超えて形成されていてもよい。すなわち、第２スリット３４２は、その一部が第１可動電極部３２１に位置していてもよく、第３スリット３４３は、その一部が第２可動電極部３２２に位置していてもよい。
以上、素子部３について説明した。ここで、電極８の説明に戻ると、Ｚ軸方向からの平面視で、第１固定電極８１は、第１可動電極部３２１と対向して配置され、第２固定電極８２およびダミー電極８３は、第２可動電極部３２２と対向して配置されている。物理量センサー１の駆動時には、例えば、図５に示す電圧Ｖ１が素子部３に印加され、第１固定電極８１および第２固定電極８２は、それぞれ、ＱＶアンプ（電荷電圧変換回路）に接続される。そのため、第１固定電極８１と第１可動電極部３２１との間には静電容量Ｃ１が形成され、第２固定電極８２と第２可動電極部３２２との間には静電容量Ｃ２が形成される。
そして、物理量センサー１にＺ軸方向の加速度Ａｚが加わると、第１、第２可動電極部３２１、３２２の回転モーメントの異なりから、可動電極部３２が梁部３３を捩り変形させながら回転軸Ｊまわりにシーソー回転し、これに応じて静電容量Ｃ１、Ｃ２がそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量Ｃ１、Ｃ２の変化量に基づいて加速度Ａｚを検出することができる。なお、静電容量Ｃ１が大きくなると静電容量Ｃ２が小さくなり、反対に、静電容量Ｃ１が小さくなると静電容量Ｃ２が大きくなる。そのため、第１固定電極８１から得られる検出信号（静電容量Ｃ１の大きさに応じた信号）と、第２固定電極８２から得られる検出信号（静電容量Ｃ２の大きさに応じた信号）とを差動演算（減算処理：Ｃ１−Ｃ２）することで、ノイズをキャンセルすることができ、精度よく、加速度Ａｚを検出することができる。
以上、物理量センサー１について説明した。このような物理量センサー１は、前述したように、基板２と、基板２に支持されている素子部３と、を含んでいる。また、素子部３は、基板２に取り付けられている固定部３１と、可動電極部３２（可動部）と、固定部３１と可動電極部３２とを接続している支持梁３３１ａ、３３２ａと、を含んでいる。また、可動電極部３２は、支持梁３３１ａ、３３２ａを回転軸Ｊとして変位可能である。また、可動電極部３２は、回転軸Ｊを介して、Ｘ軸方向（回転軸Ｊと直交する第１方向）の一方の側に位置する第１可動電極部３２１（第１質量部）と、Ｘ軸方向の他方の側に位置する第２可動電極部３２２（第２質量部）と、支持梁３３１ａ、３３２ａと接続され、第１可動電極部３２１と第２可動電極部３２２とを連結する連結部３２３、３２４と、を含んでいる。また、連結部３２３、３２４は、第１スリット３４１と、第１スリット３４１の第１可動電極部３２１側に位置する第２スリット３４２と、第１スリット３４１の第２可動電極部３２２側に位置する第３スリット３４３と、を含んでいる。そして、平面視で、第１スリット３４１の中心を通りＸ軸方向に沿った軸を第１中心軸Ｊｘ１、平面視で、第２スリット３４２の中心を通りＸ軸方向に沿った軸を第２中心軸Ｊｘ２、平面視で、第３スリット３４３の中心を通りＸ軸方向に沿った軸を第３中心軸Ｊｘ３としたとき、第２中心軸Ｊｘ２および第３中心軸Ｊｘ３は、それぞれ、第１中心軸Ｊｘ１に対して回転軸Ｊの方向（Ｙ軸方向）にずれている。このように、連結部３２３、３２４に第１スリット３４１、第２スリット３４２および第３スリット３４３を配置することで、第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。そのため、優れた機械的強度を有する物理量センサー１となる。
また、前述したように、第１スリット３４１は、Ｘ軸方向に沿う長手形状である。これにより、第１スリット３４１を第１梁部３３１と連結部３２３との接続部により大きく形成することができる。そのため、第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。なお、第１スリット３４１の形状としては、長手形状に限定されず、如何なる形状であってもよい。
また、前述したように、第１スリット３４１のＸ軸方向の両端部は、それぞれ、丸み付けされている。これにより、第１スリット３４１への応力集中を緩和することができる。
また、前述したように、第２スリット３４２および第３スリット３４３は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿う長手形状である。これにより、第２スリット３４２および第３スリット３４３をそれぞれ、第１スリット３４１の周囲により大きく形成することができる。そのため、第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。なお、第２スリット３４２および第３スリット３４３の形状としては、それぞれ、長手形状に限定されず、如何なる形状であってもよい。
また、前述したように、第２スリット３４２のＸ軸方向の両端部は、それぞれ、丸み付けされており、第３スリット３４３のＸ軸方向の両端部は、それぞれ、丸み付けされている。これにより、第２スリット３４２および第３スリット３４３への応力集中を緩和することができる。
また、前述したように、第２スリット３４２および第３スリット３４３は、それぞれ、第１スリット３４１をＸ軸方向に延長した領域Ｑｘと重なる領域を有している。これにより、第２スリット３４２および第３スリット３４３を第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分により近づけて配置することができ、第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。
また、前述したように、物理量センサー１は、加速度Ａｚを検出することができる物理量センサーである。これにより、利便性の高い物理量センサー１となる。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係る物理量センサーが有する素子部を示す部分拡大平面図である。図７は、図６に示す素子部の変形例を示す部分拡大平面図である。
本実施形態に係る物理量センサー１は、主に、連結部３２３、３２４の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の物理量センサー１と同様である。なお、以下の説明では、第２実施形態の物理量センサー１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図６および図７では、それぞれ、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。また、連結部３２３、３２４の構成は、互いに同様であるため、以下では、説明の便宜上、連結部３２３について代表して説明し、連結部３２４については、その説明を省略する。
