(57)【要約】【課題】  消費電力を抑えつつ、適切なタイミングでの検出処理を行う検出装置、処理装置、検出システム、検出方法及びプログラム等を提供すること。【解決手段】  検出装置１００は、構造物の傾斜角に応じて電極間の容量値が変化する傾斜センサー１１０と、傾斜センサー１１０の出力に基づいて、傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定された場合に、検出信号をアクティブにする検出回路１２０と、物理量センサー１３０と、処理部１４０を含み、処理部１４０は、検出信号がアクティブとなった場合に、物理量センサー１３０のセンサー信号に基づく検出処理を開始する。【選択図】      図１
2017187294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する傾斜センサーと、
前記傾斜センサーの出力に基づいて、前記傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定さ
れた場合に、検出信号をアクティブにして出力する検出回路と、
前記構造物の状態を検出する物理量センサーと、
処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記検出信号がアクティブとなった場合に、前記物理量センサーのセンサー信号に基づ
く検出処理を開始することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記物理量センサーは、
前記構造物の傾斜及び振動の少なくとも一方を検出するセンサーであることを特徴とす
る検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記検出回路は、
前記傾斜センサーが出力する第１周波数帯域の第１信号と、前記第１周波数帯域に比べ
て高い周波数帯域である第２周波数帯域の第２信号を抽出し、前記第１信号と第１の閾値
との比較結果、及び前記第２信号と第２の閾値との比較結果の少なくとも一方に基づいて
、前記検出信号をアクティブとすることを特徴とする検出装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記処理部は、
前記第２信号と前記第２の閾値との比較結果に基づいて、前記検出信号がアクティブに
なった場合に、前記検出処理を所定期間継続することを特徴とする検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記物理量センサーを駆動する発振回路を含み、
前記検出回路は、
前記発振回路の発振信号に基づいて、前記検出信号を生成することを特徴とする検出装
置。
【請求項６】
請求項５において、
前記検出回路は、
前記発振信号の位相を調整する第１の位相調整部と、
前記発振信号の位相を、前記傾斜センサーの前記容量値に基づいて調整する第２の位相
調整部と、
前記第１の位相調整部からの出力信号と、前記第２の位相調整部の出力信号との間の位
相差に基づく出力信号を出力する出力部と、
を含むことを特徴とする検出装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記検出回路は、
前記位相差に基づく前記出力信号に対するフィルター処理を行うローパスフィルターと
、
前記ローパスフィルターの出力信号と、所与の検出閾値との比較処理を行うコンパレー
ターと、
を含むことを特徴とする検出装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、
前記検出回路は、
前記位相差に基づく前記出力信号に対するフィルター処理を行うバンドパスフィルター
と、
前記バンドパスフィルターの出力信号と、第２の検出閾値との比較処理を行う第２のコ
ンパレーターと、
前記検出信号をアクティブとする期間を設定するタイマーと、
を含むことを特徴とする検出装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記傾斜センサーは、
パッケージに固定された第１の電極と、
前記パッケージに対して可動な可動部と、
前記可動部に設けられた第２の電極と、
を含み、
前記検出回路は、
前記第１の電極と前記第２の電極の間の前記容量値に基づいて、前記傾斜角の変化が前
記所定条件を満たしたか否かを判定することを特徴とする検出装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記検出信号がアクティブになった場合、又は所与の時間の経過ごとに、前記物理量セ
ンサーの前記センサー信号に基づく前記検出処理を開始することを特徴とする検出装置。
【請求項１１】
構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する傾斜センサーの出力に基づいて、
前記傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定された場合に、検出信号をアクティブにし
て出力する検出回路からの、前記検出信号を取得する検出信号取得部と、
物理量センサーのセンサー信号に基づいて、物理量の検出処理を行う検出処理部と、
を含み、
前記検出処理部は、
前記検出信号取得部により取得される前記検出信号がアクティブとなった場合に、前記
物理量センサーの前記センサー信号に基づく前記検出処理を開始することを特徴とする処
理装置。
【請求項１２】
第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）のセンサーユニットと、
処理装置と、
を含み、
第１〜第Ｎのセンサーユニットの各センサーユニットは、
構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する傾斜センサーと、
前記傾斜センサーの出力に基づいて、前記傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定さ
れた場合に、検出信号をアクティブにして出力する検出回路と、
前記構造物の状態を検出する物理量センサーと、
を含み、
前記処理装置は、
第１〜第Ｎのセンサーユニットのうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦Ｎを満たす整数）のセンサ
ーユニットからの前記検出信号がアクティブとなった場合に、前記第ｉのセンサーユニッ
トに含まれる前記物理量センサーのセンサー信号に基づく検出処理を開始することを特徴
とする検出システム。
【請求項１３】
構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する傾斜センサーの出力に基づいて、
前記傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定された場合に、検出信号をアクティブにし
て出力する検出回路からの、前記検出信号を取得する検出信号取得処理と、
物理量センサーのセンサー信号に基づく、物理量の検出処理と、
を含み、
前記検出信号取得処理により取得される前記検出信号がアクティブとなった場合に、前
記物理量センサーの前記センサー信号に基づく前記検出処理を開始することを特徴とする
検出方法。
【請求項１４】
構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する傾斜センサーの出力に基づいて、
前記傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定された場合に、検出信号をアクティブにし
て出力する検出回路からの、前記検出信号を取得する検出信号取得処理と、
物理量センサーのセンサー信号に基づく、物理量の検出処理と、
をコンピューターに行わせ、
前記検出信号取得処理により取得される前記検出信号がアクティブとなった場合に、前
記物理量センサーの前記センサー信号に基づく前記検出処理を開始することを特徴とする
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置、処理装置、検出システム、検出方法及びプログラム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々のセンサーを用いて構造物の状態検出（異常検知、モニタリング）を行うシ
ステム（検出システム、監視システム、モニタリングシステム）が知られている。ここで
の構造物は、建物、橋梁、法面といった人工構造物であってもよいし、自然斜面のような
自然構造物であってもよい。構造物の状態検出を行うことで、当該構造物の崩壊、崩落の
発生を抑止したり、崩壊等が起こった場合の被害拡大を抑止することが可能になる。
【０００３】
構造物の状態検出を行うセンサーとしては、振動センサーや傾斜センサーが知られてい
る。例えば特許文献１には、キャパシターの容量検出を用いた傾斜センサーが開示されて
いる。また特許文献２には、可動板に周波数変化型の検出素子と容量変化型の検知手段を
備えた周波数変化型検出素子で振動を検出し、容量変化型検出手段で可動板の変位監視を
行う物理量検出素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１０３１３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５２１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
センサーを含む検出装置は、状態検出の対象となる土壌や構造物に設置される。そのた
め、検出装置に電源を供給するためのケーブルの設置負担が大きいことも多く、検出装置
はバッテリーにより駆動されることが想定される。ユーザーによる頻繁なバッテリー交換
やメンテナンスを抑止するためにも、バッテリーで駆動する検出装置では、センサーによ
るセンシング（センサー信号に基づく処理部での検出処理）に要する消費電力を低減する
ことが望ましい。
【０００６】
省電力手法としては、間欠動作を行う手法が広く知られている。例えば、状態検出用の
センサーの駆動レートや、センサーからのセンサー信号に基づく検出処理の処理レートを
通常動作時よりも低くすれば、消費電力は通常動作時に比べて低減できる。しかし、構造
物の状態検出では、どのようなタイミングで異常が発生するかわからない。そのため、間
欠動作を行わせた場合、センサーによるセンシングを行っていないタイミングで異常が発
生してしまうおそれがある。
【０００７】
つまり構造物の状態検出では、異常を見逃すことなく検出するという第１の要求と、検
出動作による消費電力を低減するという第２の要求があり、この２つの要求を満たす手法
は特許文献１、特許文献２等の従来手法では開示されていなかった。
【０００８】
本発明の幾つかの態様によれば、消費電力を抑えつつ、適切なタイミングでの検出処理
