JP2019109140A - 物理量センサー、複合センサー、慣性計測ユニット、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、複合センサー、慣性計測ユニット、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】弾性部の寸法ばらつきによる検出精度の低下を低減することが可能な物理量センサーを提供する。【解決手段】ジャイロセンサー１は、折り返し部４３０を介して接続されている複数の梁部（第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ,４３０１ｄ）を有する弾性部４３と、複数の梁部のうちの、外側に位置する外側梁部（第１部分４３０１ａ）と対向している構造体（固定駆動部４５）と、を備え、外側梁部と構造体との間隔をＴ１、複数の梁部の互いの間隔をＴ２としたとき、Ｔ２＜Ｔ１の場合、外側梁部の構造体側には、外側梁部に対向する第１梁部４３０３が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、物理量センサー、複合センサー、慣性計測ユニット、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。
近年、物理量センサーの一例として、シリコンＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いたジャイロセンサー素子を用いたジャイロセンサーが開発されている。物理量センサーのなかでも角速度を検出するジャイロセンサーは、例えば、ゲーム機のモーションセンシング機能などの用途で急速に広がりつつある。
このようなジャイロセンサーとして、例えば、特許文献１に、角速度センサーを構成するセンサー素子が開示されている。このセンサー素子は、支持基板と、支持基板に固定された固定部と、固定部に対して弾性梁（支持梁）を介して支持されている振動体と、振動体に設けられた櫛歯状の可動電極と、この可動電極と間隔を介して噛み合う固定櫛歯電極とを有する。このような構成の角速度センサーでは、固定櫛歯電極に電圧が印加されると、可動電極と固定櫛歯電極との間に発生する静電力により振動体がＸ軸方向に振動（駆動振動）する。このように振動している状態の振動体にＺ軸（またはＹ軸）回りの角速度が作用すると、コリオリ力により、振動体がＹ軸（またはＺ軸）方向に振動（検出振動）する。このコリオリ力による振動体のＹ軸（またはＺ軸）方向の振動振幅の大きさに対応する電気信号を検出することで、回転の角速度を検出することができる。
このようなセンサー素子は、ドライエッチングにより製造することができ、例えば、特許文献２には、ＳＦ6（エッチング用ガス）と、Ｃ4Ｆ8（堆積用ガス）の二つの系統の反応性プラズマガスを交互に切り替えて、エッチングと側壁保護膜体積の工程を繰り返す、Ｓｉの深溝エッチング技術（Deep Reactive ion Etching）、所謂、ボッシュ・プロセス（Bosch process）が記載されている。なお、深溝エッチングは、深掘りエッチングとも言う。
特開２００９−１７５０７９号公報 特表平７−５０３８１５号公報
しかしながら、特許文献１に記載のセンサー素子を、特許文献２に記載されているドライエッチングにより製造しようとした場合に、センサー素子の各部位の形状パターンに粗密があると、エッチング用ガスの回り込みにばらつきを生じ、各部位の断面形状がばらついてしまう。具体的には、開口率の大きな部位（パターン）ほど、エッチング用ガスの回り込みによるサイドエッチングが進み、断面形状の変化が大きくなり、逆に、開口率の小さな部位（パターン）は、断面形状の変化が小さくなる。そして、このような断面形状のばらつきが振動体を支持する弾性部に生じると、弾性部の各部位の共振周波数がばらつき、センサー素子における検出信号に影響が生じてしまい、その結果、検出精度が低下してしまうという問題があった。
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。
［適用例１］本適用例に係る物理量センサーは、折り返し部を介して接続されている複数の梁部を有する弾性部と、前記複数の梁部のうちの、外側に位置する外側梁部と対向している構造体と、を備え、前記外側梁部と前記構造体との間隔をＴ１、前記複数の梁部の互いの間隔をＴ２としたとき、Ｔ２＜Ｔ１の場合、前記外側梁部の前記構造体側には、前記外側梁部に対向する第１梁部が設けられている。
本適用例に係る物理量センサーによれば、外側梁部と構造体との間隔Ｔ１と、複数の梁部の互いの間隔Ｔ２とが、Ｔ２＜Ｔ１の場合、換言すれば、外側梁部と構造体との間の開口率が大きい場合、外側梁部の構造体側に、外側梁部に対向する第１梁部を設ける。この第１梁部により、外側梁部と構造体との間の開口率を小さくすることができ、互いの梁部の開口率に近付けることができる。これにより、エッチング用ガスの回り込みによる断面形状のばらつきを小さくすることができ、その結果断面形状のばらつきによって生じる複数の梁部を含む弾性部の共振周波数のばらつきによる検出精度の低下を低減することができる。
［適用例２］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記外側梁部と前記第１梁部との間隔をＴ３としたとき、０．８＜Ｔ３／Ｔ２＜３．０を満たすことが好ましい。
本適用例によれば、第１梁部と外側梁部との間隔（開口率）と、複数の梁部の互いの間隔（開口率）とのばらつきを小さくすることができる。換言すれば、複数の梁部の断面形状のばらつきを、共振周波数に対する影響が軽微な領域内に縮小することができ、複数の梁部の断面形状のばらつきによって生じる、弾性部の共振周波数のばらつきを低減することができる。
［適用例３］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、０．８＜Ｔ３／Ｔ２≦２．０を満たすことが好ましい。
本適用例によれば、第１梁部と外側梁部との間隔（開口率）と、複数の梁部の互いの間隔（開口率）とのばらつきを、共振周波数に対する影響が殆んど生じない領域内に、さらに小さくすることができ、複数の梁部の断面形状のばらつきによって生じる、梁部の共振周波数のばらつきを、さらに低減することができる。
［適用例４］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、０．９≦Ｔ３／Ｔ２≦１．１を満たすことが好ましい。
本適用例によれば、第１梁部と外側梁部との間隔（開口率）と、複数の梁部の互いの間隔（開口率）とのばらつきを、共振周波数に対する影響の出現しない領域に、殊更小さくすることができ、複数の梁部の断面形状のばらつきによって生じる、梁部の共振周波数のばらつきを著しく低減することができる。
［適用例５］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、Ｔ１≦１０μｍを満たすことが好ましい。
本適用例によれば、このように外側梁部と構造体との間隔を設定することにより、より小型の物理量センサーとすることができる。
［適用例６］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、梁部の深さをＤ１としたとき、２０μｍ≦Ｄ１≦３０μｍを満たすことが好ましい。
本適用例によれば、梁部の深さをＤ１が、２０μｍ≦Ｄ１≦３０μｍである場合、エッチング用ガスの回り込みによる断面形状のばらつきを小さくすることができ、その結果断面形状のばらつきによって生じる複数の梁部の共振周波数のばらつきによる検出精度の低下を低減することができる。
［適用例７］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、梁部の幅をＷ１としたとき、０＜Ｗ１≦１０μｍを満たすことが好ましい。
本適用例によれば、梁部の深さをＤ１が、２０μｍ≦Ｄ１≦３０μｍである場合、梁部のアスペクト比（幅／深さ）が１／２以下になるため、小型、且つ断面形状のばらつきによって生じる複数の梁部の共振周波数のばらつきによる検出精度を向上させた物理量センサーとすることができる。
［適用例８］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記弾性部、および前記構造体は、センサー素子に設けられ、前記センサー素子は、角速度を検出可能な角速度センサー素子であることが好ましい。
本適用例によれば、複数の梁部の共振周波数のばらつきによる検出精度の低下を低減させ、出力特性の安定した角速度センサーとすることができる。
［適用例９］本適用例に係る複合センサーは、上記適用例８に記載の物理量センサーと、加速度センサーと、を含む。
本適用例の複合センサーによれば、複数の梁部の共振周波数のばらつきによる検出精度の低下を低減させた角速度センサーと加速度センサーを含む複合センサーを容易に構成することができ、安定した角速度データや加速度データを取得することができる。
［適用例１０］本適用例に係る慣性計測ユニットは、上記適用例８に記載の物理量センサーと、加速度センサーと、前記物理量センサーおよび前記加速度センサーを制御する制御部と、を備えている。
本適用例に係る慣性計測ユニットによれば、複数の梁部の共振周波数のばらつきによる検出精度の低下を低減させた物理量センサー（角速度センサー）、および加速度センサーを、制御部によって制御することによって、高信頼の物理量データを出力可能な慣性計測ユニットを得ることができる。
［適用例１１］本適用例に係る携帯型電子機器は、上記適用例のいずれか一例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。
本適用例に係る携帯型電子機器によれば、処理部が、上述の物理量センサーから出力された出力データに基づいて制御を行うことから、上述した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を得ることができる。
［適用例１２］上記適用例に記載の携帯型電子機器において、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ことが好ましい。
本適用例によれば、衛星測位システムによって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信頼性の高い携帯型電子機器を得ることができる。
［適用例１３］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、を備えている。
