WO2014092060A1

WO2014092060A1 - センサ素子、および複合センサ

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Publication number: WO2014092060A1
Application number: PCT/JP2013/083021
Authority: WO
Inventors: 加藤良隆
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2014-06-19

Abstract

センサ素子（１）は、互いに逆位相で振動する第１質量部（１０）、第２質量部（２０）を備える。第１、第２質量部（１０，２０）には、それぞれ加速度検出部と角速度検出部が備えられている。第１、第２質量部（１０，２０）から得られる第１検出信号の加速度ａに起因する静電容量変化と、同じく第１、第２質量部（１０，２０）から得られる第２検出信号の加速度ａに起因する静電容量変化は同相且つ同レベルになり、第１、第２質量部１０，２０）から得られる第１検出信号の角速度ωに起因する静電容量変化と、同じく第１、第２質量部１０，２０）から得られる第２検出信号角速度ωに起因する静電容量変化は逆相且つ同レベルになるように、第１、第２質量部（１０，２０）には加速度検出部および角速度検出部が形成されている。

Description

センサ素子、および複合センサ

　本発明は、角速度および加速度を検出するセンサ素子、および当該センサ素子を備えた複合センサに関する。

　従来、素子に加わる角速度や加速度を検出する複合センサが各種考案されている。例えば、特許文献１に記載の複合センサのセンサ素子では、基板に対して隙間を有するように支持梁によって支持された質量部を備える。質量部は、基板表面に平行な互いに直交する２軸方向（例えば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向）に変位可能に支持されている。

　この複合センサは、質量部をＸ軸方向に振動させた状態で角速度を検出する。この状態で、Ｘ軸とＹ軸に直交するＺ軸周りの角速度が質量部に作用するとＹ軸方向へのコリオリの力が生じる。このコリオリの力を電気信号で検出することにより、Ｚ軸周りの角速度を検出する。

　さらに、この複合センサは、角速度を検出する質量部とは別の領域に、Ｙ軸方向の加速度を電気信号で検出する加速度検出部を備えている。

特開２０１０－８５３１３号公報

　しかしながら、上述の複合センサのセンサ素子では、角速度を検出する角速度検出部と、加速度を検出する加速度検出部とが、基板上の異なる領域に形成されている。これにより、センサ素子を小型化することが容易ではない。

　また、一般的に、上述のように質量部を振動させながら角速度を検出する場合には、質量部を減圧雰囲気下に配置している。この場合、加速度検出部が同じ減圧雰囲気下にあると加速度検出部の機械的Ｑ値が高くなり、加速度検出信号が過度に大きく変動してしまうことがある。特許文献１の複合センサでは、この問題を解決するため、角速度検出部と加速度検出部とは、別にさらに加速度検出部のＱ値を低下させるダンピング部を設けている。しかしながら、この構成では、さらにダンピング部を備えることにより、より一層小型化が容易ではなくなる。

　また、従来、角速度検出部と加速度検出部とを一つの質量部に備える構成もあるが、この構成では、角速度検出部の検出感度を上げようとすると前述のＱ値の関係から加速度検出部が過度に検出してしまったり、加速度検出部のＱ値を下げようとすると、逆に角速度検出部の検出感度が低下し、検出性能が劣化してしまっていた。

　したがって、本発明の目的は、角速度および加速度をともに十分な感度で検出しながら、小型に形成できるセンサ素子、およびこのセンサ素子を用いた複合センサを提供することにある。

　この発明のセンサ素子は、基板と、該基板に対して隙間を有した状態で基板の第１の面に平行な第１方向に配列され、基板の第１の面に平行であり第１方向と直交する第２方向に沿って互いに逆位相で振動する第１質量部および第２質量部と、を備える。第１質量部は、第１方向および第２方向に直交する第３方向の軸周りの角速度による第１角速度検出信号を出力する角速度検出部および、第１方向に平行な加速度による加速度検出信号を出力する加速度検出部を有する少なくとも一つの第１質量部側検出部を備える。第２質量部は、第３方向の軸周りの角速度による第２角速度検出信号を出力する角速度検出部および、第１方向に平行な加速度による第２加速度検出信号を出力する加速度検出部を有する少なくとも一つの第２質量部側検出部を備える。

　この構成では、角速度検出信号と加速度検出信号とが単一の質量部から出力されても、出力信号を加算もしくは差分すれば、角速度検出信号と加速度検出信号とを分離することができる。これにより、一つの質量部に角速度検出部と加速度検出部とを備えさせることができる。

　また、この発明のセンサ素子は、次の構成であることが好ましい。第１質量部は、第１質量部側検出部である第１検出部及び第２検出部を備える。第２質量部は、第２質量部側検出部である第３検出部及び第４検出部を備える。第１検出部の出力信号と第３検出部の出力信号を加算した第１検出信号の位相と、第２検出部の出力信号と第４検出部の出力信号を加算した第２検出信号の位相とが、角速度検出信号において逆位相の関係になり、加速度検出信号において同位相の関係になるように、第１乃至第４検出部が構成されている。

　この構成では、第１質量部と第２質量部との具体的な構成例を示している。

　また、この発明のセンサ素子は、次の構成であることが好ましい。第１乃至第４検出部の角速度検出部および加速度検出部において、角速度検出信号の出力端子と加速度検出信号の出力端子とが同一の端子である。

　この構成では、角速度検出信号の出力端子と加速度検出信号の出力端子が共通化されるので、センサ素子をより小型に形成できる。

　また、この発明のセンサ素子は次の構成であることが好ましい。角速度検出部と加速度検出部は、第１質量部および第２質量部に設けられた可動側導体と、該可動側導体と対向して配置され、基板に固定された固定側導体とを備える。固定側導体を基板に固定する固定部は、第１質量部および第２質量部の内側に配置されている。

　この構成では、基板に固定される固定部を第１質量部および第２質量部の外側に形成しないので、センサ素子をより小型に形成できる。

　また、この発明のセンサ素子は、次の構成であることが好ましい。角速度検出部と加速度検出部は、第１質量部および第２質量部に設けられた可動側導体と、可動側導体と対向して配置され、基板に固定された固定側導体とを備える。固定側導体を基板に固定する固定部は、第１質量部および第２質量部の内側に配置されている。固定部は、角速度検出信号と加速度検出信号を出力するための端子である。

　この構成では、固定部が角速度検出信号と加速度検出信号の出力端子となるので、当該出力端子を固定部とは別に形成しなくてもよく、センサ素子を小型化することができる。

　また、この発明のセンサ素子の角速度検出部は、加速度による第１質量部および第２質量部の共振振幅を減衰させる構造からなることが好ましい。

　この構成では、加速度検出時に必要とするダンピングを角速度検出部で抑制することができ、別途ダンピング抑制部を設けなくてもよく、センサ素子を小型化することができる。

　また、この発明のセンサ素子は、角速度検出部を構成する可動側導体および固定側導体は、第２方向に沿った長尺形状であり、第１方向に沿って対向するように配置されていることが好ましい。

　この構成では、上述のダンピング効果を得られる角速度検出部の具体的な構造例を示している。

　また、この発明のセンサ素子は、基板の主面に平行であり第２方向に沿って、第１質量部と第２質量部とを互いの振動が逆位相になるように振動可能に支持する支持梁を備えていてもよい。

　この構成では、第１、第２質量部を支持する具体的な構造例を示している。

　また、この発明は複合センサに関するものであり、次の特徴を有する。この複合センサは、上述のいずれかのセンサ素子と、第１角速度検出信号および第１加速度検出信号を含む第１検出信号と、第２角速度検出信号および第２加速度検出信号を含む第２検出信号とを加算する加算部と、第１検出信号と第２検出信号との差分を算出する減算部と、を備える。

　この構成では、上述のセンサ素子から出力される第１、第２角速度検出信号の位相関係と、第１、第２加速度検出信号の位相関係が逆相であることを利用しており、第１検出信号と第２検出信号とを加算もしくは差分することで、第１、第２角速度検出信号もしくは第１、第２加速度検出信号のいずれかを相殺することができる。これにより、角速度検出信号のみ、もしくは加速度検出信号のみを出力することができる。

　また、この発明の複合センサは、次の構成であることが好ましい。この複合センサは、第１質量部および第２質量部を振動させる駆動信号を発生する駆動部と、駆動信号が第１質量部および第２質量部に印加されることで生じる振動をモニタするモニタ信号を出力するモニタ部と、モニタ信号を用いて、加算部から出力される加算信号と、減算部から出力される差分信号とを同期検波する同期検波部と、を備える。

　この構成では、角速度検出信号もしくは加速度検出信号を抽出するための具体的な構成例を示しており、モニタ信号による同期検波で角速度検出信号もしくは加速度検出信号を抽出することができる。

　また、この発明の複合センサは、次の構成であることが好ましい。複合センサは、モニタ信号を９０°位相調整する位相調整部を備える。同期検波部は、加算信号をモニタ信号で同期検波し、差分信号を位相調整部から出力される位相調整モニタ信号で同期検波する。

　この構成では、同期検波のより具体的な構成を示しており、加速度検出信号がモニタ信号（駆動信号）と同相であり、角速度検出信号がモニタ信号（駆動信号）に対して９０°位相が遅れることを利用している。そして、この構成を用いることで、角速度検出信号と加速度検出信号を正確に同期検波することができる。また、加速度検出用と角速度検出用の検出回路の基本構成を共通化することができるので、加速度検出用と角速度検出用のそれぞれに基本構成の異なる検出回路を用意する必要が無くなる。

　この発明によれば、角速度および加速度の検出感度が良好であり且つ小型のセンサ素子および複合センサを実現できる。

本発明の実施形態に係るセンサ素子の構成を示す平面図である。本発明の実施形態に係る第１検出部の構成を示す拡大平面図である。本発明の実施形態に係る第１検出部の加速度検出部および角速度検出部の構成を示す拡大平面図である。本発明の実施形態に係る第２検出部の構成を示す拡大平面図である。本発明の実施形態に係る第３検出部の構成を示す拡大平面図である。本発明の実施形態に係る第４検出部の構成を示す拡大平面図である。本発明の実施形態に係る駆動部およびモニタ部の構成を示す拡大平面図である。本発明の実施形態に係る複合センサの構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係るセンサ素子に角速度ωが印加された場合の挙動を示す図である。本発明の実施形態に係るセンサ素子に加速度ａが印加された場合の挙動を示す図である。本発明の実施形態に係るセンサ素子１に角速度ωのみが印加された場合の各信号の波形図である。本発明の実施形態に係るセンサ素子１に加速度ａのみが印加された場合の各信号の波形図である。本発明の実施形態に係るセンサ素子１に加速度ａと角速度ωが印加された場合の各信号の波形図である。

　本発明の実施形態に係るセンサ素子および複合センサについて、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係るセンサ素子の構成を示す平面図である。なお、当該センサ素子は、図示しない筐体によって気密に内包されており、センサ素子が配置される筐体内の雰囲気は、例えば減圧雰囲気に保たれている。

　センサ素子１は、矩形状の基板２を備える。基板２は、例えばシリコン等の絶縁性半導体によって形成されている。なお、以下では、矩形状の基板２の短手方向をＸ軸方向とし、長手方向をＹ軸方向として説明する。

　センサ素子１は、第１質量部１０、第２質量部２０、第３質量部３００、第４質量部４００を備える。これらの質量部は例えば低抵抗シリコン等の導電性半導体からなる。また、センサ素子１を構成する基板２以外の部分は、各質量部と同様に、低抵抗シリコン等の導電性半導体からなる。

