CN110360996A - 传感器单元、移动体定位装置及移动体 - Google Patents
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Abstract
本申请提供传感器单元、移动体定位装置及移动体,其减少表面贴装于基板的加速度传感器和基板之间的残留异物,使从加速度传感器输出的信号稳定。传感器单元具备电路基板(15),电路基板(15)在第一面包括多个电极垫,惯性传感器的多个安装端子分别通过连接部件安装于多个电极垫,在电路基板的第一面包括:绝缘层,在俯视观察时,绝缘层设于多个电极垫的外侧;第一区域,在俯视观察时,在与惯性传感器的比安装端子更靠内侧的中央区域重叠的部分未设置绝缘层;以及第二区域,从第一区域直到惯性传感器的外侧未设置绝缘层。
Description
技术领域
本发明涉及传感器单元、移动体定位装置、便携式电子设备、电子设备、移动体及显示装置。
背景技术
以往,已知有这样的传感器单元:在基于规定的检测轴检测惯性的基板上搭载加速度传感器、角速度传感器等惯性传感器,此外该基板被收容在壳体中。例如,在专利文献1中记载了这样的惯性计测装置(IMU:inertial measurement unit:惯性测量单元):在表面被抗蚀剂保护的基板上安装连接器、角速度传感器、加速度传感器等。
专利文献1:日本特开2017-20829号公报
但是,专利文献1的惯性计测装置(传感器单元)存在这样的问题:在表面贴装于基板的表面贴装型的惯性传感器(加速度传感器等)和基板之间有时会残留异物,由于该残留的异物,有可能使偏置信号(检测输出信号)产生温度滞后。
发明内容
本申请的传感器单元其特征在于,包括:惯性传感器;电路基板,在所述电路基板的第一面包括多个电极垫,所述惯性传感器的多个安装端子分别通过连接部件而安装于所述多个电极垫;以及壳体,在所述壳体的内部收容有所述电路基板,在所述电路基板的所述第一面包括:绝缘层,在俯视观察时,设于所述多个电极垫的外侧;第一区域,在俯视观察时,所述第一区域在与所述惯性传感器的比所述安装端子更靠内侧的中央区域重叠的部分未设置有所述绝缘层;以及第二区域,在俯视观察时,所述第二区域从所述第一区域直到所述惯性传感器的外侧未设置有所述绝缘层。
在上述传感器单元中,优选的是,在所述电路基板的所述第一面的所述第一区域及所述第二区域设有凹部。
在上述传感器单元中,优选的是,在所述电路基板中,在所述第一区域设有贯通所述电路基板的通孔。
在上述传感器单元中,优选的是,所述第二区域设于相邻的电极垫之间。
在上述传感器单元中,优选的是,在俯视观察时,在所述惯性传感器的中心与所述电极垫之间设有周状的凸部或者未连接的凸部。
在上述传感器单元中,优选的是,与靠向所述惯性传感器的中心侧相比,所述周状的凸部或者所述未连接的凸部更靠向所述电极垫一侧。
在上述传感器单元中,优选的是,所述周状的凸部或者所述未连接的凸部是绝缘层。
在上述传感器单元中,优选的是,在俯视观察时,所述惯性传感器为四边形,所述多个安装端子配置于所述四边形的相对的一对边。
在上述传感器单元中,优选的是,所述惯性传感器是加速度传感器。
本申请的移动体定位装置其特征在于,包括:上述传感器单元;接收部,从定位用卫星接收叠加有位置信息的卫星信号;获取部,基于接收到的所述卫星信号获取所述接收部的位置信息;运算部,基于从所述传感器单元输出的惯性数据,运算移动体的姿势;以及计算部,通过基于算出的所述姿势校正所述位置信息,从而计算所述移动体的位置。
本申请的便携式电子设备其特征在于,包括:上述传感器单元;壳体,收容有所述传感器单元;处理部,收容于所述壳体,对来自所述传感器单元的输出数据进行处理;显示部,收容于所述壳体;以及透光性罩,堵住所述壳体的开口部。
在上述便携式电子设备中,优选的是,包括卫星定位系统,计测用户的移动距离、移动轨迹。
本申请的电子设备其特征在于,包括:上述传感器单元;以及控制部,基于从所述传感器单元输出的检测信号进行控制。
本申请的移动体其特征在于,包括:上述传感器单元;以及控制部,基于从所述传感器单元输出的检测信号进行控制。
在上述移动体中,优选的是,包括发动机系统、制动系统及无钥匙进入系统中至少任一种系统,所述控制部基于所述检测信号控制所述系统。
本申请的移动体其特征在于,包括:上述传感器单元;以及控制部,所述控制部基于由所述传感器单元检测出的检测信号,控制加速、制动及转向中至少任一方,自动驾驶的实施或者不实施根据来自所述传感器单元的检测信号的变化来进行切换。
本申请的显示装置其特征在于,包括:显示部,佩戴于用户的头部,向所述用户的眼睛照射图像光;以及上述传感器单元,所述传感器单元在佩戴状态下位于所述头部的中心的一侧。
附图说明
图1是表示传感器单元被固定于被安装面的状态的立体图。
图2是表示从图1的被安装面侧观察传感器单元的概况的立体图。
图3是从与图2相同的方向观察到的传感器单元的分解立体图。
图4是表示电路单元的概略结构的外观立体图。
图5是说明X轴及Y轴加速度传感器的结构的平面图。
图6是说明Z轴加速度传感器的结构的平面图。
图7A是表示电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。
图7B是沿图7A中的A-A线的剖面图。
图7C是表示加速度传感器在电路基板上的装载状态的剖视图。
图8是表示使用了本结构的电路基板的传感器单元的加速度输出的温度特性的图表。
图9A是表示比较例的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。
图9B是沿图9A中的B-B线的剖面图。
图10是表示使用了比较例的电路基板的传感器单元的加速度输出的温度特性的图表。
图11A是表示变形例1所涉及的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。
图11B是沿图11A中的C-C线的剖面图。
图12A是表示变形例2所涉及的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。
图12B是沿图12A中的D-D线的剖面图。
图13A是表示变形例3所涉及的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。
图13B是图13A中的P部放大图。
图14A是表示变形例4所涉及的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。
图14B是沿图14A中的E-E线的剖面图。
图15是表示变形例5所涉及的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。
图16A是表示变形例6所涉及的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。
图16B是沿图16A中的F-F线的剖面图。
图17是表示移动体定位装置的整体系统的框图。
图18是示意性地表示移动体定位装置的作用的图。
图19是示意性地表示作为电子设备的一例的移动型个人计算机的结构的立体图。
图20是示意性地表示作为电子设备的一例的智能电话(便携式电话)的结构的立体图。
图21是表示作为电子设备的一例的数码相机的结构的立体图。
图22是示意性地表示便携式电子设备的结构的平面图。
图23是表示便携式电子设备的概略结构的功能框图。
图24是表示作为移动体的一例的汽车的结构的立体图。
图25是表示行驶辅助系统的概略结构的图。
图26是表示行驶辅助系统的概略结构的功能框图。
图27是表示头部佩戴型显示装置的概略结构的说明图。
附图标记说明
1外壳;2螺纹孔;3内部;4侧壁;5底壁;6第一接合面;7上表面;8盖;10接合部件;11第一区域;12第二区域;13连接部件;14绝缘层;15电路基板;15f第一面;15r第二面;16连接器;17x角速度传感器;17y角速度传感器;17z角速度传感器;18加速度传感器;18d安装端子;19控制IC;20作为壳体的内壳;21开口部;22第二接合面;25传感器模块;27下表面;28凹部;31、32、33电极垫;34通孔;70螺丝;71被安装面;100传感器单元(惯性计测装置);1100作为电子设备的个人计算机;1200作为电子设备的智能电话(便携式电话);1300作为电子设备的数码相机;1400作为便携式电子设备的腕式设备;1500作为移动体的汽车;3000移动定位装置;4000行驶辅助系统;5000作为显示部的头部佩戴型显示装置;S、Sn间隙。
具体实施方式
下面,对本实施方式进行说明。需要注意的是,下面说明的本实施方式非不当地限定权利要求书所记载的本发明的内容。此外,在本实施方式中说明的结构未必都是本发明的必要构成部分。
<传感器单元>
(传感器单元的概要)
首先,参照图1及图2对传感器单元的概要进行说明。图1是表示实施方式涉及的传感器单元被固定于被安装面的状态的立体图。图2是表示从图1的被安装面侧观察传感器单元的概况的立体图。
如图1所示,传感器单元100是检测汽车、农业机械(农机)、建筑机械(工程机械)、机器人及无人机等移动体(被安装装置)的姿势、举动(惯性运动量)的惯性计测装置(下面称为IMU:Inertial Measurement Unit)。传感器单元100作为所谓的6轴运动传感器发挥作用,该6轴运动传感器具备作为惯性传感器的3轴的加速度传感器和3轴的角速度传感器。
传感器单元100是平面形状呈大致正方形的长方体,尺寸是:正方形的一条边的长度约为3cm、厚度约为1cm。在正方形的位于对角线方向的两处顶点附近形成有作为固定部的螺纹孔2。在使两根螺丝70通到这两处螺纹孔2中而将传感器单元100固定于汽车等被安装体(装置)的被安装面71的状态下进行使用。需要注意的是,上述尺寸是一个例子,通过零部件的选定、设计变更,还能够小型化成例如可以搭载于HMD(头戴式显示器、智能眼镜)、智能电话、数字照相机的尺寸。需要注意的是,传感器单元100的与被安装面71相反一侧的开口被盖8覆盖。
传感器单元100采用具有用于降低从被安装面71传递来的汽车的发动机振动等噪声振动的特征的封装结构。通过该结构,实现比以往的传感器单元高的可靠性和检测精度的稳定性。
