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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024024821
(43)【公開日】2024-02-26
(54)【発明の名称】物理量センサー、および慣性計測装置
(51)【国際特許分類】
G01P 15/125 20060101AFI20240216BHJP
G01P 15/08 20060101ALI20240216BHJP
【ＦＩ】
G01P15/125 Z
G01P15/08 101B
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022127733
(22)【出願日】2022-08-10
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】小溝 公一郎
(57)【要約】
【課題】他軸感度が抑制され、検出精度が高い物理量センサー、慣性計測装置を提供すること。
【解決手段】物理量センサーによれば、前記第１方向において、前記第１可動電極群、前記第２可動電極群、前記第３可動電極群、前記第４可動電極群がこの順に並んで配置され、前記第２可動電極群の各可動電極、及び前記第３可動電極群の各可動電極の厚みは、前記第１可動電極群の各可動電極、及び前記第４可動電極群の各可動電極の厚みと異なり、前記固定部の中心から前記第２方向に延びる仮想線を対称軸として、前記第１可動電極群の各可動電極は前記第４可動電極群の各可動電極と線対称に配置され、前記第２可動電極群の各可動電極は前記第３可動電極群の各可動電極と線対称に配置される。
【選択図】図１
【解決手段】物理量センサーによれば、前記第１方向において、前記第１可動電極群、前記第２可動電極群、前記第３可動電極群、前記第４可動電極群がこの順に並んで配置され、前記第２可動電極群の各可動電極、及び前記第３可動電極群の各可動電極の厚みは、前記第１可動電極群の各可動電極、及び前記第４可動電極群の各可動電極の厚みと異なり、前記固定部の中心から前記第２方向に延びる仮想線を対称軸として、前記第１可動電極群の各可動電極は前記第４可動電極群の各可動電極と線対称に配置され、前記第２可動電極群の各可動電極は前記第３可動電極群の各可動電極と線対称に配置される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに直交する方向を第１方向、第２方向及び第３方向としたとき、前記第３方向での物理量を検出する物理量センサーであって、
基体に固定された固定部と、
前記固定部に一端が接続された支持梁と、
前記基体に設けられ、第１固定電極群、第２固定電極群、第３固定電極群、及び第４固定電極群を有する固定電極部と、
前記第１固定電極群の各固定電極に各可動電極が対向する第１可動電極群、前記第２固定電極群の各固定電極に各可動電極が対向する第２可動電極群、前記第３固定電極群の各固定電極に各可動電極が対向する第３可動電極群、前記第４固定電極群の各固定電極に各可動電極が対向する第４可動電極群を含む可動電極部と、
前記可動電極部を有する可動体と、を含み、
前記第１方向において、前記第１可動電極群、前記第２可動電極群、前記第３可動電極群、前記第４可動電極群がこの順に並んで配置され、
前記第２可動電極群の各可動電極、及び前記第３可動電極群の各可動電極の厚みは、前記第１可動電極群の各可動電極、及び前記第４可動電極群の各可動電極の厚みと異なり、
前記固定部の中心から前記第２方向に延びる仮想線を対称軸として、前記第１可動電極群の各可動電極は前記第４可動電極群の各可動電極と線対称に配置され、前記第２可動電極群の各可動電極は前記第３可動電極群の各可動電極と線対称に配置される、
物理量センサー。
基体に固定された固定部と、
前記固定部に一端が接続された支持梁と、
前記基体に設けられ、第１固定電極群、第２固定電極群、第３固定電極群、及び第４固定電極群を有する固定電極部と、
前記第１固定電極群の各固定電極に各可動電極が対向する第１可動電極群、前記第２固定電極群の各固定電極に各可動電極が対向する第２可動電極群、前記第３固定電極群の各固定電極に各可動電極が対向する第３可動電極群、前記第４固定電極群の各固定電極に各可動電極が対向する第４可動電極群を含む可動電極部と、
前記可動電極部を有する可動体と、を含み、
前記第１方向において、前記第１可動電極群、前記第２可動電極群、前記第３可動電極群、前記第４可動電極群がこの順に並んで配置され、
前記第２可動電極群の各可動電極、及び前記第３可動電極群の各可動電極の厚みは、前記第１可動電極群の各可動電極、及び前記第４可動電極群の各可動電極の厚みと異なり、
前記固定部の中心から前記第２方向に延びる仮想線を対称軸として、前記第１可動電極群の各可動電極は前記第４可動電極群の各可動電極と線対称に配置され、前記第２可動電極群の各可動電極は前記第３可動電極群の各可動電極と線対称に配置される、
物理量センサー。
【請求項2】
前記支持梁は、一端が前記固定部に固定され、前記第１方向に延びる第１支持梁と、一端が前記固定部に固定され、前記第１方向とは反対方向に延びる第２支持梁と、を有し、
前記可動体は、一端が前記第１支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びる第１連結部と、一端が前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びる第２連結部と、前記第１連結部と前記第２連結部とをつなぎ、前記第１方向に延在する基部とを有し、
前記第１可動電極群、前記第２可動電極群、前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記基部に接続される、
請求項１に記載の物理量センサー。
前記可動体は、一端が前記第１支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びる第１連結部と、一端が前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びる第２連結部と、前記第１連結部と前記第２連結部とをつなぎ、前記第１方向に延在する基部とを有し、
前記第１可動電極群、前記第２可動電極群、前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記基部に接続される、
請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項3】
前記固定部は、第１固定部と、前記第１固定部から前記第１方向とは反対側に離間した第２固定部とを有し、
前記支持梁は、一端が前記第１固定部に固定され、前記第１方向とは反対側に延びる第１支持梁と、一端が前記第２固定部に固定され、前記第１方向に延びる第２支持梁と、を有し、
前記可動体は、一端が前記第１支持梁の他端及び前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びる連結部と、前記連結部の他端に接続され、前記第１方向に延在する第１基部と、前記連結部の他端に接続され、前記第１方向とは反対側に延在する第２基部とを有し、
前記第１可動電極群、及び前記第２可動電極群は、前記第２基部に接続され、
前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記第１基部に接続される、
請求項１に記載の物理量センサー。
前記支持梁は、一端が前記第１固定部に固定され、前記第１方向とは反対側に延びる第１支持梁と、一端が前記第２固定部に固定され、前記第１方向に延びる第２支持梁と、を有し、
前記可動体は、一端が前記第１支持梁の他端及び前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びる連結部と、前記連結部の他端に接続され、前記第１方向に延在する第１基部と、前記連結部の他端に接続され、前記第１方向とは反対側に延在する第２基部とを有し、
前記第１可動電極群、及び前記第２可動電極群は、前記第２基部に接続され、
前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記第１基部に接続される、
請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項4】
前記支持梁は、一端が前記固定部に固定され、前記第１方向に延びる第１支持梁と、一端が前記固定部に固定され、前記第１方向とは反対方向に延びる第２支持梁と、を有し、
前記可動体は、一端が前記第１支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びる第１連結部と、一端が前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びる第２連結部と、
前記第１連結部から前記第１方向とは反対方向に延びる第１基部と、前記第２連結部から前記第１方向に延びる第２基部と、を有し、
前記第１可動電極群、及び前記第２可動電極群は前記第２基部に接続され、
前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は前記第１基部に接続される、
請求項１に記載の物理量センサー。
前記可動体は、一端が前記第１支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びる第１連結部と、一端が前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びる第２連結部と、
前記第１連結部から前記第１方向とは反対方向に延びる第１基部と、前記第２連結部から前記第１方向に延びる第２基部と、を有し、
前記第１可動電極群、及び前記第２可動電極群は前記第２基部に接続され、
前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は前記第１基部に接続される、
請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項5】
前記固定部は、第１固定部と、前記第１固定部から前記第１方向とは反対側に離間した第２固定部とを有し、
前記支持梁は、一端が前記第１固定部に固定され、前記第１方向とは反対側に延びる第１支持梁と、一端が前記第２固定部に固定され、前記第１方向に延びる第２支持梁と、を有し、
前記可動体は、一端が前記第１支持梁の他端及び前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びる連結部と、前記連結部に接続され、前記第１方向に延在する第１基部と、前記連結部に接続され、前記第１方向とは反対側に延在する第２基部とを有し、
前記第１可動電極群、及び前記第２可動電極群は、前記第２基部に接続され、
前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記第１基部に接続される、
請求項１に記載の物理量センサー。
前記支持梁は、一端が前記第１固定部に固定され、前記第１方向とは反対側に延びる第１支持梁と、一端が前記第２固定部に固定され、前記第１方向に延びる第２支持梁と、を有し、
前記可動体は、一端が前記第１支持梁の他端及び前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びる連結部と、前記連結部に接続され、前記第１方向に延在する第１基部と、前記連結部に接続され、前記第１方向とは反対側に延在する第２基部とを有し、
前記第１可動電極群、及び前記第２可動電極群は、前記第２基部に接続され、
前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記第１基部に接続される、
請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項6】
請求項１～５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、
慣性計測装置。
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、
慣性計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物理量センサー、および当該物理量センサーを備えた慣性計測装置に関する。
【背景技術】
【0002】
物理量センサーの一例として、シリコンＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いた加速度センサーや、角速度センサーが開発されている。
例えば、特許文献１には、部分可動するフレームであるプルーフマスを備えた容量性微小電気機械加速度センサーが開示されている。当該文献によれば、プルーフマスは、センサーが感知軸の方向の加速度を受けると感知軸の方向に動き、その際の回転子測定板と固定子測定板との静電容量の変化により、例えば、Ｚ軸方向における加速度を測定する、としている。なお、回転子測定板は可動電極に相当し、固定子測定板は固定電極に相当する。
例えば、特許文献１には、部分可動するフレームであるプルーフマスを備えた容量性微小電気機械加速度センサーが開示されている。当該文献によれば、プルーフマスは、センサーが感知軸の方向の加速度を受けると感知軸の方向に動き、その際の回転子測定板と固定子測定板との静電容量の変化により、例えば、Ｚ軸方向における加速度を測定する、としている。なお、回転子測定板は可動電極に相当し、固定子測定板は固定電極に相当する。
【0003】
このような加速度センサーでは、可動電極および固定電極のＺ方向の厚さが同じであった場合、可動体としてのプルーフマスがＺプラス方向に動いた時も、Ｚマイナス方向に動いた時も、同じ容量変化となってしまい、検出軸における正負方向の判別を行うことが困難であるという問題があった。この問題に対して、一部の検出部では可動電極の厚みを薄くし、他の検出部では固定電極の厚さを薄くすることにより、検出軸における正負方向の判別を可能とすることができる。
なお、特許文献１には、回転子測定板または固定子測定板のどちらかは、回転子測定板の上縁部または下縁部が異なるＺ座標に位置するように、垂直方向に凹んでもよい、という記載はあるが、これにより、検出軸における正負方向の判別を行うという記載は見当たらない。
なお、特許文献１には、回転子測定板または固定子測定板のどちらかは、回転子測定板の上縁部または下縁部が異なるＺ座標に位置するように、垂直方向に凹んでもよい、という記載はあるが、これにより、検出軸における正負方向の判別を行うという記載は見当たらない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表２０２１－５２４０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、可動電極、固定電極の厚みを工夫した場合、可動体の重量バランスが崩れ、ねじれや歪みが発生し、他軸感度の増加など、検出精度が低下してしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願に係る一態様の物理量センサーは、互いに直交する方向を第１方向、第２方向及び第３方向としたとき、前記第３方向での物理量を検出する物理量センサーであって、基体に固定された固定部と、前記固定部に一端が接続された支持梁と、前記基体に設けられ、第１固定電極群、第２固定電極群、第３固定電極群、及び第４固定電極群を有する固定電極部と、前記第１固定電極群の各固定電極に各可動電極が対向する第１可動電極群、前記第２固定電極群の各固定電極に各可動電極が対向する第２可動電極群、前記第３固定電極群の各固定電極に各可動電極が対向する第３可動電極群、前記第４固定電極群の各固定電極に各可動電極が対向する第４可動電極群を含む可動電極部と、前記可動電極部を有する可動体と、を含み、前記第１方向において、前記第１可動電極群、前記第２可動電極群、前記第３可動電極群、前記第４可動電極群がこの順に並んで配置され、前記第２可動電極群の各可動電極、及び前記第３可動電極群の各可動電極の厚みは、前記第１可動電極群の各可動電極、及び前記第４可動電極群の各可動電極の厚みと異なり、前記固定部の中心から前記第２方向に延びる仮想線を対称軸として、前記第１可動電極群の各可動電極は前記第４可動電極群の各可動電極と線対称に配置され、前記第２可動電極群の各可動電極は前記第３可動電極群の各可動電極と線対称に配置される。
【0007】
本願に係る一態様の慣性計測装置は、上記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。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態１に係る加速度センサーの平面図。
【図3】電極群の立体的形状を示す斜視図。
【図4】電極群の立体的形状を示す斜視図。
【図5】加速度の検出原理の説明図。
【図6】比較例の加速度センサーの平面図。
【図7】実施形態２に係るセンサー素子の平面図。
【図8】実施形態３に係るセンサー素子の平面図。
【図9】実施形態４に係るセンサー素子の平面図。
【図10】実施形態５に係るセンサー素子の平面図。
【図11】実施形態６に係る加速度の検出原理の説明図。
【図12】実施形態７に係る慣性計測装置の分解斜視図。
【図13】回路基板の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施形態１
＊＊＊物理量センサーの構成＊＊＊
図１は、実施形態１に係る加速度センサーの平面図である。図２は、図１のｂ－ｂ断面における加速度センサーの断面図である。
