(57)【要約】【課題】高感度化と小型化の両立を図ることのできる慣性センサー、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】本発明の慣性センサーは、Ｚ軸に沿う方向を厚さ方向とする基板と、基板に設けられ、物理量を検出するセンサー素子と、を備えている。センサー素子は、基板に固定されている固定部と、基板に対して物理量の検出軸であるＸ軸に沿う方向に変位する可動部と、可動部に設けられている可動電極指と、固定部と可動部とを接続するばねと、基板に固定され、可動電極指と対向する固定電極指と、を備えている。可動電極指は、Ｚ軸に沿う方向からの平面視で、可動部に接続され、Ｘ軸に交差する第１軸に沿って延びる第１可動電極部と、第１可動電極部に接続され、Ｘ軸および第１軸に交差する第２軸に沿って延びる第２可動電極部と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直行する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、
Ｚ軸に沿う方向を厚さ方向とする基板と、
前記基板に設けられ、物理量を検出するセンサー素子と、を備え、
前記センサー素子は、
前記基板に固定されている固定部と、
前記基板に対して前記物理量の検出軸である前記Ｘ軸に沿う方向に変位する可動部と、
前記可動部に設けられている可動電極指と、
前記固定部と前記可動部とを接続するばねと、
前記基板に固定され、前記可動電極指と対向する固定電極指と、を備え、
前記可動電極指は、
前記Ｚ軸に沿う方向からの平面視で、
前記可動部に接続され、前記Ｘ軸に交差する第１軸に沿って延びる第１可動電極部と、
前記第１可動電極部に接続され、前記Ｘ軸および前記第１軸に交差する第２軸に沿って延びる第２可動電極部と、を備えていることを特徴とする慣性センサー。
【請求項２】
前記第１軸および前記第２軸は、それぞれ、前記Ｙ軸に対して交差している請求項１に記載の慣性センサー。
【請求項３】
前記固定電極指は、
前記第１軸に沿って延び、前記第１可動電極部と対向する第１固定電極部と、
前記第１固定電極部に接続され、前記第２軸に沿って延び、前記第２可動電極部と対向する第２固定電極部と、を備える請求項１または２に記載の慣性センサー。
【請求項４】
前記第１可動電極部と前記第２可動電極部との接続部と、前記第１固定電極部と前記第２固定電極部との接続部と、を結ぶ直線は、前記Ｘ軸に沿っている請求項３に記載の慣性センサー。
【請求項５】
前記第１可動電極部の長さをＬ１とし、
前記第２可動電極部の長さをＬ２としたとき、
０．２２５≦Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）≦０．７７５の関係を満足する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の慣性センサー。
【請求項６】
０．５≦Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）≦０．７７５の関係を満足する請求項５に記載の慣性センサー。
【請求項７】
前記固定電極指を支持する電極支持部を有し、
前記電極支持部は、その両側に前記固定電極指を支持している請求項１ないし６のいずれか１項に記載の慣性センサー。
【請求項８】
複数の前記電極支持部を備えている請求項７に記載の慣性センサー。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の慣性センサーを有することを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の慣性センサーを有することを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、慣性センサー、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されている加速度センサーは、アンカー部と、アンカー部にばねを介して揺動自在に支持される可動電極部と、可動電極部に櫛歯状に噛合されている固定電極部と、を備えている。このような構成では、加速度が加わると可動電極部が揺動し、これにより、可動電極部と固定電極部とのギャップが変化し、これらの間の静電容量が変化するため、当該静電容量の変化に基づいて加速度を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１７８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の加速度センサーにおいて、加速度検出の高感度化を図る方法として、例えば、可動電極部および固定電極部をそれぞれさらに長くし、これらの間に形成される静電容量を増加させる方法がある。しかしながら、このような方法では、可動電極部および固定電極部が長くなる分、加速度センサーの大型化を招いてしまう。つまり、特許文献１に記載の加速度センサーでは、加速度検出の高感度化と装置の小型化との両立を図ることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の慣性センサーは、互いに直行する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、
Ｚ軸に沿う方向を厚さ方向とする基板と、
前記基板に設けられ、物理量を検出するセンサー素子と、を備え、
前記センサー素子は、
前記基板に固定されている固定部と、
前記基板に対して前記物理量の検出軸である前記Ｘ軸に沿う方向に変位する可動部と、
前記可動部に設けられている可動電極指と、
前記固定部と前記可動部とを接続するばねと、
前記基板に固定され、前記可動電極指と対向する固定電極指と、を備え、
前記可動電極指は、
前記Ｚ軸に沿う方向からの平面視で、
前記可動部に接続され、前記Ｘ軸に交差する第１軸に沿って延びる第１可動電極部と、
前記第１可動電極部に接続され、前記Ｘ軸および前記第１軸に交差する第２軸に沿って延びる第２可動電極部と、を備えていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る慣性センサーを示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】センサー素子の部分拡大平面図である。
【図４】第１可動電極指の部分拡大平面図である。
【図５】第１可動電極指の部分拡大平面図である。
【図６】電極指の長さＬと共振周波数ｆとの関係を示すグラフである。
【図７】１≦ｎ≦８におけるθｙとηとの関係を示すグラフである。
【図８】９≦ｎ≦４９におけるθｙとηとの関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る慣性センサーを示す平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る慣性センサーを示す平面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る電子機器としてのスマートフォンを示す平面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る電子機器としての慣性計測装置を示す分解斜視図である。