下面,对具有该特征的封装结构进行详细说明。需要注意的是,该结构不限于具备6轴运动传感器的IMU,只要是具备惯性传感器的单元或者装置就能够适用。
如图2所示,在传感器单元100的从被安装面侧观察到的表面形成有开口部21。在开口部21的内部(内侧)配置有插塞式(雄性)的连接器16。连接器16具有多个插销,多个插销在正对着图2时沿横向延伸配置。插座式(雌性)的连接器(未图示)从被安装装置与连接器16连接,在两者之间进行传感器单元100的驱动电压、检测数据等电信号的发送及接收。
需要注意的是,在下面的说明中,将该多个插销的延伸方向设为X轴方向。换言之,在传感器单元100的正方形状中,将正对着图2时成为横向的边的延伸方向设为X轴方向。此外,将正方形状中与X轴方向正交的方向的边的延伸方向设为Y轴方向。此外,将传感器单元100的厚度方向作为Z轴方向进行说明。插座式(雌性)的连接器(未图示)从被安装装置与连接器16连接,在两者之间进行传感器单元100的驱动电压、检测数据等电信号的发送及接收。
(传感器单元的结构)
下面,除图1及图2以外,还参照图3来说明传感器单元的结构。图3是从与图2相同的方向观察到的传感器单元的分解立体图。
如图3所示,传感器单元100包括外壳1、接合部件(缓冲部件)10、电路基板15、内壳20等。换言之,形成为电路基板15、内壳20依次隔着接合部件(缓冲部件)10嵌合(插入)到外壳1的内部3的结构。在此,将由电路基板15以及作为将电路基板15收容在内部的壳体的内壳20构成的部分作为传感器模块25。需要注意的是,为了容易理解说明,将部位名称称为外壳、内壳,但也可以改称为第一壳体、第二壳体。
外壳1是将铝切削成箱状的底座。材质不限于铝,也可以利用锌、不锈钢等其它金属、树脂、或者金属和树脂的复合材料等。外壳1的外形与前述的传感器单元100的整体形状同样,是平面形状呈大致正方形的长方体,在正方形的位于对角线方向的两处顶点附近分别形成有螺纹孔2。需要注意的是,不限于螺纹孔2,例如既可以是形成能够通过螺丝进行螺纹紧固的切口(在螺纹孔2的外壳1角部形成切口的结构)来进行螺纹紧固的结构,或者也可以是在外壳1的侧面形成凸缘(耳部)并对凸缘部分进行螺纹紧固的结构。不过,在将前者的切口孔作为固定部进行螺纹紧固的情况下,若切口孔的切口开得比螺旋直径宽,则在进行螺纹紧固时导致螺丝与切口错位而倾斜,有可能使螺纹紧固的固定容易脱落,或者外壳的切口孔部分因错位的螺丝而变形或被削薄。因此,在设置切口孔作为固定部的情况下,优选将切口孔的切口设计成小于构成座面的螺丝头的直径。
外壳1是外形呈长方体的、无盖的箱状,其内部3(内侧)成为由底壁5和侧壁4包围的内部空间(容器)。换言之,外壳1呈使与底壁5相对的一面为开口面的箱状,成为以覆盖该开口面的开口部的大部分的方式(以堵塞开口部的方式)收容传感器模块25、且传感器模块25从开口部露出的状态(参照图2)。在此,与底壁5相对的开口面是指与外壳1的上表面7相同的面。另外,外壳1的内部3的平面形状是将正方形的两个顶点部分的角倒角后的六边形,倒角后的两个顶点部分与螺纹孔2的位置对应。另外,在内部3的截面形状(厚度方向)中,在底壁5上,于内部3即内部空间的周缘部形成有比中央部高一阶的作为底壁的第一接合面6。即,第一接合面6是底壁5的一部分,是俯视时包围底壁5的中央部并形成为环状的一段台阶状的部位,是离开口面(与上表面7相同的面)的距离比离底壁5的距离小的面。
需要注意的是,说明了外壳1的外形是无盖的箱状的一例,其中,该箱状是平面形状为大致正方形的长方体,但不限于此,外壳1的外形的平面形状例如既可以是六边形或八边形等多边形,也可以是该多边形的顶点部分的角被倒角或各边为曲线的平面形状。另外,外壳1的内部3(内侧)的平面形状也不限于上述的六边形,也可以是正方形等方形(四角形)、八边形等其它多边形状。另外,外壳1的外形和内部3的平面形状既可以是相似形,也可以不是相似形。
内壳20是支承电路基板15的部件,为收容于外壳1的内部3的形状。具体地,在俯视时,是将正方形的两个顶点部分的角倒角后的六边形,俯视观察时在六边形的下表面27形成有长方形的作为通孔的开口部21以及设置于对电路基板15进行支承一侧的面的凹部28。被倒角后的两个顶点部分与外壳1的螺纹孔2的位置对应。厚度方向(Z轴方向)的高度比从外壳1的上表面7到第一接合面6为止的高度低。在优选例中,内壳20也是对铝进行切削而形成的,但也可以与外壳1同样地使用其它材质。
在内壳20的背面(外壳1侧的面)形成有用于对电路基板15进行定位的引导销、支承面(均未图示)。电路基板15设置于(定位搭载于)该引导销、支承面并与内壳20的背面粘结。需要注意的是,后述电路基板15的详细内容。内壳20的背面的周缘部成为由环状的平面构成的第二接合面22。第二接合面22在俯视时是与外壳1的第一接合面6大致相同的形状,在将内壳20设置于了外壳1时,两个面在夹持着接合部件10的状态下面对面。需要注意的是,外壳1和内壳20的结构是一实施例,不限于该结构。
(电路单元的结构)
下面,关于在电路基板15上安装有惯性传感器的电路单元的结构,参照图4进行说明。图4是表示电路单元的概略结构的外观立体图。
在构成电路单元的电路基板15的第一面15f(内壳20侧的面)安装有连接器16、角速度传感器17z、加速度传感器18等。连接器16是插塞式(雄性)的连接器,具备沿X轴方向等间距配置的2列连接端子。优选形成为1列10个插销共20个插销的连接端子,但端子数量也可以根据设计规格适当变更。
角速度传感器17z是检测Z轴方向上的1轴的角速度的陀螺仪传感器。作为优选例,采用将水晶用作振子并根据对振动的物体施加的科里奥利力来检测角速度的振动陀螺仪传感器。需要注意的是,不限于振动陀螺仪传感器,只要是能检测角速度的传感器即可。例如,也可以采用将陶瓷、硅用作振子的传感器。
此外,在电路基板15的X轴方向的侧面,以安装面(搭载面)与X轴正交的方式安装有检测X轴方向上的1轴的角速度的角速度传感器17x。同样地,在电路基板15的Y轴方向的侧面,以安装面(搭载面)与Y轴正交的方式安装有检测Y轴方向上的1轴的角速度的角速度传感器17y。需要注意的是,不限于采用各轴的3个角速度传感器的结构,只要是能够检测3轴的角速度的传感器即可,例如也可以使用如后述的加速度传感器18那样能够以一个器件(封装)检测(检出)3轴的角速度的传感器器件。
作为惯性传感器的加速度传感器18使用以MEMS技术对硅基板进行加工而得到的静电电容型的加速度传感器,能够以一个器件检测(检出)X轴、Y轴及Z轴这三个方向(3轴)的加速度。需要注意的是,不限于这样的传感器,只要是能够检测加速度的传感器即可。例如,也可以是压电电阻型加速度传感器、热检测型加速度传感器,或者还可以是如前述的角速度传感器那样对每个轴设置一个加速度传感器的结构。
在电路基板15的背面(外壳1侧的面)安装有控制IC19。控制IC19是MCU(MicroController Unit,微控制器单元),内置有包括非易失性存储器的存储部、A/D转换器等,控制传感器单元100的各部。在存储部中存储有规定用于检测加速度及角速度的顺序和内容的程序、将检测数据数字化并嵌入包数据(packet data)中的程序、附带的数据等。需要注意的是,在电路基板15上还安装有其它的多个电子元器件。
(X轴及Y轴加速度传感器的结构)
在此,关于搭载于作为惯性传感器的加速度传感器18的X轴加速度传感器及Y轴加速度传感器的结构,参照图5进行说明。图5是说明X轴加速度传感器的结构的平面图。
图5所示的X轴加速度传感器101检测X轴方向的加速度Ax。这种X轴加速度传感器101具有基部102和元件部103,元件部103设于基部102,检测X轴方向的加速度Ax(物理量)。此外,元件部103具有:固定电极部104,其安装于基部102;可动部152,其通过弹簧部153能够相对于基部102在X轴方向(作为物理量的检测轴方向的第一方向)上位移;以及可动电极部106,其设于可动部152。此外,固定电极部104具有沿着Y轴方向(与检测轴交叉(在本实施方式中是正交)的方向即第二方向)排列配置的第一固定电极部141及第二固定电极部142。此外,第一固定电极部141具有第一主干部411和多个第一固定电极指412,第一固定电极指412设于第一主干部411的Y轴方向(第二方向)的两侧,长边方向沿着第二方向。此外,第二固定电极部142具有第二主干部421和多个第二固定电极指422,第二固定电极指422从第二主干部421设于Y轴方向(第二方向)的两侧,长边方向沿着第二方向。此外,可动电极部106具有沿着Y轴方向(第二方向)排列配置的第一可动电极部161及第二可动电极部162。此外,第一可动电极部161的至少一部分具有多个第一可动电极指611,第一可动电极指611位于第一主干部411的Y轴方向(第二方向)的两侧,长边方向沿着第二方向,并在X轴方向(第一方向)上与第一固定电极指412相对。此外,第二可动电极部162的至少一部分具有多个第二可动电极指621,第二可动电极指621位于第二主干部421的Y轴方向(第二方向)的两侧,长边方向沿着第二方向,并在X轴方向(第一方向)上与第二固定电极指422相对。通过形成这种结构,能够一面保持第一可动电极指611与第一固定电极指412之间的静电电容、第二可动电极指621与第二固定电极指422之间的静电电容足够大,一面分别缩短第一固定电极指412和第二固定电极指422、及第一可动电极指611和第二可动电极指621。因此,成为第一固定电极指412、第二固定电极指422、第一可动电极指611及第二可动电极指621难以破损、且具有优异的耐冲击性的X轴加速度传感器101。
需要注意的是,虽没有图示,但通过将基部102和设于基部102的元件部103配置在沿着Y轴方向排列的方向上,从而能够将如图5所示说明的X轴加速度传感器101作为Y轴加速度传感器来检测Y轴方向的加速度。
(检测Z轴方向的加速度的加速度传感器元件)
图6是说明Z轴加速度传感器的结构的平面图。关于搭载在作为惯性传感器的加速度传感器18上的Z轴加速度传感器的结构,参照图6进行说明。