まず、本実施形態に係る物理量センサーの一例として図１、図２に示す、加速度センサー１００を用いて説明する。加速度センサー１００は、例えば、鉛直方向の加速度を検出する加速度センサーである。各図には、互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。なお、本実施形態では、Ｚ軸方向を鉛直方向としているが、これに限定するものではない。また、Ｘ軸のプラス方向を第１方向、Ｙ軸のプラス方向を第２方向、Ｚ軸のプラス方向を第３方向ともいう。プラス方向とマイナス方向とを合わせてＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向ともいう。なお、物理量センサーのことを慣性センサーともいう。
＊＊＊物理量センサーの構成＊＊＊
図１は、実施形態１に係る加速度センサーの平面図である。図２は、図１のｂ－ｂ断面における加速度センサーの断面図である。
まず、本実施形態に係る物理量センサーの一例として図１、図２に示す、加速度センサー１００を用いて説明する。加速度センサー１００は、例えば、鉛直方向の加速度を検出する加速度センサーである。各図には、互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。なお、本実施形態では、Ｚ軸方向を鉛直方向としているが、これに限定するものではない。また、Ｘ軸のプラス方向を第１方向、Ｙ軸のプラス方向を第２方向、Ｚ軸のプラス方向を第３方向ともいう。プラス方向とマイナス方向とを合わせてＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向ともいう。なお、物理量センサーのことを慣性センサーともいう。
【0010】
加速度センサー１００は、ＭＥＭＳデバイスからなる１軸の加速度センサーである。
加速度センサー１００は、基体１と、基体１上に配置されたセンサー素子５０と、センサー素子５０を覆う蓋体５などから構成される。
基体１は、例えば、半導体シリコンで構成されたシリコン基板、または、ホウケイ酸ガラスなどのガラス材料で構成されたガラス基板を用いる。なお、これらの材質に限定するものではなく、石英基板や、ウエハ直接接合によるＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板などを用いてもよい。
加速度センサー１００は、基体１と、基体１上に配置されたセンサー素子５０と、センサー素子５０を覆う蓋体５などから構成される。
基体１は、例えば、半導体シリコンで構成されたシリコン基板、または、ホウケイ酸ガラスなどのガラス材料で構成されたガラス基板を用いる。なお、これらの材質に限定するものではなく、石英基板や、ウエハ直接接合によるＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板などを用いてもよい。
【0011】
図２に示すように、ＳＯＩ基板から成る基体１には、周縁部から掘下げられた凹部１ｂが設けられている。凹部１ｂは、センサー素子５０を収納する収納空間Ｓを形成する一部位である。凹部１ｂには、凹部１ｂの底面から突出した突起状のマウント部１４が設けられている。
マウント部１４には、埋込絶縁層２を介してセンサー素子５０の固定部３が固定される。換言すれば、センサー素子５０は、固定部３において基体１に固定される。好適例では、固定部３はマウント部１４に対して直接接合される。
センサー素子５０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のシリコン基板をエッチング、および、パターニングすることにより形成される。好適例では、ボッシュプロセスによる深堀エッチング技術を用いて加工されたセンサー素子５０を用いる。
マウント部１４には、埋込絶縁層２を介してセンサー素子５０の固定部３が固定される。換言すれば、センサー素子５０は、固定部３において基体１に固定される。好適例では、固定部３はマウント部１４に対して直接接合される。
センサー素子５０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のシリコン基板をエッチング、および、パターニングすることにより形成される。好適例では、ボッシュプロセスによる深堀エッチング技術を用いて加工されたセンサー素子５０を用いる。
【0012】
蓋体５は、好適例としてシリコン基板を用いる。なお、ガラス基板やセラミックス基板を用いても良い。蓋体５には、周縁部から掘下げられた凹部５ｂが設けられている。凹部５ｂは、センサー素子５０を収納する収納空間Ｓを形成する一部位である。
基体１と蓋体５とは、好適例では、低融点ガラスからなるガラスフリット１３を介して接合される。なお、接合方法は、陽極接合であっても良いし、活性化接合、拡散接合、金属共晶接合などを用いても良い。
収納空間Ｓは、好適例において、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入され、気密封止される。収納空間Ｓ内は、－４０℃～１２０℃程度の使用温度環境において、ほぼ大気圧となっていることが好ましい。
基体１と蓋体５とは、好適例では、低融点ガラスからなるガラスフリット１３を介して接合される。なお、接合方法は、陽極接合であっても良いし、活性化接合、拡散接合、金属共晶接合などを用いても良い。
収納空間Ｓは、好適例において、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入され、気密封止される。収納空間Ｓ内は、－４０℃～１２０℃程度の使用温度環境において、ほぼ大気圧となっていることが好ましい。
【0013】
図１に示すように、センサー素子５０は、固定部３、可動体８、固定部３と可動体８とを接続する支持梁としての第１回転バネ４ａ、第２回転バネ４ｂなどから構成される。可動体８は、固定部３の中心を通りＸ軸に沿った揺動軸６１まわりに揺動可能に設けられている。
第１回転バネ４ａは、第１支持梁であり、一端が固定部３に固定され、第１方向（Ｘプラス方向）に延在する。第２回転バネ４ｂは、第２支持梁であり、一端が固定部３に固定され、第１方向とは反対方向のＸマイナス方向に延在する。換言すれば、支持梁は、一端が固定部３に固定され、第１方向に延びる第１回転バネ４ａと、一端が固定部３に固定され、第１方向とは反対方向に延びる第２回転バネ４ｂとを有する。第１回転バネ４ａ、第２回転バネ４ｂは、好適例では、捩れバネであり、固定部３の両脇に設けられている。好適例では、第１回転バネ４ａ、固定部３、第２回転バネ４ｂは一体化されており、揺動軸６１上に配置されている。
第１回転バネ４ａは、第１支持梁であり、一端が固定部３に固定され、第１方向（Ｘプラス方向）に延在する。第２回転バネ４ｂは、第２支持梁であり、一端が固定部３に固定され、第１方向とは反対方向のＸマイナス方向に延在する。換言すれば、支持梁は、一端が固定部３に固定され、第１方向に延びる第１回転バネ４ａと、一端が固定部３に固定され、第１方向とは反対方向に延びる第２回転バネ４ｂとを有する。第１回転バネ４ａ、第２回転バネ４ｂは、好適例では、捩れバネであり、固定部３の両脇に設けられている。好適例では、第１回転バネ４ａ、固定部３、第２回転バネ４ｂは一体化されており、揺動軸６１上に配置されている。
【0014】
可動体８は、第１回転バネ４ａの他端からＹプラス方向に延在する第１連結部６ａと、第２回転バネ４ｂの他端からＹプラス方向に延在する第２連結部６ｂと、第１連結部６ａと第２連結部６ｂとを接続する梁である基部７とを有する。なお、好適例において、可動体８は、先端の基部７の質量が大きくなるように構成される。換言すれば、第１連結部６ａ、第２連結部６ｂよりも基部７の質量が大きくなるように構成される。これは、揺動軸６１を中心とする慣性モーメントを大きくするためである。換言すれば、可動体８は、一端が第１回転バネ４ａの他端に接続され、第２方向（Ｙプラス方向）に延びる第１連結部６ａと、一端が第２回転バネ４ｂの他端に接続され、第２方向に延びる第２連結部６ｂと、第１連結部６ａと第２連結部６ｂとをつなぎ、第１方向（Ｘプラス）に延在する基部７とを有する。
このような構成により、センサー素子５０は、揺動軸６１を軸として可動体８が揺動する、いわゆる片側シーソー構造の加速度センサーとして構成される。
このような構成により、センサー素子５０は、揺動軸６１を軸として可動体８が揺動する、いわゆる片側シーソー構造の加速度センサーとして構成される。
【0015】
また、第１連結部６ａと第２連結部６ｂとは、中心線６０を対称軸として、線対称に設けられている。中心線６０は、仮想線であり、固定部３の中心を通りＹ軸に沿った線分である。基部７も、中心線６０を対称軸として線対称に設けられている。
【0016】
基部７には、可動電極部２０が設けられている。可動電極部２０は、第１可動電極群としての可動電極群２０ａ、第２可動電極群としての可動電極群２０ｂ、第３可動電極群としての可動電極群２０ｃ、及び、第４可動電極群としての可動電極群２０ｄから構成される。可動電極群２０ａは、基部７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２１から構成される。４本の可動電極２１は、基部７の延在方向に沿って等ピッチで櫛歯状に設けられている。
同様に、可動電極群２０ｂは、基部７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２２から構成される。４本の可動電極２２は、基部７の延在方向に沿って等ピッチで櫛歯状に設けられている。なお、可動電極２１，２２は４本に限定するものではなく、複数本であれば良く、例えば、８本でも良いし、１０本であっても良い。
同様に、可動電極群２０ｂは、基部７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２２から構成される。４本の可動電極２２は、基部７の延在方向に沿って等ピッチで櫛歯状に設けられている。なお、可動電極２１，２２は４本に限定するものではなく、複数本であれば良く、例えば、８本でも良いし、１０本であっても良い。
【0017】
可動電極群２０ｃは、可動電極群２０ｂと対となる電極群であり、基部７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２２から構成される。可動電極群２０ｃは、中心線６０を対称軸として可動電極群２０ｂと線対称に設けられている。
可動電極群２０ｄは、可動電極群２０ａと対となる電極群であり、基部７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２１から構成される。可動電極群２０ｄは、中心線６０を対称軸として可動電極群２０ａと線対称に設けられている。
可動電極群２０ｄは、可動電極群２０ａと対となる電極群であり、基部７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２１から構成される。可動電極群２０ｄは、中心線６０を対称軸として可動電極群２０ａと線対称に設けられている。
【0018】
そして、基体１には、可動電極部２０と対向する固定電極部１０が設けられている。固定電極部１０は、第１固定電極群としての固定電極群１０ａ、第２固定電極群としての固定電極群１０ｂ、第３固定電極群としての固定電極群１０ｃ、及び、第４固定電極群としての固定電極群１０ｄから構成される。
固定電極群１０ａは、基体１に設けられた台座部９ａと、台座部９ａからＹプラス方向に延在する３本の固定電極１１から構成される。３本の固定電極１１は、可動電極群２０ａにおける４本の可動電極２１の間隙部分に収まるように、等ピッチで櫛歯状に設けられている。これにより、固定電極１１と可動電極２１とは、Ｘ方向において対向するように配置される。
固定電極群１０ａは、基体１に設けられた台座部９ａと、台座部９ａからＹプラス方向に延在する３本の固定電極１１から構成される。３本の固定電極１１は、可動電極群２０ａにおける４本の可動電極２１の間隙部分に収まるように、等ピッチで櫛歯状に設けられている。これにより、固定電極１１と可動電極２１とは、Ｘ方向において対向するように配置される。
【0019】
固定電極群１０ｂは、基体１に設けられた台座部９ｂと、台座部９ｂからＹプラス方向に延在する３本の固定電極１２から構成される。３本の固定電極１２は、可動電極群２０ｂにおける４本の可動電極２２の間隙部分に収まるように、等ピッチで櫛歯状に設けられている。これにより、固定電極１２と可動電極２２とは、Ｘ方向において対向するように配置される。
固定電極群１０ｃは、固定電極群１０ｂと対となる電極群であり、基体１に設けられた台座部９ｃと、台座部９ｃからＹプラス方向に延在する３本の固定電極１２から構成される。３本の固定電極１２は、可動電極群２０ｃにおける４本の可動電極２２の間隙部分に収まるように、等ピッチで櫛歯状に設けられている。これにより、固定電極１２と可動電極２２とは、Ｘ方向において対向するように配置される。固定電極群１０ｃは、中心線６０を対称軸として固定電極群１０ｂと線対称に設けられてもよい。
固定電極群１０ｃは、固定電極群１０ｂと対となる電極群であり、基体１に設けられた台座部９ｃと、台座部９ｃからＹプラス方向に延在する３本の固定電極１２から構成される。３本の固定電極１２は、可動電極群２０ｃにおける４本の可動電極２２の間隙部分に収まるように、等ピッチで櫛歯状に設けられている。これにより、固定電極１２と可動電極２２とは、Ｘ方向において対向するように配置される。固定電極群１０ｃは、中心線６０を対称軸として固定電極群１０ｂと線対称に設けられてもよい。
【0020】
固定電極群１０ｄは、固定電極群１０ａと対となる電極群であり、基体１に設けられた台座部９ｄと、台座部９ｄからＹプラス方向に延在する３本の固定電極１１から構成される。３本の固定電極１１は、可動電極群２０ｄにおける４本の可動電極２１の間隙部分に収まるように、等ピッチで櫛歯状に設けられている。固定電極群１０ｄは、中心線６０を対称軸として固定電極群１０ａと線対称に設けられてもよい。これにより、固定電極１１と可動電極２１とは、Ｘ方向において対向するように配置される。なお、固定電極１１，１２は、３本に限定するものではなく、可動電極２１，２２の本数と対応した本数であれば良く、例えば、可動電極２１が８本の場合、固定電極１１は７本とする。
【0021】
換言すれば、固定電極部１０は、基体１に設けられた固定電極群１０ａ、固定電極群１０ｂ、固定電極群１０ｃ、及び固定電極群１０ｄを有する。可動電極部２０は、固定電極群１０ａの固定電極１１に対向する可動電極２１を有する可動電極群２０ａと、固定電極群１０ｂの固定電極１２に対向する可動電極２２を有する可動電極群２０ｂと、固定電極群１０ｃの固定電極１２に対向する可動電極２２を有する可動電極群２０ｃと、固定電極群１０ｄの固定電極１１に対向する可動電極２１を有する可動電極群２０ｄとを含む。そして、基部７の第１方向（Ｘプラス方向）において、可動電極群２０ａ、可動電極群２０ｂ、可動電極群２０ｃ、可動電極群２０ｄがこの順に並んで配置される。
【0022】
＊＊＊固定電極、可動電極および検出部の構成＊＊＊
図３は、電極群の立体的形状を示す斜視図であり、固定電極群１０ａ、可動電極群２０ａにおける斜視図である。
図３に示すように、可動電極２１は、Ｙ方向における厚みが一部で凹んでいる。具体的には、可動電極２１は、Ｙ方向において、範囲ａにより示される部分の厚みが薄くなっている。換言すれば、可動電極２１は、根元の基部７と同じ厚さからＹマイナス方向の途中で階段状に切り欠かれて薄くなっている。これにより、４本の可動電極２１共に、固定電極群１０ａの固定電極１１と対向する部分においては、Ｚプラス側における厚みが薄くなっている。
ここで、固定電極群１０ａと、可動電極群２０ａとからなる検出部をＮ型検出部２５ｎという。Ｎ型検出部２５ｎでは、対向配置された固定電極１１と可動電極２１とにより平行平板型の容量が形成される。当該容量は、加速度による可動電極２１の変位に伴い、固定電極１１との間における重なり面積の変化に応じて変化する。
同様に、固定電極群１０ｄ（図１）と、可動電極群２０ｄとからなる検出部をＮ型検出部２６ｎという。Ｎ型検出部２６ｎは、Ｎ型検出部２５ｎと対となるＮ型の検出部であり、中心線６０を対称軸としてＮ型検出部２５ｎと線対称に設けられている。
図３は、電極群の立体的形状を示す斜視図であり、固定電極群１０ａ、可動電極群２０ａにおける斜視図である。
図３に示すように、可動電極２１は、Ｙ方向における厚みが一部で凹んでいる。具体的には、可動電極２１は、Ｙ方向において、範囲ａにより示される部分の厚みが薄くなっている。換言すれば、可動電極２１は、根元の基部７と同じ厚さからＹマイナス方向の途中で階段状に切り欠かれて薄くなっている。これにより、４本の可動電極２１共に、固定電極群１０ａの固定電極１１と対向する部分においては、Ｚプラス側における厚みが薄くなっている。
ここで、固定電極群１０ａと、可動電極群２０ａとからなる検出部をＮ型検出部２５ｎという。Ｎ型検出部２５ｎでは、対向配置された固定電極１１と可動電極２１とにより平行平板型の容量が形成される。当該容量は、加速度による可動電極２１の変位に伴い、固定電極１１との間における重なり面積の変化に応じて変化する。
同様に、固定電極群１０ｄ（図１）と、可動電極群２０ｄとからなる検出部をＮ型検出部２６ｎという。Ｎ型検出部２６ｎは、Ｎ型検出部２５ｎと対となるＮ型の検出部であり、中心線６０を対称軸としてＮ型検出部２５ｎと線対称に設けられている。
【0023】
図４は、電極群の立体的形状を示す斜視図であり、固定電極群１０ｂ、可動電極群２０ｂにおける斜視図である。
図４に示すように、固定電極１２は、Ｙ軸方向における厚みが一部で凹んでいる。具体的には、固定電極１２は、Ｙ方向において、範囲ｂにより示される部分の厚みが薄くなっている。換言すれば、固定電極１２は、根元の台座部９ｂと同じ厚さからＹプラス方向の途中で階段状に切り欠かれて薄くなっている。これにより、３本の固定電極１２共に、可動電極群２０ｂの可動電極２２と対向する部分においては、Ｚプラス側における厚みが薄くなっている。
