(57)【要約】【課題】加速度センサーや角速度センサーの代わりとなる、より電力消費の小さなセンサーを提供する。【解決手段】第１の電極と、前記第１の電極と対向配置された第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極からなる一対の電極の間に配置され、前記一対の電極を導通の状態又は非導通の状態のいずれかの状態にする導電体と、を備えるセンサー部を用い、単位時間における前記導通の状態を表す指標値を算出する第１処理と、所定の時間における前記指標値の２乗和を基に加速度の算出を行う第２処理と、を含むことを特徴とする加速度算出方法により加速度を算出する。【選択図】図１
2011164046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、
前記第１の電極と対向配置された第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極からなる一対の電極の間に配置され、前記一対の電極を導通の状態又は非導通の状態のいずれかの状態にする導電体と、
を備えるセンサーを用い、
単位時間における前記導通の状態を表す指標値を算出する第１処理と、
所定の時間における前記指標値の２乗和を基に加速度の算出を行う第２処理と、を含むことを特徴とする加速度算出方法。
【請求項２】
前記指標値は、前記単位時間における前記導通の状態の占める時間の長さの割合を用いて算出されることを特徴とする請求項１に記載の加速度算出方法。
【請求項３】
前記加速度は、前記２乗和で得た結果を予め作成した補正表にて補正された値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の加速度算出方法。
【請求項４】
第１のセンサー及び第２のセンサーを用いる方法であって、
前記第１のセンサーは、
第１の電極と、
前記第１の電極と対向配置された第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極の間に配置され、前記第１の電極及び前記第２の電極を導通の状態又は非導通の状態のいずれかの状態にする第１の導電体と、
を備え、
前記第２のセンサーは、
第３の電極と、
前記第３の電極と対向配置された第４の電極と、
前記第３の電極及び前記第４の電極の間に配置され、前記第３の電極及び前記第４の電極を導通の状態又は非導通の状態のいずれかの状態にする第２の導電体と、
を備え、
第１の単位時間において、前記第１のセンサーにおける前記導通の状態を表す第１指標値を算出する第１処理と、
第１の所定の時間において、前記第１指標値の２乗和を基に第１加速度の算出を行う第２処理と、
前記第２のセンサーが、第２の単位時間における前記導通の状態を表す第２指標値を算出する第３処理と、
前記第２のセンサーが、第２の所定の時間における前記第２指標値の２乗和を基に第２加速度の算出を行う第４処理と、
前記第１加速度及び前記第２加速度のいずれかの加速度を選択する第５処理と、
を含むことを特徴とする加速度算出方法。
【請求項５】
前記第５処理において、前記第１のセンサー及び前記第２のセンサーの中から基準センサーを選択し、前記基準センサーにおける前記２乗和の値を基にして、前記加速度の選択を行うことを特徴とする請求項４に記載の加速度算出方法。
【請求項６】
前記第１の導電体及び前記第２の導電体は球状の導電体であり、
前記第１の導電体及び前記第２の導電体の直径、前記第１の導電体及び前記第２の導電体の質量、前記第１の導電体及び前記第２導電体が可動できる空間の広さ、並びに、前記第１の電極の端部と前記第２の電極の端部との距離及び前記第３の電極の端部と前記第４の電極の端部との距離の少なくともひとつが異なることを特徴とする請求項４又は５に記載の加速度算出方法。
【請求項７】
第１の電極と、
前記第１の電極と対向配置された第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極からなる一対の電極の間に配置され、前記一対の電極を導通の状態又は非導通の状態のいずれかの状態にする球状の導電体と、
演算処理部と、
を含み、
前記演算処理部は、単位時間における前記導通の状態が複数のレベルのうちのいずれのレベルにあたるかを算出するレベル算出部と、複数の前記単位時間を含む所定の時間における複数の前記レベルの値の２乗和を基に加速度の算出を行う加速度算出部と、を有することを特徴とする加速度算出装置。
【請求項８】
第１のセンサーと、
第２のセンサーと、
演算処理部と、を含み、
前記第１のセンサーは、
第１の電極と、
