CN104345173B - 功能元件、电子设备及移动体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种功能元件、电子设备及移动体,所述功能元件能够抑制因干扰而产生的测量精度的差异。所述功能元件的特征在于,具备:固定电极部,其包括第一固定电极部(21)及第二固定电极部(22);第一配线部(50),其被连接于第一固定电极部(21);第二配线部(60),其被连接于第二固定电极部(22),在第一配线部(50)和所述第二配线部(60)中的至少一方上设置有分叉部,从分叉部起延伸的一个配线被连接于固定电极部,从分叉部起延伸的另一个配线沿着第一配线部(50)或第二配线部(60)而设置。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能元件、电子设备及移动体。
背景技术
一直以来,在作为功能元件而被使用的对加速度等物理量进行检测的物理量传感器的元件中,已知一种将使相同种类的电信号通过的多个配线分别设为相同的电特性的元件。并且公开了如下内容,即,在具备这种元件的物理量传感器中,通过使驱动配线彼此及检测配线彼此的长度以及宽度相等,并且分别呈现出对称性,从而将电特性设为相同(例如,参照专利文献1)。
然而,在上述的物理量传感器的元件中,通过使驱动配线彼此、及检测配线彼此的长度及宽度分别相等,并以对称的方式而配置,从而将电特性设为相同。由于所述物理量传感器的元件中的各个配线(驱动配线彼此及检测配线彼此)分别隔开间隔而配置,因此,例如,在干扰(静电噪声等)被输入至各个配线中的情况下,在各个配线上会产生噪声的差。在现有的物理量传感器的元件中,该噪声的差可能会成为检测灵敏度的误差的主要原因。
专利文献1:日本特开2001-330442号公报
发明内容
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的发明,其能够作为以下的方式或应用例来实现。
应用例1
本应用例所涉及的功能元件的特征在于,具备:固定电极部,其包括第一固定电极部及第二固定电极部;第一配线部,其被连接于所述第一固定电极部;第二配线部,其被连接于所述第二固定电极部,在所述第一配线部及所述第二配线部中的至少一方上设置有分叉部,从所述分叉部起延伸的一个配线被连接于所述固定电极部,从所述分叉部起延伸的另一个配线沿着所述第一配线部或所述第二配线部而设置。
根据本应用例的功能元件,通过被施加物理量,从而第一固定电极部及第二固定电极部与可动体之间的间隙将发生位移,从而产生与物理量相对应的静电电容。在可动体与第一固定电极部之间所产生的静电电容能够从第一配线部获取。同样地,在可动体与第二固定电极部之间所产生的静电电容能够从第二配线部获取。
在第一配线部及第二配线部中的至少一方上设置有分叉部,从分叉部起延伸的一个配线被连接于第一固定电极部或第二固定电极部。此外,由于从分叉部起延伸的另一个配线沿着第一配线部或第二配线部以并行的方式靠近配置,从而干扰(静电噪声等)以大致相同的相位及大致相同的大小而被输入。即使在噪声被输入至第一配线部及第二配线部中的情况下,也能够通过获取差动从而从静电电容中消除至少大部分的噪声的影响。由此,即使在静电电容中输入有噪声的情况下,也能够从静电电容中消除作为检测灵敏度的误差的主要原因的噪声。由此,即使在第一配线部及第二配线部的一部分中输入有噪声的情况下,通过获取差动,从而也能够提高功能元件的测量精度。
此外,通过将第一配线部与第二配线部配置为在俯视观察时非对称,从而能够以靠近且并行的方式来设置各个配线部的一部分,由此能够使噪声差被更少得输入。由此,通过获取第一配线部及第二配线部的差动,从而能够从静电电容中消除作为检测灵敏度的误差的主要原因的噪声。
由此,能够提供一种如下的功能元件,其能够提高检测灵敏度及物理量的测量精度。在本发明中,能够应用于具有平板状的可动体的跷板型传感器、具有包含梳齿状的可动电极部的可动体的梳齿型传感器或梳齿形MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微电子机械***)谐振子等。
应用例2
在上述应用例所涉及的功能元件中,其特征在于,所述第一配线部与所述第二配线部具备在第一方向上并行延伸的部分,在所述第一方向上延伸的部分的长度在所述第一配线部和所述第二配线部中相同。
根据本应用例的功能元件,由于通过将第一配线部与第二配线部并行延伸出的部分的长度设为相同,从而即使施加有干扰,在第一配线部及第二配线部中也是大致均等地被施加有干扰,因此,通过获取第一配线部的输出与第二配线部的输出的差分等而在电路侧进行处理,从而能够消除干扰噪声成分。
应用例3
在上所述应用例所涉及的功能元件中,其特征在于,包括可动体,所述可动体包含可动电极部,所述固定电极部以与所述可动电极部对置的方式而配置。
根据本应用例所涉及的功能元件,能够构成具有平板状的可动体的跷板型传感器,从而能够实现降低了干扰噪声的影响的传感器元件。
应用例4
在上述应用例所涉及的功能元件中,其特征在于,所述可动体及与该可动体成对的所述固定电极部被设置有多个。
根据本应用例的功能元件,由于可动体及与该可动体成对的固定电极部被设置有多个,从而能够实现对与在垂直于可动体的方向上所施加的物理量相对应的静电电容,和与在同垂直于可动体的方向交叉的方向上所施加的物理量相对应的静电电容的检测。
由此,功能元件能够排除在与垂直于可动体的方向交叉的方向上所施加的物理量,从而提高对在垂直方向上所施加的物理量的测量精度。
应用例5
在上述应用例所涉及的功能元件中,其特征在于,所述第一配线部及所述第二配线部具备相互交叉的部分。
应用例6
在上述应用例所涉及的功能元件中,其特征在于,在所述交叉的部分处,在所述第一配线部与所述第二配线部之间设置有绝缘部件。
应用例7
在上述应用例所涉及的功能元件中,其特征在于,在所述交叉的部分处,所述第一配线被设置在设置于基板上的槽的内部,所述第二配线部以在所述槽上交叉的方式而设置。
根据上述应用例的功能元件,为了使第一配线部与第二配线部的一部分并行并以大致相同的长度而被设置,在从垂直于固定电极部的方向进行俯视观察时,产生交叉的位置。通过在第一配线部与第二配线部的交叉的位置处设置绝缘部件,而将第一配线部和第二配线部电分离,从而能够使第一配线部与第二配线部交叉。
由此,使第一配线部与第二配线部的一部分并行并且以大致相同的长度而被设置,从而干扰(静电噪声等)以大致相同的相位及大致相同的大小而均等地被输入至具有大致相同的电特性的第一配线部和第二配线部中,通过获取第一配线部与第二配线部之间的差动而从静电电容中消除作为检测灵敏度的误差的主要原因的噪声的影响,从而能够提高功能元件的测量精度。
应用例8
本应用例所涉及的电子设备的特征在于,搭载有上述应用例的功能元件。
根据本应用例的电子设备,由于搭载有上述功能元件,从而在将功能元件用作为物理量传感器的情况下,能够通过获取差动而消除作为检测误差的主要原因的干扰(静电噪声)的影响,从而获得物理量的测量精度较高的电子设备。在本发明中,除物理量传感器之外还能够应用于梳齿型MEMS谐振子等的谐振子中,并能够提供搭载有这些功能元件的电子设备。