ここで、固定電極群１０ｂと、可動電極群２０ｂとからなる検出部をＰ型検出部２５ｐという。Ｐ型検出部２５ｐでは、対向配置された固定電極１２と可動電極２２とにより平行平板型の容量が形成される。当該容量は、加速度による可動電極２２の変位に伴い、固定電極１２との間における重なり面積の変化に応じて変化する。
同様に、固定電極群１０ｃ（図１）と、可動電極群２０ｃとからなる検出部をＰ型検出部２６ｐという。Ｐ型検出部２６ｐは、Ｐ型検出部２５ｐと対となるＮ型の検出部であり、中心線６０を対称軸としてＰ型検出部２５ｐと線対称に設けられている。
図４に示すように、固定電極１２は、Ｙ軸方向における厚みが一部で凹んでいる。具体的には、固定電極１２は、Ｙ方向において、範囲ｂにより示される部分の厚みが薄くなっている。換言すれば、固定電極１２は、根元の台座部９ｂと同じ厚さからＹプラス方向の途中で階段状に切り欠かれて薄くなっている。これにより、３本の固定電極１２共に、可動電極群２０ｂの可動電極２２と対向する部分においては、Ｚプラス側における厚みが薄くなっている。
ここで、固定電極群１０ｂと、可動電極群２０ｂとからなる検出部をＰ型検出部２５ｐという。Ｐ型検出部２５ｐでは、対向配置された固定電極１２と可動電極２２とにより平行平板型の容量が形成される。当該容量は、加速度による可動電極２２の変位に伴い、固定電極１２との間における重なり面積の変化に応じて変化する。
同様に、固定電極群１０ｃ（図１）と、可動電極群２０ｃとからなる検出部をＰ型検出部２６ｐという。Ｐ型検出部２６ｐは、Ｐ型検出部２５ｐと対となるＮ型の検出部であり、中心線６０を対称軸としてＰ型検出部２５ｐと線対称に設けられている。
【0024】
換言すれば、可動電極群２０ｂの各可動電極２２、及び可動電極群２０ｃの各可動電極２２の厚みは、可動電極群２０ａの各可動電極２１、及び可動電極群２０ｄの各可動電極２１の厚みと異なる。そして、固定部３の中心からＹプラスに延びる仮想線である中心線６０を対称軸として、可動電極群２０ａの各可動電極２１は可動電極群２０ｄの各可動電極２１と線対称に配置され、可動電極群２０ｂの各可動電極２２は可動電極群２０ｃの各可動電極２２と線対称に配置される。
【0025】
＊＊＊加速度の検出原理＊＊＊
図５は、加速度の検出原理の説明図である。
図５では、左側に初期状態を示し、右側には加速度が生じている状態として、加速度の向きがＺプラス方向の場合と、加速度の向きがＺマイナス方向の場合とを示している。詳しくは、ＸＺ平面に沿った断面における固定電極１１と可動電極２１との重なり具合、および、固定電極１２と可動電極２２との重なり具合を示している。なお、初期状態とは、Ｚプラス方向およびＺマイナス方向において重力も含めて加速度が生じていない状態である。以降、Ｚプラス方向およびＺマイナス方向のことをＺプラス／マイナス方向ともいう。
図５は、加速度の検出原理の説明図である。
図５では、左側に初期状態を示し、右側には加速度が生じている状態として、加速度の向きがＺプラス方向の場合と、加速度の向きがＺマイナス方向の場合とを示している。詳しくは、ＸＺ平面に沿った断面における固定電極１１と可動電極２１との重なり具合、および、固定電極１２と可動電極２２との重なり具合を示している。なお、初期状態とは、Ｚプラス方向およびＺマイナス方向において重力も含めて加速度が生じていない状態である。以降、Ｚプラス方向およびＺマイナス方向のことをＺプラス／マイナス方向ともいう。
【0026】
まず、初期状態において、Ｎ型検出部２５ｎでは、固定電極１１および可動電極２１のＺマイナス側における端部の位置は一致しており、面一になっている。同様に、Ｐ型検出部２５ｐにおいても、固定電極１２および可動電極２２のＺマイナス側における端部の位置は一致しており、面一になっている。なお、初期状態における固定電極１１と可動電極２１との重なり面積、および、固定電極１２と可動電極２２との重なり面積を初期面積ともいう。
【0027】
次に、Ｚプラス方向の加速度が生じた場合、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極２１、および、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極２２は、それぞれ、加速度に伴う慣性力を受けてＺマイナス側に変位する。この際、Ｎ型検出部２５ｎにおける固定電極１１と可動電極２１との重なり面積は、可動電極２１がＺマイナス方向に変位することにより、初期面積よりも小さくなる。他方、Ｐ型検出部２５ｐにおいては、固定電極１２と可動電極２２との重なり面積は、可動電極２２がＺマイナス方向に変位しても初期面積が維持される。換言すれば、可動電極２２がＺマイナス方向に変位しても、重なり面積は変化しない。
このように、Ｚプラス方向に加速度が生じた場合は、Ｎ型検出部２５ｎでは重なり面積が減少し、Ｐ型検出部２５ｐでは重なり面積が維持される。
このように、Ｚプラス方向に加速度が生じた場合は、Ｎ型検出部２５ｎでは重なり面積が減少し、Ｐ型検出部２５ｐでは重なり面積が維持される。
【0028】
次に、Ｚマイナス方向の加速度が生じた場合、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極２１、および、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極２２は、それぞれ、加速度に伴う慣性力を受けてＺプラス側に変位する。この際、Ｎ型検出部２５ｎにおける固定電極１１と可動電極２１との重なり面積は、可動電極２１がＺプラス方向に変位しても初期面積が維持される。他方、Ｐ型検出部２５ｐにおける固定電極１２と可動電極２２との重なり面積は、可動電極２２がＺプラス方向に変位することにより、初期面積よりも小さくなる。
このように、Ｚマイナス方向の加速度が生じた場合は、Ｎ型検出部２５ｎでは重なり面積が維持され、Ｐ型検出部２５ｐでは重なり面積が減少する。
このように、Ｚマイナス方向の加速度が生じた場合は、Ｎ型検出部２５ｎでは重なり面積が維持され、Ｐ型検出部２５ｐでは重なり面積が減少する。
【0029】
なお、Ｎ型検出部２５ｎと対となるＮ型検出部２６ｎのＺ方向の加速度印加時における挙動は、Ｎ型検出部２５ｎと同じである。同様に、Ｐ型検出部２５ｐと対となるＰ型検出部２６ｐのＺ方向の加速度印加時における挙動は、Ｐ型検出部２５ｐと同じである。
上記の相関関係に基づき、Ｎ型検出部２５ｎ，２６ｎ、及び、Ｐ型検出部２５ｐ，２６ｐにおける重なり面積の変化を、静電容量の変化として検出することにより、Ｚプラス／マイナス方向における加速度を検出することができる。詳しくは、Ｎ型検出部２５ｎ，２６ｎにおける容量と、Ｐ型検出部２５ｐ，２６ｐにおける容量との差分を、差動増幅回路を用いて検出することにより、Ｚプラス／マイナス方向における加速度を検出することができる。なお、差動増幅回路は、後述の制御ＩＣ２３６（図１３）に内蔵されている。加速度の検出時には、交流の検出信号が用いられる。
また、上記では、可動電極２１および固定電極１２に切欠き部を設ける構成として説明したが、この構成に限定するものではなく、例えば、固定電極１１および可動電極２２に切欠き部を設ける構成としても良い。
上記の相関関係に基づき、Ｎ型検出部２５ｎ，２６ｎ、及び、Ｐ型検出部２５ｐ，２６ｐにおける重なり面積の変化を、静電容量の変化として検出することにより、Ｚプラス／マイナス方向における加速度を検出することができる。詳しくは、Ｎ型検出部２５ｎ，２６ｎにおける容量と、Ｐ型検出部２５ｐ，２６ｐにおける容量との差分を、差動増幅回路を用いて検出することにより、Ｚプラス／マイナス方向における加速度を検出することができる。なお、差動増幅回路は、後述の制御ＩＣ２３６（図１３）に内蔵されている。加速度の検出時には、交流の検出信号が用いられる。
また、上記では、可動電極２１および固定電極１２に切欠き部を設ける構成として説明したが、この構成に限定するものではなく、例えば、固定電極１１および可動電極２２に切欠き部を設ける構成としても良い。
【0030】
図１に戻る。
基体１のＸプラス側の辺には、蓋体５から張り出した張出し部１ｃが設けられており、張出し部１ｃには、複数の接続パッドが設けられている。
接続パッド４１は、Ｎ型検出部２５ｎの固定電極群１０ａ、および、Ｎ型検出部２６ｎの固定電極群１０ｄと配線７１により電気的に接続されている。接続パッド４２は、Ｐ型検出部２５ｐの固定電極群１０ｂ、および、Ｐ型検出部２６ｐの固定電極群１０ｃと配線７２により電気的に接続されている。接続パッド４４は、配線７４により可動体８を介して可動電極部２０と電気的に接続されている。
接続パッド４１，４２，４４は、不図示のボンディングワイヤーなどの配線を介して、制御ＩＣ２３６（図１３）と電気的に接続している。
基体１のＸプラス側の辺には、蓋体５から張り出した張出し部１ｃが設けられており、張出し部１ｃには、複数の接続パッドが設けられている。
接続パッド４１は、Ｎ型検出部２５ｎの固定電極群１０ａ、および、Ｎ型検出部２６ｎの固定電極群１０ｄと配線７１により電気的に接続されている。接続パッド４２は、Ｐ型検出部２５ｐの固定電極群１０ｂ、および、Ｐ型検出部２６ｐの固定電極群１０ｃと配線７２により電気的に接続されている。接続パッド４４は、配線７４により可動体８を介して可動電極部２０と電気的に接続されている。
接続パッド４１，４２，４４は、不図示のボンディングワイヤーなどの配線を介して、制御ＩＣ２３６（図１３）と電気的に接続している。
【0031】
＊＊＊ダンパー部の構成＊＊＊
また、センサー素子５０には、一対のダンパー部６５ａ，６５ｂが設けられている。
ダンパー部６５ａは、可動体８の第１連結部６ａ側に設けられており、ダンパー可動部３０ａと、ダンパー固定部４５ａとから構成される。
ダンパー可動部３０ａは、第１連結部６ａからＸマイナス方向に分岐する第１バー３１ａと、２本の第２バー３２とから構成される。
２本の第２バー３２は、Ｙ方向に延在し、第１バー３１ａと十字状に交差している。２本の第２バー３２は間隙を持って配置されており、当該間隙の間に、ダンパー固定部４５ａの第３バー４６が配置される。第１バー３１ａ、第２バー３２は、第１連結部６ａの厚さと同じ厚さに形成されている。
また、センサー素子５０には、一対のダンパー部６５ａ，６５ｂが設けられている。
ダンパー部６５ａは、可動体８の第１連結部６ａ側に設けられており、ダンパー可動部３０ａと、ダンパー固定部４５ａとから構成される。
ダンパー可動部３０ａは、第１連結部６ａからＸマイナス方向に分岐する第１バー３１ａと、２本の第２バー３２とから構成される。
２本の第２バー３２は、Ｙ方向に延在し、第１バー３１ａと十字状に交差している。２本の第２バー３２は間隙を持って配置されており、当該間隙の間に、ダンパー固定部４５ａの第３バー４６が配置される。第１バー３１ａ、第２バー３２は、第１連結部６ａの厚さと同じ厚さに形成されている。
【0032】
ダンパー固定部４５ａは、基体１に設けられており、等間隔に並ぶ３本の第３バー４６と、３本の第３バー４６を上下でそれぞれ接続する連結部４７とから構成される。
図１に示すように、ダンパー可動部３０ａの２本の第２バー３２と、ダンパー固定部４５ａの３本の第３バー４６とは、間隙を持って櫛歯状に配置される。なお、３本の第３バー４６のうち、第１連結部６ａ側の２本の第３バー４６は、第１バー３１ａと交差する部分で分断している。
また、ダンパー固定部４５ａのＹ方向における両端が連結部４７により接続されているため、平面的にダンパー固定部４５ａの外形が矩形をなしており、ダンパー可動部３０ａをダンパー固定部４５ａが囲うような構成となっている。第３バー４６、連結部４７の厚さは、第１バー３１ａ、第２バー３２と同じである。
図１に示すように、ダンパー可動部３０ａの２本の第２バー３２と、ダンパー固定部４５ａの３本の第３バー４６とは、間隙を持って櫛歯状に配置される。なお、３本の第３バー４６のうち、第１連結部６ａ側の２本の第３バー４６は、第１バー３１ａと交差する部分で分断している。
また、ダンパー固定部４５ａのＹ方向における両端が連結部４７により接続されているため、平面的にダンパー固定部４５ａの外形が矩形をなしており、ダンパー可動部３０ａをダンパー固定部４５ａが囲うような構成となっている。第３バー４６、連結部４７の厚さは、第１バー３１ａ、第２バー３２と同じである。
【0033】
ダンパー部６５ｂは、可動体８の第２連結部６ｂ側に設けられており、中心線６０を対称軸としてダンパー部６５ａと線対称に設けられている。
ダンパー部６５ｂは、ダンパー可動部３０ｂと、ダンパー固定部４５ｂとから構成される。ダンパー可動部３０ｂは、第２連結部６ｂからＸプラス方向に分岐する第１バー３１ｂと、２本の第２バー３２とから構成される。２本の第２バー３２は、Ｙ方向に延在し、第１バー３１ｂと十字状に交差している。２本の第２バー３２は間隙を持って配置されており、当該間隙の間に、ダンパー固定部４５ｂの第３バー４６が配置される。第１バー３１ａ、第２バー３２は、第２連結部６ｂの厚さと同じ厚さに形成されている。
ダンパー部６５ｂは、ダンパー可動部３０ｂと、ダンパー固定部４５ｂとから構成される。ダンパー可動部３０ｂは、第２連結部６ｂからＸプラス方向に分岐する第１バー３１ｂと、２本の第２バー３２とから構成される。２本の第２バー３２は、Ｙ方向に延在し、第１バー３１ｂと十字状に交差している。２本の第２バー３２は間隙を持って配置されており、当該間隙の間に、ダンパー固定部４５ｂの第３バー４６が配置される。第１バー３１ａ、第２バー３２は、第２連結部６ｂの厚さと同じ厚さに形成されている。
【0034】
ダンパー固定部４５ｂは、基体１に設けられており、等間隔に並ぶ３本の第３バー４６と、３本の第３バー４６を上下でそれぞれ接続する連結部４７とから構成される。
ダンパー可動部３０ｂの２本の第２バー３２と、ダンパー固定部４５ｂの３本の第３バー４６とは、間隙を持って櫛歯状に配置される。なお、３本の第３バー４６のうち、第２連結部６ｂ側の２本の第３バー４６は、第１バー３１ｂと交差する部分で分断している。
また、ダンパー固定部４５ｂのＹ方向における両端が連結部４７により接続されているため、平面的にダンパー固定部４５ｂの外形が矩形をなしており、ダンパー可動部３０ｂをダンパー固定部４５ｂが囲うような構成となっている。第３バー４６、連結部４７の厚さは、第１バー３１ｂ、第２バー３２と同じである。
ダンパー可動部３０ｂの２本の第２バー３２と、ダンパー固定部４５ｂの３本の第３バー４６とは、間隙を持って櫛歯状に配置される。なお、３本の第３バー４６のうち、第２連結部６ｂ側の２本の第３バー４６は、第１バー３１ｂと交差する部分で分断している。
また、ダンパー固定部４５ｂのＹ方向における両端が連結部４７により接続されているため、平面的にダンパー固定部４５ｂの外形が矩形をなしており、ダンパー可動部３０ｂをダンパー固定部４５ｂが囲うような構成となっている。第３バー４６、連結部４７の厚さは、第１バー３１ｂ、第２バー３２と同じである。
【0035】
このように、可動体８において中心線６０を対称軸として左右対称に設けられたダンパー部６５ａ，６５ｂは、可動体８の不要な振動をダンピングさせる役割を果たす。詳しくは、例えば、可動体８がＸ方向の加速度を受けて変位した場合、ダンパー部６５ａのダンパー可動部３０ａも可動体８と一体に変位する。この際、ダンパー固定部４５ａとダンパー可動部３０ａとの間の空間における空気抵抗が、Ｘ方向の変位を抑制する。なお、ダンパー部６５ｂにおいても同様である。また、可動体８がより大きな加速度を受けた場合は、ダンパー固定部４５ａにダンパー可動部３０ａがぶつかることで、ストッパーとして機能する。
上記のように、ダンパー部６５ａ，６５ｂは、可動体８にＺ方向以外の方向の加速度が生じた際に、可動体８のＺ方向以外の不要な変位、振動をダンピングする役割を果たし、加速度センサー１００の他軸感度を抑制する。
上記のように、ダンパー部６５ａ，６５ｂは、可動体８にＺ方向以外の方向の加速度が生じた際に、可動体８のＺ方向以外の不要な変位、振動をダンピングする役割を果たし、加速度センサー１００の他軸感度を抑制する。
【0036】
＊＊＊対称構成による効果＊＊＊
図６は、比較例の物理量センサーの平面図であり、図１に対応している。
図６に示す比較例の物理量センサーとしての加速度センサー９０は、従来の物理量センサーの一例を示している。なお、図１での説明と同一の部位については同一の番号を付し、重複する説明は省略する。
図６は、比較例の物理量センサーの平面図であり、図１に対応している。
図６に示す比較例の物理量センサーとしての加速度センサー９０は、従来の物理量センサーの一例を示している。なお、図１での説明と同一の部位については同一の番号を付し、重複する説明は省略する。
【0037】
比較例の加速度センサー９０では、可動体８９の基部７に、Ｎ型検出部２５ｎとＰ型検出部２５ｐとの２つの検出部が設けられていること、および、加速度センサー９０には、ダンパー部６５ａ，６５ｂが設けられていないことが、実施形態１の加速度センサー１００と異なる。これら以外は、図１での説明と同じである。
加速度センサー９０では、可動電極部２９は、可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとの２つから構成される。固定電極部１９は、固定電極群１０ａと固定電極群１０ｂとの２つから構成される。そして、固定電極群１０ａと可動電極群２０ａとによりＮ型検出部２５ｎが構成され、固定電極群１０ｂと可動電極群２０ｂとによりＰ型検出部２５ｐが構成される。