前記第１の電極と対向配置された第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極の間に配置され、前記第１の電極及び前記第２の電極を導通の状態又は非導通の状態のいずれかの状態にする第１の導電体と、を備え、
前記第２のセンサーは、
第３の電極と、
前記第３の電極と対向配置された第４の電極と、
前記第３の電極及び前記第４の電極の間に配置され、前記第３の電極及び前記第４の電極を導通の状態又は非導通の状態のいずれかの状態にする第２の導電体と、を備え、
前記演算処理部は、レベル算出部と、加速度算出部と、を備え、
前記レベル算出部は、第１の単位時間における前記第１のセンサーの前記導通の状態が複数のレベルの中のいずれのレベルにあたるかを算出する処理と、第２の単位時間における前記第２のセンサーの前記導通の状態が前記複数のレベルの中のいずれのレベルにあたるかを算出する処理とを行い、
前記加速度算出部は、複数の前記第１の単位時間を含む第１の所定の時間における前記第１のセンサーの前記レベルの値の２乗和を基にして第１加速度を算出する処理と、複数の前記第２の単位時間を含む第２の所定の時間における前記第２のセンサーの前記レベルの値の２乗和を基にして第２加速度を算出する処理と、前記第１加速度及び前記第２加速度からいずれかを選択し出力する処理とを行うことを特徴とする加速度算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば物体の運動状態の検出に用いられる、加速度算出方法及び加速度算出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体の運動状態の検出は、一般に加速度センサーや角速度センサーを物体に取り付けて行われることが多い。運動状態の検出対象としては自動車、航空機、船舶、産業用ロボットなどがある。このような対象の場合、制御の正確さを求めることから、センサーの検出精度の高さが重要となるが、常時電力を供給し続けることが可能な環境で使用されることが多いことから、消費電力の大きさが問題とされない場合がある。
【０００３】
また、運動状態の検出は、人や動物などに対しても行われ、特許文献１には、人の状態監視を目的として加速度計を人体に装着することが提案されている。このような場合、加速度計内などに電池などの電力供給源を有することになる。しかしながら、加速度センサーや角速度センサーは常時電力を消費していることから電力供給源の交換の頻度が煩わしく感じられる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−８１６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、制御の正確さを求める装置においても今後は二次電池を電力供給源とする場合が重要になることが考えられ、センサーの検出精度の高さが重要であるのと同じようにセンサーの消費電力の少なさが重要になる。また、上述したように、人の状態監視を目的とする場合には、消費電力の小ささが求められている。これに対応するためには、従来の加速度センサーや角速度センサーの代わりとなる、より電力の消費の小さいセンサー若しくはより電力の消費の少ない検出装置が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくともひとつを解決するためになされたものであり、以下の加速度算出方法及び加速度算出装置の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
本発明に係るひとつの加速度算出方法は、第１の電極と、前記第１の電極と対向配置された第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極からなる一対の電極の間に配置され、前記一対の電極を導通の状態又は非導通の状態のいずれかの状態にする導電体と、を備えるセンサーを用い、単位時間における前記導通の状態を表す指標値を算出する第１処理と、所定の時間における前記指標値の２乗和を基に加速度の算出を行う第２処理と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