本適用例に係る電子機器によれば、制御部が、上述の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ことから、上述した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を得ることができる。
［適用例１４］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姿勢の制御を行う姿勢制御部と、を備えている。
本適用例に係る移動体によれば、姿勢制御部が、上述の物理量センサーから出力された検出信号に基づいて姿勢の制御を行うことから、上述した物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い移動体を得ることができる。
［適用例１５］上記適用例に記載の移動体において、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何れかのシステムを含み、前記姿勢制御部は、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。
本適用例によれば、姿勢制御部が、上述の物理量センサーから出力された検出信号に基づいて、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何れかのシステムの制御を行うことから、上述した物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い移動体を得ることができる。
物理量センサーの第１実施形態に係るジャイロセンサー（角速度センサー）の概略構成を示す斜視図。 図１に示すジャイロセンサーの概略構成を示す断面図。 図１に示すジャイロセンサー素子を模式的に示す平面図。 図３に示す弾性部の一部（Ａ部）を模式的に示す平面図。 図４のＢ−Ｂ断面図。 ドライエッチング法において、開口率の違いによって生じる形状ばらつきを説明する断面図。 間隔Ｔ１／間隔Ｔ２と梁部の幅Ｗ１（深部幅Ｗ２）の変化率との相関を示すグラフ。 物理量センサーの第２実施形態に係るジャイロセンサーの概略構成を示す平面図。 図７に示す弾性部の一部（Ｃ部）を模式的に示す平面図。 物理量センサーの第３実施形態に係るジャイロセンサーの概略構成を示す平面図。 図９に示す弾性部の一部（Ｆ部）を模式的に示す平面図。 複合センサーの概略構成を示す機能ブロック図。 慣性計測ユニットの概略構成を示す分解斜視図。 慣性計測ユニットの慣性センサー素子の配置例を示す斜視図。 携帯型電子機器の構成を模式的に示す平面図。 携帯型電子機器の概略構成を示す機能ブロック図。 電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を模式的に示す斜視図。 電子機器の一例であるスマートフォン（携帯電話機）の構成を模式的に示す斜視図。 電子機器の一例であるディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。 移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図。
以下、本発明の物理量センサー、複合センサー、慣性計測ユニット、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。
１．物理量センサー
＜第１実施形態＞
先ず、物理量センサーの実施形態として、ジャイロセンサー（角速度センサー）を例示し、図１、図２、および図３を参照して説明する。図１は、本発明の物理量センサーの第１実施形態に係るジャイロセンサー（角速度センサー）の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すジャイロセンサーの概略構成を示す断面図である。図３は、図１に示すジャイロセンサー素子を模式的に示す平面図である。なお、図１では、基板（ベース）を概略的に図示し、また、蓋部材の図示を省略している。また、以下、物理量センサーの各実施形態の説明では、互いに直交する三つの軸をＸ軸（第３軸）、Ｙ軸（第１軸）およびＺ軸（第２軸）とする。また、Ｘ軸に沿う方向を「Ｘ軸方向」とも言い、Ｙ軸方向に沿う方向を「Ｙ軸方向」とも言い、Ｚ軸に沿う方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、Ｚ軸は基板と蓋部材とが重なる厚み方向を示す軸であり、Ｙ軸はジャイロセンサー素子の駆動方向に沿った軸である。さらに、説明の便宜上、Ｚ軸方向から視たときの平面視において、蓋部材側である＋Ｚ軸方向側を「上方」もしくは＋Ｚ軸方向側の面を「上面」、これと反対側となる−Ｚ軸方向側を「下方」もしくは−Ｚ軸方向側の面を「下面」として説明することがある。また、各図では、説明の便宜上、必要に応じて各部の寸法を適宜誇張して図示しており、各部間の寸法比は実際の寸法比とは必ずしも一致しない。
［ジャイロセンサー］
図１に示すように、物理量センサーの第１実施形態に係るジャイロセンサー１は、Ｘ軸まわりの角速度を検知することのできる角速度センサーである。このジャイロセンサー１は、図２に示すように、センサー素子としてのジャイロセンサー素子（角速度センサー素子）４と、ジャイロセンサー素子４を収納しているパッケージ１０と、を有している。
（パッケージ）
パッケージ１０は、ジャイロセンサー素子４を支持している基板２（ベース）と、基板２に接合されている蓋部材３と、を有している。基板２と蓋部材３との間には、ジャイロセンサー素子４を収納している空間Ｓが形成されている。基板２および蓋部材３は、それぞれ、板状をなし、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面であるＸＹ平面（基準面）に沿って配置されている。
基板２には、上方（ジャイロセンサー素子４側）に開放する凹部２１が設けられている。凹部２１の中央部には、凹部２１の底面２１２から突出した突出部２２が設けられている。また、基板２の凹部２１を除く上面２３には、ジャイロセンサー素子４の一部（後述する固定部４２および固定駆動部４５，４６）が固定されている。
蓋部材３には、下方（基板２側）に開放する凹部３１が設けられている。蓋部材３は、ジャイロセンサー素子４を非接触で覆うようにして基板２上に設けられており、凹部３１を除く下面３３が基板２の上面２３に接合している。
また、キャビティーとして機能する空間Ｓは、凹部２１と凹部３１とで形成された気密空間であり、減圧状態（例えば、１×１０2〜１×１０-2Ｐａ程度）となっている。これにより、角速度の検出感度を向上させることができる。
基板２の構成材料としては、特に限定されないが、絶縁性を有する材料を用いることが好ましく、具体的には、高抵抗なシリコン材料、ガラス材料を用いるのが好ましく、例えば、アルカリ金属イオン（可動イオン）を一定量含むガラス材料（例えば、パイレックス（登録商標）ガラスのような硼珪酸ガラス）を用いるのが好ましい。これにより、ジャイロセンサー素子４がシリコンを主材料として構成されている場合、基板２とジャイロセンサー素子４とを陽極接合することができる。それ以外であっても石英基板、水晶基板、或いはＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板であっても良い。
また、蓋部材３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、前述した基板２と同様の材料を用いることができる。
このような基板２と蓋部材３との接合方法としては、特に限定されず、基板２および蓋部材３の構成材料によっても異なる。基板２と蓋部材３との接合方法としては、例えば、接着剤、ロウ材等の接合材を用いた接合法、直接接合法、陽極接合等の固体接合法等を用いることができる。
（ジャイロセンサー素子）
図３に示すように、センサー素子としてのジャイロセンサー素子（角速度センサー素子）４は、Ｙ軸方向に並んだ二つの素子体４０（４０ａ，４０ｂ）と、二つの固定検出部４９（４９ａ，４９ｂ）と、を有している。二つの素子体４０ａ，４０ｂは、図３において、＋（プラス）Ｙ軸方向および−（マイナス）Ｙ軸方向の上下対称に構成されており、互いに同様の構成を有する。
各素子体４０ａ，４０ｂは、質量部４１と、複数の固定部４２と、複数の弾性部４３と、複数の駆動部４４（可動駆動電極）と、複数の固定駆動部４５，４６（固定駆動電極）と、検出部４７１，４７２（可動検出電極）と、複数の支持梁部４８と、を有している。質量部４１は、駆動部４４と、フレーム４７３、検出部４７１，４７２および支持梁部４８を含んで一体的に形成されている。即ち、検出部４７１，４７２は質量部４１に含まれる形状となっている。
質量部４１の外形は、Ｚ軸方向から見た平面視（以下、単に「平面視」という）において、四角形の枠状をなしており、前述のように、駆動部４４、フレーム４７３、および検出部４７１，４７２を含んで構成されている。質量部４１の外形は、具体的には、互いに平行にＹ軸方向に沿って延びている一対の部分と、この一対の部分の端部同士を接続していて互いに平行にＸ軸方向に沿って延びている一対の部分と、で構成されている。
固定部４２は、一つの素子体４０に対して四つ設けられており、各固定部４２は、前述した基板２の上面２３に固定されている。また、各固定部４２は、平面視において、質量部４１の外側に配置されており、本実施形態では、質量部４１の各角部に対応した位置に配置されている。なお、図示では、素子体４０ａの−Ｙ軸側に位置する固定部４２と素子体４０ｂの＋Ｙ軸側に位置する固定部４２とを共通の固定部としている。
弾性部４３は、一つの素子体４０に対して本実施例では四つ設けられており、各弾性部４３は、平面視において、質量部４１の一部と固定部４２とを接続している。本実施形態では弾性部４３は、質量部４１におけるフレーム４７３の角部に接続されているが、これに限らず質量部４１を固定部４２に対して変位可能な位置であれば良い。図３では、Ｙ軸方向に質量部４１を変位し得るように構成されている。また、各弾性部４３は、図示では、平面視において、蛇行形状をなし、Ｘ軸方向に沿って延びる複数の梁部としての第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄと、折り返し部４３０を構成し、Ｙ軸方向に沿って延びている第２部分４３０２とを有する（図４参照）。なお、弾性部４３の形状は、所望の駆動方向（本実施形態ではＹ軸方向）に弾性変形することが可能な構成であれば図示の形状に限定されない。