加速度センサー９０では、可動電極部２９は、可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとの２つから構成される。固定電極部１９は、固定電極群１０ａと固定電極群１０ｂとの２つから構成される。そして、固定電極群１０ａと可動電極群２０ａとによりＮ型検出部２５ｎが構成され、固定電極群１０ｂと可動電極群２０ｂとによりＰ型検出部２５ｐが構成される。
【0038】
ここで、Ｎ型検出部２５ｎとＰ型検出部２５ｐとは、中心線６０を対称軸として平面的には線対称に設けられているが、可動体８９の重量バランスが崩れていた。詳しくは、可動電極群２０ａの可動電極２１は、可動電極群２０ｂの可動電極２２よりも薄いため、その分、可動体８９のＸマイナス方向の質量が軽くなり、左右の重量バランスが崩れていた。このため、比較例の加速度センサー９０では、加速度が加わった際、可動体８９の揺動において、ねじれや歪みが発生し、他軸感度の増加など、検出精度が低下してしまうという課題があった。
【0039】
これに対して、本実施形態の加速度センサー１００によれば、Ｎ型検出部２５ｎ，Ｐ型検出部２５ｐの対と、Ｎ型検出部２６ｎ，Ｐ型検出部２６ｐの対とを、中心線６０を対称軸として線対称に設ける構成としたことにより、左右の重量バランスが取れている。詳しくは、中心線６０を中心として左側（Ｘマイナス方向）の可動電極２１，２２の数と、右側（Ｘプラス方向）の可動電極２１，２２の数とを合せることにより、基部７における左右の重量を同一にしている。なお、左右に１対ずつの構成に限定するものではなく、左右に同数対設けられることであれば良い。すなわち、検出部は６つであってもよいし、８つであってもよい。検出部の数は好ましくは４の倍数である。また、左右対称の配置であれば良く、例えば、Ｐ型Ｎ型Ｎ型Ｐ型の並びであっても良い。
さらに、左右対称にダンパー部６５ａ，６５ｂを備えているため、可動体８の不要な振動をダンピングさせることができ、他軸感度を抑制することができる。
さらに、左右対称にダンパー部６５ａ，６５ｂを備えているため、可動体８の不要な振動をダンピングさせることができ、他軸感度を抑制することができる。
【0040】
以上、述べた通り、本実施形態の物理量センサーとしての加速度センサー１００によれば、以下の効果を得ることができる。
互いに直交する方向を第１方向、第２方向及び第３方向としたとき、第３方向としてのＺ方向での物理量を検出する加速度センサー１００であって、基体１に固定された固定部３と、固定部３に一端が接続された支持梁としての第１回転バネ４ａ、第２回転バネ４ｂと、基体１に設けられ、第１固定電極群としての固定電極群１０ａ、第２固定電極群としての固定電極群１０ｂ、第３固定電極群としての固定電極群１０ｃ、及び第４固定電極群としての固定電極群１０ｄを有する固定電極部１０と、固定電極群１０ａの固定電極１１に対向する可動電極２１を有する第１可動電極群としての可動電極群２０ａと、固定電極群１０ｂの固定電極１２に対向する可動電極２２を有する第２可動電極群としての可動電極群２０ｂと、固定電極群１０ｃの固定電極１２に対向する可動電極２２を有する第３可動電極群としての可動電極群２０ｃと、固定電極群１０ｄの固定電極１１に対向する可動電極２１を有する第４可動電極群としての可動電極群２０ｄを含む可動電極部２０と、可動電極部２０を有する可動体８と、を含み、第１方向において、可動電極群２０ａ、可動電極群２０ｂ、可動電極群２０ｃ、可動電極群２０ｄがこの順に並んで配置され、可動電極群２０ｂの各可動電極２２、及び可動電極群２０ｃの各可動電極２２の厚みは、可動電極群２０ａの各可動電極２１、及び可動電極群２０ｄの各可動電極２１の厚みと異なり、固定部３の中心からＹプラスに延びる仮想線である中心線６０を対称軸として、可動電極群２０ａの各可動電極２１は可動電極群２０ｄの各可動電極２１と線対称に配置され、可動電極群２０ｂの各可動電極２２は可動電極群２０ｃの各可動電極２２と線対称に配置される。
互いに直交する方向を第１方向、第２方向及び第３方向としたとき、第３方向としてのＺ方向での物理量を検出する加速度センサー１００であって、基体１に固定された固定部３と、固定部３に一端が接続された支持梁としての第１回転バネ４ａ、第２回転バネ４ｂと、基体１に設けられ、第１固定電極群としての固定電極群１０ａ、第２固定電極群としての固定電極群１０ｂ、第３固定電極群としての固定電極群１０ｃ、及び第４固定電極群としての固定電極群１０ｄを有する固定電極部１０と、固定電極群１０ａの固定電極１１に対向する可動電極２１を有する第１可動電極群としての可動電極群２０ａと、固定電極群１０ｂの固定電極１２に対向する可動電極２２を有する第２可動電極群としての可動電極群２０ｂと、固定電極群１０ｃの固定電極１２に対向する可動電極２２を有する第３可動電極群としての可動電極群２０ｃと、固定電極群１０ｄの固定電極１１に対向する可動電極２１を有する第４可動電極群としての可動電極群２０ｄを含む可動電極部２０と、可動電極部２０を有する可動体８と、を含み、第１方向において、可動電極群２０ａ、可動電極群２０ｂ、可動電極群２０ｃ、可動電極群２０ｄがこの順に並んで配置され、可動電極群２０ｂの各可動電極２２、及び可動電極群２０ｃの各可動電極２２の厚みは、可動電極群２０ａの各可動電極２１、及び可動電極群２０ｄの各可動電極２１の厚みと異なり、固定部３の中心からＹプラスに延びる仮想線である中心線６０を対称軸として、可動電極群２０ａの各可動電極２１は可動電極群２０ｄの各可動電極２１と線対称に配置され、可動電極群２０ｂの各可動電極２２は可動電極群２０ｃの各可動電極２２と線対称に配置される。
【0041】
これによれば、中心線６０を対称軸として、左側（Ｘマイナス方向）の可動電極２１，２２の数と、右側（Ｘプラス方向）の可動電極２１，２２の数とが同一となり、可動体８における左右の重量バランスを均一にすることができる。さらに、左側にはＮ型検出部２５ｎ，Ｐ型検出部２５ｐが配置され、右側にはＮ型検出部２６ｎ，Ｐ型検出部２６ｐが配置されるため、２つずつのＮ型、Ｐ型の検出部により、Ｚプラス／マイナス方向を区別した加速度を検出することができる。
よって、加速度センサー１００は、可動体８の重量バランスが良く検出精度が高い。
従って、他軸感度が抑制され、検出精度が高い加速度センサー１００を提供することができる。
よって、加速度センサー１００は、可動体８の重量バランスが良く検出精度が高い。
従って、他軸感度が抑制され、検出精度が高い加速度センサー１００を提供することができる。
【0042】
また、支持梁は、一端が固定部３に固定され、第１方向に延びる第１回転バネ４ａと、一端が固定部３に固定され、第１方向とは反対方向に延びる第２回転バネ４ｂとを有し、可動体８は、一端が第１回転バネ４ａの他端に接続され、第２方向に延びる第１連結部６ａと、一端が第２回転バネ４ｂの他端に接続され、第２方向に延びる第２連結部６ｂと、第１連結部６ａと第２連結部６ｂとをつなぎ、第１方向に延在する基部７とを有し、可動電極群２０ａ、可動電極群２０ｂ、可動電極群２０ｃ、及び可動電極群２０ｄは、基部７に接続される。
これによれば、固定部３と一体化した第１回転バネ４ａ、第２回転バネ４ｂを固定軸としての一辺と見做すと、固定軸と可動体８とで構造的に安定した矩形が形成されるため、可動体８が固定軸を軸として揺動する際に、安定した揺動を行うことができる。換言すれば、安定して加速度を検出することができる。
これによれば、固定部３と一体化した第１回転バネ４ａ、第２回転バネ４ｂを固定軸としての一辺と見做すと、固定軸と可動体８とで構造的に安定した矩形が形成されるため、可動体８が固定軸を軸として揺動する際に、安定した揺動を行うことができる。換言すれば、安定して加速度を検出することができる。
【0043】
また、可動体８は、左右対称に配置されたダンパー部６５ａ，６５ｂを備えている。
よって、可動体８にＺ方向以外の方向の加速度が生じた際に、可動体８のＺ方向以外の不要な変位、振動をダンピングすることができ、他軸感度を低減することができる。
従って、他軸感度が抑制され、より検出精度が高い加速度センサー１００を提供することができる。
よって、可動体８にＺ方向以外の方向の加速度が生じた際に、可動体８のＺ方向以外の不要な変位、振動をダンピングすることができ、他軸感度を低減することができる。
従って、他軸感度が抑制され、より検出精度が高い加速度センサー１００を提供することができる。
【0044】
実施形態２
＊＊＊センサー素子の異なる態様－１＊＊＊
図７は、実施形態２に係るセンサー素子の平面図であり、図１に対応している。
上記実施形態では、複数の可動電極２１，２２が基部７から交差する方向に櫛歯状に突出し、当該可動電極に対向して複数の固定電極１１，１２が設けられるものとして説明したが、この構成に限定するものではなく、両電極間に平行平板型の容量が形成され得る構成であれば良い。
例えば、本実施形態の加速度センサー１１０では、基部７の延在方向と同じ方向に延在する可動電極２１ｃ，２２ｃを有する構成を採用している。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊センサー素子の異なる態様－１＊＊＊
図７は、実施形態２に係るセンサー素子の平面図であり、図１に対応している。
上記実施形態では、複数の可動電極２１，２２が基部７から交差する方向に櫛歯状に突出し、当該可動電極に対向して複数の固定電極１１，１２が設けられるものとして説明したが、この構成に限定するものではなく、両電極間に平行平板型の容量が形成され得る構成であれば良い。
例えば、本実施形態の加速度センサー１１０では、基部７の延在方向と同じ方向に延在する可動電極２１ｃ，２２ｃを有する構成を採用している。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0045】
図７に示す本実施形態の加速度センサー１１０は、基部７において、第２連結部６ｂ側からＮ型検出部７５ｎ、Ｐ型検出部７５ｐ、Ｐ型検出部７６ｐ，Ｎ型検出部７６ｎを、この順に備えている。換言すれば、Ｎ型検出部７５ｎ，Ｐ型検出部７５ｐの対と、Ｎ型検出部７６ｎ，Ｐ型検出部７６ｐの対とを、中心線６０を対称軸として線対称に設ける構成としている。
Ｎ型検出部７５ｎは、可動電極群７０ａと、固定電極群８０ａとから構成される。
可動電極群７０ａは、基部７からＹマイナス方向に分岐する電極軸３３ａと、２本の可動電極２１ｃから構成される。２本の可動電極２１ｃは、電極軸３３ａの途中から左右に分岐しＸ方向に延在する。２本の可動電極２１ｃは間隙を持って配置されており、当該間隙の間に、固定電極群８０ａの固定電極１１ｃが配置される。
Ｎ型検出部７５ｎは、可動電極群７０ａと、固定電極群８０ａとから構成される。
可動電極群７０ａは、基部７からＹマイナス方向に分岐する電極軸３３ａと、２本の可動電極２１ｃから構成される。２本の可動電極２１ｃは、電極軸３３ａの途中から左右に分岐しＸ方向に延在する。２本の可動電極２１ｃは間隙を持って配置されており、当該間隙の間に、固定電極群８０ａの固定電極１１ｃが配置される。
【0046】
固定電極群８０ａは、基体１に設けられており、等間隔に並ぶ３本の固定電極１１ｃと、３本の固定電極１１ｃを左右でそれぞれ接続する連結部３４とから構成される。
可動電極群７０ａの２本の可動電極２１ｃと、固定電極群８０ａの３本の固定電極１１ｃとは、間隙を持って櫛歯状に配置される。なお、３本の固定電極１１ｃのうち、基部７側の２本の固定電極１１ｃは、電極軸３３ａと交差する部分で分断している。
また、固定電極群８０ａのＸ方向における両端が連結部３４により接続されているため、平面的に固定電極群８０ａの外形が矩形をなしており、可動電極群７０ａを固定電極群８０ａが囲うような構成となっている。このような構成であっても、可動電極２１ｃと固定電極１１ｃとの間に、平行平板型の容量が形成され、可動体８ｂの揺動に伴う容量変化を検出することができる。
可動電極群７０ａの２本の可動電極２１ｃと、固定電極群８０ａの３本の固定電極１１ｃとは、間隙を持って櫛歯状に配置される。なお、３本の固定電極１１ｃのうち、基部７側の２本の固定電極１１ｃは、電極軸３３ａと交差する部分で分断している。
また、固定電極群８０ａのＸ方向における両端が連結部３４により接続されているため、平面的に固定電極群８０ａの外形が矩形をなしており、可動電極群７０ａを固定電極群８０ａが囲うような構成となっている。このような構成であっても、可動電極２１ｃと固定電極１１ｃとの間に、平行平板型の容量が形成され、可動体８ｂの揺動に伴う容量変化を検出することができる。
【0047】
Ｐ型検出部７５ｐは、可動電極群７０ｂと、固定電極群８０ｂとから構成される。
可動電極群７０ｂは、基部７からＹマイナス方向に分岐する電極軸３３ｂと、２本の可動電極２２ｃから構成される。２本の可動電極２２ｃは、電極軸３３ｂの途中から左右に分岐しＸ方向に延在する。２本の可動電極２２ｃは間隙を持って配置されており、当該間隙の間に、固定電極群８０ｂの固定電極１２ｃが配置される。
可動電極群７０ｂは、基部７からＹマイナス方向に分岐する電極軸３３ｂと、２本の可動電極２２ｃから構成される。２本の可動電極２２ｃは、電極軸３３ｂの途中から左右に分岐しＸ方向に延在する。２本の可動電極２２ｃは間隙を持って配置されており、当該間隙の間に、固定電極群８０ｂの固定電極１２ｃが配置される。
【0048】
固定電極群８０ｂは、基体１に設けられており、等間隔に並ぶ３本の固定電極１２ｃと、３本の固定電極１２ｃを左右でそれぞれ接続する連結部３５とから構成される。
可動電極群７０ｂの２本の可動電極２２ｃと、固定電極群８０ｂの３本の固定電極１２ｃとは、間隙を持って櫛歯状に配置される。なお、３本の固定電極１２ｃのうち、基部７側の２本の固定電極１２ｃは、電極軸３３ｂと交差する部分で分断している。
また、固定電極群８０ｂのＸ方向における両端が連結部３５により接続されているため、平面的に固定電極群８０ｂの外形が矩形をなしており、可動電極群７０ｂを固定電極群８０ｂが囲うような構成となっている。このような構成であっても、可動電極２２ｃと固定電極１２ｃとの間に、平行平板型の容量が形成され、可動体８ｂの揺動に伴う容量変化を検出することができる。
可動電極群７０ｂの２本の可動電極２２ｃと、固定電極群８０ｂの３本の固定電極１２ｃとは、間隙を持って櫛歯状に配置される。なお、３本の固定電極１２ｃのうち、基部７側の２本の固定電極１２ｃは、電極軸３３ｂと交差する部分で分断している。
また、固定電極群８０ｂのＸ方向における両端が連結部３５により接続されているため、平面的に固定電極群８０ｂの外形が矩形をなしており、可動電極群７０ｂを固定電極群８０ｂが囲うような構成となっている。このような構成であっても、可動電極２２ｃと固定電極１２ｃとの間に、平行平板型の容量が形成され、可動体８ｂの揺動に伴う容量変化を検出することができる。
【0049】
Ｐ型検出部７６ｐは、中心線６０を対称軸としてＰ型検出部７５ｐと線対称に構成されている。Ｎ型検出部７６ｎは、中心線６０を対称軸としてＮ型検出部７５ｎと線対称に構成されている。つまり、Ｎ型検出部７５ｎ，Ｐ型検出部７５ｐの対と、Ｎ型検出部７６ｎ，Ｐ型検出部７６ｐの対とを、中心線６０を対称軸として線対称に設けた構成となっている。
【0050】
ここで、Ｎ型検出部７５ｎにおける可動電極群７０ａの可動電極２１ｃのＺ方向における厚さは、図３に示す実施形態１の可動電極群２０ａの可動電極２１の厚さと同じに設定されている。詳しくは、電極軸３３ａの厚さが、根元の基部７と同じ厚さからＹマイナス方向の途中で階段状に切り欠かれて薄くなり、可動電極２１の厚さと同じになる。そして、電極軸３３ａから分岐する２本の可動電極２１ｃも、可動電極２１の厚さと同じにしている。
他方、固定電極群８０ａの固定電極１１ｃのＺ方向における厚さは、図３に示す実施形態１の固定電極群１０ａの固定電極１１の厚さと同じに設定されている。なお、Ｎ型検出部７６ｎも同じである。
他方、固定電極群８０ａの固定電極１１ｃのＺ方向における厚さは、図３に示す実施形態１の固定電極群１０ａの固定電極１１の厚さと同じに設定されている。なお、Ｎ型検出部７６ｎも同じである。
【0051】
また、Ｐ型検出部７５ｐにおける可動電極群７０ｂの可動電極２２ｃのＺ方向における厚さは、図４に示す実施形態１の可動電極群２０ｂの可動電極２２の厚さと同じに設定されている。詳しくは、可動電極２２ｃの厚さは、基部７の厚さと同じである。
他方、固定電極群８０ｂの固定電極１２ｃのＺ方向における厚さは、図４に示す実施形態１の固定電極群１０ｂの固定電極１２の厚さと同じに設定されている。詳しくは、３本の固定電極１２ｃを含む固定電極群８０ｂの全体の厚さ（高さ）が、固定電極群８０ａよりも薄く（低く）、固定電極１２の厚さと同じに設定されている。なお、Ｐ型検出部７６ｐも同じである。
他方、固定電極群８０ｂの固定電極１２ｃのＺ方向における厚さは、図４に示す実施形態１の固定電極群１０ｂの固定電極１２の厚さと同じに設定されている。詳しくは、３本の固定電極１２ｃを含む固定電極群８０ｂの全体の厚さ（高さ）が、固定電極群８０ａよりも薄く（低く）、固定電極１２の厚さと同じに設定されている。なお、Ｐ型検出部７６ｐも同じである。
【0052】
これにより、Ｎ型検出部７５ｎ，７６ｎ、及び、Ｐ型検出部７５ｐ，７６ｐの初期状態におけるＺ方向の重なり態様は、図５と同じとなる。そして、加速度が加わった際の挙動も、図５と同じとなる。
よって、Ｎ型検出部７５ｎ，７６ｎ、及び、Ｐ型検出部７５ｐ，７６ｐにおける重なり面積の変化を、静電容量の変化として検出することにより、Ｚプラス／マイナス方向における加速度を検出することができる。
よって、Ｎ型検出部７５ｎ，７６ｎ、及び、Ｐ型検出部７５ｐ，７６ｐにおける重なり面積の変化を、静電容量の変化として検出することにより、Ｚプラス／マイナス方向における加速度を検出することができる。
【0053】
以上、述べた通り、本実施形態の物理量センサーとしての加速度センサー１１０によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