应用例9
本应用例所涉及的移动体的特征在于,搭载有上述应用例的功能元件。
根据本应用例的移动体,由于搭载有上述功能元件,从而在将功能元件用作为物理量传感器的情况下,能够通过获取差动而消除作为检测误差的主要原因的干扰(静电噪声)的影响,从而获得物理量的测量精度较高的移动体。在本发明中,除了物理量传感器之外还能够应用于梳齿型MEMS谐振子等谐振子中,并能够提供搭载有这些功能元件的移动体。
附图说明
图1为表示第一实施方式所涉及的物理量传感器的结构的俯视图。
图2为图1的线段A-A处的剖视图。
图3为图1的线段B-B处的局部剖视图。
图4(A)、(B)、(C)为表示图1的线段A-A处的物理量传感器的动作的示意图。
图5为表示第二实施方式所涉及的物理量传感器的结构的俯视图。
图6为图5的线段C-C处的剖视图。
图7(A)、(B)、(C)、(D)、(E)为表示图5的线段C-C处的物理量传感器的动作的示意图。
图8为表示第一实施方式所涉及的物理量传感器的改变例的结构的俯视图。
图9(A)为表示作为搭载有物理量传感器的电子设备的摄像机的立体图,(B)为表示作为搭载有物理量传感器的电子设备的便携式电话的立体图,(C)为表示作为搭载有物理量传感器的移动体的汽车的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明所涉及的一个实施方式进行说明。另外,在以下所示的各个附图中,为了将各个结构要素设为能够在附图上识别出的程度的大小,有时会以适当地与实际的结构要素不同的方式而对各个结构要素的尺寸或比率进行记载。
第一实施方式
使用图1至图4对将第一实施方式所涉及的功能元件作为例如物理量传感器来使用的情况进行说明。
图1为,表示第一实施方式所涉及的物理量传感器100的结构的俯视图。图2为,表示物理量传感器100的结构的剖视图,且为在图1中用线段A-A所表示的部分的剖视图。图3为,表示物理量传感器100的结构的局部剖视图,且为用线段B-B所表示的部分被放大的剖视图。图4为,对第一实施方式所涉及的物理量传感器的动作进行说明的示意图。而且,在图1至图4中,作为相互正交的三条轴,而图示了X轴、Y轴以及Z轴。另外,Z轴为表示重力作用的方向的轴。
在本实施方式中,将从+Z轴方向观察物理量传感器100的情况作为俯视观察来进行说明。
物理量传感器的结构
本实施方式的物理量传感器100例如能够被用作为惯性传感器。具体而言,能够被用作为用于对+Z轴方向上的物理量,例如,加速度进行检测的加速度传感器(静电电容型加速度传感器、静电电容型MEMS加速度传感器)。
如图1及图2所示,物理量传感器100具备:基板10、检测元件20、第一配线部50、第二配线部60、电极56、电极66、固定部34及支承部36。
基板10为平板状且在作为XY平面的主面12(上平面)上,设置有在俯视观察时能够收纳检测元件20的凹部14。本实施方式中,在凹部14中设置有检测元件20、固定部34、第一配线部50、第二配线部60、电极56以及电极66等。另外,只要检测元件20与固定部34被设置于凹部14中即可,例如,第一配线部50、第二配线部60、电极56及电极66等也可以被设置于凹部14之外的主面12上。基板10的材料并不被特别限制,例如可以使用硼硅酸玻璃等。此外,基板10和后文叙述的槽例如可以通过蚀刻来形成。
检测元件20具备:可动体30、第一固定电极部(第一电极部)21及第二固定电极部(第二电极部)22。
在俯视观察时,第一固定电极部21及第二固定电极部22以至少一部分与可动体30重叠,并且隔着固定部34而分离的方式,被设置于基板10的主面12上。
第一固定电极部21及第二固定电极部22由具有导电性的材料构成,例如,可以使用金(Au)、铜(Cu)、铝(Al)等导电性部件。
可动体30被设置为可动电极。可动体30被形成为平板状,并且在XY平面上于沿着支承轴Q的位置上形成有在厚度方向(Z轴方向)上贯穿的开口部33,在开口部33的内侧设置有支承部36。
支承部36沿着支承轴Q,通过与可动体30相同的材料而被形成,所述支承轴Q为,在作为与垂直于基板10的主面12的方向交叉的第一方向的Y轴方向上延伸的假想线。
固定部34为在基板10的主面12上(凹部14)向+Z轴方向突出的凸部,例如,被设置成棱柱体形状。固定部34在俯视观察时,位于开口部33的内侧,并且,例如以距主面12所需的距离而形成有沿着支承轴Q贯穿的孔。可动体30的支承部36被嵌入于固定部34的贯穿孔中,从而被轴支承(支承)于固定部34上。
可动体30与第一固定电极部21及第二固定电极部22通过固定部34而以具有间隙并对置的方式被设置,由于支承部36能够在以支承轴Q为中心轴而进行旋转的旋转方向上扭转,因此,可动体30能够转动。
可动体30为了作为可动电极而发挥功能,从而由具有导电性的材料形成。本实施方式的可动体30、支承部36及固定部34的材料例如可以使用硅。
另外,可动体30的材料并不被特别限制。既可以由具有导电性的材料形成,也可以由具有绝缘性的材料形成。在由具有绝缘性的材料形成可动体30时,可以在与第一固定电极部21及第二固定电极部22对置的面上形成具有导电性的电极膜。
此外,可动体30具有在俯视观察时作为从支承轴Q向-X轴方向侧的区域的可动区域31,和作为从支承轴Q向+X轴方向侧的区域的可动区域32,可动区域31与可动区域32以支承轴Q为基准而以非对称的方式被设置。
与可动体30对置的第一固定电极部21和第二固定电极部22在主面12上,在支承轴Q的-X轴方向上具有第一固定电极部21,在+X轴方向上具有第二固定电极部22。
在与可动体30的可动区域31至少部分重叠的区域内设置有第一固定电极部21,在与可动体30的可动区域32至少部分重叠的区域内设置有第二固定电极部22。
由于可动体30与第一固定电极部21及第二固定电极部22通过固定部34而以具有间隙的方式被设置,因此可动体30能够将支承部36作为旋转轴(摆动轴)而进行跷板摆动(跷板动作)。支承部36对于由于可动体30进行跷板摆动而产生的“扭转变形”具有恢复力,从而作为扭转弹簧(torsion spring)而发挥功能。例如,当在物理量传感器100上施加有Z轴方向上的加速度时,将容许可动体30将以支承部36为旋转轴(摆动轴)进行跷板摆动,并向与第一固定电极部21对置的可动区域31侧,或向与第二固定电极部22对置的可动区域32侧倾倒的情况。
由于可动体30的可动区域31与可动区域32以支承轴Q为基准而被设置为非对称,从而例如当施加有加速度时,将容许可动体30向可动区域31与可动区域32中较重的一侧倾倒的情况。支承部36只需以偏离可动体30的中心位置的方式而设置即可。
可动体30作为可动电极,隔着间隙而被设置在与第一固定电极部21及第二固定电极部22对置的位置上。在隔着间隙而被配置的第一固定电极部21与可动区域31(可动体30)之间,构成了静电电容(可变电容)C1。另外,在隔着间隙而被配置的第二固定电极部21与可动区域32(可动体30)之间,构成了静电电容(可变电容)C2。
静电电容C1、C2为,电容根据可动体30与第一固定电极部21、第二固定电极部22之间的间隙(距离)而发生变化的构件。