この方法によれば、一対の電極、及び、一対の電極間に配置された導電体を備えたセンサーの出力値から単位時間あたりの導通の状態を表す指標値を算出し、所定の時間における指標値の２乗和を基にして加速度を算出することができる。一対の電極と一対の電極間に配置された導電体とを有する簡易な構造のセンサーは、導電体が一対の電極の双方に接すると一対の電極間が導通の状態となり、導電体がいずれか一方の電極にしか接していないと一対の電極間が非導通の状態となる。このため、一対の電極が導通の状態となるときに電流が流れるため、通常の加速度センサーと比較して消費電力が小さい。上述した簡易な構造のセンサーを物体に取り付けると、物体の動きに応じて一対の電極に対しての導電体の位置が変化し、これに伴う導通の状態若しくは非導通の状態の変化の回数、及び、導通の状態である時間の長さ若しくは非導通の状態である時間の長さを計測することができる。指標値は、上述した簡易な構造のセンサーの出力値を基に算出される。単位時間とは指標値を設定するのに適した時間間隔のことである。動きを検出する対象によって異なる時間間隔となることが考えられる。どの程度の時間間隔にするかは、実験などを行い決定することが好ましい。また、所定の時間とは複数の連続した単位時間からなる時間間隔であり、算出した加速度は、所定の時間における加速度である。所定の時間を単位時間の何倍にするかも動きを検出する対象によって異なることが考えられ、実験などを行い決定することが好ましい。
【０００９】
また、上述した簡易な構造のセンサーは、物体が正立した状態で導電体が一対の電極の双方に接するように物体に装着すると、物体に所定の角度の傾斜が発生した場合に導電体がいずれか一方の電極にしか接しないようになる。すなわち、物体に所定の角度の傾斜が発生すると、上述した簡易な構造のセンサーの出力が導通の状態から非導通の状態に変化する。このことから、一対の電極の導通または非導通の状態から物体の傾斜を検出することが可能である。このため、上述した簡易な構造のセンサーは傾斜検出センサーと呼ばれることがある。以降の形態又は適用例の記載において、上述した簡易な構造のセンサーを、便宜上、傾斜検出センサーと呼ぶことにする。
【００１０】
［適用例２］
上記の適用例に係る加速度算出方法において、前記指標値は、前記単位時間における前記導通の状態の占める時間の長さの割合を用いて算出されることが好ましい。
【００１１】
この方法によれば、指標値を導通の状態の占める時間の長さの割合とすることで、傾斜検出センサーを装着した対象の動きの状態を区分することができる。傾斜検出センサーにおける導通の状態の変化は、傾斜検出センサーを装着した対象の動きにより発生することから、単位時間における導通の状態の占める時間の割合は傾斜検出センサーを装着した対象の動きの特徴を示していると考えることができる。
【００１２】
［適用例３］
上記の適用例に係る加速度算出方法において、前記加速度は、前記２乗和で得た結果が予め作成した補正表にて補正された値であることが好ましい。
【００１３】
この方法によれば、予め補正表を作成しておくことで、より正確な加速度を算出することができる。所定の時間において、指標値を２乗和した値は傾斜検出センサーを装着した対象の加速度と相関がある値を取るが補正が必要となる場合がある。補正が必要となる場合、予め補正表を作成しておき、補正表を用いて補正することで容易に傾斜検出センサーを装着した対象の加速度を得ることができる。補正表は、傾斜検出センサーに与える加速度と、加速度を与えた結果得られた指標値の２乗和の値から作成しておくことが好ましい。
【００１４】
［適用例４］
本発明に係る他のひとつの加速度算出方法は、第１のセンサー及び第２のセンサーを用いる方法であって、前記第１のセンサーは、第１の電極と、前記第１の電極と対向配置された第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間に配置され、前記第１の電極及び前記第２の電極を導通の状態又は非導通の状態のいずれかの状態にする第１の導電体と、を備え、前記第２のセンサーは、第３の電極と、前記第３の電極と対向配置された第４の電極と、前記第３の電極及び前記第４の電極の間に配置され、前記第３の電極及び前記第４の電極を導通の状態又は非導通の状態のいずれかの状態にする第２の導電体と、を備え、第１の単位時間において、前記第１のセンサーにおける前記導通の状態を表す第１指標値を算出する第１処理と、第１の所定の時間において、前記第１指標値の２乗和を基に第１加速度の算出を行う第２処理と、前記第２のセンサーが、第２の単位時間における前記導通の状態を表す第２指標値を算出する第３処理と、前記第２のセンサーが、第２の所定の時間における前記第２指標値の２乗和を基に第２加速度の算出を行う第４処理と、前記第１加速度及び前記第２加速度のいずれかの加速度を選択する第５処理と、を含むことを特徴とする。第１の単位時間、第１の所定の時間、第２の単位時間及び第２の所定の時間は、実験などを行い決定することが好ましい。
