JP2019168381A - センサーユニット、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器、移動体および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に表面実装されている加速度センサーと基板との間の残留異物を低減し、加速度センサーから出力される信号を安定させたセンサーユニットを提供する。【解決手段】センサーユニットは、第１の面に慣性センサーの複数の実装端子がそれぞれ接続部材を介して取り付けられている複数の電極パッドを含む回路基板１５を備え、回路基板の第１の面には、平面視で、複数の電極パッドの外側に設けられている絶縁層と、平面視で、慣性センサーの実装端子よりも内側の中央領域と重なる部分に、絶縁層が設けられていない第１の領域と、第１の領域から慣性センサーの外側に亘って絶縁層が設けられていない第２の領域と、を含む。【選択図】図７Ａ

Description

本発明は、センサーユニット、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器、移動体および表示装置に関する。

従来、所定の検出軸に基づく慣性を検出する基板に加速度センサーや角速度センサーなどの慣性センサーを搭載し、その基板がケースに収容されているセンサーユニットが知られている。例えば、特許文献１には、表面がレジストで保護されている基板に、コネクター、角速度センサー、加速度センサーなどが実装されている慣性計測装置（ＩＭＵ：inertial measurement unit）が記載されている。

特開２０１７−２０８２９号公報

しかしながら、特許文献１の慣性計測装置（センサーユニット）は、基板に表面実装されている表面実装型の慣性センサー（加速度センサーなど）と基板との間に異物が残留することがあり、この残留している異物に起因して、バイアス信号（検出出力信号）に温度ヒステリシスが発生する虞があるという課題がある。

本願のセンサーユニットは、慣性センサーと、第１の面に前記慣性センサーの複数の実装端子がそれぞれ接続部材を介して取り付けられている複数の電極パッド含む回路基板と、前記回路基板が内部に収容されているケースと、を含み、前記回路基板の前記第１の面には、平面視で、前記複数の電極パッドの外側に設けられている絶縁層と、平面視で、前記慣性センサーの前記実装端子よりも内側の中央領域と重なる部分に、前記絶縁層が設けられていない第１の領域と、平面視で、前記第１の領域から前記慣性センサーの外側に亘って、前記絶縁層が設けられていない第２の領域と、を含むことを特徴とする。

上述のセンサーユニットにおいて、前記回路基板の前記第１の面の前記第１の領域および前記第２の領域に、凹部が設けられていることが好ましい。

上述のセンサーユニットにおいて、前記回路基板には、前記第１の領域に前記回路基板を貫通している貫通孔が設けられていることが好ましい。

上述のセンサーユニットにおいて、前記第２の領域は、隣り合う電極パッドの間に設けられていることが好ましい。

上述のセンサーユニットにおいて、平面視で、前記慣性センサーの中心と、前記電極パッドとの間に、周状の凸部、或いは連接していない凸部が設けられていることが好ましい。

上述のセンサーユニットにおいて、前記周状の凸部、或いは前記連接していない凸部は、前記慣性センサーの中心側よりも前記電極パッド側に寄っていることが好ましい。

上述のセンサーユニットにおいて、前記周状の凸部、或いは前記連接していない凸部は、絶縁層であることが好ましい。

上述のセンサーユニットにおいて、平面視で、前記慣性センサーは四角形状であり、前記複数の実装端子は、前記四角形状の対向している一対の辺に配置されていることが好ましい。

上述のセンサーユニットにおいて、前記慣性センサーは加速度センサーであることが好ましい。

本願の移動体測位装置は、上記のセンサーユニットと、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、前記センサーユニット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、を含むことを特徴とする。

本願の携帯型電子機器は、上記のセンサーユニットと、前記センサーユニットが収容されているケースと、前記ケースに収容され、前記センサーユニット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、を含むことを特徴とする。

上述の携帯型電子機器において、衛星測位システムを含み、ユーザーの移動距離や移動軌跡を計測することが好ましい。

本願の電子機器は、上記のセンサーユニットと、前記センサーユニット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、を含むことを特徴とする。

本願の移動体は、上記のセンサーユニットと、前記センサーユニット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、を含むことを特徴とする。

上述の移動体において、エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくともいずれかのシステムを含み、前記制御部は、前記検出信号に基づいて前記システムを制御することが好ましい。

本願の移動体は、前記センサーユニットで検出された検出信号に基づいて、加速、制動、および操舵の少なくともいずれかを制御する制御部と、を含み、自動運転の実施或いは不実施は、前記センサーユニットからの検出信号の変化に応じて切り替えられる、ことを特徴とする。

本願の表示装置は、ユーザーの頭部に装着され、前記ユーザーの眼に画像光を照射する表示部と、上記のセンサーユニットと、を含み、前記センサーユニットは、装着状態において前記頭部の中心より一方側に位置していることを特徴とする。

センサーユニットが被装着面に固定された状態を示す斜視図。 センサーユニットの概要を図１の被装着面側からみて示す斜視図。 図２と同じ方向から見たセンサーユニットの分解斜視図。 回路ユニットの概略構成を示す外観斜視図。 Ｘ軸およびＹ軸加速度センサーの構成を説明する平面図。 Ｚ軸加速度センサーの構成を説明する平面図。 回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図。 図７ＡのＡ−Ａ断面図。 加速度センサーの回路基板への搭載状態を示す断面図。 本構成の回路基板を用いたセンサーユニットの加速度出力の温度特性を示すグラフ。 比較例の回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図。 図９ＡのＢ−Ｂ断面図。 比較例の回路基板を用いたセンサーユニットの加速度出力の温度特性を示すグラフ。 変形例１に係る回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図。 図１１ＡのＣ−Ｃ断面図。 変形例２に係る回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図。 図１２ＡのＤ−Ｄ断面図。 変形例３に係る回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図。 図１３ＡのＰ部拡大図。 変形例４に係る回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図。 図１４ＡのＥ−Ｅ断面図。 変形例５に係る回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図。 変形例６に係る回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図。 図１６ＡのＦ−Ｆ断面図。 移動体測位装置の全体システムを示すブロック図。 移動体測位装置の作用を模式的に示す図。 電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を模式的に示す斜視図。 電子機器の一例であるスマートフォン（携帯型電話機）の構成を模式的に示す斜視図。 電子機器の一例であるディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。 携帯型電子機器の構成を模式的に示す平面図。 携帯型電子機器の概略構成を示す機能ブロック図。 移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図。 走行支援システムの概略的な構成を示す図。 走行支援システムの概略的な構成を示す機能ブロック図。 頭部装着型表示装置の概略構成を示す説明図。

以下、本実施形態について説明する。なお、以下で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。

＜センサーユニット＞
《センサーユニットの概要》
先ず、図１および図２を参照して、センサーユニットの概要について説明する。図１は、実施形態に係るセンサーユニットが被装着面に固定された状態を示す斜視図である。図２は、センサーユニットの概要を図１の被装着面側からみて示す斜視図である。

図１に示すように、センサーユニット１００は、自動車、農業機械（農機）、建設機械（建機）、ロボット、およびドローンなどの移動体（被装着装置）の姿勢や、挙動（慣性運動量）を検出する慣性計測装置（以下、ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）である。センサーユニット１００は、慣性センサーとしての３軸の加速度センサーと、３軸の角速度センサーとを備えた、いわゆる６軸モーションセンサーとして機能する。

センサーユニット１００は、平面形状が略正方形の直方体であり、正方形の一辺の長さが約３ｃｍで、厚さが約１ｃｍのサイズである。正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に、固定部としてのネジ穴２が形成されている。この２ヶ所のネジ穴２に、２本のネジ７０を通して、自動車などの被装着体（装置）の被装着面７１に、センサーユニット１００を固定した状態で使用する。なお、上記サイズは一例であり、部品の選定や設計変更により、例えば、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ、スマートグラス）、スマートフォンやデジタルカメラに搭載可能なサイズに小型化することも可能である。なお、センサーユニット１００の被装着面７１と反対側の開口は、蓋部８によって覆われている。

センサーユニット１００は、被装着面７１から伝わって来る自動車のエンジン振動などのノイズ振動を低減するための特徴あるパッケージ構成を採用している。この構成により、従来のセンサーユニットよりも、高い信頼性と、検出精度の安定性とを実現している。以下、この特徴あるパッケージ構成について、詳しく説明する。なお、この構成は、６軸モーションセンサーを備えたＩＭＵに限定するものではなく、慣性センサーを備えたユニット、またはデバイスであれば適用可能である。

図２に示すように、センサーユニット１００の被装着面側からみた表面には、開口部２１が形成されている。開口部２１の内部（内側）には、プラグ型（オス）のコネクター１６が配置されている。コネクター１６は、複数のピンを有しており、複数のピンが図２に正対して横方向に延在配置されている。コネクター１６には、被装着装置からソケット型（メス）のコネクター（図示せず）が接続されて、センサーユニット１００の駆動電圧や、検出データなどの電気信号の送受信が両者間で行われる。

なお、以下説明において、この複数のピンの延在方向をＸ軸方向とする。換言すれば、センサーユニット１００の正方形状において、図２に正対して横方向となる辺の延在方向をＸ軸方向とする。また、正方形状においてＸ軸方向と直交する方向の辺の延在方向をＹ軸方向とする。そして、センサーユニット１００の厚さ方向をＺ軸方向として説明する。コネクター１６には、被装着装置からソケット型（メス）のコネクター（図示せず）が接続されて、センサーユニット１００の駆動電圧や、検出データなどの電気信号の送受信が両者間で行われる。

《センサーユニットの構成》
次に、図１および図２に加え、図３を参照して、センサーユニットの構成について説明する。図３は、図２と同じ方向から見たセンサーユニットの分解斜視図である。

図３に示すように、センサーユニット１００は、アウターケース１、接合部材（緩衝部材）１０、回路基板１５、インナーケース２０などから構成されている。換言すれば、アウターケース１の内部３に、接合部材（緩衝部材）１０を介在させて、回路基板１５、インナーケース２０の順に篏合（挿入）した構成となっている。ここでは、回路基板１５と、回路基板１５が内部に収容されているケースとしてのインナーケース２０と、からの構成されているものをセンサーモジュール２５としている。なお、説明を解り易くするために、部位名をアウターケース、インナーケースとしているが、第１ケース、第２ケースと呼び換えても良い。

アウターケース１は、アルミニウムを箱状に削り出した台座である。材質は、アルミニウムに限定するものではなく、亜鉛やステンレスなど他の金属や、樹脂、または、金属と樹脂の複合材などを用いても良い。アウターケース１の外形は、前述したセンサーユニット１００の全体形状と同様に、平面形状が略正方形の直方体であり、正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に、それぞれネジ穴２が形成されている。なお、ネジ穴２に限定するものではなく、例えば、ネジによりネジ止めすることが可能な切り欠き（ネジ穴２のアウターケース１コーナー部に切り欠きを形成する構造）を形成してネジ止めする構成としてもよいし、あるいは、アウターケース１の側面にフランジ（耳）を形成して、フランジ部分をネジ止めする構成としても良い。ただし、前者の切り欠き穴を固定部としてネジ止めする場合に、切り欠き穴の切り欠きがネジ径よりも広く開いていると、ネジ止めする際にネジが切り欠きからずれ出して斜めになってしまい、ネジ止めの固定が外れやすくなったり、ずれたネジによってアウターケースの切り欠き穴部分が変形してしまったり削れたりする虞がある。このため、固定部として切り欠き穴を設ける場合には、切り欠き穴の切り欠きを、座面を構成するネジ頭の径よりも小さく設けることが好ましい。