【図１３】図１２に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図である。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る電子機器としての移動体測位装置の全体システムを示すブロック図である。
【図１５】図１４に示す移動体測位装置の作用を示す図である。
【図１６】本発明の第７実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の慣性センサー、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
＜第１実施形態＞
【０００９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る慣性センサーを示す平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、センサー素子の部分拡大平面図である。図４および図５は、それぞれ、第１可動電極指の部分拡大平面図である。図６は、電極指の長さＬと共振周波数ｆとの関係を示すグラフである。図７は、１≦ｎ≦８におけるθｙとηとの関係を示すグラフである。図８は、９≦ｎ≦４９におけるθｙとηとの関係を示すグラフである。
【００１０】
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。また、Ｘ軸に沿うすなわち平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に沿うすなわち平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に沿うすなわち平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、各軸の矢印先端側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ軸方向プラス側を「上」とも言い、Ｚ軸方向マイナス側を「下」とも言う。
【００１１】
また、本願明細書において、「直交」とは、９０°で交わっている場合の他、９０°から若干傾いた角度、例えば９０°±１０°以内の範囲で交わっている場合も含むものである。具体的には、Ｘ軸がＹＺ平面の法線方向に対して±１０°以内の範囲で傾いている場合、Ｙ軸がＸＺ平面の法線方向に対して±１０°以内の範囲で傾いている場合、Ｚ軸がＸＹ平面の法線方向に対して±１０°以内の範囲で傾いている場合についてもそれぞれ「直交」に含まれる。また、本願明細書において、「平行」とは、完全に平行となっている場合の他、一方が他方に対して若干、例えば±１０°以内の範囲で傾斜している場合も含むものである。
【００１２】
図１に示す慣性センサー１は、Ｘ軸方向の加速度Ａｘを検出することのできる加速度センサーである。この慣性センサー１は、基板２と、基板２上に配置されたセンサー素子３と、センサー素子３を覆うように基板２に接合された蓋８と、を有している。
【００１３】
−基板−
図１に示すように、基板２は、上面側に開放する凹部２１を有している。また、Ｚ軸方向からの平面視で、凹部２１は、センサー素子３よりも大きく形成され、その内側にセンサー素子３を内包している。また、基板２は、上面側に開放する３つの溝２５、２６、２７を有している。また、基板２は、凹部２１の底面に設けられた３つの突起状のマウント部２２、２３、２４を有している。マウント部２２には後述する第１固定電極４１が接合され、マウント部２３には後述する第２固定電極４６が接合され、マウント部２４には後述する固定部５１が接合されている。
【００１４】
基板２としては、アルカリ金属イオンを含むガラス材料、例えば、テンパックスガラス、パイレックスガラス（いずれも登録商標）のような硼珪酸ガラスで構成されたガラス基板を用いることができる。これにより、基板２の加工が容易となる。さらには、基板２とセンサー素子３とを陽極接合により接合することができ、これらを強固に接合することができる。また、光透過性を有する基板２が得られ、慣性センサー１の外側からセンサー素子３の状態を視認することができる。ただし、基板２としては、ガラス基板に限定されず、例えば、シリコン基板やセラミックス基板を用いてもよい。
【００１５】
また、図１に示すように、溝２５、２６、２７には配線７１、７２、７３が設けられている。配線７１、７２、７３の一端部は、それぞれ、蓋８の外側に露出しており、外部装置との電気的な接続を行う端子として機能する。また、図２に示すように、配線７１の他端部は、マウント部２２上で第１固定電極４１と電気的に接続され、配線７２の他端部は、マウント部２３上で第２固定電極４６と電気的に接続され、配線７３は、マウント部２４上で固定部５１と電気的に接続されている。
【００１６】
−蓋−
図２に示すように、蓋８は、下面側に開放する凹部８１を有している。また、蓋８は、凹部８１内にセンサー素子３を収納するようにして、基板２の上面に接合されている。そして、蓋８および基板２によって、センサー素子３を気密的に収納する収納空間Ｓが形成されている。このような蓋８は、シリコン基板で構成され、ガラスフリット８９を介して接合されている。ただし、蓋８の構成材料や蓋８と基板２との接合方法については、特に限定されない。
【００１７】
−センサー素子−
図１に示すように、センサー素子３は、基板２に固定された固定電極４と、基板２に固定された固定部５１と、固定部５１に対して加速度Ａｘの検出軸であるＸ軸方向に変位する可動部５２と、固定部５１と可動部５２とを連結するばね５３、５４と、可動部５２に設けられた可動電極６と、ストッパー９と、を有している。センサー素子３は、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等の不純物がドープされたシリコン基板をドライエッチングによってパターニングすることで形成することができる。また、センサー素子３は、陽極接合によってマウント部２２、２３、２４に接合されている。ただし、センサー素子３の材料や、センサー素子３と基板２との接合方法としては、特に限定されない。
【００１８】
図１に示すように、固定部５１は、Ｘ軸方向に延在する長手形状をなし、Ｘ軸方向のマイナス側の端部においてマウント部２４に接合されている。以下では、固定部５１を二等分し、Ｘ軸に沿った仮想軸をセンサー素子３の中心軸Ｃとも言う。
【００１９】
可動部５２は、Ｚ軸方向からの平面視で、枠状をなし、固定部５１、ばね５３、５４および第１、第２固定電極４１、４６を囲んでいる。また、可動部５２は、固定部５１に対してＹ軸方向プラス側に位置し、内側に第１固定電極４１が配置された第１開口部５２８と、固定部５１に対してＹ軸方向マイナス側に位置し、内側に第２固定電極４６が配置された第２開口部５２９と、を有している。
【００２０】
