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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023162599
(43)【公開日】2023-11-09
(54)【発明の名称】慣性センサー、および慣性計測装置
(51)【国際特許分類】
G01P 15/125 20060101AFI20231101BHJP
G01P 15/08 20060101ALI20231101BHJP
G01P 21/00 20060101ALI20231101BHJP
【ＦＩ】
G01P15/125 Z
G01P15/08 101B
G01P21/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022073038
(22)【出願日】2022-04-27
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】瀧澤 照夫
(72)【発明者】
【氏名】木暮 翔太
(57)【要約】
【課題】ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサー、慣性計測装置を提供すること。
【解決手段】慣性センサーは、基体と、前記基体上に設けられるセンサー素子と、前記センサー素子を覆う蓋体と、を備え、前記センサー素子は、前記基体に固定される固定部と、前記基体と水平な第１軸を軸として回動可能な可動体と、前記固定部と前記可動体とを接続する第１回転バネおよび第２回転バネと、前記可動体に設けられる可動櫛歯電極群と、前記可動櫛歯電極群と対向し、前記基体に設けられる固定櫛歯電極群と、前記可動体に設けられる第１検査用電極と、前記基体または前記蓋体に設けられ、前記基体の平面視において、前記第１検査用電極と重なる第２検査用電極と、を有し、前記平面視において、前記第１検査用電極には、複数のダンピング調整孔が設けられる。
【選択図】図１
【解決手段】慣性センサーは、基体と、前記基体上に設けられるセンサー素子と、前記センサー素子を覆う蓋体と、を備え、前記センサー素子は、前記基体に固定される固定部と、前記基体と水平な第１軸を軸として回動可能な可動体と、前記固定部と前記可動体とを接続する第１回転バネおよび第２回転バネと、前記可動体に設けられる可動櫛歯電極群と、前記可動櫛歯電極群と対向し、前記基体に設けられる固定櫛歯電極群と、前記可動体に設けられる第１検査用電極と、前記基体または前記蓋体に設けられ、前記基体の平面視において、前記第１検査用電極と重なる第２検査用電極と、を有し、前記平面視において、前記第１検査用電極には、複数のダンピング調整孔が設けられる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基体と、
前記基体上に設けられるセンサー素子と、
前記センサー素子を覆う蓋体と、を備え、
前記センサー素子は、前記基体に固定される固定部と、
前記基体と水平な第１軸を軸として回動可能な可動体と、
前記固定部と前記可動体とを接続する第１回転バネおよび第２回転バネと、
前記可動体に設けられる可動櫛歯電極群と、
前記可動櫛歯電極群と対向し、前記基体に設けられる固定櫛歯電極群と、
前記可動体に設けられる第１検査用電極と、
前記基体または前記蓋体に設けられ、前記基体の平面視において、前記第１検査用電極と重なる第２検査用電極と、を有し、
前記平面視において、前記第１検査用電極には、複数のダンピング調整孔が設けられる、
慣性センサー。
前記基体上に設けられるセンサー素子と、
前記センサー素子を覆う蓋体と、を備え、
前記センサー素子は、前記基体に固定される固定部と、
前記基体と水平な第１軸を軸として回動可能な可動体と、
前記固定部と前記可動体とを接続する第１回転バネおよび第２回転バネと、
前記可動体に設けられる可動櫛歯電極群と、
前記可動櫛歯電極群と対向し、前記基体に設けられる固定櫛歯電極群と、
前記可動体に設けられる第１検査用電極と、
前記基体または前記蓋体に設けられ、前記基体の平面視において、前記第１検査用電極と重なる第２検査用電極と、を有し、
前記平面視において、前記第１検査用電極には、複数のダンピング調整孔が設けられる、
慣性センサー。
【請求項2】
前記可動体は、
前記第１回転バネから第１方向に延在する第１バーと、
前記第２回転バネから前記第１方向に延在し、前記第１バーと対となる第２バーと、
前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第１バーと前記第２バーとを接続する第３バーとを有し、
前記第１検査用電極は、前記第３バーに設けられる、
請求項１に記載の慣性センサー。
前記第１回転バネから第１方向に延在する第１バーと、
前記第２回転バネから前記第１方向に延在し、前記第１バーと対となる第２バーと、
前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第１バーと前記第２バーとを接続する第３バーとを有し、
前記第１検査用電極は、前記第３バーに設けられる、
請求項１に記載の慣性センサー。
【請求項3】
前記可動体は、
前記第１回転バネから第１方向に延在する第１バーと、
