(57)【要約】【課題】傾斜情報の検出精度を向上する。【解決手段】傾斜計測装置１は、気圧の変動を検出する複数の気圧変動センサ１０と、計測対象物に対して相対的に移動可能に配置されている少なくとも１つの気圧変動センサ１０の出力と、少なくとも１つの気圧変動センサ１０の移動情報とに基づいて、計測対象物の基礎傾斜情報を検出する基礎傾斜情報検出部４１と、検出方向に沿って所定の距離を離して配置されている少なくとも２つの気圧変動センサ１０によって検出された気圧の変動を示す気圧変動情報に基づいて、計測対象物の傾斜角の変動に関する情報を示す傾斜変動情報を生成する傾斜変動情報生成部４２と、基礎傾斜情報と、傾斜変動情報とに基づいて、計測対象物の傾斜情報を検出する傾斜情報生成部４３とを備える。【選択図】図１
2018128308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気圧の変動を検出する複数の気圧変動センサと、
前記複数の気圧変動センサのうちの少なくとも１つの気圧変動センサであって、計測対象物に対して相対的に移動可能に配置されている少なくとも１つの気圧変動センサの出力と、前記少なくとも１つの気圧変動センサの移動情報とに基づいて、前記計測対象物の基礎傾斜情報を検出する基礎傾斜情報検出部と、
前記複数の気圧変動センサのうちの少なくとも２つの気圧変動センサであって、検出方向に沿って所定の距離を離して配置されている少なくとも２つの気圧変動センサによって検出された前記気圧の変動を示す気圧変動情報に基づいて、前記計測対象物の傾斜角の変動に関する情報を示す傾斜変動情報を生成する傾斜変動情報生成部と、
前記基礎傾斜情報検出部によって検出された前記基礎傾斜情報と、前記傾斜変動情報生成部によって生成された前記傾斜変動情報とに基づいて、前記計測対象物の傾斜情報を生成する傾斜情報生成部と
を備えることを特徴とする傾斜計測装置。
【請求項２】
前記計測対象物の傾斜情報の初期値を記憶する記憶部を備え、
前記傾斜情報生成部は、
前記基礎傾斜情報検出部によって前記基礎傾斜情報が検出された場合に、当該基礎傾斜情報を前記初期値として前記記憶部に記憶させ、
前記記憶部が記憶する前記初期値と、前記傾斜変動情報とに基づいて、前記計測対象物の傾斜情報を検出するとともに、検出した当該計測対象物の傾斜情報を前記初期値として前記記憶部に記憶させる
ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜計測装置。
【請求項３】
前記傾斜情報生成部は、
前記初期値を初期化する初期化要求に応じて、前記基礎傾斜情報検出部によって前記基礎傾斜情報が検出された場合に、前記基礎傾斜情報を前記初期値として前記記憶部に記憶させる
ことを特徴とする請求項２に記載の傾斜計測装置。
【請求項４】
前記傾斜変動情報生成部は、
前記少なくとも２つの前記気圧変動情報に基づいて、前記少なくとも２つの気圧変動センサの高度差の変動を示す高度変動情報を、前記傾斜変動情報として生成し、
前記傾斜情報生成部は、
前記基礎傾斜情報と、前記所定の距離を示す距離情報と、前記高度変動情報とに基づいて、前記計測対象物の傾斜情報を生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の傾斜計測装置。
【請求項５】
前記基礎傾斜情報検出部は、所定の時間間隔で前記基礎傾斜情報を検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の傾斜計測装置。
【請求項６】
前記計測対象物に対して、前記少なくとも１つの気圧変動センサを所定の移動経路で移動させる移動機構を備え、
前記基礎傾斜情報検出部は、前記移動機構によって前記所定の移動経路を移動された前記少なくとも１つの気圧変動センサの移動情報と、前記少なくとも１つの気圧変動センサの出力とに基づいて、前記基礎傾斜情報を検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の傾斜計測装置。
【請求項７】
前記移動情報に基づいて、前記検出方向の傾斜に対応する参照信号を生成する参照信号生成部を備え、
前記基礎傾斜情報検出部は、
前記所定の移動経路を移動されて前記気圧変動センサから出力される周期的な出力信号と、前記参照信号生成部によって生成された前記参照信号とに基づいて同期検波を実行し、当該同期検波の結果に基づいて、前記基礎傾斜情報を検出する
ことを特徴とする請求項６に記載の傾斜計測装置。
【請求項８】
前記気圧変動センサは、
空気が流入するキャビティを有するセンサ本体と、
前記空気を前記キャビティの内外に流通させる連通孔を除く前記キャビティの開口面を塞ぐように基端部から先端部に向けて一方向に延びる板状であり、前記キャビティの内部と外部との圧力差に応じて撓み変形するカンチレバーと、
前記カンチレバーの撓み変形に応じた前記気圧変動情報を検出する気圧変動検出部と
を備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の傾斜計測装置。
【請求項９】
気圧の変動を検出する複数の気圧変動センサと、
前記複数の気圧変動センサのうちの少なくとも１つの気圧変動センサであって、計測対象物に対して相対的に移動可能に配置されている少なくとも１つの気圧変動センサの出力と、前記少なくとも１つの気圧変動センサの移動情報とに基づいて、前記計測対象物の基礎傾斜情報を検出する基礎傾斜情報検出部と、
前記複数の気圧変動センサのうちの少なくとも２つの気圧変動センサであって、検出方向に沿って所定の距離を離して配置されている少なくとも２つの気圧変動センサによって検出された前記気圧の変動を示す気圧変動情報に基づいて、前記計測対象物の傾斜角の変動に関する情報を示す傾斜変動情報を生成する傾斜変動情報生成部と、
前記基礎傾斜情報検出部によって検出された前記基礎傾斜情報と、前記傾斜変動情報生成部によって生成された前記傾斜変動情報とに基づいて、前記計測対象物の傾斜情報を生成する傾斜情報生成部と
を備えることを特徴とする傾斜計測システム。
【請求項１０】
気圧の変動を検出する複数の気圧変動センサを備える傾斜計測システムの傾斜計測方法であって、
基礎傾斜情報検出部が、前記複数の気圧変動センサのうちの少なくとも１つの気圧変動センサであって、計測対象物に対して相対的に移動可能に配置されている少なくとも１つの気圧変動センサの出力と、前記少なくとも１つの気圧変動センサの移動情報とに基づいて、前記計測対象物の基礎傾斜情報を検出する基礎傾斜情報検出ステップと、
傾斜変動情報生成部が、前記複数の気圧変動センサのうちの少なくとも２つの気圧変動センサであって、検出方向に沿って所定の距離を離して配置されている少なくとも２つの気圧変動センサによって検出された前記気圧の変動を示す気圧変動情報に基づいて、計測対象物の傾斜角の変動に関する情報を示す傾斜変動情報を生成する傾斜変動情報生成ステップと、
傾斜情報生成部が、前記基礎傾斜情報検出ステップによって検出された前記基礎傾斜情報と、前記傾斜変動情報生成ステップによって生成された前記傾斜変動情報とに基づいて、前記計測対象物の傾斜情報を生成する傾斜情報生成ステップと
を含むことを特徴とする傾斜計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜計測装置、傾斜計測システム、及び傾斜計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
計測対象物の角度や水平度などの傾斜情報を計測する技術が知られている（例えば、特許文献１、及び特許文献２を参照）。例えば、特許文献１に記載の技術では、計測対象物の少なくとも３箇所に配置された絶対圧センサの出力に基づいて、計測対象物の水平度を検出する。
また、例えば、特許文献２に記載の技術では、回転運動する物体に取り付けられた少なくとも２つの加速度センサの出力に基づいて、物体の傾斜角度を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２６１７９８号公報
【特許文献２】特開２０１５−２８４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、一般に検出精度の低い絶対圧センサにより検出された気圧に基づいて傾斜情報を計測しているため、例えば、計測対象物の大きさによっては傾斜情報の検出精度が十分に得られない場合があった。
また、特許文献２に記載の技術では、加速度センサを使用しているため、例えば、計測対象物が加速運動している場合には、傾斜情報の検出精度が十分に得られない場合があった。
このように、上述した従来技術では、十分な検出精度が得られない場合があり、傾斜情報の検出精度を向上させることが望まれる。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、傾斜情報の検出精度を向上させることができる傾斜計測装置、傾斜計測システム、及び傾斜計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、気圧の変動を検出する複数の気圧変動センサと、前記複数の気圧変動センサのうちの少なくとも１つの気圧変動センサであって、計測対象物に対して相対的に移動可能に配置されている少なくとも１つの気圧変動センサの出力と、前記少なくとも１つの気圧変動センサの移動情報とに基づいて、前記計測対象物の基礎傾斜情報を検出する基礎傾斜情報検出部と、前記複数の気圧変動センサのうちの少なくとも２つの気圧変動センサであって、検出方向に沿って所定の距離を離して配置されている少なくとも２つの気圧変動センサによって検出された前記気圧の変動を示す気圧変動情報に基づいて、前記計測対象物の傾斜角の変動に関する情報を示す傾斜変動情報を生成する傾斜変動情報生成部と、前記基礎傾斜情報検出部によって検出された前記基礎傾斜情報と、前記傾斜変動情報生成部によって生成された前記傾斜変動情報とに基づいて、前記計測対象物の傾斜情報を生成する傾斜情報生成部とを備えることを特徴とする傾斜計測装置である。
【０００７】