を行う検出装置、処理装置、検出システム、検出方法及びプログラム等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する傾斜センサー
と、前記傾斜センサーの出力に基づいて、前記傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定
された場合に、検出信号をアクティブにして出力する検出回路と、前記構造物の状態を検
出する物理量センサーと、処理部と、を含み、前記処理部は、前記検出信号がアクティブ
となった場合に、前記物理量センサーのセンサー信号に基づく検出処理を開始する検出装
置に関係する。
【００１０】
本発明の一態様では、構造物の傾斜角を容量値に基づいて検出する傾斜センサーと、当
該傾斜センサーの出力に基づき検出信号をアクティブにして出力する検出回路を用いて、
物理量センサーのセンサー信号に基づく処理部での検出処理を開始する。このようにすれ
ば、シンプルな構成の傾斜センサー及び検出回路を用いて、検出処理を開始することが可
能になり、消費電力の低減、及び適切なタイミングでの検出処理の実行が可能になる。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記物理量センサーは、前記構造物の傾斜及び振動の少な
くとも一方を検出するセンサーであってもよい。
【００１２】
これにより、検出信号がアクティブとなった場合に、傾斜及び振動の少なくとも一方の
検出処理を行うことが可能になる。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記検出回路は、前記傾斜センサーが出力する第１周波数
帯域の第１信号と、前記第１周波数帯域に比べて高い周波数帯域である第２周波数帯域の
第２信号を抽出し、前記第１信号と第１の閾値との比較結果、及び前記第２信号と第２の
閾値との比較結果の少なくとも一方に基づいて、前記検出信号をアクティブとしてもよい
。
【００１４】
これにより、傾斜センサーに出力のうち、異なる複数の周波数帯域の成分を用いて、検
出信号を生成することが可能になる。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記第２信号と前記第２の閾値との比較結
果に基づいて、前記検出信号がアクティブになった場合に、前記検出処理を所定期間継続
してもよい。
【００１６】
これにより、比較的高い周波数成分の信号に基づく検出処理を、所定期間だけ継続して
実行することが可能になる。
【００１７】
また、本発明の一態様では、前記物理量センサーを駆動する発振回路を含み、前記検出
回路は、前記発振回路の発振信号に基づいて、前記検出信号を生成してもよい。
【００１８】
これにより、物理量センサーの駆動と検出回路の駆動に、共通の発振回路を用いること
が可能になる。
【００１９】
また、本発明の一態様では、前記検出回路は、前記発振信号の位相を調整する第１の位
相調整部と、前記発振信号の位相を、前記傾斜センサーの前記容量値に基づいて調整する
第２の位相調整部と、前記第１の位相調整部からの出力信号と、前記第２の位相調整部の
出力信号との間の位相差に基づく出力信号を出力する出力部と、を含んでもよい。
【００２０】
これにより、複数の位相調整部と、出力部とに基づいて、検出信号を出力することが可
能になる。
【００２１】
また、本発明の一態様では、前記検出回路は、前記位相差に基づく前記出力信号に対す
るフィルター処理を行うローパスフィルターと、前記ローパスフィルターの出力信号と、
所与の検出閾値との比較処理を行うコンパレーターと、を含んでもよい。
【００２２】
これにより、ローパスフィルターとコンパレーターとに基づいて、検出信号を出力する
ことが可能になる。
【００２３】
また、本発明の一態様では、前記検出回路は、前記位相差に基づく前記出力信号に対す
るフィルター処理を行うバンドパスフィルターと、前記バンドパスフィルターの出力信号
と、第２の検出閾値との比較処理を行う第２のコンパレーターと、前記検出信号をアクテ
ィブとする期間を設定するタイマーと、を含んでもよい。
【００２４】
これにより、バンドパスフィルター、第２のコンパレーター、及びタイマーに基づいて
、検出信号を出力することが可能になる。
【００２５】
また、本発明の一態様では、前記傾斜センサーは、パッケージに固定された第１の電極
と、前記パッケージに対して可動な可動部と、前記可動部に設けられた第２の電極と、を
含み、前記検出回路は、前記第１の電極と前記第２の電極の間の前記容量値に基づいて、
前記傾斜角の変化が前記所定条件を満たしたか否かを判定してもよい。
【００２６】
これにより、可動電極を含む傾斜センサーの容量値に基づいて、検出回路において傾斜
角の変化を判定することが可能になる。
【００２７】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記検出信号がアクティブになった場合、
又は所与の時間の経過ごとに、前記物理量センサーの前記センサー信号に基づく前記検出
処理を開始してもよい。
【００２８】
これにより、検出信号がアクティブになったこと、及び所与の時間の経過のいずれかを
、検出処理を開始するトリガーとすることが可能になる。
【００２９】
また、本発明の他の態様は、構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する傾斜
センサーの出力に基づいて、前記傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定された場合に
、検出信号をアクティブにして出力する検出回路からの、前記検出信号を取得する検出信
号取得部と、物理量センサーのセンサー信号に基づいて、物理量の検出処理を行う検出処
理部と、を含み、前記検出処理部は、前記検出信号取得部により取得される前記検出信号
がアクティブとなった場合に、前記物理量センサーの前記センサー信号に基づく前記検出
処理を開始する処理装置に関係する。
【００３０】
本発明の他の態様では、検出信号を取得し、検出信号がアクティブとなった場合に、物
理量センサーのセンサー信号に基づく検出処理を開始する。このようにすれば、処理装置
の消費電力の低減、及び適切なタイミングでの検出処理の実行が可能になる。
【００３１】
また、本発明の他の態様は、第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）のセンサーユニットと、
処理装置と、を含み、第１〜第Ｎのセンサーユニットの各センサーユニットは、構造物の
傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する傾斜センサーと、前記傾斜センサーの出力に
基づいて、前記傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定された場合に、検出信号をアク
ティブにして出力する検出回路と、前記構造物の状態を検出する物理量センサーと、を含
み、前記処理装置は、第１〜第Ｎのセンサーユニットのうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦Ｎを満
たす整数）のセンサーユニットからの前記検出信号がアクティブとなった場合に、前記第
ｉのセンサーユニットに含まれる前記物理量センサーのセンサー信号に基づく検出処理を
開始する検出システムに関係する。
【００３２】
本発明の他の態様では、検出システムは複数のセンサーユニットと処理装置とを含み、
処理装置は、所与のセンサーユニットからの検出信号がアクティブとなった場合に、当該
センサーユニットに含まれる物理量センサーのセンサー信号に基づく検出処理を開始する
。このようにすれば、検出システムの消費電力の低減、及び適切なタイミングでの検出処
理の実行が可能になる。
【００３３】
また、本発明の他の態様は、構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する傾斜
センサーの出力に基づいて、前記傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定された場合に
、検出信号をアクティブにして出力する検出回路からの、前記検出信号を取得する検出信
号取得処理と、物理量センサーのセンサー信号に基づく、物理量の検出処理と、を含み、
前記検出信号取得処理により取得される前記検出信号がアクティブとなった場合に、前記
物理量センサーの前記センサー信号に基づく前記検出処理を開始する検出方法に関係する
。
【００３４】
また、本発明の他の態様は、構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する傾斜
センサーの出力に基づいて、前記傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定された場合に
、検出信号をアクティブにして出力する検出回路からの、前記検出信号を取得する検出信
号取得処理と、物理量センサーのセンサー信号に基づく、物理量の検出処理と、をコンピ
ューターに行わせ、前記検出信号取得処理により取得される前記検出信号がアクティブと
なった場合に、前記物理量センサーの前記センサー信号に基づく前記検出処理を開始する
プログラムに関係する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】検出装置の構成例。
【図２】検出装置の詳細な構成例。
【図３】第１の実施形態における検出素子の平面図。
【図４】検出素子を構成する固定板及び可動板の下面図。
【図５】第１の実施形態における検出素子の断面図。
【図６】第１の実施形態における検出素子の断面図。
【図７】第１の実施形態における検出回路の構成例。
【図８】検出回路の各信号の波形図。
【図９】検出回路の各信号の波形図。
【図１０】検出回路の各信号の波形図。
【図１１】処理部での処理を説明するフローチャート。
【図１２】第２の実施形態における検出回路の構成例。
【図１３】第１信号の波形図。
【図１４】第２信号の波形図。
【図１５】両面電極を用いた場合の検出素子の平面図。
【図１６】両面電極を用いた場合の検出素子の断面図。
【図１７】両面電極を用いた場合の検出素子の断面図。
【図１８】両面電極を用いた場合の検出回路の構成例。
【図１９】両面電極を用いた場合の波形図。
【図２０】出力部をＡＮＤ回路により実現した場合の検出回路の構成例。
【図２１】出力部をＡＮＤ回路により実現した場合の波形図。
【図２２】処理装置の構成例。
【図２３】検出システムの構成例。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の
範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明さ