ばね５３、５４は、それぞれ、Ｘ軸方向に弾性変形可能であり、このばね５３、５４が弾性変形することにより、可動部５２が固定部５１に対してＸ軸方向に変位する。ばね５３は、固定部５１のＸ軸方向プラス側において、固定部５１と可動部５２とを接続し、ばね５４は、固定部５１のＸ軸方向マイナス側において、固定部５１と可動部５２とを接続している。
【００２１】
また、固定電極４は、第１開口部５２８内に位置する第１固定電極４１と、第２開口部５２９内に位置する第２固定電極４６と、を有している。
【００２２】
第１固定電極４１は、マウント部２２に接合された第１固定部４２と、第１固定部４２に支持された第１幹部４３と、第１幹部４３からＹ軸方向両側に延出した複数の第１固定電極指４４と、を有している。
【００２３】
第１幹部４３は、棒状をなし、その一端が第１固定部４２に接続され、他端が自由端となっている。また、第１幹部４３は、Ｚ軸方向からの平面視で、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれに対して傾斜した軸Ｑ１に沿って延在している。なお、軸Ｑ１は、Ｘ軸方向プラス側ほど中心軸Ｃとの離間距離が大きくなるように傾斜している。
【００２４】
第１固定電極指４４は、第１幹部４３からＹ軸方向プラス側に延出した第１固定電極指４４１と、第１幹部４３からＹ軸方向マイナス側に延出した第１固定電極指４４２と、を含んでいる。また、第１固定電極指４４１、４４２は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられている。また、第１固定電極指４４１は、Ｘ軸方向プラス側に位置するものほど短く、第１固定電極指４４２は、Ｘ軸方向プラス側に位置するものほど長い。また、第１固定電極指４４１、４４２は、それぞれ、長手方向の途中で屈曲した形状となっている。
【００２５】
第２固定電極４６は、マウント部２３に接合された第２固定部４７と、第２固定部４７に支持された第２幹部４８と、第２幹部４８からＹ軸方向両側に延出した複数の第２固定電極指４９と、を有している。
【００２６】
第２幹部４８は、棒状をなし、その一端が第２固定部４７に接続され、他端が自由端となっている。また、第２幹部４８は、Ｚ軸方向からの平面視で、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれに対して傾斜した軸Ｑ２に沿って延在している。なお、軸Ｑ２は、Ｘ軸方向プラス側ほど中心軸Ｃとの離間距離が大きくなるように傾斜しており、中心軸Ｃに対して軸Ｑ１と線対称である。すなわち、第１幹部４３と第２幹部４８とは、中心軸Ｃに対して線対称に配置されている。ただし、第１幹部４３および第２幹部４８の構成としては、特に限定されず、例えば、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って延在していてもよいし、途中で屈曲または湾曲していてもよい。また、第１幹部４３と第２幹部４８は、中心軸Ｃに対して非対称であってもよい。
【００２７】
第２固定電極指４９は、第２幹部４８からＹ軸方向マイナス側に延出した第２固定電極指４９１と、第２幹部４８からＹ軸方向プラス側に延出した第２固定電極指４９２と、を含んでいる。また、第２固定電極指４９１、４９２は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられている。また、第２固定電極指４９１は、Ｘ軸方向プラス側に位置するものほど短く、第２固定電極指４９２は、Ｘ軸方向プラス側に位置するものほど長い。また、第２固定電極指４９１、４９２は、それぞれ、長手方向の途中で屈曲した形状となっている。
【００２８】
また、図１に示すように、可動電極６は、第１開口部５２８内に位置し、可動部５２に支持された第１可動電極指６４と、第２開口部５２９内に位置し、可動部５２に支持された第２可動電極指６９と、を有している。
【００２９】
第１可動電極指６４は、第１幹部４３に対してＹ軸方向プラス側に位置し、第１固定電極指４４１と対向する第１可動電極指６４１と、第１幹部４３に対してＹ軸方向マイナス側に位置し、第１固定電極指４４２と対向する第１可動電極指６４２と、を有している。また、第１可動電極指６４１は、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられ、複数の第１固定電極指４４１と櫛歯状にかみ合っている。同様に、第１可動電極指６４２は、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられ、複数の第１固定電極指４４２と櫛歯状にかみ合っている。
【００３０】
また、第１可動電極指６４１は、Ｘ軸方向プラス側に位置するものほど短く、第１可動電極指６４２は、Ｘ軸方向プラス側に位置するものほど長い。また、第１可動電極指６４１、６４２は、それぞれ、第１固定電極指４４１、４４２と対応するように、長手方向の途中で屈曲した形状となっている。これら各第１可動電極指６４は、対をなす第１固定電極指４４に対してＸ軸方向マイナス側に位置し、第１固定電極指４４とギャップを介して対向している。
【００３１】
第２可動電極指６９は、第２幹部４８に対してＹ軸方向マイナス側に位置し、第２固定電極指４９１と対向する第２可動電極指６９１と、第２幹部４８に対してＹ軸方向プラス側に位置し、第２固定電極指４９２と対向する第２可動電極指６９２と、を有している。また、第２可動電極指６６１は、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられ、複数の第２固定電極指４９１と櫛歯状にかみ合っている。同様に、第２可動電極指６９２は、Ｘ軸方向に沿って互いに離間して複数設けられ、複数の第２固定電極指４９２と櫛歯状にかみ合っている。
【００３２】
また、第２可動電極指６９１は、Ｘ軸方向プラス側に位置するものほど短く、第２可動電極指６９２は、Ｘ軸方向プラス側に位置するものほど長い。また、第２可動電極指６９１、６９２は、それぞれ、第２固定電極指４９１、４９２に対応するように、長手方向の途中で屈曲した形状となっている。これら各第２可動電極指６９は、対をなす第２固定電極指４９に対してＸ軸方向プラス側に位置し、第２固定電極指４９とギャップを介して対向している。
【００３３】
ストッパー９は、可動部５２のＸ軸方向プラス側への過度な変位を規制し、第１可動電極指６４と第１固定電極指４４との接触および第２可動電極指６９と第２固定電極指４９との接触を防止する第１ストッパー９１と、可動部５２のＸ軸方向マイナス側への過度な変位を規制し、第１可動電極指６４と第１固定電極指４４との接触および第２可動電極指６９と第２固定電極指４９との接触を防止する第２ストッパー９２と、を有している。
【００３４】
第１ストッパー９１は、可動部５２のＹ軸方向に沿って延在する部分と最もＸ軸方向プラス側に位置する第２可動電極指６９との間に配置されるとともに、可動部５２のＹ軸方向に沿って延在する部分と対向して配置され、可動部５２がＸ軸方向プラス側に変位すると、第１可動電極指６４が第１固定電極指４４と接触する前に可動部５２と接触する。換言すると、第１ストッパー９１と可動部５２のＹ軸方向に沿って延在する部分とのＸ軸方向の距離Ｄ１は、第１ストッパー９１と最もＸ軸方向プラス側に位置する第２可動電極指６９とのＸ軸方向の距離Ｄ２より短い。第１ストッパー９１は、第２開口部５２９内であって、第２可動電極指６９を屈曲形状としたことにより生じるデッドスペースに配置されている。そのため、第１ストッパー９１を配置することによる慣性センサー１の大型化を抑制することができる。