また、本発明の一態様は、上記の傾斜計測装置において、前記計測対象物の傾斜情報の初期値を記憶する記憶部を備え、前記傾斜情報生成部は、前記基礎傾斜情報検出部によって前記基礎傾斜情報が検出された場合に、当該基礎傾斜情報を前記初期値として前記記憶部に記憶させ、前記記憶部が記憶する前記初期値と、前記傾斜変動情報とに基づいて、前記計測対象物の傾斜情報を検出するとともに、検出した当該計測対象物の傾斜情報を前記初期値として前記記憶部に記憶させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上記の傾斜計測装置において、前記傾斜情報生成部は、前記初期値を初期化する初期化要求に応じて、前記基礎傾斜情報検出部によって前記基礎傾斜情報が検出された場合に、前記基礎傾斜情報を前記初期値として前記記憶部に記憶させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記の傾斜計測装置において、前記傾斜変動情報生成部は、前記少なくとも２つの前記気圧変動情報に基づいて、前記少なくとも２つの気圧変動センサの高度差の変動を示す高度変動情報を、前記傾斜変動情報として生成し、前記傾斜情報生成部は、前記基礎傾斜情報と、前記所定の距離を示す距離情報と、前記高度変動情報とに基づいて、前記計測対象物の傾斜情報を生成することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上記の傾斜計測装置において、前記基礎傾斜情報検出部は、所定の時間間隔で前記基礎傾斜情報を検出することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上記の傾斜計測装置において、前記計測対象物に対して、前記少なくとも１つの気圧変動センサを所定の移動経路で移動させる移動機構を備え、前記基礎傾斜情報検出部は、前記移動機構によって前記所定の移動経路を移動された前記少なくとも１つの気圧変動センサの移動情報と、前記少なくとも１つの気圧変動センサの出力とに基づいて、前記基礎傾斜情報を検出することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様は、上記の傾斜計測装置において、前記移動情報に基づいて、前記検出方向の傾斜に対応する参照信号を生成する参照信号生成部を備え、前記基礎傾斜情報検出部は、前記所定の移動経路を移動されて前記気圧変動センサから出力される周期的な出力信号と、前記参照信号生成部によって生成された前記参照信号とに基づいて同期検波を実行し、当該同期検波の結果に基づいて、前記基礎傾斜情報を検出することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一態様は、上記の傾斜計測装置において、前記気圧変動センサは、空気が流入するキャビティを有するセンサ本体と、前記空気を前記キャビティの内外に流通させる連通孔を除く前記キャビティの開口面を塞ぐように基端部から先端部に向けて一方向に延びる板状であり、前記キャビティの内部と外部との圧力差に応じて撓み変形するカンチレバーと、前記カンチレバーの撓み変形に応じた前記気圧変動情報を検出する気圧変動検出部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一態様は、気圧の変動を検出する複数の気圧変動センサと、前記複数の気圧変動センサのうちの少なくとも１つの気圧変動センサであって、計測対象物に対して相対的に移動可能に配置されている少なくとも１つの気圧変動センサの出力と、前記少なくとも１つの気圧変動センサの移動情報とに基づいて、前記計測対象物の基礎傾斜情報を検出する基礎傾斜情報検出部と、前記複数の気圧変動センサのうちの少なくとも２つの気圧変動センサであって、検出方向に沿って所定の距離を離して配置されている少なくとも２つの気圧変動センサによって検出された前記気圧の変動を示す気圧変動情報に基づいて、前記計測対象物の傾斜角の変動に関する情報を示す傾斜変動情報を生成する傾斜変動情報生成部と、前記基礎傾斜情報検出部によって検出された前記基礎傾斜情報と、前記傾斜変動情報生成部によって生成された前記傾斜変動情報とに基づいて、前記計測対象物の傾斜情報を生成する傾斜情報生成部とを備えることを特徴とする傾斜計測システムである。
【００１５】
また、本発明の一態様は、気圧の変動を検出する複数の気圧変動センサを備える傾斜計測システムの傾斜計測方法であって、基礎傾斜情報検出部が、前記複数の気圧変動センサのうちの少なくとも１つの気圧変動センサであって、計測対象物に対して相対的に移動可能に配置されている少なくとも１つの気圧変動センサの出力と、前記少なくとも１つの気圧変動センサの移動情報とに基づいて、前記計測対象物の基礎傾斜情報を検出する基礎傾斜情報検出ステップと、傾斜変動情報生成部が、前記複数の気圧変動センサのうちの少なくとも２つの気圧変動センサであって、検出方向に沿って所定の距離を離して配置されている少なくとも２つの気圧変動センサによって検出された前記気圧の変動を示す気圧変動情報に基づいて、計測対象物の傾斜角の変動に関する情報を示す傾斜変動情報を生成する傾斜変動情報生成ステップと、傾斜情報生成部が、前記基礎傾斜情報検出ステップによって検出された前記基礎傾斜情報と、前記傾斜変動情報生成ステップによって生成された前記傾斜変動情報とに基づいて、前記計測対象物の傾斜情報を生成する傾斜情報生成ステップとを含むことを特徴とする傾斜計測方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、傾斜情報の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態による傾斜計測装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図２】第１の実施形態による気圧変動センサの一例を示す構成図である。
【図３】第１の実施形態による気圧変動検出部の一例を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態における気圧変動センサの出力信号の一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態における気圧変動センサの動作の一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態における気圧変動センサの動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】回転板を回転させた気圧変動センサの水平時における出力信号の一例を説明する図である。
【図８】回転板を回転させた気圧変動センサの傾斜時における出力信号の一例を説明する図である。
【図９】回転板を停止させた気圧変動センサの傾斜時における出力信号の一例を説明する図である。
【図１０】第１の実施形態による傾斜計測装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】回転板を回転させた気圧変動センサの出力信号における差分生成の動作の一例を示す図である。
【図１２】第２の実施形態による傾斜計測装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１３】第３の実施形態による傾斜計測装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１４】第４の実施形態による傾斜計測装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１５】第５の実施形態による傾斜計測システムの一例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態による傾斜計測装置、及び傾斜計測システムについて、図面を参照して説明する。
【００１９】
［第１の実施形態］
まず、図１を参照して、第１の実施形態による傾斜計測装置１の構成について説明する。
図１は、本実施形態による傾斜計測装置１の一例を示す機能ブロック図である。
図１に示すように、傾斜計測装置１は、２つの気圧変動センサ（１１、１２）と、移動機構２０と、磁石３１と、回転検出部３２と、同期クロック信号生成部３３と、電源部３４と、スリップリング３５と、記憶部３６と、計測処理部４０とを備えている。
なお、本実施形態において、気圧変動センサ１１と、気圧変動センサ１２とは、同一の構成であり、傾斜計測装置１が備える任意の気圧変動センサを示す場合、又は特に区別しない場合には、気圧変動センサ１０として説明する。
【００２０】
本実施形態による傾斜計測装置１は、計測対象物に設置されて、計測対象物の傾斜情報を検出する。ここで、計測対象物の傾斜情報には、例えば、計測対象物の傾斜角θ、水平度、傾斜の有無を示す情報などが含まれる。本実施形態では、一例として、傾斜計測装置１が、計測対象物の傾斜角θを検出する例について説明する。
なお、図１において、ＸＹＺ直交座標系を設定し、気圧変動センサ１０が移動する平面をＸＹ平面とし、ＸＹ平面の直交方向をＺ軸方向とする。また、図１において、Ｘ軸方向は、紙面の左右方向とし、Ｙ軸方向は、紙面の上下方向をとする。また、本実施形態では、傾斜計測装置１が検出する傾斜角θの検出方向を、図１に示すＸ軸方向とし、高度の方向をＺ軸方向として説明する。
【００２１】
気圧変動センサ１０は、気圧の変動を検出する差圧センサ（相対センサ）である。本実施形態では、２つ（複数の一例）の気圧変動センサ１０が備えられており、２つの気圧変動センサ１０のうちの少なくとも１つの気圧変動センサ１０は、計測対象物に対して相対的に移動可能に配置されている。図１に示す例では、２つの気圧変動センサ１０（１１、１２）は、例えば、後述する移動機構２０の回転板２１の回転運動により円状に移動可能に、回転板２１に配置されている。また、２つの気圧変動センサ１０（１１、１２）は、所定の距離（例えば、距離Ｄ）を離して配置されており、検出方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の距離を離して配置可能に構成されている。気圧変動センサ１０は、検出した気圧の変動を、例えば、検出信号（気圧変動情報）として、傾斜変動情報生成部４２に出力する。なお、気圧変動センサ１０の構成の詳細については後述する。
【００２２】
移動機構２０は、計測対象物に対して相対的に、気圧変動センサ１０を所定の移動経路で移動させる。移動機構２０は、例えば、気圧変動センサ１０を所定の移動経路として、円状に移動させる。すなわち、移動機構２０は、気圧変動センサ１０を同一平面上に移動させる。また、移動機構２０は、回転板２１と、モータ制御部２２と、モータ２３とを備えている。移動機構２０は、回転板２１を回転させることよって気圧変動センサ１０を円状に移動させる。
【００２３】
回転板２１（回転体の一例）は、気圧変動センサ１０及び後述する磁石３１が配置され、モータ２３によって、Ｚ軸方向の回転軸Ｃ１（中心軸）を中心に所定の回転速度で回転される。
モータ制御部２２は、例えば、モータドライバを含み、モータ２３を制御する。モータ制御部２２は、回転板２１を所定の回転速度で回転させて、気圧変動センサ１０を円状に移動させる。
モータ２３は、回転軸Ｃ１を介して回転板２１と接続され、回転板２１を回転させる。また、モータ２３は、計測対象物に固定されているものとする。