れる構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３７】
１．本実施形態の手法
まず本実施形態の手法の概要について説明する。上述したように、構造物の状態検出を
行う監視システム等、センサーを利用した検出システムでは、外部からの電源供給を必要
としない自立型の装置を用いることが望ましい。自立型であればケーブルを設置する工事
等が不要であるし、ケーブルの異常を考慮する必要もない。構造物に異常が生じる状況で
は、ケーブルにも断線等の異常が生じる可能性があり、計測が必要な状況において電力が
供給されないおそれがあるが、自立型であればこのような可能性を考慮しなくてよい。
【００３８】
また、電源供給用のケーブルを設けない場合、計測用の装置にはバッテリーを内蔵する
必要がある。当該バッテリーとして、ユーザーによる頻繁な交換や充電を必要とするバッ
テリーを用いた場合、ユーザーのメンテナンス負担が大きく好ましくない。
【００３９】
これに対して、自然エネルギーを利用した充電を行う手法が考えられる。例えば太陽光
パネルを用いた太陽光発電を行うことで、バッテリーの充電を行う。しかし、構造物の周
辺環境によっては、樹木等が障害物となって充分な発電を行えない場合もある。つまり自
然エネルギーを利用する場合であっても、センサーを用いた検出動作に用いる電力を低減
することに対する要求は大きい。消費電力が小さければ、メンテナンスの頻度を低く抑え
られるため、ユーザー（管理者）の負担を軽減することが可能になる。
【００４０】
本実施形態では、例えば外力（重力、加速度）を高精度に検知するため、周波数変化型
の力検出素子を用いる。具体的には、図３を用いて後述するように、圧電振動片４４は、
双音叉型の振動部４６と、振動部４６の両端に配置された基部４８Ａ、４８Ｂと、を有し
、一定の共振周波数で振動するものである。
【００４１】
圧電振動片４４の基部４８Ａ、４８Ｂの間隔が広がる方向に力を受けた場合、振動部４
６は引張応力を受けてその共振周波数が高くなる。これは例えば、後述する可動板４０が
ベース基板１２側に変位し、支持部４２Ａと支持部４２Ｂとの間隔が広がる場合に相当す
る。逆に、圧電振動片４４の基部４８Ａ、４８Ｂの間隔が狭くなる方向に力を受けた場合
、振動部４６は圧縮応力を受けてその共振周波数が低くなる。これは例えば、後述する可
動板４０がベース基板１２から離れる方向に変位し、支持部４２Ａと支持部４２Ｂとの間
隔が狭くなる場合に相当する。したがって、この共振周波数の変化をモニターすることに
より可動板４０に印加された力及びその方向を検知できる。
【００４２】
このような共振周波数の変化により検出を行う手法では、共振周波数を精度よく求める
必要があるため、センサー信号に対する処理に電力を要する。例えば、圧電振動片４４の
共振周波数をカウントする処理や、圧電振動片４４の温度特性（温度に応じた共振周波数
の変動）を補償する処理が必要となる。これらの処理は負荷が高く、当該処理に必要な電
力も大きくなってしまう。
【００４３】
消費電力を低減するための代表的な手法として、動作レートを低くする（動作間隔を長
くする）手法が知られている。例えば、センサーの駆動や、センサーからのセンサー信号
に基づく処理部での検出処理（これらをまとめて「センサーによるセンシング」と表記す
る）を１時間に１回行う。このようにすれば、センサーによるセンシングを常時実行する
場合、例えば１秒に１回行う場合に比べて消費電力を低減できる。
【００４４】
しかし構造物の状態検出では、いつ発生するかわからない構造物の異常を検出できなく
てはならない。そのため、センサーによるセンシングを実行する間隔を長くした場合、セ
ンシングを行っていないタイミング、すなわち所与のサンプリングタイミングと次のサン
プリングタイミングとの間で異常が発生してしまい、異常を見逃すおそれがある。
【００４５】
つまり本実施形態では、異常を見逃すことなく検出するという第１の要求と、センサー
によるセンシングの消費電力を低減するという第２の要求の両方を満たすことが求められ
る。
【００４６】
そこで本出願人は、上記２つの要求を満たすような手法を提案する。本実施形態に係る
検出装置１００は、図１に示すように、構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出
する傾斜センサー１１０と、傾斜センサー１１０の出力に基づいて、傾斜角の変化が所定
条件を満たしたと判定された場合に、検出信号をアクティブにして出力する検出回路１２
０と、構造物の状態を検出する物理量センサー１３０と、処理部１４０を含む。処理部１
４０は、検出信号がアクティブとなった場合に、物理量センサー１３０のセンサー信号に
基づく検出処理を開始する。
【００４７】
ここでの傾斜センサー１１０は、例えば図３を用いて後述する固定板３４、ヒンジ部３
６、可動板４０、固定電極２６、可動電極５６Ａ等により構成される。傾斜センサー１１
０が設置された構造物の傾斜角に応じて、可動板４０がベース基板１２に対して移動する
ことで、固定電極２６と可動電極５６Ａとの距離が変化し、固定電極２６と可動電極５６
Ａとの間の容量（Ｃｇａｐ）が変化する。また、物理量センサー１３０は、例えば図３を
用いて後述する圧電振動片４４等により構成されるが、異なるセンサーであってもよい。
【００４８】
本実施形態に係る傾斜センサー１１０及び物理量センサー１３０は、崖や斜面などの地
表（地上）や地中、橋や建物などの構造物の表面や内部（壁の中など）に設けられる。つ
まり、傾斜センサー１１０により検出される傾斜角は、構造物の傾斜角となる。狭義には
、傾斜センサー１１０は、構造物の傾斜角として、傾斜センサー１１０の設置面の傾斜を
検出してもよい。ここでの設置面とは、センサーをセンシング対象の構造物に設置した状
態においてセンサーが傾斜を検出する面である。
【００４９】
本実施形態では、物理量センサー１３０に比べて傾斜センサー１１０及び検出回路１２
０の消費電力が小さい。より具体的に言えば、物理量センサー１３０からのセンサー信号
に基づく処理部１４０での検出処理の消費電力に比べて、傾斜センサー１１０及び検出回
路１２０の駆動による消費電力が小さい。例えば傾斜センサー１１０及び検出回路１２０
は、図７〜図１０を用いて後述するように、Ｃｇａｐの変化に応じた発振信号の位相のず
れをシンプルな回路により検出する。つまり、傾斜センサー１１０及び検出回路１２０は
比較的高いレートで動作させても、検出装置１００の消費電力に対する影響が小さい。
【００５０】
本実施形態の手法によれば、相対的に消費電力の小さい傾斜センサー１１０及び検出回
路１２０からの検出信号を、相対的に消費電力の大きい物理量センサー１３０のセンサー
信号に基づく処理部１４０での検出処理の開始トリガーとして用いる。そのため、傾斜角
が所定条件を満たした場合、すなわち傾斜角に基づいて構造物の異常等が疑われる場合（
より具体的には基準状態に対する傾斜角の変化が大きくなった場合）に、物理量センサー
１３０のセンサー信号に基づく検出処理を開始できるため、異常を見逃す可能性を抑止で
きる。
【００５１】
さらに、構造物の状態検出が必要な場面で物理量センサー１３０に基づく検出処理を開
始できるため、それ以外の期間では、物理量センサー１３０に基づく検出処理の実行レー
トを低くしておいても（実行間隔を長くしておいても）問題が小さい。つまり、物理量セ
ンサー１３０に基づく検出処理の消費電力を低減することができる。上述したように、検
出装置１００全体での消費電力に対して、物理量センサー１３０に基づく検出処理による
消費電力が大きな割合を占めると考えられる。よって、本実施形態の手法によれば、検出
装置１００の消費電力の低減が可能になる。
【００５２】
本実施形態に係る物理量センサー１３０は、構造物の傾斜及び振動の少なくとも一方を
検出するセンサーであってもよい。以下では、物理量センサー１３０は、双音叉型の圧電
振動片４４を用いた力検出素子であるものとして説明を行う。圧電振動片４４を用いた物
理量センサー１３０では、力の変化を共振周波数（発振周波数）の変化として検出できる
ため、センサー信号からは、構造物の加速度を検出できる。また、加速度の変化から振動
を検出することができるし、重力加速度を用いることで、構造物の傾斜を検出することも
可能である。
【００５３】
ただし、本実施形態に係る物理量センサー１３０は、他の構成の傾斜センサー、振動セ
ンサーであってもよいし、傾斜、振動以外の物理量を検出するセンサーであってもよい。
例えば上記とは異なる構成の加速度センサーを傾斜センサー、振動センサーとして採用し
てもよいし、角速度センサーを振動センサーとして採用してもよい。加速度センサーの例
としては、加速度に応じて動く可動部に設けられた電極と固定電極との間の容量変化を検
出する静電容量方式の加速度センサーがある。角速度センサーの例としては、駆動振動さ
せた状態でコリオリ力が印加されると検出振動が生じ、当該検出振動により圧電体に生じ
る電界を検出する方式の振動ジャイロセンサー、或いは、前記検出振動を静電容量の変化
として検出する静電容量方式の振動ジャイロセンサー等がある。また物理量センサー１３
０は、振動子を用いた圧力計（気圧計、水圧計）であってもよい。圧力計では、例えばセ
ンサー素子に対する圧力に応じた振動子の共振周波数の変化に基づいて、圧力を検出する
。
【００５４】
以下、第１の実施形態、第２の実施形態について説明し、最後に幾つかの変形例を説明
する。
【００５５】
２．第１の実施形態
図２は、本実施形態に係る検出装置１００の詳細な構成例である。図２に示すように、
検出装置１００は、傾斜センサー１１０と、検出回路１２０と、圧電振動片４４（物理量
センサー１３０）と、処理部１４０と、発振回路１５０と、通信部（無線部）１６０を含
む。ただし、検出装置１００は図２の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略
したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００５６】
傾斜センサー１１０及び圧電振動片４４を含む検出素子１０の具体的な構成例について
は、図３〜図６を用いて後述する。また、検出回路１２０の構成や、動作の具体例につい
ては、図７〜図１０を用いて後述する。
【００５７】
圧電振動片４４は例えば水晶により形成され、発振回路１５０により駆動されることで
、所定の共振周波数により振動する。つまり検出装置１００は、図２に示したように、物
理量センサー１３０（圧電振動片４４）を駆動する発振回路１５０を含む。また、検出装
置１００についても、図７を用いて後述するように、検出信号の生成に発振信号を必要と
する。本実施形態では、検出回路１２０は、発振回路１５０の発振信号に基づいて、検出
信号を生成してもよい。すなわち、物理量センサー１３０を駆動する発振回路１５０を、
検出回路１２０の駆動にも利用することが可能である。このようにすれば、物理量センサ