例如,在能够倾倒的可动体30相对于基板10的主面12而处于水平的状态,即,以支承轴Q为中心在可动区域31、32的两侧未施加有加速度的状态下,静电电容C1、C2的电容值相等。换言之,由于可动体30与第一固定电极部21之间的间隙的距离,和可动体30与第二固定电极部22之间的间隙的距离相等,并且,在俯视观察时,可动区域31与第一固定电极部21的重叠面积,和可动区域32与第二固定电极部22的重叠面积相等,因此静电电容C1、C2的电容值也相等。
此外,静电电容C1、C2在可动体30以支承轴Q(支承部36)为旋转轴而倾倒的状态,即,以支承轴Q为中心对可动区域31、32施加有加速度等的状态下,根据可动体30的倾倒,静电电容C1、C2的电容值将发生变化。换言之,由于可动体30与第一固定电极部21之间的间隙的距离、和可动体30与第二固定电极部22之间的间隙的距离不同,因此静电电容C1、C2的电容值也根据间隙的距离而不同。
为了输出静电电容C1、C2的电容值而具备第一配线部50、第二配线部60、电极56及电极66。
第一配线部50由第一共用线52和第一支线54构成,所述第一共用线52从电极56起向作为第一方向的+X轴方向延伸设置,所述第一支线54从被设置在第一共用线52上的分叉部起朝向第一固定电极部21而向-Y轴方向延伸设置,并被连接于第一固定电极部21。此外,第二配线部60由第二共用线62和第二支线64构成,所述第二共用线从电极66起向+X轴方向延伸设置,所述第二支线64从第二共用线62起朝向第二固定电极部22而向-Y轴方向延伸设置,并被连接于第二固定电极部22。
由于第一配线部50与第二配线部60的长度大致相同,因此电特性也大致相同。此外,在俯视观察时,第一配线部50与第二配线部60的形状被配置为非对称。
在俯视观察时,第二共用线62与第一支线54交叉。如图3所示,第一支线54被布设于设置在基板10的主面12上的槽部18中,并被绝缘部件80所覆盖。绝缘部件80例如可以使用硅氧化物等。
由此,被设置于基板10的主面12上的第二共用线62以跨越的方式隔着间隔19而与被设置于槽部18中的第一支线54交叉。
由此,由于第一配线部50与第二配线部60通过绝缘部件80和空隙19而被电绝缘,因此能够避免短路等的影响。
此外,第一共用线52和第二共用线62以大致相同的长度,并以所需的间隔靠近且并行的方式而被配置。
由此,静电电容C1的电容值(电容变化)能够通过被连接于第一固定电极部21的第一配线部50及电极56而输出。此外,静电电容C2的电容值(电容变化)能够通过被连接于第二固定电极部22的第二配线部60及电极66而输出。
第一配线部50(第一共用线52)、第二配线部60(第二共用线62及第二支线64)、电极56及电极66例如可以使用如下的导电膜,即,将铬(Cr)作为基底膜,并将金(Au)等金属作为材料而被形成在基底膜上的导电膜。
此外,第一支线54例如可以使用由硅等形成的具有导电性的结构体。
物理量传感器100的动作
对本实施方式的物理量传感器100的动作进行说明。
本实施方式的物理量传感器100被设置为,例如,在Z轴方向上的加速度(例如,重力加速度)被施加于可动体30上的情况下,将在可动体30的可动区域31及可动区域32内分别产生转矩(力矩),并且可动体30将根据转矩而倾倒。
接下来,对可动体30的动作和伴随于该动作而产生的静电电容C1、C2的电容值的变化进行说明。图4为,用于对在物理量传感器100上施加有加速度等时所产生的可动体30的动作及静电电容C1、C2的电容值的变化进行说明的图。另外,在图4中,为了明确物理量传感器100的动作,而省略了基板10、固定部34及支承部36等。
在图4(A)中,图示了在物理量传感器100上未施加有加速度的状态。在该状态下,可动体30维持水平状态(平衡)。另外,该状态还相当于未施加有重力加速度的状态(无重力状态)。
在图4(A)所示的状态下,可动体30与第一固定电极部21之间的距离,和可动体30与第二固定电极部22之间的距离相互等同,并且在俯视观察时,可动区域31与第一固定电极部21之间的重叠面积,和可动区域32与第二固定电极部22之间的重叠面积相等。由此,静电电容C1与C2的电容值相等。
在图4(B)中,图示了在可动体30上施加有朝向-Z轴方向的加速度G1的状态。
伴随于此,在可动体30上,将作用有以支承轴Q作为旋转轴的朝向+Y轴方向顺时针旋转的力,从而可动体30发生倾斜。换言之,可动体30通过以支承轴Q为旋转轴的跷板摆动而使可动区域32侧向-Z轴方向倾倒。
由此,第二固定电极部22与可动体30(可动区域32)之间的间隙变小(变短),其结果为,静电电容C2的电容值与如图4(A)所示的可动体30处于平衡的情况下的静电电容C2相比而增大。
另一方面,第一固定电极部21与可动体30(可动区域31)之间的间隙变大(变长),其结果为,静电电容C1的电容值与如图4(A)所示的可动体30处于平衡的情况下的静电电容C1相比而减小。
在图4(C)中,图示了在可动体30上施加有朝向+Z轴方向的加速度G2的状态。
伴随于此,在可动体30上,将作用有以支承轴Q为旋转轴的朝向+Y轴方向逆时针旋转的力,从而可动体30发生倾斜。换言之,可动体30通过以支承轴Q为旋转轴的跷板摆动而使可动区域31侧向-Z轴方向倾倒。
由此,第一固定电极部21与可动体30(可动区域31)之间的间隙变小(变短),其结果为,静电电容C1的电容值与如图4(A)所示的可动体30处于平衡的情况下的静电电容C1相比而增大。
另一方面,第二固定电极部22与可动体30(可动区域32)之间的间隙变大(变长),其结果为,静电电容C2的电容值与如图4(A)所示的可动体30处于平衡的情况下的静电电容C2相比而减小。
本实施方式的物理量传感器100能够根据该静电电容C1、C2的电容值的变化,而对加速度的大小和方向进行检测。具体而言,能够根据两个电容值的变化的程度,而对加速度(G1、G2)的值进行检测。
例如,通过以在图4(A)的状态(可动体30上未施加有加速度的状态)下所获得的电容值作为基准,而对图4(B)的状态下的电容值的变化进行判断,从而能够检测出在图4(B)的状态下,在哪个方向上作用有何种程度的加速度G1。即,能够基于图4(B)的状态下所获得的静电电容C1、C2的电容值的变化,而根据其变化的程度,检测出所施加的加速度G1的值。
同样地,例如,通过以在图4(A)的状态下所获得的电容值为基准,而对图4(C)的状态下的电容值的变化进行判断,从而能够检测出在图4(C)的状态下,在哪个方向上作用有何种程度的加速度G2。即,能够基于在图4(C)的状态下所获得的静电电容C1、C2的电容值的变化,而根据其变化的程度,检测出所施加的加速度G2的值。
如上所述,物理量传感器100能够作为加速度传感器或陀螺传感器等惯性传感器来进行使用,例如,能够作为用于对Z轴方向上的加速度进行测量的静电电容型加速度传感器来进行使用。
根据上述的第一实施方式,能够获得以下的效果。
根据这种物理量传感器100,被连接于第一固定电极部21的第一配线部50和被连接于第二固定电极部22的第二配线部60以非对称的形状而配置,并且电特性彼此大致相同。