【００１５】
この方法によれば、第１のセンサーの導通の状態を基に算出した第１加速度、及び、第２のセンサーの導通の状態を基に算出した第２加速度の中から適切と判断される加速度を選択することができる。
【００１６】
［適用例５］
上記の適用例に係る他のひとつの加速度算出方法において、前記第５処理において、前記第１のセンサー及び前記第２のセンサーの中から基準センサーを選択し、前記基準センサーにおける前記２乗和の値を基にして、前記加速度の選択を行うことが好ましい。
【００１７】
この方法によれば、選択の基準となるセンサーを選択しておくことで、加速度の選択を行う処理を簡易にすることができる。
【００１８】
［適用例６］
上記の適用例に係る他のひとつの加速度算出方法において、前記第１の導電体及び前記第２の導電体は球状の導電体であり、前記第１の導電体及び前記第２の導電体の直径、前記第１の導電体及び前記第２の導電体の質量、前記第１の導電体及び前記第２導電体が可動できる空間の広さ、並びに、前記第１の電極の端部と前記第２の電極の端部との距離及び前記第３の電極の端部と前記第４の電極の端部との距離の少なくともひとつが異なることが好ましい。
【００１９】
この方法によれば、第１のセンサーの少なくともひとつの構成要素の形状と第２のセンサーの少なくともひとつの構成要素の形状とを異なる形状とすることで、検出できる加速度の範囲を広げることができる。球状の導電体の直径、質量又は球状の導電体が可動できる空間の広さの少なくともひとつが異なると実際の加速度に対して相関の取れる範囲が異なってくる。従って、球状の導電体の直径、質量、球状の導電体が可動できる空間の広さ及び一対の電極の端部間の距離の少なくともひとつが異なるセンサーを複数有することで、実際の加速度と相関の取れる範囲を広げることができる。
【００２０】
［適用例７］
本発明に係るひとつの加速度算出装置は、第１の電極と、前記第１の電極と対向配置された第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極からなる一対の電極の間に配置され、前記一対の電極を導通の状態又は非導通の状態のいずれかの状態にする球状の導電体と、演算処理部と、を含み、前記演算処理部は、単位時間における前記導通の状態が複数のレベルのうちのいずれのレベルにあたるかを算出するレベル算出部と、複数の前記単位時間を含む所定の時間における複数の前記レベルの値の２乗和を基に加速度の算出を行う加速度算出部と、を有することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、レベル算出部において単位時間における傾斜検出センサーの導通の状態が複数のレベルのうちのいずれのレベルにあたるかを算出し、加速度算出部において所定の時間におけるレベルの値の２乗和を基にして加速度を算出することにより、傾斜検出センサーの出力から加速度を算出することができる。単位時間とはレベルを設定するのに適した時間間隔のことであり、動きを検出する対象によって異なることが考えられる。どの程度の時間間隔にするかは、実験などを行い決定することが好ましい。また、所定の時間とは複数の連続した単位時間からなる時間間隔であり、加速度を算出するための時間間隔のことである。所定の時間を単位時間の何倍にするかも、動きを検出する対象によって異なることが考えられることから、実験などを行い決定することが好ましい。
【００２２】
［適用例８］
本発明の適用例に係る他のひとつの加速度算出装置は、第１のセンサーと、第２のセンサーと、演算処理部と、を含み、前記第１のセンサーは、第１の電極と、前記第１の電極と対向配置された第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間に配置され、前記第１の電極及び前記第２の電極を導通の状態又は非導通の状態のいずれかの状態にする第１の導電体と、を備え、前記第２のセンサーは、第３の電極と、前記第３の電極と対向配置された第４の電極と、前記第３の電極及び前記第４の電極の間に配置され、前記第３の電極及び前記第４の電極を導通の状態又は非導通の状態のいずれかの状態にする第２の導電体と、を備え、前記演算処理部は、レベル算出部と、加速度算出部と、を備え、前記レベル算出部は、第１の単位時間における前記第１のセンサーの前記導通の状態が複数のレベルの中のいずれのレベルにあたるかを算出する処理と、第２の単位時間における前記第２のセンサーの前記導通の状態が前記複数のレベルの中のいずれのレベルにあたるかを算出する処理とを行い、前記加速度算出部は、複数の前記第１の単位時間を含む第１の所定の時間における前記第１のセンサーの前記レベルの値の２乗和を基にして第１加速度を算出する処理と、複数の前記第２の単位時間を含む第２の所定の時間における前記第２のセンサーの前記レベルの値の２乗和を基にして第２加速度を算出する処理と、前記第１加速度及び前記第２加速度からいずれかを選択し出力する処理とを行うことを特徴とする。