【００２４】
磁石３１は、回転板２１の円周付近に配置されており気圧変動センサ１０（又は回転板２１）の回転位置の検出に利用される。
回転検出部３２（移動情報検出部の一例）は、気圧変動センサ１０の移動情報を検出する。なお、気圧変動センサ１０の移動情報とは、例えば、気圧変動センサ１０の移動位置（回転位置）、移動量、速度、方向、及び位相などの情報であり、ここでは、一例として、気圧変動センサ１０の回転位置を示す情報（回転位置情報）として説明する。回転検出部３２は、例えば、ホール素子などの磁気検出素子であり、回転板２１に配置された磁石３１が接近することにより、回転板２１の基準位置を検出し、検出信号を出力する。
なお、本実施形態では、回転板２１が基準位置になった場合に、気圧変動センサ１１と気圧変動センサ１２とを結ぶ方向である検出方向が、Ｘ軸方向になるように、磁石３１及び回転検出部３２が配置されているものとする。
【００２５】
同期クロック信号生成部３３（参照信号生成部の一例）は、回転検出部３２が検出した移動情報に基づいて、所定の方向の傾斜に対応する同期クロック信号（参照信号）を生成する。すなわち、同期クロック信号生成部３３は、回転板２１の基準位置に応じて回転検出部３２から出力された検出信号に基づいて、例えば、Ｘ軸方向の傾斜を同期検波する同期クロック信号を生成する。具体的に、同期クロック信号生成部３３は、回転検出部３２から出力された検出信号をトリガとして、回転板２１の回転周期と同一周期のクロック信号を生成する。そして、同期クロック信号生成部３３は、Ｘ軸方向の傾斜を同期検波するように、生成したクロック信号を遅延させて、同期クロック信号として計測処理部４０に出力する。
【００２６】
電源部３４は、傾斜計測装置１を動作させるための電源電圧を生成し、生成した電源電圧を各部に供給する。また、電源部３４は、スリップリング３５を介して、回転板２１上の気圧変動センサ１０に電源電圧（電源電力）を供給する。
スリップリング３５は、回転している回転板２１上の気圧変動センサ１０に、電源部３４が生成した電源電圧（電源電力）を供給するとともに、気圧変動センサ１０から出力された出力信号を計測処理部４０に伝送する信号伝送手段である。スリップリング３５を用いることにより、傾斜計測装置１は、回転している回転板２１上に配置されている気圧変動センサ１０の出力信号を適切に計測処理部４０に伝送することが可能になる。
【００２７】
記憶部３６は、傾斜計測装置１が使用する各種情報を記憶する。記憶部３６は、例えば、後述する計測対象物の傾斜情報の初期値（傾斜角初期値θ０）を記憶する。
計測処理部４０は、例えば、ＣＰＵなどを含むプロセッサであり、傾斜計測装置１における各種処理を実行する。計測処理部４０は、例えば、モータ制御部２２にモータ２３により回転板２１を回転させる。そして、計測処理部４０は、回転板２１が回転した状態での気圧変動センサ１０の出力を取得し、取得した当該気圧変動センサ１０の出力と、気圧変動センサ１０の移動情報とに基づいて、後述する計測対象物の基礎傾斜情報を検出する。
【００２８】
また、計測処理部４０は、例えば、モータ制御部２２に回転板２１の回転を停止させる。そして、計測処理部４０は、回転板２１が停止した状態での２つの気圧変動センサ１０の出力を気圧変動情報として取得し、取得した当該気圧変動情報に基づいて、計測対象物の傾斜角の変動に関する情報を示す傾斜変動情報（例えば、高度変動情報）を生成する。計測処理部４０は、基礎傾斜情報と、傾斜変動情報（例えば、高度変動情報）とに基づいて、以降の計測対象物の傾斜情報（例えば、傾斜角θ）を生成する。
また、計測処理部４０は、基礎傾斜情報検出部４１と、傾斜変動情報生成部４２と、傾斜情報生成部４３とを備えている。
【００２９】
基礎傾斜情報検出部４１は、複数の気圧変動センサ１０のうちの少なくとも１つの気圧変動センサ１０であって、計測対象物に対して相対的に移動可能に配置されている少なくとも１つの気圧変動センサ１０の出力と、少なくとも１つの気圧変動センサ１０の移動情報とに基づいて、計測対象物の基礎傾斜情報を検出する。基礎傾斜情報検出部４１は、例えば、気圧変動センサ１０の出力と、気圧変動センサ１０の移動情報とに基づいて、計測対象物の傾斜情報を検出する信号処理部である。すなわち、基礎傾斜情報検出部４１は、移動機構２０によって所定の移動経路を移動された気圧変動センサ１０の移動情報と、気圧変動センサ１０の出力とに基づいて、計測対象物の傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）を基礎傾斜情報として検出する。
【００３０】
基礎傾斜情報検出部４１は、例えば、気圧変動センサ１０の移動距離と、移動距離に対する気圧変動センサ１０の出力値の変化とに基づいて、傾斜角を基礎傾斜情報として検出する。具体的に、基礎傾斜情報検出部４１は、所定の移動経路を移動されて気圧変動センサ１０から出力される周期的な出力信号と、同期クロック信号生成部３３によって生成された参照信号とに基づいて同期検波を実行し、当該同期検波の結果に基づいて、計測対象物の傾斜角θ（基礎傾斜角θＳ）を検出する。なお、基礎傾斜情報検出部４１による傾斜角の検出原理の詳細については後述する。
【００３１】
また、基礎傾斜情報検出部４１は、傾斜計測装置１の起動時、又は所定のリセット要求に応じて、モータ２３により回転板２１を回転させて、基礎傾斜情報を検出する。ここで、所定のリセット要求には、例えば、所定の時間間隔が含まれ、基礎傾斜情報検出部４１は、所定の時間間隔で基礎傾斜情報を検出する。また、所定のリセット要求には、ユーザによって、例えば、リセットボタンなどの入力ボタン（不図示）により要求されたタイミングが含まれ、基礎傾斜情報検出部４１は、ユーザにより要求されたタイミングで基礎傾斜情報を検出するようにしてもよい。
【００３２】
また、上述した所定の時間間隔は、例えば、製造時に予め定められた時間間隔であってもよいし、入力ボタン（不図示）などによりユーザによって指定された時間間隔であってもよい。また、所定の時間間隔は、リセットまでの時間間隔と、リセット時に得られる基礎傾斜情報と、後述する傾斜情報生成部４３が傾斜変動情報に基づいて生成した傾斜情報との統計情報に基づいて定められてもよい。この場合、例えば、基礎傾斜情報検出部４１が、リセット時に得られる基礎傾斜情報と、傾斜情報生成部４３が傾斜変動情報に基づいて生成した傾斜情報との誤差と、リセットまでの経過時間とに基づいて、要求される精度を満たすリセット要求の適切な時間間隔を算出するようにしてもよい。
また、基礎傾斜情報検出部４１は、同期検波部４１１と、傾斜角生成部４１２とを備えている。
【００３３】
同期検波部４１１は、後述する回転板２１を回転させている場合の気圧変動センサ１０の周期的な出力信号と、同期クロック信号生成部３３が生成した同期クロック信号とに基づいて同期検波を実行する。同期検波部４１１は、例えば、ロックインアンプ回路とローパスフィルタ（ＬＰＦ）とを含み、気圧変動センサ１０の出力信号の振幅に比例した直流信号を生成する。
【００３４】
傾斜角生成部４１２は、同期検波部４１１によって実行された同期検波の結果に基づいて、傾斜角θを基礎傾斜情報として生成する。傾斜角生成部４１２は、例えば、気圧変動センサ１０の出力信号の振幅に比例した直流信号に基づいて、気圧変動センサ１０の高さの変化量を生成し、生成した高さの変化量に基づいて、計測対象物の傾斜角θを生成する。また、傾斜角生成部４１２は、生成した傾斜角θを示す情報を、基礎傾斜情報として出力する。
【００３５】
傾斜変動情報生成部４２は、少なくとも２つの気圧変動センサ１０によって検出された気圧の変動を示す気圧変動情報に基づいて、計測対象物の傾斜角の変動に関する情報を示す傾斜変動情報を生成する。例えば、傾斜変動情報生成部４２は、２つの気圧変動情報に基づいて、２つの気圧変動センサ１０の高度差の変動を示す高度変動情報を、上述した傾斜変動情報として生成する。
例えば、傾斜変動情報生成部４２は、気圧変動センサ１１が検出した検出信号（気圧変動情報）と、気圧変動センサ１２が検出した検出信号（気圧変動情報）との差分（気圧変動情報の差分情報ΔＰ）を算出する。この気圧変動情報の差分情報ΔＰは、気圧変動センサ１１と気圧変動センサ１２との高度差に対応する。傾斜変動情報生成部４２は、気圧変動情報の差分情報ΔＰを、例えば、変換テーブルなどを利用して、高度変動情報ΔＨＤを生成する。
【００３６】
傾斜情報生成部４３は、傾斜計測装置１の起動時、又は所定のリセット要求に応じて基礎傾斜情報検出部４１によって検出された基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）を、傾斜角初期値θ０（初期値）として、記憶部３６に記憶させる。すなわち、傾斜情報生成部４３は、基礎傾斜情報検出部４１によって基礎傾斜情報が検出された場合に、当該基礎傾斜情報を初期値として記憶部３６に記憶させる。
また、傾斜情報生成部４３は、記憶部３６が記憶する傾斜角初期値θ０と、傾斜変動情報（高度変動情報ΔＨＤ）とに基づいて、計測対象物の傾斜角θを検出する。例えば、傾斜情報生成部４３は、傾斜角初期値θ０を、上述した２つの気圧変動センサ１０の距離Ｄにおける高度差ΔＨ０に変換する。傾斜情報生成部４３は、変換した高度差ΔＨ０に高度変動情報ΔＨＤを加算した現在の計測対象物の傾斜角θに対応する高度差を算出し、当該高度差と、距離Ｄとに基づいて、現在の計測対象物の傾斜角θを算出する。すなわち、傾斜情報生成部４３は、例えば、基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ＝傾斜角初期値θ０）と、上述した所定の距離を示す距離情報（距離Ｄ）と、高度変動情報ΔＨＤとに基づいて、計測対象物の傾斜角θを検出する。
【００３７】
このように、傾斜情報生成部４３は、例えば、基礎傾斜情報検出部４１によって基礎傾斜情報が検出された場合に、基礎傾斜情報検出部４１によって検出された基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）と、傾斜変動情報生成部４２によって生成された傾斜変動情報（高度変動情報ΔＨＤ）とに基づいて、計測対象物の傾斜角θを検出する。なお、傾斜情報生成部４３による計測対象物の傾斜角θの算出処理の詳細については、後述する。
また、傾斜情報生成部４３は、計測対象物の傾斜角θを検出した後に、記憶部３６が記憶する傾斜角初期値θ０を更新する。すなわち、傾斜情報生成部４３は、検出した当該計測対象物の傾斜角θを新たな初期値（傾斜角初期値θ０）として記憶部３６に記憶させる。
【００３８】
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態における気圧変動センサ１０の詳細な構成について説明する。