Z轴加速度传感器201具备可动体220。进而,可动体220具有第一可动部220a和第二可动部220b。可动体220在俯视观察时以支承轴Q为界,在与支承轴Q正交的方向的一侧具备第一可动部220a,在与支承轴Q正交的方向的另一侧具备第二可动部220b。可动体220还具备连接第一可动部220a和第二可动部220b的第三梁部243和第四梁部244、连结第一固定部232及第二固定部234与第三梁部243的第一梁部241、连结第一固定部232及第二固定部234与第四梁部244的第二梁部242、以及在俯视观察时被配置于第三梁部243与第四梁部244之间的开口部226。第一可动部220a在俯视观察时(从Z轴方向观察时)位于支承轴Q的一侧(在图示的例子中是-X轴方向侧)。第二可动部220b在俯视观察时位于支承轴Q的另一侧(在图示的例子中是+X轴方向侧)。
在对可动体220施加了铅直方向的加速度(例如重力加速度)的情况下,在第一可动部220a和第二可动部220b上分别产生旋转力矩(力的力矩)。在此,在第一可动部220a的旋转力矩(例如逆时针方向的旋转力矩)和第二可动部220b的旋转力矩(例如顺时针方向的旋转力矩)均衡的情况下,可动体220的倾斜不产生变化,不能检测加速度。因此,将可动体220设计成当施加了铅直方向的加速度时,第一可动部220a的旋转力矩与第二可动部220b的旋转力矩不均衡,从而在可动体220中产生规定的倾斜。
在Z轴加速度传感器201中,通过将支承轴Q配置在偏离可动体220的中心(重心)的位置(通过使从支承轴Q到第一可动部220a、第二可动部220b的前端的距离不同),从而使第一可动部220a、第二可动部220b具有彼此不同的质量。即,可动体220以支承轴Q为界,在一侧(第一可动部220a)和另一侧(第二可动部220b)质量不同。在图示的例子中,从支承轴Q到第一可动部220a的端面223的距离大于从支承轴Q到第二可动部220b的端面224的距离。此外,第一可动部220a的厚度和第二可动部220b的厚度相同。因此,第一可动部220a的质量大于第二可动部220b的质量。
这样,通过使第一可动部220a及第二可动部220b具有彼此不同的质量,从而在施加了铅直方向的加速度时,能够使第一可动部220a的旋转力矩与第二可动部220b的旋转力矩不均衡。因此,在施加了铅直方向的加速度时,能够使可动体220产生规定的倾斜。
需要注意的是,也可以是,通过将支承轴Q配置在可动体220的中心、且使第一可动部220a和第二可动部220b的厚度彼此不同,来使第一可动部220a和第二可动部220b具有彼此不同的质量,但没有图示。在这种情况下,在施加了铅直方向的加速度时,也能够使可动体220产生规定的倾斜。
可动体220与基板210分开设置。可动体220设于凹部211的上方。在可动体220和基板210之间设有间隙。由此,可动体220能够摆动。
可动体220具有以支承轴Q为界设置的第一可动电极221及第二可动电极222。第一可动电极221设于第一可动部220a。第二可动电极222设于第二可动部220b。
第一可动电极221是可动体220中在俯视观察时与第一固定电极250重叠的部分。第一可动电极221在与第一固定电极250之间形成静电电容C1。即,由第一可动电极221和第一固定电极250形成静电电容C1。
第二可动电极222是可动体220中在俯视观察时与第二固定电极252重叠的部分。第二可动电极222在与第二固定电极252之间形成静电电容C2。即,由第二可动电极222和第二固定电极252形成静电电容C2。在Z轴加速度传感器201中,可动体220由导电性材料(掺杂了杂质的硅)构成,由此设有第一可动电极221及第二可动电极222。即,第一可动部220a作为第一可动电极221发挥作用,第二可动部220b作为第二可动电极222发挥作用。
静电电容C1及静电电容C2例如构成为在可动体220为水平的状态下彼此相等。第一可动电极221及第二可动电极222根据可动体220的动作而位置发生变化。静电电容C1、C2根据该第一可动电极221及第二可动电极222的位置而变化。经由支承部230对可动体220提供规定的电位。
在可动体220上形成有贯通可动体220的通孔225。由此,能够减小可动体220摆动时的空气的影响(空气的阻力)。形成有多个通孔225。在图示的例子中,通孔225的平面形状呈正方形。
在可动体220上设有贯通可动体220的开口部226。开口部226在俯视观察时设于支承轴Q上。在图示的例子中,开口部226的平面形状呈长方形。
支承部230设于基板210上。支承部230位于开口部226。支承部230支承可动体220。支承部230具有第一固定部232、第二固定部234、第一梁部241、第二梁部242、第三梁部243及第四梁部244。
第一固定部232及第二固定部234固定于基板210。第一固定部232及第二固定部234在俯视观察时夹着支承轴Q而设置。在图示的例子中,第一固定部232设于支承轴Q的+X轴方向侧,第二固定部234设于支承轴Q的-X轴方向侧。
(电路基板的结构)
下面,关于构成电路单元的电路基板15的结构,参照图7A、图7B及图7C进行说明。图7A是表示电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。图7B是沿图7A中的A-A线的剖面图。图7C是表示加速度传感器搭载在电路基板上的状态的剖视图。
电路基板15是形成有多个通孔的多层基板,使用玻璃环氧基板。需要注意的是,不限于玻璃环氧基板,只要是能够安装多个惯性传感器、电子元器件、连接器等的刚性基板即可。例如,也可以使用复合基板、陶瓷基板。
在电路基板15的第一面15f设有作为惯性传感器的加速度传感器18、连接器16、角速度传感器17x、17y、17z等的多个安装端子分别通过例如软钎料、导电性粘接剂等连接部件13而被安装在其上的多个电极垫(electrode pad)31、32、33及通孔34。此外,在多个电极垫31、32、33的外侧设有例如由抗感光树脂构成的绝缘层14。换言之,在绝缘层14的开口部形成有各个电极垫31、32、33。此外,电路基板15的第一面15f包括没有设置绝缘层14的区域即第一区域11和第二区域12。
需要注意的是,本方式中的加速度传感器18在从与电路基板15的第一面15f正对的方向俯视观察时呈四边形,多个安装端子被配置于四边形的相对的一对边。也就是说,多个电极垫31被配置在与该安装端子对应的电路基板15的第一面15f。加速度传感器18是表面贴装型的传感器器件(SMD:Surface Mount Device:表面贴装器件),在本方式中,通过钎焊(连接部件13)而被表面贴装(SMT:Surface mount technology:表面贴装技术)于配置在电路基板15的第一面15f的多个电极垫31上。
第一区域11位于比安装加速度传感器18用的电极垫31更靠内侧的中央区域,设于与加速度传感器18的中央部重叠的位置,第二区域12是从第一区域11一直延伸到加速度传感器18的外周缘的外侧的区域。也就是说,如图7C所示,在加速度传感器18的安装端子18d和电极垫31通过例如软钎料等连接部件13而连接的加速度传感器18与电路基板15的第一面15f之间设有相当于绝缘层14的厚度的间隙S,该间隙S从与加速度传感器18的中央部重叠的位置连结到加速度传感器18的外周缘的外侧。
即,传感器单元100通过不在加速度传感器18的中央区域与电路基板15之间设置绝缘层14,从而能够使加速度传感器18与电路基板15的间隔(间隙S)大于设置了绝缘层14的情况。由此,用于去除存在于加速度传感器18和电路基板15之间的异物的清洗液容易进入加速度传感器18和电路基板15之间,能够提高异物的清洗效果。也就是说,异物难以残留于加速度传感器18与电路基板15的间隔(间隙S)中,所以由于残留异物因温度变化而热膨胀或热收缩那样的异物状态变化而在加速度传感器18产生的应力减小。因此,能够减少偏置信号的温度滞后等温度变化相关的加速度传感器18的检测精度的降低。
具体地,关于减少使具备这种结构的电路基板15的传感器单元100的加速度传感器18发生温度变化时的检测精度的降低的效果,如图8所示进行说明。需要注意的是,图10中示出使作为比较例如图9A及图9B所示的没有设置第一区域11和第二区域12的电路基板的结构、以及使用了该电路基板的传感器单元的加速度传感器发生温度变化时的输出特性。需要注意的是,图8是表示使用了本发明所涉及的结构的电路基板的传感器单元的加速度输出的温度特性的图表。图9A是表示比较例的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。图9B是沿图9A中的B-B线的剖面图。图10是表示使用了比较例的电路基板的传感器单元的加速度输出的温度特性的图表。
首先,作为比较例的电路基板15n是没有设置上述结构那样的第一区域11及第二区域12的结构。也就是说,在通过表面贴装将加速度传感器18与电路基板15n连接的情况下,在加速度传感器18的电路基板15n侧的底面与绝缘层14n之间的间隙Sn小的状态下例如通过钎焊等将加速度传感器18与电路基板15n连接。在像这样地间隙Sn小的情况下,用于去除存在于加速度传感器18与电路基板15n之间的异物的清洗液难以进入加速度传感器18与电路基板15之间,导致异物的清洗效果降低,从而不能将异物彻底去除而导致残留。残留异物位于加速度传感器18的下部,当该残留异物产生温度变化时,残留异物的状态发生变化。详细地,残留异物如果处于高温则膨胀,如果处于低温则收缩。有时导致加速度传感器18检测出由该残留异物的体积变化引起的应力变化。其结果是,在使温度从高温侧变化为低温侧时,产生如图10所示的低温区域中的检测加速度的偏置移动(bias shift)(偏置信号(检测输出信号)的温度滞后)现象。需要注意的是,为了去除残留在这样的狭小间隙Sn中的异物,需要增多清洗次数反复进行清洗或延长清洗时间,存在传感器单元的制造工作量增加的问题。
与此相对,在图7A所示的上述本实施方式的电路基板15中,即使通过表面贴装将加速度传感器18与电路基板15连接,通过不在加速度传感器18的中央区域与电路基板15之间设置绝缘层14,从而也能够使加速度传感器18与电路基板15的间隔(间隙S)大于设置了绝缘层14的情况,可以提高残留异物的清洗效果,通过一次清洗或者短时间的清洗即可容易地去除残留异物。因此,在图7A所示的上述本实施方式的电路基板15中,能够得到如图8所示地观察不到在存在残留异物的比较例中观察到的低温区域中的检测加速度的偏置移动现象的输出特性(偏置)。