ー１３０用の発振回路と、検出回路１２０用の発振回路を別々に設ける必要がなく、効率
的な構成により検出装置１００を実現することが可能になる。
【００５８】
処理部１４０は、物理量センサー１３０からのセンサー信号に基づいて検出処理を行う
。この処理部１４０の機能は、ＭＣＵ（Micro Control Unit）により実現できる。ただし
、処理部１４０はＭＣＵに限定されず、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の各種プ
ロセッサーや、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit、ゲートアレイ等
）などのハードウェア、プログラムなどにより実現してもよい。
【００５９】
処理部１４０は、カウンター１４１と、補正処理部１４３を含む。カウンター１４１は
、物理量センサー１３０からのセンサー信号に基づくカウント処理を行い、共振周波数を
求める。補正処理部１４３は、カウンター１４１で求められた共振周波数に対して、温度
特性を補償する補正処理を行う。
【００６０】
上述したように、物理量センサー１３０（圧電振動片４４）は水晶で構成され、水晶は
温度による共振周波数の変動が比較的小さいことが知られている。しかし、精度の高い検
出処理を行う場合、温度に応じた共振周波数の変動を無視することは好ましくない。よっ
て補正処理部１４３では、温度に応じた共振周波数の変動を抑制する（補償する）補正処
理を行い、補正処理後の共振周波数を出力する。なお、図２には不図示であるが、処理部
１４０において、補正処理後の共振周波数から構造物の加速度や傾斜、振動を求める処理
を行ってもよい。
【００６１】
また、処理部１４０は、検出回路１２０からの検出信号がアクティブになった場合、又
は所与の時間の経過ごとに、物理量センサー１３０のセンサー信号に基づく検出処理を開
始する。ここでの所与の時間とは、検出信号の出力間隔（検出回路１２０での判定間隔、
傾斜センサー１１０の駆動間隔）に比べて長い時間であり、例えば１時間であってもよい
。処理部１４０では検出信号がアクティブとなったこと、及び所定時間が経過したことの
いずれかをトリガーとして、カウンター１４１によるカウント処理や補正処理部１４３に
よる補正処理等を実行する。
【００６２】
このようにすれば、傾斜センサー１１０及び検出回路１２０により構造物の異常が疑わ
れる場面で、適切に検出処理を実行することが可能になる。また、検出回路１２０からの
検出信号が非アクティブである場合には、検出処理の間隔は上記所与の時間となり、当該
所与の時間をある程度長くしておくことで、低消費電力化が可能になる。
【００６３】
また、発振回路１５０は、物理量センサー１３０（圧電振動片４４）を駆動する駆動回
路である。発振回路１５０は、圧電振動片４４からのフィードバック信号が入力される増
幅回路と、自動ゲイン制御を行うゲイン制御回路と、駆動信号を圧電振動片４４に出力す
る駆動信号出力回路を含む。ただし、発振回路１５０は以上の構成に限定されず、これら
の一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能で
ある。
【００６４】
増幅回路は、圧電振動片４４からのフィードバック信号を増幅する。この増幅回路は、
演算増幅器、帰還抵抗素子、帰還キャパシターなどにより実現できる。駆動信号出力回路
は、増幅回路による増幅後の信号に基づいて、駆動信号を出力する。例えば駆動信号出力
回路が、矩形波（又は正弦波）の駆動信号を出力する場合には、駆動信号出力回路はコン
パレーター等により実現できる。ゲイン制御回路（ＡＧＣ，automatic gain control）は
、駆動信号出力回路に制御電圧を出力して、駆動信号の振幅を制御する。具体的には、ゲ
イン制御回路は、増幅後の信号を監視して、発振ループのゲインを制御する。ゲイン制御
回路は、圧電振動片４４からのフィードバック信号の振幅が一定になるように、ゲインを
可変に自動調整する。このゲイン制御回路は、増幅回路の出力信号を全波整流する全波整
流器や、全波整流器の出力信号の積分処理を行う積分器などにより実現できる。
【００６５】
次に、図３〜図６を用いて傾斜センサー１１０及び物理量センサー１３０を含む検出素
子１０の構成例を説明する。図３は、第１実施形態の検出素子１０の平面図である。また
図４は、第１実施形態の検出素子１０を構成する固定板３４及び可動板４０等の下面図で
ある。図５は、図３のＡ−Ａ線断面図であり、図６は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。な
お、以下の説明及び図においてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交するものとする。また、以
下では傾斜センサー１１０及び物理量センサー１３０が、１つの検出素子１０（１つのパ
ッケージ）に含まれる例を説明するが、傾斜センサー１１０と物理量センサー１３０を異
なるパッケージとする変形実施も可能である。
【００６６】
本実施形態の検出素子１０は、ベース基板１２と、ベース基板１２の周囲に壁面を形成
する矩形のリング状の側壁部材２８と、側壁部材２８の上面に配置されたリッド３０（図
５、図６）と、を含み、ベース基板１２、側壁部材２８、リッド３０により全体の外形が
形成されている。そしてベース基板１２、側壁部材２８、リッド３０により真空封止され
た内部空間３２（図５、図６）が形成されている。そして固定板３４が可動板４０に片持
ち支持状態で支持した状態で内部空間３２に配置されている。そして固定板３４と可動板
４０とを跨ぐように圧電振動片４４が配置され、この圧電振動片４４が内部空間３２で真
空封止された形となっている。
【００６７】
図３に示すように、圧電振動片４４は、双音叉型の振動部４６と、振動部４６の両端に
配置された基部４８Ａ、４８Ｂと、を有する。図３では、圧電振動片４４は、振動腕（振
動部４６）を２つ有する双音叉型の振動片となっているが、振動腕（振動部４６）が１つ
のシングルビーム型の振動片としてもよい。
【００６８】
図４に示すように、固定板３４は、例えばＹ軸に沿って（Ｙ軸方向に）伸びている第１
支持部分３４ａと、第１支持部分３４ａのＹ軸方向の端部から−Ｘ軸側に延出している２
つの腕（２つの第２支持部分３４ｂ）と、を備えている。また第１支持部分３４ａの−Ｘ
軸側の縁辺のＹ軸方向の中央部からは、第３支持部分３４ｃが−Ｘ軸方向に延出している
。そして第３支持部分３４ｃの−Ｘ軸側の端部にはヒンジ部３６を介して矩形の可動板４
０が接続されている。よって可動板４０は、ヒンジ部３６を介して固定板３４（第３支持
部分３４ｃ）に片持ち支持状態で支持されている。ヒンジ部３６は、固定板３４及び可動
板４０より厚みを薄肉に形成した部分である。よって、可動板４０は、可動板４０の厚み
方向から外力を受けると、ヒンジ部３６を支点として可動板４０の厚み方向に変位するこ
とができる。
【００６９】
また固定板３４において、第２支持部分３４ｂの±Ｘ軸方向の端部の外側の角部には、
円柱の一部を形成するように切り欠いた切欠き部３８（３８Ａ〜３８Ｄ）が形成されてい
る。この切欠き部３８は、キャスタレーションとなっており、その内壁に後述の接続電極
５２や引出電極５８が引き出される。
【００７０】
図５、図６に示すように、固定板３４及び可動板４０の上面にはそれぞれ支持部４２Ａ
、４２Ｂが配置され、支持部４２Ａに圧電振動片４４の基部４８Ａが接合され、支持部４
２Ｂに基部４８Ｂが接合される。この支持部４２Ａ、４２Ｂに基部４８Ａ、４８Ｂをそれ
ぞれ接合することにより、振動部４６の固定板３４及び可動板４０との接触を回避してい
る。なお、圧電振動片４４の振動部４６には、励振電極（不図示）と、励振電極（不図示
）に接続した引出電極５０（５０Ａ、５０Ｂ）が配置され、引出電極５０は基部４８Ａに
まで引き出されている。そして引出電極５０に交流電圧を印加することにより振動部４６
が所定の共振周波数で振動する。
【００７１】
固定板３４の引出電極５０に隣接する位置には接続電極５２が配置され、接続電極５２
Ａ（５２Ｂ）は、固定板３４の＋Ｘ軸側の端部に形成された切欠き部３８Ａ（３８Ｂ）の
内壁にまで延出している。そして、引出電極５０Ａ（５０Ｂ）と接続電極５２Ａ（５２Ｂ
）とは、導電性接着剤５４により電気的に接続されている。
【００７２】
図５、図６に示すように、可動板４０の先端（−Ｘ軸側の端部）の下面には可動電極５
６（５６Ａ）が配置されている。可動電極５６Ａは、ベース基板１２（固定電極２６）と
の間で隙間を有するように形成されている。なお、可動電極５６Ａは、全体を金属や導電
性のシリコン等で形成してもよいし、形状そのものを絶縁体で形成し、その表面を金属で
覆うようにしてもよい。
【００７３】
また、可動電極５６（５６Ａ）からは引出電極５８（５８Ａ）が引き出されている。図
４に示すように、引出電極５８Ａは、可動板４０の下面、可動板４０の側面、可動板４０
の上面、ヒンジ部３６、固定板３４を経由して、−Ｙ軸側の第２支持部分３４ｂ（図４）
の−Ｘ軸側の端部の角部に配置された切欠き部３８Ｄの内壁にまで延出している。
【００７４】
ここで、圧電振動片４４は水晶で形成されているが、固定板３４、可動板４０、支持部
４２Ａ、４２Ｂは、圧電振動片４４と同一材料で形成することが好ましい。これにより、
熱膨張係数の相違による圧電振動片４４に対する熱歪みを低減することができる。
【００７５】
なお、固定板３４、可動板４０の一体構造は、まず支持部４２Ａ、４２Ｂを有する前記
一体構造と同じ厚みとなる母基板（不図示）を用意し、母基板（不図示）を前記一体構造
の外形となる部分を残してエッチングし、支持部４２Ａ、４２Ｂとなる位置を残して固定
板３４、可動板４０と同じ厚みなるまでエッチングし、ヒンジ部３６を形成する部分を両
面からヒンジ部３６の厚みとなるまでエッチングして形成することができる。そして、引
出電極５８及び接続電極５２をスパッタやエッチング等で形成すればよい。さらに可動電
極５６Ａを引出電極５８と重なるように可動板４０に配置すればよい。
【００７６】
ベース基板１２は、セラミック等の絶縁体で形成され、図３、図５、図６に示すように
、上段部１４と下段部１８を有する。上段部１４は、固定板３４を支持するとともに、固
定板３４に配置された接続電極５２や引出電極５８と電気的に接続するものである。また
上段部１４は、ヒンジ部３６、可動板４０、及び可動電極５６Ａと干渉しないように、平
面視（図３）で固定板３４の外形に倣ってＵ字型に形成されている。
【００７７】
図３に示すように、上段部１４の切欠き部３８に対向する位置にはマウント電極１６が
配置されている。そしてベース基板１２の下面であってマウント電極１６に対向する位置
には外部電極２２が配置されている。そして、マウント電極１６と外部電極２２とは、そ
れぞれ貫通電極２０を介して電気的に接続されている。さらに、マウント電極１６は導電
