[go: up one dir, main page]

JP7331498B2 - 慣性センサー、電子機器および移動体 - Google Patents

慣性センサー、電子機器および移動体 Download PDF

Info

Publication number
JP7331498B2
JP7331498B2 JP2019120160A JP2019120160A JP7331498B2 JP 7331498 B2 JP7331498 B2 JP 7331498B2 JP 2019120160 A JP2019120160 A JP 2019120160A JP 2019120160 A JP2019120160 A JP 2019120160A JP 7331498 B2 JP7331498 B2 JP 7331498B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
movable
movable portion
axis
electrode
detection electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019120160A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021004858A (ja
Inventor
悟 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2019120160A priority Critical patent/JP7331498B2/ja
Priority to CN202010579928.5A priority patent/CN112147370B/zh
Priority to US16/912,929 priority patent/US11391753B2/en
Publication of JP2021004858A publication Critical patent/JP2021004858A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7331498B2 publication Critical patent/JP7331498B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0035—Constitution or structural means for controlling the movement of the flexible or deformable elements
    • B81B3/004—Angular deflection
    • B81B3/0045—Improve properties related to angular swinging, e.g. control resonance frequency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/0802—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0228—Inertial sensors
    • B81B2201/0235—Accelerometers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/01—Suspended structures, i.e. structures allowing a movement
    • B81B2203/0181—See-saws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0831—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type having the pivot axis between the longitudinal ends of the mass, e.g. see-saw configuration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0862—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with particular means being integrated into a MEMS accelerometer structure for providing particular additional functionalities to those of a spring mass system