図６に示すように、本実施形態の連結部３２３では、第２スリット３４２および第３スリット３４３は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って複数配置されている。また、第２スリット３４２および第３スリット３４３は、それぞれ、略円形である。すなわち、第２スリット３４２および第３スリット３４３は、それぞれ、前述した第１実施形態のようなＸ軸方向に沿った長手形状となっておらず、Ｘ軸方向の長さとＹ軸方向の長さがほぼ等しい形状となっている。また、第２スリット３４２および第３スリット３４３は、それぞれ、第１スリット３４１をＸ軸方向に延長した領域Ｑｘからずれて、すなわち、領域Ｑｘと重ならないように配置されている。
このように、本実施形態の物理量センサー１では、第２スリット３４２および第３スリット３４３は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って複数配置されている。これにより、例えば、第２スリット３４２および第３スリット３４３の数を変更することで、第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分の剛性を調整することができ、第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。
なお、本実施形態では、第２、第３スリット３４２、３４３が、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って３つずつ配置されているが、第２、第３スリット３４２、３４３の数としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、第２スリット３４２の数と第３スリット３４３の数とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態の変形例として、例えば、図７に示すように、第２スリット３４２および第３スリット３４３がそれぞれ１つ配置されている構成であってもよい。
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
図８は、本発明の第３実施形態に係る物理量センサーが有する素子部を示す部分拡大平面図である。
本実施形態に係る物理量センサー１は、主に、連結部３２３、３２４の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の物理量センサー１と同様である。なお、以下の説明では、第３実施形態の物理量センサー１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図８では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。また、連結部３２３、３２４の構成は、互いに同様であるため、以下では、説明の便宜上、連結部３２３について代表して説明し、連結部３２４については、その説明を省略する。
図８に示すように、本実施形態の連結部３２３では、第２スリット３４２および第３スリット３４３は、それぞれ、第１スリット３４１をＸ軸方向に延長した領域Ｑｘからずれて、すなわち、領域Ｑｘと重ならないように配置されている。また、第２スリット３４２のＸ軸方向プラス側の端部は、第１スリット３４１のＸ軸方向マイナス側の端部とＹ軸方向に並んで配置されている。同様に、第３スリット３４３のＸ軸方向マイナス側の端部は、第１スリット３４１のＸ軸方向プラス側の端部とＹ軸方向に並んで配置されている。すなわち、第２、第３スリット３４２、３４３は、それぞれ、第１スリット３４１を回転軸Ｊに沿う方向（Ｙ軸方向）に延長した領域Ｑｙと重なる領域を有している。これにより、第２、第３スリット３４２、３４３を第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分に、より近づけて配置することができ、第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
図９は、本発明の第４実施形態に係る物理量センサーが有する素子部を示す部分拡大平面図である。図１０は、図９に示す素子部の変形例を示す部分拡大平面図である。
本実施形態に係る物理量センサー１は、主に、連結部３２３、３２４の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の物理量センサー１と同様である。なお、以下の説明では、第４実施形態の物理量センサー１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９および図１０では、それぞれ、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。また、連結部３２３、３２４の構成は、互いに同様であるため、以下では、説明の便宜上、連結部３２３について代表して説明し、連結部３２４については、その説明を省略する。
図９に示すように、本実施形態の連結部３２３では、第１スリット３４１、第２スリット３４２および第３スリット３４３がそれぞれＹ軸方向に沿って複数配置されている。具体的には、第１スリット３４１は、Ｙ軸方向に沿って３つ配置され、第２スリット３４２および第３スリット３４３は、それぞれ、Ｙ軸方向に沿って２つ配置されている。これにより、第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。また、例えば、スリットの数が増える分、各スリットを小さくすることができ、過度な肉抜きによって連結部３２３の剛性が不足することを効果的に低減することができる。
ただし、第１スリット３４１の数としては、特に限定されず、例えば、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、複数の第１スリット３４１は、互いに同じ形状であってもよいし、少なくとも１つが他と異なる形状であってもよい。同様に、第２スリット３４２および第３スリット３４３の数としては、それぞれ、特に限定されず、３つ以上であってもよい。また、複数の第２スリット３４２は、互いに同じ形状であってもよいし、少なくとも１つが他と異なる形状であってもよい。同様に、複数の第３スリット３４３は、互いに同じ形状であってもよいし、少なくとも１つが他と異なる形状であってもよい。
また、第１梁部３３１側に位置する第１スリット３４１ＡをＸ軸方向に延長した領域を領域Ｑｘ１とし、反対側に位置する第１スリット３４１ＣをＸ軸方向に延長した領域を領域Ｑｘ３とし、中央に位置する第１スリット３４１ＢをＸ軸方向に延長した領域を領域Ｑｘ２としたとき、一方の第２、第３スリット３４２Ａ、３４３Ａは、領域Ｑｘ１、Ｑｘ２の間に位置し、領域Ｑｘ１、Ｑｘ２と重ならないように配置されており、他方の第２、第３スリット３４２Ｂ、３４３Ｂは、領域Ｑｘ２、Ｑｘ３の間に位置し、領域Ｑｘ２、Ｑｘ３と重ならないように配置されている。これにより、第１スリット３４１、第２スリット３４２および第３スリット３４３を、過度に密集させることなく、第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分にバランスよく分散して配置することができる。そのため、連結部３２３の剛性不足を低減しつつ、第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。