駆動部４４は、一つの素子体４０に対して八つ設けられており、各駆動部４４は、質量部４１のＹ軸方向に沿って延びている部分に接続されている。具体的には、四つの駆動部４４が質量部４１の＋Ｘ側に位置し、残りの四つの駆動部４４が質量部４１の−Ｘ側に位置している。各駆動部４４は、質量部４１からＸ軸方向に延出している幹部と、該幹部からＹ軸方向に延出している複数の枝部と、を備えた櫛歯形状をなしている。
固定駆動部４５，４６は、それぞれ、一つの素子体４０に対して八つ設けられており、各固定駆動部４５，４６は、前述した基板２の上面２３に固定されている。また、各固定駆動部４５，４６は、駆動部４４に対応した櫛歯形状をなし、駆動部４４を間に挟んで設けられている。
検出部４７１，４７２は、それぞれ、平面視形状が四角形状なす板状部材であり、質量部４１の内側に配置され、支持梁部４８によって質量部４１に接続されている。検出部４７１，４７２は、それぞれ、回動軸Ｊ４まわりに回動（変位）可能となっている。
また、固定検出部４９（固定検出電極）は、基板２の凹部２１内に位置する突出部２２上に設けられている（図２参照）。この固定検出部４９は、それぞれ、平面視で四角形状をなし、検出部４７１，４７２に対向している。また、固定検出部４９は、検出部４７１，４７２と離間している。
また、上述した構成の質量部４１と、弾性部４３と、駆動部４４と、固定駆動部４５の一部と、固定駆動部４６の一部と、検出部４７１，４７２と、支持梁部４８とは、基板２の凹部２１の上方に設けられ、基板２と離間している。
上述したような素子体４０は、リン、ボロン等の不純物がドープされた導電性のシリコン基板を、例えば反応性プラズマガスを用いたエッチングプロセスとデポジション（堆積）プロセスとを組み合わせたボッシュ法（Bosch process）を用いることによってパターニングすることで一括形成されている。
また、固定検出部４９の構成材料としては、例えば、アルミニウム、金、白金、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、或いはそれらの組み合わせ、等を用いることができる。
なお、図示はしないが、固定部４２と、固定駆動部４５と、固定駆動部４６と、固定検出部４９ａと、固定検出部４９ｂとは、それぞれ、図示しない配線および端子に電気的に接続されている。これら配線および端子は、例えば基板２上に設けられている。
以上、ジャイロセンサー１の構成について簡単に説明した。このような構成のジャイロセンサー１は、次のようにして角速度ωｘを検出することができる。
まず、ジャイロセンサー１が有する駆動部４４と固定駆動部４５，４６との間に駆動電圧を印加すると、固定駆動部４５，４６と駆動部４４との間に周期的に強度が変化する静電引力が生じる。これにより、各弾性部４３の弾性変形を伴って各駆動部４４がＹ軸方向に振動する。このとき、素子体４０ａが有する複数の駆動部４４と、素子体４０ｂが有する複数の駆動部４４とは、Ｙ軸方向に互いに逆位相で振動（駆動振動）する。
このように駆動部４４がＹ軸方向に振動している状態で、ジャイロセンサー１に角速度ωｘが加わると、コリオリ力が働き、検出部４７１，４７２が回動軸Ｊ４まわりに変位する。このとき、素子体４０ａが備える検出部４７１，４７２と、素子体４０ｂが備える検出部４７１，４７２とは、互いに反対方向に変位する。例えば、素子体４０ａが備える検出部４７１，４７２が、それぞれ＋Ｚ軸方向に変位したとき、素子体４０ｂが備える検出部４７１，４７２が、それぞれ−Ｚ軸方向に変位する。また、素子体４０ａが備える検出部４７１，４７２が、それぞれ−Ｚ軸方向に変位したとき、素子体４０ｂが備える検出部４７１，４７２が、それぞれ＋Ｚ軸方向に変位する。
このように検出部４７１，４７２が変位（検出振動）することにより、検出部４７１，４７２と固定検出部４９との間の距離が変化する。この距離の変化に伴って、検出部４７１，４７２と固定検出部４９との間の静電容量が変化する。そして、この静電容量の変化量に基づいて、ジャイロセンサー１に加わった角速度ωｘを検出することができる。
上述のように、駆動部４４がＹ軸方向に振動（駆動振動）するにあたり、理想的には、駆動部４４は、非駆動時の状態からＹ軸方向にほぼ平行に振動することが好ましい。しかし、ジャイロセンサー素子４の形状は、加工誤差等により理想的な形状にならないことがある。特に、弾性部４３を構成する梁部（第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄ）の形状では、例えば、梁部の幅Ｗ１（図４参照）がばらついてしまったり、梁部の断面形状が理想的な矩形形状にならなかったりするなどの事象が生じる。このように、梁部の幅Ｗ１（図４参照）がばらつくと、弾性部４３の共振周波数がばらついてしまう。また、梁部の断面形状が矩形でないと、弾性部４３に質量部４１を介して接続されている駆動部４４の振動が、所望の駆動振動の方向であるＹ軸方向の振動成分だけでなく、それ以外の振動方向であるＸ軸方向またはＺ軸方向の振動成分（不要振動成分）も含んでしまう、いわゆるクアドラチャ信号が増大してしまう。
本実施形態では、このような弾性部４３の共振周波数のばらつきを低減させたり、クアドラチャ信号の増大を低減させたりすることができるよう、弾性部４３の構成に特徴を持たせている。以下、図４、図５、図６Ａ、および図６Ｂを参照して、弾性部４３について、詳細に説明する。
（弾性部）
図４は、図３に示す弾性部の一部（Ａ部）を模式的に示す平面図である。なお、図４には、図３に示す一点鎖線で囲まれたＡ部にある弾性部４３を代表して図示している。図５は、弾性部の一部を模式的に示す図４のＢ−Ｂ断面図である。図６Ａは、ドライエッチング法において、開口率の違いによって生じる形状ばらつきを説明する断面図である。図６Ｂは、間隔Ｔ１／間隔Ｔ２と梁部の幅Ｗ１（深部幅Ｗ２）の変化率との相関を示すグラフである。なお、図６Ｂにおける間隔Ｔ１は梁部と構造体との間隔であり、間隔Ｔ２は梁部と隣の梁部との間隔である。
図４に示すように、弾性部４３は、平面視において、蛇行形状をなしている。弾性部４３は、Ｘ軸方向（長手方向）に沿って延びる長手形状の複数の梁部としての第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄと、Ｙ軸方向（短手方向）に沿って延びる複数の第２部分４３０２と、二つの第１部分４３０１ａ，４３０１ｄのそれぞれに連結された複数の第１梁部４３０３と、を有する。なお、第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄは、第２部分４３０２よりも長い。また、第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄは、概ねの境界線として、それぞれ図中に示す破線ＱＬ１，ＱＬ２，ＱＬ３，ＱＬ４，ＱＬ５，ＱＬ６，ＱＬ７，ＱＬ８によって区切られた部分をいう。第２部分４３０２は、隣同士の第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄを接続して折り返す、所謂折り返し部４３０を構成している。複数の第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄは、第２部分４３０２を含む折り返し部４３０によって折り返されて蛇行形状を成している。また、弾性部４３は、その一端が図中破線ＱＬ７で示す質量部４１の端部に接続され、他端が図中破線ＱＬ１で示す固定部４２の端部に接続されている。
本形態の弾性部４３は、四つの第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄを備えている。四つの第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄは、互いに間隔Ｔ２を有して並列するように配置されている。第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄは、外側に位置する二つの外側梁部としての第１部分４３０１ａ，第１部分４３０１ｄと、外側梁部としての第１部分４３０１ａと第１部分４３０１ｄとの間に位置する二つの内側梁部としての第１部分４３０１ｂ，第１部分４３０１ｃと、に区分することができる。第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄは、第２部分４３０２を含む折り返し部４３０によって折り返されて蛇行形状を成している。また、弾性部４３は、その一端が質量部４１に接続され、他端が固定部４２に接続されている。
一方の外側梁部としての第１部分４３０１ａは、一端が質量部４１と接続され、構造体としての固定駆動部４５に対向して配置されている。第１部分４３０１ａは、固定駆動部４５との間に間隔Ｔ１を有し、固定駆動部４５の外縁に沿って延設されている。他方の外側梁部としての第１部分４３０１ｄは、一端が固定部４２と接続され、固定駆動部４５と反対側に配置されている。
一方の内側梁部としての第１部分４３０１ｂは、第２部分４３０２を介して一方端が第１部分４３０１ａと連結され、他方端が他の第２部分４３０２を介して第１部分４３０１ｃと連結されている。他方端において第２部分４３０２を介して第１部分４３０１ｂと連結された他方の内側梁部としての第１部分４３０１ｃは、一方端において他の第２部分４３０２を介して第１部分４３０１ｄと連結されている。
なお、四つの第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄは、長手方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）における幅Ｗ１を、０＜Ｗ１≦１０（μｍ）を満たすように構成することが好ましい。このような、第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄに構成することにより、深さＤ１（図６Ａ参照）が、２０μｍ≦Ｄ１≦３０μｍである場合、第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄのアスペクト比（幅／深さ）が１／２以下になるため、ジャイロセンサー１は、小型、且つ断面形状のばらつきによって生じる複数の第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄの共振周波数のばらつきによる検出精度を向上させることができる。