性接着剤２４により、接続電極５２や引出電極５８に電気的に接続される。
【００７８】
よって、圧電振動片４４の引出電極５０Ａ（５０Ｂ）は、導電性接着剤５４、接続電極
５２Ａ（５２Ｂ）、導電性接着剤２４、マウント電極１６Ａ（１６Ｂ）、貫通電極２０を
介して外部電極２２Ａ（２２Ｂ）に電気的に接続される。また可動電極５６Ａは、引出電
極５８Ａ、導電性接着剤２４、マウント電極１６Ｄ、貫通電極２０を介して外部電極２２
Ｄに電気的に接続される。
【００７９】
固定板３４は、切欠き部３８が導電性接着剤２４でマウント電極１６に接合されること
により、ベース基板１２の上段部１４で支持・固定されることになる。本実施形態のよう
に固定板３４は、可動板４０の長手方向に腕を延ばした第２支持部分３４ｂ（図４）を有
し、第２支持部分３４ｂの先端と根元の部分でベース基板１２に支持されている。よって
、固定板３４は、可動板４０を安定的に支持することができる。
【００８０】
図３、図５、図６に示すように、ベース基板１２の下段部１８の可動電極５６Ａに対向
する位置（平面視で重なる位置）には固定電極２６が配置されている。固定電極２６は、
ベース基板１２の下面に配置された外部電極２２Ｅと貫通電極２０Ａを介して電気的に接
続されている。
【００８１】
側壁部材２８は、ベース基板１２と同様にセラミック等の絶縁体で形成され、矩形のリ
ング形状を有している。そして、側壁部材２８は、ベース基板１２の周縁となる位置でベ
ース基板１２と接合している。すなわち、下段部１８の周縁と側壁部材２８の下面が接合
し、上段部１４の側面と側壁部材２８の内側側面が接合している。よって側壁部材２８は
、ベース基板１２の上段部１４と下段部１８を底面とする凹部を形成している。リッド３
０は、金属により形成され、側壁部材２８の上面に接合している。
【００８２】
可動電極５６Ａと固定電極２６は、検出回路１２０において可変容量（Ｇｇａｐ１）と
して組み込まれる。
【００８３】
次に、図７〜図１０を用いて検出回路１２０の詳細な構成例及び波形例を説明する。図
７は、検出回路１２０の構成例である。
【００８４】
図７に示したように、検出回路１２０は、発振回路１５０からの発振信号の位相を調整
する第１の位相調整部１２１と、発振信号の位相を、傾斜センサー１１０の容量値Ｃｇａ
ｐに基づいて調整する第２の位相調整部１２２と、第１の位相調整部１２１からの出力信
号と、第２の位相調整部１２２の出力信号との間の位相差に基づく出力信号を出力する出
力部１２３を含む。さらに検出回路１２０は、位相差に基づく出力信号に対するフィルタ
ー処理を行うローパスフィルター１２４と、ローパスフィルター１２４の出力信号と、所
与の検出閾値Ｖｒｅｆとの比較処理を行うコンパレーター１２５を含む。なお、検出回路
１２０の動作を考えた場合、発振回路１５０からの発振信号の周波数は、フィルター（ロ
ーパスフィルター１２４及び図１２を用いて後述するバンドパスフィルター１２６）のカ
ットオフ周波数に比べて充分高い周波数であればよく、種々の変形実施が可能である。
【００８５】
図７に示したように、第１の位相調整部１２１の入力ノードは、発振回路１５０と接続
され、第１の位相調整部１２１の出力ノード（Ｎ１）は、出力部１２３と接続される。同
様に、第２の位相調整部１２２の入力ノードは、発振回路１５０と接続され、第２の位相
調整部１２２の出力ノード（Ｎ２）は、出力部１２３と接続される。また、第１の位相調
整部１２１と第２の位相調整部１２２は、発振回路１５０と出力部１２３との間で並列に
接続される。
【００８６】
第１の位相調整部１２１及び第２の位相調整部１２２は、ＲＣ回路により実現できる。
第１の位相調整部１２１は、入力ノードと出力ノードの間に設けられる抵抗Ｒ１と、抵抗
Ｒ１の出力ノード側の一端と所与の基準電位（グラウンド）となる端子との間に設けられ
るキャパシターＣ１と、を含む。ここでＣ１は容量値が可変なキャパシターであり、バリ
キャップにより実現してもよいし、アレイ状に構成されるキャパシターにより実現しても
よい。
【００８７】
また、第２の位相調整部１２２は、入力ノードと出力ノードの間に設けられる抵抗Ｒ２
と、抵抗Ｒ２の出力ノード側の一端と所与の基準電位（グラウンド）となる端子との間に
設けられるキャパシターＣｇａｐと、を含む。キャパシターＣｇａｐの容量値は、傾斜セ
ンサー１１０の固定電極２６及び可動電極５６Ａにより決定される。
【００８８】
第１の位相調整部１２１及び第２の位相調整部１２２は、基準状態において、抵抗値が
Ｒ１＝Ｒ２であり、容量値がＣ１＝Ｃｇａｐとなるように調整される。ここでの基準状態
とは、例えば構造物の原状態に対する傾斜変化が０の状態を用いればよく、構造物の基準
面（設置面）が元々水平面であった場合であれば、水平状態（傾きが０）に対応する。
【００８９】
以下、第１の位相調整部１２１の出力信号（ノードＮ１での信号）を第１の位相調整信
号と表記し、第２の位相調整部１２２の出力信号（ノードＮ２での信号）を第２の位相調
整信号と表記する。
【００９０】
出力部１２３は、論理回路により実現でき、例えば図７に示したようにＯＲ回路である
。出力部１２３には、第１の位相調整信号及び第２の位相調整信号が入力され、出力部１
２３は、出力ノード（Ｎ３）から、第１の位相調整信号と第２の位相調整信号の論理和で
ある位相差に基づく出力信号を出力する。以下、位相差に基づく出力信号を位相差信号と
表記する。
【００９１】
ローパスフィルター１２４は、位相差信号に対するフィルター処理を行い、出力ノード
Ｎ４から出力信号を出力する。以下、ローパスフィルター１２４の出力信号をフィルター
信号と表記する。ローパスフィルター１２４のカットオフ周波数は例えば１Ｈｚである。
【００９２】
コンパレーター１２５の反転入力端子には検出閾値に対応する電圧Ｖｒｅｆが入力され
、非反転入力端子にはフィルター信号が入力される。つまりフィルター信号の電圧値をＶ
Ｄとした場合、図７の例では、ＶＤ＞Ｖｒｅｆが成り立つ場合に、コンパレーター１２５
の出力がハイレベルとなる。本実施形態では、例えばコンパレーター１２５の出力を検出
信号とすればよく、検出信号がアクティブとは、コンパレーター１２５の出力がハイレベ
ルとなることに対応する。
【００９３】
図８〜図１０に、第１の位相調整信号、第２の位相調整信号、位相差信号、フィルター
信号の波形図の例を示す。まず発振回路１５０からは、所与の矩形波が入力されるものと
する。この場合、ＲＣ回路である第１の位相調整部１２１及び第２の位相調整部１２２は
、抵抗値及び容量値によって決定される時定数により、入力である矩形波を遅延させる。
すなわち、第１の位相調整部１２１及び第２の位相調整部１２２は、時定数に応じた時間
だけ位相を遅らせて位相調整信号として出力する。
【００９４】
図８は、基準状態での波形図である。ノードＮ１での第１の位相調整信号、ノードＮ２
での第２の位相調整信号、ノードＮ３での位相差信号、ノードＮ４でのフィルター信号の
各信号の時間変化波形を示しており、横軸が時間、縦軸が信号値（電圧値）を表す。上述
したように、基準状態では抵抗値がＲ１＝Ｒ２となり、容量値がＣ１＝Ｃｇａｐとなるよ
うに調整されている。この場合、第１の位相調整部１２１での位相の調整量と、第２の位
相調整部１２２での位相の調整量が等しくなるため、図８に示したように、第１の位相調
整信号と第２の位相調整信号は立ち上がり、立ち下がりのタイミングが等しくなる。その
ため、第１の位相調整信号と第２の位相調整信号の論理和である位相差信号は、第１の位
相調整信号、第２の位相調整信号のそれぞれと等しくなる。
【００９５】
ローパスフィルター１２４でのフィルター処理により、フィルター信号は、位相差信号
に対して平滑化が行われた信号となる。つまりローパスフィルター１２４は、対象とする
期間での位相差信号の平均値（直流成分）に対応する電圧値を出力する。例えば、矩形波
のハイレベルでの電圧値をＶＣＣとし、発振信号のデューティー（所与の期間に占めるハ
イレベルの期間の比）を５０％とした場合、位相差信号のデューティーも５０％となるた
め、フィルター信号の電圧値ＶＤは、図８に示したようにＶＤ＝ＶＣＣ／２となる。
【００９６】
これに対して、図９、図１０は構造物の傾斜が基準状態から変化した場合の波形図であ
る。図９は、可動電極５６Ａと固定電極２６との距離が小さくなった場合の波形図を示し
ている。この場合、キャパシターＣｇａｐの容量値が大きくなるため、第２の位相調整部
１２２での位相の調整量（遅延）は、第１の位相調整部１２１での位相の調整量に比べて
大きくなる。
【００９７】
そのため、図９に示したように、第２の位相調整信号は、第１の位相調整信号に比べて
位相が遅れる。第１，第２の位相調整信号の論理和である位相差信号は、図９に示したよ
うに、第１の位相調整信号の立ち上がりに対応するタイミングで立ち上がり、第２の位相
調整信号の立ち下がりに対応するタイミングで立ち下がる。つまり、位相調整信号のデュ
ーティーは、図８に示した基準状態の場合に比べて大きくなる。結果として、ローパスフ
ィルター１２４でのフィルター処理が行われたフィルター信号の電圧値ＶＤは、図８の場
合に比べて大きくなり、ＶＤ＞ＶＣＣ／２となる。
【００９８】
また図１０は、可動電極５６Ａと固定電極２６との距離が大きくなった場合の波形図を
示している。この場合、キャパシターＣｇａｐの容量値が小さくなるため、第２の位相調
整部１２２での位相の調整量（遅延）は、第１の位相調整部１２１での位相の調整量に比
べて小さくなる。
【００９９】
そのため、図１０に示したように、第２の位相調整信号は、第１の位相調整信号に比べ
て位相が早くなる。第１，第２の位相調整信号の論理和である位相差信号は、図１０に示
したように、第２の位相調整信号の立ち上がりに対応するタイミングで立ち上がり、第１
の位相調整信号の立ち下がりに対応するタイミングで立ち下がる。この場合も、図９の例
と同様に、位相調整信号のデューティーは、図８に示した基準状態の場合に比べて大きく
なり、ＶＤ＞ＶＣＣ／２となる。
【０１００】
以上のように、傾斜センサー１１０は、パッケージ（ベース基板１２）に固定された第
１の電極（固定電極２６）と、パッケージに対して可動な可動部（可動板４０）と、可動
部に設けられた第２の電極（可動電極５６Ａ）と、を含み、検出回路１２０は、第１の電
極と第２の電極の間の容量値（キャパシターＣｇａｐの容量値）に基づいて、傾斜角の変
化が所定条件を満たしたか否かを判定する。
【０１０１】
図７〜図１０を用いて上述した例であれば、基準状態におけるフィルター信号の電圧値
（＝ＶＣＣ／２）を基準値とした場合に、傾斜変化が大きくなるほどフィルター信号の電
圧値が基準値に対してが大きくなることを利用して、傾斜角の変化を検出する。より具体
的には、所与の大きさの傾斜に対応する電圧値をＶｒｅｆとして設定しておけばよく、図
８〜図１０のように、基準状態でのフィルター信号の電圧値がＶＣＣ／２であり、ハイレ