図２は、本実施形態による気圧変動センサ１０の一例を示す構成図である。
図２（ａ）は、本実施形態における気圧変動センサ１０の一例を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿った気圧変動センサ１０の断面図である。
【００３９】
図２に示すように、気圧変動センサ１０は、表裏の圧力差に応じて変形するカンチレバー４と、一端がカンチレバー４と対向するように配設された蓋部５２と、カンチレバー４の変位を測定するための気圧変動検出部５と、カンチレバー４及び蓋部５２の一面に配設されたキャビティ筐体３と、を有している。
【００４０】
キャビティ筐体３（センサ本体の一例）は、内部にキャビティ５０が形成された箱状の部材である。キャビティ筐体３は、例えば、キャビティ５０を構成するセラミック材よりなる第１筐体部３ａと、第１筐体部３ａ上に配置され、かつ後述のシリコン支持層２ａ及びシリコン酸化膜等の酸化層２ｂよりなる第２筐体部３ｂとを有している。
【００４１】
カンチレバー４は、例えば、シリコン支持層２ａ、シリコン酸化膜等の酸化層２ｂ、及びシリコン活性層２ｃを熱的に貼り合わせたＳＯＩ基板２を加工することで形成されている。具体的には、カンチレバー４は、ＳＯＩ基板２を構成するシリコン活性層２ｃよりなり、平板状のシリコン活性層２ｃから平面視コ字状に形成されたギャップ５３を切り出した形状からなる。これにより、カンチレバー４は、基端部４ａを固定端とし、蓋部５２と対向する側の端部である先端部４ｂを自由端とした片持ち梁構造となる。
【００４２】
また、カンチレバー４は、キャビティ筐体３に形成されたキャビティ５０の上面を囲うように配置されている。つまり、カンチレバー４は、キャビティ５０の開口を略閉塞している。カンチレバー４は、基端部４ａを介してキャビティ筐体３に第２筐体部３ｂ上に対して一体的に固定されることで、片持ち支持される。これにより、カンチレバー４は、基端部４ａを固定端としてキャビティ５０内部と外部との圧力差（差圧）に応じた撓み変形が可能になる。
このように、カンチレバー４は、空気をキャビティ５０の内外に流通させるギャップ５３（連通孔）を除くキャビティ５０の開口面を塞ぐように基端部４ａから先端部４ｂに向けて一方向に延びる板状であり、キャビティ５０の内部と外部との圧力差に応じて撓み変形する。
【００４３】
なお、カンチレバー４の基端部４ａには、カンチレバー４が撓み変形しやすいように、平面視コ字状の貫通孔５５が形成される。ただし、この貫通孔５５の形状は、カンチレバー４の撓み変形を容易にする形状ならば、上記コ字状に限定されるものではない。
【００４４】
蓋部５２は、キャビティ５０上方に位置し、ギャップ５３を介して、カンチレバー４の周囲に配置されている。当該蓋部５２は、シリコン活性層２ｃで構成される。
気圧変動検出部５は、外部から加わる応力に応じて電気抵抗値が変化するピエゾ抵抗６０と、この電気抵抗値変化を取り出す検出回路６２から構成されている。
ピエゾ抵抗６０は、図２に示すように、Ｙ方向において、貫通孔５５を挟んだ両側に対となって配置される。これら一対のピエゾ抵抗６０は、導電性材料からなる配線部６１を介して相互に電気的に接続されている。
なお、この配線部６１及びピエゾ抵抗６０を含む全体的な形状は、例えば、図２に示すように平面視Ｕ字状とすることができるが、別の配置形状としてもよい。
【００４５】
検出回路６２は、ピエゾ抵抗６０と接続され、ピエゾ抵抗６０の電気抵抗値変化に基づいた信号を出力する回路である。検出回路６２は、例えば、図３に示すように、ブリッジ回路６２１及び差動増幅回路６２２で構成される。すなわち、検出回路６２は、ピエゾ抵抗６０と、固定抵抗Ｒｏ、可変抵抗Ｒｏ’を用いて、ブリッジ回路６２１を構成することで、ピエゾ抵抗６０の電気抵抗値の変化を電圧変化として取り出すことができる。そして、検出回路６２は、この電圧変化を差動増幅回路６２２により所定のゲインで増幅して出力する。
なお、上記のピエゾ抵抗６０は、例えば、イオン注入法や拡散法等の各種方法によりリン等のドープ剤（不純物）をシリコン活性層２ｃにドーピングすることで形成される。また、ドープ剤は、シリコン活性層２ｃ表面近傍のみに添加される。このため、ピエゾ抵抗６０の電気抵抗値の変化は、カンチレバー４に加わる応力の圧縮／伸長の方向に対して正負逆となる。
【００４６】
また、一対のピエゾ抵抗６０間は、配線部６１のみで電気的に導通するように構成されている。このため、カンチレバー４のうち配線部６１近傍におけるシリコン活性層２ｃは、配線部６１以外でピエゾ抵抗６０双方が導通しないよう、エッチング等によりシリコン活性層２ｃを除去して形成した溝部５６を有している。なお、上記の配線部６１近傍におけるシリコン活性層２ｃは、部分的に不純物ドープされることで、エッチングを省略した構成としてもよい。
【００４７】
次に、図面を参照して、本実施形態による傾斜計測装置１の動作について説明する。
まず、図４及び図５を参照して、本実施形態における気圧変動センサ１０の動作について説明する。ここでは、計測対象物の高度が変化することで、大気（空気）の圧力が変化した場合のカンチレバー４の動作と、その時の検出回路６２の出力特性について説明する。なお、以下の説明において、空気の圧力は、以下、外圧Ｐｏｕｔと表記することとする。外圧Ｐｏｕｔは、カンチレバー４のキャビティ筐体３への配設面と対向する面（すなわち、図２における上面）側の圧力である。また、キャビティ５０内部の内圧を内圧Ｐｉｎと定義し、外圧Ｐｏｕｔとする。
【００４８】
図４は、本実施形態における気圧変動センサ１０の出力信号の一例を示す図である。
ここで、図４（ａ）は、外圧Ｐｏｕｔ及び内圧Ｐｉｎの経時変化を示しており、図４（ｂ）は、検出回路６２の出力信号の経時変化を示している。
また、図５は、実施形態における気圧変動センサ１０の動作の一例を示す図であり、図４及び図５に示すカンチレバー４の動作の一例を模式的に示す断面図である。
ここで、図５（ａ）は、初期状態のカンチレバー４の断面図を示し、（図５（ｂ）は、外圧Ｐｏｕｔが内圧Ｐｉｎより高い状態のカンチレバー４の断面図を示している。また、図５（ｃ）は、キャビティ５０内外の圧力が同じに戻った状態のカンチレバー４の断面図を示している。なお、図５において、検出回路６２の図示を省略する。
【００４９】
まず、図４（ａ）における期間Ａのように、外圧Ｐｏｕｔと内圧Ｐｉｎとが等しく、差圧ΔＰがゼロである場合には、図５（ａ）に示すように、カンチレバー４は、撓み変形しない。
【００５０】
次に、図４（ａ）における時刻ｔ１以降の期間Ｂのように、例えば、外圧Ｐｏｕｔがステップ状に上昇すると、内圧Ｐｉｎは急激に変化できず、差圧ΔＰが生じるため、図５（ｂ）に示すように、カンチレバー４は、キャビティ５０内部に向けて撓み変形する。すると、当該カンチレバー４の撓み変形に応じてピエゾ抵抗６０に応力が加わり、電気抵抗値が変化するので、図４（ｂ）に示すように、検出回路６２の出力信号が増大する。
【００５１】
また、外圧Ｐｏｕｔの上昇以降（時刻ｔ１以降）において、ギャップ５３を介してキャビティ５０の外部から内部へと圧力伝達媒体が徐々に流動する。このため、図４（ａ）に示すように、内圧Ｐｉｎは、時間の経過とともに、外圧Ｐｏｕｔに遅れながら、かつ外圧Ｐｏｕｔの変動よりも緩やかな応答で上昇する。
その結果、内圧Ｐｉｎが外圧Ｐｏｕｔに徐々に近づくので、カンチレバー４の撓みが徐々に小さくなり、図４（ｂ）に示すように、上述の出力信号が、徐々に低下する。
【００５２】
そして、図４（ａ）に示す時刻ｔ３以降の期間Ｄのように、内圧Ｐｉｎが外圧Ｐｏｕｔと同じになると、図５（ｃ）に示すように、カンチレバー４の撓み変形が解消され、図５（ａ）に示す初期状態に復帰する。さらに、図４（ｂ）に示すように、検出回路６２の出力信号も期間Ａの初期状態と同値に戻る。
なお、検出回路６２の出力信号は、初期状態における基準電圧と、ピエゾ抵抗６０の抵抗変化に基づいて増幅された信号との加算となる。初期状態における基準電圧は、カンチレバー４に加わる差圧ΔＰがゼロの場合の、図３に図示したブリッジ回路６２１の分圧点Ｖａと分圧点Ｖｂとの電圧差を差動増幅回路６２２で増幅した電圧値となる。
【００５３】
なお、上述した気圧変動センサ１０では、ＳＯＩ基板２のシリコン活性層２ｃを利用して半導体プロセス技術によりカンチレバー４を形成できるので、非常に薄型化（例えば数十から数百ｎｍ厚）しやすい。したがって、気圧変動センサ１０では、微小な圧力変動の検出を精度よく行うことができる。
さらに、気圧変動センサ１０では、外圧Ｐｏｕｔが非常に緩やかに変化する場合、ギャップ５３による圧力伝達媒体の流動制限機能が作用せず、内圧Ｐｉｎは外圧Ｐｏｕｔに対して時間遅れせず、ほぼ同じ圧力値となり、差圧ΔＰが発生しない。本実施形態では、これを逆に利用し、外圧Ｐｏｕｔが非常に遅い変化速度の場合（例えば、気象変化のような気圧変化の場合）、外圧Ｐｏｕｔの変化を無視することが可能となる。よって、気象変化のような気圧変化をノイズとして除去することが可能になる。
【００５４】
次に、図６を参照して、上述した気圧変動センサ１０の動作について説明する。
図６は、本実施形態における気圧変動センサ１０の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、計測対象物に装着された傾斜計測装置１が、上述したＸ軸方向に傾斜した場合に、２つの気圧変動センサ１０に大気圧（上述した外圧Ｐｏｕｔ）が変化する（ステップＳ１０１）。
【００５５】
すると、気圧変動センサ１０のキャビティ５０内部の内圧である内圧Ｐｉｎは、ステップＳ１０１における外圧Ｐｏｕｔの変化に追従するように変化する（ステップＳ１０２）。ここで、ギャップ５３は、キャビティ５０内外を連通する連通孔として機能するため、カンチレバー４の表裏に加わる差圧に応じて、高圧側から低圧側へと空気が移動する。ただし、空気の移動が微小なギャップ５３によって規制されているため、内圧Ｐｉｎは、外圧Ｐｏｕｔの変化に応じて急激に変化することはなく、外圧Ｐｏｕｔの変化に対して遅れ
て追従することとなる。
【００５６】
次に、カンチレバー４の表裏面には、上述の外圧Ｐｏｕｔの変化に対する内圧Ｐｉｎの遅れによって、圧力差（以下、差圧ΔＰ＝Ｐｏｕｔ−Ｐｉｎ）が発生する（ステップＳ１０３）。その結果、カンチレバー４は、差圧ΔＰの大きさに応じて撓み変形する（ステップＳ１０４）。
【００５７】
次に、カンチレバー４が、撓み変形をすると、カンチレバー４の基端部４ａに設けられたピエゾ抵抗６０に応力が加わり（ステップＳ１０５）、ピエゾ抵抗６０の電気抵抗値が変化する（ステップＳ１０６）。ここで、検出回路６２は、ピエゾ抵抗６０へ電流を流すことで、ピエゾ抵抗６０の電気抵抗値の変化を検出し、当該電気抵抗の変化に応じた検出信号を出力する（ステップＳ１０７）。