第２部分４３０２は、第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄの長手方向でありＸ軸方向と交差するＹ軸方向（短手方向）に沿って延びるように設けられている。第２部分４３０２は、第１部分４３０１ａと隣の第１部分４３０１ｂとを、＋Ｘ軸側の端部にて接続して折り返す、所謂折り返し部４３０を構成している。第２部分４３０２は、同様に、第１部分４３０１ｂと隣の第１部分４３０１ｃとを、−Ｘ軸側の端部にて接続して折り返す折り返し部４３０、および第１部分４３０１ｃと隣の第１部分４３０１ｄとを＋Ｘ軸側の端部にて接続して折り返す折り返し部４３０を構成している。
第１梁部４３０３は、第１部分４３０１ａと構造体としての固定駆動部４５との間に配置されている。第１梁部４３０３は、第１部分４３０１ａとの間に間隔Ｔ３を有し、連結部４３０４を介して第１部分４３０１ａに連結されている。本形態では、二つの第１梁部４３０３が設けられている。二つの第１梁部４３０３は、第１部分４３０１ａの長手方向の中央部分に対向する位置に間隙Ｑを有し、第１部分４３０１ａの長手方向に沿って延在している。なお、第１梁部４３０３は、概形状として、図中ハッチングで示す部分をいう。
第１梁部４３０３は、ジャイロセンサー素子４の形成に用いられるボッシュ法（Bosch process）などのドライエッチング時における、特に第１部分４３０１ａの断面形状のばらつきを減少させるために設けられる。なお、この断面形状のばらつきは、ジャイロセンサー素子４の各部位の形状パターンの粗密によって生じる、ドライエッチング時のエッチング用ガスの回り込みの違いに起因するものである。以下、ドライエッチングにおいて、形状パターンの粗密によって生じる各部位の断面形状のばらつきについて、図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明する。
ボッシュ法などのドライエッチングでは、開口率の大きな部位、換言すれば、隣に位置する部位との間隔が大きい部位（パターン）ほど、エッチング用ガスが回り込み易く、回り込んだエッチングガスによるサイドエッチングが進み、断面形状の変化が大きくなる。これに対し、開口率の小さな部位、換言すれば、隣に位置する部位との間隔が小さい部位（パターン）は、断面形状の変化が小さくなる（マイクロローディング効果）。
具体的に、図６Ａに示す弾性部４３を模擬したパターンの加工例を例示して説明する。図６Ａでは、ボッシュ法により、深さＤ１を２０μｍ〜３０μｍ（２０μｍ≦Ｄ１≦３０μｍ）の深掘りエッチングを行った時の断面を示している。図６Ａに示すように、固定駆動部４５との間の間隔Ｔ１を有して配置された外側梁部としての第１部分４３０１ａと、第１部分４３０１ａとの間の間隔Ｔ２を有して配置された内側梁部としての第１部分４３０１ｂとをボッシュ法を用いてドライエッチングする。本例では、第１部分４３０１ａと固定駆動部４５との間の間隔Ｔ１は、第１部分４３０１ａと第１部分４３０１ｂとの間の間隔Ｔ２に対して、Ｔ２＜Ｔ１の関係を満たしている。即ち、第１部分４３０１ａと固定駆動部４５との間の方が、第１部分４３０１ａと第１部分４３０１ｂとの間よりも開口率が大きいパターンとなっている。このようなパターンにおいてドライエッチングを行うと、図６Ａに示すように、大きな開口率（間隔Ｔ１）となっている第１部分４３０１ａと固定駆動部４５との間では、サイドエッチングが進み易く、小さな開口率（間隔Ｔ２）となっている第１部分４３０１ａと第１部分４３０１ｂとの間では、サイドエッチングが進み難い。
なお、第１部分４３０１ａと固定駆動部４５との間の間隔Ｔ１は、Ｔ１≦１０（μｍ）を満たすことが好ましい。このように外側梁部としての第１部分４３０１ａと構造体としての固定駆動部４５との間隔Ｔ１を設定することにより、より小型のジャイロセンサー１とすることができる。
上述により、第１部分４３０１ａは、固定駆動部４５側の側面にサイドエッチングを生じ、エッチングの開始される第１主面４３１における第１部分４３０１ａの幅Ｗ１よりも、深掘りされた底部の第１部分４３０１ａの深部幅Ｗ２の方が小さくなってしまう。これに対し、第１部分４３０１ｂは、第１部分４３０１ａ側も第１部分４３０１ｃ側も、それぞれ間隔Ｔ２であるため、殆んどサイドエッチングが生じることなく形成され、エッチングの開始される第１主面４３１における第１部分４３０１ｂの幅Ｗ１と、深掘りされた底部の第１部分４３０１ｂの深部幅Ｗ３とが略等しくなる。
このように、一方に開口率が大きいパターンを有する第１部分４３０１ａと、開口率が大きいパターンの無い第１部分４３０１ｂとの断面形状に差を生じる、つまり断面形状がばらつくことになる。そして、この断面形状のばらつきにより、質量部４１を支持している弾性部４３（第１部分４３０１ａや他の第１部分４３０１ｂ，第１部分４３０１ｃ，４３０１ｄ）の共振周波数がばらついてしまう。換言すれば、弾性部４３に支持されている質量部４１の共振周波数がばらついてしまい、ジャイロセンサー素子４における検出信号に影響を生じてしまう。
第１梁部４３０３は、開口率の大きな（間隔Ｔ１）第１部分４３０１ａと固定駆動部４５との間に配置され、固定駆動部４５側の第１部分４３０１ａの開口率を小さくすることができる。第１梁部４３０３は、第１部分４３０１ａとの間隔Ｔ３が、０．８＜Ｔ３／Ｔ２＜３を満たすように、第１部分４３０１ａの固定駆動部４５側に配置される。
図６Ｂのグラフには、図６Ａに示した事例における第１部分４３０１ａと固定駆動部４５との間の間隔Ｔ１と、第１部分４３０１ａと隣の第１部分４３０１ｂとの間の間隔Ｔ２との比率（Ｔ１／Ｔ２比）と、第１部分４３０１ａの幅Ｗ１に対する深部幅Ｗ２の変化率との相関を示している。図６Ｂのグラフに示されているように、Ｔ１／Ｔ２比が、３．０以上となる領域では、第１部分４３０１ａの第１主面４３１の幅Ｗ１に対して、深部における深部幅Ｗ２の変化率が４％を超えている。そして、このような４％を超える幅Ｗ１の変化率では、弾性部４３の共振周波数にばらつきを発生させることがある。したがって、Ｔ１／Ｔ２比が、３．０を超えるような関係となるように設定することは好ましくない。換言すれば、第１梁部４３０３は、第１部分４３０１ａとの間の間隔Ｔ３と、第１部分４３０１ａと隣の第１部分４３０１ｂとの間の間隔Ｔ２との比率であるＴ３／Ｔ２比を、３．０未満（Ｔ３／Ｔ２＜３）とするように、第１部分４３０１ａに対向して配置することが好ましい。
なお、図６Ｂのグラフに示されているように、Ｔ１／Ｔ２比が、０．８以下、つまり間隔（ギャップ）が狭いとマイクロローディング効果により第１部分４３０１ａの幅Ｗ１が大きくなり、これより狭い間隔（ギャップ）設定ではエッチングが貫通しなくなる。したがって、第１梁部４３０３は、第１部分４３０１ａとの間の間隔Ｔ３と、第１部分４３０１ａと隣の第１部分４３０１ｂとの間の間隔Ｔ２との比率であるＴ３／Ｔ２比は、０．８＜Ｔ３／Ｔ２＜３を満たすように設定することが好ましい。
このように、弾性部４３は、Ｔ３／Ｔ２比を、０．８＜Ｔ３／Ｔ２＜３とするように、第１部分４３０１ａに対して第１梁部４３０３を配置させることにより、第１部分４３０１ａと他の第１部分４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄとの断面形状のばらつきを小さくして、貫通させることができ、弾性部４３（質量部４１）の共振周波数のばらつきを低減させることができる。
なお、第１梁部４３０３と第１部分４３０１ａとの間の間隔Ｔ３は、０．８＜Ｔ３／Ｔ２≦２．０を満たすことがさらに好ましい。このようにＴ３／Ｔ２比を設定すれば、図６Ｂのグラフに示されているように、第１部分４３０１ａの幅Ｗ１に対する深部幅Ｗ２の変化率が２％程度と軽微になり、第１部分４３０１ａと他の第１部分４３０１ｂ，第１部分４３０１ｃ，４３０１ｄとの断面形状のばらつきをさらに小さくして、貫通させることができ、弾性部４３（質量部４１）の共振周波数のばらつきをより低減させることができる。
また、第１梁部４３０３と第１部分４３０１ａとの間の間隔Ｔ３は、０．９≦Ｔ３／Ｔ２≦１．１を満たすことがより好ましい。このようにＴ３／Ｔ２比を設定すれば、図６Ｂのグラフに示されているように、第１部分４３０１ａの幅Ｗ１に対する深部幅Ｗ２の変化は、１０％以内となり、幅Ｗ１の変化が殆んど出現しなくなり、第１部分４３０１ａと他の第１部分４３０１ｂ，第１部分４３０１ｃ，４３０１ｄとの断面形状のばらつきを殊更小さくして、貫通させることができる。これにより、複数の第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄの断面形状のばらつきによって生じる弾性部４３（質量部４１）の共振周波数のばらつきを著しく低減させることができる。
なお、第１梁部４３０３は、固定駆動部４５側の第１部分４３０１ａに限らず、固定駆動部４５側と反対側に位置する第１部分４３０１ｄに設けてもよい。この場合、第１部分４３０１ｃと反対側の第１部分４３０１ｄに対向するように、連結部４３０４ａを介して第１梁部４３０３ａを配置する。ここで、第１部分４３０１ｄと第１梁部４３０３ａとの間の間隔などの配置パターン（配置構成）は、上述した固定駆動部４５側の第１梁部４３０３と同様にすればよい。
弾性部４３を構成する第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄは、Ｘ軸方向に沿った方向からの形状が（Ｙ軸およびＺ軸を含む平面であるＹＺ平面に平行な横断面形状が）矩形形状をなす。この第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄの外周面は、一対の主面としての第１主面４３１および第２主面４３２（図５参照）と、一対の側面としての第１側面４３３および第２側面４３４と、を有している。
第１主面４３１および第２主面４３２は、それぞれ、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面であるＸＹ平面に沿った平坦面である。第１主面４３１が、＋Ｚ軸側の面（上面）であり、第２主面４３２が−Ｚ軸側の面（下面）である。本実施形態では、第１主面４３１および第２主面４３２は、それぞれ、蛇行形状をなし、Ｘ軸方向に沿って延びる部分と、Ｙ軸方向に沿って延びている部分とを有する。
第１側面４３３は、−Ｙ軸側の面であり、第２側面４３４は、＋Ｙ軸側の面である。本実施形態では、第１側面４３３および第２側面４３４は、それぞれ、一つの弾性部４３に対して四つ設けられている（図４参照）。第１側面４３３は、その＋Ｚ軸側の辺が第１主面４３１に繋がり、−Ｚ軸側の辺が第２主面４３２に繋がっている。一方、第２側面４３４の＋Ｚ軸側の辺は、第１主面４３１に繋がり、第２側面４３４の−Ｚ軸側の辺は、第２主面４３２に繋がっている。