基部７において、第２連結部６ｂ側からＮ型検出部７５ｎ、Ｐ型検出部７５ｐ、Ｐ型検出部７６ｐ，Ｎ型検出部７６ｎを、この順に備えた加速度センサー１１０の構成であっても、加速度センサー１００と同様に加速度を検出することができる。
よって、加速度センサー１１０は、可動体８ｂの重量バランスが良く検出精度が高い。
従って、他軸感度が抑制され、検出精度が高い加速度センサー１１０を提供することができる。
基部７において、第２連結部６ｂ側からＮ型検出部７５ｎ、Ｐ型検出部７５ｐ、Ｐ型検出部７６ｐ，Ｎ型検出部７６ｎを、この順に備えた加速度センサー１１０の構成であっても、加速度センサー１００と同様に加速度を検出することができる。
よって、加速度センサー１１０は、可動体８ｂの重量バランスが良く検出精度が高い。
従って、他軸感度が抑制され、検出精度が高い加速度センサー１１０を提供することができる。
【0054】
実施形態３
＊＊＊センサー素子の異なる態様－２＊＊＊
図８は、実施形態３に係るセンサー素子の平面図であり、図１に対応している。
上記実施形態では、可動体８は、基部７を第１連結部６ａと第２連結部６ｂとの２本の支柱で支えるフレーム状の構成として説明したが、この構成に限定するものではなく、基部を揺動可能に支持し得る構成であれば良い。
例えば、本実施形態の加速度センサー１２０では、基部７７を１本の支持腕６６で支える構成を採用している。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊センサー素子の異なる態様－２＊＊＊
図８は、実施形態３に係るセンサー素子の平面図であり、図１に対応している。
上記実施形態では、可動体８は、基部７を第１連結部６ａと第２連結部６ｂとの２本の支柱で支えるフレーム状の構成として説明したが、この構成に限定するものではなく、基部を揺動可能に支持し得る構成であれば良い。
例えば、本実施形態の加速度センサー１２０では、基部７７を１本の支持腕６６で支える構成を採用している。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0055】
図８に示すように、本実施形態の加速度センサー１２０では、センサー素子５２を第１固定部４３ａと第２固定部４３ｂとの２つの固定部で支持している。換言すれば、固定部は、第１固定部４３ａと、第１固定部４３ａから第１方向とは反対側に離間した第２固定部４３ｂとを有する。ここで、中心線６０は、第１固定部４３ａ及び第２固定部４３ｂの中心を通りＹ軸に沿った線分である。なお、ここで固定部は２つであったが、３つ以上の固定部を有する場合、中心線６０はこれら３つ以上の固定部をあわせたものの中心を通りＹ軸に沿った線分である。
そして、支持梁は、一端が第１固定部４３ａに固定され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延びる第１支持梁としての第１回転バネ６４ａと、一端が第２固定部４３ｂに固定され、Ｘプラス方向に延びる第２支持梁としての第２回転バネ６４ｂを有する。
そして、支持梁は、一端が第１固定部４３ａに固定され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延びる第１支持梁としての第１回転バネ６４ａと、一端が第２固定部４３ｂに固定され、Ｘプラス方向に延びる第２支持梁としての第２回転バネ６４ｂを有する。
【0056】
支持腕６６は、連結部であり、中心線６０の上に設けられておりＹ方向に延在している。支持腕６６の一端は、第１回転バネ６４ａの他端と、第２回転バネ６４ｂの他端とに接続されている。
支持腕６６の他端は、基部７７の中央に接続している。基部７７は、Ｘ方向に延在する板状の部材である。また、中心線６０を基準として基部７７のＸプラス側の部分を第１基部７７ａ、Ｘマイナス側の部分を第２基部７７ｂともいう。
換言すれば、可動体８５は、一端が第１固定部４３ａの他端及び第２固定部４３ｂの他端に接続され、Ｙプラス方向に延びる連結部としての支持腕６６と、支持腕６６の他端に接続され、Ｘプラスに延在する第１基部７７ａと、支持腕６６の他端に接続され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延在する第２基部７７ｂとを有する。
支持腕６６の他端は、基部７７の中央に接続している。基部７７は、Ｘ方向に延在する板状の部材である。また、中心線６０を基準として基部７７のＸプラス側の部分を第１基部７７ａ、Ｘマイナス側の部分を第２基部７７ｂともいう。
換言すれば、可動体８５は、一端が第１固定部４３ａの他端及び第２固定部４３ｂの他端に接続され、Ｙプラス方向に延びる連結部としての支持腕６６と、支持腕６６の他端に接続され、Ｘプラスに延在する第１基部７７ａと、支持腕６６の他端に接続され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延在する第２基部７７ｂとを有する。
【0057】
そして、加速度センサー１２０は、基部７７において、Ｘマイナス側からＮ型検出部２５ｎ、Ｐ型検出部２５ｐ、Ｐ型検出部２６ｐ，Ｎ型検出部２６ｎを、この順に備えている。つまり、Ｎ型検出部２５ｎ，Ｐ型検出部２５ｐの対と、Ｎ型検出部２６ｎ，Ｐ型検出部２６ｐの対とを、中心線６０を対称軸として線対称に設ける構成としている。
換言すれば、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部７７ｂに接続されており、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部７７ａに接続される。
換言すれば、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部７７ｂに接続されており、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部７７ａに接続される。
【0058】
以上、述べた通り、本実施形態の物理量センサーとしての加速度センサー１２０によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
加速度センサー１２０によれば、固定部は、第１固定部４３ａと、第１固定部４３ａから第１方向とは反対側に離間した第２固定部４３ｂとを有し、支持梁は、一端が第１固定部４３ａに固定され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延びる第１支持梁としての第１回転バネ６４ａと、一端が第２固定部４３ｂに固定され、Ｘプラス方向に延びる第２支持梁としての第２回転バネ６４ｂとを有し、可動体８５は、一端が第１固定部４３ａの他端及び第２固定部４３ｂの他端に接続され、Ｙプラス方向に延びる連結部としての支持腕６６と、支持腕６６の他端に接続され、Ｘプラスに延在する第１基部７７ａと、支持腕６６の他端に接続され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延在する第２基部７７ｂとを有し、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部７７ｂに接続されており、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部７７ａに接続される。
加速度センサー１２０によれば、固定部は、第１固定部４３ａと、第１固定部４３ａから第１方向とは反対側に離間した第２固定部４３ｂとを有し、支持梁は、一端が第１固定部４３ａに固定され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延びる第１支持梁としての第１回転バネ６４ａと、一端が第２固定部４３ｂに固定され、Ｘプラス方向に延びる第２支持梁としての第２回転バネ６４ｂとを有し、可動体８５は、一端が第１固定部４３ａの他端及び第２固定部４３ｂの他端に接続され、Ｙプラス方向に延びる連結部としての支持腕６６と、支持腕６６の他端に接続され、Ｘプラスに延在する第１基部７７ａと、支持腕６６の他端に接続され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延在する第２基部７７ｂとを有し、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部７７ｂに接続されており、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部７７ａに接続される。
【0059】
これによれば、中心線６０を対称軸として、左側の可動電極２１，２２の数と、右側の可動電極２１，２２の数とが同一となり、可動体８における左右の重量バランスを均一にすることができる。さらに、基部７７を１本の支持腕６６で支える構成であっても、支持腕６６を２ヶ所の第１固定部４３ａ、第２固定部４３ｂで支持することにより、安定した構造とすることができる。
よって、加速度センサー１２０は、可動体８５の重量バランスが良く検出精度が高い。
従って、他軸感度が抑制され、検出精度が高い加速度センサー１２０を提供することができる。
よって、加速度センサー１２０は、可動体８５の重量バランスが良く検出精度が高い。
従って、他軸感度が抑制され、検出精度が高い加速度センサー１２０を提供することができる。
【0060】
実施形態４
＊＊＊センサー素子の異なる態様－３＊＊＊
図９は、実施形態４に係るセンサー素子の平面図であり、図１に対応している。
上記実施形態では、可動体８の基部７の片側（Ｙマイナス側）に可動電極２１，２２を設けるものとして説明したが、この構成に限定するものではなく、基部の両側に可動電極２１，２２を設ける構成であっても良い。
例えば、本実施形態の加速度センサー１３０では、第１連結部６ａから分岐する第１基部６８ａを備えており、第１基部６８ａの両側に可動電極２１，２２を設ける構成を採用している。なお、第２連結部６ｂ側にも、第１基部６８ａと左右対称な第２基部６８ｂを備えている。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊センサー素子の異なる態様－３＊＊＊
図９は、実施形態４に係るセンサー素子の平面図であり、図１に対応している。
上記実施形態では、可動体８の基部７の片側（Ｙマイナス側）に可動電極２１，２２を設けるものとして説明したが、この構成に限定するものではなく、基部の両側に可動電極２１，２２を設ける構成であっても良い。
例えば、本実施形態の加速度センサー１３０では、第１連結部６ａから分岐する第１基部６８ａを備えており、第１基部６８ａの両側に可動電極２１，２２を設ける構成を採用している。なお、第２連結部６ｂ側にも、第１基部６８ａと左右対称な第２基部６８ｂを備えている。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0061】
図９に示すように、本実施形態の加速度センサー１３０のセンサー素子５３では、第１連結部６ａからＸマイナス方向に分岐する第１基部６８ａと、第２連結部６ｂからＸプラス方向に分岐する第２基部６８ｂとを備えている。第１基部６８ａと第２基部６８ｂとは接続しておらず、中心線６０を挟んで分断している。換言すれば、可動体８ｃは、第１連結部６ａから第１方向とは反対のＸマイナス方向に延びる第１基部６８ａと、第２連結部６ｂからＸプラスに延びる第２基部６８ｂとを有する。
第１基部６８ａの他端と、第２連結部６ｂの他端との間は、連結梁１７で接続されている。連結梁１７は、図１の基部７に対応する梁であり、矩形状の可動体８ｃの外形辺を構成する。
第１基部６８ａの他端と、第２連結部６ｂの他端との間は、連結梁１７で接続されている。連結梁１７は、図１の基部７に対応する梁であり、矩形状の可動体８ｃの外形辺を構成する。
【0062】
第２基部６８ｂのＹマイナス側の辺には、第２連結部６ｂ側からＮ型検出部２５ｎと、Ｐ型検出部２５ｐとをこの順に備えている。そして、Ｙプラス側の辺にも、第２連結部６ｂ側からＮ型検出部２５ｎと、Ｐ型検出部２５ｐとをこの順に備えている。つまり、第２基部６８ｂのＹ方向における両側に、２つのＮ型検出部２５ｎと、２つのＰ型検出部２５ｐとからなる４つの検出部を備えている。
第１基部６８ａのＹマイナス側の辺には、中心線６０側からＰ型検出部２６ｐと、Ｎ型検出部２６ｎとを、この順に備えている。そして、Ｙプラス側の辺にも、中心線６０側からＰ型検出部２６ｐと、Ｎ型検出部２６ｎとを、この順に備えている。つまり、第１基部６８ａのＹ方向における両側に、２つのＰ型検出部２６ｐと、２つのＮ型検出部２６ｎとからなる４つの検出部を備えている。
第１基部６８ａのＹマイナス側の辺には、中心線６０側からＰ型検出部２６ｐと、Ｎ型検出部２６ｎとを、この順に備えている。そして、Ｙプラス側の辺にも、中心線６０側からＰ型検出部２６ｐと、Ｎ型検出部２６ｎとを、この順に備えている。つまり、第１基部６８ａのＹ方向における両側に、２つのＰ型検出部２６ｐと、２つのＮ型検出部２６ｎとからなる４つの検出部を備えている。
【0063】
このように、４つの検出部を含む第１基部６８ａと、４つの検出部を含む第２基部６８ｂとは、中心線６０を対称軸として線対称に設けられている。なお、第１基部６８ａ、第２基部６８ｂの両側に検出部を設けることに限定するものではなく、左右対称な構成となっていれば良く、いずれかの側のみに検出部を設けることであっても良い。
換言すれば、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部６８ｂに接続され、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部６８ａに接続される。
換言すれば、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部６８ｂに接続され、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部６８ａに接続される。
【0064】
以上、述べた通り、本実施形態の物理量センサーとしての加速度センサー１３０によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
加速度センサー１３０によれば、支持梁は、一端が固定部３に固定され、第１方向に延びる第１回転バネ４ａと、一端が固定部３に固定され、第１方向とは反対方向に延びる第２回転バネ４ｂとを有し、可動体８ｃは、一端が第１回転バネ４ａの他端に接続され、第２方向に延びる第１連結部６ａと、一端が第２回転バネ４ｂの他端に接続され、第２方向に延びる第２連結部６ｂと、第１連結部６ａから第１方向とは反対のＸマイナス方向に延びる第１基部６８ａと、第２連結部６ｂからＸプラスに延びる第２基部６８ｂとを有し、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部６８ｂに接続され、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部６８ａに接続される。
加速度センサー１３０によれば、支持梁は、一端が固定部３に固定され、第１方向に延びる第１回転バネ４ａと、一端が固定部３に固定され、第１方向とは反対方向に延びる第２回転バネ４ｂとを有し、可動体８ｃは、一端が第１回転バネ４ａの他端に接続され、第２方向に延びる第１連結部６ａと、一端が第２回転バネ４ｂの他端に接続され、第２方向に延びる第２連結部６ｂと、第１連結部６ａから第１方向とは反対のＸマイナス方向に延びる第１基部６８ａと、第２連結部６ｂからＸプラスに延びる第２基部６８ｂとを有し、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部６８ｂに接続され、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部６８ａに接続される。
【0065】
これによれば、４つの検出部を含む第１基部６８ａと、４つの検出部を含む第２基部６８ｂとが、中心線６０を対称軸として対称に設けられているため、可動体８ｃにおける左右の重量バランスを均一にすることができる。さらに、第１基部６８ａ、第２基部６８ｂにそれぞれ４つの検出部が設けられており、計８つの検出部を備えているため、加速度の検出感度がより高くなる。
よって、加速度センサー１３０は、可動体８ｃの重量バランスが良く検出精度が高い。
従って、他軸感度が抑制され、検出精度が高い加速度センサー１３０を提供することができる。
よって、加速度センサー１３０は、可動体８ｃの重量バランスが良く検出精度が高い。
従って、他軸感度が抑制され、検出精度が高い加速度センサー１３０を提供することができる。
【0066】
実施形態５
＊＊＊センサー素子の異なる態様－４＊＊＊
図１０は、実施形態５に係るセンサー素子の平面図であり、図１、図９に対応している。
上記実施形態４で説明した第１基部６８ａ、第２基部６８ｂの両側に検出部を設ける構成は、１本の支持腕で可動部を支える構造にも適用することができる。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊センサー素子の異なる態様－４＊＊＊
図１０は、実施形態５に係るセンサー素子の平面図であり、図１、図９に対応している。
上記実施形態４で説明した第１基部６８ａ、第２基部６８ｂの両側に検出部を設ける構成は、１本の支持腕で可動部を支える構造にも適用することができる。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0067】
図１０に示すように、本実施形態の加速度センサー１４０では、図８の構成と同様に、１本の支持腕６６で可動体８６を支える構成を採用している。
加速度センサー１４０では、センサー素子５４を第１固定部４３ａと第２固定部４３ｂとの２つの固定部で支持している。換言すれば、固定部は、第１固定部４３ａと、第１固定部４３ａから第１方向とは反対側に離間した第２固定部４３ｂとを有する。