このように、本実施形態の物理量センサー１では、第１スリット３４１は、回転軸Ｊに沿う方向（Ｙ軸方向）に沿って複数配置されている。また、第２スリット３４２および第３スリット３４３は、それぞれ、回転軸Ｊに沿う方向に沿って複数配置されている。これにより、第１梁部３３１と連結部３２３との接続部分への応力集中をより効果的に緩和することができる。また、例えば、スリットの数が増える分、各スリットを小さくすることができ、過度な肉抜きによって連結部３２３の剛性が不足することを効果的に低減することができる。
このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態の変形例として、例えば、図１０に示すように、一方の第２、第３スリット３４２、３４３が領域Ｑｘ１、Ｑｘ２の間に位置し、領域Ｑｘ１、Ｑｘ２と重なる領域を有し、他方の第２、第３スリット３４２、３４３が領域Ｑｘ２、Ｑｘ３の間に位置し、領域Ｑｘ２、Ｑｘ３と重なる領域を有していてもよい。
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
図１１は、本発明の第５実施形態に係る物理量センサーデバイスを示す断面図である。
図１１に示すように、物理量センサーデバイス５０００は、物理量センサー１と、半導体素子５９００（回路素子）と、物理量センサー１および半導体素子５９００を収納するパッケージ５１００と、を有している。なお、物理量センサー１としては、例えば、前述した各実施形態のいずれのものも用いることができる。
パッケージ５１００は、キャビティ状のベース５２００と、ベース５２００の上面に接合された蓋体５３００と、を有している。ベース５２００は、その上面に開口する凹部５２１０を有している。また、凹部５２１０は、ベース５２００の上面に開口する第１凹部５２１１と、第１凹部５２１１の底面に開口する第２凹部５２１２と、を有している。
一方、蓋体５３００は、板状であり、凹部５２１０の開口を塞ぐようにしてベース５２００の上面に接合されている。このように、蓋体５３００によって凹部５２１０の開口を塞ぐことで、パッケージ５１００内に収納空間Ｓ２が形成され、この収納空間Ｓ２に物理量センサー１および半導体素子５９００が収納されている。なお、ベース５２００と蓋体５３００との接合方法としては、特に限定されず、本実施形態では、シームリング５４００を介したシーム溶接を用いている。
収納空間Ｓ２は、気密封止されている。収納空間Ｓ２の雰囲気としては、特に限定されないが、例えば、物理量センサー１の収納空間Ｓと同じ雰囲気となっていることが好ましい。これにより、仮に収納空間Ｓの気密性が崩壊し、収納空間Ｓ、Ｓ２が連通してしまっても、収納空間Ｓの雰囲気をそのまま維持することができる。そのため、収納空間Ｓの雰囲気が変化することによる物理量センサー１の検出特性の変化を低減することができ、安定した検出特性を発揮することができる。
ベース５２００の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の各種セラミックスを用いることができる。また、蓋体５３００の構成材料としては、特に限定されないが、ベース５２００の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース５２００の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金を用いることが好ましい。
ベース５２００は、収納空間Ｓ２内（第１凹部５２１１の底面）に配置された複数の内部端子５２３０と、底面に配置された複数の外部端子５２４０と、を有している。各内部端子５２３０は、ベース５２００内に配置された図示しない内部配線を介して、所定の外部端子５２４０と電気的に接続されている。
そして、凹部５２１０の底面に、ダイアタッチ材ＤＡを介して物理量センサー１が固定されており、さらに、物理量センサー１の上面に、ダイアタッチ材ＤＡを介して半導体素子５９００が配置されている。そして、ボンディングワイヤーＢＷ１を介して物理量センサー１と半導体素子５９００とが電気的に接続されており、ボンディングワイヤーＢＷ２を介して半導体素子５９００と内部端子５２３０とが電気的に接続されている。
また、半導体素子５９００には、例えば、物理量センサー１に駆動電圧を印加する駆動回路や、物理量センサー１からの出力に基づいて加速度Ａｚを検出する検出回路や、検出回路からの信号を所定の信号に変換して出力する出力回路等が必要に応じて含まれている。
以上、物理量センサーデバイス５０００について説明した。このような物理量センサーデバイス５０００は、物理量センサー１と、半導体素子５９００（回路素子）と、を含んでいる。そのため、物理量センサー１の効果を享受でき、信頼性の高い物理量センサーデバイス５０００が得られる。
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係る複合センサーデバイスについて説明する。
図１２は、本発明の第６実施形態に係る複合センサーデバイスを示す平面図である。図１３は、図１２に示す複合センサーデバイスの断面図である。
図１２および図１３に示すように、複合センサーデバイス４０００は、ベース基板４１００と、ベース基板４１００の上面にダイアタッチ材ＤＡ（樹脂接着剤）を介して取り付けられた半導体素子４２００（回路素子）と、半導体素子４２００の上面にダイアタッチ材を介して取り付けられた加速度センサー４３００（第１物理量センサー）および角速度センサー４４００（第２物理量センサー）と、半導体素子４２００、加速度センサー４３００および角速度センサー４４００を覆う樹脂パッケージ４５００と、を有している。加速度センサー４３００は、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の加速度をそれぞれ独立して検出可能な３軸加速度センサーである。また、角速度センサー４４００は、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の角速度をそれぞれ独立して検出可能な３軸角速度センサーである。なお、加速度センサー４３００として、本発明の物理量センサーを適用することができる。
ベース基板４１００は、その上面に複数の接続端子４１１０を有し、その下面に複数の外部端子４１２０を有している。各接続端子４１１０は、ベース基板４１００内に配置された図示しない内部配線等を介して対応する外部端子４１２０と電気的に接続されている。そして、このようなベース基板４１００の上面に半導体素子４２００が配置されている。
半導体素子４２００は、加速度センサー４３００および角速度センサー４４００を駆動させる駆動回路、加速度センサー４３００からの出力に基づいてＸ軸方向の加速度、Ｙ軸方向の加速度およびＺ軸方向の加速度をそれぞれ独立して検出する加速度検出回路、角速度センサー４４００からの出力に基づいてＸ軸まわりの角速度、Ｙ軸まわりの角速度およびＺ軸まわりの角速度をそれぞれ独立して検出する角速度検出回路、加速度検出回路および角速度検出回路からの信号を所定の信号に変換して出力する出力回路等が、必要に応じて含まれている。