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Description

本発明は、慣性センサー、電子機器および移動体に関するものである。
例えば、特許文献１に記載されている慣性センサーは、Ｚ軸方向の加速度を検出可能な加速度センサーであり、基板と、基板に対してＹ軸方向に沿う揺動軸まわりにシーソー揺動する可動体と、基板に設けられている検出電極と、を有する。また、可動体は、揺動軸を挟んで設けられ、互いに揺動軸まわりの回転モーメントが異なる第１可動部および第２可動部を有する。また、検出電極は、第１可動部と対向して基板に配置されている第１検出電極と、第２可動部と対向して基板に配置されている第２検出電極と、を有する。また、第１電極よりも揺動軸から遠い側には、第１可動部の先端部と対向して基板に配置されているダミー電極が設けられている。このダミー電極は、可動体と同電位であり、可動体と基板との間に不要な静電引力が生じるのを抑制する機能を有する。
このような構成の慣性センサーでは、Ｚ軸方向の加速度が加わると可動体が揺動軸まわりにシーソー揺動し、それに伴って、第１可動部と第１検出電極との間の静電容量および第２可動部と第２検出電極との間の静電容量が互いに逆相で変化する。そのため、この静電容量の変化に基づいてＺ軸方向の加速度を検出することができる。
特開２０１９－４５１７２号公報
しかしながら、特許文献１に記載の慣性センサーでは、可動体と第１検出電極との離間距離と可動体と第２検出電極との離間距離とが等しい。このような構成では、可動体と第１検出電極との離間距離を小さくする程これらの間の静電容量が大きくなって加速度の検出感度が向上するが、可動体とダミー電極との離間距離も小さくなるため、これらの間の空気抵抗が増して可動体にダンピングが生じ易くなり所望の周波数特性を得るのが困難となる。反対に、可動体と第１検出電極との離間距離を大きくする程これらの間の静電容量が小さくなって加速度の検出感度が低下するが、可動体とダミー電極との離間距離も大きくなるため、これらの間の空気抵抗が減少して可動体にダンピングが生じ難くなり所望の周波数特性を得るのが容易となる。すなわち、特許文献１に記載された慣性センサーでは、所望の周波数帯域を確保しつつ、優れた検出感度を発揮することが困難であるという課題があった。
実施形態に記載の慣性センサーは、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、
基板と、
前記Ｙ軸に沿う揺動軸まわりに揺動する可動体と、
前記基板に配置され、前記Ｚ軸方向からの平面視で、前記可動体と重なっている電極と、を有し、
前記可動体は、前記Ｚ軸方向からの平面視で、前記揺動軸を挟んで設けられている第１可動部および第２可動部を有し、
前記第１可動部は、前記Ｚ軸方向からの平面視で、前記揺動軸に対して前記第２可動部と対称的に設けられている対称部と、前記対称部よりも前記揺動軸から遠い側に位置し、前記第２可動部と非対称な非対称部と、を有し、前記揺動軸まわりの回転モーメントが前記第２可動部よりも大きく、
前記電極は、前記Ｚ軸方向からの平面視で、前記第１可動部の前記対称部と重なって設けられている第１検出電極と、前記第１検出電極よりも前記揺動軸から遠い側で前記第１可動部の前記対称部および前記非対称部と重なって設けられ、前記可動体と同電位である第１ダミー電極と、を有し、
前記対称部と前記第１ダミー電極との離間距離は、前記対称部と前記第１検出電極との離間距離よりも大きい。
第１実施形態に係る慣性センサーを示す平面図である。 図１中のＡ－Ａ線断面図である。 第２実施形態に係る慣性センサーを示す平面図である。 図３中のＢ－Ｂ線断面図である。 第３実施形態に係る慣性センサーを示す平面図である。 図５中のＣ－Ｃ線断面図である。 第４実施形態に係る電子機器としてのスマートフォンを示す平面図である。 第５実施形態に係る電子機器としての慣性計測装置を示す分解斜視図である。 図８に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図である。 第６実施形態に係る電子機器としての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１０に示す移動体測位装置の作用を示す図である。 第７実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
以下、本発明の慣性センサー、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る慣性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。
以下では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とする。また、Ｘ軸に沿う方向すなわちＸ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に沿う方向すなわちＹ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に沿う方向すなわちＺ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、各軸の矢印方向先端側を「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」とも言い、Ｚ軸方向マイナス側を「下」とも言う。
また、本願明細書において「直交」とは、技術常識的に見て直交と同視できるもの、具体的には、９０°で交わっている場合の他、９０°から若干傾いた角度、例えば９０°±５°程度の範囲内で交わっている場合も含む。同様に、「平行」についても、技術常識的に見て平行と同視できるもの、具体的には、両者のなす角度が０°の場合の他、±５°程度の範囲内の差を有する場合も含む。
図１および図２に示す慣性センサー１は、Ｚ軸方向の加速度Ａｚを検出する加速度センサーである。このような慣性センサー１は、基板２と、基板２上に配置されたセンサー素子３と、基板２に接合され、センサー素子３を覆う蓋５と、を有する。
図１に示すように、基板２は、上面側に開口する凹部２１を有する。また、Ｚ軸方向からの平面視で、凹部２１は、センサー素子３を内側に内包し、センサー素子３よりも大きく形成されている。このような凹部２１は、センサー素子３と基板２との接触を抑制するための逃げ部として機能する。また、図２に示すように、基板２は、凹部２１の底面から突出しているマウント２２を有する。そして、マウント２２の上面にセンサー素子３が接合されている。また、図１に示すように、基板２は、上面に開口する溝２５、２６、２７を有する。
基板２としては、例えば、Ｎａ＋等の可動イオンであるアルカリ金属イオンを含むガラス材料、例えば、パイレックスガラス、テンパックスガラス（いずれも登録商標）のような硼珪酸ガラスで構成されたガラス基板を用いることができる。ただし、基板２としては、特に限定されず、例えば、シリコン基板やセラミックス基板を用いてもよい。
また、図１に示すように、基板２には電極８が設けられている。電極８は、凹部２１の底面に配置され、Ｚ軸方向からの平面視で、センサー素子３と重なっている第１検出電極８１、第２検出電極８２、第１ダミー電極８３および第２ダミー電極８４を有する。また、基板２は、溝２５、２６、２７に配置された配線７５、７６、７７を有する。