アウターケース１は、外形が直方体で蓋のない箱状であり、その内部３（内側）は、底壁５と側壁４とで囲まれた内部空間（容器）となっている。換言すれば、アウターケース１は、底壁５と対向する一面を開口面とする箱状をなしており、その開口面の開口部のほとんどを覆うように（開口部を塞ぐように）センサーモジュール２５が収納され、センサーモジュール２５が開口部から露出した状態となる（図２参照）。ここで、底壁５と対向する開口面とは、アウターケース１の上面７と同一面である。また、アウターケース１の内部３の平面形状は、正方形の２つの頂点部分の角を面取りした６角形であり、面取りされた２つの頂点部分はネジ穴２の位置に対応している。また、内部３の断面形状（厚さ方向）において、底壁５には、内部３即ち内部空間における周縁部に中央部よりも一段高い底壁としての第１接合面６が形成されている。即ち、第１接合面６は、底壁５の一部であり、平面的に底壁５の中央部を囲ってリング状に形成された一段の階段状の部位であり、底壁５よりも開口面（上面７と同一面）からの距離が小さい面である。

なお、アウターケース１の外形が、平面形状が略正方形の直方体で蓋のない箱状である一例について説明したが、これに限らず、アウターケース１の外形の平面形状は、例えば６角形や８角形などの多角形であってもよいし、その多角形の頂点部分の角が面取りされていたり、各辺が曲線である平面形状であったりしてもよい。また、アウターケース１の内部３（内側）の平面形状も、上述した６角形に限らず、正方形などの方形（４角形）や、８角形などの他の多角形状であってもよい。また、アウターケース１の外形と内部３の平面形状とは相似形であってもよいし、相似形でなくてもよい。

インナーケース２０は、回路基板１５を支持する部材であり、アウターケース１の内部３に収まる形状となっている。詳しくは、平面的には、正方形の２つの頂点部分の角を面取りした６角形であり、平面視で６角形の下面２７に長方形の貫通穴である開口部２１と、回路基板１５を支持する側の面に設けられた凹部２８とが形成されている。面取りされた２つの頂点部分はアウターケース１のネジ穴２の位置に対応している。厚さ方向（Ｚ軸方向）は、アウターケース１の上面７から第１接合面６までの高さよりも、低くなっている。好適例では、インナーケース２０もアルミニウムを削り出して形成しているが、アウターケース１と同様に他の材質を用いても良い。

インナーケース２０の裏面（アウターケース１側の面）には、回路基板１５を位置決めするための案内ピンや、支持面（いずれも図示せず）が形成されている。回路基板１５は、当該案内ピンや、支持面にセット（位置決め搭載）されてインナーケース２０の裏面に接着される。なお、回路基板１５の詳細については後述する。インナーケース２０の裏面の周縁部は、リング状の平面からなる第２接合面２２となっている。第２接合面２２は、平面的にアウターケース１の第１接合面６と略同様な形状であり、インナーケース２０をアウターケース１にセットした際には、接合部材１０を挟持した状態で２つの面が向い合うことになる。なお、アウターケース１およびインナーケース２０の構造については、一実施例であり、この構造に限定されるものではない。

《回路ユニットの構成》
次に、回路基板１５に慣性センサーが実装された回路ユニットの構成について、図４を参照して説明する。図４は、回路ユニットの概略構成を示す外観斜視図である。

回路ユニットを構成する回路基板１５の第１の面１５ｆ（インナーケース２０側の面）には、コネクター１６、角速度センサー１７ｚ、加速度センサー１８などが実装されている。コネクター１６は、プラグ型（オス）のコネクターであり、Ｘ軸方向に等ピッチで配置された２列の接続端子を備えている。好適には、１列１０ピンで合計２０ピンの接続端子としているが、端子数は、設計仕様に応じて適宜変更しても良い。

角速度センサー１７ｚは、Ｚ軸方向における１軸の角速度を検出するジャイロセンサーである。好適例として、水晶を振動子として用い、振動する物体に加わるコリオリの力から角速度を検出する振動ジャイロセンサーを用いている。なお、振動ジャイロセンサーに限定するものではなく、角速度を検出可能なセンサーであれば良い。例えば、振動子としてセラミックや、シリコンを用いたセンサーを用いても良い。

また、回路基板１５のＸ軸方向の側面には、実装面（搭載面）がＸ軸と直交するように、Ｘ軸方向における１軸の角速度を検出する角速度センサー１７ｘが実装されている。同様に、回路基板１５のＹ軸方向の側面には、実装面（搭載面）がＹ軸と直交するように、Ｙ軸方向における１軸の角速度を検出する角速度センサー１７ｙが実装されている。なお、軸ごとの３つの角速度センサーを用いる構成に限定するものではなく、３軸の角速度が検出可能なセンサーであれば良く、例えば、後述する加速度センサー１８のように、１デバイス（パッケージ）で３軸の角速度が検出（検知）可能なセンサーデバイスを用いても良い。

慣性センサーとしての加速度センサー１８は、一つのデバイスでＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の３方向（３軸）の加速度を検出（検知）可能な、シリコン基板をＭＥＭＳ技術で加工した静電容量型の加速度センサーを用いている。なお、このセンサーに限定するものではなく、加速度が検出可能なセンサーであれば良い。例えば、ピエゾ抵抗型加速度センサーや、熱検知型加速度センサーであっても良い、または、前述の角速度センサーのように、軸ごとに１つの加速度センサーを設ける構成であっても良い。

回路基板１５の裏面（アウターケース１側の面）には、制御ＩＣ１９が実装されている。制御ＩＣ１９は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）であり、不揮発性メモリーを含む記憶部や、Ａ／Ｄコンバーターなどを内蔵しており、センサーユニット１００の各部を制御する。記憶部には、加速度、および角速度を検出するための順序と内容を規定したプログラムや、検出データをデジタル化してパケットデータに組込むプログラム、付随するデータなどが記憶されている。なお、回路基板１５には、その他にも複数の電子部品が実装されている。

《Ｘ軸およびＹ軸加速度センサーの構成》
ここで、慣性センサーとしての加速度センサー１８に搭載されているＸ軸加速度センサー、およびＹ軸加速度センサーの構成について図５を参照して説明する。図５は、Ｘ軸加速度センサーの構成を説明する平面図である。

図５に示すＸ軸加速度センサー１０１は、Ｘ軸方向の加速度Ａｘを検出する。このようなＸ軸加速度センサー１０１は、基部１０２と、基部１０２に設けられ、Ｘ軸方向の加速度Ａｘ（物理量）を検出する素子部１０３と、を有している。また、素子部１０３は、基部１０２に取り付けられている固定電極部１０４と、基部１０２に対してＸ軸方向（物理量の検出軸方向である第１方向）にバネ部１５３を介して変位可能な可動部１５２と、可動部１５２に設けられている可動電極部１０６と、を有している。また、固定電極部１０４は、Ｙ軸方向（検出軸に交差（本実施形態では直交）する方向である第２方向）に沿って並んで配置されている第１固定電極部１４１および第２固定電極部１４２を有している。また、第１固定電極部１４１は、第１幹部４１１と、第１幹部４１１のＹ軸方向（第２方向）の両側に設けられ、長手方向が第２方向に沿っている複数の第１固定電極指４１２と、を有している。また、第２固定電極部１４２は、第２幹部４２１と、第２幹部４２１からＹ軸方向（第２方向）の両側に設けられ、長手方向が第２方向に沿っている複数の第２固定電極指４２２と、を有している。また、可動電極部１０６は、Ｙ軸方向（第２方向）に沿って並んで配置されている第１可動電極部１６１および第２可動電極部１６２を有している。また、第１可動電極部１６１の少なくとも一部は、第１幹部４１１のＹ軸方向（第２方向）の両側に位置され、長手方向が第２方向に沿って、第１固定電極指４１２とＸ軸方向（第１方向）に対向している複数の第１可動電極指６１１を有している。また、第２可動電極部１６２の少なくとも一部は、第２幹部４２１のＹ軸方向（第２方向）の両側に位置され、長手方向が第２方向に沿って、第２固定電極指４２２とＸ軸方向（第１方向）に対向している複数の第２可動電極指６２１を有している。このような構成とすることで、第１可動電極指６１１および第１固定電極指４１２間の静電容量、第２可動電極指６２１および第２固定電極指４２２間の静電容量を十分に大きく保ちつつ、第１固定電極指４１２と第２固定電極指４２２、および第１可動電極指６１１と第２可動電極指６２１をそれぞれ短くすることができる。そのため、第１固定電極指４１２、第２固定電極指４２２、第１可動電極指６１１、および第２可動電極指６２１が破損し難く、優れた耐衝撃性を有するＸ軸加速度センサー１０１となる。

なお、図示はしないが、図５に示して説明したＸ軸加速度センサー１０１を、基部１０２と、基部１０２に設けられた素子部１０３とがＹ軸方向に沿って並ぶ方向に配置することによって、Ｙ軸加速度センサーとしてＹ軸方向の加速度を検出することができる。

《Ｚ軸方向の加速度を検出する加速度センサー素子》
図６は、Ｚ軸加速度センサーの構成を説明する平面図である。慣性センサーとしての加速度センサー１８に搭載されているＺ軸加速度センサーの構成について図６を参照して説明する。

Ｚ軸加速度センサー２０１は、可動体２２０を備えている。さらに、可動体２２０は、第１可動部２２０ａと、第２可動部２２０ｂと、を有している。可動体２２０は、平面視で、支持軸Ｑを境として、支持軸Ｑと直交する方向の一方側に第１可動部２２０ａと、直交する方向の他方側に第２可動部２２０ｂと、を備えている。可動体２２０は、さらに第１可動部２２０ａと第２可動部２２０ｂとを接続している第３梁部２４３および第４梁部２４４と、第１固定部２３２および第２固定部２３４と第３梁部２４３とを連結する第１梁部２４１と、第１固定部２３２および第２固定部２３４と第４梁部２４４とを連結する第２梁部２４２と、平面視で、第３梁部２４３と第４梁部２４４と間に配置されている開口部２２６と、を備えている。第１可動部２２０ａは、平面視において（Ｚ軸方向から見て）、支持軸Ｑの一方側（図示の例では−Ｘ軸方向側）に位置している。第２可動部２２０ｂは、平面視において、支持軸Ｑの他方側（図示の例では＋Ｘ軸方向側）に位置している。

可動体２２０に鉛直方向の加速度（例えば重力加速度）が加わった場合、第１可動部２２０ａと第２可動部２２０ｂとの各々に回転モーメント（力のモーメント）が生じる。ここで、第１可動部２２０ａの回転モーメント（例えば反時計回りの回転モーメント）と第２可動部２２０ｂの回転モーメント（例えば時計回りの回転モーメント）とが均衡した場合には、可動体２２０の傾きに変化が生じず、加速度を検出することができない。したがって、鉛直方向の加速度が加わったときに、第１可動部２２０ａの回転モーメントと、第２可動部２２０ｂの回転モーメントとが均衡せず、可動体２２０に所定の傾きが生じるように、可動体２２０が設計される。