(第一区域及第二区域的变形例)
需要注意的是,在电路基板15中,能够以各种方式设计未设置绝缘层14的第一区域和第二区域。下面,依次说明第一区域及第二区域的变形例。
(变形例1)首先,参照图11A及图11B对第一区域及第二区域的变形例1进行说明。图11A是表示变形例1所涉及的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。图11B是沿图11A中的C-C线的剖面图。
如图11A及图11B所示,变形例1所涉及的电路基板15a的绝缘层14a的配置图案具备由通孔38构成的第一区域11a,该通孔38位于比安装加速度传感器18(参照图4)用的电极垫31更靠内侧的中央区域,设置于与加速度传感器18的中央部重叠的位置。也就是说,第一区域11a是因通孔38而未设置绝缘层14a的区域。需要注意的是,通孔38从第一面15f贯通到与第一面15f是正反面关系的第二面15r。此外,通孔38也可以不是圆形,可以形成为任何形状。
通过设有这样的第一区域11a(通孔38),能够在加速度传感器18的底面侧设置大的空间,由此能够减少异物的残留,并且由于清洗液也充分蔓延而能进一步减少残留异物的发生。
(变形例2)
下面,参照图12A及图12B对第一区域及第二区域的变形例2进行说明。图12A是表示变形例2所涉及的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。图12B是沿图12A中的D-D线的剖面图。
如图12A及图12B所示,变形例2所涉及的电路基板15b的绝缘层14b的配置图案具备第一区域11b,第一区域11b位于比安装加速度传感器18(参照图4)用的电极垫31更靠内侧的中央区域,设于与加速度传感器18的中央部重叠的位置。进而,变形例2所涉及的电路基板15b的绝缘层14b的配置图案在加速度传感器18的外周缘的四角的位置具备第二区域12b,第二区域12b是从第一区域11b一直延伸到加速度传感器18的外周缘的外侧的区域。在此,第一区域11b及第二区域12b是未配置绝缘层14b的区域。此外,在变形例2中,在与第一区域11b及第二区域12b重叠的位置设有从第一面15f向第二面15r的方向凹陷的凹部39。
这样,通过在第一区域11b和第二区域12b设有凹部39,能够在加速度传感器18和电路基板15b之间设置大的空间。由此,能够减少异物的残留,并且由于清洗液也充分蔓延而能进一步减少残留异物的发生。
(变形例3)
下面,参照图13A及图13B对第一区域及第二区域的变形例3进行说明。图13A是表示变形例3所涉及的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。图13B是图13A中的P部放大图。
如图13A及图13B所示,变形例3所涉及的电路基板15c的绝缘层14c的配置图案具备第一区域11c,第一区域11c位于比安装加速度传感器18(参照图4)用的电极垫31更靠内侧的中央区域,设于与加速度传感器18的中央部重叠的位置。进而,变形例3所涉及的电路基板15c的绝缘层14c的配置图案具备第二区域12c,第二区域12c是从第一区域11c一直延伸到加速度传感器18的外周缘的外侧的区域。在此,第一区域11c及第二区域12c是未配置绝缘层14c的区域。变形例3的第二区域12c配置在相邻的电极垫31之间,从第一区域11c一直延伸到加速度传感器18的外周缘的外侧。
这样,通过将第二区域12c设于相邻的电极垫31之间,从而与第一区域11c连结的第二区域12c的面积增大,由于清洗液也充分蔓延而能进一步减少残留异物的发生。
(变形例4)
下面,参照图14A及图14B对第一区域及第二区域的变形例4进行说明。图14A是表示变形例4所涉及的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。图14B是沿图14A中的E-E线的剖面图。
如图14A及图14B所示,变形例4所涉及的电路基板15d的绝缘层14d的配置图案具备第一区域11d,第一区域11d位于比安装加速度传感器18(参照图4)用的电极垫31更靠内侧的中央区域,设于与加速度传感器18的中央部重叠的位置。在第一区域11d中,在俯视观察时加速度传感器18的中心与电极垫31之间设有呈周状且四角不连接的凸部14d2。
在此,凸部14d2配置成,相比于加速度传感器18的中心侧,更靠向电极垫31侧。这样,通过将凸部14d2配置成,与加速度传感器18的中心侧相比,更靠向电极垫31侧,由此使异物难以到达异物容易残留的加速度传感器18的中心部。
需要注意的是,凸部14d2优选由绝缘层14d构成。这样,通过由绝缘层14d构成凸部14d2,能够在与绝缘层14d相同的工序中容易地形成凸部14d2。
此外,变形例4所涉及的电路基板15d的绝缘层14d的配置图案具备第二区域12d,第二区域12d是在加速度传感器18的外周缘的四角的位置从第一区域11d一直延伸到加速度传感器18的外周缘的外侧的区域。在此,第一区域11d及第二区域12d是未配置绝缘层14d的区域。
根据如上所述的变形例4所涉及的绝缘层14d的配置图案,在加速度传感器18的中心与电极垫31之间设有凸部14d2。由此,能够通过凸部14d2阻断向容易残留异物的加速度传感器18的中心部进入的异物。
需要注意的是,凸部14d2也可以是周状、或者呈周状但不连接的结构中任一种。
(变形例5)
下面,参照图15对第一区域及第二区域的变形例5进行说明。图15是表示变形例5所涉及的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。
如图15所示,变形例5所涉及的电路基板15e的绝缘层14e的配置图案具备第一区域11e和第二区域12e,第一区域11e位于比安装加速度传感器18e用的电极垫31更靠内侧的中央区域,设于与加速度传感器18e的中央部重叠的位置,第二区域12e是从第一区域11e一直延伸到加速度传感器18e的外周缘的外侧的区域。在此,第一区域11e及第二区域12e是未配置绝缘层14e的区域。
本变形例中使用的加速度传感器18e在俯视观察时为四边形,多个安装端子被配置在四边形的相对的一对边上。即,多个电极垫31沿着相对的一对边并行配置。此外,第一区域11e及第二区域12e设置成分别横穿位于未排列电极垫31的方向的加速度传感器18e的一对边。
根据如上所述的变形例5所涉及的绝缘层14e的配置图案,能够将第二区域12e设置成向未配置加速度传感器18e的安装端子的方向延伸。由此,能够构成宽度较宽的第二区域12e,因而能够使残留于加速度传感器18e与电路基板15e的间隙的异物的清洗液容易流入。因此,能够通过清洗容易地将残留于加速度传感器18e与电路基板15e的间隙中的异物排出。
(变形例6)
下面,参照图16A及图16B对第一区域及第二区域的变形例6进行说明。图16A是表示变形例6所涉及的电路基板的绝缘层的配置图案的平面图。图16B是沿图16A中的F-F线的剖面图。
如图16A及图16B所示,变形例6所涉及的电路基板15g的绝缘层14的配置图案具备第一区域11,第一区域11位于比安装加速度传感器18用的电极垫31更靠内侧的中央区域,设于与加速度传感器18的中央部重叠的位置。进而,变形例6所涉及的电路基板15g的绝缘层14的配置图案具备第二区域12,第二区域12是在加速度传感器18的外周缘的四角的位置从第一区域11一直延伸到加速度传感器18的外周缘的外侧的区域。在此,第一区域11及第二区域12是未配置绝缘层14的区域。此外,在变形例6中,在第一区域11的中央部设有从电路基板15g的第一面15f贯通第二面15r的通孔37。
根据如上所述的变形例6所涉及的电路基板15g及绝缘层14的配置图案,在未设有绝缘层14的区域即第一区域11的中央部设置有通孔37。这样,通过设置有通孔37,能够使残留异物的清洗液从通孔37流入加速度传感器18与电路基板15g之间的第一区域11或从其排出。因此,能够提高残留异物的清洗效果,能够清除残留异物。
<移动体定位装置>
下面,参照图17及图18对移动体定位装置进行说明。图17是表示移动体定位装置的整体系统的框图。图18是示意性地表示移动体定位装置的作用的图。
图17所示的移动体定位装置3000是安装于移动体进行使用的、用于进行该移动体的定位的装置。作为移动体没有特别限定,可以是自行车、汽车(包括四轮汽车及摩托车)、电车、飞机、船舶等中任意一种,但在本实施方式中作为四轮汽车进行说明。移动体定位装置3000具有惯性计测装置3100(IMU)、运算处理部3200、GPS接收部3300、接收天线3400、位置信息获取部3500、位置合成部3600、处理部3700、通信部3800和显示部3900。需要注意的是,作为惯性计测装置3100,例如能够使用上述的传感器单元100。
此外,惯性计测装置3100具有3轴的加速度传感器3110和3轴的角速度传感器3120。运算处理部3200接收来自加速度传感器3110的加速度数据及来自角速度传感器3120的角速度数据,对这些数据进行惯性导航运算处理,并输出惯性导航定位数据(包括移动体的加速度及姿势的数据)。
此外,GPS接收部3300通过接收天线3400接收来自GPS卫星的信号(GPS载波。叠加有位置信息的卫星信号)。此外,位置信息获取部3500基于GPS接收部3300接收到的信号,输出表示移动体定位装置3000(移动体)的位置(纬度、经度、高度)、速度、方位的GPS定位数据。
在该GPS定位数据中还包括表示接收状态、接收时刻等的状态数据。
位置合成部3600基于从运算处理部3200输出的惯性导航定位数据及从位置信息获取部3500输出的GPS定位数据计算移动体的位置,具体地,计算移动体在地面的什么位置行驶。例如,即使GPS定位数据中包含的移动体的位置相同,若如图18所示,因为地面的倾斜等的影响而使移动体的姿势不同,则移动体是行驶于地面的不同位置。因此,仅根据GPS定位数据无法算出移动体的准确位置。于是,位置合成部3600使用惯性导航定位数据(尤其是与移动体的姿势相关的数据)计算移动体行驶于地面的哪个位置。需要注意的是,可以通过使用三角函数(相对于铅直方向的斜率θ)的运算比较简单地进行该计算。