【００３５】
第２ストッパー９２は、可動部５２のＹ軸方向に沿って延在する部分と最もＸ軸方向マイナス側に位置する第１可動電極指６４との間に配置されるとともに、可動部５２のＹ軸方向に沿って延在する部分と対向して配置され、可動部５２がＸ軸方向マイナス側に変位すると、第２可動電極指６９が第２固定電極指４９と接触する前に可動部５２と接触する。換言すると、第２ストッパー９２と可動部５２のＹ軸方向に沿って延在する部分とのＸ軸方向の距離Ｄ３は、第２ストッパー９２と最もＸ軸方向マイナス側に位置する第２可動電極指６９とのＸ軸方向の距離Ｄ４より短い。第２ストッパー９２は、第１開口部５２８内であって、第１可動電極指６４を屈曲形状としたことにより生じるデッドスペースに配置されている。そのため、第２ストッパー９２を配置することによる慣性センサー１の大型化を抑制することができる。
【００３６】
以上、慣性センサー１の構成について簡単に説明した。このような慣性センサー１に加速度Ａｘが加わると、その加速度Ａｘの大きさに基づいて、可動部５２がばね５３、５４を弾性変形させながらＸ軸方向に変位する。このような変位に伴って、第１可動電極指６４と第１固定電極指４４とのギャップおよび第２可動電極指６９と第２固定電極指４９とのギャップがそれぞれ変化し、この変化に伴って、第１可動電極指６４と第１固定電極指４４との間の静電容量および第２可動電極指６９と第２固定電極指４９との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量の変化に基づいて加速度Ａｘを検出することができる。
【００３７】
次に、第１、第２可動電極指６４、６９および第１、第２固定電極指４４、４９の構成について詳細に説明する。ただし、第１、第２可動電極指６４、６９は、それぞれ、同様の構成であるため、以下では、説明の便宜上、第１可動電極指６４について代表して説明し、第２可動電極指６９については、その説明を省略する。また、第１、第２固定電極指４４、４９は、それぞれ、同様の構成であるため、以下では、説明の便宜上、第１固定電極指４４について代表して説明し、第２固定電極指４９については、その説明を省略する。
【００３８】
図３に示すように、第１可動電極指６４１は、可動部５２から延出した長手形状をなし、その長手方向の途中において屈曲した形状となっている。具体的には、第１可動電極指６４１は、Ｚ軸方向からの平面視で、Ｘ軸に交差する第１軸Ｊ１に沿って直線状に延びる第１可動電極部６４３と、Ｘ軸および第１軸Ｊ１に交差する第２軸Ｊ２に沿って直線状に延びる第２可動電極部６４４と、を備えている。第１可動電極部６４３は、その基端部において可動部５２に接続され、第２可動電極部６４４は、その基端部において接続部６４５を介して第１可動電極部６４３の先端部に接続されている。また、第１軸Ｊ１および第２軸Ｊ２は、それぞれ、Ｘ軸およびＹ軸に対して傾斜している。なお、本実施形態では、第１、第２軸Ｊ１、Ｊ２のＸ軸に対する傾きが等しいが、これに限定されず、異なっていてもよい。
【００３９】
また、第１可動電極指６４１の基端部は、丸み付けされており、基端側へ向けて幅が漸増するテーパー状となっている。これにより、第１可動電極指６４１と可動部５２との接続部への応力集中が緩和されると共に、第１可動電極指６４１の機械的強度が向上する。
【００４０】
一方、第１固定電極指４４１は、第１幹部４３から延出した長手形状をなし、第１可動電極指６４１に対応してその長手方向の途中において屈曲した形状となっている。具体的には、第１固定電極指４４１は、第１軸Ｊ１に沿って延び、第１可動電極部６４３と対向する第１固定電極部４４３と、第２軸Ｊ２に沿って延び、第２可動電極部６４４と対向する第２固定電極部４４４と、を備えている。第２固定電極部４４４は、その基端部が第１幹部４３に接続されており、第１固定電極部４４３は、その基端部が接続部４４５を介して第２固定電極部４４４の先端部に接続されている。
【００４１】
また、第１固定電極指４４１の基端部は、丸み付けされており、基端側へ向けて幅が漸増するテーパー状となっている。これにより、第１固定電極指４４１と第１幹部４３との接続部への応力集中が緩和されると共に、第１固定電極指４４１の機械的強度が向上する。
【００４２】
このような構成の第１可動電極指６４１および第１固定電極指４４１では、第１可動電極指６４１の第１固定電極指４４１と対向する面６４１ａが凹形状となっており、第１固定電極指４４１の第１可動電極指６４１と対向する面４４１ａが面６４１ａに対応して相補的な凸形状となっているとも言える。
【００４３】
第１可動電極指６４２および第１固定電極指４４２は、第１可動電極指６４１および第１固定電極指４４１と同じ形状を有するが、第１可動電極指６４１および第１固定電極指４４１に対して反対側に屈曲している。このような構成とすることにより、第１開口部５２８内に、第１可動電極指６４および第１固定電極指４４を省スペースで配置することができ、慣性センサー１の小型化を図ることができる。
【００４４】
図４に、Ｙ軸方向に直線的に延在する従来の第１可動電極指６４Ａを鎖線で図示し、本実施形態の第１可動電極指６４を実線で図示する。これら第１可動電極指６４、６４Ａは、共にＹ軸方向の長さがＬｙであるが、第１可動電極指６４は、屈曲している分、その全長が長さＬｙよりも長くなる。そのため、本実施形態によれば、図４に示す従来の構成と比べて、慣性センサー１のＹ軸方向への大型化を伴うことなく、第１可動電極指６４と第１固定電極指４４との間に形成される静電容量を大きくすることができ、慣性センサー１の加速度Ａｘの検出感度が向上する。
【００４５】
また、図５に、Ｙ軸に対して傾斜した方向に直線的に延在する従来の第１可動電極指６４Ｂを鎖線で図示し、本実施形態の第１可動電極指６４を実線で図示する。これら第１可動電極指６４、６４Ｂは、その長さが等しいため、第１固定電極指４４との間に形成される静電容量が等しいが、第１可動電極指６４は、屈曲している分、そのＸ軸方向への長さＬｘが第１可動電極指６４Ｂよりも小さくなる。そのため、慣性センサー１は、図５に示す従来の構成と比べて、慣性センサー１の小型化を図ることができる。
【００４６】
また、図３に示すように、第１可動電極部６４３と第２可動電極部６４４との接続部６４５と、第１固定電極部４４３と第２固定電極部４４４との接続部４４５と、がＸ軸方向に並び、接続部６４５、４４５を結ぶ直線ＦがＸ軸に沿っている。つまり、直線Ｆは、Ｘ軸と平行である。そのため、第１可動電極指６４１と第１固定電極指４４１とのギャップをその全域において等しくすることができる。具体的には、第１可動電極部６４３と第１固定電極部４４３とのギャップと、第２可動電極部６４４と第２固定電極部４４４とのギャップと、を等しくすることができる。そのため、第１可動電極指６４１と第１固定電極指４４１との接触を抑制しつつ、これらを全体的により接近させて配置することができる。よって、これらの間に形成される静電容量をより大きくすることができると共に、慣性センサー１のＸ軸方向への小型化を図ることができる。なお、接続部６４５は、面６４１ａの屈曲点とも言え、接続部４４５は、面４４１ａの屈曲点とも言える。ただし、慣性センサー１の構成は、特に限定されず、例えば、直線ＦがＸ軸に対して傾斜していてもよい。
