JP2019078545A - 物理量センサー、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器、および移動体 - Google Patents
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Abstract
Description
[第1実施形態]
先ず、本発明の第1実施形態に係る物理量センサー1について、図1〜図7を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。図2は、図1中のA−A線断面図である。図3は、図1の物理量センサーが有する素子部を示す平面図である。図4は、図3中のB部拡大平面図である。図5および図6は、それぞれ、図3の素子部が有する逆相ばねの拡大平面図である。図7は、図3に示す素子部の振動モードを説明するための模式図である。なお、図1〜図7、および以降で示す図8〜図10には、互いに直交する三つの軸としてX軸、Y軸およびZ軸が図示され、基板2に接合された素子部4の各部位が配置される平面をX軸およびY軸とし、基板2と蓋体3とが接合されている方向をZ軸としている。また、X軸に平行な方向を「X軸方向」または「第2方向」、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」または「第1方向」、Z軸に平行な方向を「Z軸方向」とも言う。また、各軸の矢印先端側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。また、Z軸方向プラス側を「上または上側」とも言い、Z軸方向マイナス側を「下または下側」とも言う。
可動検出電極441A,441Bの第1幹部50と検出ばね46A,46B,とを連結する第1連結部52を構成する第1支持部521の固定検出電極442A,442B,443A,443BとのY軸方向の間隔G1が、第2支持部522と固定検出電極442A,442B,443A,443BとのY軸方向の間隔G2より小さい。また、第1支持部521のX軸方向の長さL1と可動検出電極指51のX軸方向の長さL2とが等しく、第1支持部521と固定検出電極442A,442B,443A,443BとのY軸方向の間隔G1と固定検出電極指53と可動検出電極指51とのY軸方向の間隔G3とが略等しい。そのため、第1支持部521と固定検出電極442A,442B,443A,443Bとが一対の固定検出電極指53と可動検出電極指51とに相当する。よって、第1支持部521を可動検出電極指51と見なすことができ、検出部44A,44BのY軸方向の寸法を変えずに可動検出電極指51を増やすことができる。つまり、可動検出電極441A,441Bと固定検出電極442A,442B,443A,443Bとの間の静電容量を大きくすることができ、検出感度を向上させることができる。従って、小型化を図っても、検出感度の低下を低減する物理量センサー1を得ることができる。
次に、本発明の第2実施形態に係る物理量センサー1aについて、図8を参照して説明する。図8は、本発明の第2実施形態に係る物理量センサーが有する検出部の一部を示す平面図である。なお、図8は、図3のB部に相当する。
次に、本発明の第3実施形態に係る物理量センサー1bについて、図9および図10を参照して説明する。図9は、本発明の第3実施形態に係る物理量センサーが有する素子部を示す平面図である。図10は、図9中のC部拡大平面図である。
次に、本発明の一実施形態に係る物理量センサー1を適用した慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)2000について、図11および図12を参照して説明する。図11は、慣性計測装置の概略構成を示す分解斜視図である。図12は、慣性計測装置の慣性センサー素子の配置例を示す斜視図である。
次に、本発明の一実施形態に係る物理量センサー1を適用した移動体測位装置3000について、図13および図14を参照して説明する。図13は、移動体測位装置の全体システムを示すブロック図である。図14は、移動体測位装置の作用を模式的に示す図である。
次に、本発明の一実施形態に係る物理量センサー1を適用した携帯型電子機器について、図15および図16を参照して説明する。図15は、携帯型電子機器の構成を模式的に示す平面図である。図16は、携帯型電子機器の概略構成を示す機能ブロック図である。
以下、携帯型電子機器の一例として、腕時計型の活動計(アクティブトラッカー)を示して説明する。
1.距離:高精度のGPS機能により計測開始からの合計距離を計測する。
2.ペース:ペース距離計測から、現在の走行ペースを表示する。
3.平均スピード:走行開始から現在までの平均スピードを算出し表示する。
4.標高:GPS機能により、標高を計測し表示する。
5.ストライド:GPS電波が届かないトンネル内などでも歩幅を計測し表示する。
6.ピッチ:1分あたりの歩数を計測し表示する。
7.心拍数:脈拍センサーにより心拍数を計測し表示する。
8.勾配:山間部でのトレーニングやトレイルランにおいて、地面の勾配を計測し表示する。
9.オートラップ:事前に設定した一定距離や一定時間を走った時に、自動でラップ計測を行う。
10.運動消費カロリー:消費カロリーを表示する。
11.歩数:運動開始からの歩数の合計を表示する。
次に、本発明の一実施形態に係る物理量センサー1を適用した電子機器について、図17〜図19を参照して説明する。
次に、本発明の一実施形態に係る物理量センサー1を適用した移動体について、図20を参照して説明する。図20は、移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。
Claims (12)
- 基板と、
前記基板に設けられ、物理量を検出する検出部と、を有し、
前記検出部は、
前記基板に固定されている固定検出電極と、