各配線７５、７６、７７の一端部は、蓋５の外に露出し、外部装置との電気的な接続を行う電極パッドＰとして機能する。また、配線７５は、センサー素子３および第１、第２ダミー電極８３、８４と電気的に接続されている。つまり、第１、第２ダミー電極８３、８４は、それぞれ、可動体３２と同電位である。また、配線７５は、第１検出電極８１と第２検出電極８２との間で、できる限り広がって形成され、第１、第２ダミー電極８３、８４と同様の機能を発揮している。なお、以下では、凹部２１の底面上で広がっている部分を「第３ダミー電極８５」とも言う。また、配線７６は、第１検出電極８１と電気的に接続され、配線７７は、第２検出電極８２と電気的に接続されている。
図２に示すように、蓋５は、下面側に開口する凹部５１を有する。蓋５は、凹部５１内にセンサー素子３を収納するように、基板２の上面に接合されている。そして、蓋５および基板２によって、その内側に、センサー素子３を収納する収納空間Ｓが形成されている。収納空間Ｓは、気密空間であり、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入され、使用温度（－４０℃～１２５℃程度）で、ほぼ大気圧となっていることが好ましい。ただし、収納空間Ｓの雰囲気は、特に限定されず、例えば、減圧状態であってもよいし、加圧状態であってもよい。
蓋５としては、例えば、シリコン基板を用いることができる。ただし、蓋５としては、特に限定されず、例えば、ガラス基板やセラミックス基板を用いてもよい。また、基板２と蓋５との接合方法としては、特に限定されず、基板２や蓋５の材料によって適宜選択すればよく、例えば、陽極接合、プラズマ照射によって活性化させた接合面同士を接合させる活性化接合、ガラスフリット等の接合材による接合、基板２の上面および蓋５の下面に成膜した金属膜同士を接合する拡散接合等を用いることができる。本実施形態では、低融点ガラスからなるガラスフリット５９によって基板２と蓋５とが接合されている。
センサー素子３は、例えば、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）、砒素（Ａｓ）等の不純物がドープされた導電性のシリコン基板をエッチング、特に、深溝エッチング技術であるボッシュ・プロセスによってパターニングすることにより形成される。センサー素子３は、図１に示すように、マウント２２の上面に接合されているＨ型の固定部３１と、固定部３１に対してＹ軸に沿う揺動軸Ｊまわりに揺動可能な可動体３２と、固定部３１と可動体３２とを接続する揺動梁３３と、を有する。マウント２２と固定部３１とは、例えば、陽極接合されている。
可動体３２は、Ｚ軸方向からの平面視で、Ｘ軸方向を長手とする長方形状となっている。また、可動体３２は、Ｚ軸方向からの平面視で、Ｙ軸に沿う揺動軸Ｊを間に挟んで配置された第１可動部３２１および第２可動部３２２を有する。第１可動部３２１は、揺動軸Ｊに対してＸ軸方向プラス側に位置し、第２可動部３２２は、揺動軸Ｊに対してＸ軸方向マイナス側に位置する。また、第１可動部３２１は、第２可動部３２２よりもＸ軸方向に長く、加速度Ａｚが加わったときの揺動軸Ｊまわりの回転モーメントが第２可動部３２２よりも大きい。
この回転モーメントの差によって、加速度Ａｚが加わった際に可動体３２が揺動軸Ｊまわりにシーソー揺動する。なお、シーソー揺動とは、第１可動部３２１がＺ軸方向プラス側に変位すると、第２可動部３２２がＺ軸方向マイナス側に変位し、反対に、第１可動部３２１がＺ軸方向マイナス側に変位すると、第２可動部３２２がＺ軸方向プラス側に変位することを意味する。
また、可動体３２は、第１可動部３２１と第２可動部３２２との間に位置し、可動体３２をその厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている開口３２４を有する。そして、開口３２４内に固定部３１および揺動梁３３が配置されている。このように、可動体３２の内側に固定部３１および揺動梁３３を配置することにより、センサー素子３の小型化を図ることができる。ただし、これに限定されず、固定部３１および揺動梁３３は、可動体３２の外側に配置されていてもよい。
また、可動体３２は、第１、第２可動部３２１、３２２の全域にわたって均等に設けられた複数の貫通孔３２０を有する。これら貫通孔３２０は、可動体３２をその厚さ方向すなわちＺ軸方向に貫通して形成されており、それぞれ、空気抵抗による可動体３２のダンピングを低減する機能を有する。なお、本実施形態では、貫通孔３２０の開口形状が正方形であるが、これに限定されず、例えば、円形、正方形以外の四角形、それ以外の矩形等であってもよい。また、貫通孔３２０の配置としても特に限定されず、粗密を有して設けられていてもよい。
凹部２１の底面に配置された電極８の説明に戻ると、図１および図２に示すように、Ｚ軸方向からの平面視で、第１検出電極８１は、第１可動部３２１の根元側の部分と重なって配置され、第２検出電極８２は、第２可動部３２２の根元側の部分と重なって配置されている。なお、これら第１、第２検出電極８１、８２は、Ｚ軸方向からの平面視で、揺動軸Ｊに対して対称的に設けられている。
また、第１ダミー電極８３は、第１検出電極８１よりもＸ軸方向プラス側に位置し、第１可動部３２１の先端側の部分と重なって配置され、第２ダミー電極８４は、第２検出電極８２よりもＸ軸方向マイナス側に位置し、第２可動部３２２の先端側の部分と重なって配置されている。すなわち、第１ダミー電極８３は、第１検出電極８１よりも揺動軸Ｊから遠い側で第１可動部３２１と対向し、第２ダミー電極８４は、第２検出電極８２よりも揺動軸Ｊから遠い側で第２可動部３２２と対向している。また、前述したように、第１検出電極８１と第２検出電極８２との間には、これら第１、第２ダミー電極８３、８４と同様の機能を発揮する配線７５が設けられている。
このように、第１、第２検出電極８１、８２の周囲に可動体３２と同電位の第１、第２、第３ダミー電極８３、８４、８５を設けることにより、可動体３２と重なっている領域内における凹部２１の底面の露出を抑制することができる。これにより、基板２内でのアルカリ金属イオン（Ｎａ＋）の移動に起因して凹部２１の底面が帯電し、さらに、この底面の帯電に起因して凹部２１の底面と可動体３２との間に不要な静電引力が生じてしまうのを効果的に抑制することができる。そのため、検出対象である加速度Ａｚ以外の力による可動体３２の揺動を効果的に抑制することができ、加速度Ａｚの検出特性の低下を抑制することができる。
図示しないが、慣性センサー１の駆動時には、配線７５を介してセンサー素子３に駆動電圧が印加され、第１検出電極８１とＱＶアンプとが配線７６により接続され、第２検出電極８２と別のＱＶアンプとが配線７７により接続される。これにより、第１可動部３２１と第１検出電極８１との間に静電容量Ｃａが形成され、第２可動部３２２と第２検出電極８２との間に静電容量Ｃｂが形成される。
慣性センサー１が加速度Ａｚの加速度運動をすると、可動体３２が揺動軸Ｊを中心にしてシーソー揺動する。この可動体３２のシーソー揺動により、第１可動部３２１と第１検出電極８１とのギャップと、第２可動部３２２と第２検出電極８２とのギャップと、が逆相で変化し、これに応じて静電容量Ｃａ、Ｃｂが互いに逆相で変化する。そのため、慣性センサー１は、静電容量Ｃａ、Ｃｂの差分（変化量）に基づいて加速度Ａｚを検出することができる。
以上、慣性センサー１の構成について簡単に説明した。次に、可動体３２の構成について詳細に説明する。前述したように、可動体３２は、揺動軸Ｊを間に挟んで配置された第１可動部３２１および第２可動部３２２を有し、第１可動部３２１は、第２可動部３２２よりもＸ軸方向に長く、加速度Ａｚが加わったときの揺動軸Ｊまわりの回転モーメントが第２可動部３２２よりも大きい。