　第１質量部１０、第２質量部２０、第３質量部３００、および第４質量部４００は、それぞれに間隔をあけて、Ｙ軸方向に配列して設置されている。より具体的な配置順としては、第１質量部１０、第２質量部２０は、配列方向（Ｙ軸方向）に沿った中央に配置されている。第３質量部３００は、第１質量部１０の第２質量部２０側と反対側に配置されている。第４質量部４００は、第２質量部２０の第１質量部１０側と反対側に配置されている。

　第１質量部１０、第２質量部２０、第３質量部３００、および第４質量部４００は、支持梁４Ａ，４Ｂによって、基板２から隙間を空けた状態で支持されている。

　支持梁４Ａ，４Ｂは、Ｙ軸方向に沿って延びる長尺状である。支持梁４Ａ，４Ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）は、後述する振動により、Ｘ軸方向に部分的に変位しながら湾曲する程度の強度となるように設定されている。

　支持梁４Ａは、第１質量部１０、第２質量部２０、第３質量部３００、および第４質量部４００が配列された領域に対してＸ軸方向の一方端側に配置されている。支持梁４Ｂは、第１質量部１０、第２質量部２０、第３質量部３００、および第４質量部４００が配列された領域に対してＸ軸方向の他方端側に配置されている。すなわち、支持梁４Ａ，４Ｂは、Ｘ軸方向に沿って、第１質量部１０、第２質量部２０、第３質量部３００、および第４質量部４００を挟むように配置されている。

　第１質量部１０と支持梁４Ａは、連結部５Ａによって連結されている。第２質量部２０と支持梁４Ａは、連結部５Ｂによって連結されている。第３質量部３００と支持梁４Ａは、連結部５Ｃによって連結されている。第４質量部４００と支持梁４Ａは、連結部５Ｄによって連結されている。

　第１質量部１０と支持梁４Ｂは、連結部５Ｅによって連結されている。第２質量部２０と支持梁４Ｂは、連結部５Ｆによって連結されている。第３質量部３００と支持梁４Ｂは、連結部５Ｇによって連結されている。第４質量部４００と支持梁４Ｂは、連結部５Ｈによって連結されている。

　連結部５Ａと連結部５Ｅは、配列設置された第１質量部１０、第２質量部２０、第３質量部３００、第４質量部４００の重心Ｇを通り、Ｙ軸を対称軸として、線対称の位置に配置されている。連結部５Ｂと連結部５Ｆは、当該Ｙ軸を対称軸として線対称の位置に配置されている。連結部５Ｃと連結部５Ｇは、当該Ｙ軸を対称軸として線対称の位置に配置されている。連結部５Ｄと連結部５Ｈは、当該Ｙ軸を対称軸として線対称の位置に配置されている。

　支持梁４Ａは、固定部３Ａ，３Ｂ，３Ｃに接続されている。固定部３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、三つ叉形状であり、支持梁４Ａ側に一枝が伸び、当該一枝と反対方向に二枝が延びる形状からなる。各固定部３Ａ，３Ｂ，３Ｃはそれぞれの一枝が支持梁４Ａに接続し、二枝が基板２に接続している。

　支持梁４Ｂは、固定部３Ｄ，３Ｅ，３Ｆに接続されている。固定部３Ｄ，３Ｅ，３Ｆは、三つ叉形状であり、支持梁４Ｂ側に一枝が伸び、当該一枝と反対方向に二枝が延びる形状からなる。各固定部３Ｄ，３Ｅ，３Ｆはそれぞれの一枝が支持梁４Ｂに接続し、二枝が基板２に接続している。

　支持梁４Ａ，４Ｂに固定部３Ａ～３Ｆが接続する位置は、各質量部がＸ軸方向に振動する際に、支持梁４Ａ，４ＢのＸ軸方向の変位が生じない点（節）となる。そして、固定部３Ａ～３Ｆは、各質量部の振動周期が同じになる位置で支持梁４Ａ，４Ｂに接続されている。

　第１質量部１０は、内枠部１０１Ａ、および外枠部１０２Ａを備える。内枠部１０１Ａは、Ｘ軸方向に長く、Ｙ軸方向に短い長方形であり、内側に空間を有する。外枠部１０２Ａも、Ｘ軸方向に長く、Ｙ軸方向に短い長方形であり、内側に空間を有する。外枠部１０２Ａは、内枠部１０１Ａを囲む形状である。外枠部１０２Ａは、上述の連結部５Ａ，５Ｅによって、支持梁４Ａ，４Ｂに連結されている。

　内枠部１０１Ａは、Ｘ軸方向の略中心位置において、外枠部１０２Ａと接続している。より具体的には、内枠部１０１Ａの重心Ｇ側の辺には、長尺状の連結部材１０３Ａが形成されている。連結部材１０３Ａは、Ｘ軸方向に沿って延びる形状であり、当該Ｘ軸方向の両端で内枠部１０１Ａに連結している。連結部材１０３Ａの長尺方向の中心には、連結部材１０４Ａが形成されている。連結部材１０４Ａは、Ｙ軸方向に短い形状であり、当該Ｙ軸方向の一方端が外枠部１０２Ａに連結されており、当該Ｙ軸方向の他方端が連結部材１０３Ａに連結されている。連結部材１０４Ａは、Ｘ軸方向の長さがＹ軸方向の長さよりも長く、連結部材１０３Ａの長尺方向（Ｘ軸方向）の長さよりも十分に短い形状からなる。

　内枠部１０１Ａの重心Ｇ側と反対側の辺には、長尺状の連結部材１０３Ｂが形成されている。連結部材１０３Ｂは、Ｘ軸方向に沿って延びる形状であり、当該Ｘ軸方向の両端で内枠部１０１Ａに連結している。連結部材１０３Ｂの長尺方向の中心には、連結部材１０４Ｂが形成されている。連結部材１０４Ｂは、Ｙ軸方向に短い形状であり、当該Ｙ軸方向の一方端が外枠部１０２Ａに連結されており、当該Ｙ軸方向の他方端が連結部材１０３Ｂに連結されている。連結部材１０４Ｂは、Ｘ軸方向の長さがＹ軸方向の長さよりも長く、連結部材１０３Ｂの長尺方向（Ｘ軸方向）の長さよりも十分に短い形状からなる。

　内枠部１０１Ａは、中心軸１０１Ｃを備える。中心軸１０１Ｃは、Ｙ軸方向に沿って延びる形状であり、Ｘ軸方向にも所定の長さ（幅）を有する。中心軸１０１Ｃは、内側枠１０１ＡのＸ軸方向の中心に配置されている。言い換えれば、中心軸１０１Ｃは、延びる方向の軸がＹ軸に略一致する位置に配置されている。これにより、内枠部１０１Ａの内側空間は、中心軸１０１Ｃによって、Ｘ軸方向に二つの領域に分割されている。そして、これら二つの領域は、後述する導体部の配列順を除き、概ねＹ軸を基準に線対称である。

　内枠部１０１Ａの一方の内側空間内には、固定部１１１と、加速度検出部１１２、角速度検出部１１３が形成されている。固定部１１１は、Ｘ軸方向にもＹ軸方向にも略同等の長さからなり、センサ素子１内においては比較的大きな平面積を有する形状からなる。固定部１１１は、基板２に固定設置されている。

　また、具体的な構成は後述するが、加速度検出部１１２および角速度検出部１１３は、固定部１１１に接続する導体部と、内枠部１０１Ａに接続する導体部とからなる。

　固定部１１１と、第１質量部１０と、加速度検出部１１２および角速度検出部１１３を構成する導体部とにより、第１検出部１１が構成される。

　内枠部１０１Ａの他方の内側空間内には、固定部１２１と、加速度検出部１２２、角速度検出部１２３が形成されている。固定部１２１は、Ｘ軸方向にもＹ軸方向にも略同等の長さからなり、センサ素子１内においては比較的大きな平面面積を有する形状からなる。固定部１２１は、基板２に固定設置されている。固定部１２１は、Ｙ軸を基準として固定部１１１と線対称の形状からなる。

　また、具体的な構成は後述するが、加速度検出部１２２および角速度検出部１２３は、固定部１２１に接続する導体部と、内枠部１０１Ａに接続する導体部とからなる。加速度検出部１２２は、概略的には、Ｙ軸を基準として加速度検出部１１２と線対称の形状であるが、加速度検出用の内枠部１０１Ａに接続する導体部と固定部１２１に接続する導体部との配列順が、線対称ではなく、Ｘ軸方向に沿って同じ順になっている。角速度検出部１２３は、Ｙ軸を基準として、導体部が延びる方向が角速度検出部１１３と同じであるが、導体部の配列順が角速度検出部１１３と異なっている。

　固定部１２１と、第１質量部１０と、加速度検出部１２２および角速度検出部１２３を構成する導体部とにより、第２検出部１２が構成される。

　第２質量部２０は、内枠部１０１Ｂ、および外枠部１０２Ｂを備える。内枠部１０１Ｂは、Ｘ軸方向に長く、Ｙ軸方向に短い長方形であり、内側に空間を有する。外枠部１０２Ｂも、Ｘ軸方向に長く、Ｙ軸方向に短い長方形であり、内側に空間を有する。外枠部１０２Ｂは、内枠部１０１Ｂを囲む形状である。外枠部１０２Ｂは、上述の連結部５Ｂ，５Ｆによって、支持梁４Ａ，４Ｂに連結されている。

　内枠部１０１Ｂは、重心Ｇを通りＸ軸を基準として、第１質量部１０の内枠部１０１Ａと線対称の位置に配置され、線対称の形状からなる。外枠部１０２Ｂは、重心Ｇを通りＸ軸を基準として、第１質量部１０の外枠部１０２Ａと線対称の位置に配置され、線対称の形状からなる。

　内枠部１０１Ｂは、Ｘ軸方向の略中心位置において、外枠部１０２Ｂと接続している。より具体的には、内枠部１０１Ｂの重心Ｇ側の辺には、長尺状の連結部材１０３Ｃが形成されている。連結部材１０３Ｃは、Ｘ軸方向に沿って延びる形状であり、当該Ｘ軸方向の両端で内枠部１０１Ｂに連結している。連結部材１０３Ｃの長尺方向の中心には、連結部材１０４Ｃが形成されている。連結部材１０４Ｃは、Ｙ軸方向に短い形状であり、当該Ｙ軸方向の一方端が外枠部１０２Ｂに連結されており、当該Ｙ軸方向の他方端が連結部材１０３Ｃに連結されている。連結部材１０４Ｃは、Ｘ軸方向の長さがＹ軸方向の長さよりも長く、連結部材１０３Ｃの長尺方向（Ｘ軸方向）の長さよりも十分に短い形状からなる。連結部材１０３Ｃ、連結部材１０４Ｃは、それぞれＸ軸を基準にして、連結部材１０３Ａ、連結部材１０４Ａと線対称の形状である。

　内枠部１０１Ｂの重心Ｇ側と反対側の辺には、長尺状の連結部材１０３Ｄが形成されている。連結部材１０３Ｄは、Ｘ軸方向に沿って延びる形状であり、当該Ｘ軸方向の両端で内枠部１０１Ｂに連結している。連結部材１０３Ｄの長尺方向の中心には、連結部材１０４Ｄが形成されている。連結部材１０４Ｄは、Ｙ軸方向に短い形状であり、当該Ｙ軸方向の一方端が外枠部１０２Ｂに連結されており、当該Ｙ軸方向の他方端が連結部材１０３Ｄに連結されている。連結部材１０４Ｄは、Ｘ軸方向の長さがＹ軸方向の長さよりも長く、連結部材１０３Ｄの長尺方向（Ｘ軸方向）の長さよりも十分に短い形状からなる。連結部材１０３Ｄ、連結部材１０４Ｄは、それぞれＸ軸を基準にして、連結部材１０３Ｂ、連結部材１０４Ｂと線対称の形状である。