【００２３】
この方法によれば、第１のセンサーの導通の状態を基に算出した第１加速度、及び、第２のセンサーの導通の状態を基に算出した第２加速度の中から適切と判断される加速度を選択することができる。第１の単位時間、第１の所定の時間、第２の単位時間及び第２の所定の時間は、実験などを行い決定することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態における加速度算出装置のブロック図。
【図２】第１実施例におけるレベルの変化を示した図。
【図３】第１実施例における算出した加速度を示した図。
【図４】第２実施例における補正前後の加速度と実際の加速度の差の例を示した図。
【図５】第２実施形態における加速度算出装置のブロック図。
【図６】加速度算出装置によりカバーされる加速度の範囲を示した図。
【図７】メインフローチャート。
【図８】第１処理のフローチャート。
【図９】第２処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の加速度算出方法及び加速度算出装置の実施形態について、図を用いて説明する。
【００２６】
（第１実施形態）
図１に本実施形態における加速度算出装置１０の構成要素の一部を示す。加速度算出装置１０は、センサー部１の特定の時間間隔における運動状態を複数のレベルのいずれかのレベルにあるかを判定し、該レベルから加速度を算出し、算出した加速度を処理結果として出力するものであり、センサー部１、検出部２、演算処理部３及び出力部４を含む。加速度算出装置１０は、センサー部１の出力の変化を検出部２で検出し、検出部２の検出結果から演算処理部３で加速度を算出して出力部４が算出した加速度を加速度算出装置１０の外部に出力する。加速度算出装置１０の上記のそれぞれの構成要素について、更に詳しく次に説明する。
【００２７】
センサー部１は、絶縁状態に保たれ位置関係が固定された一対の電極と、該一対の電極間に形成される空間に存在する可動する球状の導電体を有するものである。一対の電極間に形成される空間は球状の形状の空間であり、球状の導電体は該空間内をセンサー部１が装着された対象の動きに対応して移動する。球状の導電体が一対の電極の両方に接すれば一対の電極は導通の状態（以降、オンと呼ぶ）となり、球状の導電体が一対の電極の一方のみに接するか又はいずれの電極にも接しなければ一対の電極は非導通の状態（以降、オフと呼ぶ）となる。
【００２８】
検出部２は、センサー部１の出力の変化からセンサー部１のオン・オフの状態を検出し、検出結果を演算処理部３に出力する機能を有する。演算処理部３は検出部２からの検出結果の変化を割込み信号の変化として認識する。
【００２９】
演算処理部３は、レベル算出部５、加速度算出部６及び処理制御部７を有する。検出部２からの検出信号を割込み信号として処理し、第１の所定の時間の長さを有する単位時間におけるセンサー部１の一対の電極の導通の状態の時間の占める割合を算出し、導通の状態の占める割合がいずれのレベルであるかを算出（第１処理）するのがレベル算出部５である。レベル算出部５が決定したレベルは、決定したレベルを示す値（指標値）に対応付けられ、指標値が加速度算出部６に送られる。加速度算出部６は複数の単位時間を有する第２の所定の時間における複数のレベルの２乗和を求め、該２乗和を基に加速度を算出（第２処理）して出力部４に出力する。
【００３０】
処理制御部７は、演算処理部３全体の制御を行う処理ブロックであり、レベル算出部５、加速度算出部６及び出力部４の動作モードの設定、起動、停止及び動作タイミングの同期などの制御を行う。処理制御部７の行う処理の一部をメインフローチャート１００として図７に示す。
【００３１】
メインフローチャート１００に示した処理は、加速度算出装置１０の装置電源投入後、パワーオンリセットが終了した後に起動される。検出部２、レベル算出部５、加速度算出部６及び出力部４は、パワーオンリセット後は動作停止状態にあり、処理制御部７の指示により所定の動作を開始する。レベル算出部５で処理される第１処理のフローチャートをフローチャート２００として図８に、加速度算出部６で処理される第２処理のフローチャートをフローチャート３００として図９に示す。また、本実施形態ではパワーオンリセットで演算処理部３における割込み信号のマスクがオンにされるものとする。