Ｚ軸加速度センサー２０１では、支持軸Ｑを、可動体２２０の中心（重心）から外れた位置に配置することによって（支持軸Ｑから第１可動部２２０ａ，第２可動部２２０ｂの先端までの距離を異ならせることによって）、第１可動部２２０ａ，第２可動部２２０ｂが互いに異なる質量を有している。すなわち、可動体２２０は、支持軸Ｑを境にして、一方側（第１可動部２２０ａ）と他方側（第２可動部２２０ｂ）とで質量が異なる。図示の例では、支持軸Ｑから第１可動部２２０ａの端面２２３までの距離は、支持軸Ｑから第２可動部２２０ｂの端面２２４までの距離よりも大きい。また、第１可動部２２０ａの厚さと、第２可動部２２０ｂの厚さとは、等しい。したがって、第１可動部２２０ａの質量は、第２可動部２２０ｂの質量よりも大きい。

このように、第１可動部２２０ａおよび第２可動部２２０ｂが互いに異なる質量を有することにより、鉛直方向の加速度が加わったときに、第１可動部２２０ａの回転モーメントと、第２可動部２２０ｂの回転モーメントと、を均衡させないことができる。したがって、鉛直方向の加速度が加わったときに、可動体２２０に所定の傾きを生じさせることができる。

なお、図示はしないが、支持軸Ｑを可動体２２０の中心に配置し、かつ、第１可動部２２０ａおよび第２可動部２２０ｂの厚さを互いに異ならせることによって、第１可動部２２０ａおよび第２可動部２２０ｂが互いに異なる質量を有するようにしてもよい。このような場合にも、鉛直方向の加速度が加わったときに、可動体２２０に所定の傾きを生じさせることができる。

可動体２２０は、基板２１０と離間して設けられている。可動体２２０は、凹部２１１の上方に設けられている。可動体２２０と基板２１０との間には、間隙が設けられている。これにより、可動体２２０は、揺動することができる。

可動体２２０は、支持軸Ｑを境にして設けられた第１可動電極２２１および第２可動電極２２２を有している。第１可動電極２２１は、第１可動部２２０ａに設けられている。第２可動電極２２２は、第２可動部２２０ｂに設けられている。

第１可動電極２２１は、可動体２２０のうち、平面視において第１固定電極２５０と重なる部分である。第１可動電極２２１は、第１固定電極２５０との間に静電容量Ｃ１を形成する。すなわち、第１可動電極２２１と第１固定電極２５０とによって静電容量Ｃ１が形成される。

第２可動電極２２２は、可動体２２０のうち、平面視において第２固定電極２５２と重なる部分である。第２可動電極２２２は、第２固定電極２５２との間に静電容量Ｃ２を形成する。すなわち、第２可動電極２２２と第２固定電極２５２とによって静電容量Ｃ２が形成される。Ｚ軸加速度センサー２０１では、可動体２２０が導電性材料（不純物がドープされたシリコン）で構成されることによって、第１可動電極２２１および第２可動電極２２２が設けられている。すなわち、第１可動部２２０ａが第１可動電極２２１として機能し、第２可動部２２０ｂが第２可動電極２２２として機能している。

静電容量Ｃ１および静電容量Ｃ２は、例えば、可動体２２０が水平な状態で、互いに等しくなるように構成されている。第１可動電極２２１および第２可動電極２２２は、可動体２２０の動きに応じて位置が変化する。この第１可動電極２２１および第２可動電極２２２の位置に応じて、静電容量Ｃ１，Ｃ２が変化する。可動体２２０には、支持部２３０を介して、所定の電位が与えられる。

可動体２２０には、可動体２２０を貫通する貫通孔２２５が形成されている。これにより、可動体２２０が揺動する際の空気の影響（空気の抵抗）を低減することができる。貫通孔２２５は、複数形成されている。図示の例では、貫通孔２２５の平面形状は、正方形である。

可動体２２０には、可動体２２０を貫通する開口部２２６が設けられている。開口部２２６は、平面視において、支持軸Ｑ上に設けられている。図示の例では、開口部２２６の平面形状は、長方形である。

支持部２３０は、基板２１０上に設けられている。支持部２３０は、開口部２２６に位置している。支持部２３０は、可動体２２０を支持している。支持部２３０は、第１固定部２３２と、第２固定部２３４と、第１梁部２４１と、第２梁部２４２と、第３梁部２４３と、第４梁部２４４と、を有している。

第１固定部２３２および第２固定部２３４は、基板２１０に固定されている。第１固定部２３２および第２固定部２３４は、平面視において、支持軸Ｑを挟んで設けられている。図示の例では、第１固定部２３２は、支持軸Ｑの＋Ｘ軸方向側に設けられ、第２固定部２３４は、支持軸Ｑの−Ｘ軸方向側に設けられている。

《回路基板の構成》
次に、回路ユニットを構成する回路基板１５の構成について、図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃを参照して説明する。図７Ａは、回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図である。図７Ｂは、図７ＡにおけるＡ−Ａ線での断面図である。図７Ｃは、加速度センサーの回路基板への搭載状態を示す断面図である。

回路基板１５は、複数のスルーホールが形成された多層基板であり、ガラスエポキシ基板を用いている。なお、ガラスエポキシ基板に限定するものではなく、複数の慣性センサーや、電子部品、コネクターなどを実装可能なリジット基板であれば良い。例えば、コンポジット基板や、セラミック基板を用いても良い。

回路基板１５の第１の面１５ｆには、慣性センサーとしての加速度センサー１８、コネクター１６、角速度センサー１７ｘ，１７ｙ，１７ｚなどの複数の実装端子がそれぞれ、例えば半田や導電性接着剤などの接続部材１３を介して取り付けられる複数の電極パッド３１，３２，３３、および貫通孔３４が設けられている。そして、複数の電極パッド３１，３２，３３の外側には、例えばレジスト樹脂によって構成された絶縁層１４が設けられている。換言すると、絶縁層１４の開口部に、それぞれの電極パッド３１，３２，３３が形成されている。また、回路基板１５の第１の面１５ｆは、絶縁層１４の設けられていない領域である第１の領域１１と第２の領域１２とを含んでいる。

なお、本形態における加速度センサー１８は、回路基板１５の第１の面１５ｆに正対する方向からの平面視で、四角形状をなしており、複数の実装端子は、四角形状の対向している一対の辺に配置されている。つまり、複数の電極パッド３１は、この実装端子に対応する回路基板１５の第１の面１５ｆに配置される。加速度センサー１８は、表面実装型のセンサー部品（SMD：Surface Mount Device）であり、本形態では、回路基板１５の第１の面１５ｆに配置されている複数の電極パッド３１に半田付け（接続部材１３）によって表面実装（SMT：Surface mount technology）されている。

第１の領域１１は、加速度センサー１８を実装する電極パッド３１よりも内側の中央領域にあって、加速度センサー１８の中央部と重なる位置に設けられ、第２の領域１２は、第１の領域１１から加速度センサー１８の外周縁の外側に亘って伸びる領域である。つまり、図７Ｃに示すように、加速度センサー１８の実装端子１８ｄと電極パッド３１とが、例えば半田などの接続部材１３で接続された加速度センサー１８と回路基板１５の第１の面１５ｆとの間には、絶縁層１４の厚さ分の隙間Ｓが設けられ、その隙間Ｓは、加速度センサー１８の中央部と重なる位置から加速度センサー１８の外周縁の外側にまで連結されている。

すなわち、センサーユニット１００は、加速度センサー１８の中央領域と回路基板１５との間に絶縁層１４を設けないことで、加速度センサー１８と回路基板１５との間隔（隙間Ｓ）を絶縁層１４を設けた場合よりも大きくすることができる。これにより、加速度センサー１８と回路基板１５との間に存在する異物を除去するための洗浄液が加速度センサー１８と回路基板１５との間に入り易くなり、異物の洗浄効果を高めることができる。つまり、異物が加速度センサー１８と回路基板１５との間隔（隙間Ｓ）に残留し難くなるので、温度変化により残留異物が熱膨張したり熱収縮したりするような異物の状態が変化することによって加速度センサー１８に生じる応力が低減される。したがって、バイアス信号の温度ヒステリシスなど温度変化に係る加速度センサー１８の検出精度の低下を減少させることができる。

具体的に、このような構成の回路基板１５を備えたセンサーユニット１００の加速度センサー１８に温度変化を与えたときの検出精度の低下を減少させる効果について、図８に示して説明する。なお、比較例として図９Ａおよび図９Ｂに示すような第１の領域１１および第２の領域１２の設けられていない回路基板の構成と、その回路基板を用いたセンサーユニットの加速度センサーに温度変化を与えたときの出力特性を、図１０に示す。なお、図８は、本発明に係る構成の回路基板を用いたセンサーユニットの加速度出力の温度特性を示すグラフである。図９Ａは、比較例の回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図である。図９Ｂは、図９ＡのＢ−Ｂ断面図である。図１０は、比較例の回路基板を用いたセンサーユニットの加速度出力の温度特性を示すグラフである。

先ず、比較例としての回路基板１５ｎは、上述の構成のような第１の領域１１および第２の領域１２が設けられていない構成である。つまり、表面実装によって回路基板１５ｎに加速度センサー１８接続される場合、加速度センサー１８の回路基板１５ｎ側の底面と絶縁層１４ｎとの間の隙間Ｓｎが小さい状態で、加速度センサー１８が回路基板１５ｎに、例えば半田付けなどで接続される。このように隙間Ｓｎが小さい場合、加速度センサー１８と回路基板１５ｎとの間に存在する異物を除去するための洗浄液が加速度センサー１８と回路基板１５との間に入り難くなり、異物の洗浄効果が低下してしまうことにより、異物を除去しきれずに残留してしまうことがあった。加速度センサー１８の下部に残留異物があり、この残留異物に温度変化が生じると、残留異物の状態が変化する。詳細には、残留異物は高温になれば膨張し、低温になれば収縮する。この残留異物の体積変化による応力変化を加速度センサー１８が検出してしまうことがある。その結果、高温側から低温側に温度を変化させたとき、図１０に示すような低温領域での検出加速度のバイアスシフト（バイアス信号（検出出力信号）の温度ヒステリシス）現象を生じてしまう。なお、このような狭い隙間Ｓｎに残留した異物を除去するためには、洗浄回数を多くして洗浄を繰り返したり、洗浄時間を長くしたりすることが必要となり、センサーユニットの製造工数が増加してしまうという問題がある。

これに対し図７Ａに示して上述した本実施形態の回路基板１５では、表面実装によって回路基板１５に加速度センサー１８を接続しても、加速度センサー１８の中央領域と回路基板１５との間に絶縁層１４を設けないことで、加速度センサー１８と回路基板１５との間隔（隙間Ｓ）を絶縁層１４を設けた場合よりも大きくすることができ、残留異物の洗浄効果を高め、１回の洗浄、もしくは短時間の洗浄によって残留異物を容易に除去することが可能となる。したがって、図７Ａに示して上述した本実施形態の回路基板１５では、残留異物の存在する比較例で見られた低温領域での検出加速度のバイアスシフト現象が、図８に示すように見られない出力特性（バイアス）を得ることができる。

《第１の領域および第２の領域の変形例》
なお、回路基板１５において、絶縁層１４の設けられない第１の領域および第２の領域は、種々の形態で設けることができる。以下、第１の領域および第２の領域の変形例を順次説明する。