【００５８】
次に、図７及び図８を参照して、基礎傾斜情報検出部４１による傾斜角の検出原理について説明する。
図７は、本実施形態における回転板２１を回転させた気圧変動センサ１０の水平時における出力信号の一例を説明する図である。
図７（ａ）において、傾斜計測装置１（モータ２３）は、計測対象物ＯＢに取り付けされており、回転板２１を回転させた状態、且つ、計測対象物ＯＢが水平である場合（計測対象物ＯＢの水平時）の状態を示している。また、図７（ｂ）は、回転板２１を回転させた状態、且つ、計測対象物ＯＢの水平時における気圧変動センサ１０の出力信号を示している。
【００５９】
なお、図７（ｂ）において、グラフの縦軸は、気圧変動センサ１０の出力信号の電圧を示し、グラフの横軸は、時間を示している。また、波形Ｗ１は、気圧変動センサ１０の出力信号の波形を示している。
図７（ａ）に示すように、計測対象物ＯＢが水平状態である場合、回転板２１とともに、円状に移動する気圧変動センサ１０は、水平に移動するため、図７（ｂ）の波形Ｗ１に示すように、一定の電圧を出力する。
【００６０】
また、図８は、本実施形態における回転板２１を回転させた気圧変動センサ１０の傾斜時における出力信号の一例を説明する図である。
図８（ａ）において、傾斜計測装置１（モータ２３）は、計測対象物ＯＢに取り付けされており、回転板２１を回転させた状態、且つ、計測対象物ＯＢがＸ軸方向に傾斜角θだけ傾斜している場合（計測対象物ＯＢの傾斜時）の状態を示している。また、図８（ｂ）は、回転板２１を回転させた状態、且つ、計測対象物ＯＢの傾斜時における気圧変動センサ１０の出力信号を示している。
なお、図８（ｂ）において、縦軸は、気圧変動センサ１０の出力信号の電圧を示し、横軸は、時間を示している。また、波形Ｗ２は、気圧変動センサ１０の出力信号の波形を示している。
【００６１】
図８（ａ）に示すように、計測対象物ＯＢがＸ軸方向に傾斜角θだけ傾斜している場合、回転板２１とともに、円状に移動する気圧変動センサ１０は、Ｚ軸方向に変位するため、図８（ｂ）の波形Ｗ２に示すように、周期的な出力信号を出力する。この場合、気圧変動センサ１０は、Ｚ軸方向の変位（高さの変化）による気圧の変化を検出し、波形Ｗ２のような正弦波状の出力信号を出力する。なお、出力信号（波形Ｗ２）のピーク間の変化量を変化量ΔＶｏとすると、例えば、傾斜角θが大きい程、変化量ΔＶｏが大きくなり、傾斜角θが小さい程、変化量ΔＶｏが小さくなる。また、傾斜角θは、下記の式（１）により算出することができる。
【００６２】
【数１】
2018128308.tif 000003
【００６３】
ここで、変数Ｒｓは、図８（ａ）に示すように、気圧変動センサ１０の回転半径を示している。また、（変化量ΔＶｏに対応する高さの変化）は、気圧変動センサ１０の出力信号の変化量ΔＶｏをＺ軸方向の高さの変化に変換したものである。基礎傾斜情報検出部４１は、例えば、演算により変化量ΔＶｏから（変化量ΔＶｏに対応する高さの変化）を変換してもよいし、変化量ΔＶｏと高さの変化とを対応付けた変換テーブルに基づいて、（変化量ΔＶｏに対応する高さの変化）を生成してもよい。
また、基礎傾斜情報検出部４１は、上述した式（１）を利用して、傾斜角θを基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）として生成する。
【００６４】
次に、図９を参照して、傾斜情報生成部４３による高度変動情報ΔＨＤの生成処理について説明する。
傾斜情報生成部４３が傾斜変動情報として、高度変動情報ΔＨＤを生成する場合には、傾斜情報生成部４３は、気圧変動センサ１１と気圧変動センサ１２とが、掲出方向（Ｘ軸方向）に沿って配置されるように、回転板２１を停止した状態にする。この状態において、計測対象物ＯＢが水平である場合（計測対象物ＯＢの水平時）には、気圧変動センサ１０は、上述した図７（ｂ）と同様の出力信号を出力する。なお、気圧変動センサ１１と気圧変動センサ１２とは、水平時のＸ軸方向において、距離Ｄだけ離れて配置されている。
【００６５】
次に、図９は、本実施形態による回転板２１を停止させた気圧変動センサ１０の傾斜時における出力信号の一例を説明する図である。
ここでは、図７に示す状態から図９に示す状態に計測対象物ＯＢが傾斜した場合の一例である。
図９（ａ）において、傾斜計測装置１は、計測対象物ＯＢがＸ軸方向に、傾斜角θだけ傾斜している場合の状態を示している。また、図９（ｂ）は、計測対象物ＯＢの傾斜時における２つの気圧変動センサ１０の出力信号（検出信号）を示している。
【００６６】
図９（ｂ）に示すグラフの縦軸は出力電圧を示し、横軸は時間を示している。
また、図９（ｂ）において、波形Ｖ１２が、気圧変動センサ１１の出力信号を示し、波形Ｖ２２が、気圧変動センサ１２の出力信号を示し、波形Ｄｉｆｆ２は、波形Ｖ１２と波形Ｖ２２の差を示している（Ｄｉｆｆ２＝Ｖ１２−Ｖ２２）。
【００６７】
計測対象物ＯＢが傾斜すると、気圧変動センサ１１及び気圧変動センサ１２は、それぞれ高度が変化するため、各気圧変動センサ１０が感じる気圧が変化し、出力が変化する。すなわち、図９（ｂ）に示すように、気圧変動センサ１１の出力信号（波形Ｖ１２）と、気圧変動センサ１２の出力信号（波形Ｖ２２）とは、符号が反転した波形になり、その差分である波形Ｄｉｆｆ２は、波形Ｖ１２の２倍の検出値となる。
【００６８】
ここで、波形Ｄｉｆｆ２は、計測対象物ＯＢが傾斜したことによる気圧変動センサ１１及び気圧変動センサ１２の高さの変化分（高度変動情報ΔＨＤ）に対応する信号である。したがって、傾斜変動情報生成部４２は、気圧変動センサ１１の検出値と、気圧変動センサ１２の検出値との差分（波形Ｄｉｆｆ２）を算出し、算出した当該差分（波形Ｄｉｆｆ２）に基づいて、高度変動情報ΔＨＤを生成する。
なお、例えば、気圧変動センサ１２を中心にして回転した場合は、気圧変動センサ１２の高度は不変なので気圧変動センサ１２の出力信号は“０”のままで、気圧変動センサ１１の出力信号のみ変化する。この場合も、傾斜変動情報生成部４２は、気圧変動センサ１１の検出値と、気圧変動センサ１２の検出値との差分を算出することで、同一の高度変動情報ΔＨＤを得ることができる。
【００６９】
ここで、図９を参照して、本実施形態による傾斜角θの検出原理について説明する。
図９（ａ）に示すように、気圧変動センサ１１と気圧変動センサ１２との高度差ΔＨ、気圧変動センサ１１と気圧変動センサ１２との間の距離Ｄ、Ｘ軸方向の傾斜角θである場合に、下記の式（２）の関係が成り立つ。
【００７０】
【数２】
2018128308.tif 000004
【００７１】
また、この式（２）を変形すると、傾斜角θは、以下の式（３）により算出することができる。
【００７２】
【数３】
2018128308.tif 000005
【００７３】
なお、図９に示す例は、水平状態からの傾斜であるため、気圧変動センサ１１と気圧変動センサ１２との高度差ΔＨ（＝高度変動情報ΔＨＤ）であるが、傾斜した状態で停止していた場合には、上記の式（３）では対応できない場合がある。
そのため、本実施形態による傾斜情報生成部４３は、以下のように、傾斜角θを算出する。
【００７４】
まず、傾斜情報生成部４３は、傾斜した静止状態における２つの気圧変動センサ１０の高度差ΔＨ０を、傾斜角初期値θ０（基礎傾斜角θＳ）に基づいて算出する。傾斜情報生成部４３は、例えば、上述した式（２）を変形した下記の式（４）と、傾斜角初期値θ０と、距離Ｄとに基づいて、静止時（前回算出時）の高度差ΔＨ０を算出する。
【００７５】
【数４】
2018128308.tif 000006
【００７６】
次に、傾斜情報生成部４３は、傾斜変動情報生成部４２が生成した高度変動情報ΔＨＤを取得し、静止時の高度差ΔＨ０に高度変動情報ΔＨＤを加算した値を、高度差ΔＨとして、下記の式（５）に用いて傾斜角θを算出する。
【００７７】
【数５】
2018128308.tif 000007
【００７８】
次に、図１０を参照して、傾斜計測装置１の動作について説明する。
図１０は、本実施形態による傾斜計測装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７９】
まず、傾斜計測装置１の基礎傾斜情報検出部４１は、移動機構２０を駆動させて、基礎傾斜情報を検出する（ステップＳ２０１）。すなわち、基礎傾斜情報検出部４１は、移動機構２０のモータ制御部２２にモータ２３を回転させることにより、回転板２１を回転させる。基礎傾斜情報検出部４１の同期検波部４１１は、気圧変動センサ１０の周期的な出力信号と、同期クロック信号生成部３３が生成した同期クロック信号とに基づいて同期検波を実行する。そして、基礎傾斜情報検出部４１の傾斜角生成部４１２が、同期検波の実行結果に基づいて、気圧変動センサ１０の高さの変化量を生成し、生成した高さの変化量と、上述した式（１）に基づいて、計測対象物の傾斜角θを生成する。また、傾斜角生成部４１２は、生成した傾斜角θを示す情報を、基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）として傾斜情報生成部４３に出力する。また、基礎傾斜情報検出部４１は、基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）を検出後に、モータ制御部２２にモータ２３の回転を停止させる。
【００８０】
次に、傾斜情報生成部４３は、基礎傾斜情報を設定する（ステップＳ２０２）。傾斜情報生成部４３は、基礎傾斜情報検出部４１によって検出された基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）を、傾斜角初期値θ０（初期値）として、記憶部３６に記憶させる。
【００８１】
次に、傾斜情報生成部４３は、リセット要求があるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。傾斜情報生成部４３は、例えば、所定の時間間隔で生成されるリセット要求があるか否かを判定する。傾斜情報生成部４３は、リセット要求がある場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ２０１に戻す。また、傾斜情報生成部４３は、リセット要求がない場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）に、処理をステップＳ２０４に戻す。
【００８２】