【００３２】
まず、図７・処理Ｓ１０１において、加速度算出装置１０の初期設定が行われる。加速度算出装置１０内部の構成要素における初期設定の順番の記載はしないが、本実施形態においては処理制御部７の初期設定が行われた後、他の構成要素の初期設定が行われる。しかしながら、初期設定の順番は、実施形態によって異なってくるものなので、必ずしも本実施形態と同じである必要はない。
【００３３】
処理制御部７は、図７・処理Ｓ１０２において検出部２、レベル算出部５、加速度算出部６及び出力部４に処理の開始を指示し、図７・処理Ｓ１０３において割込みマスクをオフ（割込みを許可にする）にする。尚、割込みのマスクのオフの設定は、加速度算出装置１０内の構成要素の動作の管理が役割の処理制御部７において行われるが、本実施形態においては割込み処理のすべてが処理制御部７で実行される訳ではない。割込み処理の実行に関しては必要に応じて後述する。
【００３４】
処理制御部７は、図７・処理Ｓ１０３で割込みマスクをオフにした後は、処理制御部７において実行が必要な割込みを監視し（図７・処理Ｓ１０４）、割込みが終了を示すものであれば（図７・処理Ｓ１０５）終了処理（図７・処理Ｓ１０６）に進み、割込みが終了を示すものでない場合は割込み処理１（図７・処理Ｓ１０７）に進む。割込み処理１は加速度算出装置１０として定義が必要な複数の割込み処理を含む処理であり、本発明に直接関係ない割込み処理も有することから本説明においては特に詳細の言及はしない。このため、割込み処理１の具体的なフローチャートについては割愛した。
【００３５】
次に、レベル算出部５について説明する。レベル算出部５は第１処理を行うが、第１処理のみを行う訳ではない。従って、フローチャート２００に示した処理以外の処理も実行される。例えば、フローチャート２００に示していない割込み処理などが存在する。しかし、レベル算出部５で行われる第１処理以外の処理については本発明との関係は薄く、所謂設計事項にあたると判断することから本実施形態においては特に説明は行わず、説明が必要と判断した部分についてのみ言及することにする。所謂設計事項と判断される事に関しては、他の構成要素に関しても同様とする。
【００３６】
レベル算出部５で処理される第１処理は、パワーオンリセット後に処理制御部７からの起動指示により起動する。処理制御部７により割込みが許可されると（図７・処理Ｓ１０３）、割込みが発生したかどうかの検出を行う（図８・処理Ｓ２０１）。割込み要因が単位時間の経過を示すものであるかどうかを判定し（図８・処理Ｓ２０２）、単位時間の経過を示すものであった場合はレベル値ＴＬｎの出力を行う（図８・処理Ｓ２０３）。割込み要因が単位時間の経過を示すものでなかった場合は、検出部２からの検出信号による割込みが発生したかどうかの判定を行う（図８・処理Ｓ２０４）。検出信号による割込みであった場合、まずオンからオフへの変化を示すものであるかどうかを判定し（図８・処理Ｓ２０５）、オンからオフへの変化を示すものであれば、オンの累積時間ＯｎＴｎを算出する（図８・処理Ｓ２０６）。オフからオンへの変化を示すものであればオフの累積時間ＯｆＴｎを算出する（図８・処理Ｓ２０９、処理Ｓ２１０）。
【００３７】
オンの累積時間ＯｎＴｎ及びオフの累積時間ＯｆＴｎの算出後、図８・処理Ｓ２０７、処理Ｓ２０８、処理Ｓ２１１、処理Ｓ２１２、処理Ｓ２１３、処理Ｓ２１４及び処理Ｓ２１５によりレベルＴＬｎを決定し、次の割込みの発生の検出を行う（図８・処理Ｓ２０１）。
【００３８】
尚、ＴＬｎ及びＯｎＴｎなどの変数の末尾のｎは０以上の整数を示し、変数の組が複数存在することを表すものである。単位時間が切り替わると直前の単位時間に使用していた変数の組と異なる変数の組が使用される。これは、ひとつの単位時間が終了し次の単位時間に入るときに、次の単位時間の計測のために変数をクリアしてしまうことで直前の単位時間の加速度の算出ができなくなってしまうことを防ぐためである。
【００３９】
本実施形態では単位時間の計測は処理制御部７により行い、単位時間として規定した所定の時間間隔が経過すると処理制御部７に割り込みが発生し、処理制御部７の割込み処理１（図７・処理Ｓ１０７）の処理の中においてレベル算出部５に単位時間経過を示す割込み信号を出力する。図８・処理Ｓ２０２はこの割込み信号の発生の確認を行うものである。
【００４０】
上述した第１処理により単位時間が経過する度に加速度算出部６に単位時間におけるレベル値が出力される。第２処理は、このレベル値を用いて加速度算出部６により実行される。次に、図９に示した第２処理のフローチャート３００について説明する。