从位置合成部3600输出的位置数据被处理部3700执行规定的处理,并作为定位结果显示于显示部3900。另外,位置数据也可以通过通信部3800发送至外部装置。
以上,对移动体定位装置3000进行了说明。如上所述,这样的移动体定位装置3000包括:应用了上述的传感器单元100的惯性计测装置3100;从定位用卫星接收叠加有位置信息的卫星信号的GPS接收部3300(接收部);基于接收到的卫星信号获取GPS接收部3300的位置信息的位置信息获取部3500(获取部);基于从惯性计测装置3100输出的惯性导航定位数据(惯性数据)运算移动体的姿势的运算处理部3200(运算部);以及通过基于算出的姿势对位置信息进行校正来计算移动体的位置的位置合成部3600(计算部)。由此,能够享有上述传感器单元100(惯性计测装置:IMU)的效果,得到可靠性高的移动体定位装置3000。
<电子设备>
下面,关于使用了传感器单元100的电子设备,基于图19~图21进行详细说明。
首先,参照图19说明作为电子设备的一例的移动型的个人计算机。图19是示意性地表示作为电子设备的一例的移动型个人计算机的结构的立体图。
在该图中,个人计算机1100由具备键盘1102的主体部1104和具备显示部1108的显示单元1106构成,显示单元1106借助铰链结构部而可转动地支承于主体部1104。在这样的个人计算机1100中内置有作为惯性计测装置发挥作用的传感器单元100,控制部1110能够基于传感器单元100的检测数据进行例如姿势控制等控制。
下面,参照图20说明作为电子设备的一例的智能电话(便携式电话)。图20是示意性地表示作为电子设备的一例的智能电话(便携式电话)的结构的立体图。
在该图中,智能电话1200组装有上述传感器单元100。由传感器单元100检测出的检测数据(加速度数据、角速度数据)被发送给智能电话1200的控制部1201。控制部1201构成为包括CPU(Central Processing Unit:中央处理单元),能够根据接收到的检测数据识别智能电话1200的姿势、举动,使显示于显示部1208的显示图像变化,或鸣响警报声、效果声,或对振动电机进行驱动而使主体振动。换言之,能够进行智能电话1200的动作感应,并根据计测出的姿势、举动使显示内容发生变化,或产生声音、振动等。特别是在执行游戏的应用程序的情况下,能够体验近似于现实的临场感。
下面,参照图21说明作为电子设备的一例的数码相机。图21是表示作为电子设备的一例的数码相机的结构的立体图。需要注意的是,在该图中还简易示出了与外部设备的连接。
在数码相机1300的机壳(主体)1302的背面设有显示部1310,构成为根据CCD的拍摄信号进行显示,显示部1310也作为将被拍摄体显示为电子图像的取景器而发挥功能。另外,在机壳1302的正面侧(图中的背面侧)设有包括光学透镜(拍摄光学系统)、CCD等的受光单元1304。
当拍摄者确认了显示于显示部1310的被拍摄体像,并按下了快门按钮1306时,该时间点的CCD的拍摄信号被传送、存储在存储器1308中。另外,在该数码相机1300中,在机壳1302的侧面设有视频信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。此外,如图所示,根据需要,视频信号输出端子1312与电视监视器1430连接,数据通信用的输入输出端子1314与个人计算机1440连接。进而构成为,通过规定的操作,将存储在存储器1308中的拍摄信号输出给电视监视器1430、个人计算机1440。在这样的数码相机1300中内置有作为惯性计测装置发挥作用的传感器单元100,控制部1316能够基于传感器单元100的检测数据进行例如抖动校正等控制。
这样的电子设备具备传感器单元100及控制部1110、1201、1316,因而具有优异的可靠性。
需要注意的是,具备传感器单元100的电子设备除了图19的个人计算机、图20的智能电话(便携式电话)、图21的数码相机以外,还可以应用于例如平板终端、钟表、喷墨式喷吐装置(例如喷墨打印机)、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、录像机、车辆导航装置、寻呼器、电子记事本(也包括带通信功能)、电子辞典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用电视监视器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖仪、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测量设备、计量仪器类(例如车辆、航空器、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器、地震仪、计步器、倾斜仪、计测硬盘的振动的振动仪、机器人或无人机等飞行体的姿势控制装置、汽车的自动驾驶用惯性导航所使用的控制设备等。
<便携式电子设备>
下面,关于使用了传感器单元100的便携式电子设备,基于图22及图23进行详细说明。下面,作为便携式电子设备的一例,示出手表型的活动计(活动跟踪器)进行说明。
如图22所示,作为手表型的活动计(活动跟踪器)的腕式设备1400通过带1401而佩戴在用户的手腕等部位(被检测体),具备数字显示的显示部1402,并且能够进行无线通信。上述本发明涉及的传感器单元100作为对加速度、角速度进行测定的传感器与其它的传感器等一起被组装在腕式设备1400中。
腕式设备1400具备至少收容有传感器单元100(未图示)的壳体1403、收容于壳体1403并对来自传感器单元100的输出数据进行处理的处理部1410(参照图23)、收容于壳体1403的显示部1402、以及堵住壳体1403的开口部的透光性罩1404。在透光性罩1404的位于壳体1403侧的外周侧设置有框圈1405。在壳体1403的侧面设置有多个操作按钮1406、1407。以下,也一并参照图23进一步进行详细说明。
传感器单元100所包括的加速度传感器1408对彼此交叉(理想的是正交)的三轴方向各自的加速度进行检测,并输出与检测出的三轴加速度的大小及方向相应的信号(加速度信号)。此外,传感器单元100所包括的角速度传感器1409对彼此交叉(理想的是正交)的三轴方向各自的角速度进行检测,并输出与检测出的三轴角速度的大小及方向相应的信号(角速度信号)。
在构成显示部1402的液晶显示器(LCD)中,根据各种检测模式,显示例如使用了GPS传感器1411、地磁传感器1412的位置信息、移动量、使用了加速度传感器1408或角速度传感器1409等的运动量等运动信息、使用了脉搏传感器1413等的脉搏数等生物体信息、或者当前时刻等时刻信息等。需要说明的是,也能够显示使用了温度传感器1414的环境温度。
通信部1415进行用于建立用户终端与未图示的信息终端之间的通信的各种控制。通信部1415例如包括与Bluetooth(注册商标)(包括BTLE:Bluetooth Low Energy:蓝牙低功耗)、Wi-Fi(注册商标)(Wireless Fidelity:无线保真)、Zigbee(注册商标)、NFC(Nearfield communication:近场通讯)、ANT+(注册商标)等近距离无线通信标准对应的收发器、与USB(Universal Serial Bus:通用串行总线)等通信总线标准对应的连接器而构成。
处理部1410(处理器)例如由MPU(Micro Processing Unit:微处理单元)、DSP(Digital Signal Processor:数字信号处理器)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit:专用集成电路)等构成。处理部1410基于存储于存储部1416的程序和从操作部1417(例如操作按钮1406、1407)输入的信号执行各种处理。处理部1410的处理包括对包括GPS传感器1411的卫星定位系统、地磁传感器1412、压力传感器1418、加速度传感器1408、角速度传感器1409、脉搏传感器1413、温度传感器1414、计时部1419的各输出信号的数据处理、使显示部1402显示图像的显示处理、使声音输出部1420输出声音的声音输出处理、经由通信部1415与信息终端进行通信的通信处理、向各部供给来自电池1421的电力的电力控制处理等。
在这样的腕式设备1400中,能够至少具有如下的功能。
1.移动距离:通过高精度的GPS功能对从计测开始起的总距离、移动轨迹进行计测。
2.配速:根据配速距离计测值显示当前的行进配速。
3.平均速度:算出并显示从行进开始至当前的平均速度。
4.海拔:通过GPS功能计测并显示海拔。
5.步幅:即使在收不到GPS电波的隧道内等也计测并显示步幅。
6.步频:计测并显示每分钟的步数。
7.心率:通过脉搏传感器计测并显示心率。
8.坡度:在山谷的训练、越野跑中,计测并显示地面的坡度。
9.自动分圈计测:在跑了事先设定的一定距离、一定时间时,自动进行分圈计测。
10.运动消耗卡路里:显示消耗卡路里。
11.步数:显示从运动开始起的步数的合计。
需要说明的是,腕式设备1400能够广泛应用于跑步手表、运动员手表、应对铁人两项、铁人三项等多样化运动的运动员手表、户外手表以及搭载有卫星定位系统、例如GPS的GPS手表等。
此外,在上述中,对使用GPS(Global Positioning System:全球卫星定位系统)作为卫星定位系统进行了说明,但也可以利用其它全球导航卫星系统(GNSS:GlobalNavigation Satellite System)。例如也可以利用EGNOS(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service:欧洲地球静止导航重叠服务)、QZSS(QuasiZenith Satellite System:准天顶卫星系统)、GLONASS(GLObal NAvigation SatelliteSystem:格洛纳斯卫星导航系统)、GALILEO、Beidou(BeiDou Navigation SatelliteSystem:北斗导航卫星系统)等卫星定位系统中的一种或两种以上。此外,也可以在至少一种卫星定位系统中利用WAAS(Wide Area Augmentation System:广域增强系统)、EGNOS(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)等静止卫星型卫星导航增强系统(SBAS:Satellite-based Augmentation System:星基增强系统)。