そして、支持梁は、一端が第１固定部４３ａに固定され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延びる第１支持梁としての第１回転バネ６４ａと、一端が第２固定部４３ｂに固定され、Ｘプラス方向に延びる第２支持梁としての第２回転バネ６４ｂを有する。
加速度センサー１４０では、センサー素子５４を第１固定部４３ａと第２固定部４３ｂとの２つの固定部で支持している。換言すれば、固定部は、第１固定部４３ａと、第１固定部４３ａから第１方向とは反対側に離間した第２固定部４３ｂとを有する。
そして、支持梁は、一端が第１固定部４３ａに固定され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延びる第１支持梁としての第１回転バネ６４ａと、一端が第２固定部４３ｂに固定され、Ｘプラス方向に延びる第２支持梁としての第２回転バネ６４ｂを有する。
【0068】
支持腕６６は、連結部であり、中心線６０の上に設けられておりＹ方向に延在している。支持腕６６の一端は、第１回転バネ６４ａの他端と、第２回転バネ６４ｂの他端とに接続されている。
支持腕６６の他端は、重り梁７８の中央に接続している。重り梁７８は、可動体８６の慣性モーメントを大きくするための重り部材であり、Ｘ方向に延在する板状の部材である。支持腕６６には、支持腕６６からＸプラス方向に分岐する第１基部６９ａと、Ｘマイナス方向に分岐する第２基部６９ｂとが設けられている。第１基部６９ａと第２基部６９ｂとは、中心線６０を対称軸として対称に設けられている。換言すれば、可動体８６は、支持腕６６に接続され、Ｘプラス方向に延在する第１基部６９ａと、支持腕６６に接続され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延在する第２基部６９ｂとを有する。
支持腕６６の他端は、重り梁７８の中央に接続している。重り梁７８は、可動体８６の慣性モーメントを大きくするための重り部材であり、Ｘ方向に延在する板状の部材である。支持腕６６には、支持腕６６からＸプラス方向に分岐する第１基部６９ａと、Ｘマイナス方向に分岐する第２基部６９ｂとが設けられている。第１基部６９ａと第２基部６９ｂとは、中心線６０を対称軸として対称に設けられている。換言すれば、可動体８６は、支持腕６６に接続され、Ｘプラス方向に延在する第１基部６９ａと、支持腕６６に接続され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延在する第２基部６９ｂとを有する。
【0069】
第２基部６９ｂのＹマイナス側の辺には、Ｘマイナス側からＮ型検出部２５ｎと、Ｐ型検出部２５ｐとをこの順に備えている。そして、Ｙプラス側の辺にも、Ｘマイナス側からＮ型検出部２５ｎと、Ｐ型検出部２５ｐとをこの順に備えている。つまり、第２基部６９ｂのＹ方向における両側に、２つのＮ型検出部２５ｎと、２つのＰ型検出部２５ｐとからなる４つの検出部を備えている。
第１基部６９ａのＹマイナス側の辺には、支持腕６６側からＰ型検出部２６ｐと、Ｎ型検出部２６ｎとを、この順に備えている。そして、Ｙプラス側の辺にも、支持腕６６側からＰ型検出部２６ｐと、Ｎ型検出部２６ｎとを、この順に備えている。つまり、第１基部６９ａのＹ方向における両側に、２つのＰ型検出部２６ｐと、２つのＮ型検出部２６ｎとからなる４つの検出部を備えている。
第１基部６９ａのＹマイナス側の辺には、支持腕６６側からＰ型検出部２６ｐと、Ｎ型検出部２６ｎとを、この順に備えている。そして、Ｙプラス側の辺にも、支持腕６６側からＰ型検出部２６ｐと、Ｎ型検出部２６ｎとを、この順に備えている。つまり、第１基部６９ａのＹ方向における両側に、２つのＰ型検出部２６ｐと、２つのＮ型検出部２６ｎとからなる４つの検出部を備えている。
【0070】
このように、４つの検出部を含む第１基部６９ａと、４つの検出部を含む第２基部６９ｂとは、中心線６０を対称軸として線対称に設けられている。なお、第１基部６９ａ、第２基部６９ｂの両側に検出部を設けることに限定するものではなく、左右対称な構成となっていれば良く、いずれかの側のみに検出部を設けることであっても良い。
換言すれば、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部６９ｂに接続され、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部６９ａに接続される。
換言すれば、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部６９ｂに接続され、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部６９ａに接続される。
【0071】
以上、述べた通り、本実施形態の物理量センサーとしての加速度センサー１４０によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
加速度センサー１４０によれば、固定部は、第１固定部４３ａと、第１固定部４３ａから第１方向とは反対側に離間した第２固定部４３ｂとを有し、支持梁は、一端が第１固定部４３ａに固定され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延びる第１支持梁としての第１回転バネ６４ａと、一端が第２固定部４３ｂに固定され、Ｘプラス方向に延びる第２支持梁としての第２回転バネ６４ｂとを有し、可動体８６は、一端が第１固定部４３ａの他端及び第２固定部４３ｂの他端に接続され、Ｙプラス方向に延びる連結部としての支持腕６６と、支持腕６６に接続され、Ｘプラス方向に延在する第１基部６９ａと、支持腕６６に接続され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延在する第２基部６９ｂとを有し、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部６９ｂに接続され、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部６９ａに接続される。
加速度センサー１４０によれば、固定部は、第１固定部４３ａと、第１固定部４３ａから第１方向とは反対側に離間した第２固定部４３ｂとを有し、支持梁は、一端が第１固定部４３ａに固定され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延びる第１支持梁としての第１回転バネ６４ａと、一端が第２固定部４３ｂに固定され、Ｘプラス方向に延びる第２支持梁としての第２回転バネ６４ｂとを有し、可動体８６は、一端が第１固定部４３ａの他端及び第２固定部４３ｂの他端に接続され、Ｙプラス方向に延びる連結部としての支持腕６６と、支持腕６６に接続され、Ｘプラス方向に延在する第１基部６９ａと、支持腕６６に接続され、第１方向とは反対側のＸマイナス方向に延在する第２基部６９ｂとを有し、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部６９ｂに接続され、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部６９ａに接続される。
【0072】
これによれば、４つの検出部を含む第１基部６９ａと、４つの検出部を含む第２基部６９ｂとが、中心線６０を対称軸として対称に設けられているため、可動体８６における左右の重量バランスを均一にすることができる。さらに、第１基部６９ａ、第２基部６９ｂにそれぞれ４つの検出部が設けられており、計８つの検出部を備えているため、加速度の検出感度がより高くなる。
よって、加速度センサー１４０は、可動体８６の重量バランスが良く検出精度が高い。
従って、他軸感度が抑制され、検出精度が高い加速度センサー１４０を提供することができる。
よって、加速度センサー１４０は、可動体８６の重量バランスが良く検出精度が高い。
従って、他軸感度が抑制され、検出精度が高い加速度センサー１４０を提供することができる。
【0073】
実施形態６
＊＊＊可動電極、固定電極の厚さの変形例＊＊＊
図１１は、実施形態６に係る加速度の検出原理の説明図であり、図５に対応している。
上記実施形態では、初期状態において、Ｎ型検出部２５ｎの固定電極１１および可動電極２１のＺマイナス側における端部の位置、及び、Ｐ型検出部２５ｐの固定電極１２および可動電極２２のＺマイナス側における端部の位置は、ともに一致しているものとして説明したが、この構成に限定するものではなく、一致していなくても良い。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊可動電極、固定電極の厚さの変形例＊＊＊
図１１は、実施形態６に係る加速度の検出原理の説明図であり、図５に対応している。
上記実施形態では、初期状態において、Ｎ型検出部２５ｎの固定電極１１および可動電極２１のＺマイナス側における端部の位置、及び、Ｐ型検出部２５ｐの固定電極１２および可動電極２２のＺマイナス側における端部の位置は、ともに一致しているものとして説明したが、この構成に限定するものではなく、一致していなくても良い。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0074】
本実施形態では、初期状態において、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極２１のＺマイナス側における端部の位置が、固定電極１１の端部の位置よりも寸法ｄ分だけ突出している。
そして、Ｐ型検出部２５ｐでは、固定電極１２のＺマイナス側における端部の位置が、可動電極２２の端部の位置よりも寸法ｄ分だけ突出している。つまり、図５の初期状態に比べて、可動電極２１及び固定電極１２の位置が、寸法ｄ分だけＺマイナス方向にシフトしている。これ以外の構成は、実施形態１での説明と同様である。
そして、Ｐ型検出部２５ｐでは、固定電極１２のＺマイナス側における端部の位置が、可動電極２２の端部の位置よりも寸法ｄ分だけ突出している。つまり、図５の初期状態に比べて、可動電極２１及び固定電極１２の位置が、寸法ｄ分だけＺマイナス方向にシフトしている。これ以外の構成は、実施形態１での説明と同様である。
【0075】
Ｚプラス方向の加速度が生じた場合、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極２１、および、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極２２は、それぞれ、加速度に伴う慣性力を受けてＺマイナス側に変位する。この際、Ｎ型検出部２５ｎにおける固定電極１１と可動電極２１との重なり面積は、可動電極２１がＺマイナス方向に変位することにより、初期面積よりも小さくなる。つまり、静電容量が減少する。
他方、Ｐ型検出部２５ｐにおける固定電極１２と可動電極２２との重なり面積は、可動電極２２がＺマイナス方向に変位することにより、初期面積よりも大きくなる。つまり、静電容量が増加する。ここで、図５の構成では、Ｐ型検出部では重なり面積の変化は生じなかったが、本実施形態の構成によれば、Ｐ型検出部においても加速度の検出が可能となる。換言すれば、Ｎ型検出部に加えて、Ｐ型検出部でも検出できるため、より高精度の検出を行うことができる。
他方、Ｐ型検出部２５ｐにおける固定電極１２と可動電極２２との重なり面積は、可動電極２２がＺマイナス方向に変位することにより、初期面積よりも大きくなる。つまり、静電容量が増加する。ここで、図５の構成では、Ｐ型検出部では重なり面積の変化は生じなかったが、本実施形態の構成によれば、Ｐ型検出部においても加速度の検出が可能となる。換言すれば、Ｎ型検出部に加えて、Ｐ型検出部でも検出できるため、より高精度の検出を行うことができる。
【0076】
次に、Ｚマイナス方向の加速度が生じた場合、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極２１、および、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極２２は、それぞれ、加速度に伴う慣性力を受けてＺプラス側に変位する。この際、Ｎ型検出部２５ｎにおける固定電極１１と可動電極２１との重なり面積は、可動電極２１がＺプラス方向に変位することにより、初期面積よりも大きくなる。つまり、静電容量が増加する。ここで、図５の構成では、Ｎ型検出部では重なり面積の変化は生じなかったが、本実施形態の構成によれば、Ｎ型検出部においても加速度の検出が可能となる。換言すれば、Ｐ型検出部に加えて、Ｎ型検出部でも検出できるため、より高精度の検出を行うことができる。
他方、Ｐ型検出部２５ｐにおける固定電極１２と可動電極２２との重なり面積は、可動電極２２がＺプラス方向に変位することにより、初期面積よりも小さくなる。
他方、Ｐ型検出部２５ｐにおける固定電極１２と可動電極２２との重なり面積は、可動電極２２がＺプラス方向に変位することにより、初期面積よりも小さくなる。
【0077】
このように、本実施形態の構成によれば、Ｚプラス方向に加速度が生じた場合は、Ｎ型検出部２５ｎでは重なり面積が減少し、Ｐ型検出部２５ｐでは重なり面積が増加する。そして、Ｚマイナス方向の加速度が生じた場合は、Ｎ型検出部２５ｎでは重なり面積が増加し、Ｐ型検出部２５ｐでは重なり面積が減少する。
これにより、Ｚプラス／マイナス方向のいずれの加速度が加わった場合でも、Ｐ型検出部およびＮ型検出部による両極の検出部により加速度を検出することが可能となり、より高精度の検出を行うことができる。
なお、上記では、図１１の構成を加速度センサー１００に適用した場合について説明したが、他の実施形態の加速度センサー１１０，１２０，１３０，１４０にも適用可能であり、同様の作用効果を得ることができる。
これにより、Ｚプラス／マイナス方向のいずれの加速度が加わった場合でも、Ｐ型検出部およびＮ型検出部による両極の検出部により加速度を検出することが可能となり、より高精度の検出を行うことができる。
なお、上記では、図１１の構成を加速度センサー１００に適用した場合について説明したが、他の実施形態の加速度センサー１１０，１２０，１３０，１４０にも適用可能であり、同様の作用効果を得ることができる。
【0078】
実施形態７
＊＊＊慣性計測装置＊＊＊
図１２は、実施形態７に係る慣性計測装置の分解斜視図である。図１３は、回路基板の斜視図である。次に、本実施形態の慣性計測装置２００の一例について図１２、図１３を用いて説明する。
＊＊＊慣性計測装置＊＊＊
図１２は、実施形態７に係る慣性計測装置の分解斜視図である。図１３は、回路基板の斜視図である。次に、本実施形態の慣性計測装置２００の一例について図１２、図１３を用いて説明する。
【0079】
図１２に示す、慣性計測装置２００は、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）であり、自動車や、ロボットなどの運動体の姿勢や挙動などの慣性運動量を検出する装置である。なお、被装着体は自動車などの運動体に限らず、例えば、橋梁や、高架軌道などの建造物であっても良い。建造物に取付ける場合は、建造物の健全度をチェックする構造ヘルスモニタリングシステムとして用いられる。
慣性計測装置２００は、３軸に沿った方向の加速度を検出する加速度センサーと、３軸回りの角速度を検出する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である。
慣性計測装置２００は、３軸に沿った方向の加速度を検出する加速度センサーと、３軸回りの角速度を検出する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である。
【0080】
慣性計測装置２００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、ネジ穴２１１が形成されている。この２ヶ所のネジ穴２１１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２００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。
【0081】
慣性計測装置２００は、アウターケース２１０と、接合部材２２０と、センサーモジュール２３０を有し、アウターケース２１０の内部に、接合部材２２０を介在させて、センサーモジュール２３０を挿入した構成となっている。センサーモジュール２３０は、インナーケース２３１と回路基板２３２を有している。インナーケース２３１には、回路基板２３２との接触を防止するための凹部２３１ａや、後述するコネクター２３３を露出させるための開口２３１ｂが設けられている。そしてインナーケース２３１の下面には、接着剤を介して回路基板２３２が接合されている。
【0082】
図１３に示すように、回路基板２３２の上面には、コネクター２３３、Ｚ軸回りの角速度を検出する角速度センサー２３４ｚ、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向の加速度を検出する加速度センサーユニット２３５などが実装されている。
また、回路基板２３２の側面には、Ｘ軸回りの角速度を検出する角速度センサー２３４ｘ及びＹ軸回りの角速度を検出する角速度センサー２３４ｙが実装されている。
また、回路基板２３２の側面には、Ｘ軸回りの角速度を検出する角速度センサー２３４ｘ及びＹ軸回りの角速度を検出する角速度センサー２３４ｙが実装されている。
【0083】
