物理量検出素子、および電子機器
【課題】ダイアフラム型の圧力センサーにおける支持部と、感圧素子としての振動片基部とを接合して成る物理量検出素子において、接合面に所望する接合面積を確保することを可能とする。
【解決手段】主面に一対の支持部３４を備えたダイアフラム３２と、枠部３６とを備える第２基板３０と、振動部２２とその両端に一対の基部２４とを備えた振動片２０と、振動片の外周側に配置された枠部２６と、振動片と枠部２６とを接続する接続部２８と、を備える振動基板１８とを有し、基部２４を支持部に接合すると共に枠部３６と枠部２６とを接合した物理量検出素子であって、基部における一対の基部の配置方向に沿った第１の長さ寸法、それに直交する方向の寸法を第１の幅寸法、支持部に対して一対の支持部３４の配置方向沿った第２の長さ寸法、それに直交する方向の寸法を第２の幅寸法を、第２の長さ寸法＜第１の長さ寸法、第２の幅寸法＞第１の幅寸法、とした。
【解決手段】主面に一対の支持部３４を備えたダイアフラム３２と、枠部３６とを備える第２基板３０と、振動部２２とその両端に一対の基部２４とを備えた振動片２０と、振動片の外周側に配置された枠部２６と、振動片と枠部２６とを接続する接続部２８と、を備える振動基板１８とを有し、基部２４を支持部に接合すると共に枠部３６と枠部２６とを接合した物理量検出素子であって、基部における一対の基部の配置方向に沿った第１の長さ寸法、それに直交する方向の寸法を第１の幅寸法、支持部に対して一対の支持部３４の配置方向沿った第２の長さ寸法、それに直交する方向の寸法を第２の幅寸法を、第２の長さ寸法＜第１の長さ寸法、第２の幅寸法＞第１の幅寸法、とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出素子に係り、特にダイアフラム型の圧力センサーにおける振動片基部と支持部との接合面積確保に好適な物理量検出素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイアフラムと周波数変化型の感圧素子としての振動片（圧電振動素子片）とを用いた圧力センサー等の物理量検出素子では、特許文献１〜３に開示されているように、外力を受けて生じるダイアフラムの撓みを振動片に張力として伝達することにより、感圧素子の内部に引張り応力を生じさせ、内部に生じた応力に起因して振動片の共振周波数の変化を圧力変化に換算する構成とされている。
【０００３】
特に、薄型の圧力センサーでは、特許文献１〜３に開示された構造のように、ダイアフラムの一方の面に振動片を支持するブロック状の支持部を形成し、この支持部に振動片を接合するという形態が採られている。ここで、振動片の形態は、振動部と、その振動部の両端に設けられた一対の基部とから成り、支持部に対しては、基部のみが接合し、固定される構成が採られる。
【０００４】
このような基本構造を有する特許文献１〜３に開示されている圧力センサーのうち、特許文献１に開示されているものは、図面から参酌すると、接合対象とされる基部の長さ（振動部の延設方向と平行な方向）に比べて、支持部の長さが長く設定されており、その幅（振動部の幅方向と平行な方向）は基部と同等に設定されている。
【０００５】
これに対し、特許文献２に開示されている圧力センサーでは、図面から参酌すると、接合部の長さ・幅と、支持部の長さ・幅とが共に、同等となるように設定されている。
【０００６】
また、特許文献３に開示されている圧力センサーは、シングルビーム型振動子の振動に起因したダイアフラムへのシングルビーム型振動子の振動の漏洩によるダイアフラム感度の劣化を抑制し、受圧感度の向上を図ることを目的とする発明であり、即ち、支持部の平面形状を最適な形状に変更することによってダイアフラム受圧感度の向上を図っており、その支持部の形態は種々に及ぶ。しかし、実施形態として示されているいずれの形態に関しても、図面から参酌すると、支持部の長さ、あるいは幅の少なくともいずれか一方が、基部の長さ、または幅と同等、あるいはそれ以上となるように設定されている。
【０００７】
つまり、いずれの特許文献に開示されている圧力センサーも、長さ、または幅の少なくとも一方において、支持部の長さ・幅と、基部の長さ・幅が一致する構造が採られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３３３４５２号公報
【特許文献２】特開２００９−６８８８２号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０７０１８号公報
【特許文献４】特開２００４−１７９８７９号公報
【特許文献５】特開２００９−１６４８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、振動片と支持部との接合構造を上記のようなものとした場合、次のような問題が生ずる。すなわち、ダイアフラム層（基板）と受圧素子層（基板）との接合時のアライメントズレに起因して、振動片と支持部との間で積層部の位置にズレが生じた場合、基部と支持部との接合面積が変動してしまうこととなる。このような事象が生ずると、ダイアフラムで受圧した外力を支持部を介して前記一対の基部へ確実に伝達することができなくなり、感圧素子の感度が不安定となってしまう問題があった。このため、圧力値の微小な変化を検出する精度に、ブレ、誤差などが生じてしまうことがあった。
【００１０】
ここで、特許文献４、５には、ＡＴカット水晶振動子において、励振電極を形成する際に、励振電極の外形に合わせたマスクを介してスパッタ等の蒸着により励振電極を形成する場合やフォトリソグラフィー技法とエッチング技法とを用いて、レジストからなる励振電極の外形に合わせたマスクによりマスクから露出されている蒸着膜をエッチングにより除去することにより励振電極を形成する場合において、マスクのアライメントのズレによって生ずる圧電振動片の表裏面における励振電極のズレに基づく静電容量の変動を防止するための手段が開示されている。
【００１１】
具体的には、振動片の表裏面に配置される励振電極を、互いに交差する方向に延設するというものである。このような手段を採ることによれば、各励振電極の幅方向の長さによって定まる励振電極間の重複面積は一定となり、エッチング時におけるマスクのアライメントズレに起因する静電容量の変動が抑制される。
【００１２】
しかし、特許文献４、５に開示された技術思想を圧力センサーに適用し、一対の基部とその間に配された振動部とを有する振動片と、これを支持する支持部との関係においては、ダイアフラムの撓む領域である受圧部（変位部）の受圧感度を高感度にするために、基部、支持部共に縦横（幅、長さ）の寸法には制限が課されてしまうので、特許文献４、５に開示された励振電極の形成に係る技術思想をそのまま適用することはできない。
【００１３】