这样的作为便携式电子设备的腕式设备1400由于具有传感器单元100及处理部1410,因而具有优异的可靠性。
<移动体>
下面,关于使用了传感器单元100的移动体,参照图24进行详细说明。图24是表示作为移动体的一例的汽车的结构的立体图。
如图24所示,在汽车1500中内置有传感器单元100,例如能够通过传感器单元100检测车身1501的姿势。传感器单元100的检测信号被供给到作为控制车身姿势的控制部的车身姿势控制装置1502。车身姿势控制装置1502能够基于该信号检测车身1501的姿势,并根据检测结果控制悬架的软硬,或控制作为制动系统的各个车轮1503的制动器。此外,传感器单元100除此之外还可以广泛应用于无钥匙进入系统、防盗装置、车载导航系统、车载空调、防锁死制动系统(ABS)、气囊、胎压监测系统(TPMS:Tire Pressure MonitoringSystem)、发动机控制系统(发动机系统)、自动驾驶用惯性导航的控制设备、混合动力汽车或电动汽车的电池监视器等电子控制单元(ECU:electronic control unit)。
此外,应用于移动体的传感器单元100除上面所举例示出的以外,还可以利用在例如双腿步行机器人、电车等的姿势控制、航模、无线电遥控直升机以及无人机等远程操控或者自主式的飞行体的姿势控制、农业机械(农机)或建筑机械(工程机械)等的姿势控制、机器人、人造卫星、船舶及AGV(无人搬运车)等的控制中。如上所述,在实现各种移动体的姿势控制时,组装入传感器单元100及各个控制部(未图示)。
这样的移动体由于具备传感器单元100及控制部(例如作为姿势控制部的车身姿势控制装置1502),因而具有优异的可靠性。
<行驶辅助系统>
下面,关于使用了传感器单元100的行驶辅助系统,参照图25及图26进行说明。图25是表示行驶辅助系统的概略结构的图。图26是表示行驶辅助系统的概略结构的功能框图。
(行驶辅助系统的概略结构)
如图25所示,行驶辅助系统4000包括搭载在多台车辆各自上的控制装置4100及信息处理装置4200。
控制装置4100搭载于进行自动控制加速、制动及转向中至少任一方的自动驾驶的车辆(下面称为自动驾驶车辆),并与信息处理装置4200进行通信。信息处理装置4200例如是服务器装置,收集从搭载于多台自动驾驶车辆的各控制装置4100发送来的车辆信息,或将基于收集到的车辆信息而得到的信息发送给各控制装置4100。需要注意的是,信息处理装置4200既可以由一个服务器装置构成,也可以由多个服务器装置构成。
(控制装置的概略结构)
下面,使用图26说明控制装置4100的概略结构。控制装置4100搭载于自动驾驶车辆,如图26所示,包括自动驾驶单元4010、通信设备4020、ADAS(Advanced DriverAssistance Systems:高级驾驶辅助系统)定位器4030、HMI(Human Machine Interface:人机接口)系统4040、周边监视传感器4050及车辆控制单元4060。作为控制部的自动驾驶单元4010、通信设备4020、ADAS定位器4030、HMI系统4040及车辆控制单元4060例如与车内LAN连接,能够通过通信相互交接信息。
通信设备4020与自身车辆的外部进行通信。通信设备4020例如能够与搭载于自身车辆的周边车辆的车载通信设备、以及在路边设置的路边设备中至少任一方之间进行无线通信。例如,通信设备4020通过与车载通信设备的车辆间通信、与路边设备的路车间通信,能够获取自身车辆的周边车辆的位置信息及行驶速度信息等。
通信设备4020与信息处理装置4200之间进行通信。在与信息处理装置4200之间进行通信的情况下,构成为通过例如DCM(Data Communication Module:数据通信模块)等在车联网通信中使用的车载通信模块,经由在车联网通信中使用的通信网络与信息处理装置4200进行通信即可。需要注意的是,也可以构成为通过路边设备以及该路边设备和信息处理装置4200之间的通信网络,与信息处理装置4200进行通信。通信设备4020将从信息处理装置4200获取到的信息向车内LAN输出,或发送通过车内LAN从自动驾驶单元4010发送来的车辆信息。
需要注意的是,与搭载于周边车辆的车载通信设备及在路边设置的路边设备中至少任一方之间进行无线通信的车载通信模块和用于车联网通信的车载通信模块既可以构成为分体设置,也可以构成为一体设置。
ADAS定位器4030具备GNSS(Global Navigation Satellite System:全球卫星导航系统)接收机4031、上述的传感器单元100以及存储有地图数据的地图数据库(下面称为DB)4033。GNSS接收机4031接收来自多个人造卫星的定位信号。传感器单元100具备例如3轴陀螺仪传感器及3轴加速度传感器。地图DB4033是非易失性存储器,存储有联机数据、节点数据、道路形状及结构物等地图数据。
ADAS定位器4030通过组合由GNSS接收机4031接收的定位信号和传感器单元100的计测结果,依次定位搭载有ADAS定位器4030的自身车辆的车辆位置。需要注意的是,也可以构成为在车辆位置的定位中还使用根据从搭载于自身车辆的车轮速度传感器(未图示)依次输出的脉冲信号求出的行驶距离。然后,将定位得到的车辆位置向车内LAN输出。此外,ADAS定位器4030还进行从地图DB4033读出地图数据并向车内LAN输出。需要注意的是,地图数据也可以构成为使用搭载于自身车辆的例如DCM等车载通信模块(未图示)从自身车辆的外部获取。
HMI系统4040如图26所示具备HCU(Human Machine Interface Control Unit:人机接口控制单元)4041、操作部4042、转向传感器4043、显示装置4044及声音输出装置4045,接收来自自身车辆的驾驶员的输入操作,或对自身车辆的驾驶员提示信息,或检测自身车辆的驾驶员的状态。
操作部4042是由自身车辆的驾驶员进行操作的开关组。操作部4042用于进行各种设定。例如,作为操作部4042,有设置于自身车辆的转向的辐条部的转向开关、与显示装置4044成为一体的触摸开关等。
转向传感器4043是用于检测乘客正触摸自身车辆的方向盘的传感器。作为转向传感器4043的一例,可以举出设于方向盘的触摸传感器、检测自身车辆的转向的转向扭矩的转向扭矩传感器等。转向传感器4043的检测结果被输出给HCU4041。
作为显示装置4044,例如有组合仪表、CID(Center Information Display:中央信息显示器)、HUD(Head-Up Display:平视显示器)等。组合仪表配置在自身车辆的驾驶座前方。CID在自身车室内配置在中央仪表群的上方。组合仪表及CID基于从HCU4041获取的图像数据,在显示器的显示画面上显示信息提示用的各种图像。HUD将基于从HCU4041获取到的图像数据的图像的光投影在限定于自身车辆的挡风玻璃上的投影区域中。通过挡风玻璃反射到车室内侧的图像光被落座在驾驶座上的驾驶员感知。驾驶员能够以由HUD投影的图像的虚像与自身车辆的前方的外界风景重叠的方式来进行视觉辨认。
作为声音输出装置4045,例如有音频扬声器等。音频扬声器例如配置在自身车辆的车门的内衬内。音频扬声器通过再生的声音对驾驶员等乘客进行信息提示。
HCU4041具备CPU、ROM及RAM等存储器、I/O、连接它们的总线,通过执行存储在存储器中的控制程序来执行各种处理。例如,HCU4041按照来自自动驾驶单元4010的指示,使显示装置4044及声音输出装置4045中至少任一方进行信息提示。需要注意的是,也可以在硬件上通过一个或多个IC等构成由HCU4041执行的功能的一部分或全部。
周边监视传感器4050检测诸如步行者、人以外的动物、自行车、摩托车及其它车辆等移动物体、进而路上的坠落物、护栏、路边石及树木等静止物体这样的障碍物。除此之外,还检测行驶车道线、停止线等路面标识。周边监视传感器4050例如是拍摄自身车辆周围的规定范围的周边监视相机、向自身车辆周围的规定范围发送探测波的毫米波雷达、声纳、LIDAR(Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detect ion and Ranging:激光探测与测量)等传感器。
作为周边监视相机,既可以是使用立体相机的结构,也可以是使用单目相机的结构。周边监视相机将依次拍摄的摄像图像作为感测信息依次输出给自动驾驶单元4010。声纳、毫米波雷达、LIDAR等发送探测波的传感器将基于在接收到被障碍物反射的反射波时所得到的接收信号的扫描结果作为感测信息依次输出给自动驾驶单元4010。需要注意的是,还可以采用多种周边监视传感器4050具有重复的感测范围的结构,诸如并用周边监视相机和毫米波雷达进行自身车辆前方的感测,等等。
车辆控制单元4060是进行自身车辆的加减速控制及转向控制中至少任一种控制的电子控制装置。作为车辆控制单元4060有进行转向控制的转向ECU、进行加减速控制的动力单元控制ECU及制动ECU等。车辆控制单元4060获取从搭载于自身车辆的加速踏板位置传感器、制动踏板力传感器、转向角传感器、车轮速度传感器等各种传感器输出的检测信号,向电子控制节气门、制动致动器、EPS(Electric Power Steering:电动助力转向)电机等各行驶控制装置输出控制信号。此外,车辆控制单元4060能够向车内LAN输出上述各传感器的检测信号。
作为控制部的自动驾驶单元4010具备CPU、易失性存储器、非易失性存储器、I/O、连接它们的总线,通过执行存储在非易失性存储器中的控制程序来执行各种处理。例如,自动驾驶单元4010根据周边监视传感器4050中的感测结果识别自身车辆的行驶环境。除此之外,自动驾驶单元4010还通过控制车辆控制单元4060来代替驾驶员进行驾驶操作。该自动驾驶单元4010相当于行驶辅助装置。