また、図１に示すように、第１可動部３２１は、Ｚ軸方向からの平面視で、揺動軸Ｊに対して第２可動部３２２と対称的に設けられている対称部３２５と、対称部３２５よりも揺動軸Ｊから遠い側に位置し、揺動軸Ｊに対して第２可動部３２２と非対称である非対称部３２６と、を有する。第２可動部３２２の揺動軸Ｊからの長さをＬ２とすると、第１可動部３２１の揺動軸Ｊからの距離が長さＬ２と等しくなる部分が対称部３２５と非対称部３２６との境界となり、当該部分よりも揺動軸Ｊ側が対称部３２５であり、揺動軸Ｊと反対側が非対称部３２６となる。なお、非対称部３２６は、第１可動部３２１の揺動軸Ｊまわりの回転モーメントを第２可動部３２２の揺動軸Ｊまわりの回転モーメントよりも大きくするためのトルク発生部として機能する。
ここで、第２可動部３２２と対称部３２５とが揺動軸Ｊに対して対称とは、Ｚ軸方向からの平面視で、第２可動部３２２の外形形状と対称部３２５の外形形状とが揺動軸Ｊに対して対称であることを意味している。また、対称とは、第２可動部３２２と対称部３２５の外形形状同士が完全に対称である場合の他、例えば、これらの外形形状に製造上、設計上生じ得る誤差を含む場合も含まれる意味である。
電極８の説明に戻って、Ｚ軸方向からの平面視で、第１検出電極８１は、第１可動部３２１の対称部３２５の根元側の部分と重なって設けられ、第１ダミー電極８３は、第１可動部３２１の対称部３２５の先端側の部分すなわち第１検出電極８１よりも揺動軸Ｊから遠い側の部分および非対称部３２６と重なって設けられている。また、Ｚ軸方向からの平面視で、第２検出電極８２は、第２可動部３２２の根元側の部分と重なって設けられており、第２ダミー電極８４は、第２可動部３２２の先端側の部分すなわち第２検出電極８２よりも揺動軸Ｊから遠い側の部分と重なって設けられている。
また、図２に示すように、凹部２１は、Ｚ軸方向からの平面視で、第１、第２検出電極８１、８２が設けられている部分２１１よりも、第１、第２ダミー電極８３、８４が設けられている部分２１２の方が深く形成されている。そのため、第１可動部３２１と第１ダミー電極８３との離間距離Ｄ１は、第１可動部３２１と第１検出電極８１との離間距離Ｄ２よりも大きい。同様に、第２可動部３２２と第２ダミー電極８４との離間距離Ｄ３は、第２可動部３２２と第２検出電極８２との離間距離Ｄ４よりも大きい。つまり、Ｄ１＞Ｄ２であり、Ｄ３＞Ｄ４である。
このような関係とすることにより、第１可動部３２１と第１検出電極８１との離間距離Ｄ１および第２可動部３２２と第２検出電極８２との離間距離Ｄ３を小さくして静電容量Ｃａ、Ｃｂを大きくすることができ、加速度Ａｚの検出感度がより優れたものとなる。一方で、第１可動部３２１と第１ダミー電極８３との離間距離Ｄ２および第２可動部３２２と第２ダミー電極８４との離間距離Ｄ４を大きくして、可動体３２と基板２との間に存在する空気の粘性抵抗を小さくすることができる。そのため、可動体３２の揺動時の空気抵抗が減り、可動体３２のダンピングを低減することができるため、所望の周波数帯域を確保し易くなる。以上より、このような構成によれば、所望の周波数帯域を確保しつつ、優れた検出感度を発揮することのできる慣性センサー１となる。
特に、Ｚ軸方向からの平面視で、第１ダミー電極８３を非対称部３２６のみならず対称部３２５の先端側の部分とも重ねて設け、当該部分においてもＤ１＞Ｄ２の関係とすることにより、第１可動部３２１のより広い領域が離間距離Ｄ１の領域となる。また、Ｚ軸方向からの平面視で、第２ダミー電極８４を第２可動部３２２の先端側の部分と重ねて設け、当該部分においてＤ３＞Ｄ４の関係とすることにより、第２可動部３２２の一部が離間距離Ｄ３の領域となる。そのため、可動体３２の揺動時の空気抵抗をより効果的に減らすことができ、可動体３２のダンピングをより効果的に低減することができ、所望の周波数帯域をより確保し易くなる。
なお、Ｄ１＞Ｄ２の関係を満足していれば、特に限定されないが、例えば、１．１≦Ｄ１／Ｄ２≦１０．０であることが好ましく、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦６．５であることがより好ましい。これにより、上述した効果をより確実に発揮することができると共に、慣性センサーの過度な大型化、特に厚肉化を抑制することができる。Ｄ３、Ｄ４の関係についても同様に、特に限定されないが、例えば、１．１≦Ｄ３／Ｄ４≦１０．０であることが好ましく、１．５≦Ｄ３／Ｄ４≦６．５であることがより好ましい。これにより、上述した効果をより確実に発揮することができると共に、慣性センサーの過度な大型化、特に厚肉化を抑制することができる。本実施形態では、Ｄ１＝Ｄ３であり、Ｄ２＝Ｄ４であるが、これに限定されず、Ｄ１≠Ｄ３であってもよいし、Ｄ２≠Ｄ４であってもよい。
以上、慣性センサー１について説明した。このような慣性センサー１は、前述したように、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、基板２と、Ｙ軸に沿う揺動軸Ｊまわりに揺動する可動体３２と、基板２に配置され、Ｚ軸方向からの平面視で、可動体３２と重なっている電極８と、を有する。また、可動体３２は、Ｚ軸方向からの平面視で、揺動軸Ｊを挟んで設けられている第１可動部３２１および第２可動部３２２を有する。また、第１可動部３２１は、Ｚ軸方向からの平面視で、揺動軸Ｊに対して第２可動部３２２と対称的に設けられている対称部３２５と、対称部３２５よりも揺動軸Ｊから遠い側に位置し、第２可動部３２２と非対称な非対称部３２６と、を有し、揺動軸Ｊまわりの回転モーメントが第２可動部３２２よりも大きい。また、電極８は、Ｚ軸方向からの平面視で、第１可動部３２１の対称部３２５と重なって設けられている第１検出電極８１と、第１検出電極８１よりも揺動軸Ｊから遠い側で第１可動部３２１の対称部３２５および非対称部３２６と重なって設けられ、可動体３２と同電位である第１ダミー電極８３と、を有する。そして、対称部３２５と第１ダミー電極８３との離間距離Ｄ１は、対称部３２５と第１検出電極８１との離間距離Ｄ２よりも大きい。つまり、Ｄ１＞Ｄ２である。
このような構成によれば、所望の周波数帯域を確保しつつ、優れた検出感度を発揮することのできる慣性センサー１となる。具体的には、Ｄ１＞Ｄ２とすることにより、第１可動部３２１と第１検出電極８１との離間距離Ｄ２を小さくすることができるため、これらの間に生じる静電容量Ｃａを十分に大きくすることができる。そのため、加速度Ａｚの検出感度がより優れたものとなる。反対に、対称部３２５と第１ダミー電極８３との離間距離Ｄ１を大きくすることができるため、第１可動部３２１と基板２との間に存在する空気の粘性抵抗を小さくすることができる。そのため、可動体３２の揺動時の空気抵抗が減り、可動体３２のダンピングを低減することができるため、所望の周波数帯域を確保し易くなる。以上より、このような構成によれば、所望の周波数帯域を確保しつつ、優れた検出感度を発揮することのできる慣性センサー１となる。
また、前述したように、非対称部３２６と第１ダミー電極８３との離間距離Ｄ１は、対称部３２５と第１検出電極８１との離間距離Ｄ２よりも大きい。これにより、対称部３２５と第１ダミー電極８３との間だけでなく、非対称部３２６と第１ダミー電極８３との離間距離についても大きくすることができる。そのため、第１可動部３２１と基板２との間に存在する空気の粘性抵抗をさらに小さくすることができ、可動体３２の揺動時の空気抵抗がさらに減る。その結果、可動体３２のダンピングがより効果的に低減され、所望の周波数帯域をより確保し易くなる。
また、前述したように、電極８は、Ｚ軸方向からの平面視で、第２可動部３２２と重なって設けられている第２検出電極８２と、第２検出電極８２よりも揺動軸Ｊから遠い側で第２可動部３２２と重なって設けられ、可動体３２と同電位である第２ダミー電極８４と、を有する。そして、第２可動部３２２と第２ダミー電極８４との離間距離Ｄ３は、第２可動部３２２と第２検出電極８２との離間距離Ｄ４よりも大きい。つまり、Ｄ３＞Ｄ４である。