このような半導体素子４２００は、ボンディングワイヤーＢＷ３を介して加速度センサー４３００と電気的に接続され、ボンディングワイヤーＢＷ４を介して角速度センサー４４００と電気的に接続され、ボンディングワイヤーＢＷ５を介してベース基板４１００の接続端子４１１０と電気的に接続されている。そして、このような半導体素子４２００の上面に、加速度センサー４３００と、角速度センサー４４００と、が並んで配置されている。
以上、複合センサーデバイス４０００について説明した。このような複合センサーデバイス４０００は、前述したように、加速度センサー４３００（第１物理量センサー）と、加速度センサー４３００とは異なる物理量を検出する角速度センサー４４００（第２物理量センサー）と、を含んでいる。これにより、異なる種類の物理量を検出することができ、利便性の高い複合センサーデバイス４０００となる。特に、本実施形態では、第１物理量センサーは、加速度を検出可能な加速度センサー４３００であり、第２物理量センサーは、角速度を検出可能な角速度センサー４４００である。そのため、例えば、モーションセンサー等に好適に利用することができ、極めて利便性の高い複合センサーデバイス４０００となる。
なお、加速度センサー４３００および角速度センサー４４００の配置としては、特に限定されず、例えば、加速度センサー４３００および角速度センサー４４００が、半導体素子４２００を間に挟むようにして、ベース基板４１００の上面に取り付けられていてもよい。このような構成とすることで、複合センサーデバイス４０００の低背化を図ることができる。
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態に係る慣性計測装置について説明する。
図１４は、本発明の第７実施形態に係る慣性計測装置を示す分解斜視図である。図１５は、図１４に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図である。
図１４に示す慣性計測装置２０００（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）は、自動車や、ロボットなどの運動体（被装着装置）の姿勢や、挙動（慣性運動量）を検出する慣性計測装置である。慣性計測装置２０００は、３軸の加速度センサーと、３軸の角速度センサーと、を備えた、いわゆる６軸モーションセンサーとして機能する。
慣性計測装置２０００は、平面形状が略正方形の直方体である。また、正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に固定部としてのネジ穴２１１０が形成されている。この２ヶ所のネジ穴２１１０に２本のネジを通して、自動車などの被装着体の被装着面に慣性計測装置２０００を固定することができる。なお、部品の選定や設計変更により、例えば、スマートフォンや、デジタルカメラに搭載可能なサイズに小型化することも可能である。
慣性計測装置２０００は、アウターケース２１００と、接合部材２２００と、センサーモジュール２３００と、を有し、アウターケース２１００の内部に、接合部材２２００を介在させて、センサーモジュール２３００を挿入した構成となっている。また、センサーモジュール２３００は、インナーケース２３１０と、基板２３２０と、を有している。
アウターケース２１００の外形は、前述した慣性計測装置２０００の全体形状と同様に、平面形状が略正方形の直方体であり、正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に、それぞれネジ穴２１１０が形成されている。また、アウターケース２１００は、箱状であり、その内部にセンサーモジュール２３００が収納されている。
インナーケース２３１０は、基板２３２０を支持する部材であり、アウターケース２１００の内部に収まる形状となっている。また、インナーケース２３１０には、基板２３２０との接触を防止するための凹部２３１１や後述するコネクター２３３０を露出させるための開口２３１２が形成されている。このようなインナーケース２３１０は、接合部材２２００（例えば、接着剤を含浸させたパッキン）を介してアウターケース２１００に接合されている。また、インナーケース２３１０の下面には接着剤を介して基板２３２０が接合されている。
図１５に示すように、基板２３２０の上面には、コネクター２３３０、Ｚ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｚ、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向の加速度を検出する加速度センサー２３５０などが実装されている。また、基板２３２０の側面には、Ｘ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｘおよびＹ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｙが実装されている。なお、角速度センサー２３４０ｚとして、本発明の物理量センサーを適用することができる。
また、基板２３２０の下面には、制御ＩＣ２３６０が実装されている。制御ＩＣ２３６０は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）であり、不揮発性メモリーを含む記憶部や、Ａ／Ｄコンバーターなどを内蔵しており、慣性計測装置２０００の各部を制御する。記憶部には、加速度および角速度を検出するための順序と内容を規定したプログラムや、検出データをデジタル化してパケットデータに組込むプログラム、付随するデータなどが記憶されている。なお、基板２３２０にはその他にも複数の電子部品が実装されている。
以上、慣性計測装置２０００について説明した。このような慣性計測装置２０００は、前述したように、物理量センサーとしての角速度センサー２３４０ｚ、２３４０ｘ、２３４０ｙおよび加速度センサー２３５０と、これら各センサー２３４０ｚ、２３４０ｘ、２３４０ｙ、２３５０の駆動を制御する制御ＩＣ２３６０（制御回路）と、を含んでいる。これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い慣性計測装置２０００が得られる。
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態に係る移動体測位装置について説明する。
図１６は、本発明の第８実施形態に係る移動体測位装置の全体システムを示すブロック図である。図１７は、図１６に示す移動体測位装置の作用を示す図である。