而且,被连接于第一配线部50的第一共用线52(静电电容C1的电容值)和被连接于第二配线部60的第二共用线62(静电电容C2的电容值)以并行的方式并以大致相同的长度靠近设置。由此,能够使干扰(静电噪声等)以大致相同的相位及大致相同的大小均等地输入至第一共用线52和第二共用线62中。通过获取第一配线部50与第二配线部60的差动,从而能够从电容值中消除作为检测灵敏度的误差的主要原因的噪声,并求出加速度。
因此,通过使第一配线部50与第二配线部60的一部分并行并成为大致相同的长度,从而能够提高物理量传感器100的测量精度。
第二实施方式
利用图5至图7对将第二实施方式所涉及的功能元件例如作为物理量传感器而使用的情况进行说明。
图5为,表示第二实施方式所涉及的物理量传感器200的结构的俯视图。图6为,表示物理量传感器200的结构的剖视图,且为在图5中用线段C-C表示的部分的剖视图。图7为,对第二实施方式所涉及的物理量传感器200的动作进行说明的示意图。而且,在图5至图7中,作为相互正交的三个轴,图示了X轴、Y轴及Z轴。另外,Z轴为表示重力作用的方向的轴。
在本实施方式中,将从Z轴方向观察物理量传感器200的情况作为俯视观察来进行说明。
第二实施方式所涉及的物理量传感器200为,具备多个上述物理量传感器100的结构而形成的结构。对在与第一实施方式相同的结构部件标注相同的符号并省略或简化其说明。
物理量传感器的结构
图5至图7所示的物理量传感器200具备:基板10a,上述的物理量传感器的检测元件20(20a、20b),第一配线部50a、50b,第二配线部60a、60b,电极56a、56b,电极66a、66b及固定部34a、34b。
如图5所示,物理量传感器200具备在X轴方向上具有长边的长方形形状的基板10a。在基板10a上设置有能够收纳两个检测元件20的凹部14a,在该凹部14a中设置有两个检测元件20。
检测元件20中,第一固定电极部21a和第一固定电极部21b以及第二固定电极部22a和第二固定电极部22b被设置为,以在Y轴方向上延伸的线段D-D为中心而成为线对称的结构。
另外,将从线段D-D向+X轴方向侧设置的检测元件20设为第一固定元件20a,将从线段D-D向-X轴方向侧设置的检测元件20设为第二固定元件20b。
第一固定元件20a具备可动体30a、第一固定电极部21a及第二固定电极部22a。可动体30a具有支承部36a。支承部36a沿着支承轴Q1而形成,所述支承轴Q1为,在作为与垂直于基板10a的主面12a的方向交叉的第一方向的Y轴方向上延伸的假想线。可动体30a经由支承部36a被轴支承在固定部34a上。可动体30a与第一固定电极部21a及第二固定电极部22a通过固定部34a而以具有间隙的方式被设置在基板10a上。此外,可动体30a在从支承轴Q1向-X轴方向侧具有可动区域31a,在从支承轴Q1向+X轴方向侧具有可动区域32a。可动区域31a与可动区域32a以支承轴Q1为基准而以非对称的方式被设置。
第二固定元件20b具备可动体30b、第一固定电极部21b及第二固定电极部22b。可动体30b具有支承部36b。支承部36b沿着支承轴Q2而形成,所述支承轴Q2为,在作为与垂直于基板10a的主面12a的方向交叉的第一方向的Y轴方向上延伸的假想线。可动体30b经由支承部36b而被轴支承于固定部34b上。可动体30b、第一固定电极部21b及第二固定电极部22b通过固定部34b而以具有间隙的方式被设置在基板10a上。此外,可动体30b在从支承轴Q2向+X轴方向侧具有可动区域31b,在从支承轴Q2向-X轴方向侧具有可动区域32b。可动区域31b与可动区域32b以支承轴Q2为基准而以非对称的方式被设置。
在俯视观察时,第一固定电极部21a与第二固定电极部22a被设置在基板10a的主面12a上的与可动体30a对置的区域内。在与从支承轴Q1向-X轴方向侧的可动区域31a对置的区域内,设置有第一固定电极部21a。此外,在与从支承部Q1向+X轴方向侧的可动区域32a对置的区域内,设置有第二固定电极部22a。
在俯视观察时,第一固定电极部21a、第二固定电极部22a被设置为,至少一部分与可动体30a重叠,并且隔着固定部34a而分离。
换言之,在俯视观察时,第一固定电极部21a以至少一部分与可动区域31a重叠的方式而与可动区域31a对置设置,第二固定电极部22a以至少一部分与可动区域32a重叠的方式而与可动区域32a对置设置。
在俯视观察时,第一固定电极部21b与第二固定电极部22b被设置在基板10a的主面12上的与可动体30b对置的区域内。在与从支承轴Q2向+X轴方向侧的可动区域31b对置的区域内,设置有第一固定电极部21b。此外,在与从支承轴Q2向-X轴方向侧的可动区域32b对置的区域内,设置有第二固定电极部22b。
在俯视观察时,第一固定电极部21b、第二固定电极部22b被设置为,至少一部分与可动体30b重叠,且隔着固定部34b而分离。
换言之,在俯视观察时,第一固定电极部21b以至少一部分与可动区域31b重叠的方式而与可动区域31b对置设置,第二固定电极部22b以至少一部分与可动区域32b重叠的方式而与可动区域32b对置设置。
由于支承部36a能够在以支承轴Q1为中心进行旋转的旋转方向上进行扭转,因此可动体30a能够转动。
由于支承部36b能够在以支承轴Q2为中心进行旋转的旋转方向上进行扭转,因此可动体30b能够转动。
可动体30a例如当被施加有Z轴方向上的加速度时,能够以沿着支承轴Q1的支承部36a为旋转轴(摆动轴)而进行跷板摆动(跷板动作)。换言之,由于支承部36a作为扭转弹簧(torsion spring)而发挥功能,从而容许可动体30a向与第一固定电极部21a对置的可动区域31a侧或向与第二固定电极部22a对置的可动区域32a侧倾倒的情况。
同样地,可动体30b例如当被施加有Z轴方向上的加速度时,能够以沿着支承轴Q2的支承部36b为旋转轴(摆动轴)而进行跷板摆动(跷板动作)。换言之,由于支承部36b作为扭转弹簧(torsion spring)而发挥功能,因此容许可动体30b向与第一固定电极部21b对置的可动区域31b侧或向与第二固定电极部22b对置的可动区域32b侧倾倒的情况。
支承部36a对于因可动体30a进行跷板摆动而产生的“扭转变形”具有恢复力,从而能够防止支承部36a破损的情况。
支承部36b对于因可动体30b进行跷板摆动而产生的“扭转变形”具有恢复力,从而能够防止支承部36b破损的情况。
由于可动体30a的可动区域31a和可动区域32a以支承轴Q1为而被设置为非对称,从而例如当施加有加速度时,将容许可动体30a向可动区域31a与可动区域32a中较重的一侧倾倒的情况。支承部36a只需以偏离可动体30a的中心位置的方式而设置即可。
同样地,由于可动体30b的可动区域31b和可动区域32b以支承轴Q2为基准而被设置为非对称,从而例如当施加有加速度时,将容许可动体30b向可动区域31b与可动区域32b中较重的一侧倾倒的情况。支承部36b只需以偏离可动体30b的中心位置的方式而设置即可。