このような構成によれば、第２可動部３２２と第２検出電極８２との離間距離Ｄ４を小さくすることができるため、これらの間に生じる静電容量Ｃｂを十分に大きくすることができる。そのため、加速度Ａｚの検出感度がより優れたものとなる。反対に、第２可動部３２２と第２ダミー電極８４との離間距離を大きくすることができるため、第２可動部３２２と基板２との間に存在する空気の粘性抵抗を小さくすることができる。そのため、可動体３２の揺動時の空気抵抗が減り、可動体３２のダンピングを低減することができるため、所望の周波数帯域を確保し易くなる。
また、前述したように、第１可動部３２１および第２可動部３２２にはそれぞれ可動体３２をＺ軸方向に貫通する貫通孔３２０が設けられている。これにより、空気抵抗が減り、空気抵抗による可動体３２のダンピングを効果的に低減することができる。
＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態に係る慣性センサーを示す平面図である。図４は、図３中のＢ－Ｂ線断面図である。
本実施形態は、凹部２１の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図３および図４において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
図３および図４に示すように、本実施形態の凹部２１は、Ｚ軸方向からの平面視で、第１、第２検出電極８１、８２が設けられている部分２１１よりも、これら２つの部分２１１の間に位置し、第３ダミー電極８５が設けられている部分２１３の方が深く形成されている。そのため、可動体３２と第３ダミー電極８５との離間距離Ｄ５は、第１可動部３２１と第１検出電極８１との離間距離Ｄ２および第２可動部３２２と第２検出電極８２との離間距離Ｄ４よりも大きい。つまり、Ｄ５＞Ｄ２、Ｄ５＞Ｄ４である。このような構成によれば、離間距離Ｄ５が前述した第１実施形態よりも大きくなるため、その分、可動体３２の揺動時の空気抵抗が減り、可動体３２のダンピングを低減することができる。そのため、所望の周波数帯域を確保し易くなる。
なお、本実施形態では、Ｄ５＝Ｄ１＝Ｄ３である。このように、部分２１２、２１３を同じ深さとすることにより、凹部２１を形成し易くなる。ただし、離間距離Ｄ５の深さとしては、特に限定されず、離間距離Ｄ１、Ｄ３よりも浅くてもよいし、深くてもよい。
このように、本実施形態の慣性センサー１では、電極８は、Ｚ軸方向からの平面視で、第１検出電極８１と第２検出電極８２との間に位置し、可動体３２と重なって設けられている第３ダミー電極８５を有する。そして、可動体３２と第３ダミー電極８５との離間距離Ｄ５は、第１可動部３２１と第１検出電極８１との離間距離Ｄ２および第２可動部３２２と第２検出電極８２との離間距離Ｄ４よりも大きい。つまり、Ｄ５＞Ｄ２、Ｄ５＞Ｄ４である。このような構成によれば、離間距離Ｄ５が前述した第１実施形態よりも大きくなるため、その分、可動体３２の揺動時の空気抵抗が減り、可動体３２のダンピングを低減することができる。そのため、所望の周波数帯域を確保し易くなる。
以上のような構成の第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
＜第３実施形態＞
図５は、第３実施形態に係る慣性センサーを示す平面図である。図６は、図５中のＣ－Ｃ線断面図である。
本実施形態は、第３ダミー電極８５の配置が異なること以外は、前述した第２実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図５および図６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
図５および図６に示すように、本実施形態の第３ダミー電極８５は、Ｚ軸方向の平面視で、枠状をなしており、マウント２２の全周を囲んで配置されている。このような構成によれば、前述した第２実施形態と比べて、可動体３２との離間距離がＤ５である部分２１３の領域が増え、その分、可動体３２の揺動時の空気抵抗を減らすことができる。そのため、可動体３２のダンピングを低減することができ、所望の周波数帯域を確保し易くなる。
以上のような構成の第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
＜第４実施形態＞
図７は、第４実施形態に係る電子機器としてのスマートフォンを示す平面図である。
図７に示すスマートフォン１２００は、本発明の電子機器を適用したものである。スマートフォン１２００には、慣性センサー１と、慣性センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１２１０と、が内蔵されている。慣性センサー１によって検出された検出データは、制御回路１２１０に送信され、制御回路１２１０は、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。
このような電子機器としてのスマートフォン１２００は、慣性センサー１と、慣性センサー１から出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１２１０と、を有する。そのため、前述した慣性センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
なお、本発明の電子機器は、前述したスマートフォン１２００の他にも、例えば、パーソナルコンピューター、デジタルスチールカメラ、タブレット端末、時計、スマートウォッチ、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、スマートグラス、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、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、ドライブレコーダー、ページャ、電子手帳、電子辞書、電子翻訳機、電卓、電子ゲーム機器、玩具、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、魚群探知機、各種測定機器、移動体端末基地局用機器、車両、鉄道車輌、航空機、ヘリコプター、船舶等の各種計器類、フライトシミュレーター、ネットワークサーバー等に適用することができる。
＜第５実施形態＞
図８は、第５実施形態に係る電子機器としての慣性計測装置を示す分解斜視図である。図９は、図８に示す慣性計測装置が有する基板の斜視図である。
図８に示す電子機器としての慣性計測装置２０００（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）は、自動車や、ロボットなどの被装着装置の姿勢や、挙動を検出する慣性計測装置である。慣性計測装置２０００は、３軸加速度センサーおよび３軸角速度センサーを備えた６軸モーションセンサーとして機能する。
慣性計測装置２０００は、平面形状が略正方形の直方体である。また、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２１１０が形成されている。この２ヶ所のネジ穴２１１０に２本のネジを通して、自動車などの被装着体の被装着面に慣性計測装置２０００を固定することができる。なお、部品の選定や設計変更により、例えば、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。