　内枠部１０１Ｂは、中心軸１０１Ｄを備える。中心軸１０１Ｄは、Ｙ軸方向に沿って延びる形状であり、Ｘ軸方向にも所定の長さ（幅）を有する。中心軸１０１Ｄは、内側枠１０１ＢのＸ軸方向の中心に配置されている。言い換えれば、中心軸１０１Ｄは、延びる方向の軸がＹ軸に略一致する位置に配置されている。これにより、内枠部１０１Ｂの内側空間は、中心軸１０１Ｄによって、Ｘ軸方向に二つの領域に分割されている。そして、これら二つの領域は、導体部の配列順を除き、概ねＹ軸を基準に線対称である。また、中心軸１０１Ｄは、Ｘ軸を基準にして中心軸１０１Ｃと線対称の形状である。

　内枠部１０１Ｂの一方の内側空間内には、固定部１３１と、加速度検出部１３２、角速度検出部１３３が形成されている。固定部１３１は、Ｘ軸方向にもＹ軸方向にも略同等の長さからなり、センサ素子１内においては比較的大きな平面積を有する形状からなる。固定部１３１は、基板２に固定設置されている。固定部１３１は、Ｘ軸を基準として固定部１１１と線対称の形状からなる。

　また、具体的な構成は後述するが、加速度検出部１３２および角速度検出部１３３は、固定部１３１に接続する導体部と、内枠部１０１Ｂに接続する導体部とからなる。加速度検出部１３２は、Ｘ軸を基準として、加速度検出部１１２と線対称の形状からなる。角速度検出部１３３は、概略的には、Ｘ軸を基準として角速度検出部１１３と線対称の形状であるが、内枠部１０１Ｂに接続する角速度検出子と固定部１３１に接続する角速度検出子との配列が、線対称ではなく、Ｙ軸方向に沿って同じ順になっている。

　固定部１３１と、第２質量部２０と、加速度検出部１３２および角速度検出部１３３を構成する導体部とにより、第３検出部１３が構成される。

　内枠部１０１Ｂの他方の内側空間内には、固定部１４１と、加速度検出部１４２、角速度検出部１４３が形成されている。固定部１４１は、Ｘ軸方向にもＹ軸方向にも略同等の長さからなり、センサ素子１内においては比較的大きな平面積を有する形状からなる。固定部１４１は、基板２に固定設置されている。固定部１４１は、Ｙ軸を基準として固定部１３１と線対称の形状からなり、Ｘ軸を基準として固定部１２１と線対称の形状からなる。

　また、具体的な構成は後述するが、加速度検出部１４２および角速度検出部１４３は、固定部１４１に接続する導体部と、内枠部１０１Ｂに接続する導体部とからなる。角速度検出部１４３は、Ｙ軸を基準として角速度検出部１３３と線対称の形状からなる。加速度検出部１４２は、Ｙ軸を基準として加速度検出部１３２と線対称の位置に配置されている。加速度検出部１４２の概略的な形状は、Ｙ軸を基準として加速度検出部１３２と線対称の形状であるが、加速度検出用の内枠部１０１Ｂに接続する突起部と固定部１４１に接続する突起部との配列順が、線対称ではなく、Ｘ軸方向に沿って同じ順になっている。

　固定部１４１と、第２質量部２０と、加速度検出部１４２および角速度検出部１４３を構成する導体部とにより、第４検出部１４が構成される。

　第３質量部３００は、第１質量部１０から離間して配置されている。第３質量部３００は、Ｘ軸方向に沿って延びる矩形状からなる。第３質量部３００の長手方向の一方端は、連結部５Ｃによって支持梁４Ａに連結されている。第３質量部３００の長手方向の他方端は、連結部５Ｇによって支持梁４Ｂに連結されている。

　第３質量部３００と第１質量部１０との間には、固定部３１が配置されている。固定部３１は、固定部１１１，１２１，１３１，１４１と同様に所定の面積を有する形状からなり基板２に固定されている。固定部３１は、Ｘ軸方向の中心の位置に配置されている。支持部材３２は、固定部３１を中心としてＸ軸方向に沿って伸延する略矩形状である。

　支持部材３２における第１質量部１０の外枠部１０２Ａ側には、複数の櫛歯部３３Ａが形成されている。支持部材３２と第１質量部１０の外枠部１０２Ａとの間には、複数の櫛歯部３４Ａが形成されている。複数の櫛歯部３４Ａは外枠部１０２Ａに接続している。櫛歯部３３Ａと櫛歯部３４Ａは、噛合するように配置されている。

　支持部材３２の第３質量部３００側には、複数の櫛歯部３３Ｂが形成されている。支持部材３２と第３質量部３００との間には、複数の櫛歯部３４Ｂが形成されている。櫛歯部３３Ｂと櫛歯部３４Ｂは、噛合するように配置されている。

　これら互いに噛合する、櫛歯部３３Ａと櫛歯部３４Ａ、および、櫛歯部３３Ｂと櫛歯部３４Ｂによって第１駆動部３０が構成される。

　第３質量部３００における第１質量部１０と反対側には、固定部５００が配置されている。固定部５００は、第３質量部３００から離間して配置されている。固定部５００は、Ｘ軸方向に沿って延びる矩形状からなる。固定部５００の延びる方向の一方端は、基板２に接続されている。固定部５００は、固定部１１１，１２１，１３１，１４１，３１と同様に、基板２に固定されている。

　固定部５００における第３質量部３００側には、複数の櫛歯部５１，５２が形成されている。複数の櫛歯部５１は第３質量部３００に接続しており、複数の櫛歯部５２は固定部５００に接続されている。櫛歯部５１と櫛歯部５２は、噛合するように配置されている。これら噛合する櫛歯部５１と櫛歯部５２によって第１モニタ部５０が構成される。

　第４質量部４００は、第２質量部２０から離間して配置されている。第４質量部４００は、Ｘ軸方向に沿って延びる矩形状からなる。第４質量部４００の長手方向の一方端は、連結部５Ｄによって支持梁４Ａに連結されている。第４質量部４００の長手方向の他方端は、連結部５Ｈによって支持梁４Ｂに連結されている。

　第４質量部４００と第２質量部２０との間には、固定部４１が配置されている。固定部４１は、固定部３１と同様に所定の面積を有する形状からなり基板２に固定されている。固定部４１は、Ｘ軸方向の中心の位置に配置されている。支持部材４２は、固定部４１を中心としてＸ軸方向に沿って伸延する略矩形状である。

　支持部材４２における第２質量部２０の外枠部１０２Ｂ側には、複数の櫛歯部４３Ａが形成されている。支持部材４２と第２質量部２０の外枠部１０２Ｂとの間には、複数の櫛歯部４４Ａが形成されている。複数の櫛歯部４４Ａは外枠部１０２Ｂに接続している。櫛歯部４３Ａと櫛歯部４４Ａは、噛合するように配置されている。

　支持部材４２の第４質量部４００側には、複数の櫛歯部４３Ｂが形成されている。支持部材４２と第４質量部４００との間には、複数の櫛歯部４４Ｂが形成されている。櫛歯部４３Ｂと櫛歯部４４Ｂは、噛合するように配置されている。

　これら互いに噛合する、櫛歯部４３Ａと櫛歯部４４Ａ、および、櫛歯部４３Ｂと櫛歯部４４Ｂによって第２駆動部４０が構成される。

　第４質量部４００における第２質量部２０と反対側には、固定部６００が配置されている。固定部６００は、第４質量部４００から離間して配置されている。固定部６００は、Ｘ軸方向に沿って延びる矩形状からなる。固定部６００の延びる方向の一方端は、基板２に接続されている。これにより、固定部６００は、固定部５００と同様に、基板２に固定されている。

　固定部６００における第４質量部４００側には、複数の櫛歯部６１，６２が形成されている。複数の櫛歯部６１は第４質量部４００に接続しており、複数の櫛歯部６２は固定部６００に接続されている。櫛歯部６１と櫛歯部６２は、噛合するように配置されている。これら噛合する櫛歯部６１と櫛歯部６２によって第２モニタ部６０が構成される。

　次に、第１検出部１１の具体的構成について、図を参照して説明する。図２は、本発明の実施形態に係る第１検出部１１の構成を示す拡大平面図である。図３は、本発明の実施形態に係る第１検出部１１の加速度検出部および角速度検出部の構成を示す拡大平面図である。

　固定部１１１は、内枠部１０１Ａの内部空間における中心軸１０１Ｃで分割される一方の内部空間内に配置されている。固定部１１１のＸ軸方向の長さは、当該内部空間のＸ軸方向の長さよりも短い。固定部１１１は、第２質量部２０側（連結部材１０３Ａ，１０４Ａ）側に近接し、第３質量部３００側から離間するように、この内部空間の中心からＹ軸方向に沿ってずれた位置に配置されている。これにより、固定部１１１の支持梁４Ａ側、中心軸１０１Ｃ側と、第３質量部３００側（連結部１０３Ｂ，１０４Ｂ側）に所定の空間が形成される。

　加速度検出子２０２Ａ１，２０２Ｂ１，２０２Ｃ１，２０２Ｄ１，２０２Ｅ１，２０２Ｆ１，２０２Ｇ１，２０２Ｈ１，２０２Ｉ１，２０２Ｊ１，２０２Ｋ１，２０２Ｌ１，２０２Ｍ１，２０２Ｎ１および、加速度検出子２０４Ａ１，２０４Ｂ１，２０４Ｃ１，２０４Ｄ１，２０４Ｅ１，２０４Ｆ１，２０４Ｇ１，２０４Ｈ１，２０４Ｉ１，２０４Ｊ１は、固定部１１１の第３質量部３００側の端部付近を含み、固定部１１１の第３質量部３００側の空間に配置されている。加速度検出子２０２Ａ１～２０２Ｎ１が本発明の加速度検出用の固定側導体に相当し、加速度検出子２０４Ａ１～２０４Ｊ１が本発明の加速度検出用の可動側導体に相当する。

　固定部１１１は、第３質量部３００側に突出する長尺状の検出子保持部２０１Ａ１，２０１Ｂ１を備える。検出子保持部２０１Ａ１は、固定部１１１の支持梁４Ａ側の端辺と第３質量部３００側の端辺が交わる角部に配置されている。検出子保持部２０１Ｂ１は、固定部１１１の中心軸１０１Ｃ側の端辺と第３質量部３００側の端辺が交わる角部に配置されている。

　内枠部１０１Ａの第３質量部３００側の辺は、固定部１１１側に突出する長尺状の検出子保持部２０５１を備える。検出子保持部２０５１は、Ｘ軸方向に沿って検出子保持部２０１Ａ１，２０１Ｂ１との中間位置に配置されている。