（変形例１）
先ず、図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して、第１の領域および第２の領域の変形例１について説明する。図１１Ａは、変形例１に係る回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図である。図１１Ｂは、図１１ＡのＣ−Ｃ断面図である。

図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、変形例１に係る回路基板１５ａの絶縁層１４ａの配置パターンは、加速度センサー１８（図４参照）を実装する電極パッド３１よりも内側の中央領域にあって、加速度センサー１８の中央部と重なる位置に設けられている貫通孔３８によって構成される第１の領域１１ａを備えている。つまり、第１の領域１１ａは、貫通孔３８によって絶縁層１４ａが配設されない領域である。なお、貫通孔３８は、第１の面１５ｆから、第１の面１５ｆと表裏の関係の第２の面１５ｒまで貫通している。また、貫通孔３８は円形でなくてもよく、どのような形状を成していてもよい。

このような第１の領域１１ａ（貫通孔３８）が設けられることにより、加速度センサー１８の底面側に大きなスペースを設けることができ、これにより、異物の残留を低減することができるとともに、洗浄液も十分に行き渡ることから残留異物の発生をより低減することができる。

（変形例２）
次に、図１２Ａおよび図１２Ｂを参照して、第１の領域および第２の領域の変形例２について説明する。図１２Ａは、変形例２に係る回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図である。図１２Ｂは、図１２ＡのＤ−Ｄ断面図である。

図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、変形例２に係る回路基板１５ｂの絶縁層１４ｂの配置パターンは、加速度センサー１８（図４参照）を実装する電極パッド３１よりも内側の中央領域にあって、加速度センサー１８の中央部と重なる位置に設けられている第１の領域１１ｂを備えている。さらに、変形例２に係る回路基板１５ｂの絶縁層１４ｂの配置パターンは、加速度センサー１８の外周縁の四隅の位置において、第１の領域１１ｂから加速度センサー１８の外周縁の外側に亘って伸びる領域である第２の領域１２ｂを備えている。ここで、第１の領域１１ｂおよび第２の領域１２ｂは、絶縁層１４ｂの配置されない領域である。また、変形例２では、第１の領域１１ｂおよび第２の領域１２ｂに重なる位置に、第１の面１５ｆから第２の面１５ｒの方向に凹む凹部３９が設けられている。

このように、第１の領域１１ｂと第２の領域１２ｂとに凹部３９が設けられていることにより、加速度センサー１８と回路基板１５ｂとの間に大きなスペースを設けることができる。これにより、異物の残留を低減することができるとともに、洗浄液も十分に行き渡ることから残留異物の発生をより低減することができる。

（変形例３）
次に、図１３Ａおよび図１３Ｂを参照して、第１の領域および第２の領域の変形例３について説明する。図１３Ａは、変形例３に係る回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図である。図１３Ｂは、図１３ＡのＰ部拡大図である。

図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、変形例３に係る回路基板１５ｃの絶縁層１４ｃの配置パターンは、加速度センサー１８（図４参照）を実装する電極パッド３１よりも内側の中央領域にあって、加速度センサー１８の中央部と重なる位置に設けられている第１の領域１１ｃを備えている。さらに、変形例３に係る回路基板１５ｃの絶縁層１４ｃの配置パターンは、第１の領域１１ｃから加速度センサー１８の外周縁の外側に亘って伸びる領域である第２の領域１２ｃをそなえている。ここで、第１の領域１１ｃおよび第２の領域１２ｃは、絶縁層１４ｃの配置されない領域である。変形例３の第２の領域１２ｃは、隣り合う電極パッド３１の間に配置され、第１の領域１１ｃから加速度センサー１８の外周縁の外側に亘って伸びている。

このように、第２の領域１２ｃが隣り合う電極パッド３１の間に設けられていることにより、第１の領域１１ｃと連結する第２の領域１２ｃの面積が大きくなり、洗浄液も十分に行き渡ることから残留異物の発生をより低減することができる。

（変形例４）
次に、図１４Ａおよび図１４Ｂを参照して、第１の領域および第２の領域の変形例４について説明する。図１４Ａは、変形例４に係る回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図である。図１４Ｂは、図１３ＡのＥ−Ｅ断面図である。

図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、変形例４に係る回路基板１５ｄの絶縁層１４ｄの配置パターンは、加速度センサー１８（図４参照）を実装する電極パッド３１よりも内側の中央領域にあって、加速度センサー１８の中央部と重なる位置に設けられている第１の領域１１ｄを備えている。第１の領域１１ｄには、平面視で、加速度センサー１８の中心と、電極パッド３１との間に、周状であって、四隅が連接していない凸部１４ｄ２が設けられている。

ここで、凸部１４ｄ２は、加速度センサー１８の中心側よりも電極パッド３１側に寄って配置されている。このように、凸部１４ｄ２が、加速度センサー１８の中心側よりも電極パッド３１側に寄って配置されていることにより、異物が残留しやすい加速度センサー１８の中心部に、異物が到達し難くなる。

なお、凸部１４ｄ２は、絶縁層１４ｄで構成されていることが好ましい。このように、凸部１４ｄ２を絶縁層１４ｄで構成することにより、凸部１４ｄ２を絶縁層１４ｄと同一工程で容易に形成することができる。

また、変形例４に係る回路基板１５ｄの絶縁層１４ｄの配置パターンは、加速度センサー１８の外周縁の四隅の位置において、第１の領域１１ｄから加速度センサー１８の外周縁の外側に亘って伸びる領域である第２の領域１２ｄを備えている。ここで、第１の領域１１ｄおよび第２の領域１２ｄは、絶縁層１４ｄの配置されない領域である。

上述のような変形例４に係る絶縁層１４ｄの配置パターンによれば、加速度センサー１８の中心と電極パッド３１との間に凸部１４ｄ２が設けられている。これにより、異物が残留しやすい加速度センサー１８の中心部に向かって入り込む異物を凸部１４ｄ２によって遮ることができる。

なお、凸部１４ｄ２は、周状、或いは周状であって連接していない構成のいずれであってもよい。

（変形例５）
次に、図１５を参照して、第１の領域および第２の領域の変形例５について説明する。図１５は、変形例５に係る回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図である。

図１５に示すように、変形例５に係る回路基板１５ｅの絶縁層１４ｅの配置パターンは、加速度センサー１８ｅを実装する電極パッド３１よりも内側の中央領域にあって、加速度センサー１８ｅの中央部と重なる位置に設けられている第１の領域１１ｅと、第１の領域１１ｅから加速度センサー１８ｅの外周縁の外側に亘って伸びる領域である第２の領域１２ｅを備えている。ここで、第１の領域１１ｅおよび第２の領域１２ｅは、絶縁層１４ｂの配置されない領域である。

本変形例に用いる加速度センサー１８ｅは、平面視で、四角形状であり、複数の実装端子は、四角形状の対向している一対の辺に配置されている。すなわち複数の電極パッド３１は、対向している一対の辺に沿って並行して配置されている。そして、第１の領域１１ｅおよび第２の領域１２ｅは、電極パッド３１の配列されていない方向に位置する加速度センサー１８ｅの一対の辺をそれぞれ横切るように設けられている。

上述のような変形例５に係る絶縁層１４ｅの配置パターンによれば、第２の領域１２ｅを加速度センサー１８ｅの実装端子の配置されていない方向に延びるように設けることが可能になる。これにより、幅の広い第２の領域１２ｅが構成できるので、加速度センサー１８ｅと回路基板１５ｅとの隙間に残留する異物の洗浄液を流入させ易くすることができる。したがって、加速度センサー１８ｅと回路基板１５ｅとの隙間に残留する異物を洗浄によって排出し易くすることができる。

（変形例６）
次に、図１６Ａおよび図１６Ｂを参照して、第１の領域および第２の領域の変形例６について説明する。図１６Ａは、変形例６に係る回路基板の絶縁層の配置パターンを示す平面図である。図１６Ｂは、図１６ＡのＦ−Ｆ断面図である。

図１６Ａおよび図１６Ｂに示すように、変形例６に係る回路基板１５ｇの絶縁層１４の配置パターンは、加速度センサー１８を実装する電極パッド３１よりも内側の中央領域にあって、加速度センサー１８の中央部と重なる位置に設けられている第１の領域１１を備えている。さらに、変形例６に係る回路基板１５ｇの絶縁層１４の配置パターンは、加速度センサー１８の外周縁の四隅の位置において、第１の領域１１から加速度センサー１８の外周縁の外側に亘って伸びる領域である第２の領域１２を備えている。ここで、第１の領域１１および第２の領域１２は、絶縁層１４の配置されない領域である。また、変形例６では、第１の領域１１の中央部に、回路基板１５ｇの第１の面１５ｆから第２の面１５ｒを貫通する貫通孔３７が設けられている。

上述のような変形例６に係る回路基板１５ｇおよび絶縁層１４の配置パターンによれば、絶縁層１４の設けられていない領域である第１の領域１１の中央部に貫通孔３７が設けられている。このように、貫通孔３７が設けられていることにより、加速度センサー１８と回路基板１５ｇとの間の第１の領域１１に、貫通孔３７から残留異物の洗浄液を流入させたり排出させたりすることができる。したがって、残留異物の洗浄効果を高めることができ、残留異物を無くすことができる。

＜移動体測位装置＞
次に、図１７および図１８を参照して、移動体測位装置について説明する。図１７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１８は、移動体測位装置の作用を模式的に示す図である。

図１７に示す移動体測位装置３０００は、移動体に装着して用い、当該移動体の測位を行うための装置である。移動体としては、特に限定されず、自転車、自動車（四輪自動車およびバイクを含む）、電車、飛行機、船等のいずれでもよいが、本実施形態では四輪自動車として説明する。移動体測位装置３０００は、慣性計測装置３１００（ＩＭＵ）と、演算処理部３２００と、ＧＰＳ受信部３３００と、受信アンテナ３４００と、位置情報取得部３５００と、位置合成部３６００と、処理部３７００と、通信部３８００と、表示部３９００と、を有している。なお、慣性計測装置３１００としては、例えば、上述したセンサーユニット１００を用いることができる。

また、慣性計測装置３１００は、３軸の加速度センサー３１１０と、３軸の角速度センサー３１２０と、を有している。演算処理部３２００は、加速度センサー３１１０からの加速度データおよび角速度センサー３１２０からの角速度データを受け、これらデータに対して慣性航法演算処理を行い、慣性航法測位データ（移動体の加速度および姿勢を含むデータ）を出力する。

また、ＧＰＳ受信部３３００は、受信アンテナ３４００を介してＧＰＳ衛星からの信号（ＧＰＳ搬送波。位置情報が重畳された衛星信号）を受信する。また、位置情報取得部３５００は、ＧＰＳ受信部３３００が受信した信号に基づいて、移動体測位装置３０００（移動体）の位置（緯度、経度、高度）、速度、方位を表すＧＰＳ測位データを出力する。このＧＰＳ測位データには、受信状態や受信時刻等を示すステータスデータも含まれている。

位置合成部３６００は、演算処理部３２００から出力された慣性航法測位データおよび位置情報取得部３５００から出力されたＧＰＳ測位データに基づいて、移動体の位置、具体的には移動体が地面のどの位置を走行しているかを算出する。例えば、ＧＰＳ測位データに含まれている移動体の位置が同じであっても、図１８に示すように、地面の傾斜等の影響によって移動体の姿勢が異なっていれば、地面の異なる位置を移動体が走行していることになる。そのため、ＧＰＳ測位データだけでは移動体の正確な位置を算出することができない。そこで、位置合成部３６００は、慣性航法測位データ（特に、移動体の姿勢に関するデータ）を用いて、移動体が地面のどの位置を走行しているのかを算出する。なお、当該算出は、三角関数（鉛直方向に対する傾きθ）を用いた演算によって比較的簡単に行うことができる。