本発明では、ダイアフラム型の圧力センサーにおける支持部と、センサー素子としての振動片基部とを接合する接合形態において、接合面に所望する接合面積を確保することを可能とする接合構造を備えた物理量検出素子を提供することを目的とする。また、本発明では、このような物理量検出素子を搭載した電子機器を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］主面に一対の支持部を備えたダイアフラムと、前記ダイアフラムの外周を囲う外周部と、を備えるダイアフラム基板と、感圧部と当該感圧部の両端に一対の基部とを備えた感圧素子と、前記感圧素子の外周側に配置された枠部と、前記感圧素子と前記枠部とを接続する梁と、を備える振動基板と、を有し、前記一対の基部を前記一対の支持部に接合し、前記外周部と前記枠部とを接合した物理量検出素子であって、前記基部における前記一対の基部の配列方向に沿った方向の寸法を第１の長さ寸法とし、前記第１の長さ寸法に直交する方向の寸法を第１の幅寸法とし、前記支持部に対して前記一対の支持部の配列方向に沿った方向の寸法を第２の長さ寸法とし、前記第２の長さ寸法に直交する方向の寸法を第２の幅寸法とし、前記第２の長さ寸法よりも前記第１の長さ寸法を大きくし、前記第２の幅寸法よりも前記第１の幅寸法を小さくし、前記支持部と前記基部との間の領域と、前記支持部と前記梁との間の領域と、に接合部材を配置したことを特徴とする物理量検出素子。
【００１５】
このような特徴を有する物理量検出素子によれば、接合時のアライメントズレが生じた場合であっても、接合面積のバラツキが無く、所望する接合面積を確保することが可能となる。また、梁と支持部との接合により、接合強度の補助を行うことができる。
【００１６】
［適用例２］適用例１に記載の物理量検出素子であって、前記支持部と前記基部との間の領域と、前記支持部と前記梁との間の領域と、に設けられた接合部材は、前記支持部の主面全面に設けられた接合部材の一部であることを特徴とする物理量検出素子。
【００１７】
このような特徴を有する物理量検出素子によれば、接合時のアライメントズレが生じた場合であっても、基部と支持部との接合面全面、および接続部と支持部との接合面に接合部材が介在されることとなる。
【００１８】
［適用例３］適用例１または２に記載の物理量検出素子であって、前記支持部と前記基部の外形を、矩形状としたことを特徴とする物理量検出素子。
このような特徴を有する物理量検出素子によれば、各辺の長さの範囲内であれば、アライメントズレが生じた場合であっても、支持部と基部との間の接合面の面積を確保することができる。
【００１９】
［適用例４］適用例１または２に記載の物理量検出素子であって、前記支持部の外形を六角形状とし、前記基部の外形を矩形状としたことを特徴とする物理量検出素子。
【００２０】
このような特徴を有する物理量検出素子も同様に、各辺の長さの範囲内であれば、アライメントズレが生じた場合であっても、支持部と基部との間の接合面の面積を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る物理量検出素子の構造を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る物理量検出素子を構成する第１基板の構成を示す平面図である。
【図３】第１実施形態に係る物理量検出素子を構成する振動基板の構成を示す平面図である。
【図４】第１実施形態に係る物理量検出素子を構成する第２基板の構成を示す平面図である。
【図５】支持部の平面視形態において、幅方向両端部の長さ寸法のみを短くした場合の変形例を示す図である。
【図６】支持部の平面視形態において、角部の面取りをした場合の変形例を示す図である。
【図７】感圧素子である振動片の形態をシングルビーム型の振動片とした場合の構成を示す図である。
【図８】本発明に係る物理量検出素子を車両用情報記録装置に適用した場合の例を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る物理量検出素子を車両用の側面衝突検出装置に適用した場合の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の物理量検出素子、および電子機器に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１〜図４を参照して、本発明に係る振動デバイス（物理量検出素子）１０について説明する。なお、図１において、図１（Ａ）は同図（Ｂ）に示す物理量検出素子におけるＢ−Ｂ断面の平面構成を示す図であり、図１（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図であり、図１（Ｃ）は同図（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。また、図２〜図４は、それぞれ物理量検出素子を構成する各基板の形態を示す平面図である。具体的には、図２は第１基板、図３は振動基板、図４は第２基板の構成を示す平面図である。
【００２３】
図１に示す振動デバイス１０は、ダイアフラムを用いた圧力センサーを構成するデバイスである。具体的な構成としては、第１基板１２と振動基板１８、および第２基板３０とを有する。
【００２４】
第１基板１２は、詳細を後述する第２基板３０と共に振動基板１８を挟み込むためのカバー基板であり、振動基板１８と対向する側の面に凹部が設けられている。このため、第１基板１２は、凹部を形成する薄肉部１４と、薄肉部１４の外周を囲う厚肉の枠部１６とを基本として構成される。振動基板１８と接合された後に、振動基板１８に形成された振動片２０の振動領域を確保するためである。なお、本実施形態に係る第１基板１２は、量産性や形状形成の容易さを考慮して、平面視の形態を長方形としている。
【００２５】
振動基板１８は、感圧素子としての振動片２０と枠部（振動基板枠部）２６、および接続部２８を基本として構成されている。また、振動基板１８の平面形態は、上述した第１基板１２と同様に長方形としている。振動片２０は、感圧部として機能する振動部２２と基部２４から成る。本実施形態の場合、振動部２２は、２本が一対となった柱状ビームから成り、ビーム表面に、図示しない励振電極を備えている。振動基板１８を圧電部材で構成した場合、このような構成とすることで、励振電極に電圧を印加することにより、所定の共振周波数での発振が成される。なお、振動部２２は、振動基板１８の長辺方向に沿って形成することで、励振に必要とされる長さを確保し易くなる。
【００２６】
基部２４は、振動部２２を長手方向（振動基板１８における長辺方向）に挟み込むように配置された固定部である。基部２４を一対備えることで、２つの基部２４をそれぞれ別部材に固定することができる。本実施形態では、２つの基部２４をそれぞれ、詳細を後述する支持部３４に接合することで、支持部３４の接合面間の距離変動に応じて、振動部２２に負荷される張力の変動を得ることができるようにしている。振動部２２に負荷される張力が変化すると、振動部２２によって励起される振動の共振周波数が変化する。このため、この共振周波数の変化を検出して、変化した共振周波数の値をセンシング値（検出値）として利用することができる。
【００２７】
枠部２６は、振動片２０の外周に形成された平面視形状を長方形とした接合部材であり、一方の面を上述した第１基板１２の枠部１６と、他方の面を後述する第２基板３０の枠部３６と接合することとなる。接続部２８は、前述した振動片２０と枠部２６とを接続する梁である。
【００２８】
第２基板３０は、ダイアフラム３２と枠部（基板枠部）３６、および支持部３４とを基本として構成されている。なお、第２基板３０も、上述した第１基板１２や振動基板１８と同様に、その平面視形態を長方形としている。
【００２９】
ダイアフラム３２は、可撓性を有する薄肉部材であり、その主面に力が加えられることにより、主面と交差する方向への撓みを生じさせる性質を持つ。このため、本実施形態に係る振動デバイス１０では、圧力センサーにおける受圧部としての働きを担う。
【００３０】