　加速度検出子２０２Ａ１，２０２Ｂ１，２０２Ｃ１，２０２Ｄ１は、検出子保持部２０１Ａ１の支持梁４Ａ側に接続し、当該支持梁４Ａ側に突出する形状からなる。

　加速度検出子２０２Ａ１は、検出用主軸部２２０Ａ１と複数の突起部２２２Ａ１とを備える。検出用主軸部２２０Ａ１は、Ｘ軸方向に沿って延びる長尺状からなり、一方端が検出子保持部２０１Ａ１に接続されている。複数の突起部２２２Ａ１は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する矩形状である。複数の突起部２２２Ａ１は、主軸部２２０Ａ１の第２質量部２０側の辺に、主軸部２２０Ａ１の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の間隔で配置されている。

　加速度検出子２０２Ｂ１は、検出用主軸部２２０Ｂ１と複数の突起部２２１Ｂ１と複数の突起部２２２Ｂ１とを備える。検出用主軸部２２０Ｂ１は、Ｘ軸方向に沿って延びる長尺状からなり、一方端が検出子保持部２０１Ａ１に接続されている。複数の突起部２２１Ｂ１は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する矩形状である。複数の突起部２２１Ｂ１は、検出用主軸部２２０Ｂ１の第３質量部３００側の辺に、検出用主軸部２２０Ｂ１の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の間隔で配置されている。複数の突起部２２２Ｂ１は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する矩形状である。複数の突起部２２２Ｂ１は、検出用主軸部２２０Ｂ１の第２質量部２０側の辺に、検出用主軸部２２０Ｂ１の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の間隔で配置されている。

　加速度検出子２０２Ｃ１は、検出用主軸部２２０Ｃ１と複数の突起部２２１Ｃ１と複数の突起部２２２Ｃ１とを備える。検出用主軸部２２０Ｃ１は、Ｘ軸方向に沿って延びる長尺状からなり、一方端が検出子保持部２０１Ａ１に接続されている。複数の突起部２２１Ｃ１は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する矩形状である。複数の突起部２２１Ｃ１は、検出用主軸部２２０Ｃ１の第３質量部３００側の辺に、検出用主軸部２２０Ｃ１の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の間隔で配置されている。複数の突起部２２２Ｃ１は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する矩形状である。複数の突起部２２２Ｃ１は、検出用主軸部２２０Ｃ１の第２質量部２０側の辺に、検出用主軸部２２０Ｃ１の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の間隔で配置されている。

　加速度検出子２０２Ｄ１は、検出用主軸部２２０Ｄ１と複数の突起部２２１Ｄ１とを備える。検出用主軸部２２０Ｄ１は、Ｘ軸方向に沿って延びる長尺状からなり、一方端が検出子保持部２０１Ａ１に接続されている。複数の突起部２２１Ｄ１は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する矩形状である。複数の突起部２２１Ｄ１は、検出用主軸部２２０Ｄ１の第３質量部３００側の辺に、検出用主軸部２２０Ｄ１の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の間隔で配置されている。複数の突起部２２２Ｄ１は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する矩形状である。

　加速度検出子２０４Ａ１，２０４Ｂ１，２０４Ｃ１は、内側枠１０１Ａの固定部１１１側に接続し、当該固定部１１１側に突出する形状からなる。

　加速度検出子２０４Ａ１は、検出用主軸部２４０Ａ１と複数の突起部２４１Ａ１と複数の突起部２４２Ａ１とを備える。検出用主軸部２４０Ａ１は、Ｘ軸方向に沿って延びる長尺状からなり、一方端が内枠部１０１Ａに接続されている。複数の突起部２４１Ａ１は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する矩形状である。複数の突起部２４１Ａ１は、検出用主軸部２４０Ａ１の第３質量部３００側の辺に、検出用主軸部２４０Ａ１の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の間隔で配置されている。複数の突起部２４２Ａ１は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する矩形状である。複数の突起部２４２Ａ１は、検出用主軸部２４０Ａ１の第２質量部２０側の辺に、検出用主軸部２４０Ａ１の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の間隔で配置されている。

　加速度検出子２０４Ｂ１は、検出用主軸部２４０Ｂ１と複数の突起部２４１Ｂ１と複数の突起部２４２Ｂ１とを備える。検出用主軸部２４０Ｂ１は、Ｘ軸方向に沿って延びる長尺状からなり、一方端が内枠部１０１Ａに接続されている。複数の突起部２４１Ｂ１は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する矩形状である。複数の突起部２４１Ｂ１は、検出用主軸部２４０Ｂ１の第３質量部３００側の辺に、検出用主軸部２４０Ｂ１の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の間隔で配置されている。複数の突起部２４２Ｂ１は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する矩形状である。複数の突起部２４２Ｂ１は、検出用主軸部２４０Ｂ１の第２質量部２０側の辺に、検出用主軸部２４０Ｂ１の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の間隔で配置されている。

　加速度検出子２０４Ｃ１は、検出用主軸部２４０Ｃ１と複数の突起部２４１Ｃ１と複数の突起部２４２Ｃ１とを備える。検出用主軸部２４０Ｃ１は、Ｘ軸方向に沿って延びる長尺状からなり、一方端が内枠部１０１Ａに接続されている。複数の突起部２４１Ｃ１は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する矩形状である。複数の突起部２４１Ｃ１は、検出用主軸部２４０Ｃ１の第３質量部３００側の辺に、検出用主軸部２４０Ｃ１の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の間隔で配置されている。複数の突起部２４２Ｃ１は、Ｘ軸方向に所定の幅を有する矩形状である。複数の突起部２４２Ｃ１は、検出用主軸部２４０Ｃ１の第２質量部２０側の辺に、検出用主軸部２４０Ｃ１の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の間隔で配置されている。

　加速度検出子２０２Ａ１，２０２Ｂ１，２０２Ｃ１，２０２Ｄ１と、加速度検出子２０４Ａ１，２０４Ｂ１，２０４Ｃ１は、Ｙ軸方向に沿って、交互に配置されている。具体的には、加速度検出子２０２Ａ１，２０２Ｂ１間に、加速度検出子２０４Ａ１が配置される。加速度検出子２０２Ｂ１，２０２Ｃ１間に、加速度検出子２０４Ｂ１が配置される。加速度検出子２０２Ｃ１，２０２Ｄ１間に、加速度検出子２０４Ｃ１が配置される。

　この際、加速度検出子２０２Ａ１，２０２Ｂ１，２０２Ｃ１，２０２Ｄ１の各突起部と、加速度検出子２０４Ａ１，２０４Ｂ１，２０４Ｃ１の各突起部とが、所定面積で対向するように配置される。

　より具体的には、加速度検出子２０２Ａ１の突起部２２２Ａ１と、加速度検出子２０４Ａ１の突起部２４１Ａ１が対向する。加速度検出子２０４Ａ１の突起部２４２Ａ１と加速度検出子２０２Ｂ１の突起部２２１Ｂ１が対向する。加速度検出子２０２Ｂ１の突起部２２２Ｂ１と加速度検出子２０４Ｂ１の突起部２４１Ｂ１が対向する。加速度検出子２０４Ｂ１の突起部２４２Ｂ１と加速度検出子２０２Ｃ１の突起部２２１Ｃ１が対向する。加速度検出子２０２Ｃ１の突起部２２２Ｃ１と加速度検出子２０４Ｃ１の突起部２４１Ｃ１が対向する。加速度検出子２０４Ｃ１の突起部２４２Ｃ１と加速度検出子２０２Ｄ１の突起部２２１Ｄ１が対向する。

　そして、加速度検出子２０２Ａ１，２０２Ｂ１，２０２Ｃ１，２０２Ｄ１の各突起部と、加速度検出子２０４Ａ１，２０４Ｂ１，２０４Ｃ１の各突起部とは、全面が対向するのではなく、それぞれの対向する突起部がＸ軸方向にずれて対向している。この際、加速度検出子２０２Ａ１，２０２Ｂ１，２０２Ｃ１，２０２Ｄ１の各突起部は、それぞれがはさみ込む加速度検出子２０４Ａ１，２０４Ｂ１，２０４Ｃ１の各突起部に対して、Ｘ軸方向の異なる方向にずれている。

　例えば、図３に示すように、固定側の加速度検出子２０２Ａ１の各突起部２２２Ａ１が、可動側の加速度検出子２０４Ａ１の各突起部２４１Ａ１に対してＸ軸方向に沿って検出子保持部２０１Ａ１側にずれている場合、固定側の加速度検出子２０２Ｂ１の各突起部２２１Ｂ１は、可動側の加速度検出子２０４Ａ１の各突起部２４２Ａ１に対してＸ軸方向に沿って近接する内側枠１０１Ａ側にずれている。この際、ズレ量は同じになるように各突起部が形成されている。より好ましくは、ズレ量が突起部のＸ軸方向の半分になるように、各突起部が形成されている。

　このような構成とすることで、可動側の各加速度検出子２０４Ａ１，２０４Ｂ１，２０４Ｃ１がＸ軸方向に振動しても、可動側の各加速度検出子２０４Ａ１，２０４Ｂ１，２０４Ｃ１のＹ軸方向の一方側に配置された固定側の加速度検出子との間で生じる静電容量（キャパシタンス）の変化と、可動側の各加速度検出子２０４Ａ１，２０４Ｂ１，２０４Ｃ１のＹ軸方向の他方側に配置された固定側の加速度検出子との間で生じる静電容量（キャパシタンス）の変化とが逆の変化をする。例えば、一方の静電容量が増加すれば、他方の静電容量は減少する。したがって、加速度が加わっていない状態のように、両者の突起の間隔が等しい場合は、これらの静電容量を加算すれば、可動側の各加速度検出子２０４Ａ１，２０４Ｂ１，２０４Ｃ１がＸ軸方向に振動しても、当該振動による静電容量の変化を防ぐことができる。

　加速度検出子２０２Ｅ１，２０２Ｆ１，２０２Ｇ１は、検出子保持部２０１Ａ１の中心軸１０１Ｃ側に接続し、当該中心軸１０１Ｃ側に突出する形状からなる。加速度検出子２０２Ｅ１は、検出子保持部２０１Ａ１を基準として、加速度検出子２０２Ａ１と線対称に形成されている。加速度検出子２０２Ｆ１は、検出子保持部２０１Ａ１を基準として、加速度検出子２０２Ｂ１と線対称に形成されている。加速度検出子２０２Ｇ１は、検出子保持部２０１Ａ１を基準として、加速度検出子２０２Ｃ１と対称の位置に形成され、加速度検出子２０２Ｇ１の形状は、加速度検出子２０２Ｄ１を線対称に射影したものと同じである。

　加速度検出子２０４Ｄ１，２０４Ｅ１は、検出子保持部２０５１の検出子保持部２０１Ａ１側に接続し、当該検出子保持部２０１Ａ１側に突出する形状からなる。加速度検出子２０４Ｄ１は、検出子保持部２０１Ａ１を基準にして、加速度検出子２０４Ａ１と線対称の形状からなる。加速度検出子２０４Ｅ１は、検出子保持部２０１Ａ１を基準にして、加速度検出子２０４Ｂ１と線対称の形状からなる。

　加速度検出子２０２Ｅ１，２０２Ｆ１，２０２Ｇ１と加速度検出子２０４Ｄ１，２０４Ｅ１はＹ軸方向に沿って、交互に配置されている。具体的には、加速度検出子２０２Ｅ１，２０２Ｆ１間に、加速度検出子２０４Ｄ１が配置されている。加速度検出子２０２Ｆ１，２０２Ｇ１間に、加速度検出子２０４Ｅ１が配置されている。そして、加速度検出子２０２Ｅ１，２０２Ｆ１，２０２Ｇ１の各突起部と加速度検出子２０４Ｄ１，２０４Ｅ１の各突起部は、加速度検出子２０２Ａ１，２０２Ｂ１，２０２Ｃ１，２０２Ｄ１の各突起部と加速度検出子２０４Ａ１，２０４Ｂ１，２０４Ｃ１の各突起部と同様に、Ｘ軸方向にずれた状態で対向しており、その配列順もＸ軸方向に沿って同じ順になっている。