【００４７】
また、複数ある第１可動電極指６４１と第１固定電極指４４１との組同士で直線Ｆの位置を比べると、直線ＦがＹ軸方向に互いにずれており、Ｘ軸方向プラス側に位置する対ほど、直線Ｆが中心軸Ｃに対して遠くなっている。ただし、慣性センサー１の構成は、特に限定されず、各対の直線ＦがＸ軸方向に同一直線状に位置していてもよい。
【００４８】
次に、第１可動電極指６４１の長さＬ（第１可動電極部６４３の長さＬ１と第２可動電極部６４４の長さＬ２の和）と、第１可動電極部６４３の長さＬ１との関係について図４を参照しつつ説明する。長さＬ１は、例えば、０．２２５≦Ｌ１／Ｌ≦０．７７５の関係を満足することが好ましく、０．５≦Ｌ１／Ｌ≦０．７７５の関係を満足することがより好ましく、０．５＝Ｌ１／Ｌの関係を満足することがさらに好ましい。このような関係を満足することにより、第１可動電極指６４１および第１固定電極指４４１の共振周波数を、慣性センサー１が外部から受ける振動（以下「外乱」とも言う）の周波数に対して十分に高めることができる。そのため、外乱によって第１可動電極指６４１や第１固定電極指４４１が共振することを効果的に抑制でき、より検出精度の高い慣性センサー１となると共に、より破損し難い慣性センサー１となる。
【００４９】
上述の効果について、図６に示すグラフに基づいて説明する。同図は、長さＬが２００μｍ、幅が３μｍ、厚さが３０μｍであり、長手方向の途中で１５０°に屈曲した第１可動電極指６４および第１固定電極指４４について、Ｌ１／Ｌと共振周波数ｆとの関係を示している。また、同図の縦軸は、共振周波数ｆを、Ｌ１＝０のときの共振周波数ｆ０との比（ｆ／ｆ０）で示している。なお、上述したサイズや屈曲角度については、特に限定されず、異なるサイズや屈曲角度であっても同様の傾向を示す。
【００５０】
図６から、０．２２５≦Ｌ１／Ｌ≦０．７７５の範囲内では、電極指６４、４４の共振周波数ｆが共にＬ１／Ｌ＝０およびＬ１／Ｌ＝１の場合すなわち電極指６４、４４が直線状の場合と比べて十分に高い。したがって、このような範囲とすることにより、上述した効果を確実に発揮することができる。また、０．５≦Ｌ１／Ｌ≦０．７７５の範囲内では、特に、第１固定電極指４４１の共振周波数ｆが高い。第１固定電極指４４１は、基板２に固定されているため、ばね５３、５４を介して基板２に接続された第１可動電極指６４１と比べて外乱が伝わり易い。そのため、第１固定電極指４４１の共振周波数ｆをより高くし、第１固定電極指４４１への外乱の影響をより低減することにより、上述した効果をより顕著に発揮することができる。また、０．５＝Ｌ１／Ｌでは、第１可動電極指６４１および第１固定電極指４４１の共振周波数ｆが共に最大値となっている。そのため、このような関係とすることにより、上述した効果をさらに顕著に発揮することができる。
【００５１】
ここで、上述の関係は、複数の第１可動電極指６４１の少なくとも１つが満足していることが好ましく、半分以上の第１可動電極指６４１が満足していることが好ましく、全ての第１可動電極指６４１が満足していることが好ましい。これにより、上述した効果をより顕著に発揮することができる。
【００５２】
図３で示したように、第１可動電極指６４および第１固定電極指４４が屈曲しているため、従来の構成と比べて、Ｙ軸方向の長さＬｙの増加を抑えつつ、これらの間に形成される静電容量を大きくすることができる。しかしながら、第１可動電極指６４および第１固定電極指４４がＸ軸方向に広がってしまう。静電容量の増加というメリットとＸ軸方向への大型化というデメリットとは、トレードオフの関係にあり、これらのバランスをとることが重要となる。当該バランスは、Ｙ軸に対する第１可動電極指６４および第１固定電極指４４の傾きθｙによってとることができ、θｙの値は、一対の第１可動電極指６４および第１固定電極指４４からなる組の数ｎによって異なっている。具体的には、１≦ｎ≦８の場合は、１４°≦θｙ＜９０°であることが好ましく、９≦ｎ≦４９の場合は、２．５°≦θｙ≦４５°であることが好ましい。以下、このことについて説明する。
【００５３】
まず、第１可動電極指６４および第１固定電極指４４を屈曲させることにより、従来の直線状の構成に対して増加した第１可動電極指６４および第１固定電極指４４の長さをξ（ｍ）とし、ξを静電容量増加のメリットを示す値とする。一方、第１可動電極指６４および第１固定電極指４４を屈曲させることにより、従来の直線状の構成に対して増加した第１可動電極指６４および第１固定電極指４４のＸ軸方向へ広がり分をψ（ｍ）とし、ψをＸ軸方向への大型化のデメリットを示す値とする。そして、メリットξとデメリットψとを等価の関係とし、ξ／ψ＝ηとする。そのため、η＞１でメリットがデメリットを上回ることとなる。ここで、θｙとηの関係を調べると、発明者らは、θｙの増加と共にηがほぼ線形に増加するｎの範囲と、θｙの増加と共にηに飽和傾向がみられるｎの範囲とが存在することを見出し、前者のｎの範囲が１≦ｎ≦８であり、後者のｎの範囲が９≦ｎ≦４９であった。
【００５４】
図７は、１≦ｎ≦８のときのθｙとηとの関係を示したグラフである。同図から分かるように、θｙが５５°以上であれば、ｎの値に関係なく、η＞１となる。そのため、１≦ｎ≦８の場合は、５５°≦θｙ＜９０°とすることによりメリットがデメリットを上回る。
【００５５】
一方、図８は、９≦ｎ≦４９のときのθｙとηとの関係を示したグラフである。同図から分かるように、θｙが１２．５°以上であれば、ｎの値に関係なく、η＞１となる。そのため、９≦ｎ≦４９の場合は、１２．５°≦θｙとすることにより、メリットがデメリットを上回る。ただし、θｙが増加するにつれてηの増加量が減少するため、比較的小さいθｙ、具体的にはθｙ≦４５°であることが好ましい。これにより、θｙの増加によってηを効率よく増加させることができる。したがって、９≦ｎ≦４９の場合は、１２．５°≦θｙ≦４５°とすることにより、メリットがデメリットを上回ると共に、θｙの増加によってηを効率よく増加させることができる。
【００５６】
以上、慣性センサー１について説明した。このような慣性センサー１は、前述したように、互いに直行する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、Ｚ軸に沿う方向を厚さ方向とする基板２と、基板２に設けられ、物理量としての加速度Ａｘを検出するセンサー素子３と、を備えている。また、センサー素子３は、基板２に固定されている固定部５１と、基板２に対して加速度Ａｘの検出軸であるＸ軸に沿う方向に変位する可動部５２と、可動部５２に設けられている可動電極指としての第１、第２可動電極指６４１、６４２、６９１、６９２と、固定部５１と可動部５２とを接続するばね５３、５４と、基板２に固定され、第１、第２可動電極指６４１、６４２、６９１、６９２と対向する固定電極指としての第１、第２固定電極指４４１、４４２、４９１、４９２と、を備えている。また、第１可動電極指６４１は、Ｚ軸に沿う方向からの平面視で、可動部５２に接続され、Ｘ軸に交差する第１軸Ｊ１に沿って延びる第１可動電極部６４３と、第１可動電極部６４３に接続され、Ｘ軸および第１軸Ｊ１に交差する第２軸Ｊ２に沿って延びる第２可動電極部６４４と、を備えている。その他の第１、第２可動電極指６４２、６９１、６９２についても、第１可動電極指６４１と同様の構成となっている。このような構成とすることにより、第１、第２可動電極指６４１、６４２、６９１、６９２のＹ軸方向の長さを抑えつつ、第１、第２可動電極指６４１、６４２、６９１、６９２と第１、第２固定電極指４４１、４４２、４９１、４９２との対向面積を大きくすることができる。そのため、小型で加速度Ａｘの検出感度の高い慣性センサー１が得られる。