可动体30a、30b为了作为可动电极而发挥功能而由具有导电性的材料形成。本实施方式的可动体30a、30b、支承部36a、36b及固定部34a、34b的材料例如可以使用硅。另外,对于可动体30a、30b而言,其形成材料并不被特别限制,只要由具有导电性的材料形成即可。此外,可动体30a、30b也可以由具有绝缘性的材料形成。在由具有绝缘性的材料形成可动体30a的情况下,只需在与第一固定电极部21a及第二固定电极部22a对置的面上形成具有导电性的电极膜即可。同样地,在由具有绝缘性的材料形成可动体30b的情况下,只需在与第一固定电极部21b及第二固定电极部22b对置的面上形成具有导电性的电极膜即可。
如图6所示,在隔着间隙而被配置的第一固定电极部21a与可动区域31a(可动体30a)之间,构成了静电电容(可变电容)C1a。此外,在隔着间隙而被配置的第二固定电极部22a与可动区域32a(可动体30a)之间,构成了静电电容(可变电容)C2a。
同样地,在隔着间隙而被配置的第一固定电极部21b与可动区域31b(可动体30b)之间,构成了静电电容(可变电容)C1b。此外,在隔着间隙而被配置的第二固定电极部22b与可动区域32b(可动体30b)之间,构成了静电电容(可变电容)C2b。
静电电容C1a、C2a为,电容根据可动体30a与第一固定电极部21a及第二固定电极部22a之间的间隙(距离)而发生变化的构件。
例如,在能够倾倒的可动体30a处于水平的状态,即,以支承轴Q1为中心在可动区域31a、32a上未施加有加速度等的状态下,静电电容C1a、C2a为相同的电容值。换言之,由于可动体30a与第一固定电极部21a之间的间隙的距离,和可动体30a与第二固定电极部22a之间的间隙的距离相等,并且,在俯视观察时,可动区域31a与第一固定电极部21a的重叠面积,和可动区域32a与第二固定电极部22a的重叠面积相等,因此静电电容C1a、C2a的电容值也相等。
此外,静电电容C1a、C2a在可动体30a以支承轴Q1为旋转轴而倾倒的状态,即,以支承轴Q1为中心对可动区域31a、32a施加有加速度等的状态下,根据可动体30a的倾倒,静电电容C1a、C2a的电容值将发生变化。换言之,由于可动体30a与第一固定电极部21a之间的间隙的距离(大小),和可动体30a与第二固定电极部22a之间的间隙的距离(大小)不同,因此静电电容C1a、C2a的电容值也将根据间隙的距离(大小)而不同。
静电电容C1b、C2b为,电容根据可动体30b与第一固定电极部21b及第二固定电极部22b之间的间隙(距离)而发生变化的构件。
例如,在能够倾倒的可动体30b处于水平的状态,即,以支承轴Q2为中心在可动区域31b、32b的两侧未施加有加速度等的状态下,静电电容C1b、C2b为相同的电容值。换言之,由于可动体30b与第一固定电极部21b之间的间隙的距离,和可动体30b与第二固定电极部22b之间的间隙的距离相等,并且,在俯视观察时,可动区域31b与第一固定电极部21b之间的重叠面积,和可动区域32b与第二固定电极部22b之间的重叠面积相等,因此静电电容C1b、C2b的电容值也相等。
此外,静电电容C1b、C2b在可动体30b以支承轴Q2为旋转轴而倾倒的状态,即,以支承轴Q2为中心对可动区域31b、32b施加有加速度等的状态下,根据可动体30b的倾倒,静电电容C1b、C2b的电容值将发生变化。换言之,由于可动体30b与第一固定电极部21b之间的间隙的距离,和可动体30b与第二固定电极部22b之间的间隙的距离不同,因此静电电容C1b、C2b的电容值也将根据间隙的距离而不同。
物理量传感器200为了输出静电电容C1a、C2a的电容值,而具备第一配线部50a、第二配线部60a、电极56a及电极66a,并具备用于输出静电电容C1b、C2b的电容值的第一配线部50b、第二配线部60b、电极56b及电极66b。
第一配线部50a由第一共用线52a和第一支线54a构成,所述第一共用线52a从电极56a起延伸设置,所述第一支线54a从被设置在第一共用线52a上的分叉部起朝向第一固定电极部21a延伸设置,并被连接于第一固定电极部21a。此外,第二配线部60a由第二共用线62a和第二支线64a构成,所述第二共用线62a从电极66a起延伸设置,所述第二支线64a从第二共用线62a起朝向第二固定电极部22a延伸设置,并被连接于第二固定电极部22a。
此外,由于第一配线部50a与第二配线部60a的长度大致相同,因此电特性也大致相同。此外,在俯视观察时,第一配线部50a与第二配线部60a的形状被配置为彼此非对称。
在俯视观察时,第二共用线62a与第一支线54a交叉。第一支线54a被布设于设置在基板10a的主平面12a上的槽部中,并被绝缘部件所覆盖。
由此,被设置于基板10a的主面12a上的第二共用线62a以跨越的方式隔开间隔而与被设置于槽部中的第一支线54a交叉。
由此,由于第一配线部50a与第二配线部60a通过绝缘部件和空隙而被电绝缘,因此能够避免短路等的影响。
此外,第一共用线52a和第二共用线62a以大致相同的长度,并以所需的间隔靠近且并行的方式而被配置。
第一配线部50b由第一共用线52b和第一支线54b构成,所述第一共用线52b从电极56b起延伸设置,所述第一支线54b从第一共用线52b起朝向第一固定电极部21b延伸设置,并被连接于第一固定电极部21b。此外,第二配线部60b由第二共用线62b和第二支线64b构成,所述第二共用线62b从电极66b起延伸设置,所述第二支线64b从被设置在第二共用线62b上的分叉部起朝向第二固定电极部22b延伸设置,并被连接于第二固定电极部22b。
此外,由于第一配线部50b与第二配线部60b的长度大致相同,因此电特性也大致相同。此外,在俯视观察时,第一配线部50b与第二配线部60b的形状被配置为彼此非对称。
在俯视观察时,第一共用线52b与第二支线64b交叉。第二支线64b被布设于设置在基板10a的主面12a上的槽部中,并被绝缘部件所覆盖。绝缘材料例如可以使用硅氧化物等。
由此,被设置于基板10a的主面12a上的第一共用线52b以跨越的方式隔开间隔而与被设置在槽部中的第二支线64b交叉。
由此,由于第一配线部50b与第二配线部60b通过绝缘部件和空隙而被电绝缘,因此能够避免短路等的影响。
此外,第一共用线52b和第二共用线62b以大致相同的长度,并以所需的间隔靠近且并行的方式而被配置。
静电电容C1a的电容值(电容变化)能够通过被连接于第一固定电极部21a的第一配线部50a而从电极56a输出。此外,静电电容C2a的电容值(电容变化)能够通过被连接于第二固定电极部22a的第二配线部60a而从电极66a输出。
此外,静电电容C1b的电容值(电容变化)能够通过被连接于第一固定电极部21b的第一配线部50b而从电极56b输出。此外,静电电容C2b的电容值(电容变化)能够通过被连接于第二固定电极部22b的第二配线部60b而从电极66b输出。
另外,第一配线部50a(第一共用线52a)、第二配线部60a(第二共用线62a及第二支线64a)、电极56a、电极66a、第一配线部50b(第一共用线52b及第一支线54b)、第二配线部60b(第二共用线62b)、电极56b及电极66b例如能够使用如下的导电膜,即,以铬(Cr)作为基底膜,并以金(Au)等金属为材料而被形成在基底膜上的导电膜。