【００４１】
加速度算出部６は、上述したようにパワーオンリセット後の停止状態にあり、図７・処理Ｓ１０２により起動がかけられる。起動後、２乗和計算結果及び加速度算出結果はクリアされ（図９・処理３０１）、レベル値の受信監視の状態になる（図９・処理Ｓ３０２）。レベル値を受信すると受信したレベル値を一旦加速度算出部６内部のメモリー又はレジスター（共に図示せず）に保存し（図９・処理Ｓ３０３）、レベル値を用いた下記式による２乗和の計算を行い（図９・処理Ｓ３０４）、２乗和の計算が規定の回数行われたかどうかを判断する（図９・処理Ｓ３０５）。下記式において、Ｖ（ｔ）がレベル値であり、Ｔが規定の回数を示す。ｋは比例定数であり、２乗和の計算結果がａである。
【００４２】
【数１】
2011164046.tif 000003
【００４３】
２乗和の計算が規定の回数行われた後、補正が必要であるかどうかの判断を行い（図９・処理Ｓ３０６）、補正が必要であれば加速度算出部６内に有する補正テーブルにより補正を行い（図９・処理Ｓ３０７）、補正後の結果を加速度算出結果として出力部４に出力する（図９・処理Ｓ３０８）。
【００４４】
図８及び図９で示すフローチャートで分かるように、本実施形態においては第１処理及び第２処理は一度起動がかけられると電源の供給が続けられている限り実行し続ける設定としている。また、本実施形態で使用するパラメーター類は予め実験などで決められているものとする。
【実施例１】
【００４５】
本実施形態を用いて求めた加速度の例を示す。図２は式（１）で用いる変数に関して示した図である。Ｔ０は単位時間の時間間隔を示す。Ｔは加速度を検出する時間範囲であるが、単位時間の数により定められる。この数が式（１）における規定の回数Ｔである。Ｔ０は１秒以内、Ｔは長くても１０秒程度となる値とするのが好ましい。本実施例においては、Ｔ０を０．１秒、Ｔを１０（１秒）とした。
【００４６】
図３は、加振機により実際に与えた加速度と本実施形態の加速度算出装置１０で得られた加速度を示したものである。ただし、補正は行っておらず式（１）で得られた結果を図示したものである。図３の横軸は加振機によって与えた加速度である。図３の縦軸は本実施形態による加速度算出装置１０に得られた加速度を示している。図３から、補正無しの状態でも、本実施形態による加速度算出装置１０によって算出した加速度は、０．９Ｇから１．１Ｇにおいて実用的に使用可能であることがわかる。比例定数ｋは実験の結果により定めた。
【実施例２】
【００４７】
本実施例では補正についての例を示す。図３から分かるように、補正なしでは０．９Ｇから１．１Ｇの範囲でしか実用的な使用ができない。しかしながら２乗和の値は０．７Ｇから変化してきており、例えば図４に示した曲線ａを図４に示した直線ａ’となるように補正を行うことで使用できる範囲を広げることが可能である。
【００４８】
補正の方法としては、計算結果が特定の値となった場合に実験などにより求めた係数を計算結果に掛け合わせる方法や、計算結果に対応した加速度を実験により求め、計算結果と加速度の対応表を作成しておき、この対応表を用いて実際の測定で得られた計算結果から加速度を求める方法などがある。本実施形態では、対応表を補正テーブルとして加速度算出部６に有している。その結果、本実施形態による加速度算出装置に１０おいて、０．７Ｇから１．３Ｇの範囲において図３のｂで示したように、与えられた加速度と同じ値となる出力値を得ることができた。
【００４９】
（第２実施形態）
図５に本実施形態における加速度算出装置２０の構成要素の一部を示す。加速度算出装置２０は、センサー部１１、２１及び３１、検出部２２、演算処理部２３及び出力部２４を有する。センサー部が複数存在することで、検出部２２及び演算処理部２３の内部の構成が第１実施形態における検出部２及び演算処理部３とは異なる。出力部２４は、第１実施形態における出力部４と同じでよい。
【００５０】
図５にはセンサー部１１、センサー部２１及びセンサー部３１の球状の導電体の直径が異なるものとして示しているが、センサー部１１、２１及び３１は、球状の導電体の直径、球状の導電体の質量、球状の導電体が可動できる空間の広さ及び一対の電極間の絶縁部分の距離の少なくともひとつが他のセンサー部と異なっていればよい。これにより、センサー部１１、２１及び３１に同じ加速度を与えたときの球状の導電体の動きがそれぞれ異なる。これによりセンサー部１１、２１及び３１の各々の出力信号に対する検出部２２からの各々の検出信号が異なるものとなり、検出信号が異なることを利用して加速度算出装置２０で算出できる加速度の範囲を広げることが可能となる。