位置合成部３６００から出力された位置データは、処理部３７００によって所定の処理が行われ、測位結果として、表示部３９００に表示されるようになっている。また、位置データは、通信部３８００によって外部装置に送信されるようになっていてもよい。

以上、移動体測位装置３０００について説明した。このような移動体測位装置３０００は、前述したように、上述したセンサーユニット１００を適用した慣性計測装置３１００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ＧＰＳ受信部３３００（受信部）と、受信した衛星信号に基づいて、ＧＰＳ受信部３３００の位置情報を取得する位置情報取得部３５００（取得部）と、慣性計測装置３１００から出力された慣性航法測位データ（慣性データ）に基づいて、移動体の姿勢を演算する演算処理部３２００（演算部）と、算出された姿勢に基づいて位置情報を補正することにより、移動体の位置を算出する位置合成部３６００（算出部）と、を含んでいる。これにより、上述したセンサーユニット１００（慣性計測装置：ＩＭＵ）の効果を享受でき、信頼性の高い移動体測位装置３０００が得られる。

＜電子機器＞
次に、センサーユニット１００を用いた電子機器について、図１９〜図２１に基づき、詳細に説明する。

先ず、図１９を参照して、電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターについて説明する。図１９は、電子機器の一例であるモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を模式的に示す斜視図である。

この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、慣性計測装置として機能するセンサーユニット１００が内蔵されており、センサーユニット１００の検出データに基づいて制御部１１１０が、例えば姿勢制御などの制御を行なうことができる。

次に、図２０を参照して、電子機器の一例であるスマートフォン（携帯型電話機）について説明する。図２０は、電子機器の一例であるスマートフォン（携帯型電話機）の構成を模式的に示す斜視図である。

この図において、スマートフォン１２００は、上述したセンサーユニット１００が組込まれている。センサーユニット１００によって検出された検出データ（加速度データや角速度データ）は、スマートフォン１２００の制御部１２０１に送信される。制御部１２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成されており、受信した検出データからスマートフォン１２００の姿勢や、挙動を認識して、表示部１２０８に表示されている表示画像を変化させたり、警告音や、効果音を鳴らしたり、振動モーターを駆動して本体を振動させることができる。換言すれば、スマートフォン１２００のモーションセンシングを行い、計測された姿勢や、挙動から、表示内容を変えたり、音や、振動などを発生させたりすることができる。特に、ゲームのアプリケーションを実行する場合には、現実に近い臨場感を味わうことができる。

次に、図２１を参照して、電子機器の一例であるディジタルスチールカメラについて説明する。図２１は、電子機器の一例であるディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。

ディジタルスチールカメラ１３００のケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとしても機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチールカメラ１３００では、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチールカメラ１３００には、慣性計測装置として機能するセンサーユニット１００が内蔵されており、センサーユニット１００の検出データに基づいて制御部１３１６が、例えば手振れ補正などの制御を行なうことができる。

このような電子機器は、センサーユニット１００、および制御部１１１０，１２０１，１３１６を備えているので、優れた信頼性を有している。

なお、センサーユニット１００を備える電子機器は、図１９のパーソナルコンピューター、図２０のスマートフォン（携帯電話機）、図２１のディジタルスチールカメラの他にも、例えば、タブレット端末、時計、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、地震計、歩数計、傾斜計、ハードディスクの振動を計測する振動計、ロボットやドローンなど飛行体の姿勢制御装置、自動車の自動運転用慣性航法に使用される制御機器等に適用することができる。

＜携帯型電子機器＞
次に、センサーユニット１００を用いた携帯型電子機器について、図２２および図２３に基づき、詳細に説明する。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。

腕時計型の活動計（アクティブトラッカー）であるリスト機器１４００は、図２２に示すように、バンド１４０１によってユーザーの手首等の部位（被検体）に装着され、デジタル表示の表示部１４０２を備えるとともに無線通信が可能である。上述した本発明に係るセンサーユニット１００は、加速度や角速度を測定するセンサーとして他のセンサーなどと共にリスト機器１４００に組込まれている。

リスト機器１４００は、少なくともセンサーユニット１００（不図示）が収容されているケース１４０３と、ケース１４０３に収容され、センサーユニット１００からの出力データを処理する処理部１４１０（図２３参照）と、ケース１４０３に収容されている表示部１４０２と、ケース１４０３の開口部を塞いでいる透光性カバー１４０４と、を備えている。透光性カバー１４０４のケース１４０３側に位置する外周側には、ベゼル１４０５が設けられている。ケース１４０３の側面には、複数の操作ボタン１４０６，１４０７が設けられている。以下、図２３も併せて参照しながら、さらに詳細に説明する。

センサーユニット１００に含まれる加速度センサー１４０８は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の加速度を検出し、検出した３軸加速度の大きさ、および向きに応じた信号（加速度信号）を出力する。また、センサーユニット１００に含まれる角速度センサー１４０９は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の角速度を検出し、検出した３軸角速度の大きさ、および向きに応じた信号（角速度信号）を出力する。

表示部１４０２を構成する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）では、種々の検出モードに応じて、例えば、ＧＰＳセンサー１４１１や地磁気センサー１４１２を用いた位置情報、移動量や加速度センサー１４０８もしくは角速度センサー１４０９などを用いた運動量などの運動情報、脈拍センサー１４１３などを用いた脈拍数などの生体情報、もしくは現在時刻などの時刻情報などが表示される。なお、温度センサー１４１４を用いた環境温度を表示することもできる。

通信部１４１５は、ユーザー端末と図示しない情報端末との間の通信を成立させるための各種制御を行う。通信部１４１５は、例えば、Bluetooth（登録商標）（BTLE：Bluetooth Low Energyを含む）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（Wireless Fidelity）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ（Near field communication）、ＡＮＴ＋（登録商標）等の近距離無線通信規格に対応した送受信機やＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の通信バス規格に対応したコネクターを含んで構成される。

処理部１４１０（プロセッサー）は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により構成される。処理部１４１０は、記憶部１４１６に格納されたプログラムと、操作部１４１７（例えば操作ボタン１４０６，１４０７）から入力された信号とに基づき、各種の処理を実行する。処理部１４１０による処理には、ＧＰＳセンサー１４１１を含む衛星測位システム、地磁気センサー１４１２、圧力センサー１４１８、加速度センサー１４０８、角速度センサー１４０９、脈拍センサー１４１３、温度センサー１４１４、計時部１４１９の各出力信号に対するデータ処理、表示部１４０２に画像を表示させる表示処理、音出力部１４２０に音を出力させる音出力処理、通信部１４１５を介して情報端末と通信を行う通信処理、バッテリー１４２１からの電力を各部へ供給する電力制御処理などが含まれる。

このようなリスト機器１４００では、少なくとも以下のような機能を有することができる。
１．移動距離：高精度のＧＰＳ機能により計測開始からの合計距離や移動軌跡を計測する。
２．ペース：ペース距離計測値から、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。

なお、リスト機器１４００は、ランニングウォッチ、ランナーズウォッチ、デュアスロンやトライアスロン等マルチスポーツ対応のランナーズウォッチ、アウトドアウォッチ、および衛星測位システム、例えばＧＰＳを搭載したＧＰＳウォッチ、等に広く適用できる。

また、上述では、衛星測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて説明したが、他の全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用してもよい。例えば、ＥＧＮＯＳ(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ、ＢｅｉＤｏｕ（BeiDou Navigation Satellite System）、等の衛星測位システムのうち１又は２以上を利用してもよい。また、衛星測位システムの少なくとも１つにＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＥＧＮＯＳ（European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service）等の静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ：Satellite-based Augmentation System）を利用してもよい。

このような携帯型電子機器としてのリスト機器１４００は、センサーユニット１００、および処理部１４１０を備えているので、優れた信頼性を有している。

＜移動体＞
次に、センサーユニット１００を用いた移動体について、図２４を参照して詳細に説明する。図２４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。

図２４に示すように、自動車１５００にはセンサーユニット１００が内蔵されており、例えば、センサーユニット１００によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。センサーユニット１００の検出信号は、車体の姿勢を制御する制御部としての車体姿勢制御装置１５０２に供給される。車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、ブレーキシステムとして個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。また、センサーユニット１００は、他にもキーレスエントリーシステム、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロールシステム（エンジンシステム）、自動運転用慣性航法の制御機器、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。

また、移動体に適用されるセンサーユニット１００は、上記の例示の他にも、例えば、二足歩行ロボットや電車などの姿勢制御、ラジコン飛行機、ラジコンヘリコプター、およびドローンなどの遠隔操縦あるいは自律式の飛行体の姿勢制御、農業機械（農機）、もしくは建設機械（建機）などの姿勢制御、ロケット、人工衛星、船舶、およびＡＧＶ（無人搬送車）などの制御において利用することができる。以上のように、各種移動体の姿勢制御の実現にあたって、センサーユニット１００、およびそれぞれの制御部（不図示）が組み込まれる。

このような移動体は、センサーユニット１００、および制御部（例えば、姿勢制御部としての車体姿勢制御装置１５０２）を備えているので、優れた信頼性を有している。

＜走行支援システム＞
以下、センサーユニット１００を用いた走行支援システムについて、図２５および図２６を参照して説明する。図２５は、走行支援システムの概略的な構成を示す図である。図２６は、走行支援システムの概略的な構成を示す機能ブロック図である。

《走行支援システムの概略構成》
図２５に示すように、走行支援システム４０００は、複数台の車両の各々に搭載された制御装置４１００および情報処理装置４２００を含んでいる。

制御装置４１００は、加速、制動、および操舵の少なくともいずれかを自動で制御する自動運転を行う車両（以下、自動運転車両）に搭載されて、情報処理装置４２００と通信を行う。情報処理装置４２００は、例えばサーバ装置であり、複数台の自動運転車両に搭載されている各制御装置４１００から送信される車両情報を収集したり、収集した車両情報をもとに得られた情報を各制御装置４１００に送信したりする。なお、情報処理装置４２００は、１つのサーバ装置からなるものであってもよいし、複数のサーバ装置からなっているものであってもよい。

《制御装置の概略構成》
続いて、図２６を用いて制御装置４１００の概略構成を説明する。制御装置４１００は、自動運転車両に搭載されるものであり、図２６に示すように、自動運転ユニット４０１０、通信機４０２０、ＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance Systems）ロケーター４０３０、ＨＭＩ（HumanMachine Interface）システム４０４０、周辺監視センサー４０５０、および車両制御ユニット４０６０を含んでいる。制御部としての自動運転ユニット４０１０、通信機４０２０、ＡＤＡＳロケーター４０３０、ＨＭＩシステム４０４０、および車両制御ユニット４０６０は、例えば車内ＬＡＮに接続されており、通信によって互いに情報をやり取りすることができる。

通信機４０２０は、自車の外部と通信を行う。通信機４０２０は、例えば自車の周辺車両に搭載された車載通信機、および路側に設置された路側機の少なくともいずれかとの間で、無線通信を行うことができる。例えば通信機４０２０は、車載通信機との車間通信、路側機との路車間通信により、自車の周辺車両の位置情報および走行速度情報等を取得することができる。