此外,第一支线54a及第二支线64b例如可以使用由硅等形成的具有导电性的结构体。
在本实施方式的物理量传感器200中,形成支承部36a、固定部34a及可动体30a、支承部36b、固定部34b及可动体30b的材料例如可以通过硅来形成。
另外,可动体30a及可动体30b的材料并不被特别限制。既可以由具有导电性的材料形成,也可以由具有绝缘性的材料形成。在由具有绝缘性的材料形成可动体30a及可动体30b的情况下,只需在与第一固定电极部21a、第二固定电极部22a、第一固定电极部21b及第二固定电极部22b对置的面上形成具有导电性的电极膜即可。
物理量传感器200的动作
对本实施方式的物理量传感器200的动作进行说明。
本实施方式的物理量传感器200被设置为,例如,在Z轴方向上的加速度(例如,重力加速度)被施加于可动体30a、可动体30b上的情况下,在可动体30a的可动区域31a及可动区域32a,和可动体30b的可动区域31b及可动区域32b内分别产生转矩(力矩),并且可动体30a及可动体30b将根据转矩而倾倒。
接下来,对可动体30a、30b的动作和伴随于该动作而产生的静电电容C1a、C2a、C1b、C2b的电容值的变化进行说明。图7为,用于对在物理量传感器200上施加有加速度等时所产生的可动体30a、30b的动作及静电电容C1a、C2a、C1b、C2b的电容值的变化进行说明的图。另外,在图7中,为了明确物理量传感器200的动作,省略了基板10a、固定部34a、34b及支承部36a、36b等。
在图7(A)中,图示了在物理量传感器200上未施加有加速度的状态。在该状态下,可动体30a及可动体30b处于水平状态(平衡)。另外,该状态还相当于未被施加有重力加速度的状态(无重力状态)。
在图7(A)所示的状态下,可动体30a与第一固定电极部21a之间的距离、可动体30a与第二固定电极部22a之间的距离、可动体30b与第一固定电极部21b之间的距离、可动体30b与第二固定电极部22b之间的距离相等。由此,静电电容C1a、C2a、C1b、C2b的电容值也相等。
在图7(B)中,图示了在可动体30a及可动体30b上施加有朝向-Z轴方向的加速度G1的状态。
伴随于此,在可动体30a上作用有以支承轴Q1为旋转轴的朝向+Y轴方向顺时针旋转的力,从而可动体30a发生倾斜。换言之,可动体30a通过以支承轴Q1为旋转轴的跷板摆动而使可动区域32a侧向-Z轴方向倾倒。此外,由于在可动体30b上作用有以支承轴Q2为旋转轴的朝向+Y轴方向逆时针旋转的力,从而可动体30b发生倾斜。换言之,可动体30b通过以支承轴Q2为旋转轴的跷板摆动而使可动区域32b侧向-Z轴方向倾倒。
由此,第二固定电极部22a与可动体30a(可动区域32a)之间的间隙变小(变短),其结果为,静电电容C2a的电容值与如图7(A)所示的可动体30a处于平衡的情况下的静电电容C2相比而增大。
另一方面,第一固定电极部21a与可动体30a(可动区域31a)之间的间隙变大(变长),其结果为,静电电容C1a的电容值与如图7(A)所示的可动体30a处于平衡的情况下的静电电容C1a相比而减小。
此外,第二固定电极部22b与可动体30b(可动区域32b)之间的间隙变小(变短),其结果为,静电电容C2b的电容值与如图7(A)所示的可动体30b处于平衡的情况下的静电电容C2b相比而增大。
另一方面,第一固定电极部21b与可动体30b(可动区域31b)之间的间隙变大(变长),其结果为,静电电容C1b的电容值与如图7(A)所示的可动体30b处于平衡的情况下的静电电容C1b相比而减小。
在图7(C)中,图示了在可动体30a及可动体30b上施加有朝向+Z轴方向的加速度G2的状态。
伴随于此,在可动体30a上作用有以支承轴Q1为旋转轴的朝向+Y轴方向逆时针旋转的力,从而可动体30a发生倾斜。换言之,可动体30a通过以支承轴Q1为旋转轴的跷板摆动而使可动区域31a侧向-Z轴方向倾倒。此外,由于在可动体30b上作用有以支承轴Q2为旋转轴的朝向+Y轴方向顺时针旋转的力,从而可动体30b发生倾斜。换言之,可动体30b通过以支承轴Q2为旋转轴的跷板摆动而使可动区域31b侧向-Z轴方向倾倒。
由此,第一固定电极部21a与可动体30a(可动区域31a)之间的间隙变小(变短),其结果为,静电电容C1a的电容值与如图7(A)所示的可动体30a处于平衡的情况下的静电电容C1a相比而增大。
另一方面,第二固定电极部22a与可动体30a(可动区域32a)之间的间隙变大(变长),其结果为,静电电容C2a的电容值与如图7(A)所示的可动体30a处于平衡的情况下的静电电容C2a相比而减小。
此外,第一固定电极部21b与可动体30b(可动区域31b)之间的间隙变小(变短),其结果为,静电电容C1b的电容值与如图7(A)所示的可动体30b处于平衡的情况下的静电电容C1b相比而增大。
另一方面,第二固定电极部22b与可动体30b(可动区域32b)之间的间隙变大(变长),其结果为,静电电容C2b的电容值与如图7(A)所示的可动体30b处于平衡的情况下的静电电容C2b相比而减小。
在图7(D)中,图示了在可动体30a及可动体30b上施加有从+X轴方向朝向-X轴方向的加速度G3的状态。
伴随于此,在可动体30a上作用有以支承轴Q1为旋转轴的朝向+Y轴方向顺时针旋转的力,从而可动体30a发生倾斜。换言之,可动体30a通过以支承轴Q1为旋转轴的跷板摆动而使可动区域32a侧向-Z轴方向倾倒。此外,由于在可动体30b上作用有以支承轴Q2为旋转轴的朝向+Y轴方向顺时针旋转的力,从而可动体30b发生倾斜。换言之,可动体30b通过以支承轴Q2为旋转轴的跷板摆动而使可动区域31b侧向-Z轴方向倾倒。
由此,第二固定电极部22a与可动体30a(可动区域32a)之间的间隙变小(变短),其结果为,静电电容C2a的电容值与如图7(A)所示的可动体30a处于平衡的情况下的静电电容C2a相比而增大。
另一方面,第一固定电极部21a与可动体30a(可动区域31a)之间的间隙变大(变长),其结果为,静电电容C1a的电容值与如图7(A)所示的可动体30a处于平衡的情况下的静电电容C1a相比而减小。
此外,第一固定电极部21b与可动体30b(可动区域31b)之间的间隙变小(变短),其结果为,静电电容C1b的电容值与如图7(A)所示的可动体30b处于平衡的情况下的静电电容C1b相比而增大。
另一方面,第二固定电极部22b与可动体30b(可动区域32b)之间的间隙变大(变长),其结果为,静电电容C2b的电容值与如图7(A)所示的可动体30b处于平衡的情况下的静电电容C2b相比而减小。
在图7(E)中,图示了在可动体30a及可动体30b上施加有从-X轴方向朝向+X轴方向的加速度G4的状态。
伴随于此,在可动体30a上作用有以支承轴Q1为旋转轴的朝向+Y轴方向逆时针旋转的力,从而可动体30a发生倾斜。换言之,可动体30a通过以支承轴Q1为旋转轴的跷板摆动而使可动区域31a侧向-Z轴方向倾倒。此外,由于在可动体30b上作用有以支承轴Q2为旋转轴的朝向+Y轴方向逆时针旋转的力,从而可动体30b发生倾斜。换言之,可动体30b通过以支承轴Q2为旋转轴的跷板摆动而使可动区域31b侧向+Z轴方向倾倒。