【００５７】
また、前述したように、第１軸Ｊ１および第２軸Ｊ２は、それぞれ、Ｙ軸に対して交差している。これにより、第１、第２可動電極指６４１、６４２、６９１、６９２のＹ軸方向の長さをより効果的に抑えつつ、第１、第２可動電極指６４１、６４２、６９１、６９２と第１、第２固定電極指４４１、４４２、４９１、４９２との対向面積をより大きくすることができる。
【００５８】
また、前述したように、第１固定電極指４４１は、第１軸Ｊ１に沿って延び、第１可動電極部６４３と対向する第１固定電極部４４３と、第１固定電極部４４３に接続され、第２軸Ｊ２に沿って延び、第２可動電極部６４４と対向する第２固定電極部４４４と、を備えている。その他の第１、第２固定電極指４４２、４９１、４９２についても、第１固定電極指４４１と同様の構成となっている。これにより、第１、第２固定電極指４４１、４４２、４９１、４９２がそれぞれ第１、第２可動電極指６４１、６４２、６９１、６９２に対応する形状となり、第１、第２可動電極指６４１、６４２、６９１、６９２と第１、第２固定電極指４４１、４４２、４９１、４９２とをより接近させて配置することができる。そのため、小型で加速度Ａｘの検出感度の高い慣性センサー１となる。
【００５９】
また、第１可動電極部６４３と第２可動電極部６４４との接続部６４５と、第１固定電極部４４３と第２固定電極部４４４との接続部４４５と、を結ぶ直線Ｆは、Ｘ軸に沿っている。これにより、第１可動電極指６４１と第１固定電極指４４１とのギャップをその全域において等しくすることができる。その他の第１、第２可動電極指６４２、６９１、６９２と第１、第２固定電極指４４２、４９１、４９２とについても同様である。このような構成とすることにより、第１、第２可動電極指６４１、６４２、６９１、６９２と第１固定電極指４４１、４４２、４９１、４９２との接触を抑制しつつ、これらを全体的により接近させて配置することができる。よって、小型で加速度Ａｘの検出感度の高い慣性センサー１となる。
【００６０】
また、前述したように、第１可動電極部６４３の長さをＬ１とし、第２可動電極部６４４の長さをＬ２とし、Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌとしたとき、０．２２５≦Ｌ１／Ｌ≦０．７７５の関係を満足することが好ましく、０．５≦Ｌ１／Ｌ≦０．７７５の関係を満足することがより好ましい。これにより、第１、第２可動電極指６４１、６４２、６９１、６９２および第１、第２固定電極指４４１、４４２、４９１、４９２の共振周波数ｆを外乱の周波数に対して十分に高めることができる。そのため、外乱によって第１、第２可動電極指６４１、６４２、６９１、６９２や第１、第２固定電極指４４１、４４２、４９１、４９２が共振することを効果的に抑制でき、より検出精度が高く、より破損し難い慣性センサー１が得られる。
【００６１】
また、前述したように、慣性センサー１は、第１固定電極指４４を支持する電極支持部としての第１幹部４３と、第２固定電極指４９を支持する電極支持部としての第２幹部４８と、を有している。そして、第１幹部４３は、その両側に第１固定電極指４４を支持し、第２幹部４８は、その両側に第２固定電極指４９を支持している。これにより、第１、第２固定電極指４４、４９の数を増やすことができ、加速度Ａｘの検出感度をより高めることができる。
【００６２】
また、前述したように、慣性センサー１は、電極支持部として、第１幹部４３と第２幹部４８とを備えている。すなわち、慣性センサー１は、複数の電極支持部を備えている。これにより、第１、第２固定電極指４４、４９の数を増やすことができ、加速度Ａｘの検出感度をより高めることができる。
【００６３】
＜第２実施形態＞
図９は、本発明の第２実施形態に係る慣性センサーを示す平面図である。
【００６４】
本実施形態に係る慣性センサー１は、主に、第１、第２可動電極指６４、６９および第１、第２固定電極指４４、４９の形状が異なること以外は、前述した第１実施形態の慣性センサー１と同様である。以下の説明では、第２実施形態の慣性センサー１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００６５】
なお、第１、第２可動電極指６４、６９は、それぞれ、同様の構成であるため、以下では、説明の便宜上、第１可動電極指６４について代表して説明し、第２可動電極指６９については、その説明を省略する。同様に、第１、第２固定電極指４４、４９は、それぞれ、同様の構成であるため、以下では、説明の便宜上、第１固定電極指４４について代表して説明し、第２固定電極指４９については、その説明を省略する。
【００６６】
図９に示すように、第１可動電極指６４１では、第１可動電極部６４３がＸ軸およびＹ軸に対して傾斜した方向に沿って延在し、第２可動電極部６４４がＹ軸に沿って延在している。これに対応して、第１固定電極指４４１では、第２固定電極部４４４がＹ軸に沿って延在し、第１固定電極部４４３が第１可動電極部６４３と平行となるようにＸ軸およびＹ軸に対して傾斜した方向に沿って延在している。
【００６７】
このような構成によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６８】
＜第３実施形態＞
図１０は、本発明の第３実施形態に係る慣性センサーを示す平面図である。
【００６９】
本実施形態に係る慣性センサー１は、主に、第１、第２可動電極指６４、６９および第１、第２固定電極指４４、４９の形状が異なること以外は、前述した第１実施形態の慣性センサー１と同様である。以下の説明では、第２実施形態の慣性センサー１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１０では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００７０】
なお、第１、第２可動電極指６４、６９は、それぞれ、同様の構成であるため、以下では、説明の便宜上、第１可動電極指６４について代表して説明し、第２可動電極指６９については、その説明を省略する。同様に、第１、第２固定電極指４４、４９は、それぞれ、同様の構成であるため、以下では、説明の便宜上、第１固定電極指４４について代表して説明し、第２固定電極指４９については、その説明を省略する。
【００７１】