通信機４０２０は、情報処理装置４２００との間で通信を行う。情報処理装置４２００との間で通信を行う場合には、例えばＤＣＭ（Data Communication Module）といったテレマティクス通信に用いられる車載通信モジュールによって、テレマティクス通信で用いる通信網を介して情報処理装置４２００と通信を行う構成とすればよい。なお、路側機およびその路側機と情報処理装置４２００との間の通信網を介して情報処理装置４２００と通信を行う構成としてもよい。通信機４０２０は、情報処理装置４２００から取得した情報を車内ＬＡＮへ出力したり、車内ＬＡＮを介して自動運転ユニット４０１０から送信されてきた車両情報を送信したりする。

なお、周辺車両に搭載された車載通信機、および路側に設置された路側機の少なくともいずれかとの間で、無線通信を行う車載通信モジュールと、テレマティクス通信に用いられる車載通信モジュールとが別体に設けられる構成としてもよいし、一体に設けられる構成としてもよい。

ＡＤＡＳロケーター４０３０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機４０３１、上述したセンサーユニット１００、および地図データを格納した地図データベース（以下、ＤＢ）４０３３を備えている。ＧＮＳＳ受信機４０３１は、複数の人工衛星からの測位信号を受信する。センサーユニット１００は、例えば３軸ジャイロセンサー、および３軸加速度センサーを備える。地図ＤＢ４０３３は、不揮発性メモリーであって、リンクデータ、ノードデータ、道路形状、および構造物等の地図データを格納している。

ＡＤＡＳロケーター４０３０は、ＧＮＳＳ受信機４０３１で受信する測位信号と、センサーユニット１００の計測結果とを組み合わせることにより、ＡＤＡＳロケーター４０３０を搭載した自車の車両位置を逐次測位する。なお、車両位置の測位には、自車に搭載された車輪速センサー（不図示）から逐次出力されるパルス信号から求めた走行距離も用いる構成としてもよい。そして、測位した車両位置を車内ＬＡＮへ出力する。また、ＡＤＡＳロケーター４０３０は、地図ＤＢ４０３３から地図データを読み出し、車内ＬＡＮへ出力することも行う。なお、地図データは、自車に搭載された例えばＤＣＭといった車載通信モジュール（不図示）を用いて自車の外部から取得する構成としてもよい。

ＨＭＩシステム４０４０は、図２６に示すように、ＨＣＵ（Human Machine Interface Control Unit）４０４１、操作部４０４２、ステアリングセンサー４０４３、表示装置４０４４、および音声出力装置４０４５を備えており、自車の運転者からの入力操作を受け付けたり、自車の運転者に向けて情報を提示したり、自車の運転者の状態を検出したりする。

操作部４０４２は、自車の運転者が操作するスイッチ群である。操作部４０４２は、各種の設定を行うために用いられる。例えば、操作部４０４２としては、自車のステアリングのスポーク部に設けられたステアリングスイッチ、表示装置４０４４と一体となったタッチスイッチ等がある。

ステアリングセンサー４０４３は、自車のステアリングホイールに乗員が触れていることを検出するためのセンサーである。ステアリングセンサー４０４３の一例としては、ステアリングホイールに設けられたタッチセンサー、自車のステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルクセンサー等が挙げられる。ステアリングセンサー４０４３での検出結果は、ＨＣＵ４０４１に出力される。

表示装置４０４４としては、例えばコンビネーションメーター、ＣＩＤ（Center Information Display）、ＨＵＤ（Head-Up Display）等がある。コンビネーションメーターは、自車の運転席前方に配置される。ＣＩＤは、自車室内にてセンタークラスターの上方に配置される。コンビネーションメーター、およびＣＩＤは、ＨＣＵ４０４１から取得した画像データに基づいて、情報提示のための種々の画像をディスプレイの表示画面に表示する。ＨＵＤは、ＨＣＵ４０４１から取得した画像データに基づく画像の光を、自車のウインドシールドに規定された投影領域に投影する。ウインドシールドによって車室内側に反射された画像の光は、運転席に着座する運転者によって知覚される。運転者は、ＨＵＤによって投影された画像の虚像を、自車の前方の外界風景と重ねて視認可能となる。

音声出力装置４０４５としては、例えばオーディオスピーカー等がある。オーディオスピーカーは、例えば自車のドアの内張り内に配置される。オーディオスピーカーは、再生する音声によって運転者などの乗員への情報提示を行う。

ＨＣＵ４０４１は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリー、Ｉ／Ｏ、これらを接続するバスを備え、メモリーに記憶された制御プログラムを実行することで各種の処理を実行する。例えば、ＨＣＵ４０４１は、自動運転ユニット４０１０からの指示に従って、表示装置４０４４および音声出力装置４０４５の少なくともいずれかに情報提示を行わせる。なお、ＨＣＵ４０４１が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

周辺監視センサー４０５０は、歩行者、人間以外の動物、自転車、オートバイ、および他車等の移動物体、さらに路上の落下物、ガードレール、縁石、および樹木等の静止物体といった障害物を検出する。他にも、走行区画線、停止線等の路面標示を検出する。周辺監視センサー４０５０は、例えば、自車周囲の所定範囲を撮像する周辺監視カメラ、自車周囲の所定範囲に探査波を送信するミリ波レーダー、ソナー、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detect ion and Ranging）等のセンサーである。

周辺監視カメラとしてはステレオカメラを用いる構成であっても、単眼カメラを用いる構成であってもよい。周辺監視カメラは、逐次撮像する撮像画像をセンシング情報として自動運転ユニット４０１０へ逐次出力する。ソナー、ミリ波レーダー、ＬＩＤＡＲ等の探査波を送信するセンサーは、障害物によって反射された反射波を受信した場合に得られる受信信号に基づく走査結果をセンシング情報として自動運転ユニット４０１０へ逐次出力する。なお、自車前方のセンシングを周辺監視カメラとミリ波レーダーとを併用して行う等、複数種類の周辺監視センサー４０５０が重複したセンシング範囲を有する構成としてもよい。

車両制御ユニット４０６０は、自車の加減速制御および操舵制御の少なくともいずれかを行う電子制御装置である。車両制御ユニット４０６０としては、操舵制御を行う操舵ＥＣＵ、加減速制御を行うパワーユニット制御ＥＣＵおよびブレーキＥＣＵ等がある。車両制御ユニット４０６０は、自車に搭載されたアクセルポジションセンサー、ブレーキ踏力センサー、舵角センサー、車輪速センサー等の各センサーから出力される検出信号を取得し、電子制御スロットル、ブレーキアクチュエーター、ＥＰＳ（Electric Power Steering）モーター等の各走行制御デバイスへ制御信号を出力する。また、車両制御ユニット４０６０は、上述の各センサーの検出信号を車内ＬＡＮへ出力可能である。

制御部としての自動運転ユニット４０１０は、ＣＰＵ、揮発性メモリー、不揮発性メモリー、Ｉ／Ｏ、これらを接続するバスを備え、不揮発性メモリーに記憶された制御プログラムを実行することで各種の処理を実行する。例えば、自動運転ユニット４０１０は、周辺監視センサー４０５０でのセンシング結果から自車の走行環境を認識する。他にも、自動運転ユニット４０１０は、車両制御ユニット４０６０を制御することにより、運転者による運転操作の代行を行う。この自動運転ユニット４０１０が走行支援装置に相当する。なお、自動運転ユニット４０１０が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

制御部としての自動運転ユニット４０１０は、センサーユニット１００で検出された検出信号に基づいて、車両制御ユニット４０６０に指示し、加速、制動、および操舵の少なくともいずれかを制御することができる。また、自動運転ユニット４０１０は、センサーユニット１００で検出された検出信号の変化に応じて、自動運転の実施、或いは不実施を切り替えることができる。このように、加速、制動、および操舵の少なくともいずれかを制御する制御部としての自動運転ユニット４０１０によって、自動運転の実施或いは不実施をセンサーユニットで検出された検出信号の変化に応じて精度よく切り替えることができる。

このような走行支援システム４０００は、センサーユニット１００、およびセンサーユニット１００を含む走行支援装置としての自動運転ユニット４０１０を備えているので、優れた信頼性を有している。

＜頭部装着型表示装置＞
以下、センサーユニット１００を用いた表示装置の一例としての頭部装着型表示装置について、図２７を参照して説明する。図２７は、頭部装着型表示装置の概略構成を示す説明図である。

図２７に示すように、頭部装着型表示装置５０００は、ユーザー（使用者）の頭部に装着された状態でユーザーに虚像を視認させる画像表示部５２０と、画像表示部５２０を制御する制御装置５１０と、を備えている。制御装置５１０は、ユーザーが頭部装着型表示装置５０００を操作するコントローラーとしても機能する。

画像表示部５２０は、ユーザーの頭部に装着される装着体であり、本形態では眼鏡形状のフレーム５０２（本体）を有する。フレーム５０２は、右保持部５２１および左保持部５２３を有する。右保持部５２１は、右光学像表示部５２６の他端である端部ＥＲから、ユーザーが画像表示部５２０を装着した際のユーザーの側頭部に対応する位置にかけて、延伸して設けられた部材である。同様に、左保持部５２３は、左光学像表示部５２８の他端である端部ＥＬから、ユーザーが画像表示部５２０を装着した際のユーザーの側頭部に対応する位置にかけて、延伸して設けられた部材である。右保持部５２１はユーザーの頭部において右耳またはその近傍に当接し、左保持部５２３はユーザーの左耳またはその近傍に当接して、ユーザーの頭部に画像表示部５２０を保持する。

フレーム５０２には、右表示駆動部５２２と、左表示駆動部５２４と、右光学像表示部５２６と、左光学像表示部５２８と、マイク５６３とが設けられる。本形態では本体の一例として、眼鏡型のフレーム５０２を例示する。本体の形状は眼鏡型に限定されず、ユーザーの頭部に装着され固定されるものであればよく、ユーザーの左右の眼の前に跨がって装着される形状であれば、より好ましい。例えば、ここで説明する眼鏡型の他に、ユーザーの顔の上部を覆うスノーゴーグル様の形状であってもよいし、双眼鏡のようにユーザーの左右の眼のそれぞれの前方に配置される形状であってもよい。

眼鏡型のフレーム５０２は、ユーザーの右眼の前に位置する右部５０２Ａ、および、左眼の前に位置する左部５０２Ｂを有し、右部５０２Ａと左部５０２Ｂとがブリッジ部５０２Ｃ（連結部）で連結された形状である。ブリッジ部５０２Ｃは、ユーザーが画像表示部５２０を装着した際のユーザーの眉間に対応する位置で、右部５０２Ａと左部５０２Ｂとを互いに連結する。

右部５０２Ａおよび左部５０２Ｂは、それぞれテンプル部５０２Ｄ，５０２Ｅに連結される。テンプル部５０２Ｄ，５０２Ｅは眼鏡のテンプルのようにして、フレーム５０２をユーザーの頭部に支持する。本実施形態のテンプル部５０２Ｄは右保持部５２１で構成され、テンプル部５０２Ｅは左保持部５２３で構成される。

右光学像表示部５２６は右部５０２Ａに配置され、左光学像表示部５２８は左部５０２Ｂに配置される、それぞれ、ユーザーが画像表示部５２０を装着した際にユーザーの右および左の眼前に位置する。