由此,第一固定电极部21a与可动体30a(可动区域31a)之间的间隙变小(变短),其结果为,静电电容C1a的电容值与如图7(A)所示的可动体30a处于平衡的情况下的静电电容C1a相比而增大。
另一方面,第二固定电极部22a与可动体30a(可动区域32a)之间的间隙变大(变长),其结果为,静电电容C2a的电容值与如图7(A)所示的可动体30a处于平衡的情况下的静电电容C2a相比而减小。
此外,第二固定电极部22b与可动体30b(可动区域32b)之间的间隙变小(变短),其结果为,静电电容C2b的电容值与如图7(A)所示的可动体30b处于平衡的情况下的静电电容C2b相比而增大。
另一方面,第一固定电极部21b与可动体30b(可动区域31b)之间的间隙变大(变长),其结果为,静电电容C1b的电容值与如图7(A)所示的可动体30b处于平衡的情况下的静电电容C1b相比而减小。
本实施方式的物理量传感器200能够根据所述静电电容C1a、C2a、C1b、C2b的电容值的变化,而对加速度的大小和方向进行检测。具体而言,能够根据四个电容值的变化的程度,而对加速度(G1、G2)的值进行检测。
例如,通过以在图7(A)的状态(未施加有加速度的状态)下所获得的电容值作为基准,而对图7(B)的状态下的电容值的变化进行判断,从而能够检测出在图7(B)的状态下,在哪个方向上作用有何种程度的加速度G1。即,能够基于在图7(B)的状态下所获得的静电电容C1a、C2a、C1b、C2b的电容值的变化,而根据其变化的程度,检测出所施加的加速度G1的值。
同样地,例如,通过以在图7(A)的状态下所获得的电容值作为基准,而对图7(C)的状态下的电容值的变化进行判断,从而能够检测出在图7(C)的状态下,在哪个方向上作用有何种程度的加速度G2。即,能够基于在图7(C)的状态下所获得的静电电容C1a、C2a、C1b、C2b的电容值的变化,而根据其变化的程度,检测出所施加的加速度G2的值。
此外,根据在图7(D)或图7(E)的状态下所获得的静电电容C1a、C2a、C1b、C2b的电容值的变化,能够检测出施加了加速度的方向(加速度G3、G4)。
例如,在可动体30a、30b上施加有加速度G3时,静电电容C1a、C2a、C1b、C2b的电容值之间的关系由下述式来表示。
C1a<C1b,C2a>C2b
此外,在可动体30a、30b上施加有加速度G4时,静电电容C1a、C2a、C1b、C2b的电容值之间的关系由下述式来表示。
C1a>C1b,C2a<C2b
当获取静电电容C1a、C2a、C1b、C2b的差动时,电容值之间的关系由下述式来表示。
(C1a+C1b)-(C2a+C2b)=0
根据这种静电电容C1a、C2a、C1b、C2b的电容值之间的关系,从而能够对施加了加速度的方向进行判断,并且能够在不受加速度(G3、G4)的影响的情况下对加速度(G1、G2)进行检测。
如上所述,物理量传感器200能够作为加速度传感器或陀螺传感器等惯性传感器来进行使用,例如,能够作为用于对Z轴方向上的加速度进行检测的静电电容型加速度传感器来进行使用。
根据上述的第二实施方式,能够获得以下的效果。
根据这种物理量传感器200,被连接于第一固定电极部21a的第一配线部50a和被连接于第二固定电极部22a的第二配线部60a被配置为非对称的形状,并且电特性彼此大致相同。而且,由于被连接于第一配线部50a的第一共用线52a和被连接于第二配线部60a的第二共用线62a以大致相同的长度,并以所需的间隔靠近且并行的方式而被设置,因此,干扰(静电噪声等)以大致相同的相位及大致相同的大小而被均等地输入至第一共用线52a(静电电容C1a的电容值)与第二共用线62a(静电电容C2a的电容值),通过获取第一配线部50a与第二配线部60a的差动,从而能够从电容值中消除作为检测灵敏度的误差的主要原因的噪声,并求出加速度。
此外,被连接于第一固定电极部21b的第一配线部50b和被连接于第二固定电极部22b的第二配线部60b被配置为非对称的形状,并且电特性大致相同。而且,由于被连接于第一配线部50b的第一共用线52b(静电电容C1b的电容值)和被连接于第二配线部60b的第二共用线62b(静电电容C2b的电容值)以大致相同的长度,并以所需的间隔靠近且并行的方式而被设置。干扰(静电噪声等)以大致相同的相位及大致相同的大小而被均等地输入至第一共用线52b和第二共用线62b,通过获取第一配线部50b与第二配线部60b的差动,从而能够从电容值中消除作为检测灵敏度的误差的主要原因的噪声,并求出加速度。
因此,通过作为第一配线部50a的一部分的第一共用线52a及作为第二配线部60a的一部分的第二共用线62a,和作为第一配线部50b的一部分的第一共用线52b及作为第二配线部60b的一部分的第二共用线62b以大致相同的长度,并以预期的间隔靠近且并行的方式而被设置,因此能够提高物理量传感器200的测量精度。
另外,本发明并不限定于上述的实施方式,而是能够对上述的实施方式加以各种变更或改良等。改变例如下文所述。此处,仅对不同的部分进行说明,对于与上述实施方式相同的结构部位,标注相同的符号并省略重复的说明。
改变例
以下,参照图8对在第一实施方式中所说明的物理量传感器100的改变例进行说明。图8为,表示物理量传感器101的俯视图。在图8中,作为相互正交的三个轴,图示了X轴、Y轴及Z轴。另外,Z轴为表示重力作用的方向的轴。
如图8所示,在改变例的物理量传感器101中,可动体30的形状与所述的物理量传感器100不同。
本改变例中,在可动体30c的可动区域31c及可动区域32c内,在X轴方向上形成有多个狭缝70。
狭缝70为,以在俯视观察时在可动体30c的Y轴方向上具有长边的长方形形状,在可动体30c的厚度(垂直)方向上贯穿的形状。
根据物理量传感器101,例如,在被配置于大气中的情况下,通过向物理量传感器101施加加速度,从而可动体30c能够与第一实施方式同样地向第一固定电极部21或第二固定电极部22倾倒。此时,通过使大气通过狭缝70,从而能够抑制施加在可动体30上的空气阻力的影响。
根据上述改变例能够获得以下的效果。
根据物理量传感器101,通过在可动体30c上设置狭缝70,从而能够在物理量传感器101上施加有加速度的情况下,抑制可动体30c倾倒时空气阻力的影响,从而能够顺畅地实施可动体30c的倾倒动作。
因此,通过在可动体30c上形成多个狭缝70,从而能够提高物理量传感器101的测量精度。
实施例
接下来,参照图9对应用了本发明的一个实施方式所涉及的物理量传感器100的实施例进行说明。
图9(A)为,表示作为搭载有物理量传感器100的电子设备的摄像机的立体图,图9(B)为,表示作为搭载有物理量传感器100的电子设备的便携式电话的立体图,图9(C)为表示作为搭载有物理量传感器100的移动体的汽车的立体图。
电子设备
如图9(A)、(B)所示,在作为电子设备的摄像机500及便携式电话600中,搭载有本实施方式所涉及的物理量传感器100。