枠部３６は、薄肉とされるダイアフラム３２に比して厚肉に構成され、上述した振動基板１８における枠部２６との接合部としての役割を担うと共に、第２基板３０における機械的強度を補う。上述したダイアフラム３２は、枠部３６における厚み方向の一端側へ片寄せするようにして形成する。このような構成とすることで、一枚の基板を片側から掘り込むことで、枠部３６とダイアフラム３２の双方を形成することが可能となる。このため、振動基板１８と第２基板３０とを接合した際には、振動部２２とダイアフラム３２との間に、振動のための空間が形成されることとなる。
【００３１】
支持部３４は、ダイアフラム３２の一方の主面に設けられる凸部である。支持部３４は、第２基板３０における掘り込み部側に位置するダイアフラム３２の主面に設ける構成とすることで、枠部３６、ダイアフラム３２の形成と同時に、支持部３４の形成も行うことが可能となる。支持部３４は、ダイアフラム３２の主面に一対設けられる。各支持部３４の配置位置は、ダイアフラム３２の中心を基点として、線対象となるようにしている。具体的には、第２基板３０と振動基板１８とを接合した際に、振動基板１８における振動片２０の基部２４の配置位置と、支持部３４の配置位置とが重なるように、第２基板３０の長辺方向に沿って配置している。
【００３２】
このような構成とすることにより、ダイアフラム３２に外力（圧力）が加えられてダイアフラム３２が撓んだ場合、ダイアフラム３２の主面に基端を有する支持部３４は、ダイアフラム３２の撓みに沿って傾倒する。ここで、ダイアフラム３２の撓み（変位量）は、中心部が最も大きくなるため、中心部を基点として線対称に配置された支持部３４は、互いに逆方向に傾倒することとなる。このため、振動片２０の基部２４との接合面である支持部端面（接合端面３４ａ）間の距離は、ダイアフラム３２の撓みに応じて離間することとなる。よって、接合端面３４ａに接合された基部２４間の距離も離間することとなり、基部２４に挟まれている振動部２２に付与される張力が増加する。
【００３３】
振動部２２に付与される張力が増加すると、振動部２２が励起する振動の共振周波数は高くなる特性を有する。このため、振動部２２の共振周波数の変化をモニターすることにより、ダイアフラム３２に加えられた圧力を検知することが可能となる。
【００３４】
ここで、上記第１基板１２、振動基板１８、および第２基板３０は、その構成材料を同一とすると良い。このような構成とすることにより、熱膨張率の違いによって生ずる基板間の剥離や、熱応力等を抑制することができるからである。本実施形態では、振動片２０を双音叉振動子（圧電振動片）としていることより、第１基板１２、第２基板３０の構成材料は、振動基板１８の構成材料に合わせるようにする。具体的には、水晶を用い、屈曲振動を励起する振動部２２を構成する振動基板１８には、Ｚカット、或いは２〜３°Ｚ（振動片の主面に対する法線と結晶光学軸であるＺ軸との交差角度が２〜３°である）と呼ばれるカット角で切り出された水晶基板を用いるようにすれば良い。
【００３５】
また、第１基板１２、振動基板１８、第２基板３０を構成する材料を同一にするほかの手法として、互いに熱膨張係数の値が同じ、あるいは熱膨張係数の値が近い材料で構成しても良い。
【００３６】
更に、接合材については、第１基板１２、振動基板１８、第２基板３０を構成する材料の熱膨張係数の値と同じ或いは近い値の、例えば、低融点ガラスや接着剤等を用いると好適である。
【００３７】
また更に、前述の実施例では振動基板１８を双音叉振動子を前提としていたので、Ｚカット水晶基板を用いたが、これに限定されず、振動基板１８の振動モード（に応じたカットアングル）に合わせて、第１基板１２と第２基板３０の水晶のカットアングルも揃えれば良いことは言うまでもない。
【００３８】
即ち、振動基板１８の水晶カットアングルが、例えばＸ−ｃｕｔ、Ｚ−ｃｕｔ、ＡＴ−ｃｕｔ、ＢＴ−ｃｕｔ、ＳＣ−ｃｕｔの何れかであれば、第１基板１２と第２基板３０の水晶のカットアングルもそれに合わせれば良い。
また、第１基板１２、振動基板１８、第２基板３０の材料は水晶に限定されず、その他の圧電材料であっても熱膨張係数の値が近い圧電材料であれば良い。
【００３９】
上記のような基本構成を有する振動デバイス１０において本実施形態では、基部２４における一対の基部２４の配置（配列）方向に沿った方向の寸法を第１の長さ寸法と定義すると共に、第１の長さ寸法に直交する方向の寸法を第１の幅寸法と定義する。そして、支持部３４に対して一対の支持部３４の配置（配列）方向に沿った方向の寸法を第２の長さ寸法と定義すると共に、第２の長さ寸法に直交する方向の寸法を第２の幅寸法と定義する。なお、本実施形態では、基部２４の平面視形状と支持部３４の平面視形状の双方を矩形としている。
【００４０】
本実施形態では、支持部３４（具体的には、接合端面３４ａ）の長さ寸法である第２の長さ寸法ａ２よりも、基部２４の長さ寸法である第１の長さ寸法ａ１の寸法が大きくなるように定めている。すなわち、ａ２＜ａ１の関係が成り立つように構成されている。一方、幅寸法に関しては、支持部３４（具体的には、接合端面３４ａ）の幅寸法である第２の幅寸法ｂ２よりも、基部２４の幅寸法である第１の幅寸法ｂ１の寸法が小さくなるように定めている。すなわち、ｂ２＞ｂ１の関係が成り立つように構成されている。このような構成とした場合、長さ方向に関しては、ａ１とａ２の差分（ａ１−ａ２）にあたる範囲内、幅方向に関しては、ｂ２とｂ１の差分（ｂ２−ｂ１）にあたる範囲内であれば、基部２４と支持部３４との接合部に位置ズレが生じた場合であっても、両者の接合に係る部分の面積に変動が生じない。よって、振動基板１８と第２基板３０との積層時にアライメントズレが生じた場合であっても、接合面の面積に変動を生じさせず、安定した接合状態を確保することができる。このため、ダイアフラム３２での受圧圧力の伝達を安定させることができ、圧力センサーとしての精度の向上、ブレ、誤差の抑制を図ることができる。
即ち、アライメントによるずれ量を、長さ方向差分（ａ１−ａ２）、幅方向差分（ｂ２−ｂ１）の範囲内で制御しさえすればよいのである。
【００４１】
第１基板１２、振動基板１８、および第２基板３０の接合には、接合部材（接着剤）４０として低融点ガラスを用いる。第１基板１２、振動基板１８、および第２基板３０を構成する部材と熱膨張係数が近いためである。このため、第２基板３０を構成する支持部３４の接合端面３４ａと、振動基板１８を構成する基部２４との間にも、接合部材４０が介在されることとなる。振動基板１８と第２基板３０との接合における接合部材４０の塗布について、本実施形態では、支持部３４における接合端面３４ａ全面に接合部材４０を塗布する構成としている。これにより、支持部３４と基部２４の接合に用いられる接合部材４０は、接合端面３４ａに設けられた接合部材４０のうちの一部となる。そして、本実施形態では、支持部３４における接合端面３４ａと接続部２８との間にも、接合部材４０が介在されることとなる。
【００４２】
このような構成とすることで、振動基板１８と第２基板３０との間の接合時にアライメントズレが生じた場合であっても、基部２４と接合端面３４ａとの間には、必要十分な接合面積を確保することができ、圧力の伝達感度が低下する虞も無い。また、本実施形態では、支持部３４と基部２４との接合の際に、接続部２８の一部も支持部３４に接合する構成としているため、接合強度の確保を図ることができる。すなわち、基部２４の面積を小さくした場合であっても、接合強度を補助することができる。また、アライメントズレなどが生じた場合であっても、接続部２８と支持部３４との接合面の総面積に変わりが無い。このため、接合面全体での接合面積の変動も無い。