　加速度検出子２０４Ｆ１，２０４Ｇ１は、検出子保持部２０５１の検出子保持部２０１Ｂ１側に接続し、当該検出子保持部２０１Ｂ１側に突出する形状からなる。加速度検出子２０４Ｆ１は、検出子保持部２０５１を基準にして、加速度検出子２０４Ｄ１と線対称の形状からなる。加速度検出子２０４Ｇ１は、検出子保持部２０５１を基準にして、加速度検出子２０４Ｅ１と線対称の形状からなる。

　加速度検出子２０２Ｈ１，２０２Ｉ１，２０２Ｊ１は、検出子保持部２０１Ｂ１の検出子保持部２０５１側に接続し、当該検出子保持部２０５１側に突出する形状からなる。加速度検出子２０２Ｈ１は、検出子保持部２０５１を基準として、加速度検出子２０２Ｅ１と線対称に形成されている。加速度検出子２０２Ｉ１は、検出子保持部２０５１を基準として、加速度検出子２０２Ｆ１と線対称に形成されている。加速度検出子２０２Ｊ１は、検出子保持部２０５１を基準として、加速度検出子２０２Ｇ１と線対称に形成されている。

　加速度検出子２０２Ｈ１，２０２Ｉ１，２０２Ｊ１と加速度検出子２０４Ｆ１，２０４Ｇ１はＹ軸方向に沿って、交互に配置されている。具体的には、加速度検出子２０２Ｈ１，２０２Ｉ１間に、加速度検出子２０４Ｆ１が配置されている。加速度検出子２０２Ｉ１，２０２Ｊ１間に、加速度検出子２０４Ｇ１が配置されている。そして、加速度検出子２０２Ｈ１，２０２Ｉ１，２０２Ｊ１の各突起部と加速度検出子２０４Ｆ１，２０４Ｇ１の各突起部は、加速度検出子２０２Ａ１，２０２Ｂ１，２０２Ｃ１，２０２Ｄ１の各突起部と加速度検出子２０４Ａ１，２０４Ｂ１，２０４Ｃ１の各突起部と同様に、Ｘ軸方向にずれた状態で対向しており、その配列順もＸ軸方向に沿って同じ順になっている。

　加速度検出子２０２Ｋ１，２０２Ｌ１，２０２Ｍ１，２０２Ｎ１は、検出子保持部２０１Ｂ１の中心軸１０１Ｃ側に接続し、当該中心軸１０１Ｃ側に突出する形状からなる。加速度検出子２０２Ｋ１は、検出子保持部２０５１の幅方向に中心を通りＹ軸方向に延びる軸を基準として、加速度検出子２０２Ａ１と線対称に形成されている。加速度検出子２０２Ｌ１は、検出子保持部２０５１の幅方向に中心を通りＹ軸方向に延びる軸を基準として、加速度検出子２０２Ｂ１と線対称に形成されている。加速度検出子２０２Ｍ１は、検出子保持部２０５１の幅方向に中心を通りＹ軸方向に延びる軸を基準として、加速度検出子２０２Ｃ１と線対称に形成されている。加速度検出子２０２Ｎ１は、検出子保持部２０５１の幅方向に中心を通りＹ軸方向に延びる軸を基準として、加速度検出子２０２Ｄ１と線対称に形成されている。

　加速度検出子２０４Ｈ１，２０４Ｉ１，２０４Ｊ１は、中心軸１０１Ｃの固定部１１１側に接続し、当該固定部１１１側に突出する形状からなる。加速度検出子２０４Ｈ１は、検出子保持部２０５１の幅方向に中心を通りＹ軸方向に延びる軸を基準として、加速度検出子２０４Ａ１と線対称に形成されている。加速度検出子２０４Ｉ１は、検出子保持部２０５１の幅方向に中心を通りＹ軸方向に延びる軸を基準として、加速度検出子２０４Ｂ１と線対称に形成されている。加速度検出子２０４Ｊ１は、検出子保持部２０５１の幅方向に中心を通りＹ軸方向に延びる軸を基準として、加速度検出子２０４Ｃ１と線対称に形成されている。

　加速度検出子２０２Ｋ１，２０２Ｌ１，２０２Ｍ１，２０２Ｎ１と加速度検出子２０４Ｈ１，２０４Ｉ１，２０４Ｊ１はＹ軸方向に沿って、交互に配置されている。具体的には、加速度検出子２０２Ｋ１，２０２Ｌ１間に、加速度検出子２０４Ｈ１が配置されている。加速度検出子２０２Ｌ１，２０２Ｍ１間に、加速度検出子２０４Ｉ１が配置されている。加速度検出子２０２Ｍ１，２０２Ｎ１間に、加速度検出子２０４Ｊ１が配置されている。そして、加速度検出子２０２Ｋ１，２０２Ｌ１，２０２Ｍ１，２０２Ｎ１の各突起部と加速度検出子２０４Ｈ１，２０４Ｉ１，２０４Ｊ１の各突起部は、加速度検出子２０２Ａ１，２０２Ｂ１，２０２Ｃ１，２０２Ｄ１の各突起部と加速度検出子２０４Ａ１，２０４Ｂ１，２０４Ｃ１の各突起部と同様に、Ｘ軸方向にずれた状態で対向しており、その配列順もＸ軸方向に沿って同じ順になっている。

　加速度検出子２０２Ａ１～２０２Ｎ１，２０４Ａ１～２０４Ｊ１をこのような構成とすることで、Ｘ軸方向に振動した状態で、Ｙ軸方向に加速度が加わると、隣接する加速度検出子２０２Ａ１～２０２Ｎ１，２０４Ａ１～２０４Ｊ１の突起部の対向距離が変化する。このように対向距離が変化すると静電容量が変化するので、この変化量を検出することで、加速度を検出することができる。そして、加速度の方向によって静電容量の変化方向（静電容量大から小、もしくは静電容量小から大）が変わるので、加速度の方向も検出することができる。

　角速度検出子３０１１，３０２１は、固定部１１１の支持梁４Ａ側の空間および中心軸１０１Ｃ側の空間に複数形成されている。角速度検出子３０１１は、固定部１１１に一方端が接続する長尺状である。角速度検出子３０２１は、中心軸１０１Ｃに一方端が接続する長尺状である。支持梁４Ａ側の角速度検出子３０１１と、中心軸１０１Ｃ側の角速度検出子３０１１は、固定部１１１を介して対称の位置に配置されている。角速度検出子３０１１が本発明の角速度検出用の固定側導体に相当し、角速度検出子３０２１が本発明の角速度検出用の可動側導体に相当する。

　角速度検出子３０１１，３０２１は、Ｙ軸方向に沿って交互に配置されている。この際、一つの角速度検出子３０１１を基準として、第２質量部２０側の角速度検出子３０２１までの間隔は、第３質量部３００側の角速度検出子３０２１までの間隔よりも広く設定されている。

　角速度検出子３０１１，３０２１をこのような構造とすることで、Ｘ軸方向に振動した状態で、Ｚ軸方向（Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向）を軸とする角速度ωがセンサ素子１に加わると、Ｙ軸方向のコリオリ力が第１質量部１０の内枠部１０１Ａに加わり、角速度検出子３０１１，３０２１間の静電容量が変化する。この変化量を検出することで、角速度ωを検出することができる。この際、一つの角速度検出子３０１１を基準とする第２質量部２０側の角速度検出子３０２１までの間隔と第３質量部３００側の角速度検出子３０２１までの間隔とが異なることから、Ｙ軸の負の方向にコリオリ力が加われば静電容量が低下し、Ｙ軸の正の方向にコリオリ力が加われば静電容量が増加するので、角速度ωの方向も検出することができる。

　さらに、角速度検出子３０１１、３０２１は、Ｘ軸方向に長尺状であり、Ｙ軸方向に対して大きな面積を有し、対向する面積が広いので、加速度印加方向に対する機械的Ｑ値を低下させることができる。これにより、加速度検出に対するダンピング効果を得ることができる。

　次に、第２検出部１２の具体的構成については、図を参照して説明する。図４は、本発明の実施形態に係る第２検出部１２の構成を示す拡大平面図である。

　第２検出部１２は、固定部１２１、加速度検出子２０２Ａ２，２０２Ｂ２，２０２Ｃ２，２０２Ｄ２，２０２Ｅ２，２０２Ｆ２，２０２Ｇ２，２０２Ｈ２，２０２Ｉ２，２０２Ｊ２，２０２Ｋ２，２０２Ｌ２，２０２Ｍ２，２０２Ｎ２および、加速度検出子２０４Ａ２，２０４Ｂ２，２０４Ｃ２，２０４Ｄ２，２０４Ｅ２，２０４Ｆ２，２０４Ｇ２，２０４Ｈ２，２０４Ｉ２，２０４Ｊ２を備える。

　固定部１２１は、内枠部１０１Ａの内部空間における中心軸１０１Ｃで分割される他方の内部空間内に配置されている。固定部１２１は、重心Ｇを通るＹ軸を基準にして、固定部１１１と線対称の形状からなる。

　固定部１２１に接続する検出子保持部２０１Ａ２，２０１Ｂ２は、Ｙ軸を基準にして、それぞれ検出子保持部２０１Ａ１，２０１Ｂ１と線対称の形状からなる。内枠部１０３Ｂに接続する検出子保持部２０５２は、Ｙ軸を基準にして、検出子保持部２０５１と線対称の形状からなる。

　加速度検出子２０２Ａ２～２０２Ｎ２は、突起する導体部の配列順を除き、Ｙ軸を基準にして、それぞれ加速度検出子２０２Ａ１～２０２Ｎ１と線対称の形状からなる。加速度検出子２０４Ａ２～２０４Ｊ２は、Ｙ軸を基準にして、それぞれ加速度検出子２０４Ａ１～２０４Ｊ１と線対称の形状からなるが、加速度検出子２０２Ａ２～２０２Ｎ２の各突起部と加速度検出子２０４Ａ２～２０４Ｊ２の各突起部との配列順が、加速度検出子２０２Ａ１～２０２Ｎ１の各突起部と加速度検出子２０４Ａ１～Ｊ１の各突起部との配列順と線対称ではなく、Ｘ軸方向に沿って同じ順になっている。

　加速度検出子２０２Ａ２～２０２Ｎ２，２０４Ａ２～２０４Ｊ２をこのような構成とすることで、加速度検出子２０２Ａ１～２０２Ｎ１，２０４Ａ１～２０４Ｊ１と同じ振幅で同じ位相の加速度検出信号を得ることができる。

　複数の角速度検出子３０１２、３０２２の配列群は、Ｙ軸を基準にして、複数の角速度検出子３０１１、３０２１の配列群と略対称な位置関係にあるが、配列方向に沿った配置順は逆である。複数の角速度検出子３０１２，３０２２をこのような構成とすることで、角速度検出子３０１１、３０２１と同じ振幅で逆位相の角速度検出信号を得ることができる。