需要注意的是,也可以在硬件上通过一个或多个IC等构成由自动驾驶单元4010执行的功能的一部分或者全部。
作为控制部的自动驾驶单元4010能够基于由传感器单元100检测出的检测信号指示车辆控制单元4060控制加速、制动及转向中至少任一方。此外,自动驾驶单元4010能够根据由传感器单元100检测出的检测信号的变化,切换自动驾驶的实施或者不实施。这样,通过控制加速、制动及转向中至少任一方的作为控制部的自动驾驶单元4010,能够根据由传感器单元检测出的检测信号的变化高精度地切换自动驾驶的实施或者不实施。
这样的行驶辅助系统4000由于具备传感器单元100以及包括传感器单元100的作为行驶辅助装置的自动驾驶单元4010,因而具有优异的可靠性。
<头部佩戴型显示装置>
下面,关于使用了传感器单元100的作为显示装置的一例的头部佩戴型显示装置,参照图27进行说明。图27是表示头部佩戴型显示装置的概略结构的说明图。
如图27所示,头部佩戴型显示装置5000具备图像显示部520和控制图像显示部520的控制装置510,图像显示部520在被佩戴于用户(使用者)的头部的状态下使用户在视觉上看到虚像。控制装置510还作为用户操作头部佩戴型显示装置5000的控制器发挥作用。
图像显示部520是佩戴于用户的头部的佩戴体,在本方式中具有眼镜形状的框架502(主体)。框架502具有右保持部521及左保持部523。右保持部521是从右光学像显示部526的另一端即端部ER延伸设置到用户佩戴了图像显示部520时与用户的侧头部对应的位置的部件。同样,左保持部523是从左光学像显示部528的另一端即端部EL延伸设置到用户佩戴了图像显示部520时与用户的侧头部对应的位置的部件。右保持部521与用户的头部中的右耳或其附近抵接,左保持部523与用户的左耳或其附近抵接,将图像显示部520保持于用户的头部。
在框架502设有右显示驱动部522、左显示驱动部524、右光学像显示部526、左光学像显示部528以及麦克风563。在本方式中,作为主体的一例,举例示出了眼镜型的框架502。主体的形状不限于眼镜型,只要是佩戴、固定于用户的头部即可,如果是跨用户的左右眼睛的前方进行佩戴的形状,则更加优选。例如,除在此说明的眼镜型以外,也可以是覆盖用户的脸部的上部的滑雪护目镜那样的形状,还可以是如双筒望远镜那样配置在用户的左右眼睛各自的前方的形状。
眼镜型的框架502具有位于用户的右眼前面的右部502A及位于左眼前面的左部502B,呈右部502A和左部502B通过桥接部502C(连结部)连结而成的形状。桥接部502C在用户佩戴了图像显示部520时与用户的眉间对应的位置将右部502A和左部502B相互连结。
右部502A及左部502B分别与镜腿部502D、502E连结。镜腿部502D、502E如眼镜的镜腿那样将框架502支承在用户的头部。本实施方式的镜腿部502D由右保持部521构成,镜腿部502E由左保持部523构成。
右光学像显示部526配置在右部502A,左光学像显示部528配置在左部502B,在用户佩戴了图像显示部520时分别位于用户的右眼及左眼的眼前。
右显示驱动部522和左显示驱动部524在用户佩戴了图像显示部520时配置在与用户的头部相对的一侧。需要注意的是,在统称右显示驱动部522及左显示驱动部524时,也会简称为“显示驱动部”,在统称右光学像显示部526及左光学像显示部528时,也会简称为“光学像显示部”。此外,显示驱动部522、524包括未图示的液晶显示器(Liquid CrystalDisplay)、投影光学系统等。
右光学像显示部526及左光学像显示部528具备未图示的导光板和调光板。导光板由透光性的树脂等形成,将显示驱动部522、524输出的图像光引导到用户的眼睛中。调光板是薄板状的光学元件,配置成覆盖与用户的眼睛侧相反的一侧即图像显示部520的表面侧。调光板可以使用几乎没有透光性的部件、接近透明的部件、使光量衰减来透过光的部件、使特定波长的光衰减或者反射的部件等各种部件。通过适当选择调光板的光学特性(透光率等),能够调整从外部入射到右光学像显示部526及左光学像显示部528的外部光量,调整虚像的视觉辨认难易度。
在本方式中,对使用至少具有佩戴了图像显示部520的用户能够视觉辨认外部的景色程度的透光性的调光板的情况进行说明。调光板保护作为光学元件的右导光板及左导光板,抑制右导光板及左导光板的损伤、污垢的附着等。需要注意的是,调光板既可以是相对于右光学像显示部526及左光学像显示部528能够装卸,也可以是能够更换多种调光板进行装配,还可以省略。
此外,在框架502设有照相机单元503。照相机单元503具有供上部照相机561配置的照相机底座部503C以及支承照相机底座部503C的臂部503A、503B。臂部503A通过设置在右保持部521的前端部AP的铰链521A而可转动地与右保持部521连结。臂部503B通过设置在左保持部523的前端部AP的铰链523A而可转动地与左保持部523连结。因此,照相机单元503整体上可以向图中箭头K所示的方向、即在佩戴状态下上下转动。照相机单元503在转动范围的下端与框架502接触。此外,照相机单元503的转动范围的上端由铰链521A、523A的规格等决定。
照相机底座部503C是跨右部502A、左部502B及桥接部502C的上部进行定位的板状或者棒状部件,在相当于桥接部502C之上的位置埋置上部照相机561。上部照相机561是具备CCD、CMOS等摄像元件及摄像透镜等的数字照相机,既可以是单目相机,也可以是立体相机。
上部照相机561拍摄头部佩戴型显示装置5000的表面侧方向、换言之是指佩戴了图像显示部520的状态下的用户的视场方向的至少一部分外景。上部照相机561的视场角的广度可以适当设定,例如优选在照相机单元503的转动范围的下端,上部照相机561的拍摄范围包括用户通过右光学像显示部526、左光学像显示部528视觉上看到的外界。进而,更优选将上部照相机561的拍摄范围设定成能够拍摄借助调光板后的用户的整个视场。
图像显示部520通过连接部540与控制装置510连接。连接部540具备与控制装置510连接的主体线缆548、右线缆542、左线缆544及连结部件546。右线缆542及左线缆544是主体线缆548分支成两条而得到的线缆。右线缆542从右保持部521的延伸方向的前端部AP插入右保持部521的壳体内,与右显示驱动部522连接。
同样地,左线缆544从左保持部523的延伸方向的前端部AP插入左保持部523的壳体内,与左显示驱动部524连接。
连结部件546设于主体线缆548与右线缆542及左线缆544的分支点,具有用于连接耳机插头530的插座。右耳机532及左耳机534从耳机插头530延伸。在耳机插头530附近设有麦克风563。从耳机插头530到麦克风563汇集为一条线缆,线缆从麦克风563分支并分别连到右耳机532及左耳机534。
麦克风563配置成麦克风563的集音部朝向用户的视线方向,对声音进行集音,并向声音处理部(未图示)输出声音信号。麦克风563例如既可以是单声道麦克风也可以是立体声麦克风,还可以是具有指向性的麦克风,也可以是无指向性的麦克风。
右线缆542、左线缆544及主体线缆548只要能够传输数字数据即可,例如可以由金属线缆、光纤构成。此外,也可以采用将右线缆542和左线缆544合并为一条线缆的结构。
图像显示部520和控制装置510经由连接部540传输各种信号。在主体线缆548的与连结部件546相反一侧的端部及控制装置510上设有相互嵌合的连接器(未图示)。通过将主体线缆548的连接器和控制装置510的连接器嵌合或者将此嵌合解除,能够使控制装置510和图像显示部520连接或分开。
控制装置510控制头部佩戴型显示装置5000。控制装置510具备确定键511、点亮部512、显示切换键513、亮度切换键515、方向键516、菜单键517以及包括电源开关518的开关类。此外,控制装置510具备用户用手指操作的触控板514。
确定键511检测按下操作,并输出确定在控制装置510所操作的内容的信号。点亮部512具备LED(Light Emitting Diode:发光二极管)等光源,通过光源的点亮状态,通知头部佩戴型显示装置5000的动作状态(例如电源的接通/断开)。显示切换键513响应于按下操作,输出例如指示图像的显示模式的切换的信号。
触控板514具有检测接触操作的操作面,响应于对操作面的操作,输出操作信号。操作面中的检测方式没有限定,可以采用静电式、压力检测式、光学式等。亮度切换键515响应于按下操作,输出指示图像显示部520的亮度的增减的信号。方向键516响应于对于与上下左右方向对应的键的按下操作,输出操作信号。电源开关518是切换头部佩戴型显示装置5000的电源接通/断开的开关。
此外,在框架502安装有两个运动传感器。本方式的运动传感器是惯性传感器,具体地是第一传感器566及第二传感器568。第一传感器566在右部502A中被配置于镜腿部502D侧的端部,第二传感器568在左部502B中被配置于镜腿部502E侧的端部。即,第一传感器566及第二传感器568在头部佩戴型显示装置5000的佩戴状态下位于头部的中心的一侧。第一传感器566及第二传感器568是加速度传感器、角速度传感器(陀螺仪传感器)等惯性传感器,在本方式中,使用具有3轴的陀螺仪传感器及3轴的加速度传感器的上述传感器单元100。第一传感器566及第二传感器568分别在内置的检测机构的测定基准点检测例如绕X轴的旋转(俯仰)、绕Y轴的旋转(偏航)以及绕Z轴的旋转(侧倾)。
第一传感器566及第二传感器568中的任一传感器位于用户的头部的中心的一侧,另一传感器位于用户的头部的中心的另一侧。具体地,第一传感器566位于用户的头部的右侧,第二传感器568位于左侧。需要注意的是,在本方式中,头部的中心是指与用户的身高垂直的水平面上的头部的中心。第一传感器566及第二传感器568在水平面上的位置是夹着该水平面上的头部的中心而位于右侧和左侧。
作为这种结构的显示装置的一例的头部佩戴型显示装置5000具备向用户的眼睛照射图像光的图像显示部520以及作为多个运动传感器的第一传感器566和第二传感器568。第一传感器566和第二传感器568中任一传感器在佩戴状态下位于头部的中心的一侧,另一活动传感器位于头部的中心的另一侧。因此,在用户的头部活动的情况下,能够快速求出运动中心处的活动量、活动的方向等。