【００４３】
上記実施形態では、支持部３４と基部２４の平面視形態は、いずれも長方形であるように示している。しかしながら、本実施形態に係る振動デバイス１０では、支持部３４と基部２４のうち、いずれか一方の平面視形態を正方形、いずれか他方の平面視形態を長方形とした場合であっても、同様な形態を採ることができる。
【００４４】
さらに、支持部３４の平面視形態については、図５に示すように、幅方向端部の長さを短くした形状や、図６に示すように、角部を面取りした形状、すなわち六角形とすることもできる。なお、支持部３４の平面視形態を図５や図６のような形態とした場合、支持部３４の長さ寸法ａ１、幅寸法ｂ１は、最も寸法が小さくなる部分を基準として定めるようにする。このように寸法を定めることで、上述した実施形態に係る振動デバイス１０と同様な効果を得ることができる。その他の構成、作用、効果については、上述した実施形態に係る振動デバイス１０と同様である。
【００４５】
また、上記実施形態では、振動片２０として、いわゆる２本一対の振動部２２を持ったいわゆる双音叉型のものを採用した形態で図面に示した。しかしながら、振動片は、このような形態に限るものでは無い。例えば、図７に示すように、振動部２２を１本の柱としたシングルビーム型の振動片２０ａとしても良い。このような形態であっても、本発明を実施するにあたり、不具合を生じさせず、かつ上述した効果を奏することができるからである。
なお、上記実施形態ではいずれも、振動基板１８を水晶で構成するように記載したが、圧電振動基板は、水晶以外の圧電材料を用いることもできる。
【００４６】
このように振動デバイス１０は、例えば携帯電話、ハードディスク、パーソナルコンピューター、ＢＳ及びＣＳ放送用の受信チューナー、同軸ケーブルや光ケーブル中を伝搬する高周波信号や光信号用の各種処理装置、広い温度範囲で高周波・高精度クロック（低ジッタ、低位相雑音）を必要とするサーバー・ネットワーク機器、無線通信用機器等の様々な電子機器に適用することができる。
【００４７】
また、振動デバイス１０は、加速度センサーや、回転速度センサー等の各種センサーにも広く利用することができる。
また、実施形態に係る振動デバイス１０は、燃料電池システムの一部として機能させることもできる。近年注目をされるようになった水素やメタノール等の燃料電池は、軽量化や利便性等に起因して、例えば、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピューター、携帯用電話機、携帯情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：ＰＤＡ）、オーディオプレーヤ、プロジェクタ載置台、カプセル型医療機器の通信機能を具備した電子機器といった各種情報処理装置の燃料電池としての用途が考えられる。
【００４８】
また、本発明に係る振動デバイス１０を車両用情報記録装置に搭載することもできる。その場合のブロック図を図８に示す。図８に示す車両用情報記録装置４５０は、デジタルタコグラフ４５２と、ドライブレコーダー４６２を備え、事故等のイベント発生時前後の必要な時間のみについて、双方が生成するデータを関連付けて記録し、その後の解析等に有用なデータを提供することを可能とするものである。
【００４９】
この車両用情報記録装置４５０では、デジタルタコグラフ４５２と、ドライブレコーダー４６２との他に、走行状況検知手段４５４、デジタルタコグラフ通信手段４５６、デジタルタコグラフ記録手段４５８、およびデジタルタコグラフ制御部４６０等を備えている。ここで、走行状況検知手段４５４は、車両速度やエンジン回転数、タイヤ圧力、テンキーやタッチパネルからの車両運転者による入力情報、その他気温、湿度等の外部入力情報、カメラによる走行時等の映像、Ｇセンサーによって得られる加速度や衝突時の衝撃等の情報等を得るための手段である。
【００５０】
また、デジタルタコグラフ通信手段４５６は、デジタルタコグラフ４５２によって得られた情報と、ドライブレコーダー４６２によって得られた情報とを送受信する手段である。そして、デジタルタコグラフ記録手段４５８は、デジタルタコグラフ制御部４６０からの制御信号を受け、各種取得情報を記録するための手段である。このような構成の車両用情報記録装置４５０において、本発明に係る振動デバイス１０は、走行状況検知手段４５４の一部として利用することで、高精度な圧力（高度）検出が可能となる。
【００５１】
図９に、本発明に係る振動デバイス１０を側面衝突検出装置５００に搭載した場合の模式図を示す。側面衝突検出装置５００に、本実施形態に係る振動デバイス１０を適用する場合、例えば、車両５０２のサイドドア５０４の内部に、圧力センサーとしての振動デバイス１０を配置すれば良い。このような構成とすれば、サイドドア５０４の内部空間５０６の圧力変動を検出することで、これを車両５０２の側面に加えられた衝撃として検出することが可能となる。
【００５２】
上記実施形態においては、本発明に係る振動デバイス１０を搭載した電子機器の例として、特に車両に係わる具体例を示して説明したが、例えば本発明に係る振動デバイス１０を圧力センサーとして機能させる場合、圧力検出を必要とする電子機器全般に適用可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５３】
１０………振動デバイス、１２………第１基板、１４………薄肉部、１６………枠部、１８………振動基板、２０………振動片、２２………振動部、２４………基部、２６………枠部、２８………接続部、３０………第２基板、３２………ダイアフラム、３４………支持部、３４ａ………接合端面、３６………枠部、４０………接合部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出素子に係り、特にダイアフラム型の圧力センサーにおける振動片基部と支持部との接合面積確保に好適な物理量検出素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイアフラムと周波数変化型の感圧素子としての振動片（圧電振動素子片）とを用いた圧力センサー等の物理量検出素子では、特許文献１〜３に開示されているように、外力を受けて生じるダイアフラムの撓みを振動片に張力として伝達することにより、感圧素子の内部に引張り応力を生じさせ、内部に生じた応力に起因して振動片の共振周波数の変化を圧力変化に換算する構成とされている。
【０００３】
特に、薄型の圧力センサーでは、特許文献１〜３に開示された構造のように、ダイアフラムの一方の面に振動片を支持するブロック状の支持部を形成し、この支持部に振動片を接合するという形態が採られている。ここで、振動片の形態は、振動部と、その振動部の両端に設けられた一対の基部とから成り、支持部に対しては、基部のみが接合し、固定される構成が採られる。
【０００４】
このような基本構造を有する特許文献１〜３に開示されている圧力センサーのうち、特許文献１に開示されているものは、図面から参酌すると、接合対象とされる基部の長さ（振動部の延設方向と平行な方向）に比べて、支持部の長さが長く設定されており、その幅（振動部の幅方向と平行な方向）は基部と同等に設定されている。
【０００５】