　次に、第３検出部１３の具体的構成については、図を参照して説明する。図５は、本発明の実施形態に係る第３検出部１３の構成を示す拡大平面図である。

　第３検出部１３は、固定部１３１、加速度検出子２０２Ａ３，２０２Ｂ３，２０２Ｃ３，２０２Ｄ３，２０２Ｅ３，２０２Ｆ３，２０２Ｇ３，２０２Ｈ３，２０２Ｉ３，２０２Ｊ３，２０２Ｋ３，２０２Ｌ３，２０２Ｍ３，２０２Ｎ３および、加速度検出子２０４Ａ３，２０４Ｂ３，２０４Ｃ３，２０４Ｄ３，２０４Ｅ３，２０４Ｆ３，２０４Ｇ３，２０４Ｈ３，２０４Ｉ３，２０４Ｊ３を備える。

　固定部１３１は、内枠部１０１Ｂの内部空間における中心軸１０１Ｄで分割される一方の内部空間内に配置されている。固定部１３１は、重心Ｇを通るＸ軸を基準にして、固定部１１１と線対称の形状からなる。

　固定部１３１に接続する検出子保持部２０１Ａ３，２０１Ｂ３は、Ｘ軸を基準にして、それぞれ検出子保持部２０１Ａ１，２０１Ｂ１と線対称の形状からなる。内枠部１０３Ｄに接続する検出子保持部２０５３は、Ｘ軸を基準にして、検出子保持部２０５１と線対称の形状からなる。

　加速度検出子２０２Ａ３～２０２Ｎ３は、Ｘ軸を基準にして、それぞれ加速度検出子２０２Ａ１～２０２Ｎ１と線対称の形状からなる。加速度検出子２０４Ａ３～２０４Ｊ３は、Ｘ軸を基準にして、それぞれ加速度検出子２０４Ａ１～２０４Ｊ１と線対称の形状からなる。そして、加速度検出子２０２Ａ３～２０２Ｎ３の各突起部と加速度検出子２０４Ａ３～２０４Ｊ３の各突起部は、加速度検出子２０２Ａ１～２０２Ｎ１の各突起部と加速度検出子２０４Ａ１～Ｊ１の各突起部と同様に、Ｘ軸方向にずれた状態で対向している。

　加速度検出子２０２Ａ３～２０２Ｎ３，２０４Ａ３～２０４Ｊ３をこのような構成とすることで、加速度検出子２０２Ａ１～２０２Ｎ１，２０４Ａ１～２０４Ｊ１と同じ振幅で同位相の加速度検出信号を得ることができる。

　複数の角速度検出子３０１３，３０２３は、Ｘ軸を基準にして、それぞれ複数の角速度検出子３０１１、３０２１と線対称の形状からなる。複数の角速度検出子３０１３，３０２３をこのような構成とすることで、角速度検出子３０１１、３０２１と同じ振幅で同位相の角速度検出信号を得ることができる。

　次に、第４検出部１４の具体的構成については、図を参照して説明する。図６は、本発明の実施形態に係る第４検出部１４の構成を示す拡大平面図である。

　第４検出部１４は、固定部１４１、加速度検出子２０２Ａ４，２０２Ｂ４，２０２Ｃ４，２０２Ｄ４，２０２Ｅ４，２０２Ｆ４，２０２Ｇ４，２０２Ｈ４，２０２Ｉ４，２０２Ｊ４，２０２Ｋ４，２０２Ｌ４，２０２Ｍ４，２０２Ｎ４および、加速度検出子２０４Ａ４，２０４Ｂ４，２０４Ｃ４，２０４Ｄ４，２０４Ｅ４，２０４Ｆ４，２０４Ｇ４，２０４Ｈ４，２０４Ｉ４，２０４Ｊ４を備える。

　固定部１４１は、内枠部１０１Ｂの内部空間における中心軸１０１Ｄで分割される他方の内部空間内に配置されている。固定部１４１は、重心Ｇを通るＹ軸を基準にして、固定部１１３と線対称の形状からなる。

　固定部１４１に接続する検出子保持部２０１Ａ４，２０１Ｂ４は、Ｙ軸を基準にして、それぞれ検出子保持部２０１Ａ３，２０１Ｂ３と線対称の形状からなる。内枠部１０３Ｄに接続する検出子保持部２０５４は、Ｙ軸を基準にして、検出子保持部２０５３と線対称の形状からなる。

　加速度検出子２０２Ａ４～２０２Ｎ４は、概略的には、Ｙ軸を基準にして、それぞれ加速度検出子２０２Ａ３～２０２Ｎ３と線対称の形状からなる。加速度検出子２０４Ａ４～２０４Ｊ４は、概略的には、Ｙ軸を基準にして、それぞれ加速度検出子２０４Ａ３～２０４Ｊ３と線対称の形状からなるが、加速度検出子２０２Ａ４～２０２Ｎ４の各突起部と加速度検出子２０４Ａ４～２０４Ｊ４の各突起部との配列順が、加速度検出子２０２Ａ３～２０２Ｎ３の各突起部と加速度検出子２０４Ａ３～Ｊ３の各突起部との配列順と線対称ではなく、Ｘ軸方向に沿って同じ順になっている。

　加速度検出子２０２Ａ４～２０２Ｎ４，２０４Ａ４～２０４Ｊ４をこのような構成とすることで、加速度検出子２０２Ａ３～２０２Ｎ３，２０４Ａ３～２０４Ｊ３と同じ振幅で同位相の加速度検出信号を得ることができる。

　複数の角速度検出子３０１４，３０２４の配列群は、Ｙ軸を基準にして、複数の角速度検出子３０１３、３０２３の配列群と略対称な位置関係にあるが、配列方向に沿った配置順は逆である。複数の角速度検出子３０１４，３０２４をこのような構成とすることで、角速度検出子３０１３，３０２３と同じ振幅で逆位相の角速度検出信号を得ることができる。

　次に、駆動部およびモニタ部の具体的構成については、図を参照して説明する。図７は、本発明の実施形態に係る駆動部およびモニタ部の構成を示す拡大平面図である。なお、図７では、第３検出部１３に近接する第２駆動部４０および第２モニタ部６０の部分のみを拡大して表示している。そして、この部分を例に駆動部およびモニタ部の構成を説明する。他の検出部（第１検出部１１、第２検出部１２、第４検出部１４）に近接する各櫛歯部の基本的な詳細構造は、以下に説明する櫛歯部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂと同じであるので、説明は省略する。

　複数の櫛歯部４３Ａは、支持部材４２に接続されている。櫛歯部４３Ａは、軸部４３１Ａと、複数の歯部４３２Ａとを備える。軸部４３１Ａは、Ｙ軸方向に沿って延びる長尺状である。複数の歯部４３２Ａは、軸部４３１Ａの軸方向に沿って間隔をおいて配置されている。複数の歯部４３２Ａは、櫛歯部４４Ａ側に突出するように、軸部４３１Ａに形成されている。

　複数の櫛歯部４４Ａは、外枠部１０２Ｂに接続されている。櫛歯部４４Ａは、軸部４４１Ａと、複数の歯部４４２Ａとを備える。軸部４４１Ａは、Ｙ軸方向に沿って延びる長尺状である。複数の歯部４４２Ａは、軸部４４１Ａの軸方向に沿って間隔をおいて配置されている。複数の歯部４４２Ａは、櫛歯部４３Ａ側に突出するように、軸部４４１Ａに形成されている。

　この構成において、複数の歯部４３２Ａと複数の歯部４４２ＡとがＹ軸方向にそれぞれ間隔をおいて交互に並ぶようにして配置されている。この際、複数の歯部４３２Ａと複数の歯部４４２Ａは、Ｙ軸方向に直交する面が対向するように配置されている。

　複数の櫛歯部４３Ｂは、支持部材４２に接続されている。櫛歯部４３Ｂは、軸部４３１Ｂと、複数の歯部４３２Ｂとを備える。軸部４３１Ｂは、Ｙ軸方向に沿って延びる長尺状である。複数の歯部４３２Ｂは、軸部４３１Ｂの軸方向に沿って間隔をおいて配置されている。複数の歯部４３２Ｂは、櫛歯部４４Ｂ側に突出するように、軸部４３１Ｂに形成されている。

　複数の櫛歯部４４Ｂは、第４質量部４００に接続されている。櫛歯部４４Ｂは、軸部４４１Ｂと、複数の歯部４４２Ｂとを備える。軸部４４１Ｂは、Ｙ軸方向に沿って延びる長尺状である。複数の歯部４４２Ｂは、軸部４４１Ｂの軸方向に沿って間隔をおいて配置されている。複数の歯部４４２Ｂは、櫛歯部４３Ｂ側に突出するように、軸部４４１Ｂに形成されている。

　この構成において、複数の歯部４３２Ｂと複数の歯部４４２ＢとがＹ軸方向にそれぞれ間隔をおいて交互に並ぶようにして配置されている。この際、複数の歯部４３２Ｂと複数の歯部４４２Ｂは、Ｙ軸方向に直交する面が対向するように配置されている。

　このような構成からなる駆動部４０に対して、駆動信号を印加すると、駆動信号の振幅に応じて、櫛歯部４３Ａ，４４ＡがＸ軸方向に沿って引き合ったり離れたりし、櫛歯部４３Ｂ，４４ＢがＸ軸方向に沿って引き合ったり離れたりする。櫛歯部４３Ａ，４４Ａ間の動きと、櫛歯部４３Ｂ，４４Ｂ間の動きは同じである。

　これにより、第４質量部４００と第２質量部２０がＸ軸方向に互いに逆位相で振動する。これと同じ動作が第３質量部３００と第１質量部１０でも生じる。この際、第３質量部３００の振動と第４質量部４００の振動および第１質量部１０の振動と第２質量部２０の振動を逆位相にすることで、支持梁４Ａ，４Ｂが歪み、第１質量部１０が第４質量部４００と同相で振動し、第２質量部２０が第３質量部３００と同相で振動する。このようにして、第１質量部１０及び第２質量部２０に、Ｘ軸方向に沿った振動を与えることができる。

　複数の櫛歯部６１は、第４質量部４００に接続されている。櫛歯部６１は、軸部６１１と、複数の歯部６１２とを備える。軸部６１１は、Ｙ軸方向に沿って延びる長尺状である。複数の歯部６１２は、軸部６１１の軸方向に沿って間隔をおいて配置されている。複数の歯部６１２は、櫛歯部６２側に突出するように、軸部６１１に形成されている。

　複数の櫛歯部６２は固定部６００に接続されている。櫛歯部６２は、軸部６２１と、複数の歯部６２２とを備える。軸部６２１は、Ｙ軸方向に沿って延びる長尺状である。複数の歯部６２２は、軸部６２１の軸方向に沿って間隔をおいて配置されている。複数の歯部６２２は、櫛歯部６１側に突出するように、軸部６２１に形成されている。

　この構成において、複数の歯部６１２と複数の歯部６２２とがＹ軸方向にそれぞれ間隔をおいて交互に並ぶようにして配置されている。この際、複数の歯部６１２と複数の歯部６２２は、Ｙ軸方向に直交する面が対向するように配置されている。

　このような構成では、駆動部６０に駆動信号が印加されて第４質量部４００が振動すると、櫛歯部６１，６２間の距離が変化し、静電容量が変化する。この静電容量の変化を検出することで、駆動信号をモニタすることができる。

　以上のような構成からなるセンサ素子１は、次に示す検出用ＩＣ８と組み合わせることで、複合センサとして機能し、角速度と加速度を分離して検出する。図８は、本発明の実施形態に係る複合センサの構成を示すブロック図である。