ここで、上述したように、ジャイロセンサー１は、基板２と、基板２に固定されている固定部４２と、「第１軸」としてのＹ軸に沿った第１方向に駆動する駆動部４４と、駆動部４４に作用するコリオリ力によりＹ軸に直交している「第２軸」としてのＺ軸に沿った第２方向に変位可能な検出部４７１，４７２と、駆動部４４と固定部４２とを接続している質量部４１と、質量部４１と固定部４２とを接続している弾性部４３と、を有する。また、弾性部４３の外周面は、「主面」としての第１主面４３１および第２主面４３２と、「側面」としての第１側面４３３および第２側面４３４と、を有する。
また、本実施形態では、駆動部４４の振動により変位する弾性部４３と、駆動部４４の振動と相対的に変位せずコリオリ力に応じて変位する支持梁部４８とを有するため、弾性部４３の加工による支持梁部４８への影響が少ない特徴がある。支持梁部４８は、Ｚ軸方向に変位可能とするものであればよく、例えば、捻ればね（トーションバネ）、折り返し状のばね、Ｚ方向に薄い板状のばねであってもよい。
以上、説明した第１実施形態に係るジャイロセンサー１によれば、外側梁部としての第１部分４３０１ａと構造体としての固定駆動部４５との間隔Ｔ１と、複数の梁部としての第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄの互いの間隔Ｔ２とが、Ｔ２＜Ｔ１の関係である場合に、第１梁部４３０３を設ける。換言すれば、第１部分４３０１ａと固定駆動部４５との間の開口率が大きい場合、第１部分４３０１ａの固定駆動部４５側に、第１部分４３０１ａに対向する第１梁部４３０３を設ける。この第１梁部４３０３により、第１部分４３０１ａと固定駆動部４５との間の開口率を小さくすることができ、複数の第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄの互いの開口率に近付けることができる。これにより、深さＤ１を２０μｍ〜３０μｍ（２０μｍ≦Ｄ１≦３０μｍ）の深掘りエッチング（深溝エッチング）を行った場合においても、エッチング用ガスの回り込みによる断面形状のばらつきを小さくすることができ、断面形状のばらつきによって生じる複数の第１部分４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄを含む弾性部４３の共振周波数のばらつきを減少させ、検出精度の低下を低減することができる。
なお、間隔Ｔ１は、上述の構成のように、一つのジャイロセンサー素子４の内で第１部分４３０１ａと構造体としての固定駆動部４５との間の距離とすることができるがこれに限らない。間隔Ｔ１は、例えば、複数のジャイロセンサー素子４がウェーハ上に配置された状態でエッチングを行う場合などでは、隣に位置するジャイロセンサー素子４の部位を構造体としてみなし、この構造体と当該第１部分４３０１ａとの間の距離（間隔）としたり、フレーム（支持枠）と当該第１部分４３０１ａとの間の距離（間隔）としたりすることができる。
＜第２実施形態＞
次に、物理量センサーの第２実施形態について、図７、および図８を参照して説明する。図７は、物理量センサーの第２実施形態に係るジャイロセンサーの概略構成を示す平面図である。図８は、図７に示す弾性部の一部（Ｃ部）を模式的に示す平面図である。なお、以下では、第１実施形態と同様の、互いに直交する三つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を用いて説明する。また、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図７および図８に示すように、第２実施形態に係るジャイロセンサー１Ａは、第１実施形態と同様に、Ｘ軸まわりの角速度を検知することのできる角速度センサーである。このジャイロセンサー１Ａは、図７に示すように、センサー素子としてのジャイロセンサー素子（角速度センサー素子）５０５と、ジャイロセンサー素子（角速度センサー素子）５０５を収容するパッケージ（不図示）と、を備えている。なお、パッケージは、前述の第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
ジャイロセンサー素子５０５は、Ｘ軸方向に並んだ二つの質量部５０１，５０２と、二つの固定検出部５０７，５０８と、支持梁を含む複数の固定部５１０，５４０と、連結梁５２０と、複数の弾性部５３０と、複数の駆動部５５１，５５２と、を有している。二つの質量部５０１，５０２は、＋（プラス）Ｘ軸方向および−（マイナス）Ｘ軸方向に対して、対称に構成されており、互いに同様の構成を有する。
質量部５０１，５０２は、支持梁を含む固定部５１０と、支持梁を含む複数の固定部５４０と、駆動部５５１，５５２とに連結されている。また、質量部５０１と質量部５０２とは、それぞれの間を、固定部５１０を挟んで＋Ｙ軸側と−Ｙ軸側のそれぞれに設けられた連結梁５２０によって連結されている。質量部５０１，５０２は、固定部５１０，５４０、連結梁５２０、複数の弾性部５３０、および駆動部５５１，５５２を含んで一体的に形成されている。
支持梁を含む固定部５１０は、質量部５０１と質量部５０２との間に配置され、湾曲形状の支持梁を介して質量部５０１および質量部５０２を変位可能に支持している。支持梁を含む複数の固定部５４０は、質量部５０１の駆動部５５１側と、質量部５０２の駆動部５５２側とに、それぞれ二つずつ設けられている。複数の固定部５４０は、支持梁を介して質量部５０１および質量部５０２を変位可能に支持している。
駆動部５５１は、支持梁５５０を介して質量部５０１に連結されている。駆動部５５２は、質量部５０１，５０２に対して駆動部５５１と反対側に配置され、支持梁５５０を介して質量部５０２に連結されている。各駆動部５５１，５５２は、質量部５０１，５０２のＹ軸方向に沿って延びている部分に連結されている。各駆動部５５１，５５２は、質量部５０１，５０２に沿ってＹ軸方向に伸びる幹部と、該幹部からＸ軸方向に延出している複数の枝部と、を備えた櫛歯形状をなしている。各駆動部５５１，５５２は、図示しない固定駆動部に相対して配置される。
固定検出部５０７，５０８（固定検出電極）は、質量部５０１，５０２のそれぞれに対向して設けられている。この固定検出部５０７，５０８は、質量部５０１，５０２と離間している。
複数の弾性部５３０は、駆動部５５１，５５２の幹部の両端部にそれぞれ連結されている。即ち、本形態では、四つの弾性部５３０が設けられている。複数の弾性部５３０は、駆動部５５１，５５２を介して質量部５０１，５０２に連結されている。複数の弾性部５３０は、ＸＹ平面内において駆動部５５１，５５２を変位し得るように構成されている。また、各弾性部５３０は、Ｚ軸方向からの平面視において、蛇行形状をなし、Ｙ軸方向に沿って延びる複数の梁部としての第１部分５３０１と、折り返し部５３３を構成し、Ｘ軸方向に沿って延びている第２部分５３０２とを有する（図８参照）。
図８に示すように、弾性部５３０は、Ｚ軸方向からの平面視において、蛇行形状をなしている。弾性部５３０は、Ｙ軸方向に沿って延びる長手形状の複数の梁部としての第１部分５３０１と、Ｘ軸方向に沿って延びる第２部分５３０２と、Ｘ軸方向に沿って延びる第３部分５３０６と、Ｘ軸方向に沿って延びる第４部分５３０５と、二つの第１部分５３０１のそれぞれに連結された複数の第１梁部５３０３と、を有する。なお、図８における間隔Ｔ１は梁部と構造体との間隔であり、間隔Ｔ２は梁部と隣の梁部との間隔である。また、第１部分５３０１は、第２部分５３０２よりも長い。また、第１部分５３０１は、概ねの境界線として、それぞれ図中に示す破線ＱＬ１１，ＱＬ１２，ＱＬ１３，ＱＬ１４によって区切られた部分をいう。
また、本形態の弾性部５３０は、二つの第１部分５３０１を備えている。二つの第１部分５３０１は、互いに間隔Ｔ２を有して並列するように配置されている。一方の第１部分５３０１は、一端が第３部分５３０６を介して駆動部５５１の幹部に接続されている。ここで、第１部分５３０１と駆動部５５１の幹部との間の間隔Ｔ１は、第１部分５３０１と第１部分５３０１との間の間隔Ｔ２に対して、Ｔ２＜Ｔ１の関係を満たしている。他方の第１部分５３０１は、一端が第４部分５３０５を介して固定部５３１に接続されている。第２部分５３０２は、一方の第１部分５３０１の第３部分５３０６と反対側の他端と、他方の第１部分５３０１の第４部分５３０５と反対側の他端とを接続している。このように接続された第１部分５３０１は、第２部分５３０２を含む折り返し部５３３によって折り返されて蛇行形状を成している。なお、二つの第１部分５３０１は、長手方向（Ｙ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向）における幅Ｗ１を、０＜Ｗ１≦２μｍを満たすように構成することが好ましい。
第１梁部５３０３は、一方の第１部分５３０１と構造体としての駆動部５５１の幹部との間に配置されている。第１梁部５３０３は、第１部分５３０１との間に間隔Ｔ３を有し、連結部５３０４を介して第１部分５３０１に連結されている。本形態では、二つの第１梁部５３０３が設けられている。二つの第１梁部５３０３は、第１部分５３０１の長手方向の中央部分に対向する位置に間隙を有し、第１部分５３０１の長手方向に沿って延在している。なお、第１梁部５３０３は、概形状として、図中ハッチングで示す部分をいう。
第１梁部５３０３は、第１部分５３０１との間の間隔Ｔ３と、第１部分５３０１と隣の第１部分５３０１との間の間隔Ｔ２との比率であるＴ３／Ｔ２比を、０．８＜Ｔ３／Ｔ２＜３．０とするように、第１部分５３０１に対向して配置することが好ましい。また、第１梁部５３０３と第１部分５３０１との間の間隔Ｔ３は、さらに、０．８＜Ｔ３／Ｔ２≦２．０を満たすことがさらに好ましい。また、第１梁部５３０３と第１部分５３０１との間の間隔Ｔ３は、０．９≦Ｔ３／Ｔ２≦１．１を満たすことが殊更好ましい。
第１梁部５３０３は、第１実施形態と同様に、ジャイロセンサー素子５０５の形成に用いられるボッシュ法（Bosch process）などのドライエッチング時における、特に第１部分５３０１の断面形状のばらつきを減少させるために設けられる。なお、この断面形状のばらつきは、ジャイロセンサー素子５０５の各部位の形状パターンの粗密によって生じる、ドライエッチング時のエッチング用ガスの回り込みの違いに起因するものであるが、第１実施形態と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
なお、第１梁部５３０３は、駆動部５５１の幹部側の第１部分５３０１側に限らず、駆動部５５１の幹部の配置側と反対側（固定部５３１側）に位置する第１部分５３０１に設けてもよい。この場合、固定部５３１側の第１部分５３０１に対向するように、連結部５３０４を介して第１梁部５３０３を配置する。ここで、第１部分５３０１と第１梁部５３０３との間の間隔などの配置パターン（配置構成）は、上述した駆動部５５１の幹部側の第１梁部５３０３と同様にすればよい。