図１０に示すように、第１可動電極指６４１は、長手方向の途中で交互に複数回屈曲した蛇腹形状となっている。具体的には、可動部５２から第１軸Ｊ１に沿って延出する第１可動電極部６４３と、第１可動電極部６４３の先端部から第２軸Ｊ２に沿って延出する第２可動電極部６４４と、第２可動電極部６４４の先端部から第１軸Ｊ１に沿って延出する第３可動電極部６４６と、第３可動電極部６４６の先端部から第２軸Ｊ２に沿って延出する第４可動電極部６４７と、を有している。
【００７２】
第１固定電極指４４１は、第１可動電極指６４１の形状と対応するように長手方向の途中で複数回屈曲した蛇腹形状となっている。具体的には、第１軸Ｊ１に沿って延び、第１可動電極部６４３と対向する第１固定電極部４４３と、第２軸Ｊ２に沿って延び、第２可動電極部６４４と対向する第２固定電極部４４４と、第１軸Ｊ１に沿って延び、第３可動電極部６４６と対向する第３固定電極部４４６と、第２軸Ｊ２に沿って延び、第４可動電極部６４７と対向する第４固定電極部４４７と、を有している。
【００７３】
このように、第１可動電極指６４１および第１固定電極指４４１をその長手方向の途中で交互に複数回屈曲した形状とすることにより、例えば、前述した第１実施形態と比較して、第１可動電極指６４１および第１固定電極指４４１の間に形成される静電容量の大きさを等しく保ちつつ、第１可動電極指６４１および第１固定電極指４４１のＸ軸方向の長さＬｘを小さくすることができる。そのため、慣性センサー１のさらなる小型化を図ることができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、第１可動電極指６４１および第１固定電極指４４１がその長手方向の途中において３回屈曲しているが、この屈曲回数としては、特に限定されず、例えば、２回であってもよいし、４回以上であってもよい。
【００７５】
このような構成によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７６】
＜第４実施形態＞
図１１は、本発明の第４実施形態に係る電子機器としてのスマートフォンを示す平面図である。
【００７７】
図１１に示すスマートフォン１２００は、本発明の電子機器を適用したものである。スマートフォン１２００には、慣性センサー１と、慣性センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１２１０と、が内蔵されている。慣性センサー１によって検出された検出データは、制御回路１２１０に送信され、制御回路１２１０は、受信した検出データからスマートフォン１２００の姿勢や挙動を認識して、表示部１２０８に表示されている表示画像を変化させたり、警告音や効果音を鳴らしたり、振動モーターを駆動して本体を振動させることができる。
【００７８】
このような電子機器としてのスマートフォン１２００は、慣性センサー１を有している。そのため、前述した慣性センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【００７９】
なお、本発明の電子機器は、前述したスマートフォン１２００の他にも、例えば、パーソナルコンピューター、デジタルスチールカメラ、タブレット端末、時計、スマートウォッチ、インクジェットプリンタ、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器、魚群探知機、各種測定機器、移動体端末基地局用機器、車両、航空機、船舶等の各種計器類、フライトシミュレーター、ネットワークサーバー等に適用することができる。
【００８０】
＜第５実施形態＞
図１２は、本発明の第５実施形態に係る電子機器としての慣性計測装置を示す分解斜視図である。図１３は、図１２に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図である。
【００８１】
図１２に示す電子機器としての慣性計測装置２０００（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）は、自動車や、ロボットなどの被装着装置の姿勢や、挙動を検出する慣性計測装置である。慣性計測装置２０００は、３軸加速度センサーおよび３軸角速度センサーを備えた６軸モーションセンサーとして機能する。
【００８２】
慣性計測装置２０００は、平面形状が略正方形の直方体である。また、正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に固定部としてのネジ穴２１１０が形成されている。この２ヶ所のネジ穴２１１０に２本のネジを通して、自動車などの被装着体の被装着面に慣性計測装置２０００を固定することができる。なお、部品の選定や設計変更により、例えば、スマートフォンや、デジタルカメラに搭載可能なサイズに小型化することも可能である。
【００８３】
慣性計測装置２０００は、アウターケース２１００と、接合部材２２００と、センサーモジュール２３００と、を有し、アウターケース２１００の内部に、接合部材２２００を介在させて、センサーモジュール２３００を挿入した構成となっている。アウターケース２１００の外形は、前述した慣性計測装置２０００の全体形状と同様に、平面形状が略正方形の直方体であり、正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に、それぞれネジ穴２１１０が形成されている。また、アウターケース２１００は、箱状であり、その内部にセンサーモジュール２３００が収納されている。
【００８４】
センサーモジュール２３００は、インナーケース２３１０と、基板２３２０と、を有している。インナーケース２３１０は、基板２３２０を支持する部材であり、アウターケース２１００の内部に収まる形状となっている。また、インナーケース２３１０には、基板２３２０との接触を防止するための凹部２３１１や後述するコネクター２３３０を露出させるための開口２３１２が形成されている。このようなインナーケース２３１０は、接合部材２２００を介してアウターケース２１００に接合されている。また、インナーケース２３１０の下面には接着剤を介して基板２３２０が接合されている。
【００８５】
図１３に示すように、基板２３２０の上面には、コネクター２３３０、Ｚ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｚ、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向の加速度を検出する加速度センサー２３５０などが実装されている。また、基板２３２０の側面には、Ｘ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｘおよびＹ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｙが実装されている。これら各センサー２３４０ｘ、２３４０ｙ、２３４０ｚ、２３５０として、本発明の慣性センサーを用いることができる。
【００８６】
また、基板２３２０の下面には、制御ＩＣ２３６０が実装されている。制御ＩＣ２３６０は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）であり、慣性計測装置２０００の各部を制御する。記憶部には、加速度および角速度を検出するための順序と内容を規定したプログラムや、検出データをデジタル化してパケットデータに組込むプログラム、付随するデータなどが記憶されている。なお、基板２３２０にはその他にも複数の電子部品が実装されている。