　複合センサは、センサ素子１と検出用ＩＣ８とを備える。センサ素子１は機構的には上述の構成であるが、回路としては、第１検出部１１、第２検出部１２、第３検出部１３、第４検出部１４、第１駆動部３０、第２駆動部４０、第１モニタ部５０、および第２モニタ部６０から構成されている。第１検出部１１、第２検出部１２、第３検出部１３、第４検出部１４、第１駆動部３０、第２駆動部４０、第１、第２モニタ部５０，６０は、それぞれ可変容量素子からなる。第１検出部１１、第２検出部１２、第３検出部１３、第４検出部１４、第１駆動部３０、第２駆動部４０、第１、第２モニタ部５０，６０が共通に接続する端子は、グランドに接続されている。このグランドは、検出用ＩＣ８のグランドにも接続されている。

　検出用ＩＣ８は、制御部８０、フィルタ８１、駆動用非反転増幅器８２Ａ、駆動用反転増幅器８２Ｂ、モニタ用増幅器８３Ａ，８３Ｂ、差動増幅器８４０、フィルタ８４、位相シフタ８５、増幅器９１Ａ，９１Ｂ、加算器９２、減算器９３、フィルタ９４Ａ，９４Ｂ、検波器９５Ａ，９５Ｂ、出力回路９６Ａ，９６Ｂおよび出力端子ＯＵＴａ，ＯＵＴωを備える。検出用ＩＣ８には、駆動電圧Ｖｃｃが印加されている。

　制御部８０は、交流の駆動電圧信号を発生し、フィルタ８１へ出力する。この際、制御部８０は、ハイパスフィルタからなるフィルタ８４から出力されるモニタ電圧信号の電圧値に応じて、センサ素子１の各質量部の振動振幅が規定した値になるように、駆動電圧信号の電圧値を設定する。

　フィルタ８１は、例えばローパスフィルタからなり、ハイパスフィルタのフィルタ８４と組み合わせて、素子振動周波数を選択的に通過させるバンドパスフィルタとしての機能（例えばノイズカット）を果たすとともに、モニタ出力の位相をおおよそ９０°遅延させて、駆動用非反転増幅器８２Ａおよび駆動用反転増幅器８２Ｂに出力する。

　駆動用非反転増幅器８２Ａは、駆動電圧信号を所定ゲインで増幅して、駆動部３０に出力する。駆動用反転増幅器８２Ｂは、駆動電圧信号を所定ゲイン（駆動用非反転増幅器８２Ａと同じゲイン）で増幅して反転出力することで、駆動部４０に出力する。なお、駆動用非反転増幅器８２Ａおよび駆動用反転増幅器８２Ｂのゲインは１であってよく、この場合、これらの駆動用非反転増幅器８２Ａおよび駆動用反転増幅器８２Ｂは、同期して駆動部３０，４０に逆相の駆動電圧信号を入力するバッファ回路として機能する。

　駆動部３０と駆動部４０に、互いに逆相となる駆動電圧信号が印加されると、上述のように、第１質量部１０、第２質量部２０、第３質量部３００、および第４質量部４００は、Ｘ軸方向に振動する。

　この振動により、第１、第２モニタ部５０，６０の静電容量が変化する。この時、二つの静電容量の変化の極性は互いに異なる。この第１、第２モニタ部５０，６０の静電容量変化は、増幅器８３Ａ，８３Ｂに入力される。増幅器８３Ａ，８３Ｂは、静電容量／電圧変換回路（所謂Ｃ／Ｖ回路）であり、静電容量に応じたモニタ電圧信号を出力する。二つのモニタ電圧信号は、差動増幅器８４０で加算される。これにより、モニタ信号の振幅を増大させることができる。加算され一つの信号になったモニタ信号は、フィルタ８４に入力される。フィルタ８４によりフィルタ処理されたモニタ信号は、制御部８０にフィードバックされるとともに、検波器９５Ａおよび位相シフタ８５に出力される。

　位相シフタ８５は、モニタ電圧信号の位相を９０°遅延させて、検波器９５Ｂに出力する。

　ここで、Ｚ軸周りの角速度やＹ軸方向の加速度がセンサ素子１に印加されると、第１検出部１１、第２検出部１２、第３検出部１３、第４検出部１４の各加速度検出部と各角速度検出部の静電容量が変化する。

　上述の構成により、角速度または加速度の印加による第１検出部１１、第３検出部１３の静電容量変化は同じである。これらの第１検出部１１、第３検出部１３は、センサ素子外部の電極で接続されている。したがって、第１検出部１１の静電容量変化と第３検出部１３の静電容量変化とを加算した静電容量変化としては、第１、第３検出部１１，１３いずれか一方の２倍の静電容量変化が得られる。この第１、第３検出部１１，１３の静電容量変化は、増幅器９１Ａに入力される。増幅器９１Ａは、静電容量／電圧変換回路（所謂Ｃ／Ｖ回路）であり、静電容量に応じた第１検出信号を出力する。第１検出信号は、加算器９２および減算器９３に出力される。

　上述の構成により、角速度または加速度の印加による第２検出部１２、第４検出部１４の静電容量変化は同じである。これらの第２検出部１２、第４検出部１４は、センサ素子外部の電極で接続されている。したがって、第２検出部１２の静電容量変化と、第４検出部１４の静電容量変化とを加算した静電容量変化としては、第２、第４検出部１２，１４いずれか一方の２倍の静電容量変化が得られる。この第２、第４検出部１２，１４の静電容量変化は、増幅器９１Ｂに入力される。増幅器９１Ｂは、静電容量／電圧変換回路（所謂Ｃ／Ｖ回路）であり、静電容量に応じた第２検出信号を出力する。第２検出信号は、加算器９２および減算器９３に出力される。

　加算器９２は、第１検出信号と第２検出信号とを加算して、フィルタ９４Ａに出力する。減算器９３は、第１検出信号と第２検出信号との差分を算出して、フィルタ９４Ｂに出力する。

　フィルタ９４Ａは、例えばハイパスフィルタからなり、加算信号をフィルタ処理して、検波器９５Ａに出力する。フィルタ９４Ｂは、例えばハイパスフィルタからなり、差分信号（減算信号）をフィルタ処理して、検波器９５Ｂに出力する。

　検波器９５Ａは、加算信号をモニタ電圧信号で同期検波して、第１検波信号を出力回路９６Ａに出力する。出力回路９６Ａは、振幅調整回路やローパスフィルタを備えており、第１検波信号に所定の処理を施して、出力端子ＯＵＴａに出力する。

　検波器９５Ｂは、加算信号をモニタ電圧信号で同期検波して、第２検波信号を出力回路９６Ｂに出力する。出力回路９６Ｂは、出力回路９６Ａと同じ回路構成であって、振幅調整回路やローパスフィルタを備えており、第２検波信号に所定の処理を施して、出力端子ＯＵＴωに出力する。

　このような構成からなる複合センサのセンサ素子１がＸ軸方向に振動中に、Ｚ軸周りの角速度ωやＹ軸方向の加速度ａが印加されると、次のように作用する。

　図９は、本発明の実施形態に係るセンサ素子に角速度ωが印加された場合の挙動を示す図である。図９（Ａ）は駆動電圧信号が印加されていない状態を示し、図９（Ｂ），（Ｃ）は駆動電圧信号が印加された状態を示す。図９（Ｂ）は、第１質量部１０と第４質量部４００がＸ軸の正の方向に運動し、第２質量部２０と第３質量部３００がＸ軸の負の方向に運動している状態を示す。図９（Ｃ）は、第１質量部１０と第４質量部４００がＸ軸の負の方向に運動し、第２質量部２０と第３質量部３００がＸ軸の正の方向に運動している状態を示す。

　上述のように、駆動部３０と駆動部４０に逆相の駆動電圧信号を印加すると、図９（Ｂ）に示すように、隣り合う質量部が常時Ｘ軸の逆方向に移動するように振動する。このような状態において、Ｚ軸周りの角速度ωが印加されると、図９（Ｂ）の第１質量部１０および第２質量部２０に示すように、Ｘ軸の負の方向に移動中の質量部には、Ｙ軸の正の方向のコリオリ力が加わり、Ｙ軸の正の方向に変位して、Ｘ軸の正の方向に移動中の質量部には、Ｙ軸の負の方向のコリオリ力が加わり、Ｙ軸の負の方向に変位する。これにより、第１、第２質量部１０，２０内の各角速度検出部１１３，１３３では、静電容量が減少し、各角速度検出部１２３，１４３では、静電容量が増加する。なお、各角速度検出部１１３，１３３は、回路入力前にセンサ素子外部で電気的に接続される。同じく、各角速度検出部１２３，１４３も、回路入力前にセンサ素子外部で電気的に接続される。

　したがって、振動状態によらず、第１、第２質量部１０，２０内の各角速度検出部１１３，１３３の静電容量変化と各角速度検出部１２３，１４３の静電容量変化とを加算してなる第１検出信号では、両者の静電容量変化が互いに逆の変位であって相殺されることにより、角速度ωによる静電容量変化分は０となる。

　一方、振動状態によらず、第１、第２質量部１０，２０内の各角速度検出部１１３，１３３の静電容量変化と各角速度検出部１２３，１４３の静電容量変化とを差分してなる第２検出信号では、両者の静電容量変化が加算されることにより、角速度ωによる静電容量変化分は、２倍となる。

　図１１は、本発明の実施形態に係るセンサ素子１に角速度ωのみが印加された場合の各信号の波形図である。なお、図１１の第１出力は、第１、第２質量部１０，２０内の各角速度検出部１１３，１３３の静電容量変化を電圧変換したものであり、第２出力は、第１、第２質量部１０，２０内の各角速度検出部１２３，１４３の静電容量変化を電圧変換したものである。図１１に示すように、第１出力と第２出力は常時逆相となる。したがって、これら第１出力と第２出力を加算した信号、すなわち第１検出信号は、第１出力と第２出力とが相殺された信号となり、ＯＵＴ１（加算出力）は０（もしくは基準電位）となる。一方、これら第１出力と第２出力を差分した信号、すなわち第２検出信号は、第１出力と第２出力とが加算された信号となり、ＯＵＴ２（加算出力）は第１出力や第２出力の２倍となる。これにより、第２検出信号によって角速度ωを検出することができる。この際、振幅が大きくなるので、確実且つ正確に角速度ωを検出することができる。

　図１０は、本発明の実施形態に係るセンサ素子に加速度ａが印加された場合の挙動を示す図である。図１０（Ａ）は駆動電圧信号が印加されていない状態を示し、図１０（Ｂ），（Ｃ）は駆動電圧信号が印加された状態を示す。図１０（Ｂ）は、第１質量部１０と第４質量部４００がＸ軸の正の方向に移動し、第２質量部２０と第３質量部３００がＸ軸の負の方向に移動した状態を示す。図１０（Ｃ）は、第１質量部１０と第４質量部４００がＸ軸の負の方向に移動し、第２質量部２０と第３質量部３００がＸ軸の正の方向に移動した状態を示す。