また、弾性部５３０の形状は、所望の駆動方向に弾性変形することが可能な構成であれば図示の形状に限定されない。また、本実施形態の弾性部５３０は、駆動部５５１の幹部の両端部にそれぞれ接続されているが、これに限らず質量部５０１（駆動部５５１）を固定部５３１に対して変位可能に支持できる位置であれば良い。
このような第１梁部５３０３を含む第１部分５３０１を備えた弾性部５３０の構成、および利点については、前述の第１実施形態と同様であり、前述にて詳細に説明してあるので、ここでの説明は省略する。
上述の第２実施形態に係るジャイロセンサー１Ａによれば、第１実施形態に係るジャイロセンサー１と同様に、エッチング用ガスの回り込みによる断面形状のばらつきを小さくすることができ、断面形状のばらつきによって生じる複数の第１部分５３０１を含む弾性部５３０の共振周波数のばらつきを減少させ、検出精度の低下を低減することができる。
なお、間隔Ｔ１は、上述の構成のように、一つのジャイロセンサー素子５０５の内で第１部分５３０１と構造体としての駆動部５５１の幹部との間の距離とすることができるがこれに限らない。間隔Ｔ１は、例えば、複数のジャイロセンサー素子５０５がウェーハ上に配置された状態でエッチングを行う場合などでは、隣に位置するジャイロセンサー素子５０５の部位（構造体）と当該第１部分５３０１との間の距離（間隔）としたり、フレーム（支持枠）と当該第１部分５３０１との間の距離（間隔）としたりすることができる。
＜第３実施形態＞
次に、物理量センサーの第３実施形態について、図９、および図１０を参照して説明する。図９は、物理量センサーの第３実施形態に係るジャイロセンサーの概略構成を示す平面図である。図１０は、図９に示す弾性部の一部（Ｆ部）を模式的に示す平面図である。なお、以下では、第１実施形態と同様の、互いに直交する三つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を用いて説明する。また、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図９および図１０に示すように、第３実施形態に係るジャイロセンサー１Ｂは、Ｘ軸まわり、またはＹ軸回りの角速度を検知することのできる角速度センサーである。このジャイロセンサー１Ｂは、図９に示すように、センサー素子としてのジャイロセンサー素子（角速度センサー素子）６０５と、ジャイロセンサー素子（角速度センサー素子）６０５を収容するパッケージ（不図示）と、を備えている。なお、パッケージは、前述の第１実施形態と同様なものを用いることができるので、説明を省略する。
ジャイロセンサー素子６０５は、Ｘ軸およびＹ軸方向に並んだ四つの素子体６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄと、四つの固定検出部（不図示）と、を有している。四つの素子体６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄは、図９に示すように、＋（プラス）Ｘ、＋Ｙ軸方向、＋Ｘ、−（マイナス）Ｙ軸方向、−Ｘ、＋Ｙ軸方向、および−Ｘ、−Ｙ軸方向に在って、互いに同様の構成を有する。
各素子体６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄは、質量部６０１ａ，６０１ｂ，６０１ｃ，６０１ｄを備えている。各素子体６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄは、素子体６０５ａと素子体６０５ｂとを繋ぐ支持梁部６４０と、素子体６０５ｃと素子体６０５ｄとを繋ぐ支持梁部６４０と、二つの支持梁部６４０と固定部５１０と繋ぐ連結梁部６２０と、によって、変位可能に固定部５１０に支持されている。
以下、素子体６０５ａを代表例として構成を説明する。素子体６０５ａは、質量部６０１ａと、質量部６０１ａの＋Ｘ軸方向側の端部と−Ｘ軸方向側の端部とを円弧状に繋ぐ外枠部６１３ａ，６１４ａと、外枠部６１３ａ，６１４ａに接続された駆動部６１０と、駆動部６１０に対向する固定駆動電極部６１８と、質量部６０１ａを固定部６３３に対して変位可能に支持する弾性部６３０と、を有している。素子体６０５ａを構成する質量部６０１ａ、外枠部６１３ａ，６１４ａ、駆動部６１０、および弾性部６３０は、各素子体６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄを固定部５１０に繋ぐ支持梁部６４０と連結梁部６２０を含み一体的に形成されている。
質量部６０１ａの外形は、Ｚ軸方向から見た平面視（以下、単に「平面視」という）において、円状の中央部と、Ｘ軸方向に沿って該中央部から＋Ｘ軸方向および−Ｘ軸方向の両方向に延びる概扇形状の延在部と、を含む形状をなしている。
外枠部６１４ａは、質量部６０１ａの＋Ｘ軸方向側の外縁部と−Ｘ軸方向側の外縁部とを、＋Ｙ軸方向で円弧状に繋いでいる。外枠部６１３ａは、質量部６０１ａの＋Ｘ軸方向側の外縁部と−Ｘ軸方向側の外縁部とを、−Ｙ軸方向で円弧状に繋いでいる。
駆動部６１０は、外枠部６１３ａと質量部６０１ａとの間、および外枠部６１４ａと質量部６０１ａとの間のそれぞれに、二構成ずつ設けられている。駆動部６１０は、外枠部６１３ａ，６１４ａと質量部６０１ａとを繋ぐ複数の幹部６１１と、幹部６１１から両側に円弧状に延びている複数の枝部６１２とを含む。複数の枝部６１２は、質量部６０１ａの中央部の外縁と略同心円をなした円弧状に配列されている。
固定駆動電極部６１８は、駆動部６１０の幹部６１１の両側に配置された枝部６１２のそれぞれに対して対向するように、質量部６０１ａの中央部の外縁と略同心円をなした円弧状の櫛歯状に配列されている。
複数の弾性部６３０は、質量部６０１ａ，６０１ｂ，６０１ｃ，６０１ｄのそれぞれの四隅部分に連結されている。即ち、本形態では、弾性部６３０が１６箇所に設けられている。以下、素子体６０５ａを代表例として構成を説明する。複数の弾性部６３０は、一端が固定部６３３に接続され、他端が質量部６０１ａに接続されている。複数の弾性部６３０は、質量部６０１ａを変位し得るように構成されている。図１０に示すように、各弾性部６３０は、平面視において、蛇行形状をなし、Ｘ軸方向に沿って延びる複数の梁部としての第１部分６３０１と、折り返し部６３１を構成し、Ｙ軸方向に沿って延びている第２部分６３０２とを有する。
図１０に示すように、弾性部６３０は、Ｘ軸方向に沿って延びる長手形状の複数の梁部としての第１部分６３０１と、Ｙ軸方向に沿って延びる第２部分６３０２と、Ｙ軸方向に沿って延びる第３部分６３０６と、二つの第１部分６３０１のそれぞれに連結された複数の第１梁部６３０３ａ，６３０３ｂと、を有する。なお、図１０における間隔Ｔ１は梁部（第１部分６３０１）と構造体（質量部６０１ａ）との間隔であり、間隔Ｔ２は梁部（第１部分６３０１）と隣の梁部（第１部分６３０１）との間隔である。また、第１部分６３０１は、第２部分６３０２よりも長い。また、第１部分６３０１は、概ねの境界線として、それぞれ図中に示す破線ＱＬ２１，ＱＬ２２，ＱＬ２３，ＱＬ２４，ＱＬ２５，ＱＬ２６，ＱＬ２７によって区切られた部分をいう。第２部分６３０２は、第１部分６３０１と隣の第１部分６３０１との二つの端部を接続して折り返す、所謂折り返し部６３１を構成している。複数の第１部分６３０１は、第２部分６３０２を含む折り返し部６３１によって折り返されて蛇行形状を成している。また、弾性部６３０は、その一端が第３部分６３０６を介して質量部６０１ａに接続され、他端が固定部６３３に接続されている。
また、本形態の弾性部６３０は、複数の第１部分６３０１を備えている。複数の第１部分６３０１は、互いに間隔Ｔ２を有して並列するように配置されている。質量部６０１ａ側（−Ｙ軸方向側）の第１部分６３０１は、折り返し部６３１と反対側の端が第３部分６３０６を介して質量部６０１ａに接続されている。ここで、第１部分６３０１と構造体としての質量部６０１ａとの間の間隔Ｔ１は、第１部分６３０１と第１部分６３０１との間の間隔Ｔ２に対して、Ｔ２＜Ｔ１の関係を満たしている。固定部６３３側（＋Ｙ軸方向側）の第１部分６３０１は、折り返し部６３１と反対側の端が固定部６３３に接続されている。第２部分６３０２は、隣り合う第１部分６３０１同士の端を接続し、折り返し部６３１を構成している。このように接続された複数の第１部分６３０１は、第２部分６３０２を含む折り返し部６３１によって折り返されて蛇行形状を成している。なお、複数の第１部分６３０１は、長手方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）における幅Ｗ１を、０＜Ｗ１≦２（μｍ）を満たすように構成することが好ましい。
第１梁部６３０３ａは、質量部６０１ａ側（−Ｙ軸方向側）の第１部分６３０１と構造体としての質量部６０１ａとの間に配置されている。第１梁部６３０３ａは、第１部分６３０１との間に間隔Ｔ３を有し、連結部６３０４ａを介して第１部分６３０１に連結されている。第１梁部６３０３ａは、第１部分６３０１の長手方向に沿って延在している。
第１梁部６３０３ａは、第１部分６３０１との間の間隔Ｔ３と、隣り合う第１部分６３０１同士の間隔Ｔ２との比率であるＴ３／Ｔ２比が、０．８＜Ｔ３／Ｔ２＜３．０となるように、第１部分６３０１に対向して配置することが好ましい。また、第１梁部６３０３ａと第１部分６３０１との間の間隔Ｔ３は、さらに、０．８＜Ｔ３／Ｔ２≦２．０を満たすことがさらに好ましい。また、第１梁部６３０３ａと第１部分６３０１との間の間隔Ｔ３は、０．９≦Ｔ３／Ｔ２≦１．１を満たすことが殊更好ましい。
第１梁部６３０３ａは、第１実施形態と同様に、ジャイロセンサー素子６０５の形成に用いられるボッシュ法（Bosch process）などのドライエッチング時における、特に第１部分６３０１の断面形状のばらつきを減少させるために設けられる。なお、この断面形状のばらつきは、ジャイロセンサー素子６０５の各部位の形状パターンの粗密によって生じる、ドライエッチング時のエッチング用ガスの回り込みの違いに起因するものであるが、第１実施形態と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
なお、第１梁部６３０３ａは、質量部６０１ａ側の第１部分６３０１側に限らず、質量部６０１ａの配置側と反対側（固定部６３３側）に位置する第１部分６３０１に設けてもよい。この場合、図１０に示されているように、固定部６３３側の第１部分６３０１に対向するように、連結部６３０４ｂを介して第１梁部６３０３ｂを配置する。ここで、第１部分６３０１と第１梁部６３０３ｂとの間の間隔などの配置パターン（配置構成）は、上述した質量部６０１ａ側の第１梁部６３０３ａと同様にすればよい。