此外,在头部佩戴型显示装置5000中,第一传感器566和第二传感器568中任一方在佩戴状态下位于头部的中心的左侧,另一运动传感器位于头部的中心的右侧。因此,基于运动传感器的检测结果,能够快速求出头部的运动中心处的活动。
作为这样的显示装置的一例的头部佩戴型显示装置5000由于具备传感器单元100作为第一传感器566及第二传感器568,因而具有优异的可靠性。
以上根据图示的实施方式说明了传感器单元、移动体定位装置、电子设备、便携式电子设备、移动体及显示装置,但本发明不限于此,各部的结构可以替换为具有同样功能的任意的结构。此外,还可以对本发明附加其它任意的构成物。
下面,将从上述实施方式导出的内容作为各方面进行记载。
[方面1]本方面涉及的传感器单元其特征在于,包括:惯性传感器;电路基板,在所述电路基板的第一面包括多个电极垫,所述惯性传感器的多个安装端子分别通过连接部件而安装于所述多个电极垫;以及壳体,在所述壳体的内部收容有所述电路基板,在所述电路基板的所述第一面包括:绝缘层,在俯视观察时,设于所述多个电极垫的外侧;第一区域,在俯视观察时,所述第一区域在与所述惯性传感器的比所述安装端子更靠内侧的中央区域重叠的部分未设置有所述绝缘层;以及第二区域,在俯视观察时,所述第二区域从所述第一区域直到所述惯性传感器的外侧未设置有所述绝缘层。
根据本方面,传感器单元具备惯性传感器、电路基板和壳体。在电路基板的第一面具备多个电极垫,惯性传感器的多个安装端子分别通过连接部件安装于多个电极垫。此外,在壳体的内部收容有电路基板。在电路基板的第一面,于电极垫的外侧设有绝缘层。换言之,在绝缘层的开口部形成有电极垫。此外,电路基板的第一面包括未设置绝缘层的第一区域和第二区域。第一区域是比惯性传感器的安装端子更靠内侧的中央区域,第二区域是从第一区域一直延伸到惯性传感器的外侧的区域。
即,传感器单元构成为,通过未在惯性传感器的中央区域与电路基板之间设置绝缘层,从而能够使惯性传感器和电路基板的间隔(间隙)大于设置有绝缘层的情况。由此,用于去除存在于惯性传感器和电路基板之间的异物的清洗液容易进入惯性传感器和电路基板之间,能够提高异物的清洗效果。由此,异物难以残留于惯性传感器与电路基板的间隔(间隙)中,因而由于异物的状态因温度变化而变化(例如热膨胀、热收缩)导致在惯性传感器产生的应力减少。因此,能够减少因异物残留而引起的偏置信号(检测输出信号)的温度滞后的发生,能够提供可以进行高精度检测的惯性传感器。
[方面2]在上述方面所述的传感器单元中,优选的是,在所述电路基板的所述第一面的所述第一区域及所述第二区域设有凹部。
根据本方面,在电路基板的第一面中,在第一区域及第二区域设有凹部。由此,能够进一步扩宽惯性传感器与电路基板的间隔,所以异物更加难以残留。
[方面3]在上述方面所述的传感器单元中,优选的是,在所述电路基板中,在所述第一区域设有贯通所述电路基板的通孔。
根据本方面,由于在电路基板的第一区域设有通孔,所以能够减少异物的残留。
[方面4]在上述方面所述的传感器单元中,优选的是,所述第二区域设于相邻的电极垫之间。
根据本方面,第二区域设于相邻的电极垫之间。由此,与第一区域连结的第二区域的面积增大,清洗液也充分蔓延,所以能够进一步减少残留异物的发生。
[方面5]在上述方面所述的传感器单元中,优选的是,在俯视观察时,在所述惯性传感器的中心与所述电极垫之间设有周状的凸部或者未连接的凸部。
根据本方面,在惯性传感器的中心与电极垫之间设有周状的凸部或者未连接的凸部。由此,能够通过凸部阻断异物进入异物容易残留的惯性传感器的中心部。
[方面6]在上述方面所述的传感器单元中,优选的是,与靠向所述惯性传感器的中心侧相比,所述周状的凸部或者所述未连接的凸部更靠向所述电极垫一侧。
根据本方面,周状的凸部或者未连接的凸部配置成,相比于惯性传感器的中心侧,更靠所述电极垫一侧。由此,异物难以到达异物容易残留的惯性传感器的中心部。
[方面7]在上述方面所述的传感器单元中,优选的是,所述周状的凸部或者所述未连接的凸部是绝缘层。
根据本方面,周状的凸部或者未连接的凸部由绝缘层构成。由此,能够容易地构成周状的凸部或者未连接的凸部。
[方面8]在上述方面所述的传感器单元中,优选的是,在俯视观察时,所述惯性传感器为四边形,所述多个安装端子配置于所述四边形的相对的一对边。
根据本方面,四边形的惯性传感器的安装端子配置于四边形的相对的一对边,因而能够在未配置安装端子的惯性传感器的另一对边的方向上设置第二区域。由此,能够构成宽度较宽的第二区域,因而通过清洗容易地将残留在惯性传感器与电路基板的间隙中的异物排出。
[方面9]在上述方面所述的传感器单元中,优选的是,所述惯性传感器是加速度传感器。
根据本方面,传感器单元具备加速度传感器作为惯性传感器,从而能够高精度地检测加速度。
[方面10]本方面涉及的移动体定位装置其特征在于,包括:上述方面1至9中任一方面所述的传感器单元;接收部,从定位用卫星接收叠加有位置信息的卫星信号;获取部,基于接收到的所述卫星信号获取所述接收部的位置信息;运算部,基于从所述传感器单元输出的惯性数据,运算移动体的姿势;以及计算部,通过基于算出的所述姿势校正所述位置信息,从而计算所述移动体的位置。
根据本方面,能够享有本发明的传感器单元的效果,得到惯性的计测精度高的移动体定位装置。
[方面11]本方面涉及的便携式电子设备其特征在于,包括:上述方面1至9中任一方面所述的传感器单元;壳体,收容有所述传感器单元;处理部,收容于所述壳体,对来自所述传感器单元的输出数据进行处理;显示部,收容于所述壳体;以及透光性罩,堵住所述壳体的开口部。
根据本方面,能够享有本发明的传感器单元的效果,得到惯性的计测精度高的便携式电子设备。
[方面12]在上述方面所述的便携式电子设备中,优选的是,包括卫星定位系统,计测用户的移动距离、移动轨迹。
根据本方面,便携式电子设备的便利性提高。
[方面13]本方面涉及的电子设备其特征在于,包括:上述方面1至9中任一方面所述的传感器单元;以及控制部,基于从所述传感器单元输出的检测信号进行控制。
根据本方面,能够享有本发明的传感器单元的效果,得到惯性的计测精度高的电子设备。
[方面14]本方面涉及的移动体其特征在于,包括:上述方面1至9中任一方面所述的传感器单元;以及控制部,基于从所述传感器单元输出的检测信号进行控制。
根据本方面,能够享有本发明的传感器单元的效果,得到惯性的计测精度高的移动体。
[方面15]在上述方面所述的移动体中,优选的是,包括发动机系统、制动系统及无钥匙进入系统中至少任一种系统,所述控制部基于所述检测信号控制所述系统。
根据本方面,能够高精度地控制发动机系统、制动系统及无钥匙进入系统中至少任一种系统。
[方面16]本方面涉及的移动体其特征在于,包括:上述方面1至9中任一方面所述的传感器单元;以及控制部,基于由所述传感器单元检测出的检测信号,控制加速、制动及转向中至少任一方,自动驾驶的实施或者不实施根据来自所述传感器单元的检测信号的变化来进行切换。
根据本方面,通过控制加速、制动及转向中至少任一方的控制部,能够根据由传感器单元检测出的检测信号的变化高精度地切换自动驾驶的实施或者不实施。
[方面17]本方面涉及的显示装置其特征在于,包括:显示部,佩戴于用户的头部,向所述用户的眼睛照射图像光;以及上述方面1至9中任一方面所述的传感器单元,所述传感器单元在佩戴状态下位于所述头部的中心的一侧。
根据本方面,显示装置的传感器单元在佩戴状态下位于头部的中心的一侧。因此,在用户的头部进行了活动的情况下,能够快速求出运动中心处的活动量、活动的方向等。此外,能够享有本发明的传感器单元的效果,得到惯性的计测精度高的显示装置。
Claims (11)
1.一种传感器单元,其特征在于,包括:
惯性传感器;
电路基板,在所述电路基板的第一面包括多个电极垫,所述惯性传感器的多个安装端子分别通过连接部件而安装于所述多个电极垫;以及
壳体,在所述壳体的内部收容有所述电路基板,
在所述电路基板的所述第一面包括:
绝缘层,在俯视观察时,所述绝缘层设于所述多个电极垫的外侧;
第一区域,在俯视观察时,所述第一区域在与所述惯性传感器的比所述安装端子更靠内侧的中央区域重叠的部分未设置有所述绝缘层;以及
第二区域,在俯视观察时,所述第二区域从所述第一区域直到所述惯性传感器的外侧未设置有所述绝缘层。
2.根据权利要求1所述的传感器单元,其特征在于,
在所述电路基板的所述第一面的所述第一区域及所述第二区域设有凹部。
3.根据权利要求1或2所述的传感器单元,其特征在于,
在所述电路基板中,在所述第一区域设有贯通所述电路基板的通孔。
4.根据权利要求1所述的传感器单元,其特征在于,
所述第二区域设于相邻的电极垫之间。
5.根据权利要求1所述的传感器单元,其特征在于,
在俯视观察时,在所述惯性传感器的中心与所述电极垫之间设有周状的凸部或者未连接的凸部。
6.根据权利要求5所述的传感器单元,其特征在于,
与靠向所述惯性传感器的中心侧相比,所述周状的凸部或者所述未连接的凸部更靠向所述电极垫一侧。
7.根据权利要求5或6所述的传感器单元,其特征在于,
所述周状的凸部或者所述未连接的凸部是绝缘层。
8.根据权利要求1所述的传感器单元,其特征在于,
在俯视观察时,所述惯性传感器为四边形,
所述多个安装端子配置于所述四边形的相对的一对边。
9.根据权利要求1所述的传感器单元,其特征在于,
所述惯性传感器是加速度传感器。
10.一种移动体定位装置,其特征在于,包括:
权利要求1至9中任一项所述的传感器单元;
接收部,从定位用卫星接收叠加有位置信息的卫星信号;
获取部,基于接收到的所述卫星信号,获取所述接收部的位置信息;
运算部,基于从所述传感器单元输出的惯性数据,运算移动体的姿势;以及
计算部,通过基于算出的所述姿势校正所述位置信息,来计算所述移动体的位置。
11.一种移动体,其特征在于,包括:
权利要求1至9中任一项所述的传感器单元;以及
控制部,基于由所述传感器单元检测出的检测信号,控制加速、制动及转向中至少任一方,
在所述移动体中,自动驾驶的实施或者不实施根据来自所述传感器单元的检测信号的变化进行切换。
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