　上述のように、駆動部３０と駆動部４０に逆相の駆動電圧信号を印加すると、図１０（Ｂ），図１０（Ｃ）に示すように、隣り合う質量部が常時Ｘ軸の逆方向に移動するように振動する。このような状態において、Ｙ軸の正の方向の加速度ａが印加されると、図１０（Ｂ）の第１質量部１０および第２質量部２０に示すように、Ｘ軸の正の方向に移動中の質量部もＸ軸の負の方向に移動中の質量部も、Ｙ軸の正の方向に変位する。これにより、第１、第２質量部１０，２０内の各加速度検出部１１２，１２２，１３２，１４２では、各突起する導体部の片側の間隔が減少し、反対側の間隔が増加することで、モニタ信号に同期した静電容量の変化が発生する。この時、各加速度検出部１１２，１２２，１３２，１４２の位相は全て等しい。なお、各加速度検出部１１２，１３２は、回路入力前にセンサ素子外部で電気的に接続される。同じく、各加速度検出部１２２，１４２も、回路入力前にセンサ素子外部で電気的に接続される。

　一方、Ｙ軸の負の方向の加速度ａが印加されると、Ｘ軸の正の方向に移動中の質量部もＸ軸の負の方向に移動中の質量部も、Ｙ軸の負の方向に変位する。これにより、第１、第２質量部１０，２０内の各加速度検出部１１２，１２２，１３２，１４２では、各突起する導体部の片側の間隔が増加し、反対側の間隔が減少することで、モニタ信号に同期した静電容量の変化が発生する。この時、各加速度検出部１１２，１２２，１３２，１４２の位相は全て等しい。

　したがって、振動状態によらず、第１、第２質量部１０，２０内の各加速度検出部１１２，１３２の静電容量変化と各加速度検出部１２２，１４２の静電容量変化とを加算してなる第１検出信号では、両者の位相が等しく、静電容量変化が加算されることにより、加速度ａによる静電容量変化分は、２倍となる。

　一方、振動状態によらず、第１、第２質量部１０，２０内の各加速度検出部１１２，１３２の静電容量変化と各加速度検出部１２２，１４２の静電容量変化とを差分してなる第２検出信号では、両者の静電容量変化が互いに相殺されことにより、加速度ａによる静電容量変化分は０となる。

　図１２は、本発明の実施形態に係るセンサ素子１に加速度ａのみが印加された場合の各信号の波形図である。なお、図１２の第１出力は、第１、第２質量部１０，２０内の各加速度検出部１１２，１３２の静電容量変化を電圧変換したものであり、第２出力は、第１、第２質量部１０，２０内の各加速度検出部１２２，１４２の静電容量変化を電圧変換したものである。

　図１２に示すように、第１出力と第２出力は常時同相となる。したがって、これら第１出力と第２出力を加算した信号、すなわち第１検出信号は、第１出力と第２出力とが加算された信号となり、ＯＵＴ１（加算出力）は第１出力や第２出力の２倍となる。一方、これら第１出力と第２出力を差分した信号、すなわち第２検出信号は、第１出力と第２出力とが相殺された信号となり、ＯＵＴ２（加算出力）は０（もしくは基準電位）となる。これにより、第１検出信号によって加速度ａを検出することができる。この際、振幅が大きくなるので、確実且つ正確に加速度ａを検出することができる。

　なお、上述の構成では、第１検出部１１および第３検出部１３から得られる静電容量変化と、第２検出部１２および第４検出部１４から得られる静電容量変化は、いずれも加速度ａ起因の成分と角速度ω起因の成分が混合された状態からなる。しかしながら、上述の加算器９２、減算器９３を介することで、加速度ａ起因の成分と角速度ω起因の成分を、確実に分離して出力することができる。

　さらに、角速度ωによる静電容量変化が駆動電圧信号に対して位相が９０°ずれていることを利用し、上述の９０°位相がずれた同期検波を行うことで、加速度ａによる信号と、角速度ωによる信号とを、より確実に検出して出力することができる。

　図１３は、本発明の実施形態に係るセンサ素子１に加速度ａと角速度ωが印加された場合の各信号の波形図である。なお、図１３の第１出力は、第１、第２質量部１０，２０内の各加速度検出部１１２，１３２と各角速度検出部１１３，１３３の静電容量変化を電圧変換したものであり、第２出力は、第１、第２質量部１０，２０内の各加速度検出部１２２，１４２と各角速度検出部１２３，１４３の静電容量変化を電圧変換したものである。なお、ここでは、加速度ａによる静電容量変化と角速度ωによる静電容量変化が同じ場合を示している。

　図１３に示すように、第１出力および第２出力は、加速度ａによる静電容量変化と角速度ωによる静電容量変化との比に応じて、駆動電圧信号に対して所定の位相ずれが生じる。しかしながら、ＯＵＴ１（加算出力）には加速度ａによる成分しか残らず、ＯＵＴ２（差分出力）には角速度ωによる成分しか残らない。

１：センサ素子、
２：基板、
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ：固定部、
４Ａ，４Ｂ：支持梁、
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ，５Ｇ，５Ｈ：連結部、
８：検出用ＩＣ、
１０：第１質量部、
２０：第２質量部、
１１：第１検出部、
１２：第２検出部、
１３：第３検出部、
１４：第４検出部、
３０：第１駆動部、
３１：固定部、
３２：支持部材、
３３Ａ，３３Ｂ，３４Ａ，３４Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ，４４Ａ，４４Ｂ，５１，５２，６１，６２：櫛歯部、
４３１Ａ，４３１Ｂ，４４１Ａ，４４１Ｂ，６６１：軸部、
４３２Ａ，４３２Ｂ，４４２Ａ，４４２Ｂ，６６２：歯部
４０：第２駆動部、
４１：固定部、
４２：支持部材、
５０：第１モニタ部、
６０：第２モニタ部、
１０１Ａ，１０１Ｂ：内枠部、
１０１Ｃ，１０１Ｄ：中心軸、
１０２Ａ，１０２Ｂ：外枠部、
１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄ，１０４Ｃ，１０４Ｄ：連結部材、
１１１，１２１，１３１，１４１：固定部、
１１２，１２２，１３２，１４２：加速度検出部、
１１３，１２３，１３３，１４３：角速度検出部、
２０１Ａ１，２０１Ｂ１，２０１Ａ２，２０１Ｂ２，２０１Ａ３，２０１Ｂ３，２０１Ａ４，２０１Ｂ１，２０５１，２０５２，２０５３，２０５４：検出子保持部、
２０２Ａ１～２０２Ｎ１，２０４Ａ１～２０４Ｊ１，２０２Ａ２～２０２Ｎ２，２０４Ａ２～２０４Ｊ２，２０２Ａ３～２０２Ｎ３，２０４Ａ３～２０４Ｊ３，２０２Ａ４～２０２Ｎ４，２０４Ａ４～２０４Ｊ４：加速度検出子、
２２０Ａ１～２２０Ｄ１，２４０Ａ１～２４０Ｃ１：検出用主軸部、
２２１Ｂ１，２２１Ｃ１，２２１Ｄ１，２２２Ａ１，２２２Ｂ１，２２２Ｃ１，２４１Ａ１，２４１Ｂ１，２４１Ｃ１，２４２Ａ１，２４２Ｂ１，２４２Ｃ１：突起部、
３００：第３質量部、
４００：第４質量部、
５００，６００：固定部、
３０１１，３０２１，３０１２，３０２２，３０１３，３０２３，３０１４，３０２４：角速度検出子、
８０：制御部、
８１：フィルタ、
８２Ａ：駆動用非反転増幅器、
８２Ｂ：駆動用反転増幅器、
８３Ａ，８３Ｂ：モニタ用増幅器、
８４：フィルタ、
８４０：差動増幅器、
８５：位相シフタ、
９１Ａ，９１Ｂ：増幅器、
９２：加算器、
９３：減算器、
９４Ａ，９４Ｂ：フィルタ、
９５Ａ，９５Ｂ：検波器、
９６Ａ，９６Ｂ：出力回路、
ＯＵＴａ，ＯＵＴω：出力端子

Claims

　基板と、
　該基板に対して隙間を有した状態で、前記基板の第１の面に平行な第１方向に配列され、前記基板の前記第１の面に平行であり前記第１方向と直交する第２方向に沿って互いに逆位相で振動する第１質量部および第２質量部と、
　を備え、
　前記第１質量部は、
　前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向の軸周りの角速度による角速度検出信号を出力する角速度検出部および、前記第１方向の加速度による加速度検出信号を出力する加速度検出部を有する、少なくとも一つの第１質量部側検出部を備え、
　前記第２質量部は、
　前記第３方向の軸周りの角速度による角速度検出信号を出力する角速度検出部および、前記第１方向の加速度による加速度検出信号を出力する加速度検出部を有する、少なくとも一つの第２質量部側検出部を備える、
　センサ素子。
　前記第１質量部は、第１質量部側検出部である第１検出部及び第２検出部を備え、
　前記第２質量部は、第２質量部側検出部である第３検出部及び第４検出部を備え、
　前記第１検出部の出力信号と前記第３検出部の出力信号を加算した第１検出信号の位相と、前記第２検出部の出力信号と前記第４検出部の出力信号を加算した第２検出信号の位相とが、前記角速度検出信号において逆位相の関係になり、前記加速度検出信号において同位相の関係になるように、前記第１乃至第４検出部が構成されている、請求項１に記載のセンサ素子。
　前記第１乃至第４検出部の角速度検出部および加速度検出部において、前記角速度検出信号の出力端子と前記加速度検出信号の出力端子とが同一の端子である、
　請求項１または請求項２に記載のセンサ素子。
　前記角速度検出部と前記加速度検出部は、
　前記第１質量部および前記第２質量部に設けられた可動側導体と、
　該可動側導体と対向して配置され、前記基板に固定された固定側導体と、を備え、
　前記固定側導体を前記基板に固定する固定部は、前記第１質量部および前記第２質量部の内側に配置されている、
　請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセンサ素子。
　前記角速度検出部と前記加速度検出部は、
　前記第１質量部および前記第２質量部に設けられた可動側導体と、
　該可動側導体と対向して配置され、前記基板に固定された固定側導体と、
　前記固定側導体を前記基板に固定する固定部は、前記第１質量部および前記第２質量部の内側に配置されており、
　前記固定部は、前記角速度検出信号と加速度検出信号とを出力する端子である、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセンサ素子。
　前記角速度検出部は、前記加速度による前記第１質量部および前記第２質量部の共振変位を減衰させる構造からなる、
　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のセンサ素子。
　前記角速度検出部を構成する前記可動側導体および前記固定側導体は、前記第２方向に沿った長尺形状であり、前記第１方向に沿って対向するように配置されている、請求項５に記載のセンサ素子。
　前記基板の主面に平行であり前記第２方向に沿って、前記第１質量部と前記第２質量部とを互いの振動が逆位相になるように振動可能に支持する支持梁を備えた請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のセンサ素子。
　請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のセンサ素子と、
　前記第１検出信号と前記第２検出信号とを加算する加算部と、
　前記第１検出信号と前記第２検出信号との差分を算出する減算部と、
　を備えた複合センサ。
　前記第１質量部および前記第２質量部を振動させる駆動信号を発生する駆動部と、
　前記駆動信号が前記第１質量部および前記第２質量部に印加されることで生じる振動をモニタするモニタ信号を出力するモニタ部と、
　前記モニタ信号を用いて、前記加算部から出力される加算信号と、前記減算部から出力される差分信号とを同期検波する同期検波部と、を備える請求項８に記載の複合センサ。
　前記モニタ信号を９０°位相調整する位相調整部を備え、
　前記同期検波部は、
　前記加算信号を前記モニタ信号で同期検波し、
　前記差分信号を前記位相調整部から出力される位相調整モニタ信号で同期検波する、請求項１０に記載の複合センサ。