【００５１】
検出部２２が、センサー部１１、２１及び３１の各々に対して行う処理は第１実施形態における検出部２と基本的に同じである。このため、少なくとも検出部２２は検出部２の３倍の処理を行う必要があり、これに見合った処理能力が必要となる。
【００５２】
演算処理部２３と演算処理部３との大きな違いは、演算処理部２３は、センサー部１１、２１及び３１の出力を基に算出した加速度の中から加速度算出装置２０として出力する加速度を選択する回路が存在することである。これ以外においては演算処理部２３がセンサー部１１、２１及び３１の各々に対して行う処理は第１実施形態における演算処理部３と基本的に同じである。尚、３つのセンサーの処理をひとつの演算処理部２３で行うことで、各々のセンサー部の２乗和の計算値の補正において自センサー部以外の他のセンサー部の計算値を参照して行うようにすることもできる。演算処理部２３は、第１実施形態の演算処理部３の少なくとも３倍の処理を行う必要があり、これに見合った処理能力が必要となる。
【実施例３】
【００５３】
本実施例は、センサー部２１に対して相対的に低い加速度の算出に対応したセンサーをセンサー部１１に用い、センサー部２１に対して相対的に高い加速度の算出に対応したセンサーをセンサー部３１に用い、複数のセンサーを使用することで、計測可能となる範囲が広がることを示す例である。本実施例における加速度算出装置２０の加速度の算出結果を図６に示す。尚、図５に示したセンサー部１１、センサー部２１及びセンサー部３１の形状の差は本実施例における各々センサーの形状を限定するものではない。
【００５４】
図６の横軸は加振機により与えた加速度の大きさを示し、図６の縦軸は本実施例における加速度算出装置２０により算出した加速度の大きさを示す。センサー部１１の上記式（１）による計算結果を曲線１１で、センサー部２１の上記式（１）による計算結果を曲線２１で、センサー部３１の上記式（１）による計算結果を曲線３１で示している。また、加速度算出装置２０で算出する加速度の最大値を１．２Ｇとし、これらの計算値を基にして補正を行って得た加速度を太線で示した。
【００５５】
図６からわかるように、センサー部１１、センサー部２１及びセンサー部３１の出力を基にしての計算結果でオーバーラップする部分が存在することから、それぞれの計算結果のすべてに対して補正をする必要がないことが分かる。いずれの計算結果を用いて補正を行い加速度算出装置２０の出力とするかの判断は、センサー部２１の出力を基にしての計算結果を基準にして行うことができる。センサー部１１を基にしての計算結果がセンサー部２１の出力を基にしての計算結果以下の場合は、センサー部１１の出力を基にしての計算結果に対して補正を行う。これにより、０．１Ｇから０．６５Ｇの範囲の加速度の算出が可能となる。センサー部２１の出力を基にしての計算結果がセンサー部１１の出力を基にしての計算結果よりも大きくかつセンサー部３１の出力を基にしての計算結果以上の場合はセンサー部２１の出力を基にしての計算結果に補正を行う。これにより、０．６５Ｇより大きく１．２Ｇ以下の範囲の加速度の算出が可能となる。加速度算出装置２０で算出可能な加速度の範囲を図６に太線で示した。
【００５６】
上述したように、本発明を適用することにより、傾斜検出センサーを用いて加速度の算出を行うことができる。また、複数の傾斜検出センサーを用いることにより、加速度の算出範囲を広げることができる。
【００５７】
本発明の適用は上述した方法に限らない。例えば検出部２からの検出結果を無線などの通信手段で送信し、演算処理部３（２３）で行う処理をパソコンなどで行ってもよい。また、導電体は球状でなくてもよく、たとえば扁球（楕円体）や円柱等の回転体等、傾斜に応じて動く形状であればよい。また、上述の実施形態、実施例ではセンサー部が有する電極間に形成される空間は球状の空間であると説明したが、必ずしも球状でなくてもよく、扁球（楕円体）や円柱等の回転体等導電体が動くことができる空間であればどのような形状であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１，１１，２１，３１…センサー部、２，２２…検出部、３，２３…演算処理部、４，２４…出力部、５，２５…レベル算出部、６，２６…加速度算出部、７，２７…処理制御部、１０，２０…加速度算出装置、１００，２００，３００…フローチャート。
【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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