加速度センサーユニット２３５は、前述したＺ軸方向の加速度を測定するための加速度センサー１００を少なくとも含み、必要に応じて、一軸方向の加速度を検出したり、二軸方向や三軸方向の加速度を検出したりすることができる。なお、加速度センサー１００に換えて、加速度センサー１１０，１２０，１３０，１４０を用いても良い。
角速度センサー２３４ｘ，２３４ｙ，２３４ｚとしては、特に限定されないが、例えばコリオリの力を利用した振動ジャイロセンサーを用いることができる。
角速度センサー２３４ｘ，２３４ｙ，２３４ｚとしては、特に限定されないが、例えばコリオリの力を利用した振動ジャイロセンサーを用いることができる。
【0084】
回路基板２３２の下面には、制御部としての制御ＩＣ２３６が実装されている。
制御ＩＣ２３６は、例えば、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２００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、加速度センサー１００の検出機能の検査方法を規定した検査プログラム、付随するデータなどが記憶されている。また、回路基板２３２には、その他にも複数の電子部品が実装されている。換言すれば、慣性計測装置２００は、物理量センサーとしての加速度センサー１００と、加速度センサー１００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しての制御ＩＣ２３６を含んで構成される。
制御ＩＣ２３６は、例えば、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２００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、加速度センサー１００の検出機能の検査方法を規定した検査プログラム、付随するデータなどが記憶されている。また、回路基板２３２には、その他にも複数の電子部品が実装されている。換言すれば、慣性計測装置２００は、物理量センサーとしての加速度センサー１００と、加速度センサー１００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しての制御ＩＣ２３６を含んで構成される。
【0085】
また、慣性計測装置２００は、図１２、図１３の構成に限定するものではなく、例えば、角速度センサー２３４ｘ，２３４ｙ，２３４ｚを設けずに、物理量センサーとして加速度センサー１００だけを設ける構成としても良い。この場合、例えば、加速度センサー１００と制御ＩＣ２３６とを１つの実装パッケージとして構成することにより、慣性計測装置２００を１チップの実装部品として提供することができる。
【0086】
以上、述べた通り、本実施形態の慣性計測装置２００によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
慣性計測装置２００は、物理量センサーとしての加速度センサー１００と、加速度センサー１００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しての制御ＩＣ２３６を含んで構成される。
慣性計測装置２００は、物理量センサーとしての加速度センサー１００と、加速度センサー１００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しての制御ＩＣ２３６を含んで構成される。
【0087】
これによれば、慣性計測装置２００は、他軸感度が抑制され、検出精度が高い加速度センサー１００を備えている。従って、検出精度が高く、信頼性に優れた慣性計測装置２００を提供することができる。
【符号の説明】
【0088】
１…基体、１ｂ…凹部、１ｃ…張出し部、２…埋込絶縁層、３…固定部、４ａ…第１回転バネ、４ｂ…第２回転バネ、５…蓋体、５ｂ…凹部、６ａ…第１連結部、６ｂ…第２連結部、７…基部、８，８ｂ，８ｃ…可動体、９ａ～９ｄ…台座部、１０…固定電極部、１０ａ～１０ｄ…固定電極群、１１，１１ｃ…固定電極、１２，１２ｃ…固定電極、１３…ガラスフリット、１４…マウント部、１７…連結梁、１９…固定電極部、２０…可動電極部、２０ａ～２０ｄ…可動電極群、２１，２１ｃ…可動電極、２２，２２ｃ…可動電極、２５ｎ…Ｎ型検出部、２５ｐ…Ｐ型検出部、２６ｎ…Ｎ型検出部、２６ｐ…Ｐ型検出部、２９…可動電極部、３０ａ…ダンパー可動部、３０ｂ…ダンパー可動部、３１ａ，３１ｂ…第１バー、３２…第２バー、３３ａ，３３ｂ…電極軸、３４，３５…連結部、４１，４２，４４…接続パッド、４３ａ…第１固定部、４３ｂ…第２固定部、４５ａ，４５ｂ…ダンパー固定部、４６…第３バー、４７…連結部、５０，５２，５３，５４…センサー素子、６０…中心線、６１…揺動軸、６４ａ…第１回転バネ、６４ｂ…第２回転バネ、６５ａ，６５ｂ…ダンパー部、６６…支持腕、６８ａ…第１基部、６８ｂ…第２基部、６９ａ…第１基部、６９ｂ…第２基部、７０ａ，７０ｂ…可動電極群、７１，７２，７４…配線、７５ｎ…Ｎ型検出部、７５ｐ…Ｐ型検出部、７６ｎ…Ｎ型検出部、７６ｐ…Ｐ型検出部、７７…基部、７７ａ…第１基部、７７ｂ…第２基部、７８…重り梁、８０ａ，８０ｂ…固定電極群、８５，８６，８９…可動体、９０…比較例の加速度センサー、１００，１１０，１２０，１３０，１４０…加速度センサー、２００…慣性計測装置、２１０…アウターケース、２１１…ネジ穴、２２０…接合部材、２３０…センサーモジュール、２３１…インナーケース、２３１ａ…凹部、２３１ｂ…開口、２３２…回路基板、２３３…コネクター、２３４ｘ…角速度センサー、２３４ｙ…角速度センサー、２３４ｚ…角速度センサー、２３５…加速度センサーユニット、２３６…制御ＩＣ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【手続補正書】
【提出日】2023-07-04
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに直交する方向を第１方向、第２方向及び第３方向としたとき、
基体に固定されている固定部と、
前記固定部に一端が接続されている支持梁と、
前記基体に設けられている固定電極部と、
可動体と、
を含み、
前記固定電極部は、
第１固定電極群と、
第２固定電極群と、
第３固定電極群と、
第４固定電極群と、
を含み、
前記可動体は、可動電極部を含み、
前記可動電極部は、
前記第１固定電極群の第１固定電極に対向している第１可動電極を含む第１可動電極群と、
前記第２固定電極群の第２固定電極に対向している第２可動電極を含む第２可動電極群と、
前記第３固定電極群の第３固定電極に対向している第３可動電極を含む第３可動電極群と、
前記第４固定電極群の第４固定電極に対向している第４可動電極を含む第４可動電極群と、
を含み、
前記第１可動電極群、前記第２可動電極群、前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記第１方向に沿って、順に配置され、
前記第３方向において、
前記第２可動電極の厚み及び前記第３可動電極の厚みは、
前記第１可動電極の厚み及び前記第４可動電極の厚みと異なり、
前記固定部の中心から前記第２方向に延びる仮想線を対称軸としたとき、
前記第１可動電極は、前記第４可動電極と線対称に配置され、
前記第２可動電極は、前記第３可動電極と線対称に配置されている、
物理量センサー。
基体に固定されている固定部と、
前記固定部に一端が接続されている支持梁と、
前記基体に設けられている固定電極部と、
可動体と、
を含み、
前記固定電極部は、
第１固定電極群と、
第２固定電極群と、
第３固定電極群と、
第４固定電極群と、
を含み、
前記可動体は、可動電極部を含み、
前記可動電極部は、
前記第１固定電極群の第１固定電極に対向している第１可動電極を含む第１可動電極群と、
前記第２固定電極群の第２固定電極に対向している第２可動電極を含む第２可動電極群と、
前記第３固定電極群の第３固定電極に対向している第３可動電極を含む第３可動電極群と、
前記第４固定電極群の第４固定電極に対向している第４可動電極を含む第４可動電極群と、
を含み、
前記第１可動電極群、前記第２可動電極群、前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記第１方向に沿って、順に配置され、
前記第３方向において、
前記第２可動電極の厚み及び前記第３可動電極の厚みは、
前記第１可動電極の厚み及び前記第４可動電極の厚みと異なり、
前記固定部の中心から前記第２方向に延びる仮想線を対称軸としたとき、
前記第１可動電極は、前記第４可動電極と線対称に配置され、
前記第２可動電極は、前記第３可動電極と線対称に配置されている、
物理量センサー。
【請求項2】
前記支持梁は、
一端が前記固定部に固定され、前記第１方向に延びている第１支持梁と、
一端が前記固定部に固定され、前記第１方向とは反対方向に延びている第２支持梁と、
を含み、
前記可動体は、
一端側が前記第１支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びている第１連結部と、
一端側が前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びている第２連結部と、
前記第１連結部と前記第２連結部とをつなぎ、前記第１方向に延在している基部と、
を含み、
前記第１可動電極群、前記第２可動電極群、前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記基部に接続されている、
請求項１に記載の物理量センサー。
一端が前記固定部に固定され、前記第１方向に延びている第１支持梁と、
一端が前記固定部に固定され、前記第１方向とは反対方向に延びている第２支持梁と、
を含み、
前記可動体は、
一端側が前記第１支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びている第１連結部と、
一端側が前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びている第２連結部と、
前記第１連結部と前記第２連結部とをつなぎ、前記第１方向に延在している基部と、
を含み、
前記第１可動電極群、前記第２可動電極群、前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記基部に接続されている、
請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項3】
前記固定部は、
第１固定部と、
前記第１固定部から前記第１方向とは反対側の方向に離間して配置されている第２固定部と、
を含み、
前記支持梁は、
一端が前記第１固定部に固定され、前記第１方向とは反対方向に延びている第１支持梁と、
一端が前記第２固定部に固定され、前記第１方向に延びている第２支持梁と、
を含み、
前記可動体は、
一端側が前記第１支持梁の他端及び前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びている連結部と、
前記連結部の他端側に接続され、前記第１方向に延びている第１基部と、
前記連結部の他端側に接続され、前記第１方向とは反対方向に延びている第２基部と、
を含み、
前記第１可動電極群、及び前記第２可動電極群は、前記第２基部に接続され、
前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記第１基部に接続されている、
請求項１に記載の物理量センサー。
第１固定部と、
前記第１固定部から前記第１方向とは反対側の方向に離間して配置されている第２固定部と、
を含み、
前記支持梁は、
一端が前記第１固定部に固定され、前記第１方向とは反対方向に延びている第１支持梁と、
一端が前記第２固定部に固定され、前記第１方向に延びている第２支持梁と、
を含み、
前記可動体は、
一端側が前記第１支持梁の他端及び前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びている連結部と、
前記連結部の他端側に接続され、前記第１方向に延びている第１基部と、
前記連結部の他端側に接続され、前記第１方向とは反対方向に延びている第２基部と、
を含み、
前記第１可動電極群、及び前記第２可動電極群は、前記第２基部に接続され、
前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記第１基部に接続されている、
請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項4】
前記支持梁は、
一端が前記固定部に固定され、前記第１方向に延びている第１支持梁と、
一端が前記固定部に固定され、前記第１方向とは反対方向に延びている第２支持梁と、
を含み、
前記可動体は、
一端側が前記第１支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びている第１連結部と、
一端側が前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びている第２連結部と、
前記第１連結部から前記第１方向とは反対方向に延びている第１基部と、
前記第２連結部から前記第１方向に延びている第２基部と、
を含み、
前記第１可動電極群、及び前記第２可動電極群は前記第２基部に接続され、
前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は前記第１基部に接続されている、
請求項１に記載の物理量センサー。
一端が前記固定部に固定され、前記第１方向に延びている第１支持梁と、
一端が前記固定部に固定され、前記第１方向とは反対方向に延びている第２支持梁と、
を含み、
前記可動体は、
一端側が前記第１支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びている第１連結部と、
一端側が前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びている第２連結部と、
前記第１連結部から前記第１方向とは反対方向に延びている第１基部と、
前記第２連結部から前記第１方向に延びている第２基部と、
を含み、
前記第１可動電極群、及び前記第２可動電極群は前記第２基部に接続され、
前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は前記第１基部に接続されている、
請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項5】
前記固定部は、
第１固定部と、
前記第１固定部から前記第１方向とは反対方向に離間して配置されている第２固定部と、
を含み、
前記支持梁は、
一端が前記第１固定部に固定され、前記第１方向とは反対方向に延びている第１支持梁と、
一端が前記第２固定部に固定され、前記第１方向に延びている第２支持梁と、
を含み、
前記可動体は、
一端側が前記第１支持梁の他端及び前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びている連結部と、
前記連結部に接続され、前記第１方向に延びている第１基部と、
前記連結部に接続され、前記第１方向とは反対方向に延びている第２基部と、
を含み、
前記第１可動電極群、及び前記第２可動電極群は、前記第２基部に接続され、
前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記第１基部に接続されている、
請求項１に記載の物理量センサー。
第１固定部と、
前記第１固定部から前記第１方向とは反対方向に離間して配置されている第２固定部と、
を含み、
前記支持梁は、
一端が前記第１固定部に固定され、前記第１方向とは反対方向に延びている第１支持梁と、
一端が前記第２固定部に固定され、前記第１方向に延びている第２支持梁と、
を含み、
前記可動体は、
一端側が前記第１支持梁の他端及び前記第２支持梁の他端に接続され、前記第２方向に延びている連結部と、
前記連結部に接続され、前記第１方向に延びている第１基部と、
前記連結部に接続され、前記第１方向とは反対方向に延びている第２基部と、
を含み、
前記第１可動電極群、及び前記第２可動電極群は、前記第２基部に接続され、
前記第３可動電極群、及び前記第４可動電極群は、前記第１基部に接続されている、
請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項6】
請求項１乃至５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、
慣性計測装置。
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、
慣性計測装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
可動体８は、第１回転バネ４ａの他端からＹ軸のプラス方向に延在する第１連結部６ａと、第２回転バネ４ｂの他端からＹ軸のプラス方向に延在する第２連結部６ｂと、第１連結部６ａと第２連結部６ｂとを接続する梁である基部７とを有する。なお、好適例において、可動体８は、先端の基部７の質量が大きくなるように構成される。換言すれば、第１連結部６ａ、第２連結部６ｂよりも基部７の質量が大きくなるように構成される。これは、揺動軸６１を中心とする慣性モーメントを大きくするためである。換言すれば、可動体８は、一端が第１回転バネ４ａの他端に接続され、第２方向（Ｙ軸のプラス方向）に延びる第１連結部６ａと、一端が第２回転バネ４ｂの他端に接続され、第２方向に延びる第２連結部６ｂと、第１連結部６ａと第２連結部６ｂとをつなぎ、第１方向（Ｘ軸のプラス方向）に延在する基部７とを有する。
このような構成により、センサー素子５０は、揺動軸６１を軸として可動体８が揺動する、いわゆる片側シーソー構造の加速度センサーとして構成される。