図１６に示す移動体測位装置３０００は、移動体に装着して用い、当該移動体の測位を行うための装置である。移動体としては、特に限定されず、自転車、自動車（四輪自動車およびバイクを含む）、電車、飛行機、船等のいずれでもよいが、本実施形態では四輪自動車として説明する。移動体測位装置３０００は、慣性計測装置３１００（ＩＭＵ）と、演算処理部３２００と、ＧＰＳ受信部３３００と、受信アンテナ３４００と、位置情報取得部３５００と、位置合成部３６００と、処理部３７００と、通信部３８００と、表示部３９００と、を有している。なお、慣性計測装置３１００としては、例えば、前述した慣性計測装置２０００を用いることができる。
慣性計測装置３１００は、３軸の加速度センサー３１１０と、３軸の角速度センサー３１２０と、を有している。演算処理部３２００は、加速度センサー３１１０からの加速度データおよび角速度センサー３１２０からの角速度データを受け、これらデータに対して慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データ（移動体の加速度および姿勢を含むデータ）を出力する。
また、ＧＰＳ受信部３３００は、受信アンテナ３４００を介してＧＰＳ衛星からの信号（ＧＰＳ搬送波。位置情報が重畳された衛星信号）を受信する。また、位置情報取得部３５００は、ＧＰＳ受信部３３００が受信した信号に基づいて、移動体測位装置３０００（移動体）の位置（緯度、経度、高度）、速度、方位を表すＧＰＳ測位データを出力する。このＧＰＳ測位データには、受信状態や受信時刻等を示すステータスデータも含まれている。
位置合成部３６００は、演算処理部３２００から出力された慣性航法測位データおよび位置情報取得部３５００から出力されたＧＰＳ測位データに基づいて、移動体の位置、具体的には移動体が地面のどの位置を走行しているかを算出する。例えば、ＧＰＳ測位データに含まれている移動体の位置が同じであっても、図１７に示すように、地面の傾斜等の影響によって移動体の姿勢が異なっていれば、地面の異なる位置を移動体が走行していることになる。そのため、ＧＰＳ測位データだけでは移動体の正確な位置を算出することができない。そこで、位置合成部３６００は、慣性航法測位データ（特に、移動体の姿勢に関するデータ）を用いて、移動体が地面のどの位置を走行しているのかを算出する。なお、当該判定は、三角関数（鉛直方向に対する傾きθ）を用いた演算によって比較的簡単に行うことができる。
位置合成部３６００から出力された位置データは、処理部３７００によって所定の処理が行われ、測位結果として、表示部３９００に表示されるようになっている。また、位置データは、通信部３８００によって外部装置に送信されるようになっていてもよい。
以上、移動体測位装置３０００について説明した。このような移動体測位装置３０００は、前述したように、慣性計測装置３１００と、測位用衛星から位置情報が重畳された衛星信号を受信するＧＰＳ受信部３３００（受信部）と、受信した衛星信号に基づいて、ＧＰＳ受信部３３００の位置情報を取得する位置情報取得部３５００（取得部）と、慣性計測装置３１００から出力された慣性航法測位データ（慣性データ）に基づいて、移動体の姿勢を演算する演算処理部３２００（演算部）と、算出された姿勢に基づいて位置情報を補正することにより、移動体の位置を算出する位置合成部３６００（算出部）と、を含んでいる。これにより、前述した慣性計測装置２０００の効果を享受でき、信頼性の高い移動体測位装置３０００が得られる。
＜第９実施形態＞
次に、本発明の第９実施形態に係る電子機器について説明する。
図１８は、本発明の第９実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図１８に示すモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューター１１００は、本発明の電子機器を適用したものである。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を備えた表示ユニット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。また、パーソナルコンピューター１１００には、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１１１０（制御部）と、が内蔵されている。物理量センサー１としては、例えば、前述した各実施形態のもののいずれかを用いることができる。
このようなパーソナルコンピューター１１００（電子機器）は、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１１１０（制御部）と、を有している。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
＜第１０実施形態＞
次に、本発明の第１０実施形態に係る電子機器について説明する。
図１９は、本発明の第１０実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図１９に示す携帯電話機１２００（ＰＨＳも含む）は、本発明の電子機器を適用したものである。携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、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。また、携帯電話機１２００には、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１２１０（制御部）と、が内蔵されている。
このような携帯電話機１２００（電子機器）は、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１２１０（制御部）と、を有している。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
＜第１１実施形態＞
次に、本発明の第１１実施形態に係る電子機器について説明する。
図２０は、本発明の第１１実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
図２０に示すデジタルスチールカメラ１３００は、本発明の電子機器を適用したものである。デジタルスチールカメラ１３００は、ケース１３０２を備え、このケース１３０２の背面には表示部１３１０が設けられている。表示部１３１０は、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、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。そして、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を押すと、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、デジタルスチールカメラ１３００には、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１３２０（制御部）と、が内蔵されている。物理量センサー１は、例えば、手振れ補正に用いられる。