前記第２回転バネから前記第１方向に延在し、前記第１バーと対となる第２バーと、
前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第１バーと前記第２バーとを接続する第３バーとを有し、
前記第１検査用電極は、前記第１バーおよび前記第２バーに設けられる、
請求項１に記載の慣性センサー。
前記第１回転バネから第１方向に延在する第１バーと、
前記第２回転バネから前記第１方向に延在し、前記第１バーと対となる第２バーと、
前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第１バーと前記第２バーとを接続する第３バーとを有し、
前記第１検査用電極は、前記第１バーおよび前記第２バーに設けられる、
請求項１に記載の慣性センサー。
【請求項4】
前記第１バーと、前記第２バーとが線対称となる対象軸を第２軸としたときに、
前記第１検査用電極は、前記第２軸に対して線対称に設けられる、
請求項２または３に記載の慣性センサー。
前記第１検査用電極は、前記第２軸に対して線対称に設けられる、
請求項２または３に記載の慣性センサー。
【請求項5】
前記ダンピング調整孔は、前記第２軸に対して線対称に設けられる、
請求項４に記載の慣性センサー。
請求項４に記載の慣性センサー。
【請求項6】
前記センサー素子を第１センサー素子としたときに、
前記第１センサー素子と、前記第１センサー素子と同じ構成の第２センサー素子を備え、
前記第２センサー素子は、前記第１軸および前記第２軸を含む平面において１８０°回転させた姿勢で配置され、
前記第１センサー素子と前記第２センサー素子とは、前記第２軸に沿って並んで配置される、
請求項５に記載の慣性センサー。
前記第１センサー素子と、前記第１センサー素子と同じ構成の第２センサー素子を備え、
前記第２センサー素子は、前記第１軸および前記第２軸を含む平面において１８０°回転させた姿勢で配置され、
前記第１センサー素子と前記第２センサー素子とは、前記第２軸に沿って並んで配置される、
請求項５に記載の慣性センサー。
【請求項7】
請求項１～３、請求項５～６のいずれか一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部と、を含む、
慣性計測装置。
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部と、を含む、
慣性計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、慣性センサー、および当該慣性センサーを備えた慣性計測装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、物理量センサーの一例として、シリコンＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いた加速度センサーや角速度センサーが開発されている。例えば、特許文献１には、加速度計が基板平面に対して垂直な加速度成分で移動するときに、基板平面から回転する可動ロータを有する加速度センサーが開示されている。当該文献によれば、加速度センサーは、シーソーフレームからなるロータを備え、当該ロータにおける縦方向の２本のロータバーは、１以上の第１のたわみ電極を含み、第２のたわみ電極は、１以上の第１のたわみ電極の上方および／または下方の内部パッケージ平面においてそれらが重なるように固定されている。そして、加速度センサーは、少なくとも１つの第１のたわみ電極および少なくとも１つの第２のたわみ電極に試験電圧を印加することによって、自己検査を実施するように構成され得るとしている。
【0003】
このような加速度センサーでは、静止時におけるノイズのレベルが高くなり、動作検出の分解能及び精度に影響を及ぼす虞があった。一般にシリコンＭＥＭＳによる加速度センサーでは、センサー素子を起因とするブラウンノイズが支配的であることが知られており、このブラウンノイズを低減することは重要である。ブラウンノイズは素子のダンピングに１／２乗で依存するため、ダンピングを小さくした加速度センサー素子が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－２３６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１の加速度センサーでは、第１のたわみ電極を有することで、ダンピングが大きくなり、これによりノイズレベルが悪化する虞があった。
つまり、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサー、慣性計測装置が求められていた。
つまり、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサー、慣性計測装置が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願に係る一態様の慣性センサーは、基体と、前記基体上に設けられるセンサー素子と、前記センサー素子を覆う蓋体と、を備え、前記センサー素子は、前記基体に固定される固定部と、前記基体と水平な第１軸を軸として回動可能な可動体と、前記固定部と前記可動体とを接続する第１回転バネおよび第２回転バネと、前記可動体に設けられる可動櫛歯電極群と、前記可動櫛歯電極群と対向し、前記基体に設けられる固定櫛歯電極群と、前記可動体に設けられる第１検査用電極と、前記基体または前記蓋体に設けられ、前記基体の平面視において、前記第１検査用電極と重なる第２検査用電極と、を有し、前記平面視において、前記第１検査用電極には、複数のダンピング調整孔が設けられる。