ステップＳ２０４において、傾斜変動情報生成部４２は、移動機構２０を停止させた状態で、傾斜変動情報を計測する。例えば、傾斜変動情報生成部４２は、気圧変動センサ１１の検出値と、気圧変動センサ１２の検出値との差分を算出し、算出した当該差分に基づいて、高度変動情報ΔＨＤを生成する。傾斜変動情報生成部４２は、生成した高度変動情報ΔＨＤを、傾斜変動情報として、傾斜情報生成部４３に出力する。
【００８３】
次に、傾斜情報生成部４３は、傾斜度（傾斜角θ）を算出する（ステップＳ２０５）。傾斜情報生成部４３は、まず、記憶部３６が記憶する初期傾斜度（傾斜角初期値θ０）を取得し、上述した式（４）を用いて、基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）の検出時、又は前回算出した傾斜角θに対応する高度差ΔＨ０を算出する。次に、傾斜情報生成部４３は、取得した高度変動情報ΔＨＤと、算出した当該高度差ΔＨ０とに基づいて、傾斜角算出用の高度差ΔＨ（＝ΔＨ０＋ΔＨＤ、累積高度差）を算出する。そして、傾斜情報生成部４３は、上述した式（５）を用いて、現在の傾斜度（傾斜角θ）を算出する。
なお、傾斜情報生成部４３は、算出した現在の傾斜角θを、新たな初期傾斜度（傾斜角初期値θ０）として、記憶部３６に記憶させる。
【００８４】
次に、傾斜情報生成部４３は、計測を継続するか否かを判定する（ステップＳ２０６）。傾斜情報生成部４３は、計測を継続する場合（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ２０３に戻す。また、傾斜情報生成部４３は、計測を継続しない場合（ステップＳ２０６：ＮＯ）に、処理を終了する。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態による傾斜計測装置１は、複数の気圧変動センサ１０（例えば、２つの気圧変動センサ１０）と、基礎傾斜情報検出部４１と、傾斜変動情報生成部４２と、傾斜情報生成部４３とを備える。複数の気圧変動センサ１０は、気圧の変動を検出する。基礎傾斜情報検出部４１は、複数の気圧変動センサ１０のうちの少なくとも１つの気圧変動センサ１０であって、計測対象物に対して相対的に移動可能に配置されている少なくとも１つの気圧変動センサ１０の出力と、当該気圧変動センサ１０の移動情報（例えば、回転位置情報）とに基づいて、計測対象物の基礎傾斜情報（例えば、基礎傾斜角θＳ）を検出する。傾斜変動情報生成部４２は、複数の気圧変動センサ１０のうちの少なくとも２つの気圧変動センサ１０であって、検出方向に沿って所定の距離（例えば、距離Ｄ）を離して配置されている少なくとも２つの気圧変動センサ１０によって検出された気圧の変動を示す気圧変動情報に基づいて、計測対象物の傾斜角の変動に関する情報を示す傾斜変動情報を生成する。そして、傾斜情報生成部４３は、基礎傾斜情報検出部４１によって検出された基礎傾斜情報と、傾斜変動情報生成部４２によって生成された傾斜変動情報とに基づいて、計測対象物の傾斜情報（傾斜角θ）を生成する。
【００８６】
これにより、本実施形態による傾斜計測装置１は、気圧変動センサ１０を移動させて基礎傾斜情報検出部４１が検出した基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）と、高精度に検出可能な気圧変動センサ１０を静止させて生成（検出）された傾斜変動情報とに基づいて計測対象物の傾斜情報（傾斜角θ）を計測するため、傾斜情報の検出精度を向上させることができる。また、本実施形態による傾斜計測装置１では、例えば、基礎傾斜情報検出部４１が基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）を検出する際に気圧変動センサ１０を移動させて、傾斜変動情報生成部４２が傾斜変動情報を生成（検出）する際には、気圧変動センサ１０を移動させる必要がない。すなわち、本実施形態による傾斜計測装置１では、気圧変動センサ１０の移動は、間欠動作になる。そのため、本実施形態による傾斜計測装置１は、基礎傾斜情報検出部４１のみで傾斜情報を計測する場合に比べて、傾斜情報を計測するための消費電力を低減することができる。よって、本実施形態による傾斜計測装置１は、消費電力を低減しつつ、傾斜情報の検出精度を向上させることができる。
【００８７】
また、本実施形態による傾斜計測装置１では、例えば、加速度の影響を受けない気圧変動センサ１０を利用して計測対象物の傾斜情報（傾斜角θ）を検出するため、本実施形態による傾斜計測装置１は、計測対象物が加速運動している場合であっても、高精度に傾斜情報を計測することができる。
【００８８】
また、本実施形態による傾斜計測装置１は、計測対象物の傾斜情報の初期値を記憶する記憶部３６を備える。傾斜情報生成部４３は、基礎傾斜情報検出部４１によって基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）が検出された場合に、当該基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）を初期値（傾斜角初期値θ０）として記憶部３６に記憶させる。傾斜情報生成部４３は、記憶部３６が記憶する初期値（傾斜角初期値θ０）と、傾斜変動情報とに基づいて、計測対象物の傾斜情報（傾斜角θ）を検出するとともに、検出した当該計測対象物の傾斜情報を初期値（傾斜角初期値θ０）として記憶部３６に記憶させる。
【００８９】
これにより、初期値（傾斜角初期値θ０）を記憶部３６に記憶させて毎回更新して行くことで、本実施形態による傾斜計測装置１は、基礎傾斜情報検出部４１による基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）の検出を、計測の度に毎回実行する必要がない。よって、本実施形態による傾斜計測装置１は、消費電力を低減しつつ、高精度に傾斜情報を計測することができる。
【００９０】
また、本実施形態では、傾斜情報生成部４３は、初期値（傾斜角初期値θ０）を初期化する初期化要求（例えば、リセット要求）に応じて、基礎傾斜情報検出部４１によって基礎傾斜情報が検出された場合に、基礎傾斜情報を初期値（傾斜角初期値θ０）として記憶部３６に記憶させる。
これにより、本実施形態による傾斜計測装置１は、初期化要求（例えば、リセット要求）に応じて、基礎傾斜情報を初期値（傾斜角初期値θ０）として記憶部３６に記憶させることにより、傾斜変動情報による誤差の蓄積を初期化（リセット）することができるため、検出精度を向上させることができる。
【００９１】
また、本実施形態では、傾斜変動情報生成部４２は、少なくとも２つの気圧変動情報に基づいて、少なくとも２つの気圧変動センサ１０の高度差の変動を示す高度変動情報（ΔＨＤ）を、傾斜変動情報として生成する。傾斜情報生成部４３は、基礎傾斜情報と、所定の距離（距離Ｄ）を示す距離情報と、高度変動情報（ΔＨＤ）とに基づいて、計測対象物の傾斜情報（傾斜角θ）を生成する。
これにより、本実施形態による傾斜計測装置１は、例えば、式（４）及び式（５）に基づいて、簡易な演算により、高精度に傾斜情報を算出することができる。また、本実施形態による傾斜計測装置１は、積分による演算処理を必要としないため、誤差の蓄積がなく、傾斜情報（傾斜角θ）の検出精度を向上させることができる。
【００９２】
また、本実施形態では、基礎傾斜情報検出部４１は、所定の時間間隔で基礎傾斜情報を検出する。
これにより、本実施形態による傾斜計測装置１は、所定の時間間隔で傾斜変動情報による誤差の蓄積を初期化（リセット）することができるため、検出精度を向上させることができる。
【００９３】
また、本実施形態による傾斜計測装置１は、計測対象物に対して、少なくとも１つの気圧変動センサ１０を所定の移動経路（例えば、円状の移動経路）で移動させる移動機構２０を備える。基礎傾斜情報検出部４１は、移動機構２０によって所定の移動経路を移動された少なくとも１つの気圧変動センサ１０の移動情報と、少なくとも１つの気圧変動センサ１０の出力とに基づいて、基礎傾斜情報を検出する。
これにより、気圧変動センサ１０が、所定の移動経路（例えば、円状の移動経路）を移動するため、本実施形態による傾斜計測装置１は、位置情報（例えば、回転位置情報）を検出することで、容易に気圧変動センサ１０の移動距離を算出することが可能になる。よって、本実施形態による傾斜計測装置１は、基礎傾斜情報を検出する際の移動情報の算出を簡略化することができる。
【００９４】
また、本実施形態では、移動機構２０は、気圧変動センサ１０が配置される回転板２１（回転体）を備え、回転板２１を回転させることよって気圧変動センサ１０を円状に移動させる。
これにより、本実施形態による傾斜計測装置１は、正弦波状の周期的な出力信号を気圧変動センサ１０から容易に得ることができるため、例えば、同期検波などの簡易な検出手法を利用して、基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）を検出することができる。また、本実施形態による傾斜計測装置１は、基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）を検出する際に、気圧変動センサ１０の回転半径Ｒｓから気圧変動センサ１０の移動距離を容易に算出することできる。よって、本実施形態による傾斜計測装置１は、基礎傾斜情報の検出処理を簡略化することができる。
【００９５】
また、本実施形態による傾斜計測装置１は、移動情報に基づいて、検出方向の傾斜に対応する参照信号を生成する同期クロック信号生成部３３（参照信号生成部）を備える。基礎傾斜情報検出部４１は、所定の移動経路を移動されて気圧変動センサ１０から出力される周期的な出力信号と、同期クロック信号生成部３３によって生成された参照信号とに基づいて同期検波を実行し、当該同期検波の結果に基づいて、基礎傾斜情報を検出する。
これにより、本実施形態による傾斜計測装置１は、同期検波を利用するため、基礎傾斜情報の検出処理をさらに簡略化することができる。
【００９６】
また、本実施形態では、気圧変動センサ１０は、空気が流入するキャビティ５０を有するキャビティ筐体３（センサ本体）と、カンチレバー４と、気圧変動検出部５とを備えている。カンチレバー４は、空気をキャビティ５０の内外に流通させるギャップ５３（連通孔）を除くキャビティ５０の開口面を塞ぐように基端部４ａから先端部４ｂに向けて一方向に延びる板状であり、キャビティ５０の内部と外部との圧力差に応じて撓み変形する。気圧変動検出部５は、カンチレバー４の撓み変形に応じた気圧変動情報を検出する。
これにより、本実施形態による傾斜計測装置１は、カンチレバー４の撓み変形に応じた抵抗変化に基づいて、圧力変化（高度変化）をより正確に検出することができるため、傾斜情報の検出精度を向上させることができる。なお、半導体プロセス技術によりカンチレバー４を形成できるので、本実施形態による傾斜計測装置１では、カンチレバー４を非常に薄型化（例えば数十から数百ｎｍ厚）することができる。よって、本実施形態による傾斜計測装置１では、微小な圧力変動の検出を精度よく行うことができる。