右表示駆動部５２２と左表示駆動部５２４とは、ユーザーが画像表示部５２０を装着した際のユーザーの頭部に対向する側に配置されている。なお、右表示駆動部５２２および左表示駆動部５２４を総称して単に「表示駆動部」とも呼び、右光学像表示部５２６および左光学像表示部５２８を総称して単に「光学像表示部」とも呼ぶ。また、表示駆動部５２２，５２４は、不図示の液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）や投写光学系等を含む。

右光学像表示部５２６および左光学像表示部５２８は、不図示の導光板と、調光板とを備える。導光板は、光透過性の樹脂等によって形成され、表示駆動部５２２，５２４が出力する画像光を、ユーザーの眼に導く。調光板は、薄板状の光学素子であり、ユーザーの眼の側とは反対の側である画像表示部５２０の表側を覆うように配置される。調光板は、光透過性がほぼ無いもの、透明に近いもの、光量を減衰させて光を透過するもの、特定の波長の光を減衰又は反射するもの等、種々のものを用いることができる。調光板の光学特性（光透過率など）を適宜選択することにより、外部から右光学像表示部５２６および左光学像表示部５２８に入射する外光量を調整して、虚像の視認のしやすさを調整できる。本形態では、少なくとも、画像表示部５２０を装着したユーザーが外の景色を視認できる程度の光透過性を有する調光板を用いる場合について説明する。調光板は、光学素子である右導光板および左導光板を保護し、右導光板および左導光板の損傷や汚れの付着等を抑制する。なお、調光板は、右光学像表示部５２６および左光学像表示部５２８に対し着脱可能としてもよく、複数種類の調光板を交換して装着可能としてもよいし、省略してもよい。

また、フレーム５０２には、カメラユニット５０３が設けられる。カメラユニット５０３は、上部カメラ５６１が配置されるカメラ台座部５０３Ｃと、カメラ台座部５０３Ｃを支持するアーム部５０３Ａ，５０３Ｂとを有する。アーム部５０３Ａは、右保持部５２１の先端部ＡＰに設けられたヒンジ５２１Ａにより、回動可能に右保持部５２１に連結される。アーム部５０３Ｂは、左保持部５２３の先端部ＡＰに設けられたヒンジ５２３Ａにより、回動可能に左保持部５２３に連結される。このため、カメラユニット５０３は全体として、図中矢印Ｋで示す方向、すなわち装着状態において上下に回動可能である。カメラユニット５０３は、回動範囲の下端でフレーム５０２に接する。また、カメラユニット５０３の回動範囲の上端はヒンジ５２１Ａ、５２３Ａの仕様等で決定される。

カメラ台座部５０３Ｃは、右部５０２Ａ、左部５０２Ｂおよびブリッジ部５０２Ｃの上部に跨がって位置する板状または棒状部材であり、ブリッジ部５０２Ｃの上に相当する位置に、上部カメラ５６１が埋込設置される。上部カメラ５６１は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子および撮像レンズ等を備えるデジタルカメラであり、単眼カメラであってもステレオカメラであってもよい。

上部カメラ５６１は、頭部装着型表示装置５０００の表側方向、換言すれば、画像表示部５２０を装着した状態におけるユーザーの視界方向の少なくとも一部の外景を撮像する。上部カメラ５６１の画角の広さは適宜設定可能であるが、例えばカメラユニット５０３の回動範囲の下端において、上部カメラ５６１の撮像範囲が、ユーザーが右光学像表示部５２６、左光学像表示部５２８を通して視認する外界を含むことが好ましい。さらに、調光板を通したユーザーの視界の全体を撮像できるように上部カメラ５６１の撮像範囲が設定されているとより好ましい。

画像表示部５２０は、制御装置５１０に接続部５４０を介して接続する。接続部５４０は、制御装置５１０に接続される本体コード５４８、右コード５４２、左コード５４４、および、連結部材５４６を備える。右コード５４２および左コード５４４は、本体コード５４８が２本に分岐したコードである。右コード５４２は、右保持部５２１の延伸方向の先端部ＡＰから右保持部５２１の筐体内に挿入され、右表示駆動部５２２に接続される。同様に、左コード５４４は、左保持部５２３の延伸方向の先端部ＡＰから左保持部５２３の筐体内に挿入され、左表示駆動部５２４に接続される。

連結部材５４６は、本体コード５４８と、右コード５４２および左コード５４４との分岐点に設けられ、イヤホンプラグ５３０を接続するためのジャックを有する。イヤホンプラグ５３０からは、右イヤホン５３２および左イヤホン５３４が延伸する。イヤホンプラグ５３０の近傍にはマイク５６３が設けられる。イヤホンプラグ５３０からマイク５６３までは一本のコードにまとめられ、マイク５６３からコードが分岐して、右イヤホン５３２と左イヤホン５３４のそれぞれに繋がる。

マイク５６３は、マイク５６３の集音部がユーザーの視線方向を向くように配置され、音声を集音して、音声信号を音声処理部（不図示）に出力する。マイク５６３は、例えばモノラルマイクであってもステレオマイクであってもよく、指向性を有するマイクであってもよいし、無指向性のマイクであってもよい。

右コード５４２、左コード５４４、および、本体コード５４８は、デジタルデータを伝送可能なものであればよく、例えば金属ケーブルや光ファイバーで構成できる。また、右コード５４２と左コード５４４とを一本のコードにまとめた構成としてもよい。

画像表示部５２０と制御装置５１０とは、接続部５４０を介して各種信号を伝送する。本体コード５４８の連結部材５４６とは反対側の端部、および、制御装置５１０には、互いに嵌合するコネクター（不図示）が設けられる。本体コード５４８のコネクターと制御装置５１０のコネクターとを嵌合し、或いは、この嵌合を外すことで、制御装置５１０と画像表示部５２０とを接離できる。

制御装置５１０は、頭部装着型表示装置５０００を制御する。制御装置５１０は、決定キー５１１、点灯部５１２、表示切替キー５１３、輝度切替キー５１５、方向キー５１６、メニューキー５１７、および電源スイッチ５１８を含むスイッチ類を備える。また、制御装置５１０は、ユーザーが手指で操作するトラックパッド５１４を備える。

決定キー５１１は、押下操作を検出して、制御装置５１０で操作された内容を決定する信号を出力する。点灯部５１２は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源を備え、光源の点灯状態により、頭部装着型表示装置５０００の動作状態（例えば、電源のＯＮ／ＯＦＦ）を通知する。表示切替キー５１３は、押下操作に応じて、例えば、画像の表示モードの切り替えを指示する信号を出力する。

トラックパッド５１４は、接触操作を検出する操作面を有し、操作面に対する操作に応じて操作信号を出力する。操作面における検出方式は限定されず、静電式、圧力検出式、光学式等を採用できる。輝度切替キー５１５は、押下操作に応じて画像表示部５２０の輝度の増減を指示する信号を出力する。方向キー５１６は、上下左右方向に対応するキーへの押下操作に応じて操作信号を出力する。電源スイッチ５１８は、頭部装着型表示装置５０００の電源オン／オフを切り替えるスイッチである。

また、フレーム５０２には２つの動きセンサーが取り付けられる。本形態の動きセンサーは、慣性センサーであり、具体的には第１センサー５６６および第２センサー５６８である。第１センサー５６６は右部５０２Ａにおいてテンプル部５０２Ｄ側の端に配置され、第２センサー５６８は左部５０２Ｂにおいてテンプル部５０２Ｅ側の端部に設置される。すなわち、第１センサー５６６および第２センサー５６８は、頭部装着型表示装置５０００の装着状態において頭部の中心より一方側に位置している。第１センサー５６６および第２センサー５６８は、加速度センサーや角速度センサー（ジャイロセンサー）等の慣性センサーであり、本形態では、３軸のジャイロセンサーおよび３軸の加速度センサーを有する上述したセンサーユニット１００を用いている。第１センサー５６６および第２センサー５６８は、それぞれ、内蔵する検出機構の測定基準点において、例えばＸ軸まわりの回転（ピッチ）、Ｙ軸回りの回転（ヨー）、およびＺ軸まわりの回転（ロール）を検出する。

第１センサー５６６および第２センサー５６８のいずれかのセンサーは、ユーザーの頭部の中心の一方側にあり、他のセンサーは、ユーザーの頭部の中心の他方側にある。具体的には、第１センサー５６６はユーザーの頭部の右側にあり、第２センサー５６８は左側にある。なお、本形態で、頭部の中心とは、ユーザーの身長に対し垂直な水平面における頭部の中心を指す。第１センサー５６６および第２センサー５６８の水平面における位置は、この水平面における頭部の中心を挟んで、右側と左側にある。

このような構成の表示装置の一例としての頭部装着型表示装置５０００は、ユーザーの眼に画像光を照射する画像表示部５２０と、複数の動きセンサーとしての第１センサー５６６および第２センサー５６８とを備える。第１センサー５６６および第２センサー５６８のいずれかは、装着状態において頭部の中心より一方側に位置し、他の動きセンサーは頭部の中心より他方側に位置する。このため、ユーザーの頭部が動いた場合に、運動中心における動き量や動きの方向等を速やかに求めることができる。

また、頭部装着型表示装置５０００において、第１センサー５６６および第２センサー５６８のいずれかは、装着状態において頭部の中心より左側に位置し、他の動きセンサーは頭部の中心より右側に位置する。このため、動きセンサーの検出結果に基づいて、頭部の運動中心における動きを速やかに求めることができる

このような表示装置の一例としての頭部装着型表示装置５０００は、第１センサー５６６および第２センサー５６８としてセンサーユニット１００を備えているので、優れた信頼性を有している。

以上、センサーユニット、移動体測位装置、電子機器、携帯型電子機器、移動体、および表示装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

以下に、上述した実施形態から導き出される内容を、各態様として記載する。

［態様１］本態様に係るセンサーユニットは、慣性センサーと、第１の面に前記慣性センサーの複数の実装端子がそれぞれ接続部材を介して取り付けられている複数の電極パッドを含む回路基板と、前記回路基板が内部に収容されているケースと、を含み、前記回路基板の前記第１の面には、平面視で、前記複数の電極パッドの外側に設けられている絶縁層と、平面視で、前記慣性センサーの前記実装端子よりも内側の中央領域と重なる部分に、前記絶縁層が設けられていない第１の領域と、平面視で、前記第１の領域から前記慣性センサーの外側に亘って、前記絶縁層が設けられていない第２の領域と、を含むことを特徴とする。

本態様によれば、センサーユニットは、慣性センサーと、回路基板と、ケースとを備えている。回路基板の第１の面には、慣性センサーの複数の実装端子がそれぞれ接続部材を介して取り付けられる複数の電極パッドが備えられている。そして、ケースの内部には、回路基板が収容される。回路基板の第１の面には、電極パッドの外側に絶縁層が設けられている。換言すると、絶縁層の開口部に電極パッドが形成されている。また、回路基板の第１の面は、絶縁層の設けられない第１の領域と第２の領域とを含んでいる。第１の領域は、慣性センサーの実装端子よりも内側の中央領域であり、第２の領域は、第１の領域から慣性センサーの外側に亘って伸びる領域である。