また、弾性部６３０の形状は、所望の駆動方向に弾性変形することが可能な構成であれば図示の形状に限定されない。また、本実施形態の弾性部６３０は、質量部６０１ａの両脇にそれぞれ接続されているが、これに限らず、例えば質量部６０１ａのＸ軸方向の両端の辺など、質量部６０１ａを固定部６３３に対して変位可能に支持できる位置であれば良い。
このような第１梁部６３０３ａ，６３０３ｂを含む第１部分６３０１を備えた弾性部６３０の構成、および利点については、前述の第１実施形態と同様であり、前述にて詳細に説明してあるので、ここでの説明は省略する。
上述の第３実施形態に係るジャイロセンサー１Ｂによれば、第１実施形態に係るジャイロセンサー１と同様に、エッチング用ガスの回り込みによる断面形状のばらつきを小さくすることができ、断面形状のばらつきによって生じる複数の第１部分６３０１を含む弾性部６３０の共振周波数のばらつきを減少させ、検出精度の低下を低減することができる。
なお、間隔Ｔ１は、上述の構成のように、一つのジャイロセンサー素子６０５の内で第１部分６３０１と構造体としての質量部６０１ａとの間の距離とすることができるがこれに限らない。間隔Ｔ１は、例えば、複数のジャイロセンサー素子６０５がウェーハ上に配置された状態でエッチングを行う場合などでは、隣に位置するジャイロセンサー素子６０５の構造体と当該第１部分６３０１との間の距離（間隔）としたり、フレーム（支持枠）と当該第１部分６３０１との間の距離（間隔）としたりすることができる。
（複合センサー）
次に、図１１を参照して、前述のジャイロセンサー１，１Ａ，１Ｂのいずれかを備えた複合センサーの構成例について説明する。図１１は、複合センサーの概略構成を示す機能ブロック図である。
図１１に示す複合センサー９００は、例えば、自動車、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、３軸の角速度センサーと、３軸の加速度センサーと、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。
図１１に示すように、複合センサー９００は、１軸の角速度を検出可能な三つの角速度センサー９２０ｘ，９２０ｙ，９２０ｚと、３軸の加速度を検出可能な加速度センサー９５０と、を備えている。角速度センサー９２０ｘ，９２０ｙ，９２０ｚとしては、特に限定されず、コリオリの力を利用した前述のジャイロセンサー１，１Ａ，１Ｂのいずれかを用いることができる。角速度センサー９２０ｘ，９２０ｙ，９２０ｚは、それぞれ上述した実施形態のように、検出精度の低下を低減させたセンサーであり、安定した高精度の角速度検出が可能である。加速度センサー９５０は、３軸方向の加速度をそれぞれ測定するために、独立したセンサーを備えることもできる。
このような複合センサー９００によれば、上述の実施形態に係るジャイロセンサー１，１Ａ，１Ｂのいずれかを適用した角速度センサー９２０ｘ，９２０ｙ，９２０ｚと、３軸の加速度を検出可能な加速度センサー９５０とによって容易に複合センサー９００を構成することができ、例えば角速度データや加速度データを容易に取得することができる。
＜慣性計測ユニット＞
次に、図１２および図１３を参照して、慣性計測ユニット（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）について説明する。図１２は、慣性計測ユニットの概略構成を示す分解斜視図である。図１３は、慣性計測ユニットの慣性センサー素子の配置例を示す斜視図である。
図１２に示す慣性計測ユニット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）を検出する装置である。慣性計測ユニット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。
慣性計測ユニット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箇所の頂点近傍に、固定部としてのネジ穴２１１０が形成されている。この２箇所のネジ穴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ユニット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。
慣性計測ユニット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、慣性計測ユニット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箇所の頂点近傍に、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１３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，２３４０ｘ，２３４０ｙとしては、特に限定されず、コリオリの力を利用した前述のジャイロセンサー１，１Ａ，１Ｂのいずれかを用いることができる。また、加速度センサー２３５０としては、特に限定されず、静電容量型の加速度センサーなどを用いることができる。
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、慣性計測ユニット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、慣性計測ユニット２０００について説明した。このような慣性計測ユニット２０００は、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、上述したジャイロセンサー１の効果を享受でき、信頼性の高い慣性計測ユニット２０００が得られる。
＜携帯型電子機器＞
次に、ジャイロセンサー１，１Ａ，１Ｂのいずれかを用いた携帯型電子機器について、図１４および図１５に基づき、詳細に説明する。以下、携帯型電子機器の一例として、腕時計型の活動計（アクティブトラッカー）を示し、ジャイロセンサー１を適用した構成として説明する。
腕時計型の活動計（アクティブトラッカー）であるリスト機器１０００は、図１４に示すように、バンド１０３２，１０３７等によってユーザーの手首等の部位（被検体）に装着され、デジタル表示の表示部１５０を備えるとともに無線通信が可能である。上述した実施形態に係るジャイロセンサー１は、角速度を測定する角速度センサー１１４（図１５参照）として、加速度を計測するセンサーなどと共にリスト機器１０００に組込まれている。
リスト機器１０００は、少なくとも角速度センサー１１４（図１５参照）が収容されているケース１０３０と、ケース１０３０に収容され、角速度センサー１１４からの出力データを処理する処理部１００（図１５参照）と、ケース１０３０に収容されている表示部１５０と、ケース１０３０の開口部を塞いでいる透光性カバー１０７１と、を備えている。ケース１０３０の透光性カバー１０７１のケース１０３０の外側には、ベゼル１０７８が設けられている。ケース１０３０の側面には、複数の操作ボタン１０８０，１０８１が設けられている。以下、図１５も併せて参照しながら、さらに詳細に説明する。
加速度センサー１１３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１１４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１５０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１１０や地磁気センサー１１１を用いた位置情報、移動量や加速度センサー１１３、もしくは角速度センサー１１４などを用いた運動量などの運動情報、脈拍センサー１１５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１１６を用いた環境温度を表示することもできる。
通信部１７０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１７０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１００（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１００は、記憶部１４０に格納されたプログラムと、操作部１２０（例えば操作ボタン１０８０，１０８１）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１００による処理には、ＧＰＳセンサー１１０、地磁気センサー１１１、圧力センサー１１２、加速度センサー１１３、角速度センサー１１４、脈拍センサー１１５、温度センサー１１６、計時部１３０の各出力信号に対するデータ処理、表示部１５０に画像を表示させる表示処理、音出力部１６０に音を出力させる音出力処理、通信部１７０を介して情報端末と通信を行う通信処理、バッテリー１８０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。
このようなリスト機器１０００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（移動距離）や移動軌跡を計測する。
２．ペース：ペース距離計測値から、現在の走行ペースを表示する。
３．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。
なお、リスト機器１０００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又は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一つに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。
このような携帯型電子機器は、ジャイロセンサー１、および処理部１００を備えているので、優れた信頼性を有している。
＜電子機器＞
次に、ジャイロセンサー１，１Ａ，１Ｂのいずれかを用いた電子機器について、図１６〜図１８に基づき、詳細に説明する。なお、以下の説明では、ジャイロセンサー１を適用した構成を例示して説明する。
先ず、図１６を参照して、電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターについて説明する。図１６は、電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を模式的に示す斜視図である。