このようなデジタルスチールカメラ１３００（電子機器）は、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１３２０（制御部）と、を有している。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
なお、本発明の電子機器は、前述した実施形態のパーソナルコンピューターおよび携帯電話機、本実施形態のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計（スマートウォッチを含む）、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）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、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、移動体端末基地局用機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、ネットワークサーバー等に適用することができる。
＜第１２実施形態＞
次に、本発明の第１２実施形態に係る携帯型電子機器について説明する。
図２１は、本発明の第１２実施形態に係る携帯型電子機器を示す平面図である。図２２は、図２１に示す携帯型電子機器の概略構成を示す機能ブロック図である。
図２１に示す腕時計型の活動計１４００（アクティブトラッカー）は、本発明の携帯型電子機器を適用したリスト機器である。活動計１４００は、バンド１４０１によってユーザーの手首等の部位（被検体）に装着される。また、活動計１４００は、デジタル表示の表示部１４０２を備えると共に、無線通信が可能である。本発明に係る物理量センサーは、加速度を測定する加速度センサー１４０８として活動計１４００に組込まれている。
活動計１４００は、加速度センサー１４０８および角速度センサー１４０９が収容されたケース１４０３と、ケース１４０３に収容され、加速度センサー１４０８および角速度センサー１４０９からの出力データを処理する処理部１４１０と、ケース１４０３に収容されている表示部１４０２と、ケース１４０３の開口部を塞いでいる透光性カバー１４０４と、を備えている。また、透光性カバー１４０４の外側にはベゼル１４０５が設けられている。また、ケース１４０３の側面には複数の操作ボタン１４０６、１４０７が設けられている。
図２２に示すように、加速度センサー１４０８は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の加速度を検出し、検出した３軸加速度の大きさおよび向きに応じた信号（加速度信号）を出力する。また、角速度センサー１４０９は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の角速度を検出し、検出した３軸角速度の大きさおよび向きに応じた信号（角速度信号）を出力する。
表示部１４０２を構成する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）では、種々の検出モードに応じて、例えば、ＧＰＳセンサー１４１１や地磁気センサー１４１２を用いた位置情報、移動量や加速度センサー１４０８や角速度センサー１４０９などを用いた運動量などの運動情報、脈拍センサー１４１３などを用いた脈拍数などの生体情報、もしくは現在時刻などの時刻情報などが表示される。なお、温度センサー１４１４を用いた環境温度を表示することもできる。
通信部１４１５は、ユーザー端末と図示しない情報端末との間の通信を成立させるための各種制御を行う。通信部１４１５は、例えば、Bluetooth（登録商標）（BTLE：Bluetooth Low Energyを含む）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（Wireless Fidelity）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ（Near field communication）、ＡＮＴ＋（登録商標）等の近距離無線通信規格に対応した送受信機や、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の通信バス規格に対応したコネクターを含んで構成される。
処理部１４１０（プロセッサー）は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により構成される。処理部１４１０は、記憶部１４１６に格納されたプログラムと、操作部１４１７（例えば操作ボタン１４０６、１４０７）から入力された信号とに基づき、各種の処理を実行する。処理部１４１０による処理には、ＧＰＳセンサー１４１１、地磁気センサー１４１２、圧力センサー１４１８、加速度センサー１４０８、角速度センサー１４０９、脈拍センサー１４１３、温度センサー１４１４、計時部１４１９の各出力信号に対するデータ処理、表示部１４０２に画像を表示させる表示処理、音出力部１４２０に音を出力させる音出力処理、通信部１４１５を介して情報端末と通信を行う通信処理、バッテリー１４２１からの電力を各部へ供給する電力制御処理などが含まれる。
このような活動計１４００では、少なくとも以下のような機能を有することができる。
１．距離：高精度のＧＰＳ機能により計測開始からの合計距離を計測する。
２．ペース：ペース距離計測から、現在の走行ペースを表示する。
３．平均スピード：平均スピード走行開始から現在までの平均スピードを算出し表示する。
４．標高：ＧＰＳ機能により、標高を計測し表示する。
５．ストライド：ＧＰＳ電波が届かないトンネル内などでも歩幅を計測し表示する。
６．ピッチ：１分あたりの歩数を計測し表示する。
７．心拍数：脈拍センサーにより心拍数を計測し表示する。
８．勾配：山間部でのトレーニングやトレイルランにおいて、地面の勾配を計測し表示する。
９．オートラップ：事前に設定した一定距離や一定時間を走った時に、自動でラップ計
測を行う。
１０．運動消費カロリー：消費カロリーを表示する。
１１．歩数：運動開始からの歩数の合計を表示する。
このような活動計１４００（携帯型電子機器）は、物理量センサー１と、物理量センサー１が収容されているケース１４０３と、ケース１４０３に収容され、物理量センサー１からの出力データを処理する処理部１４１０と、ケース１４０３に収容されている表示部１４０２と、ケース１４０３の開口部を塞いでいる透光性カバー１４０４と、を含んでいる。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
また、前述したように、活動計１４００は、ＧＰＳセンサー１４１１（衛星測位システム）を含み、ユーザーの移動距離や移動軌跡を計測することができる。そのため、利便性の高い活動計１４００が得られる。
なお、活動計１４００は、ランニングウォッチ、ランナーズウォッチ、デュアスロンやトライアスロン等マルチスポーツ対応のランナーズウォッチ、アウトドアウォッチ、および衛星測位システム、例えばＧＰＳを搭載したＧＰＳウォッチ、等に広く適用できる。