このような構成により、センサー素子５０は、揺動軸６１を軸として可動体８が揺動する、いわゆる片側シーソー構造の加速度センサーとして構成される。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0023】
図４は、電極群の立体的形状を示す斜視図であり、固定電極群１０ｂ、可動電極群２０ｂにおける斜視図である。
図４に示すように、固定電極１２は、Ｙ軸方向における厚みが一部で凹んでいる。具体的には、固定電極１２は、Ｙ方向において、範囲ｂにより示される部分の厚みが薄くなっている。換言すれば、固定電極１２は、根元の台座部９ｂと同じ厚さからＹ軸のプラス方向の途中で階段状に切り欠かれて薄くなっている。これにより、３本の固定電極１２共に、可動電極群２０ｂの可動電極２２と対向する部分においては、Ｚ軸のプラス側における厚みが薄くなっている。
ここで、固定電極群１０ｂと、可動電極群２０ｂとからなる検出部をＰ型検出部２５ｐという。Ｐ型検出部２５ｐでは、対向配置された固定電極１２と可動電極２２とにより平行平板型の容量が形成される。当該容量は、加速度による可動電極２２の変位に伴い、固定電極１２との間における重なり面積の変化に応じて変化する。
同様に、固定電極群１０ｃ（図１）と、可動電極群２０ｃとからなる検出部をＰ型検出部２６ｐという。Ｐ型検出部２６ｐは、Ｐ型検出部２５ｐと対となるＰ型の検出部であり、中心線６０を対称軸としてＰ型検出部２５ｐと線対称に設けられている。
図４に示すように、固定電極１２は、Ｙ軸方向における厚みが一部で凹んでいる。具体的には、固定電極１２は、Ｙ方向において、範囲ｂにより示される部分の厚みが薄くなっている。換言すれば、固定電極１２は、根元の台座部９ｂと同じ厚さからＹ軸のプラス方向の途中で階段状に切り欠かれて薄くなっている。これにより、３本の固定電極１２共に、可動電極群２０ｂの可動電極２２と対向する部分においては、Ｚ軸のプラス側における厚みが薄くなっている。
ここで、固定電極群１０ｂと、可動電極群２０ｂとからなる検出部をＰ型検出部２５ｐという。Ｐ型検出部２５ｐでは、対向配置された固定電極１２と可動電極２２とにより平行平板型の容量が形成される。当該容量は、加速度による可動電極２２の変位に伴い、固定電極１２との間における重なり面積の変化に応じて変化する。
同様に、固定電極群１０ｃ（図１）と、可動電極群２０ｃとからなる検出部をＰ型検出部２６ｐという。Ｐ型検出部２６ｐは、Ｐ型検出部２５ｐと対となるＰ型の検出部であり、中心線６０を対称軸としてＰ型検出部２５ｐと線対称に設けられている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0033】
ダンパー部６５ｂは、可動体８の第２連結部６ｂ側に設けられており、中心線６０を対称軸としてダンパー部６５ａと線対称に設けられている。
ダンパー部６５ｂは、ダンパー可動部３０ｂと、ダンパー固定部４５ｂとから構成される。ダンパー可動部３０ｂは、第２連結部６ｂからＸ軸のプラス方向に分岐する第１バー３１ｂと、２本の第２バー３２とから構成される。２本の第２バー３２は、Ｙ方向に延在し、第１バー３１ｂと十字状に交差している。２本の第２バー３２は間隙を持って配置されており、当該間隙の間に、ダンパー固定部４５ｂの第３バー４６が配置される。第１バー３１ｂ、第２バー３２は、第２連結部６ｂの厚さと同じ厚さに形成されている。
ダンパー部６５ｂは、ダンパー可動部３０ｂと、ダンパー固定部４５ｂとから構成される。ダンパー可動部３０ｂは、第２連結部６ｂからＸ軸のプラス方向に分岐する第１バー３１ｂと、２本の第２バー３２とから構成される。２本の第２バー３２は、Ｙ方向に延在し、第１バー３１ｂと十字状に交差している。２本の第２バー３２は間隙を持って配置されており、当該間隙の間に、ダンパー固定部４５ｂの第３バー４６が配置される。第１バー３１ｂ、第２バー３２は、第２連結部６ｂの厚さと同じ厚さに形成されている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0038】
ここで、Ｎ型検出部２５ｎとＰ型検出部２５ｐとは、中心線６０を対称軸として平面的には線対称に設けられているが、可動体８９の重量バランスが崩れていた。詳しくは、可動電極群２０ａの可動電極２１は、可動電極群２０ｂの可動電極２２よりも薄いため、その分、可動体８９のＸ軸のマイナス方向の質量が軽くなり、左右の重量バランスが崩れていた。このため、比較例の加速度センサー９０では、加速度が加わった際、可動体８９の揺動において、ねじれや歪みが発生し、他軸感度の増加など、検出精度が低下してしまうという課題があった。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0040】
以上、述べた通り、本実施形態の物理量センサーとしての加速度センサー１００によれば、以下の効果を得ることができる。
互いに直交する方向を第１方向、第２方向及び第３方向としたとき、第３方向としてのＺ方向での物理量を検出する加速度センサー１００であって、基体１に固定された固定部３と、固定部３に一端が接続された支持梁としての第１回転バネ４ａ、第２回転バネ４ｂと、基体１に設けられ、第１固定電極群としての固定電極群１０ａ、第２固定電極群としての固定電極群１０ｂ、第３固定電極群としての固定電極群１０ｃ、及び第４固定電極群としての固定電極群１０ｄを有する固定電極部１０と、固定電極群１０ａの固定電極１１に対向する可動電極２１を有する第１可動電極群としての可動電極群２０ａと、固定電極群１０ｂの固定電極１２に対向する可動電極２２を有する第２可動電極群としての可動電極群２０ｂと、固定電極群１０ｃの固定電極１２に対向する可動電極２２を有する第３可動電極群としての可動電極群２０ｃと、固定電極群１０ｄの固定電極１１に対向する可動電極２１を有する第４可動電極群としての可動電極群２０ｄを含む可動電極部２０と、可動電極部２０を有する可動体８と、を含み、第１方向において、可動電極群２０ａ、可動電極群２０ｂ、可動電極群２０ｃ、可動電極群２０ｄがこの順に並んで配置され、可動電極群２０ｂの各可動電極２２、及び可動電極群２０ｃの各可動電極２２の厚みは、可動電極群２０ａの各可動電極２１、及び可動電極群２０ｄの各可動電極２１の厚みと異なり、固定部３の中心からＹ軸のプラス方向に延びている仮想線である中心線６０を対称軸として、可動電極群２０ａの各可動電極２１は可動電極群２０ｄの各可動電極２１と線対称に配置され、可動電極群２０ｂの各可動電極２２は可動電極群２０ｃの各可動電極２２と線対称に配置される。
互いに直交する方向を第１方向、第２方向及び第３方向としたとき、第３方向としてのＺ方向での物理量を検出する加速度センサー１００であって、基体１に固定された固定部３と、固定部３に一端が接続された支持梁としての第１回転バネ４ａ、第２回転バネ４ｂと、基体１に設けられ、第１固定電極群としての固定電極群１０ａ、第２固定電極群としての固定電極群１０ｂ、第３固定電極群としての固定電極群１０ｃ、及び第４固定電極群としての固定電極群１０ｄを有する固定電極部１０と、固定電極群１０ａの固定電極１１に対向する可動電極２１を有する第１可動電極群としての可動電極群２０ａと、固定電極群１０ｂの固定電極１２に対向する可動電極２２を有する第２可動電極群としての可動電極群２０ｂと、固定電極群１０ｃの固定電極１２に対向する可動電極２２を有する第３可動電極群としての可動電極群２０ｃと、固定電極群１０ｄの固定電極１１に対向する可動電極２１を有する第４可動電極群としての可動電極群２０ｄを含む可動電極部２０と、可動電極部２０を有する可動体８と、を含み、第１方向において、可動電極群２０ａ、可動電極群２０ｂ、可動電極群２０ｃ、可動電極群２０ｄがこの順に並んで配置され、可動電極群２０ｂの各可動電極２２、及び可動電極群２０ｃの各可動電極２２の厚みは、可動電極群２０ａの各可動電極２１、及び可動電極群２０ｄの各可動電極２１の厚みと異なり、固定部３の中心からＹ軸のプラス方向に延びている仮想線である中心線６０を対称軸として、可動電極群２０ａの各可動電極２１は可動電極群２０ｄの各可動電極２１と線対称に配置され、可動電極群２０ｂの各可動電極２２は可動電極群２０ｃの各可動電極２２と線対称に配置される。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0056】
支持腕６６は、連結部であり、中心線６０の上に設けられておりＹ方向に延在している。支持腕６６の一端は、第１回転バネ６４ａの他端と、第２回転バネ６４ｂの他端とに接続されている。
支持腕６６の他端は、基部７７の中央に接続している。基部７７は、Ｘ方向に延在する板状の部材である。また、中心線６０を基準として基部７７のＸ軸のプラス側の部分を第１基部７７ａ、Ｘ軸のマイナス側の部分を第２基部７７ｂともいう。
換言すれば、可動体８５は、一端が第１固定部４３ａの他端及び第２固定部４３ｂの他端に接続され、Ｙ軸のプラス方向に延びる連結部としての支持腕６６と、支持腕６６の他端に接続され、Ｘ軸のプラス方向に延在する第１基部７７ａと、支持腕６６の他端に接続され、第１方向とは反対側のＸ軸のマイナス方向に延在する第２基部７７ｂとを有する。
支持腕６６の他端は、基部７７の中央に接続している。基部７７は、Ｘ方向に延在する板状の部材である。また、中心線６０を基準として基部７７のＸ軸のプラス側の部分を第１基部７７ａ、Ｘ軸のマイナス側の部分を第２基部７７ｂともいう。
換言すれば、可動体８５は、一端が第１固定部４３ａの他端及び第２固定部４３ｂの他端に接続され、Ｙ軸のプラス方向に延びる連結部としての支持腕６６と、支持腕６６の他端に接続され、Ｘ軸のプラス方向に延在する第１基部７７ａと、支持腕６６の他端に接続され、第１方向とは反対側のＸ軸のマイナス方向に延在する第２基部７７ｂとを有する。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0058】
以上、述べた通り、本実施形態の物理量センサーとしての加速度センサー１２０によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
加速度センサー１２０によれば、固定部は、第１固定部４３ａと、第１固定部４３ａから第１方向とは反対側に離間した第２固定部４３ｂとを有し、支持梁は、一端が第１固定部４３ａに固定され、第１方向とは反対側のＸ軸のマイナス方向に延びる第１支持梁としての第１回転バネ６４ａと、一端が第２固定部４３ｂに固定され、Ｘ軸のプラス方向に延びる第２支持梁としての第２回転バネ６４ｂとを有し、可動体８５は、一端が第１固定部４３ａの他端及び第２固定部４３ｂの他端に接続され、Ｙ軸のプラス方向に延びる連結部としての支持腕６６と、支持腕６６の他端に接続され、Ｘ軸のプラス方向に延在する第１基部７７ａと、支持腕６６の他端に接続され、第１方向とは反対側のＸ軸のマイナス方向に延在する第２基部７７ｂとを有し、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部７７ｂに接続されており、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部７７ａに接続される。
加速度センサー１２０によれば、固定部は、第１固定部４３ａと、第１固定部４３ａから第１方向とは反対側に離間した第２固定部４３ｂとを有し、支持梁は、一端が第１固定部４３ａに固定され、第１方向とは反対側のＸ軸のマイナス方向に延びる第１支持梁としての第１回転バネ６４ａと、一端が第２固定部４３ｂに固定され、Ｘ軸のプラス方向に延びる第２支持梁としての第２回転バネ６４ｂとを有し、可動体８５は、一端が第１固定部４３ａの他端及び第２固定部４３ｂの他端に接続され、Ｙ軸のプラス方向に延びる連結部としての支持腕６６と、支持腕６６の他端に接続され、Ｘ軸のプラス方向に延在する第１基部７７ａと、支持腕６６の他端に接続され、第１方向とは反対側のＸ軸のマイナス方向に延在する第２基部７７ｂとを有し、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部７７ｂに接続されており、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部７７ａに接続される。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0059】
これによれば、中心線６０を対称軸として、左側の可動電極２１，２２の数と、右側の可動電極２１，２２の数とが同一となり、可動体８５における左右の重量バランスを均一にすることができる。さらに、基部７７を１本の支持腕６６で支える構成であっても、支持腕６６を２ヶ所の第１固定部４３ａ、第２固定部４３ｂで支持することにより、安定した構造とすることができる。
よって、加速度センサー１２０は、可動体８５の重量バランスが良いので、検出精度が高い。
従って、他軸感度が低減され、検出精度が高い加速度センサー１２０を提供することが
できる。
よって、加速度センサー１２０は、可動体８５の重量バランスが良いので、検出精度が高い。
従って、他軸感度が低減され、検出精度が高い加速度センサー１２０を提供することが
できる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0061】
図９に示すように、本実施形態の加速度センサー１３０のセンサー素子５３では、第１連結部６ａからＸ軸のマイナス方向に分岐する第１基部６８ａと、第２連結部６ｂからＸ軸のプラス方向に分岐する第２基部６８ｂとを備えている。第１基部６８ａと第２基部６８ｂとは接続しておらず、中心線６０を挟んで分断している。換言すれば、可動体８ｃは、第１連結部６ａから第１方向とは反対のＸ軸のマイナス方向に延びる第１基部６８ａと、第２連結部６ｂからＸ軸のプラス方向に延びている第２基部６８ｂとを有する。
第１基部６８ａの他端と、第２連結部６ｂの他端との間は、連結梁１７で接続されている。連結梁１７は、図１の基部７に対応する梁であり、矩形状の可動体８ｃの外形辺を構
成する。
第１基部６８ａの他端と、第２連結部６ｂの他端との間は、連結梁１７で接続されている。連結梁１７は、図１の基部７に対応する梁であり、矩形状の可動体８ｃの外形辺を構
成する。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0064】
以上、述べた通り、本実施形態の物理量センサーとしての加速度センサー１３０によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
加速度センサー１３０によれば、支持梁は、一端が固定部３に固定され、第１方向に延びる第１回転バネ４ａと、一端が固定部３に固定され、第１方向とは反対方向に延びる第２回転バネ４ｂとを有し、可動体８ｃは、一端が第１回転バネ４ａの他端に接続され、第２方向に延びる第１連結部６ａと、一端が第２回転バネ４ｂの他端に接続され、第２方向に延びる第２連結部６ｂと、第１連結部６ａから第１方向とは反対のＸ軸のマイナス方向に延びる第１基部６８ａと、第２連結部６ｂからＸ軸のプラス方向に延びる第２基部６８ｂとを有し、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部６８ｂに接続され、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部６８ａに接続される。
加速度センサー１３０によれば、支持梁は、一端が固定部３に固定され、第１方向に延びる第１回転バネ４ａと、一端が固定部３に固定され、第１方向とは反対方向に延びる第２回転バネ４ｂとを有し、可動体８ｃは、一端が第１回転バネ４ａの他端に接続され、第２方向に延びる第１連結部６ａと、一端が第２回転バネ４ｂの他端に接続され、第２方向に延びる第２連結部６ｂと、第１連結部６ａから第１方向とは反対のＸ軸のマイナス方向に延びる第１基部６８ａと、第２連結部６ｂからＸ軸のプラス方向に延びる第２基部６８ｂとを有し、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極群２０ａ、及び、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極群２０ｂは第２基部６８ｂに接続され、Ｐ型検出部２６ｐの可動電極群２０ｃ、及び、Ｎ型検出部２６ｎの可動電極群２０ｄは第１基部６８ａに接続される。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0069】
第２基部６９ｂのＹ軸のマイナス側の辺には、Ｘ軸のマイナス側からＮ型検出部２５ｎと、Ｐ型検出部２５ｐとをこの順に備えている。そして、Ｙ軸のプラス側の辺にも、Ｘ軸のマイナス側からＮ型検出部２５ｎと、Ｐ型検出部２５ｐとをこの順に備えている。つまり、第２基部６９ｂのＹ方向における両側に、２つのＮ型検出部２５ｎと、２つのＰ型検出部２５ｐとからなる４つの検出部を備えている。
第１基部６９ａのＹ軸のマイナス側の辺には、支持腕６６側からＰ型検出部２６ｐと、Ｎ型検出部２６ｎとを、この順に備えている。そして、Ｙ軸のプラス側の辺にも、支持腕６６側からＰ型検出部２６ｐと、Ｎ型検出部２６ｎとを、この順に備えている。つまり、第１基部６９ａのＹ方向における両側に、２つのＰ型検出部２６ｐと、２つのＮ型検出部２６ｎとからなる４つの検出部を備えている。
第１基部６９ａのＹ軸のマイナス側の辺には、支持腕６６側からＰ型検出部２６ｐと、Ｎ型検出部２６ｎとを、この順に備えている。そして、Ｙ軸のプラス側の辺にも、支持腕６６側からＰ型検出部２６ｐと、Ｎ型検出部２６ｎとを、この順に備えている。つまり、第１基部６９ａのＹ方向における両側に、２つのＰ型検出部２６ｐと、２つのＮ型検出部２６ｎとからなる４つの検出部を備えている。