これに対し、特許文献２に開示されている圧力センサーでは、図面から参酌すると、接合部の長さ・幅と、支持部の長さ・幅とが共に、同等となるように設定されている。
【０００６】
また、特許文献３に開示されている圧力センサーは、シングルビーム型振動子の振動に起因したダイアフラムへのシングルビーム型振動子の振動の漏洩によるダイアフラム感度の劣化を抑制し、受圧感度の向上を図ることを目的とする発明であり、即ち、支持部の平面形状を最適な形状に変更することによってダイアフラム受圧感度の向上を図っており、その支持部の形態は種々に及ぶ。しかし、実施形態として示されているいずれの形態に関しても、図面から参酌すると、支持部の長さ、あるいは幅の少なくともいずれか一方が、基部の長さ、または幅と同等、あるいはそれ以上となるように設定されている。
【０００７】
つまり、いずれの特許文献に開示されている圧力センサーも、長さ、または幅の少なくとも一方において、支持部の長さ・幅と、基部の長さ・幅が一致する構造が採られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３３３４５２号公報
【特許文献２】特開２００９−６８８８２号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０７０１８号公報
【特許文献４】特開２００４−１７９８７９号公報
【特許文献５】特開２００９−１６４８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、振動片と支持部との接合構造を上記のようなものとした場合、次のような問題が生ずる。すなわち、ダイアフラム層（基板）と受圧素子層（基板）との接合時のアライメントズレに起因して、振動片と支持部との間で積層部の位置にズレが生じた場合、基部と支持部との接合面積が変動してしまうこととなる。このような事象が生ずると、ダイアフラムで受圧した外力を支持部を介して前記一対の基部へ確実に伝達することができなくなり、感圧素子の感度が不安定となってしまう問題があった。このため、圧力値の微小な変化を検出する精度に、ブレ、誤差などが生じてしまうことがあった。
【００１０】
ここで、特許文献４、５には、ＡＴカット水晶振動子において、励振電極を形成する際に、励振電極の外形に合わせたマスクを介してスパッタ等の蒸着により励振電極を形成する場合やフォトリソグラフィー技法とエッチング技法とを用いて、レジストからなる励振電極の外形に合わせたマスクによりマスクから露出されている蒸着膜をエッチングにより除去することにより励振電極を形成する場合において、マスクのアライメントのズレによって生ずる圧電振動片の表裏面における励振電極のズレに基づく静電容量の変動を防止するための手段が開示されている。
【００１１】
具体的には、振動片の表裏面に配置される励振電極を、互いに交差する方向に延設するというものである。このような手段を採ることによれば、各励振電極の幅方向の長さによって定まる励振電極間の重複面積は一定となり、エッチング時におけるマスクのアライメントズレに起因する静電容量の変動が抑制される。
【００１２】
しかし、特許文献４、５に開示された技術思想を圧力センサーに適用し、一対の基部とその間に配された振動部とを有する振動片と、これを支持する支持部との関係においては、ダイアフラムの撓む領域である受圧部（変位部）の受圧感度を高感度にするために、基部、支持部共に縦横（幅、長さ）の寸法には制限が課されてしまうので、特許文献４、５に開示された励振電極の形成に係る技術思想をそのまま適用することはできない。
【００１３】
本発明では、ダイアフラム型の圧力センサーにおける支持部と、センサー素子としての振動片基部とを接合する接合形態において、接合面に所望する接合面積を確保することを可能とする接合構造を備えた物理量検出素子を提供することを目的とする。また、本発明では、このような物理量検出素子を搭載した電子機器を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］主面に一対の支持部を備えたダイアフラムと、前記ダイアフラムの外周を囲う外周部と、を備えるダイアフラム基板と、感圧部と当該感圧部の両端に一対の基部とを備えた感圧素子と、前記感圧素子の外周側に配置された枠部と、前記感圧素子と前記枠部とを接続する梁と、を備える振動基板と、を有し、前記一対の基部を前記一対の支持部に接合し、前記外周部と前記枠部とを接合した物理量検出素子であって、前記基部における前記一対の基部の配列方向に沿った方向の寸法を第１の長さ寸法とし、前記第１の長さ寸法に直交する方向の寸法を第１の幅寸法とし、前記支持部に対して前記一対の支持部の配列方向に沿った方向の寸法を第２の長さ寸法とし、前記第２の長さ寸法に直交する方向の寸法を第２の幅寸法とし、前記第２の長さ寸法よりも前記第１の長さ寸法を大きくし、前記第２の幅寸法よりも前記第１の幅寸法を小さくし、前記支持部と前記基部との間の領域と、前記支持部と前記梁との間の領域と、に接合部材を配置したことを特徴とする物理量検出素子。
【００１５】
このような特徴を有する物理量検出素子によれば、接合時のアライメントズレが生じた場合であっても、接合面積のバラツキが無く、所望する接合面積を確保することが可能となる。また、梁と支持部との接合により、接合強度の補助を行うことができる。
【００１６】
［適用例２］適用例１に記載の物理量検出素子であって、前記支持部と前記基部との間の領域と、前記支持部と前記梁との間の領域と、に設けられた接合部材は、前記支持部の主面全面に設けられた接合部材の一部であることを特徴とする物理量検出素子。
【００１７】
このような特徴を有する物理量検出素子によれば、接合時のアライメントズレが生じた場合であっても、基部と支持部との接合面全面、および接続部と支持部との接合面に接合部材が介在されることとなる。
【００１８】
［適用例３］適用例１または２に記載の物理量検出素子であって、前記支持部と前記基部の外形を、矩形状としたことを特徴とする物理量検出素子。
このような特徴を有する物理量検出素子によれば、各辺の長さの範囲内であれば、アライメントズレが生じた場合であっても、支持部と基部との間の接合面の面積を確保することができる。
【００１９】
［適用例４］適用例１または２に記載の物理量検出素子であって、前記支持部の外形を六角形状とし、前記基部の外形を矩形状としたことを特徴とする物理量検出素子。
【００２０】
このような特徴を有する物理量検出素子も同様に、各辺の長さの範囲内であれば、アライメントズレが生じた場合であっても、支持部と基部との間の接合面の面積を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る物理量検出素子の構造を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る物理量検出素子を構成する第１基板の構成を示す平面図である。
【図３】第１実施形態に係る物理量検出素子を構成する振動基板の構成を示す平面図である。
【図４】第１実施形態に係る物理量検出素子を構成する第２基板の構成を示す平面図である。
【図５】支持部の平面視形態において、幅方向両端部の長さ寸法のみを短くした場合の変形例を示す図である。
【図６】支持部の平面視形態において、角部の面取りをした場合の変形例を示す図である。
【図７】感圧素子である振動片の形態をシングルビーム型の振動片とした場合の構成を示す図である。