また、上述では、衛星測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて説明したが、他の全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用してもよい。例えば、ＥＧＮＯＳ(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ、ＢｅｉＤｏｕ（BeiDou Navigation Satellite System）、等の衛星測位システムのうち１または２以上を利用してもよい。また、衛星測位システムの少なくとも１つにＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＥＧＮＯＳ（European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service）等の静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ：Satellite-based Augmentation System）を利用してもよい。
＜第１３実施形態＞
次に、本発明の第１３実施形態に係る移動体について説明する。
図２３は、本発明の第１３実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
図２３に示す自動車１５００は、本発明の移動体を適用した自動車である。この図において、自動車１５００は、エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくともいずれかのシステム１５１０を含んでいる。また、自動車１５００には、物理量センサー１が内蔵されており、物理量センサー１の検出信号は、制御装置１５０２に供給され、制御装置１５０２は、その信号に基づいてシステム１５１０を制御することができる。
このような自動車１５００（移動体）は、物理量センサー１と、物理量センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御装置１５０２（制御部）と、を有している。そのため、前述した物理量センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。また、自動車１５００は、エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくともいずれかのシステム１５１０を含み、制御装置１５０２は、検出信号に基づいて、システム１５１０を制御する。これにより、システム１５１０を精度よく制御することができる。
なお、物理量センサー１は、他にも、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等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。
また、移動体としては、自動車１５００に限定されず、例えば、飛行機、ロケット、人工衛星、船舶、ＡＧＶ（無人搬送車）、二足歩行ロボット、ドローン等の無人飛行機等にも適用することができる。
以上、本発明の物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器および移動体を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、前述した実施形態では、物理量センサーがＺ軸方向の加速度を検出する構成について説明したが、これに限定されず、Ｘ軸方向の加速度を検出する構成であってもよいし、Ｙ軸方向の加速度を検出する構成であってもよい。また、前述した実施形態では、物理量センサーが加速度を検出する構成について説明したが、物理量センサーが検出する物理量としては、特に限定されず、例えば、角速度であってもよい。また、物理量センサーが複数の物理量を検出できるようになっていてもよい。なお、複数の物理量とは、検出軸が異なる同種の物理量（例えば、Ｘ軸方向の加速度、Ｙ軸方向の加速度およびＺ軸方向の加速度や、Ｘ軸まわりの角速度、Ｙ軸まわりの角速度およびＺ軸まわりの角速度）であってもよいし、異なる物理量（例えば、Ｘ軸まわりの角速度およびＸ軸方向の加速度）であってもよい。
１…物理量センサー、２…基板、２１…凹部、２１１…底面、２２…マウント、２５、２６、２７…溝部、３…素子部、３１…固定部、３１ａ…第１固定部、３１ｂ…第２固定部、３２…可動電極部、３２１…第１可動電極部、３２１ａ…貫通孔、３２２…第２可動電極部、３２２ａ…貫通孔、３２２ｂ…貫通孔、３２３、３２４…連結部、３２５…開口、３２６…梁部、３２８…梁部、３２９…梁部、３３…梁部、３３１…第１梁部、３３１ａ…支持梁、３３１ｂ…分岐部、３３２…第２梁部、３３２ａ…支持梁、３３２ｂ…分岐部、３４１、３４１Ａ、３４１Ｂ、３４１Ｃ…第１スリット、３４２、３４２Ａ、３４２Ｂ…第２スリット、３４３、３４３Ａ、３４３Ｂ…第３スリット、５…蓋体、５１…凹部、５９…ガラスフリット、７５、７６、７７…配線、８…電極、８１…第１固定電極、８２…第２固定電極、８３…ダミー電極、１１００…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、１１１０…制御回路、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１２０８…表示部、１２１０…制御回路、１３００…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、１３２０…制御回路、１４００…活動計、１４０１…バンド、１４０２…表示部、１４０３…ケース、１４０４…透光性カバー、１４０５…ベゼル、１４０６…操作ボタン、１４０７…操作ボタン、１４０８…加速度センサー、１４０９…角速度センサー、１４１０…処理部、１４１１…ＧＰＳセンサー、１４１２…地磁気センサー、１４１３…脈拍センサー、１４１４…温度センサー、１４１５…通信部、１４１６…記憶部、１４１７…操作部、１４１８…圧力センサー、１４１９…計時部、１４２０…音出力部、１４２１…バッテリー、１５００…自動車、１５０２…制御装置、１５１０…システム、２０００…慣性計測装置、２１００…アウターケース、２１１０…ネジ穴、２２００…接合部材、２３００…センサーモジュール、２３１０…インナーケース、２３１１…凹部、２３１２…開口、２３２０…基板、２３３０…コネクター、２３４０ｘ、２３４０ｙ、２３４０ｚ…角速度センサー、２３５０…加速度センサー、２３６０…制御ＩＣ、３０００…移動体測位装置、３１００…慣性計測装置、３１１０…加速度センサー、３１２０…角速度センサー、３２００…演算処理部、３３００…ＧＰＳ受信部、３４００…受信アンテナ、３５００…位置情報取得部、３６００…位置合成部、３７００…処理部、３８００…通信部、３９００…表示部、４０００…複合センサーデバイス、４１００…ベース基板、４１１０…接続端子、４１２０…外部端子、４２００…半導体素子、４３００…加速度センサー、４４００…角速度センサー、４５００…樹脂パッケージ、５０００…物理量センサーデバイス、５１００…パッケージ、５２００…ベース、５２１０…凹部、５２１１…第１凹部、５２１２…第２凹部、５２３０…内部端子、５２４０…外部端子、５３００…蓋体、５４００…シームリング、５９００…半導体素子、Ａｚ…加速度、ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３、ＢＷ４、ＢＷ５…ボンディングワイヤー、Ｄ３、Ｄ４…離間距離、ＤＡ…ダイアタッチ材、Ｉ１、Ｉ２…境界、Ｊ…回転軸、Ｊｘ１…第１中心軸、Ｊｘ２…第２中心軸、Ｊｘ３…第３中心軸、Ｐ…電極パッド、Ｑｘ、Ｑｘ１、Ｑｘ２、Ｑｘ３、Ｑｙ…領域、Ｓ…収納空間、Ｓ２…収納空間、Ｖ１…電圧、θ…傾き