すなわち、センサーユニットは、慣性センサーの中央領域と回路基板との間に絶縁層を設けないことで、慣性センサーと回路基板との間隔（隙間）を絶縁層を設けた場合よりも大きくするように構成されている。これにより、慣性センサーと回路基板との間に存在する異物を除去するための洗浄液が慣性センサーと回路基板との間に入り易くなり、異物の洗浄効果を高めることができる。これにより、異物が慣性センサーと回路基板との間隔（隙間）に残留し難くなるので、温度変化により異物の状態が変化（例えば、熱膨張や熱収縮）することによって慣性センサーに生じる応力が減少する。したがって、異物が残留することに起因したバイアス信号（検出出力信号）の温度ヒステリシスの発生を減少させることができ、精度の高い検出が可能な慣性センサーを提供することができる。

［態様２］上記態様に記載のセンサーユニットにおいて、前記回路基板の前記第１の面の前記第１の領域および前記第２の領域に、凹部が設けられていることが好ましい。

本態様によれば、回路基板の第１の面には、第１の領域と第２の領域とに凹部が設けられている。これにより、慣性センサーと回路基板との間隔をさらに広げることが可能になるので、異物がさらに残留し難くなる。

［態様３］上記態様に記載のセンサーユニットにおいて、前記回路基板には、前記第１の領域に前記回路基板を貫通している貫通孔が設けられていることが好ましい。

本態様によれば、回路基板の第１の領域には、貫通孔が設けられているので、異物の残留を低減できる。

［態様４］上記態様に記載のセンサーユニットにおいて、前記第２の領域は、隣り合う電極パッドの間に設けられていることが好ましい。

本態様によれば、第２の領域は、隣り合う電極パッドの間に設けられている。これにより、第１の領域と連結する第２の領域の面積が大きくなり、洗浄液も十分に行き渡ることから残留異物の発生をより低減することができる。

［態様５］上記態様に記載のセンサーユニットにおいて、平面視で、前記慣性センサーの中心と、前記電極パッドと、の間に、周状の凸部、或いは連接していない凸部が設けられていることが好ましい。

本態様によれば、慣性センサーの中心と電極パッドとの間には、周状の凸部、或いは連接していない凸部が設けられている。これにより、異物が残留しやすい慣性センサーの中心部に向かって入り込む異物を凸部によって遮ることができる。

［態様６］上記態様に記載のセンサーユニットにおいて、前記周状の凸部、或いは前記連接していない凸部は、前記慣性センサーの中心側よりも前記電極パッド側に寄っていることが好ましい。

本態様によれば、周状の凸部、或いは連接していない凸部は、慣性センサーの中心側よりも前記電極パッド側に寄って配置されている。これにより、異物が残留しやすい慣性センサーの中心部に、異物が到達し難くなる。

［態様７］上記態様に記載のセンサーユニットにおいて、前記周状の凸部、或いは前記連接していない凸部は、絶縁層であることが好ましい。

本態様によれば、周状の凸部、或いは連接していない凸部は、絶縁層で構成されている。これにより、周状の凸部、或いは連接していない凸部を容易に構成することができる。

［態様８］上記態様に記載のセンサーユニットにおいて、平面視で、前記慣性センサーは四角形状であり、前記複数の実装端子は、前記四角形状の対向している一対の辺に配置されていることが好ましい。

本態様によれば、四角形状の慣性センサーの実装端子は、四角形状の対向している一対の辺に配列されているので、実装端子の配置されていない慣性センサーの他の一対の辺の方向に第２の領域を設けることが可能になる。これにより、幅の広い第２の領域が構成できるので、慣性センサーと回路基板との隙間に残留する異物を洗浄によって排出しやすくなる。

［態様９］上記態様に記載のセンサーユニットにおいて、前記慣性センサーは加速度センサーであることが好ましい。

本態様によれば、センサーユニットは、慣性センサーとして加速度センサーを備えることで、加速度を精度良く検出することができる。

［態様１０］本態様に係る移動体測位装置は、上記態様１乃至９のいずれか一つに記載のセンサーユニットと、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、前記センサーユニット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、を含むことを特徴とする。

本態様によれば、本発明のセンサーユニットの効果を享受でき、慣性の計測精度の高い移動体測位装置が得られる。

［態様１１］本態様に係る携帯型電子機器は、上記態様１乃至９のいずれか一つに記載のセンサーユニットと、前記センサーユニットが収容されているケースと、前記ケースに収容され、前記センサーユニット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、を含むことを特徴とする。

本態様によれば、本発明のセンサーユニットの効果を享受でき、慣性の計測精度の高い携帯型電子機器が得られる。

［態様１２］上記態様に記載の携帯型電子機器において、衛星測位システムを含み、ユーザーの移動距離や移動軌跡を計測することが好ましい。

本態様によれば、携帯型電子機器の利便性が向上する。

［態様１３］本態様に係る電子機器は、上記態様１乃至９のいずれか一つに記載のセンサーユニットと、前記センサーユニット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、を含むことを特徴とする。

本態様によれば、本発明のセンサーユニットの効果を享受でき、慣性の計測精度の高い電子機器が得られる。

［態様１４］本態様に係る移動体は、上記態様１乃至９のいずれか一つに記載のセンサーユニットと、前記センサーユニット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、を含むことを特徴とする。

本態様によれば、本発明のセンサーユニットの効果を享受でき、慣性の計測精度の高い移動体が得られる。

［態様１５］上記態様に記載の移動体において、エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくともいずれかのシステムを含み、前記制御部は、前記検出信号に基づいて前記システムを制御することが好ましい。

本態様によれば、エンジンシステム、ブレーキシステム、およびキーレスエントリーシステムの少なくともいずれかのシステムを精度よく制御することができる。

［態様１６］本態様に係る移動体は、上記態様１乃至９のいずれか一つに記載のセンサーユニットと、前記センサーユニットで検出された検出信号に基づいて、加速、制動、および操舵の少なくともいずれかを制御する制御部と、を含み、自動運転の実施或いは不実施は、前記センサーユニットからの検出信号の変化に応じて切り替えられることを特徴とする。

本態様によれば、加速、制動、および操舵の少なくともいずれかを制御する制御部によって、自動運転の実施或いは不実施をセンサーユニットで検出された検出信号の変化に応じて精度よく切り替えることができる。

［態様１７］本態様に係る表示装置は、ユーザーの頭部に装着され、前記ユーザーの眼に画像光を照射する表示部と、上記態様１乃至９のいずれか一つに記載のセンサーユニットと、を含み、前記センサーユニットは、装着状態において前記頭部の中心より一方側に位置していることを特徴とする。

本態様によれば、表示装置は、センサーユニットが装着状態において頭部の中心より一方側に位置している。このため、ユーザーの頭部が動いた場合に、運動中心における動き量や動きの方向等を速やかに求めることができる。また、本発明のセンサーユニットの効果を享受でき、慣性の計測精度の高い表示装置が得られる。

１…アウターケース、２…ネジ穴、３…内部、４…側壁、５…底壁、６…第１接合面、７…上面、８…蓋部、１０…接合部材、１１…第１の領域、１２…第２の領域、１３…接続部材、１４…絶縁層、１５…回路基板、１５ｆ…第１の面、１５ｒ…第２の面、１６…コネクター、１７ｘ…角速度センサー、１７ｙ…角速度センサー、１７ｚ…角速度センサー、１８…加速度センサー、１８ｄ…実装端子、１９…制御ＩＣ、２０…ケースとしてのインナーケース、２１…開口部、２２…第２接合面、２５…センサーモジュール、２７…下面、２８…凹部、３１，３２，３３…電極パッド、３４…貫通孔、７０…ネジ、７１…被装着面、１００…センサーユニット（慣性計測装置）、１１００…電子機器としてのパーソナルコンピューター、１２００…電子機器としてのスマートフォン（携帯型電話機）、１３００…電子機器としてのディジタルスチールカメラ、１４００…携帯型電子機器としてのリスト機器、１５００…移動体としての自動車、３０００…移動体測位装置、４０００…走行支援システム、５０００…表示部としての頭部装着型表示装置、Ｓ，Ｓｎ…隙間。

Claims (17)

1. 慣性センサーと、
   第１の面に前記慣性センサーの複数の実装端子がそれぞれ接続部材を介して取り付けられている複数の電極パッドを含む回路基板と、
   前記回路基板が内部に収容されているケースと、
   を含み、
   前記回路基板の前記第１の面には、
   平面視で、前記複数の電極パッドの外側に設けられている絶縁層と、
   平面視で、前記慣性センサーの前記実装端子よりも内側の中央領域と重なる部分に、前記絶縁層が設けられていない第１の領域と、
   平面視で、前記第１の領域から前記慣性センサーの外側に亘って、前記絶縁層が設けられていない第２の領域と、
   を含むことを特徴とするセンサーユニット。
2. 請求項１において、
   前記回路基板の前記第１の面の前記第１の領域および前記第２の領域に、凹部が設けられていることを特徴とするセンサーユニット。
3. 請求項１または２において、
   前記回路基板には、前記第１の領域に前記回路基板を貫通している貫通孔が設けられていることを特徴とするセンサーユニット。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項において、
   前記第２の領域は、隣り合う電極パッドの間に設けられていることを特徴とするセンサーユニット。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項において、
   平面視で、前記慣性センサーの中心と、前記電極パッドとの間に、周状の凸部、或いは連接していない凸部が設けられていることを特徴とするセンサーユニット。
6. 請求項５において、
   前記周状の凸部、或いは前記連接していない凸部は、
   前記慣性センサーの中心側よりも前記電極パッド側に寄っていることを特徴とするセンサーユニット。
7. 請求項５または６において、
   前記周状の凸部、或いは前記連接していない凸部は、絶縁層であることを特徴とするセンサーユニット。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項において、
   平面視で、前記慣性センサーは四角形状であり、
   前記複数の実装端子は、前記四角形状の対向している一対の辺に配置されていることを特徴とするセンサーユニット。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項において、
   前記慣性センサーは加速度センサーであることを特徴とするセンサーユニット。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のセンサーユニットと、
    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、
    前記センサーユニット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、
    を含むことを特徴とする移動体測位装置。
11. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のセンサーユニットと、
    前記センサーユニットが収容されているケースと、
    前記ケースに収容され、前記センサーユニット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、
    を含むことを特徴とする携帯型電子機器。
12. 請求項１１において、
    衛星測位システムを含み、
    ユーザーの移動距離や移動軌跡を計測することを特徴とする携帯型電子機器。
13. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のセンサーユニットと、
    前記センサーユニット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、
    を含むことを特徴とする電子機器。
14. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のセンサーユニットと、
    前記センサーユニット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、
    を含むことを特徴とする移動体。
15. 請求項１４において、
    エンジンシステム、ブレーキシステムおよびキーレスエントリーシステムの少なくともいずれかのシステムを含み、
    前記制御部は、前記検出信号に基づいて前記システムを制御することを特徴とする移動体。
16. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のセンサーユニットと、
    前記センサーユニットで検出された検出信号に基づいて、加速、制動、および操舵の少なくともいずれかを制御する制御部と、
    を含み、
    自動運転の実施或いは不実施は、前記センサーユニットからの検出信号の変化に応じて切り替えられる、
    ことを特徴とする移動体。
17. ユーザーの頭部に装着され、
    前記ユーザーの眼に画像光を照射する表示部と、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載のセンサーユニットと、
    を含み、
    前記センサーユニットは、
    装着状態において前記頭部の中心より一方側に位置していることを特徴とする表示装置。

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