【図８】本発明に係る物理量検出素子を車両用情報記録装置に適用した場合の例を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る物理量検出素子を車両用の側面衝突検出装置に適用した場合の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の物理量検出素子、および電子機器に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１〜図４を参照して、本発明に係る振動デバイス（物理量検出素子）１０について説明する。なお、図１において、図１（Ａ）は同図（Ｂ）に示す物理量検出素子におけるＢ−Ｂ断面の平面構成を示す図であり、図１（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図であり、図１（Ｃ）は同図（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。また、図２〜図４は、それぞれ物理量検出素子を構成する各基板の形態を示す平面図である。具体的には、図２は第１基板、図３は振動基板、図４は第２基板の構成を示す平面図である。
【００２３】
図１に示す振動デバイス１０は、ダイアフラムを用いた圧力センサーを構成するデバイスである。具体的な構成としては、第１基板１２と振動基板１８、および第２基板３０とを有する。
【００２４】
第１基板１２は、詳細を後述する第２基板３０と共に振動基板１８を挟み込むためのカバー基板であり、振動基板１８と対向する側の面に凹部が設けられている。このため、第１基板１２は、凹部を形成する薄肉部１４と、薄肉部１４の外周を囲う厚肉の枠部１６とを基本として構成される。振動基板１８と接合された後に、振動基板１８に形成された振動片２０の振動領域を確保するためである。なお、本実施形態に係る第１基板１２は、量産性や形状形成の容易さを考慮して、平面視の形態を長方形としている。
【００２５】
振動基板１８は、感圧素子としての振動片２０と枠部（振動基板枠部）２６、および接続部２８を基本として構成されている。また、振動基板１８の平面形態は、上述した第１基板１２と同様に長方形としている。振動片２０は、感圧部として機能する振動部２２と基部２４から成る。本実施形態の場合、振動部２２は、２本が一対となった柱状ビームから成り、ビーム表面に、図示しない励振電極を備えている。振動基板１８を圧電部材で構成した場合、このような構成とすることで、励振電極に電圧を印加することにより、所定の共振周波数での発振が成される。なお、振動部２２は、振動基板１８の長辺方向に沿って形成することで、励振に必要とされる長さを確保し易くなる。
【００２６】
基部２４は、振動部２２を長手方向（振動基板１８における長辺方向）に挟み込むように配置された固定部である。基部２４を一対備えることで、２つの基部２４をそれぞれ別部材に固定することができる。本実施形態では、２つの基部２４をそれぞれ、詳細を後述する支持部３４に接合することで、支持部３４の接合面間の距離変動に応じて、振動部２２に負荷される張力の変動を得ることができるようにしている。振動部２２に負荷される張力が変化すると、振動部２２によって励起される振動の共振周波数が変化する。このため、この共振周波数の変化を検出して、変化した共振周波数の値をセンシング値（検出値）として利用することができる。
【００２７】
枠部２６は、振動片２０の外周に形成された平面視形状を長方形とした接合部材であり、一方の面を上述した第１基板１２の枠部１６と、他方の面を後述する第２基板３０の枠部３６と接合することとなる。接続部２８は、前述した振動片２０と枠部２６とを接続する梁である。
【００２８】
第２基板３０は、ダイアフラム３２と枠部（基板枠部）３６、および支持部３４とを基本として構成されている。なお、第２基板３０も、上述した第１基板１２や振動基板１８と同様に、その平面視形態を長方形としている。
【００２９】
ダイアフラム３２は、可撓性を有する薄肉部材であり、その主面に力が加えられることにより、主面と交差する方向への撓みを生じさせる性質を持つ。このため、本実施形態に係る振動デバイス１０では、圧力センサーにおける受圧部としての働きを担う。
【００３０】
枠部３６は、薄肉とされるダイアフラム３２に比して厚肉に構成され、上述した振動基板１８における枠部２６との接合部としての役割を担うと共に、第２基板３０における機械的強度を補う。上述したダイアフラム３２は、枠部３６における厚み方向の一端側へ片寄せするようにして形成する。このような構成とすることで、一枚の基板を片側から掘り込むことで、枠部３６とダイアフラム３２の双方を形成することが可能となる。このため、振動基板１８と第２基板３０とを接合した際には、振動部２２とダイアフラム３２との間に、振動のための空間が形成されることとなる。
【００３１】
支持部３４は、ダイアフラム３２の一方の主面に設けられる凸部である。支持部３４は、第２基板３０における掘り込み部側に位置するダイアフラム３２の主面に設ける構成とすることで、枠部３６、ダイアフラム３２の形成と同時に、支持部３４の形成も行うことが可能となる。支持部３４は、ダイアフラム３２の主面に一対設けられる。各支持部３４の配置位置は、ダイアフラム３２の中心を基点として、線対象となるようにしている。具体的には、第２基板３０と振動基板１８とを接合した際に、振動基板１８における振動片２０の基部２４の配置位置と、支持部３４の配置位置とが重なるように、第２基板３０の長辺方向に沿って配置している。
【００３２】
このような構成とすることにより、ダイアフラム３２に外力（圧力）が加えられてダイアフラム３２が撓んだ場合、ダイアフラム３２の主面に基端を有する支持部３４は、ダイアフラム３２の撓みに沿って傾倒する。ここで、ダイアフラム３２の撓み（変位量）は、中心部が最も大きくなるため、中心部を基点として線対称に配置された支持部３４は、互いに逆方向に傾倒することとなる。このため、振動片２０の基部２４との接合面である支持部端面（接合端面３４ａ）間の距離は、ダイアフラム３２の撓みに応じて離間することとなる。よって、接合端面３４ａに接合された基部２４間の距離も離間することとなり、基部２４に挟まれている振動部２２に付与される張力が増加する。
【００３３】
振動部２２に付与される張力が増加すると、振動部２２が励起する振動の共振周波数は高くなる特性を有する。このため、振動部２２の共振周波数の変化をモニターすることにより、ダイアフラム３２に加えられた圧力を検知することが可能となる。
【００３４】
ここで、上記第１基板１２、振動基板１８、および第２基板３０は、その構成材料を同一とすると良い。このような構成とすることにより、熱膨張率の違いによって生ずる基板間の剥離や、熱応力等を抑制することができるからである。本実施形態では、振動片２０を双音叉振動子（圧電振動片）としていることより、第１基板１２、第２基板３０の構成材料は、振動基板１８の構成材料に合わせるようにする。具体的には、水晶を用い、屈曲振動を励起する振動部２２を構成する振動基板１８には、Ｚカット、或いは２〜３°Ｚ（振動片の主面に対する法線と結晶光学軸であるＺ軸との交差角度が２〜３°である）と呼ばれるカット角で切り出された水晶基板を用いるようにすれば良い。
【００３５】
また、第１基板１２、振動基板１８、第２基板３０を構成する材料を同一にするほかの手法として、互いに熱膨張係数の値が同じ、あるいは熱膨張係数の値が近い材料で構成しても良い。
【００３６】