慣性計測装置２０００は、アウターケース２１００と、接合部材２２００と、センサーモジュール２３００と、を有し、アウターケース２１００の内部に、接合部材２２００を介在させて、センサーモジュール２３００を挿入した構成となっている。アウターケース２１００の外形は、前述した慣性計測装置２０００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２１１０が形成されている。また、アウターケース２１００は、箱状であり、その内部にセンサーモジュール２３００が収納されている。
センサーモジュール２３００は、インナーケース２３１０と、基板２３２０と、を有する。インナーケース２３１０は、基板２３２０を支持する部材であり、アウターケース２１００の内部に収まる形状となっている。また、インナーケース２３１０には、基板２３２０との接触を防止するための凹部２３１１や後述するコネクター２３３０を露出させるための開口２３１２が形成されている。このようなインナーケース２３１０は、接合部材２２００によってアウターケース２１００に接合されている。また、インナーケース２３１０の下面には接着剤によって基板２３２０が接合されている。
図９に示すように、基板２３２０の上面には、コネクター２３３０、Ｚ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｚ、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向の加速度を検出する加速度センサー２３５０などが実装されている。また、基板２３２０の側面には、Ｘ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｘおよびＹ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｙが実装されている。そして、加速度センサー２３５０として、本発明の慣性センサーを用いることができる。
また、基板２３２０の下面には、制御ＩＣ２３６０が実装されている。制御ＩＣ２３６０は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）であり、慣性計測装置２０００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、基板２３２０にはその他にも複数の電子部品が実装されている。
＜第６実施形態＞
図１０は、第６実施形態に係る電子機器としての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１１は、図１０に示す移動体測位装置の作用を示す図である。
図１０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。なお、移動体としては、特に限定されず、自転車、自動車、自動二輪車、電車、飛行機、船等のいずれでもよいが、本実施形態では移動体として四輪自動車、特に農業用トラクターを用いた場合について説明する。
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、を有する。なお、慣性計測装置３１００としては、例えば、前述した慣性計測装置２０００を用いることができる。
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、を有する。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、移動体の加速度および姿勢を含む慣性航法測位データを出力する。
また、ＧＰＳ受信部３３００は、受信アンテナ３４００でＧＰＳ衛星からの信号を受信する。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１１に示すように、地面の傾斜θ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。
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。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。
＜第７実施形態＞
図１２は、第７実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
図１２に示す自動車１５００は、本発明の移動体を適用した自動車である。この図において、自動車１５００は、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何れかのシステム１５１０を含んでいる。また、自動車１５００には、慣性センサー１が内蔵されており、慣性センサー１によって車体の姿勢を検出することができる。慣性センサー１の検出信号は、制御回路１５０２に供給され、制御回路１５０２は、その信号に基づいてシステム１５１０を制御することができる。
このように、移動体としての自動車１５００は、慣性センサー１と、慣性センサー１からの出力された検出信号に基づいて制御を行う制御回路１５０２と、を有する。そのため、前述した慣性センサー１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
なお、慣性センサー１は、他にも、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、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、移動体としては、自動車１５００に限定されず、例えば、鉄道車輌、飛行機、ヘリコプター、ロケット、人工衛星、船舶、ＡＧＶ（無人搬送車）、エレベーター、エスカレーター、ラジコン模型、鉄道模型、そのた玩具、二足歩行ロボット、ドローン等の無人飛行機等にも適用することができる。
以上、本発明の慣性センサー、電子機器および移動体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。また、前述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
１…慣性センサー、２…基板、２１…凹部、２１１、２１２、２１３…部分、２２…マウント、２５、２６、２７…溝、３…センサー素子、３１…固定部、３２…可動体、３２０…貫通孔、３２１…第１可動部、３２２…第２可動部、３２４…開口、３２５…対称部、３２６…非対称部、３３…揺動梁、５…蓋、５１…凹部、５９…ガラスフリット、７５、７６、７７…配線、８…電極、８１…第１検出電極、８２…第２検出電極、８３…第１ダミー電極、８４…第２ダミー電極、８５…第３ダミー電極、１２００…スマートフォン、１２０８…表示部、１２１０…制御回路、１５００…自動車、１５０２…制御回路、１５１０…システム、２０００…慣性計測装置、２１００…アウターケース、２１１０…ネジ穴、２２００…接合部材、２３００…センサーモジュール、２３１０…インナーケース、２３１１…凹部、２３１２…開口、２３２０…基板、２３３０…コネクター、２３４０ｘ、２３４０ｙ、２３４０ｚ…角速度センサー、２３５０…加速度センサー、２３６０…制御ＩＣ、３０００…移動体測位装置、３１００…慣性計測装置、３１１０…加速度センサー、３１２０…角速度センサー、３２００…演算処理部、３３００…ＧＰＳ受信部、３４００…受信アンテナ、３５００…位置情報取得部、３６００…位置合成部、３７００…処理部、３８００…通信部、３９００…表示部、Ａｚ…加速度、Ｃａ、Ｃｂ…静電容量、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５…離間距離、Ｊ…揺動軸、Ｌ２…長さ、Ｐ…電極パッド、Ｓ…収納空間、θ…傾斜