ベルに対応する電圧値がＶＣＣである場合、ＶｒｅｆはＶＣＣ／２＜Ｖｒｅｆ＜ＶＣＣを
満たす所与の電圧値となる。
【０１０２】
このようにすれば、図７に示したようなシンプルな回路構成により傾斜角の変化が所定
条件を満たしたか否かを検出できる。具体的には、図７に示した検出回路１２０において
、コンパレーター１２５の出力がハイレベルとなった場合に、ＶＤ＞ＶＣＣ／２が成り立
つことになるため、コンパレーター１２５の出力レベルに基づいて、傾斜角の変化が所定
条件を満たしたか否かを検出できる。さらに具体的には、上述したように、コンパレータ
ー１２５の出力を検出信号として出力すればよい。このようにすれば、少ない消費電力で
適切に物理量センサー１３０に基づく検出処理を開始することが可能になる。
【０１０３】
図１１は、本実施形態での処理部１４０の処理を説明するフローチャートである。この
処理が開始されると、まず処理部１４０は、検出回路１２０からの検出信号を取得し、検
出信号がアクティブになったか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１
でＹｅｓの場合には、傾斜センサー１１０及び検出回路１２０により、傾斜が所定条件を
満たした、具体的には傾斜が大きくなったと判定されていることになる。よって処理部１
４０は、物理量センサー１３０に基づく検出処理を開始する（ステップＳ１０２）。
【０１０４】
また、ステップＳ１０１でＮｏの場合には、不図示のタイマー（後述するタイマー１２
８とは異なるタイマー）により、所定時間の計測が行われたかを判定する（ステップＳ１
０３）。ステップＳ１０３は、例えば前回の検出処理から１時間が経過したか否かを判定
する処理に相当する。ステップＳ１０３でＹｅｓの場合には、前回の検出処理からある程
度長い時間が経過しているため、物理量センサー１３０に基づく検出処理を実行する（ス
テップＳ１０２）。ステップＳ１０３でＹｅｓと判定された結果として実行されるステッ
プＳ１０２の処理は、比較的低レートでの動作（間欠動作）を実現するための処理である
。一方、ステップＳ１０３でＮｏの場合には、検出信号がアクティブでなく、且つ前回の
検出処理からさほど時間が経過していないことになる。よって検出処理を実行する必要が
ないため、処理部１４０は、ステップＳ１０２の処理をスキップする。
【０１０５】
ステップＳ１０２の処理後、又はステップＳ１０３でＮｏの場合、処理部１４０の動作
を停止するか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の処理では、処理
部１４０は、例えばユーザーからの停止入力が行われたか否かや、動作を継続できないほ
どの深刻なエラーが発生したか否かを判定すればよい。ステップＳ１０４でＹｅｓの場合
には処理を終了し、Ｎｏの場合にはＳ１０１に戻り処理を継続する。なお、ステップＳ１
０４の処理は、図１１に示したタイミングで行われるものには限定されない。例えば、図
１１の処理とは独立に終了判定を行っておき、終了と判定された場合に割り込みをかけて
図１１の処理を終了させてもよい。
【０１０６】
図１１の処理を行うことで、処理部１４０は、検出信号がアクティブであることをトリ
ガーとして検出処理を実行できる。さらに、処理部１４０は、検出信号が非アクティブで
ある場合には、検出処理の実行を所定時間に１回（例えば１時間に１回）に抑制できる。
つまり、検出装置１００の消費電力を低減しつつ、適切なタイミングでの検出処理の実行
が可能になる。
【０１０７】
３．第２の実施形態
図７を用いて上述した検出回路では、カットオフ周波数が１Ｈｚといったローパスフィ
ルター１２４を用いているため、フィルター信号は位相差信号のデューティー変化の直流
成分に対応する信号となる。そのため、図７の検出回路１２０では、デューティーが比較
的ゆっくり変化していくような状況を検出することが可能である。図８〜図１０を用いて
上述したように、位相差信号のデューティーは、傾斜センサー１１０の出力（電極間の容
量値）によって決定される。よって図７の検出回路１２０では、例えば、法面の傾斜角が
徐々に大きくなっていき、崩落の危険性が高まったことを検出回路１２０により検出し、
そこから物理量センサー１３０による高精度の検出処理を開始（継続）することが可能に
なる。
【０１０８】
しかし、ローパスフィルター１２４のカットオフ周波数が低すぎると、ローパスフィル
ター１２４のフィルター処理により、構造物の振動に関する情報まで除去されてしまう。
構造物での振動とは、傾斜角の短期的な変動であるため、位相差信号のデューティーの短
期的な変動（高周波での変動）に現れる。このような変動成分は、例えば１００Ｈｚ〜１
ｋＨｚといった周波数であるところ、ローパスフィルター１２４のカットオフ周波数が１
Ｈｚ等の低い周波数であれば、振動に対応する高周波成分はフィルター処理により除去さ
れてしまうためである。
【０１０９】
構造物の状態解析においては振動の解析（モーダル解析）が重要であることが知られて
おり、構造物がどのような振動特性を有するか、構造物がどのように振動しているかとい
った情報は、構造物の安全状態の判定等に有用である。つまり、構造物で大きな振動が検
出された場合にも、物理量センサー１３０に基づく検出処理を開始することが望ましい。
【０１１０】
よって第２の実施形態の検出回路１２０は、傾斜センサー１１０が出力する第１周波数
帯域の第１信号（傾斜角の変化の第１周波数帯域の第１信号）と、第１周波数帯域よりも
高い周波数帯域である第２周波数帯域の第２信号を抽出し、第１信号と第１の閾値との比
較結果、及び第２信号と第２の閾値との比較結果の少なくとも一方に基づいて、検出信号
をアクティブとする。
【０１１１】
ここでの第１周波数帯域は、傾斜角の長期的な変動に対応する帯域であり、例えば１Ｈ
ｚ以下の周波数帯域である。また、第２周波数帯域は、傾斜角の短期的な変動である振動
に対応する帯域であり、例えば１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの周波数帯域である。よって第２の
周波数帯域が第１の周波数帯域に比べて高い周波数帯域であるとは、例えば第１の周波数
帯域の上限値＜第２の周波数帯域の下限値を意味するものであってもよい。ただし、周波
数帯域の関係はこれには限定されず、下限値同士の比較、或いは上限値同士の比較、或い
はその両方において、第１の周波数帯域＜第２の周波数帯域が成り立つものであってもよ
い。図１２を用いて後述するように、第１信号とは、カットオフ周波数がｆ１である第１
のフィルターの出力信号であり、第２の信号とは、カットオフ周波数がｆ２（＞ｆ１）で
ある第２のフィルターの出力信号であってもよい。第１のフィルターは、ローパスフィル
ター１２４に対応し、例えばｆ１＝１Ｈｚである。第２のフィルターは、後述するバンド
パスフィルター１２６に対応し、例えばｆ２＝１００Ｈｚ或いはｆ２＝１ｋＨｚである。
【０１１２】
このようにすれば、傾斜角の長期的な変動と、傾斜角の短期的な変動（振動）の少なく
とも一方を、物理量センサー１３０に基づく検出処理のトリガーとすることが可能になる
。そのため、高精度でのセンシングが必要と考えられる場面で、適切に検出処理を実行す
ることが可能になる。なお、第１の実施形態では、第１信号（フィルター信号）を用いる
手法について説明し、本実施形態では第１信号と第２信号の両方を用いる手法について説
明するが、第１信号を用いずに第２信号を用いる変形実施も可能である。
【０１１３】
図１２は、本実施形態における検出回路１２０の構成例である。発振回路１５０、第１
の位相調整部１２１、第２の位相調整部１２２、出力部１２３、ローパスフィルター１２
４、コンパレーター１２５については図７と同様である。検出回路１２０は、ローパスフ
ィルター１２４により第１の周波数帯域の第１信号（第１の実施形態で上述したフィルタ
ー信号）を抽出し、コンパレーター１２５により第１の閾値であるＶｒｅｆ１（第１の実
施形態におけるＶｒｅｆ）との比較処理を行う。
【０１１４】
図１３は、基準傾斜角に対する傾斜角の変化が徐々に大きくなっていった場合の、第１
信号（フィルター信号）の時間変化を表す波形図であり、横軸が時間、縦軸が信号値（電
圧値）を表す。第１の実施形態で上述したように、図１３の検出回路１２０では、傾斜角
が大きくなるほど、第１信号の電圧値は大きくなる。よって、傾斜角の変化が徐々に大き
くなっていった場合、図１３に示したように第１信号の信号値ＶＤ１は徐々に大きくなる
。そして図１３の例では、タイミングｔ０においてＶＤ１＞Ｖｒｅｆ１となり、コンパレ
ーター１２５の出力がハイレベルとなる。このようにすれば、第１の実施形態と同様に、
傾斜角の長期的な変動に基づいて、物理量センサー１３０に基づく検出処理を開始するこ
とが可能になる。
【０１１５】
また、検出回路１２０は、位相差に基づく出力信号（位相差信号）に対するフィルター
処理を行うバンドパスフィルター１２６と、バンドパスフィルター１２６の出力信号と、
第２の検出閾値Ｖｒｅｆ２との比較処理を行う第２のコンパレーター１２７を含む。
【０１１６】
バンドパスフィルター１２６は、位相差信号に対するフィルター処理を行い、出力ノー
ドから出力信号（第２信号）を出力する。バンドパスフィルター１２６の通過域は、例え
ば１００Ｈｚ〜１ｋＨｚである。
【０１１７】
第２のコンパレーター１２７の反転入力端子には第２の閾値に対応する電圧Ｖｒｅｆ２
が入力され、非反転入力端子には、第２信号が入力される。つまり第２信号の電圧値をＶ
Ｄ２とした場合、図１２の例では、ＶＤ２＞Ｖｒｅｆ２が成り立つ場合に、第２のコンパ
レーター１２７の出力がハイレベルとなる。
【０１１８】
図１４は、構造物に大きな振動が発生した場合の、第２信号の時間変化を表す波形図で
あり、横軸が時間、縦軸が信号値（電圧値）を表す。上述したように、バンドパスフィル
ター１２６の通過域は振動に対応する周波数帯域となっているため、第２信号の信号値は
振動が大きい（例えば振動の振幅である傾斜角の変化幅が大きい）ほど大きくなる。図１
４の例では、タイミングｔ１から大きな振動が検出され、タイミングｔ２においてＶＤ２
＞Ｖｒｅｆ２となり、第２のコンパレーター１２７の出力がハイレベルとなる。このよう
にすれば、傾斜角の短期的な変動、すなわち振動に基づいて、物理量センサー１３０に基
づく検出処理を開始することが可能になる。
【０１１９】
しかし振動の場合、大きな振動が長期間継続しない場合もある。図１４の例では、タイ
ミングｔ３以降ではＶＤ２≦Ｖｒｅｆ２となり、第２のコンパレーター１２７の出力はロ
ーレベルに戻る。しかし構造物の状態解析においては、大きな振動が生じた場合、当該振
動に起因して異常が発生する可能性や、次の振動が発生する可能性を考慮しなくてはなら
ず、振動の大きさが小さくなったとしても、ある程度の時間は物理量センサー１３０によ
る検出処理を継続することが望ましい。
【０１２０】