更に、接合材については、第１基板１２、振動基板１８、第２基板３０を構成する材料の熱膨張係数の値と同じ或いは近い値の、例えば、低融点ガラスや接着剤等を用いると好適である。
【００３７】
また更に、前述の実施例では振動基板１８を双音叉振動子を前提としていたので、Ｚカット水晶基板を用いたが、これに限定されず、振動基板１８の振動モード（に応じたカットアングル）に合わせて、第１基板１２と第２基板３０の水晶のカットアングルも揃えれば良いことは言うまでもない。
【００３８】
即ち、振動基板１８の水晶カットアングルが、例えばＸ−ｃｕｔ、Ｚ−ｃｕｔ、ＡＴ−ｃｕｔ、ＢＴ−ｃｕｔ、ＳＣ−ｃｕｔの何れかであれば、第１基板１２と第２基板３０の水晶のカットアングルもそれに合わせれば良い。
また、第１基板１２、振動基板１８、第２基板３０の材料は水晶に限定されず、その他の圧電材料であっても熱膨張係数の値が近い圧電材料であれば良い。
【００３９】
上記のような基本構成を有する振動デバイス１０において本実施形態では、基部２４における一対の基部２４の配置（配列）方向に沿った方向の寸法を第１の長さ寸法と定義すると共に、第１の長さ寸法に直交する方向の寸法を第１の幅寸法と定義する。そして、支持部３４に対して一対の支持部３４の配置（配列）方向に沿った方向の寸法を第２の長さ寸法と定義すると共に、第２の長さ寸法に直交する方向の寸法を第２の幅寸法と定義する。なお、本実施形態では、基部２４の平面視形状と支持部３４の平面視形状の双方を矩形としている。
【００４０】
本実施形態では、支持部３４（具体的には、接合端面３４ａ）の長さ寸法である第２の長さ寸法ａ２よりも、基部２４の長さ寸法である第１の長さ寸法ａ１の寸法が大きくなるように定めている。すなわち、ａ２＜ａ１の関係が成り立つように構成されている。一方、幅寸法に関しては、支持部３４（具体的には、接合端面３４ａ）の幅寸法である第２の幅寸法ｂ２よりも、基部２４の幅寸法である第１の幅寸法ｂ１の寸法が小さくなるように定めている。すなわち、ｂ２＞ｂ１の関係が成り立つように構成されている。このような構成とした場合、長さ方向に関しては、ａ１とａ２の差分（ａ１−ａ２）にあたる範囲内、幅方向に関しては、ｂ２とｂ１の差分（ｂ２−ｂ１）にあたる範囲内であれば、基部２４と支持部３４との接合部に位置ズレが生じた場合であっても、両者の接合に係る部分の面積に変動が生じない。よって、振動基板１８と第２基板３０との積層時にアライメントズレが生じた場合であっても、接合面の面積に変動を生じさせず、安定した接合状態を確保することができる。このため、ダイアフラム３２での受圧圧力の伝達を安定させることができ、圧力センサーとしての精度の向上、ブレ、誤差の抑制を図ることができる。
即ち、アライメントによるずれ量を、長さ方向差分（ａ１−ａ２）、幅方向差分（ｂ２−ｂ１）の範囲内で制御しさえすればよいのである。
【００４１】
第１基板１２、振動基板１８、および第２基板３０の接合には、接合部材（接着剤）４０として低融点ガラスを用いる。第１基板１２、振動基板１８、および第２基板３０を構成する部材と熱膨張係数が近いためである。このため、第２基板３０を構成する支持部３４の接合端面３４ａと、振動基板１８を構成する基部２４との間にも、接合部材４０が介在されることとなる。振動基板１８と第２基板３０との接合における接合部材４０の塗布について、本実施形態では、支持部３４における接合端面３４ａ全面に接合部材４０を塗布する構成としている。これにより、支持部３４と基部２４の接合に用いられる接合部材４０は、接合端面３４ａに設けられた接合部材４０のうちの一部となる。そして、本実施形態では、支持部３４における接合端面３４ａと接続部２８との間にも、接合部材４０が介在されることとなる。
【００４２】
このような構成とすることで、振動基板１８と第２基板３０との間の接合時にアライメントズレが生じた場合であっても、基部２４と接合端面３４ａとの間には、必要十分な接合面積を確保することができ、圧力の伝達感度が低下する虞も無い。また、本実施形態では、支持部３４と基部２４との接合の際に、接続部２８の一部も支持部３４に接合する構成としているため、接合強度の確保を図ることができる。すなわち、基部２４の面積を小さくした場合であっても、接合強度を補助することができる。また、アライメントズレなどが生じた場合であっても、接続部２８と支持部３４との接合面の総面積に変わりが無い。このため、接合面全体での接合面積の変動も無い。
【００４３】
上記実施形態では、支持部３４と基部２４の平面視形態は、いずれも長方形であるように示している。しかしながら、本実施形態に係る振動デバイス１０では、支持部３４と基部２４のうち、いずれか一方の平面視形態を正方形、いずれか他方の平面視形態を長方形とした場合であっても、同様な形態を採ることができる。
【００４４】
さらに、支持部３４の平面視形態については、図５に示すように、幅方向端部の長さを短くした形状や、図６に示すように、角部を面取りした形状、すなわち六角形とすることもできる。なお、支持部３４の平面視形態を図５や図６のような形態とした場合、支持部３４の長さ寸法ａ１、幅寸法ｂ１は、最も寸法が小さくなる部分を基準として定めるようにする。このように寸法を定めることで、上述した実施形態に係る振動デバイス１０と同様な効果を得ることができる。その他の構成、作用、効果については、上述した実施形態に係る振動デバイス１０と同様である。
【００４５】
また、上記実施形態では、振動片２０として、いわゆる２本一対の振動部２２を持ったいわゆる双音叉型のものを採用した形態で図面に示した。しかしながら、振動片は、このような形態に限るものでは無い。例えば、図７に示すように、振動部２２を１本の柱としたシングルビーム型の振動片２０ａとしても良い。このような形態であっても、本発明を実施するにあたり、不具合を生じさせず、かつ上述した効果を奏することができるからである。
なお、上記実施形態ではいずれも、振動基板１８を水晶で構成するように記載したが、圧電振動基板は、水晶以外の圧電材料を用いることもできる。
【００４６】
このように振動デバイス１０は、例えば携帯電話、ハードディスク、パーソナルコンピューター、ＢＳ及びＣＳ放送用の受信チューナー、同軸ケーブルや光ケーブル中を伝搬する高周波信号や光信号用の各種処理装置、広い温度範囲で高周波・高精度クロック（低ジッタ、低位相雑音）を必要とするサーバー・ネットワーク機器、無線通信用機器等の様々な電子機器に適用することができる。
【００４７】
また、振動デバイス１０は、加速度センサーや、回転速度センサー等の各種センサーにも広く利用することができる。
また、実施形態に係る振動デバイス１０は、燃料電池システムの一部として機能させることもできる。近年注目をされるようになった水素やメタノール等の燃料電池は、軽量化や利便性等に起因して、例えば、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピューター、携帯用電話機、携帯情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：ＰＤＡ）、オーディオプレーヤ、プロジェクタ載置台、カプセル型医療機器の通信機能を具備した電子機器といった各種情報処理装置の燃料電池としての用途が考えられる。
【００４８】
また、本発明に係る振動デバイス１０を車両用情報記録装置に搭載することもできる。その場合のブロック図を図８に示す。図８に示す車両用情報記録装置４５０は、デジタルタコグラフ４５２と、ドライブレコーダー４６２を備え、事故等のイベント発生時前後の必要な時間のみについて、双方が生成するデータを関連付けて記録し、その後の解析等に有用なデータを提供することを可能とするものである。