【００８７】
＜第６実施形態＞
図１４は、本発明の第６実施形態に係る電子機器としての移動体測位装置の全体システムを示すブロック図である。図１５は、図１４に示す移動体測位装置の作用を示す図である。
【００８８】
図１４に示す移動体測位装置３０００は、移動体に装着して用い、当該移動体の測位を行うための装置である。なお、移動体としては、特に限定されず、自転車、自動車、自動二輪車、電車、飛行機、船等のいずれでもよいが、本実施形態では移動体として四輪自動車を用いた場合について説明する。
【００８９】
移動体測位装置３０００は、慣性計測装置３１００（ＩＭＵ）と、演算処理部３２００と、ＧＰＳ受信部３３００と、受信アンテナ３４００と、位置情報取得部３５００と、位置合成部３６００と、処理部３７００と、通信部３８００と、表示部３９００と、を有している。なお、慣性計測装置３１００としては、例えば、前述した慣性計測装置２０００を用いることができる。
【００９０】
慣性計測装置３１００は、３軸の加速度センサー３１１０と、３軸の角速度センサー３１２０と、を有している。演算処理部３２００は、加速度センサー３１１０からの加速度データおよび角速度センサー３１２０からの角速度データを受け、これらデータに対して慣性航法演算処理を行い、移動体の加速度および姿勢を含む慣性航法測位データを出力する。
【００９１】
また、ＧＰＳ受信部３３００は、受信アンテナ３４００を介してＧＰＳ衛星からの信号を受信する。また、位置情報取得部３５００は、ＧＰＳ受信部３３００が受信した信号に基づいて、移動体測位装置３０００の位置（緯度、経度、高度）、速度、方位を表すＧＰＳ測位データを出力する。このＧＰＳ測位データには、受信状態や受信時刻等を示すステータスデータも含まれている。
【００９２】
位置合成部３６００は、演算処理部３２００から出力された慣性航法測位データおよび位置情報取得部３５００から出力されたＧＰＳ測位データに基づいて、移動体の位置、具体的には移動体が地面のどの位置を走行しているかを算出する。例えば、ＧＰＳ測位データに含まれている移動体の位置が同じであっても、図１５に示すように、地面の傾斜θ等の影響によって移動体の姿勢が異なっていれば、地面の異なる位置を移動体が走行していることになる。そのため、ＧＰＳ測位データだけでは移動体の正確な位置を算出することができない。そこで、位置合成部３６００は、慣性航法測位データを用いて、移動体が地面のどの位置を走行しているのかを算出する。
【００９３】
位置合成部３６００から出力された位置データは、処理部３７００によって所定の処理が行われ、測位結果として表示部３９００に表示される。また、位置データは、通信部３８００によって外部装置に送信されるようになっていてもよい。
【００９４】
＜第７実施形態＞
図１６は、本発明の第７実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
【００９５】
図１６に示す自動車１５００は、本発明の移動体を適用した自動車である。この図において、自動車１５００は、エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくとも何れかのシステム１５１０を含んでいる。また、自動車１５００には、慣性センサー１が内蔵されており、慣性センサー１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。慣性センサー１の検出信号は、制御装置１５０２に供給され、制御装置１５０２は、その信号に基づいてシステム１５１０を制御することができる。
【００９６】
このように、移動体としての自動車１５００は、慣性センサー１を有している。そのため、前述した慣性センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【００９７】
なお、慣性センサー１は、他にも、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。また、移動体としては、自動車１５００に限定されず、例えば、飛行機、ロケット、人工衛星、船舶、ＡＧＶ（無人搬送車）、二足歩行ロボット、ドローン等の無人飛行機等にも適用することができる。
【００９８】
以上、本発明の慣性センサー、電子機器および移動体を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００９９】
また、前述した実施形態では、慣性センサーとして加速度を検出する加速度センサーについて説明したが、慣性センサーが検出する物理量としては、加速度に限定されず、例えば、角速度、圧力等であってもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１…慣性センサー、２…基板、２１…凹部、２２、２３、２４…マウント部、２５、２６、２７…溝、３…センサー素子、４…固定電極、４１…第１固定電極、４２…第１固定部、４３…第１幹部、４４、４４１、４４２…第１固定電極指、４４１ａ…面、４４３…第１固定電極部、４４４…第２固定電極部、４４５…接続部、４４６…第３固定電極部、４４７…第４固定電極部、４６…第２固定電極、４７…第２固定部、４８…第２幹部、４９、４９１、４９２…第２固定電極指、５１…固定部、５２…可動部、５２８…第１開口部、５２９…第２開口部、５３、５４…ばね、６…可動電極、６４、６４Ａ、６４Ｂ、６４１、６４２…第１可動電極指、６４１ａ…面、６４３…第１可動電極部、６４４…第２可動電極部、６４５…接続部、６４６…第３可動電極部、６４７…第４可動電極部、６９、６９１、６９２…第２可動電極指、７１、７２、７３…配線、８…蓋、８１…凹部、８９…ガラスフリット、９…ストッパー、９１…第１ストッパー、９２…第２ストッパー、１２００…スマートフォン、１２０８…表示部、１２１０…制御回路、１５００…自動車、１５０１…車体、１５０２…制御装置、１５１０…システム、２０００…慣性計測装置、２１００…アウターケース、２１１０…ネジ穴、２２００…接合部材、２３００…センサーモジュール、２３１０…インナーケース、２３１１…凹部、２３１２…開口、２３２０…基板、２３３０…コネクター、２３４０ｘ、２３４０ｙ、２３４０ｚ…角速度センサー、２３５０…加速度センサー、２３６０…制御ＩＣ、３０００…移動体測位装置、３１００…慣性計測装置、３１１０…加速度センサー、３１２０…角速度センサー、３２００…演算処理部、３３００…ＧＰＳ受信部、３４００…受信アンテナ、３５００…位置情報取得部、３６００…位置合成部、３７００…処理部、３８００…通信部、３９００…表示部、Ａｘ…加速度、Ｃ…中心軸、Ｄ１〜Ｄ４…距離、Ｊ１…第１軸、Ｊ２…第２軸、Ｑ１…軸、Ｑ２…軸、Ｓ…収納空間、ｆ、ｆ０…共振周波数、θ…傾斜、θｙ…傾き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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