この図において、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。このようなパーソナルコンピューター１１００には、角速度センサーとして機能するジャイロセンサー１が内蔵されており、ジャイロセンサー１の検出データに基づいて制御部１１１０が、例えば姿勢制御などの制御を行なうことができる。
図１７は、電子機器の一例であるスマートフォン（携帯電話機）の構成を模式的に示す斜視図である。
この図において、スマートフォン１２００は、上述したジャイロセンサー１が組込まれている。ジャイロセンサー１によって検出された検出データ（角速度データ）は、スマートフォン１２００の制御部１２０１に送信される。制御部１２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成されており、受信した検出データからスマートフォン１２００の姿勢や、挙動を認識して、表示部１２０８に表示されている表示画像を変化させたり、警告音や、効果音を鳴らしたり、振動モーターを駆動して本体を振動させることができる。換言すれば、スマートフォン１２００のモーションセンシングを行い、計測された姿勢や、挙動から、表示内容を変えたり、音や、振動などを発生させたりすることができる。特に、ゲームのアプリケーションを実行する場合には、現実に近い臨場感を味わうことができる。
図１８は、電子機器の一例であるディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
この図において、ディジタルスチールカメラ１３００のケース（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も機能する。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。また、このディジタルスチールカメラ１３００では、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、図示されるように、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。このようなディジタルスチールカメラ１３００には、角速度センサーとして機能するジャイロセンサー１が内蔵されており、ジャイロセンサー１の検出データに基づいて制御部１３１６が、例えば手振れ補正などの制御を行なうことができる。
このような電子機器は、ジャイロセンサー１、および制御部１１１０，１２０１，１３１６を備えているので、優れた信頼性を有している。
なお、ジャイロセンサー１を備える電子機器は、図１６のパーソナルコンピューター、図１７のスマートフォン（携帯電話機）、図１８のディジタルスチールカメラの他にも、例えば、タブレット端末、時計、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、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、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、地震計、歩数計、傾斜計、ハードディスクの振動を計測する振動計、ロボットやドローンなど飛行体の姿勢制御装置、自動車の自動運転用慣性航法に使用される制御機器等に適用することができる。
＜移動体＞
次に、ジャイロセンサー１，１Ａ，１Ｂのいずれかを用いた移動体を図１９に示し、詳細に説明する。なお、以下の説明では、ジャイロセンサー１を適用した構成を例示して説明する。図１９は、移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。
図１９に示すように、自動車１５００にはジャイロセンサー１が内蔵されており、例えば、ジャイロセンサー１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。ジャイロセンサー１の検出信号は、車体の姿勢を制御する姿勢制御部としての車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。また、ジャイロセンサー１は、他にもキーレスエントリーシステム、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システム（エンジンシステム）、自動運転用慣性航法の制御機器、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、移動体に適用されるジャイロセンサー１は、上記の例示の他にも、例えば、二足歩行ロボットや電車などの姿勢制御、ラジコン飛行機、ラジコンヘリコプター、およびドローンなどの遠隔操縦あるいは自律式の飛行体の姿勢制御、農業機械（農機）、もしくは建設機械（建機）などの姿勢制御、ロケット、人工衛星、船舶、ＡＧＶ（無人搬送車）、および二足歩行ロボットなどの制御において利用することができる。以上のように、各種移動体の姿勢制御の実現にあたって、ジャイロセンサー１、およびそれぞれの制御部（不図示）が組み込まれる。
このような移動体は、ジャイロセンサー１、および制御部（例えば、姿勢制御部としての車体姿勢制御装置１５０２）を備えているので、優れた信頼性を有している。
以上、物理量センサー、複合センサー、慣性計測ユニット、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、前述した実施形態では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が互いに直交しているが、互いに交差していれば、これに限定されず、例えば、Ｘ軸がＹＺ平面の法線方向に対して若干傾いていてもよいし、Ｙ軸がＸＺ平面の法線方向に対して若干傾いていてもよいし、Ｚ軸がＸＹ平面の法線方向に対して若干傾いていてもよい。なお、若干とは、物理量センサー（ジャイロセンサー１）がその効果を発揮することができる範囲を意味し、具体的な傾き角度（数値）は、構成等によって異なる。
１，１Ａ，１Ｂ…物理量センサーとしてのジャイロセンサー、２…基板、３…蓋部材、４…センサー素子としてのジャイロセンサー素子（角速度センサー素子）、１０…パッケージ、２１…凹部、２２…突出部、２３…上面、３１…凹部、３３…下面、４０，４０ａ，４０ｂ…素子体、４１…質量部、４２…固定部、４３…弾性部、４４…駆動部、４５…構造体としての固定駆動部、４６…固定駆動部、４８…支持梁部、４９，４９ａ，４９ｂ…固定検出部、２１２…底面、４３０…折り返し部、４３１…第１主面、４３２…第２主面、４７１…検出部、４７２…検出部、４７３…フレーム、９００…複合センサー、１０００…携帯型電子機器としてのリスト機器、１１００…電子機器としてのパーソナルコンピューター、１２００…電子機器としてのスマートフォン、１３００…電子機器としてのディジタルスチールカメラ、１５００…移動体としての自動車、２０００…慣性計測ユニット、４３０１ａ，４３０１ｂ，４３０１ｃ，４３０１ｄ…梁部としての第１部分、４３０２…梁部としての第２部分、４３０３…第１梁部、４３０４…連結部、Ｔ１…第１部分と固定駆動部との間隔、Ｔ２…隣同士の第１部分の間隔、Ｔ３…第１部分と第１梁部との間隔、Ｗ１…第１部分の幅、Ｑ…第１梁部と第１梁部との間隙、ＱＬ１，ＱＬ２，ＱＬ３，ＱＬ４，ＱＬ５，ＱＬ６，ＱＬ７…第１部分の境界を示す破線。

Claims (15)

  1. 折り返し部を介して接続されている複数の梁部を有する弾性部と、
    前記複数の梁部のうちの、外側に位置する外側梁部と対向している構造体と、を備え、
    前記外側梁部と前記構造体との間隔をＴ１、
    前記複数の梁部の互いの間隔をＴ２としたとき、
    Ｔ２＜Ｔ１の場合、
    前記外側梁部の前記構造体側には、前記外側梁部に対向する第１梁部が設けられている、
    物理量センサー。
  2. 請求項１において、
    前記外側梁部と前記第１梁部との間隔をＴ３としたとき、
    ０．８＜Ｔ３／Ｔ２＜３．０
    を満たす、物理量センサー。
  3. 請求項２において、
    ０．８＜Ｔ３／Ｔ２≦２．０
    を満たす、物理量センサー。
  4. 請求項３において、
    ０．９≦Ｔ３／Ｔ２≦１．１
    を満たす、物理量センサー。
  5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、
    Ｔ１≦１０μｍ
    を満たす、物理量センサー。
  6. 請求項５において、
    梁部の深さをＤ１としたとき、
    ２０μｍ≦Ｄ１≦３０μｍ
    を満たす、物理量センサー。
  7. 請求項６において、
    梁部の幅をＷ１としたとき、
    ０＜Ｗ１≦１０μｍ
    を満たす、物理量センサー。
  8. 請求項１ないし請求項７のいずれか一項において、
    前記弾性部、および前記構造体は、センサー素子に設けられ、
    前記センサー素子は、角速度を検出可能な角速度センサー素子である、物理量センサー。
  9. 請求項８に記載の物理量センサーと、
    加速度センサーと、
    を含む、複合センサー。
  10. 請求項８に記載の物理量センサーと、
    加速度センサーと、
    前記物理量センサーおよび前記加速度センサーを制御する制御部と、
    を備えている、慣性計測ユニット。
  11. 請求項１ないし請求項８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、
    携帯型電子機器。
  12. 請求項１１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。
  13. 請求項１ないし請求項８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、
    を備えている、電子機器。
  14. 請求項１ないし請求項８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姿勢の制御を行う姿勢制御部と、
    を備えている、移動体。
  15. 請求項１４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何れかのシステムを含み、
    前記姿勢制御部は、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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