よって検出回路１２０は、図１２に示したように、検出信号をアクティブとする期間を
設定するタイマー１２８を含むとよい。タイマー１２８は、第２のコンパレーター１２７
の出力端子と接続され、第２のコンパレーター１２７の出力がローレベルからハイレベル
へと切り替わったタイミング（図１４のｔ２）を起点として、所定時間だけハイレベルの
信号を維持する。ここでの所定時間は構造物の継続的な監視が必要な時間を設定すればよ
く、例えば１００ｓｅｃである。
【０１２１】
このようにすれば、一旦大きな振動が発生した場合には、その後振動がおさまったとし
ても、所定期間は物理量センサー１３０に基づく検出処理を継続することができるため、
構造物の適切な状態検出、状態解析が可能になる。
【０１２２】
また、傾斜角の長期的な変動と、傾斜角の短期的な変動（振動）のいずれが発生した場
合でも、物理量センサー１３０に基づく検出処理を開始するとよい。よって検出回路１２
０は、図１２に示したように、コンパレーター１２５の出力信号と、タイマー１２８の出
力信号の論理和を出力する第２の出力部（ＯＲ回路）１２９を含む。図１２の例では、第
２の出力部１２９の出力を、検出信号として処理部１４０に対して出力すればよい。すな
わち図１２の例では、傾斜角の長期的な変動と、傾斜角の短期的な変動（振動）の少なく
とも一方が検出された場合に、検出信号がアクティブ（ハイレベル）となる。
【０１２３】
また、以上の制御を処理部１４０側から捉えた場合、処理部１４０は、第２信号と第２
の閾値（第２の検出閾値Ｖｒｅｆ２）との比較結果に基づいて、検出信号をアクティブに
した場合に、検出処理を所定期間継続することになる。つまり、処理部１４０では、傾斜
センサー１１０及び検出回路１２０により振動が検出された場合には、所定期間だけ検出
処理を継続する。
【０１２４】
４．変形例
以下、幾つかの変形例について説明する。以下で説明する変形例は、第１の実施形態と
組み合わせてもよいし、第２の実施形態と組み合わせてもよい。また、以下で説明する複
数の変形例を組み合わせることも可能である。
【０１２５】
４．１  両面電極
図３、図５、図６では、可動板４０のうち、ベース基板１２側の面に可動電極５６（５
６Ａ）が設けられる例を説明した。しかし検出素子の構成は図３、図５、図６に限定され
ず、複数の可動電極５６（５６Ａ、５６Ｂ）を設けてもよい。
【０１２６】
図１５〜図１７を用いて傾斜センサー１１０及び物理量センサー１３０を含む検出素子
１０の他の構成例を説明する。図１５は、検出素子の平面図である。図１６は、図１５の
Ａ−Ａ線断面図であり、図１７は、図１５のＢ−Ｂ線断面図である。また検出素子１０を
構成する固定板３４及び可動板４０等の下面図については図４と同様である。図１５〜図
１７では、図３、図５、図６と同様の構成については、同じ符号を付して詳細な説明を省
略する。
【０１２７】
図１６、図１７に示すように、可動板４０の先端（−Ｘ軸側の端部）の両面には可動電
極５６（５６Ａ、５６Ｂ）が配置されている。可動電極５６Ａは、図５、図６と同様の構
成である。可動板４０の上面に配置された可動電極５６Ｂは、少なくとも圧電振動片４４
の上面よりＺ軸方向で高くなるように、且つリッド３０との間で隙間を有するように形成
されている。
【０１２８】
また、図１５、図１６に示すように、可動電極５６Ｂからは引出電極５８Ｂが引き出さ
れている。引出電極５８Ｂは、可動板４０の上面、ヒンジ部３６、固定板３４を経由して
、＋Ｙ軸側の第２支持部分３４ｂ（図１５）の−Ｘ軸側の端部の角部に配置された切欠き
部３８Ｃの内壁にまで延出している。また可動電極５６Ｂは、引出電極５８Ｂ、導電性接
着剤２４、マウント電極１６Ｃ、貫通電極２０を介して外部電極２２Ｃに電気的に接続さ
れる。
【０１２９】
そして、図１５、図１７に示すように、リッド３０は、側壁部材２８及びベース基板１
２を連通する貫通電極２０Ｂに接続され、この貫通電極２０Ｂがベース基板１２の下面に
配置された外部電極２２Ｆに接続されている。
【０１３０】
可動電極５６Ａと固定電極２６は、検出回路１２０において可変容量（Ｃｇａｐ１）と
して組み込まれ、可動電極５６Ｂとリッド３０は、検出回路１２０において可変容量（Ｃ
ｇａｐ２）として組み込まれる。
【０１３１】
図１８は、本変形例における検出回路１２０の構成例である。図７と比較した場合、第
１の位相調整部１２１のキャパシターが、可動電極５６Ａと固定電極２６により構成され
るキャパシターＣｇａｐ１に置き換えられている。また、第２の位相調整部１２２のキャ
パシターが、可動電極５６Ｂとリッド３０により構成されるキャパシターＣｇａｐ２と可
変容量Ｃ１とが並列接続されたキャパシターに置き換えられている。
【０１３２】
第１の位相調整部１２１及び第２の位相調整部１２２は、基準状態において、抵抗値が
Ｒ１＝Ｒ２となり、容量値がＣｇａｐ１＝Ｃｇａｐ２＋Ｃ１となるように調整される。つ
まり、基準状態での波形図については、図８と同様となる。
【０１３３】
これに対して、構造物の傾斜角が変化して可動電極５６Ａと固定電極２６との距離が小
さくなった場合、可動電極５６Ｂとリッド３０との距離は大きくなる。つまり、キャパシ
ターＣｇａｐ１の容量値は大きくなり、キャパシターＣｇａｐ２の容量値は小さくなる。
つまり基準状態での位相と比較した場合、第１の位相調整部１２１での位相の調整量（遅
延）は大きくなり、第２の位相調整部１２２での位相の調整量は小さくなる。
【０１３４】
図１９は、この場合の第１の位相調整信号、第２の位相調整信号、位相差信号、フィル
ター信号の波形図である。第１の位相調整信号は相対的に遅延が大きくなり、第２の位相
調整信号は相対的に遅延が小さくなる。図７、図９に示したように可動電極５６を可動板
４０の一方に設ける手法と比較した場合、同じ傾斜角であったとしても、第１の位相調整
信号と第２の位相調整信号の位相差を大きくすることができ、位相差信号のデューティー
の変化量が大きくなる。つまり、同じ傾斜角の変化でも、フィルター信号の電圧値の変化
の大きくなるため、傾斜角の変化に対する感度を高くでき、傾斜センサー１１０及び検出
回路１２０を用いた傾斜角検出を精度よく行うことが可能になる。
【０１３５】
また、傾斜角の変化方向が異なる場合も同様である。構造物の傾斜角が変化して可動電
極５６Ａと固定電極２６との距離が大きくなった場合、可動電極５６Ｂとリッド３０との
距離は小さくなる。つまり、キャパシターＣｇａｐ１の容量値は小さくなり、キャパシタ
ーＣｇａｐ２の容量値は大きくなる。この場合も、Ｃｇａｐ１とＣｇａｐ２の容量値の変
化方向は異なるものとなるため、傾斜角の変化方向によらず、感度を高くすることが可能
である。
【０１３６】
４．２  出力部の他の構成例
図７等では検出回路１２０の出力部１２３がＯＲ回路である例を示したが、出力部１２
３は他の論理回路により実現することが可能である。例えば、図２０に示したように、出
力部１２３は、第１の位相調整信号と第２の位相調整信号の論理積を出力するＡＮＤ回路
を用いてもよい。
【０１３７】
図２１は、図２０の検出回路１２０における第１の位相調整信号、第２の位相調整信号
、位相差信号の各信号の時間変化波形を示しており、横軸が時間、縦軸が信号値（電圧値
）を表す。図２１は、図９と同様に、可動電極５６Ａと固定電極２６との距離が小さくな
った場合の波形図を示している。そのため、第１の位相調整信号、第２の位相調整信号に
ついては図９と同様である。
【０１３８】
出力部１２３をＡＮＤ回路により実現した場合、位相差信号は第１の位相調整信号と第
２の位相調整信号の両方がハイレベルの場合にハイレベルとなる。よって図２１の例では
、位相差信号は第２の位相調整信号の立ち上がりに対応するタイミングで立ち上がり、第
１の位相調整信号の立ち下がりに対応するタイミングで立ち下がる。つまり、基準状態に
対して傾斜が変化した場合、位相差信号のデューティーは基準状態でのデューティーに比
べて小さくなり、フィルター信号の電圧値ＶＤは基準値（例えばＶＣＣ／２）に比べて小
さくなる。
【０１３９】
つまり、傾斜変化が大きくなるほどフィルター信号の電圧値が基準値に対して小さくな
る。基準状態でのフィルター信号の電圧値がＶＣＣ／２であり、ローレベルに対応する電
圧値が０Ｖである場合、Ｖｒｅｆは０＜Ｖｒｅｆ＜ＶＣＣ／２を満たす所与の電圧値とす
ればよく、ＶＤ＜Ｖｒｅｆが満たされる場合に、検出信号をアクティブにすればよい。
【０１４０】
検出回路１２０のコンパレーター１２５は、ＶＤ＜Ｖｒｅｆの場合に出力がハイレベル
となればよい。よって図２０に示したように、コンパレーター１２５の反転入力端子にロ
ーパスフィルター１２４からのフィルター信号が入力され、コンパレーター１２５の非反
転入力端子に検出閾値に対応する電圧Ｖｒｅｆが入力される。
【０１４１】
また、図２０、図２１ではＡＮＤ回路の例を示したが、出力部１２３をＮＡＮＤ回路や
ＮＯＲ回路により実現することも可能である。
【０１４２】
また、出力部１２３をＡＮＤ回路又はＮＡＮＤ回路により実現する場合、可動電極５６
Ａと固定電極２６の接触（ショート）を検出することも可能になる。可動電極５６Ａと固
定電極２６がショートしている場合、第２の位相調整部１２２のうち、Ｒ２の出力側の一
端（発振回路１５０と接続される側の端部とは異なる端部）は、グラウンドと接続される
ことになる。つまり、電流はＲ２からグラウンドに流れ込むことになり、第２の位相調整
信号はローレベル（０Ｖ）で固定される。
【０１４３】
そのため、出力部１２３の出力信号（位相差信号）は、出力部１２３がＡＮＤ回路の場
合はローレベルで固定され、ＮＡＮＤ回路の場合はハイレベルで固定される。いずれにせ
よ、傾斜が生じていない場合や、正常範囲での傾斜が生じている場合とは明確に異なる出
力となるため、このような位相差信号を検出した場合には、可動電極５６Ａと固定電極２
６がショートしていると判定し、処理部１４０はエラーを出力するとよい。
【０１４４】
なお、ショートしているか否かの判定は、位相差信号に対するフィルター処理を行った
フィルター信号を用いてもよい。ＡＮＤ回路の場合であればフィルター信号の電圧値ＶＤ
はＶＤ＝０となるし、ＮＡＮＤ回路の場合であればＶＤ＝ＶＣＣとなり、正常状態とは区
別可能な信号となる。
【０１４５】
４．３  処理装置、検出システム等
また、本実施形態の手法は、図２２に示したように、構造物の傾斜角を電極間の容量値
に基づいて検出する傾斜センサー１１０の出力に基づいて、傾斜角の変化が所定条件を満
たしたと判定された場合に、検出信号をアクティブにして出力する検出回路１２０からの
、検出信号を取得する検出信号取得部３１０と、物理量センサー１３０のセンサー信号に
基づいて、物理量の検出処理を行う検出処理部３２０とを含む処理装置３００に適用でき
る。処理装置３００の検出処理部３２０は、検出信号取得部３１０により取得される検出
信号がアクティブとなった場合に、物理量センサー１３０のセンサー信号に基づく検出処
理を開始する。
【０１４６】