Claims (6)

  1. 互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたとき、
    基板と、
    前記Ｙ軸に沿う揺動軸まわりに揺動する可動体と、
    前記基板に配置され、前記Ｚ軸方向からの平面視で、前記可動体と重なっている電極と、を有し、
    前記可動体は、前記Ｚ軸方向からの平面視で、前記揺動軸を挟んで設けられている第１可動部および第２可動部を有し、
    前記第１可動部は、前記Ｚ軸方向からの平面視で、前記揺動軸に対して前記第２可動部と対称的に設けられている対称部と、前記対称部よりも前記揺動軸から遠い側に位置し、前記第２可動部と非対称な非対称部と、を有し、前記揺動軸まわりの回転モーメントが前記第２可動部よりも大きく、
    前記電極は、前記Ｚ軸方向からの平面視で、前記第１可動部の前記対称部と重なって設けられている第１検出電極と、前記第１検出電極よりも前記揺動軸から遠い側で前記第１可動部の前記対称部および前記非対称部と重なって設けられ、前記可動体と同電位である第１ダミー電極と、前記第２可動部と重なって設けられている第２検出電極と、前記第１検出電極と前記第２検出電極との間に位置し、前記可動体と重なって設けられている第３ダミー電極と、を有し、
    前記対称部と前記第１ダミー電極との離間距離は、前記対称部と前記第１検出電極との離間距離よりも大きく、
    前記可動体と前記第３ダミー電極との離間距離は、前記第１可動部と前記第１検出電極との離間距離および前記第２可動部と前記第２検出電極との離間距離よりも大きいことを特徴とする慣性センサー。
  2. 前記非対称部と前記第１ダミー電極との離間距離は、前記対称部と前記第１検出電極との離間距離よりも大きい請求項１に記載の慣性センサー。
  3. 前記電極は、前記Ｚ軸方向からの平面視で、前記第２検出電極よりも前記揺動軸から遠い側で前記第２可動部と重なって設けられ、前記可動体と同電位である第２ダミー電極を有し、
    前記第２可動部と前記第２ダミー電極との離間距離は、前記第２可動部と前記第２検出電極との離間距離よりも大きい請求項１または２に記載の慣性センサー。
  4. 前記第１可動部および前記第２可動部にはそれぞれ前記可動体を前記Ｚ軸方向に貫通する貫通孔が設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の慣性センサー。
  5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の慣性センサーと、
    前記慣性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回路と、を有することを特徴とする電子機器。
  6. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の慣性センサーと、
    前記慣性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回路と、を有することを特徴とする移動体。
JP2019120160A 2019-06-27 2019-06-27 慣性センサー、電子機器および移動体 Active JP7331498B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019120160A JP7331498B2 (ja) 2019-06-27 2019-06-27 慣性センサー、電子機器および移動体
CN202010579928.5A CN112147370B (zh) 2019-06-27 2020-06-23 惯性传感器、电子设备以及移动体
US16/912,929 US11391753B2 (en) 2019-06-27 2020-06-26 Inertial sensor, electronic instrument, and vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019120160A JP7331498B2 (ja) 2019-06-27 2019-06-27 慣性センサー、電子機器および移動体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021004858A JP2021004858A (ja) 2021-01-14
JP7331498B2 true JP7331498B2 (ja) 2023-08-23