在图9(A)所示的摄像机500中,搭载有受像部501、操作部502、声音输入部503及显示单元504。在该摄像机500中,搭载有物理量传感器100,例如,在搭载有三个物理量传感器100时,将能够对X轴、Y轴、Z轴(未图示)的三个方向上的加速度或倾斜等进行检测,从而发挥对手抖等进行补正的功能。由此,摄像机500能够对鲜明的动画影像进行记录。
此外,在如图9(B)所示的便携式电话600中,搭载有多个操作按钮601、显示单元602、照相机机构603及快门按钮604,并作为电话及照相机而发挥功能。在该便携式电话600中搭载有物理量传感器100,例如,在搭载有三个物理量传感器100时,通过对X轴、Y轴、Z轴(未图示)的三个方向上的加速度或倾斜等进行检测,从而能够发挥照相机机构603的对手抖等进行补正的功能。由此,便携式电话600能够通过照相机机构603而对鲜明的图像进行记录。
另外,本发明的一个实施方式所涉及的物理量传感器100除了能够应用于图9(A)的摄像机、图9(B)的便携式电话之外,还能够应用于如下的电子设备中,例如,个人计算机(便携型个人电脑)、数码照相机、喷墨式喷出装置(例如喷墨式打印机)、电视机、录影机、汽车导航***装置、寻呼机、电子记事本(也包括附带通信功能的产品)、电子词典、电子计算器、电子游戏设备、文字处理机、工作站、可视电话、防盗用视频监视器、电子双筒望远镜、POS(point of sale:销售点)终端、医疗设备(例如、电子体温计、血压计、血糖仪、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测仪、各种测量设备、计量仪器类(例如,车辆、航空器、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等的电子设备。
移动体
接下来,对使用了物理量传感器100的移动体进行说明。如图9(C)所示,移动体700为汽车,其上搭载有物理量传感器100。
在移动体700中,物理量传感器100被内置在搭载于车身701上的电子控制单元(ECU:Electronic Control Unit)703中。电子控制单元703例如通过将物理量传感器100作为加速度传感器或倾斜传感器而对车身701的状态进行检测,从而能够掌握移动体700的姿态或移动状况等,由此可靠地实施对悬架704及轮胎702等的控制。由此,移动体700能够安全且稳定地进行移动。
此外,物理量传感器100除了被搭载于上述的电子设备或移动体之外,还能够被搭载于无钥匙进入***、发动机防盗锁止装置、汽车导航***、汽车空调装置、防抱死制动***(ABS:Antilock Brake System)、安全气囊、轮胎压力检测***(TPMS:Tire PressureMonitoring System)、发动机控制器、混合动力汽车或电动汽车的电池监视器、车身姿态控制***等的电子控制单元中,并能够应用于广泛的领域内。
符号说明
10、10a…基板;12、12a…主面;14、14a…凹部;18…槽部;19…空隙;20…检测元件;20a…第一固定元件;20b…第二固定元件;21、21a、21b…第一固定电极部;22、22a、22b…第二固定电极部;30、30a、30b、30c…可动体;31、32、31a、31b、31c、32、32a、32b、32c…可动区域;33…开口部;34、34a、34b…固定部;36、36a、36b…支承部;50、50a、50b…第一配线部;52、52a、52b…第一共用线;54、54a、54b…第一支线;56、56a、56b…电极;60、60a、60b…第二配线部;62、62a、62b…第二共用线;64、64a、64b…第二支线;66、66a、66b…电极;70…狭缝;80…绝缘部件;100…物理量传感器;101…物理量传感器;200…物理量传感器;500…摄像机;501…受像部;502…操作部;503…声音输入部;504…显示单元;600…便携式电话;601…多个操作按钮;602…显示单元;603…照相机机构;604…快门按钮;700…移动体;701…车身;702…轮胎;703…电子控制单元;704…悬架。
Claims (14)
1.一种功能元件,其特征在于,具备:
基板;
可动体,其与所述基板通过固定部来固定,且可动区域相对于所述基板可动;
固定电极部,其与所述可动区域对置,且包括设置于所述基板上的第一固定电极部及第二固定电极部;
第一配线部,其被连接于所述第一固定电极部;
第二配线部,其被连接于所述第二固定电极部,
在所述第一配线部及所述第二配线部中的至少一方上设置有分叉部,从所述分叉部起延伸的一个配线被连接于所述固定电极部,从所述分叉部起延伸的另一个配线沿着所述第一配线部或所述第二配线部而设置,
所述第一配线部以及所述第二配线部具备在俯视时互相交叉的部分。
2.如权利要求1所述的功能元件,其特征在于,
所述第一配线部与所述第二配线部具备在第一方向上并行延伸的部分,
在所述第一方向上延伸的部分的长度在所述第一配线部和所述第二配线部中相同。
3.如权利要求1所述的功能元件,其特征在于,
包括可动体,所述可动体包含可动电极部,
所述固定电极部以与所述可动电极部对置的方式而配置。
4.如权利要求3所述的功能元件,其特征在于,
所述可动体及与该可动体成对的所述固定电极部被设置有多个。
5.如权利要求1所述的功能元件,其特征在于,
在所述交叉的部分处,在所述第一配线部与所述第二配线部之间设置有绝缘部件。
6.如权利要求1所述的功能元件,其特征在于,
在所述交叉的部分处,所述第一配线部被设置在设置于基板上的槽的内部,所述第二配线部以在所述槽上交叉的方式而设置。
7.如权利要求2所述的功能元件,其特征在于,
包括可动体,所述可动体包含可动电极部,
所述固定电极部以与所述可动电极部对置的方式而配置。
8.如权利要求7所述的功能元件,其特征在于,
所述可动体及与该可动体成对的所述固定电极部被设置有多个。
9.如权利要求2所述的功能元件,其特征在于,
所述第一配线部及所述第二配线部具备相互交叉的部分。
10.如权利要求3所述的功能元件,其特征在于,
所述第一配线部及所述第二配线部具备相互交叉的部分。
11.如权利要求4所述的功能元件,其特征在于,
所述第一配线部及所述第二配线部具备相互交叉的部分。
12.一种功能元件,其特征在于,具备:
基板;
可动体,其与所述基板通过固定部来固定,且可动区域相对于所述基板可动;
电极部,其与所述可动区域对置,且包括设置于所述基板上的第一电极部和第二电极部;
第一配线部,其被连接于所述第一电极部;
第二配线部,其被连接于所述第二电极部,
在所述第一配线部上设置有分叉部,从所述分叉部起延伸的一个配线被连接于所述电极部,
被输入至从所述分叉部起延伸的另一个配线中的噪声和被输入至所述第二配线部中的噪声为大致相同的相位,
所述第一配线部以及所述第二配线部具备在俯视时互相交叉的部分。
13.一种电子设备,其特征在于,
搭载有权利要求1所述的功能元件。
14.一种移动体,其特征在于,
搭载有权利要求1所述的功能元件。
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