Claims (20)

  1. 基板と、
    前記基板に支持されている素子部と、
    を含み、
    前記素子部は、
    前記基板に取り付けられている固定部と、
    可動部と、
    前記固定部と前記可動部とを接続している支持梁と、
    を含み、
    前記可動部は、前記支持梁を回転軸として変位可能であり、
    前記可動部は、
    回転軸を介して、前記回転軸と直交する第１方向の一方の側に位置する第１質量部と、
    前記第１方向の他方の側に位置する第２質量部と、
    前記支持梁と接続され、前記第１質量部と前記第２質量部とを連結している連結部と、
    を含み、
    前記連結部は、
    第１スリットと、
    前記第１スリットの前記第１質量部の側に位置している第２スリットと、
    前記第１スリットの前記第２質量部の側に位置している第３スリットと、
    を含み、
    平面視で、前記第１スリットの中心を通り前記第１方向に沿った軸を第１中心軸、
    平面視で、前記第２スリットの中心を通り前記第１方向に沿った軸を第２中心軸、
    平面視で、前記第３スリットの中心を通り前記第１方向に沿った軸を第３中心軸としたとき、
    前記第２中心軸および前記第３中心軸は、それぞれ、前記第１中心軸に対して前記回転軸の方向にずれていることを特徴とする物理量センサー。
  2. 請求項１において、
    前記第１スリットは、前記第１方向に沿う長手形状である物理量センサー。
  3. 請求項２において、
    前記第１スリットの前記第１方向の両端部は、それぞれ、丸み付けされている物理量センサー。
  4. 請求項１ないし３のいずれか一項において、
    前記第２スリットおよび前記第３スリットは、それぞれ、前記第１方向に沿う長手形状である物理量センサー。
  5. 請求項４において、
    前記第２スリットの前記第１方向の両端部は、それぞれ、丸み付けされており、
    前記第３スリットの前記第１方向の両端部は、それぞれ、丸み付けされている物理量センサー。
  6. 請求項１ないし５のいずれか一項において、
    前記第２スリットおよび前記第３スリットは、それぞれ、前記第１方向に沿って複数配置されている物理量センサー。
  7. 請求項１ないし６のいずれか一項において、
    前記第２スリットおよび前記第３スリットは、それぞれ、前記第１スリットを前記第１方向に延長した領域と重なる領域を有している物理量センサー。
  8. 請求項１ないし６のいずれか一項において、
    前記第２スリットおよび前記第３スリットは、それぞれ、前記第１スリットを前記回転軸に沿う方向に延長した領域と重なる領域を有している物理量センサー。
  9. 請求項１ないし８のいずれか一項において、
    前記第１スリットは、前記回転軸に沿う方向に沿って複数配置されている物理量センサー。
  10. 請求項１ないし９のいずれか一項において、
    前記第２スリットおよび前記第３スリットは、それぞれ、前記回転軸に沿う方向に沿って複数配置されている物理量センサー。
  11. 請求項１ないし１０のいずれか一項において、
    加速度を検出することができる物理量センサー。
  12. 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
    回路素子と、
    を含むことを特徴とする物理量センサーデバイス。
  13. 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の物理量センサーである第１物理量センサーと、
    前記第１物理量センサーとは異なる物理量を検出する第２物理量センサーと、
    を含むことを特徴とする複合センサーデバイス。
  14. 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
    前記物理量センサーの駆動を制御する制御回路と、
    を含むことを特徴とする慣性計測装置。
  15. 請求項１４に記載の慣性計測装置と、
    測位用衛星から位置情報が重畳された衛星信号を受信する受信部と、
    受信した前記衛星信号に基づいて、前記受信部の位置情報を取得する取得部と、
    前記慣性計測装置から出力された慣性データに基づいて、移動体の姿勢を演算する演算部と、
    算出された前記姿勢に基づいて前記位置情報を補正することにより、前記移動体の位置を算出する算出部と、
    を含むことを特徴とする移動体測位装置。
  16. 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
    前記物理量センサーが収容されているケースと、
    前記ケースに収容され、前記物理量センサーからの出力データを処理する処理部と、
    前記ケースに収容されている表示部と、
    前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、
    を含むことを特徴とする携帯型電子機器。
  17. 請求項１６において、
    衛星測位システムを含み、
    ユーザーの移動距離や移動軌跡を計測する携帯型電子機器。
  18. 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
    前記物理量センサーから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、
    を含むことを特徴とする電子機器。
  19. 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
    前記物理量センサーから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、
    を含むことを特徴とする移動体。
  20. 請求項１９において、
    エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくともいずれかのシステムを含み、
    前記制御部は、前記検出信号に基づいて前記システムを制御する移動体。
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