Family

ID=73887873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019120160A Active JP7331498B2 (ja) 2019-06-27 2019-06-27 慣性センサー、電子機器および移動体

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11391753B2 (ja)
JP (1) JP7331498B2 (ja)
CN (1) CN112147370B (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018132492A (ja) 2017-02-17 2018-08-23 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、物理量センサーデバイス、電子機器および移動体
US20200081028A1 (en) 2018-09-07 2020-03-12 Analog Devices, Inc. Z axis accelerometer using variable vertical gaps

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5488864A (en) 1994-12-19 1996-02-06 Ford Motor Company Torsion beam accelerometer with slotted tilt plate
JP2002296292A (ja) * 2001-01-24 2002-10-09 Fujitsu Ltd 加速度センサ
US6935175B2 (en) 2003-11-20 2005-08-30 Honeywell International, Inc. Capacitive pick-off and electrostatic rebalance accelerometer having equalized gas damping
US7121141B2 (en) * 2005-01-28 2006-10-17 Freescale Semiconductor, Inc. Z-axis accelerometer with at least two gap sizes and travel stops disposed outside an active capacitor area
DE102006058747A1 (de) 2006-12-12 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh Mikromechanischer z-Sensor
JP2008160352A (ja) * 2006-12-22 2008-07-10 Yamaha Corp 静電容量センサ
WO2009031285A1 (ja) * 2007-09-03 2009-03-12 Panasonic Corporation 慣性力センサ
CN101514897A (zh) * 2008-02-19 2009-08-26 同济大学 改进型音叉式微机械陀螺
JP6002481B2 (ja) * 2012-07-06 2016-10-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 慣性センサ
JP6146565B2 (ja) * 2013-08-06 2017-06-14 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器、および移動体
JP6413463B2 (ja) * 2014-08-15 2018-10-31 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、物理量センサー装置、電子機器および移動体
JP6464613B2 (ja) * 2014-08-27 2019-02-06 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器および移動体
CN108700612B (zh) * 2016-03-03 2020-11-17 精工爱普生株式会社 传感器装置、电子设备以及移动体
JP6897224B2 (ja) * 2017-03-27 2021-06-30 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器、および移動体
JP2019045172A (ja) * 2017-08-30 2019-03-22 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、複合センサー、慣性計測ユニット、携帯型電子機器、電子機器及び移動体
JP2019045170A (ja) * 2017-08-30 2019-03-22 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、複合センサー、慣性計測ユニット、携帯型電子機器、電子機器及び移動体
JP2019045171A (ja) * 2017-08-30 2019-03-22 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、複合センサー、慣性計測ユニット、携帯型電子機器、電子機器及び移動体
JP2019060689A (ja) * 2017-09-26 2019-04-18 セイコーエプソン株式会社 物理量検出回路、物理量検出装置、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器及び移動体
JP2019060675A (ja) * 2017-09-26 2019-04-18 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、物理量センサー装置、電子機器、および移動体
JP2019078607A (ja) * 2017-10-24 2019-05-23 セイコーエプソン株式会社 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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018132492A (ja) 2017-02-17 2018-08-23 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、物理量センサーデバイス、電子機器および移動体
US20200081028A1 (en) 2018-09-07 2020-03-12 Analog Devices, Inc. Z axis accelerometer using variable vertical gaps

Also Published As

Publication number Publication date
US11391753B2 (en) 2022-07-19
CN112147370B (zh) 2022-10-25
JP2021004858A (ja) 2021-01-14
US20200408804A1 (en) 2020-12-31
CN112147370A (zh) 2020-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11320451B2 (en) Acceleration sensor, electronic device, and vehicle
CN112698054B (zh) 物理量传感器、电子设备和移动体
CN111487438B (zh) 惯性传感器、电子设备及移动体
CN111751575A (zh) 惯性传感器、电子设备以及移动体
JP7404649B2 (ja) 慣性センサー、電子機器および移動体
CN112129972B (zh) 惯性传感器、电子设备以及移动体
CN112147369B (zh) 惯性传感器、电子设备及移动体
JP2021006794A (ja) 慣性センサー、電子機器および移動体
JP7135901B2 (ja) 慣性センサー、電子機器および移動体
JP7331498B2 (ja) 慣性センサー、電子機器および移動体
CN113325200B (zh) 物理量传感器、电子设备和移动体
CN112305262B (zh) 惯性传感器、电子设备和移动体
JP7547847B2 (ja) 物理量センサー、電子機器および移動体
CN113567708B (zh) 物理量传感器、电子设备以及移动体
JP2020139872A (ja) 慣性センサー、電子機器および移動体
JP7206905B2 (ja) 慣性センサー、電子機器および移動体
JP2020179476A (ja) Ｍｅｍｓ構造体、電子機器および移動体
JP2020122739A (ja) 慣性センサー、電子機器および移動体
JP2020085726A (ja) 慣性センサー、電子機器および移動体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220510

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230221

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230412

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230711

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230724

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7331498

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150