【００４９】
この車両用情報記録装置４５０では、デジタルタコグラフ４５２と、ドライブレコーダー４６２との他に、走行状況検知手段４５４、デジタルタコグラフ通信手段４５６、デジタルタコグラフ記録手段４５８、およびデジタルタコグラフ制御部４６０等を備えている。ここで、走行状況検知手段４５４は、車両速度やエンジン回転数、タイヤ圧力、テンキーやタッチパネルからの車両運転者による入力情報、その他気温、湿度等の外部入力情報、カメラによる走行時等の映像、Ｇセンサーによって得られる加速度や衝突時の衝撃等の情報等を得るための手段である。
【００５０】
また、デジタルタコグラフ通信手段４５６は、デジタルタコグラフ４５２によって得られた情報と、ドライブレコーダー４６２によって得られた情報とを送受信する手段である。そして、デジタルタコグラフ記録手段４５８は、デジタルタコグラフ制御部４６０からの制御信号を受け、各種取得情報を記録するための手段である。このような構成の車両用情報記録装置４５０において、本発明に係る振動デバイス１０は、走行状況検知手段４５４の一部として利用することで、高精度な圧力（高度）検出が可能となる。
【００５１】
図９に、本発明に係る振動デバイス１０を側面衝突検出装置５００に搭載した場合の模式図を示す。側面衝突検出装置５００に、本実施形態に係る振動デバイス１０を適用する場合、例えば、車両５０２のサイドドア５０４の内部に、圧力センサーとしての振動デバイス１０を配置すれば良い。このような構成とすれば、サイドドア５０４の内部空間５０６の圧力変動を検出することで、これを車両５０２の側面に加えられた衝撃として検出することが可能となる。
【００５２】
上記実施形態においては、本発明に係る振動デバイス１０を搭載した電子機器の例として、特に車両に係わる具体例を示して説明したが、例えば本発明に係る振動デバイス１０を圧力センサーとして機能させる場合、圧力検出を必要とする電子機器全般に適用可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５３】
１０………振動デバイス、１２………第１基板、１４………薄肉部、１６………枠部、１８………振動基板、２０………振動片、２２………振動部、２４………基部、２６………枠部、２８………接続部、３０………第２基板、３２………ダイアフラム、３４………支持部、３４ａ………接合端面、３６………枠部、４０………接合部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面に一対の支持部を備えたダイアフラムと、
前記ダイアフラムの外周を囲う外周部と、
を備えるダイアフラム基板と、
感圧部と当該感圧部の両端に一対の基部とを備えた感圧素子と、
前記感圧素子の外周側に配置された枠部と、
前記感圧素子と前記枠部とを接続する梁と、
を備える振動基板と、
を有し、
前記一対の基部を前記一対の支持部に接合し、
前記外周部と前記枠部とを接合した物理量検出素子であって、
前記基部における前記一対の基部の配列方向に沿った方向の寸法を第１の長さ寸法とし、
前記第１の長さ寸法に直交する方向の寸法を第１の幅寸法とし、
前記支持部に対して前記一対の支持部の配列方向に沿った方向の寸法を第２の長さ寸法とし、
前記第２の長さ寸法に直交する方向の寸法を第２の幅寸法とし、
前記第２の長さ寸法よりも前記第１の長さ寸法を大きくし、
前記第２の幅寸法よりも前記第１の幅寸法を小さくし、
前記支持部と前記基部との間の領域と、
前記支持部と前記梁との間の領域と、
に接合部材を配置したことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項２】
請求項１に記載の物理量検出素子であって、
前記支持部と前記基部との間の領域と、
前記支持部と前記梁との間の領域と、
に設けられた接合部材は、前記支持部の主面全面に設けられた接合部材の一部であることを特徴とする物理量検出素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の物理量検出素子であって、
前記支持部と前記基部の外形を、矩形状としたことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項４】
請求項１または２に記載の物理量検出素子であって、
前記支持部の外形を六角形状とし、
前記基部の外形を矩形状としたことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の物理量検出素子を搭載したことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
主面に一対の支持部を備えたダイアフラムと、
前記ダイアフラムの外周を囲う外周部と、
を備えるダイアフラム基板と、
感圧部と当該感圧部の両端に一対の基部とを備えた感圧素子と、
前記感圧素子の外周側に配置された枠部と、
前記感圧素子と前記枠部とを接続する梁と、
を備える振動基板と、
を有し、
前記一対の基部を前記一対の支持部に接合し、
前記外周部と前記枠部とを接合した物理量検出素子であって、
前記基部における前記一対の基部の配列方向に沿った方向の寸法を第１の長さ寸法とし、
前記第１の長さ寸法に直交する方向の寸法を第１の幅寸法とし、
前記支持部に対して前記一対の支持部の配列方向に沿った方向の寸法を第２の長さ寸法とし、
前記第２の長さ寸法に直交する方向の寸法を第２の幅寸法とし、
前記第２の長さ寸法よりも前記第１の長さ寸法を大きくし、
前記第２の幅寸法よりも前記第１の幅寸法を小さくし、
前記支持部と前記基部との間の領域と、
前記支持部と前記梁との間の領域と、
に接合部材を配置したことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項２】
請求項１に記載の物理量検出素子であって、
前記支持部と前記基部との間の領域と、
前記支持部と前記梁との間の領域と、
に設けられた接合部材は、前記支持部の主面全面に設けられた接合部材の一部であることを特徴とする物理量検出素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の物理量検出素子であって、
前記支持部と前記基部の外形を、矩形状としたことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項４】
請求項１または２に記載の物理量検出素子であって、
前記支持部の外形を六角形状とし、
前記基部の外形を矩形状としたことを特徴とする物理量検出素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の物理量検出素子を搭載したことを特徴とする電子機器。
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３６９６３（Ｐ２０１３−３６９６３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５７５２（Ｐ２０１１−１７５７５２）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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