このように、検出素子１０（傾斜センサー１１０、物理量センサー１３０）及び検出回
路１２０を含むセンサーユニット２００と、処理装置３００とが別体として設けられても
よく、本実施形態の手法は処理装置３００に適用できる。検出信号取得部３１０は、検出
回路１２０からの検出信号を受信する通信インターフェースであり、有線通信用のインタ
ーフェース（ポート等）であってもよいし、無線通信用のインターフェース（アンテナや
受信処理部）であってもよい。検出処理部３２０は、図２の処理部１４０と同様に、カウ
ンターや補正処理部を含んでもよく、検出処理のトリガーとして検出信号を利用する。ま
た、検出信号が非アクティブである場合は、検出処理部３２０は、所定時間（例えば１時
間）に１回の頻度で検出処理を行えばよい。
【０１４７】
また、図２２に示した処理装置３００は、１つの検出素子１０及び検出回路１２０（１
つのセンサーユニット２００）と接続されるものには限定されない。
【０１４８】
本実施形態の手法は、図２３に示したように、第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）のセン
サーユニット２００−１〜２００−Ｎと、処理装置３００と、を含む検出システム４００
に適用できる。第１〜第Ｎのセンサーユニット２００−１〜２００−Ｎの各センサーユニ
ットは、構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する傾斜センサー１１０と、傾
斜センサー１１０の出力に基づいて、傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定された場
合に、検出信号をアクティブにして出力する検出回路１２０と、構造物の状態を検出する
物理量センサー１３０を含む。また、処理装置３００は、第１〜第Ｎのセンサーユニット
２００−１〜２００−Ｎのうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦Ｎを満たす整数）のセンサーユニッ
ト２００−ｉからの検出信号がアクティブとなった場合に、第ｉのセンサーユニット２０
０−ｉに含まれる物理量センサー１３０のセンサー信号に基づく検出処理を開始する。
【０１４９】
このようにすれば、少数（狭義には１つ）の処理装置３００を用いて、複数のセンサー
ユニット２００を統合的に管理すること等が可能になる。例えば、モニタリングの対象で
ある構造物に対して、複数のセンサーユニット２００を設置するとともに、当該複数のセ
ンサーユニット２００を１つの処理装置３００により管理する。構造物の総合的な状態判
定を行う場合、構造物の異なる箇所に複数のセンサーユニット２００を配置するとよい。
図２３の検出システム４００を用いることで、構造物の総合的な判定を効率的な構成によ
り実行するシステムを実現できる。
【０１５０】
また、本実施形態の手法は、構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する傾斜
センサー１１０の出力に基づいて、傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定された場合
に、検出信号をアクティブにして出力する検出回路１２０からの、検出信号を取得する検
出信号取得処理と、物理量センサー１３０のセンサー信号に基づく、物理量の検出処理と
、を含む検出方法に適用できる。そして、当該検出方法では、検出信号取得処理により取
得される検出信号がアクティブとなった場合に、物理量センサー１３０のセンサー信号に
基づく上記検出処理を開始する。
【０１５１】
また、本実施形態に係る処理装置３００の各部の処理をプログラムにより実現すること
も可能である。すなわち、本実施形態の手法は、構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づ
いて検出する傾斜センサー１１０の容量値に基づいて、傾斜角の変化が所定条件を満たし
たと判定された場合に、検出信号をアクティブにして出力する検出回路１２０からの、検
出信号を取得する検出信号取得処理と、物理量センサー１３０のセンサー信号に基づく、
物理量の検出処理と、をコンピューターに行わせ、検出信号取得処理により取得される検
出信号がアクティブとなった場合に、物理量センサー１３０のセンサー信号に基づく検出
処理を開始するプログラムに適用できる。
【０１５２】
また、本実施形態の検出装置１００や処理装置３００は、情報（例えばプログラムや各
種のデータ）を記憶するメモリーと、メモリーに記憶された情報に基づいて動作するプロ
セッサーを含む。プロセッサーは、構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する
傾斜センサー１１０の出力に基づいて、傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定された
場合に、検出信号をアクティブにして出力する検出回路１２０からの、検出信号を取得す
る検出信号取得処理と、物理量センサー１３０のセンサー信号に基づく、物理量の検出処
理と、を行う。そしてプロセッサーは、検出信号取得処理により取得される検出信号がア
クティブとなった場合に、物理量センサー１３０のセンサー信号に基づく検出処理を開始
する。
【０１５３】
プロセッサーは、例えば各部の機能が個別のハードウェアで実現されてもよいし、或い
は各部の機能が一体のハードウェアで実現されてもよい。プロセッサーは、例えばＣＰＵ
であってもよい。ただしプロセッサーはＣＰＵに限定されるものではなく、ＧＰＵ（Grap
hics Processing Unit）、或いはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等、各種のプロセ
ッサーを用いることが可能である。またプロセッサーはＡＳＩＣによるハードウェア回路
でもよい。メモリーは、例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（D
ynamic Random Access Memory）などの半導体メモリーであってもよいし、レジスターで
あってもよいし、ハードディスク装置等の磁気記憶装置であってもよいし、光学ディスク
装置等の光学式記憶装置であってもよい。例えば、メモリーはコンピューターにより読み
取り可能な命令を格納しており、当該命令がプロセッサーにより実行されることで、画像
処理装置の各部の機能が実現されることになる。ここでの命令は、プログラムを構成する
命令セットの命令でもよいし、プロセッサーのハードウェア回路に対して動作を指示する
命令であってもよい。
【０１５４】
本実施形態の動作は例えば以下のように実現される。プロセッサーは、検出回路１２０
からの検出信号を取得し、検出信号に関する情報（例えばアクティブ、非アクティブを表
す情報）をメモリーに記憶する。また、プロセッサーは、物理量センサー１３０からのセ
ンサー信号を取得し、メモリーに記憶する。プロセッサーは、メモリーから検出信号に関
する情報を読み出し、検出信号がアクティブである場合には、さらにセンサー信号に基づ
く検出処理を行う。具体的には、プロセッサーは、メモリーから物理量センサー１３０の
センサー信号を読み出し、カウント処理や補正処理を行って共振周波数を求め、求めた共
振周波数から構造物の加速度、傾斜、振動等を求める。
【０１５５】
また、本実施形態の検出装置１００の一部や処理装置３００の各部は、プロセッサー上
で動作するプログラムのモジュールとして実現される。例えば検出信号取得部３１０は、
構造物の傾斜角を電極間の容量値に基づいて検出する傾斜センサー１１０の出力に基づい
て、傾斜角の変化が所定条件を満たしたと判定された場合に検出信号をアクティブにして
出力する検出回路１２０からの、検出信号を取得する検出信号取得モジュールとして実現
される。また、検出処理部３２０は、物理量センサー１３０のセンサー信号に基づいて、
物理量の検出処理を行う検出処理モジュールとして実現される。
【０１５６】
以上、本発明を適用した実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は、各
実施形態やその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を
逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記した各実施
形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の
発明を形成することができる。例えば、各実施形態や変形例に記載した全構成要素からい
くつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態や変形例で説明した構成
要素を適宜組み合わせてもよい。また、明細書又は図面において、少なくとも一度、より
広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所に
おいても、その異なる用語に置き換えることができる。このように、発明の主旨を逸脱し
ない範囲内において種々の変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【０１５７】
Ｃ１…キャパシター、Ｒ１，Ｒ２…抵抗、１０…検出素子、１２…ベース基板、
１４…上段部、１６（１６Ａ〜１６Ｄ）…マウント電極、１８…下段部、
２０（２０Ａ，２０Ｂ）…貫通電極、２２（２２Ａ〜２２Ｆ）…外部電極、
２４…導電性接着剤、２６…固定電極、２８…側壁部材、３０…リッド、
３２…内部空間、３４…固定板、３４ａ〜３４ｃ…支持部分、３６…ヒンジ部、
３８（３８Ａ〜３８Ｄ）…切欠き部、４０…可動板、４２Ａ，４２Ｂ…支持部、
４４…圧電振動片、４６…振動部、４８Ａ，４８Ｂ…基部、
５０（５０Ａ，５０Ｂ）…引出電極、５２（５２Ａ，５２Ｂ）…接続電極、
５４…導電性接着剤、５６（５６Ａ，５６Ｂ）…可動電極、
５８（５８Ａ，５８Ｂ）…引出電極、１００…検出装置、１１０…傾斜センサー、
１２０…検出回路、１２１…第１の位相調整部、１２２…第２の位相調整部、
１２３…出力部、１２４…ローパスフィルター、１２５…コンパレーター、
１２６…バンドパスフィルター、１２７…第２のコンパレーター、１２８…タイマー、
１２９…第２の出力部、１３０…物理量センサー、１４０…処理部、
１４１…カウンター、１４３…補正処理部、１５０…発振回路、
２００（２００−１〜２００−Ｎ）…センサーユニット、３００…処理装置、
３１０…検出信号取得部、３２０…検出処理部、４００…検出システム
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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