【００９７】
なお、上述した本実施形態による傾斜計測装置１は、基礎傾斜情報検出部４１が基礎傾斜情報を検出する際に、気圧変動センサ１０の出力信号をそのまま利用する例を説明したが、これに限定されるものではない。基礎傾斜情報検出部４１は、例えば、傾斜変動情報生成部４２と同様に、気圧変動センサ１１の出力信号と、気圧変動センサ１２の出力信号とを差分した出力信号（以下、差分出力信号という）を利用するようにしてもよい。
【００９８】
図１１は、回転板２１を回転させた気圧変動センサ１０の出力信号における差分生成の動作の一例を示す図である。
図１１において、各グラフの縦軸は、各出力信号の電圧を示し、各グラフの横軸は、時間を示している。また、波形Ｗ１１〜波形Ｗ１３は、順に、気圧変動センサ１１の出力信号、気圧変動センサ１２の出力信号、及び差分出力信号の各波形を示している。
【００９９】
基礎傾斜情報検出部４１は、互いに逆位相の出力信号である、気圧変動センサ１１の出力信号（波形Ｗ１１）と気圧変動センサ１２の出力信号（波形Ｗ１２）とを差分し、波形Ｗ１３に示すような差分出力信号を生成する。
図１１に示す例では、時刻Ｔ１１、時刻Ｔ１２、時刻Ｔ１３、及び時刻Ｔ１４において、ノイズが発生し、気圧変動センサ１１の出力信号及び気圧変動センサ１２の出力信号にノイズが重畳されている。このような場合であっても、気圧変動センサ１１の出力信号（波形Ｗ１１）と気圧変動センサ１２の出力信号（波形Ｗ１２）とを差分することで、ノイズがキャンセルされる。そのため、基礎傾斜情報検出部４１は、波形Ｗ１３に示すように、ノイズの除去された差分出力信号を利用して、基礎傾斜情報を検出する。
【０１００】
なお、差分出力信号のピーク間の電圧差Ｖ２は、気圧変動センサ１０の出力信号におけるピーク間の電圧差（上述した変化量ΔＶｏ）の２倍になる。そのため、この場合の基礎傾斜情報検出部４１は、基礎傾斜情報を検出する際に、Ｓ／Ｎ比（エス／エヌ比：Ｓｉｇｎａｌ−Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）を向上させることができる。
また、この場合の同期検波部４１１及び傾斜角生成部４１２の動作は、上述した本実施形態の動作と同様である。
【０１０１】
［第２の実施形態］
次に、図１２を参照して、第２の実施形態による傾斜計測装置１ａについて説明する。
図１２は、第２の実施形態による傾斜計測装置１ａの一例を示す機能ブロック図である。
図１２に示すように、傾斜計測装置１ａは、２つの気圧変動センサ１０（１１、１２）と、移動機構２０ａと、磁石３１と、位置検出部３２ａと、同期クロック信号生成部３３と、電源部３４と、フレキシブル基板３５ａと、記憶部３６と、計測処理部４０とを備えている。
なお、図１２において、図１に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０２】
本実施形態では、２つの気圧変動センサ１０の移動を、円状の移動の代わりに、直線状に往復移動させる直線移動にした場合の一例について説明する。
移動機構２０ａは、２つの気圧変動センサ１０が配置され、直線状に移動可能な移動板２５（直線移動体）を備え、移動板２５を直線状に移動させることによって気圧変動センサ１０を直線移動させる。すなわち、移動機構２０ａは、気圧変動センサ１０を直線状に往復移動させる直線移動を可能にする。また、移動機構２０ａは、例えば、リニアトラッキング機構３０と、モータ制御部２２と、モータ２３とを備えている。
【０１０３】
リニアトラッキング機構３０は、回転板２１と、クランクシャフト２４と、移動板２５と、レール２６とを備え、回転板２１の回転運動を、移動板２５の直線移動（例えば、Ｘ軸方向の直線移動）に変換する。
クランクシャフト２４は、回転板２１の回転運動を、移動板２５に伝達し、直線移動（例えば、Ｘ軸方向（水平時）の直線移動）に変換する。
移動板２５（直線移動体の一例）は、気圧変動センサ１０及び磁石３１が配置され、モータ２３によって、回転板２１が回転されることによって、クランクシャフト２４を介して、水平時にレール２６上をＸ軸方向に直線状に移動する。
【０１０４】
モータ制御部２２は、回転板２１を所定の回転速度で回転させて、気圧変動センサ１０を上述した直線移動させるように制御する。
位置検出部３２ａ（移動情報検出部の一例）は、気圧変動センサ１０の移動情報を検出する。位置検出部３２ａは、例えば、ホール素子などの磁気検出素子であり、移動板２５に配置された磁石３１が接近することにより、移動板２５の基準位置を検出し、検出信号を同期クロック信号生成部３３に出力する。
【０１０５】
次に、本実施形態による傾斜計測装置１ａの動作について説明する。
本実施形態による傾斜計測装置１ａでは、基礎傾斜情報検出部４１が基礎傾斜情報を検出する際に、気圧変動センサ１０が、移動機構２０ａによって、直線移動されることにより、気圧変動センサ１０は、計測対象物の傾斜に応じて、周期的な出力信号を出力する。また、同期クロック信号生成部３３は、位置検出部３２ａによって検出された移動板２５の位置を示す情報に基づいて、所定の方向（例えば、Ｘ軸方向）の傾斜を検出するための同期クロック信号を生成する。計測処理部４０の基礎傾斜情報検出部４１は、気圧変動センサ１０がフレキシブル基板３５ａを介して出力した周期的な出力信号と、同期クロック信号とに基づいて、同期検波を実行し、当該同期検波の結果に基づいて、基礎傾斜情報（基礎傾斜角θＳ）を検出する。
なお、計測処理部４０の動作の詳細は、上述した第１の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１０６】
以上説明したように、本実施形態では、移動機構２０ａは、２つの気圧変動センサ１０が配置され、直線状に移動可能な移動板２５（直線移動体）を備え、移動板２５を直線状に移動させることによって気圧変動センサ１０を直線移動させる。
これにより、本実施形態による傾斜計測装置１ａは、第１の実施形態と同様に、消費電力を低減しつつ、傾斜情報の検出精度を向上させることができる。また、本実施形態による傾斜計測装置１ａは、直線移動により、気圧変動センサ１０が周期的な出力信号を出力するため、同期検波を利用して、基礎傾斜情報の検出処理を簡略化することができる。
【０１０７】
［第３の実施形態］
次に、図１３を参照して、第３の実施形態による傾斜計測装置１ｂについて説明する。
図１３は、第３の実施形態による傾斜計測装置１ｂの一例を示す機能ブロック図である。
図１３に示すように、傾斜計測装置１ｂは、２つの気圧変動センサ１０（１１、１２）と、移動機構２０ｂと、磁石３１と、位置検出部３２ａと、同期クロック信号生成部３３と、電源部３４と、フレキシブル基板３５ａと、記憶部３６と、計測処理部４０とを備えている。
なお、図１３において、図１２に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０８】
本実施形態では、２つの気圧変動センサ１０のうちの１つ（気圧変動センサ１１）を移動させて、基礎傾斜情報を検出し、固定に配置された気圧変動センサ１２と、直線状に移動可能な気圧変動センサ１１とにより、傾斜変動情報を生成する場合の一例について説明する。
移動機構２０ｂは、１つの気圧変動センサ１０（１１）が配置され、直線状に移動可能な移動板２５（直線移動体）を備え、移動板２５を直線状に移動させることによって気圧変動センサ１１を直線移動させる。すなわち、移動機構２０ｂは、気圧変動センサ１１を直線状に往復移動させる直線移動を可能にする。また、移動機構２０ｂは、例えば、リニアトラッキング機構３０と、モータ制御部２２と、モータ２３とを備えている。
【０１０９】
気圧変動センサ１２は、移動板２５が基準位置になった場合に、気圧変動センサ１１と気圧変動センサ１２とのＸ軸方向の距離が、所定の距離（距離Ｄ）になるように配置されている。ここでの基準位置とは、例えば、位置検出部３２ａが磁石３１を検出する移動板２５の位置である。
【０１１０】
また、本実施形態における基礎傾斜情報検出部４１は、移動機構２０ｂによって移動させた１つの気圧変動センサ１１の出力と、当該気圧変動センサ１１の移動情報とに基づいて、基礎傾斜情報を検出する。
また、本実施形態における傾斜変動情報生成部４２は、移動機構２０ｂを停止させた気圧変動センサ１１と、固定に配置された気圧変動センサ１２とによって検出された気圧の変動を示す気圧変動情報に基づいて、傾斜変動情報を生成する。
なお、計測処理部４０の動作の詳細は、上述した第１の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１１１】
以上説明したように、本実施形態では、移動機構２０ｂは、２つの気圧変動センサ１０のうちの１つの気圧変動センサ１１が配置され、直線状に移動可能な移動板２５（直線移動体）を備え、移動板２５を直線状に移動させることによって気圧変動センサ１１を直線移動させる。また、２つの気圧変動センサ１０のうちの１つの気圧変動センサ１２が、移動機構２０ｂの外に固定に配置されている。基礎傾斜情報検出部４１は、移動機構２０ｂによって移動させた１つの気圧変動センサ１１の出力と、当該気圧変動センサ１１の移動情報とに基づいて、基礎傾斜情報を検出する。傾斜変動情報生成部４２は、移動機構２０ｂを停止させた気圧変動センサ１１と、固定に配置された気圧変動センサ１２とによって検出された気圧変動情報に基づいて、傾斜変動情報を生成する。
これにより、本実施形態による傾斜計測装置１ｂは、第１の実施形態と同様に、消費電力を低減しつつ、傾斜情報の検出精度を向上させることができる。
【０１１２】
［第４の実施形態］
次に、図１４を参照して、第４の実施形態による傾斜計測装置１ｃについて説明する。
図１４は、第４の実施形態による傾斜計測装置１ｃの一例を示す機能ブロック図である。
図１４に示すように、傾斜計測装置１ｃは、３つの気圧変動センサ（１１、１３、１４）と、移動機構２０ｃと、磁石３１と、回転検出部３２と、同期クロック信号生成部３３と、電源部３４と、スリップリング３５と、記憶部３６と、計測処理部４０とを備えている。
なお、図１４において、図１に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１３】
本実施形態では、１つの気圧変動センサ１１を移動させて基礎傾斜情報を検出するとともに、固定に配置された２つ気圧変動センサ（１３、１４）により、傾斜変動情報を生成する場合の一例について説明する。
【０１１４】