前記基板に対して前記物理量の検出軸方向である第1方向に変位可能な可動検出電極と、
前記基板に前記可動検出電極を固定する第1固定部と、
前記第1固定部と前記可動検出電極とを連結する第1ばね部と、を有し、
前記固定検出電極は、
前記第1方向に交差する方向である第2方向に沿って設けられている複数の固定検出電極指を有し、
前記可動検出電極は、
前記第1方向に沿って設けられている第1幹部と、前記第1幹部から前記第2方向に沿って設けられ、前記固定検出電極指と前記第1方向に間隔を空けて配置される複数の可動検出電極指と、前記第1幹部に連結する第1連結部と、を有し、
前記第1連結部は、
前記第1幹部に連結する第1支持部と、前記第1ばね部に連結する第2支持部と、を有し、
前記第1支持部と前記固定検出電極との前記第1方向の間隔は、前記第2支持部と前記固定検出電極との前記第1方向の間隔より小さいことを特徴とする物理量センサー。 - 前記第1支持部の前記第2方向の長さは、前記可動検出電極指の前記第2方向の長さと略等しいことを特徴とする請求項1に記載の物理量センサー。
- 前記第1支持部と前記固定検出電極との前記第1方向の間隔は、前記固定検出電極指と前記可動検出電極指との前記第1方向の間隔と略等しいことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の物理量センサー。
- 基板と、
前記基板に設けられ、物理量を検出する検出部と、を有し、
前記検出部は、
前記基板に固定されている固定検出電極と、
前記基板に対して前記物理量の検出軸方向である第1方向に変位可能な可動検出電極と、
前記基板に前記可動検出電極を固定する第1固定部と、
前記第1固定部と前記可動検出電極とを連結する第1ばね部と、を有し、
前記固定検出電極は、
前記第1方向に交差する方向である第2方向に沿って設けられている複数の固定検出電極指を有し、
前記可動検出電極は、
前記第1方向に沿って設けられている第1幹部と、前記第1幹部から前記第2方向に沿って設けられ、前記固定検出電極指と前記第1方向に間隔を空けて配置される複数の可動検出電極指と、前記第1幹部に連結する第1連結部と、を有し、
前記第1連結部の前記第2方向の長さは、前記可動検出電極指の前記第2方向の長さと略等しく、
前記第1連結部と前記固定検出電極との前記第1方向の間隔は、前記固定検出電極指と前記可動検出電極指との前記第1方向の間隔と略等しいことを特徴とする物理量センサー。 - 前記基板に設けられ、前記検出部を駆動可能な駆動部、を有し、
前記駆動部は、
前記基板に固定されている固定駆動電極と、
前記基板に対して前記第2方向に変位可能な可動駆動電極と、
前記基板に前記可動駆動電極を固定する第2固定部と、
前記第2固定部と前記可動駆動電極とを連結する第2ばね部と、を有し、
前記固定駆動電極は、
前記第2方向に沿って設けられている複数の固定駆動電極指を有し、
前記可動駆動電極は、
前記第1方向に沿って設けられている第2幹部と、前記第2幹部から前記第2方向に沿って設けられ、前記固定駆動電極指と前記第1方向に間隔を空けて配置される複数の可動駆動電極指と、前記第2幹部に連結する第2連結部と、を有し、
前記第2連結部は、
前記第2幹部に連結する第3支持部と、前記第2ばね部に連結する第4支持部と、を有し、
前記第3支持部と前記固定駆動電極との前記第1方向の間隔は、前記第4支持部と前記固定駆動電極との前記第1方向の間隔より小さいことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の物理量センサー。 - 前記第3支持部の前記第2方向の長さは、前記可動駆動電極指の前記第2方向の長さと略等しいことを特徴とする請求項5に記載の物理量センサー。
- 前記第3支持部と前記固定駆動電極との前記第1方向の間隔は、前記固定駆動電極指と前記可動駆動電極指との前記第1方向の間隔と略等しいことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の物理量センサー。
- 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
前記物理量センサーの駆動を制御する制御回路と、を備えていることを特徴とする慣性計測装置。 - 請求項8に記載の慣性計測装置と、
測位用衛星から位置情報が重畳された衛星信号を受信する受信部と、
受信した前記衛星信号に基づいて、前記受信部の位置情報を取得する取得部と、
前記慣性計測装置から出力された慣性データに基づいて、移動体の姿勢を演算する演算部と、
算出された前記姿勢に基づいて前記位置情報を補正することにより、前記移動体の位置を算出する算出部と、を備えていることを特徴とする移動体測位装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
前記物理量センサーが収容されているケースと、
前記ケースに収容され、前記物理量センサーからの出力データを処理する処理部と、
前記ケースに収容されている表示部と、
前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、を備えていることを特徴とする携帯型電子機器。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
前記物理量センサーから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、を備えていることを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
前記物理量センサーから出力された検出信号に基づいて姿勢の制御を行う姿勢制御部と、を備えていることを特徴とする移動体。
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