移動機構２０ｃは、１つの気圧変動センサ１１が配置された回転板２１と、モータ制御部２２と、モータ２３とを備えている。移動機構２０ｃは、回転板２１上に配置された１つの気圧変動センサ１１を所定の移動経路として、円状に移動させる。すなわち、移動機構２０ｃは、回転板２１を回転させることよって気圧変動センサ１０を円状に移動させる。
【０１１５】
２つ気圧変動センサ（１３、１４）は、検出方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の距離（距離Ｄ）を離して配置されている。
なお、本実施形態において、気圧変動センサ１１と、気圧変動センサ１３と、気圧変動センサ１４とは、同一の構成であり、傾斜計測装置１ｃが備える任意の気圧変動センサを示す場合、又は特に区別しない場合には、気圧変動センサ１０として説明する。
【０１１６】
また、本実施形態における基礎傾斜情報検出部４１は、移動機構２０ｃによって移動させた１つの気圧変動センサ１１の出力と、当該気圧変動センサ１１の移動情報とに基づいて、基礎傾斜情報を検出する。
また、本実施形態における傾斜変動情報生成部４２は、２つの気圧変動センサ（１３、１４）によって検出された気圧の変動を示す気圧変動情報に基づいて、傾斜変動情報を生成する。
なお、計測処理部４０の動作の詳細は、上述した第１の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１１７】
以上説明したように、本実施形態における傾斜計測装置１ｃは、３つの気圧変動センサ１０と、移動機構２０ｃとを備えている。移動機構２０ｃは、３つの気圧変動センサ１０のうちの１つの気圧変動センサ１１が配置され、円状に移動可能な回転板２１を備え、回転板２１を回転させることによって気圧変動センサ１１を円状に移動させる。また、３つの気圧変動センサ１０のうちの２つの気圧変動センサ（１３、１４）が、検出方向（Ｘ軸方向）に沿って所定の距離（距離Ｄ）を離して、移動機構２０ｃの外に固定に配置されている。基礎傾斜情報検出部４１は、移動機構２０ｃによって移動させた１つの気圧変動センサ１１の出力と、当該気圧変動センサ１１の移動情報とに基づいて、基礎傾斜情報を検出する。傾斜変動情報生成部４２は、気圧変動センサ１３と、気圧変動センサ１４とによって検出された気圧変動情報に基づいて、傾斜変動情報を生成する。
これにより、本実施形態による傾斜計測装置１ｃは、第１の実施形態と同様に、消費電力を低減しつつ、傾斜情報の検出精度を向上させることができる。
【０１１８】
［第５の実施形態］
次に、図１５を参照して、第５の実施形態による傾斜計測システム１００について説明する。
なお、本実施形態では、第１の実施形態の傾斜計測装置１を複数の装置に分割して、傾斜計測システム１００とした場合の一例について説明する。
図１５に示すように、傾斜計測システム１００は、傾斜計測装置１００Ａと、センサユニット１００Ｂとを備えている。
なお、図１５において、図１に示す構成と同一の構成には、同一の符号を付与してその説明を省略する。
【０１１９】
傾斜計測装置１００Ａは、電源部３４と、記憶部３６と、計測処理部４０とを備えている。また、センサユニット１００Ｂは、２つの気圧変動センサ１０と、移動機構２０と、磁石３１と、回転検出部３２と、同期クロック信号生成部３３と、スリップリング３５とを備えている。
本実施形態による傾斜計測システム１００は、２つの気圧変動センサ１０と、移動機構２０と、磁石３１と、回転検出部３２と、同期クロック信号生成部３３と、スリップリング３５とを、傾斜計測装置１００Ａとは別体のセンサユニット１００Ｂに備えるように構成し、傾斜計測装置１００Ａと、センサユニット１００Ｂとを異なる場所に配置することを可能にする。
なお、傾斜計測装置１００Ａと、センサユニット１００Ｂとの間の接続は、有線接続であってもよいし、無線通信などで接続するようにしてもよい。
【０１２０】
以上説明したように、本実施形態による傾斜計測システム１００は、第１の実施形態の傾斜計測装置１と同様に、複数の気圧変動センサ１０と、基礎傾斜情報検出部４１と、傾斜情報生成部４３とを備えている。
これにより、本実施形態による傾斜計測システム１００は、第１の実施形態の傾斜計測装置１と同様に、消費電力を低減しつつ、傾斜情報の検出精度を向上させることができる。
【０１２１】
また、本実施形態による傾斜計測方法は、気圧の変動を検出する複数の気圧変動センサ１０を備える傾斜計測システム１００（傾斜計測装置１）の傾斜計測方法であって、基礎傾斜情報検出ステップと、傾斜変動情報生成ステップと、傾斜情報生成ステップとを含んでいる。基礎傾斜情報検出ステップにおいて、基礎傾斜情報検出部４１が、複数の気圧変動センサ１０のうちの少なくとも１つの気圧変動センサ１０であって、計測対象物に対して相対的に移動可能に配置されている少なくとも１つの気圧変動センサ１０の出力と、少なくとも１つの気圧変動センサ１０の移動情報とに基づいて、計測対象物の基礎傾斜情報を検出する。傾斜変動情報生成ステップにおいて、傾斜変動情報生成部４２が、複数の気圧変動センサ１０のうちの少なくとも２つの気圧変動センサ１０であって、検出方向に沿って所定の距離を離して配置されている少なくとも２つの気圧変動センサ１０によって検出された気圧の変動を示す気圧変動情報に基づいて、計測対象物の傾斜角の変動に関する情報を示す傾斜変動情報（例えば、高度変動情報ΔＨＤ）を生成する。傾斜情報生成ステップにおいて、傾斜情報生成部４３が、基礎傾斜情報検出ステップによって検出された基礎傾斜情報と、傾斜変動情報生成ステップによって生成された傾斜変動情報とに基づいて、計測対象物の傾斜情報を生成する。
これにより、本実施形態による傾斜計測方法は、上述した第１の実施形態の傾斜計測装置１、及び傾斜計測システム１００と同様に、消費電力を低減しつつ、傾斜情報の検出精度を向上させることができる。
【０１２２】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の実施形態において、傾斜計測装置１（１ａ〜１ｃ）が、気圧変動センサ１０を２個又は３個備える例を説明したが、３個以上の気圧変動センサ１０を備えるようにしてもよい。
【０１２３】
また、上記の各実施形態において、計測対象物の傾斜角の変動に関する情報を示す傾斜変動情報の一例として、高度変動情報ΔＨＤを適用する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、計測対象物が水平に近い範囲でのみ使用する場合に、傾斜変動情報は、傾斜変動情報生成部４２によって、上述した式（３）に基づいて、生成された傾斜角の変動分（Δθ）であってもよい。この場合、傾斜情報生成部４３は、記憶部３６が記憶する傾斜角初期値θ０に、当該傾斜角の変動分（Δθ）を加算して、現在の傾斜角θを算出してもよい。
【０１２４】
また、上記の各実施形態において、記憶部３６には、傾斜角初期値θ０を記憶させる例を説明したが、傾斜角初期値θ０の代わりに、傾斜角初期値θ０から変換した高度差ΔＨ０を記憶させるようにしてもよい。
【０１２５】
また、上記の第４の実施形態において、気圧変動センサ１０を円状に移動させる移動機構２０ｃの代わりに、気圧変動センサ１０を直線移動させる第３の実施形態の移動機構２０ｂを用いるようにしてもよい。
また、上記の各実施形態において、移動機構２０（２０ａ〜２０ｃ）は、モータ２３を備え、能動的に気圧変動センサ１０を移動させる例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、傾斜計測装置１（１ａ〜１ｃ）は、移動機構２０（２０ａ〜２０ｃ）を備えずに、風車、水車、又は人力などによって、受動的に気圧変動センサ１０を移動されるようにしてもよい。
【０１２６】
なお、上述した傾斜計測装置１（１ａ〜１ｃ）が備える各構成は、内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した傾斜計測装置１（１ａ〜１ｃ）が備える各構成の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述した傾斜計測装置１（１ａ〜１ｃ）が備える各構成における処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、インターネットやＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。
【０１２７】
また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部又は外部に設けられた記録媒体も含まれる。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に傾斜計測装置１（１ａ〜１ｃ）が備える各構成で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【０１２８】
また、上述した傾斜計測装置１（１ａ〜１ｃ）が備える機能の一部又は全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１２９】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１００Ａ  傾斜計測装置
２  ＳＯＩ基板
２ａ  シリコン支持層
２ｂ  酸化層
２ｃ  シリコン活性層
３  キャビティ筐体
３ａ  第１筐体部
３ｂ  第２筐体部
４  カンチレバー
４ａ  基端部
４ｂ  先端部
５  気圧変動検出部
１０、１１、１２、１３、１４  気圧変動センサ
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  移動機構
２１  回転板
２２  モータ制御部
２３  モータ
２４  クランクシャフト
２５  移動板
２６  レール
３０  リニアトラッキング機構
３１  磁石
３２  回転検出部
３２ａ  位置検出部
３３  同期クロック信号生成部
３４  電源部
３５  スリップリング
３５ａ  フレキシブル基板
３６  記憶部
４０  計測処理部
４１  基礎傾斜情報検出部
４２  傾斜変動情報生成部
４３  傾斜情報生成部
５０  キャビティ
５２  蓋部
５３  ギャップ
５５  貫通孔
５６  溝部
６０  ピエゾ抵抗
６１  配線部
６２  検出回路
１００  傾斜計測システム
１００Ｂ  センサユニット
４１１  同期検波部
４１２  傾斜角生成部
６２１  ブリッジ回路
６２２  差動増幅回路
ＯＢ  計測対象物
【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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