【0007】
本願に係る一態様の慣性計測装置は、上記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部とを含む。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態１に係る慣性センサーの平面図。
【図3】櫛歯電極群の立体的形状を示す斜視図。
【図4】櫛歯電極群の立体的形状を示す斜視図。
【図5】センサー素子における検出原理の説明図。
【図7】加速度センサーの検出機能の検査方法の流れを示すフローチャート図。
【図8】実施形態２に係るセンサー素子の平面図。
【図9】実施形態３に係るセンサー素子の平面図。
【図10】実施形態４に係るセンサー素子の平面図。
【図11】実施形態５に係る慣性計測装置の分解斜視図。
【図12】回路基板の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施形態１
＊＊＊慣性センサーの構成＊＊＊
図１は、実施形態１に係る慣性センサーの平面図である。図２は、図１のｂ－ｂ断面における慣性センサーの断面図である。
まず、本実施形態に係る慣性センサーの一例として図１、図２に示す、加速度センサー１００を用いて説明する。加速度センサー１００は、例えば、鉛直方向の加速度を検出する加速度センサーである。なお、各図には、互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。本実施形態では、Ｚ軸方向を鉛直方向としているが、これに限定するものではない。
＊＊＊慣性センサーの構成＊＊＊
図１は、実施形態１に係る慣性センサーの平面図である。図２は、図１のｂ－ｂ断面における慣性センサーの断面図である。
まず、本実施形態に係る慣性センサーの一例として図１、図２に示す、加速度センサー１００を用いて説明する。加速度センサー１００は、例えば、鉛直方向の加速度を検出する加速度センサーである。なお、各図には、互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。本実施形態では、Ｚ軸方向を鉛直方向としているが、これに限定するものではない。
【0010】
加速度センサー１００は、ＭＥＭＳデバイスからなる１軸の加速度センサーである。
加速度センサー１００は、基体１と、基体１上に配置されたセンサー素子５０と、センサー素子５０を覆う蓋体５などから構成される。
基体１は、例えば、半導体シリコンで構成されたシリコン基板、または、ホウケイ酸ガラスなどのガラス材料で構成されたガラス基板を用いる。なお、これらの材質に限定するものではなく、石英基板や、ウエハ直接接合によるＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板などを用いてもよい。
加速度センサー１００は、基体１と、基体１上に配置されたセンサー素子５０と、センサー素子５０を覆う蓋体５などから構成される。
基体１は、例えば、半導体シリコンで構成されたシリコン基板、または、ホウケイ酸ガラスなどのガラス材料で構成されたガラス基板を用いる。なお、これらの材質に限定するものではなく、石英基板や、ウエハ直接接合によるＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板などを用いてもよい。
【0011】
図２に示すように、ＳＯＩ基板から成る基体１には、周縁部から掘下げられた凹部１ｂが設けられている。凹部１ｂは、センサー素子５０を収納する収納空間Ｓを形成する一部位である。凹部１ｂには、凹部１ｂの底面から突出した突起状のマウント部１４が設けられている。
マウント部１４には、埋込絶縁層２を介してセンサー素子５０の固定部３が固定される。換言すれば、センサー素子５０は、固定部３において基体１に固定される。好適例では、固定部３はマウント部１４に対して直接接合される。
センサー素子５０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、および、パターニングすることにより形成される。好適例では、ボッシュプロセスによる深堀エッチング技術を用いる。
マウント部１４には、埋込絶縁層２を介してセンサー素子５０の固定部３が固定される。換言すれば、センサー素子５０は、固定部３において基体１に固定される。好適例では、固定部３はマウント部１４に対して直接接合される。
センサー素子５０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、および、パターニングすることにより形成される。好適例では、ボッシュプロセスによる深堀エッチング技術を用いる。
【0012】
蓋体５は、好適例としてシリコン基板を用いる。なお、ガラス基板やセラミックス基板を用いても良い。蓋体５には、周縁部から掘下げられた凹部５ｂが設けられている。凹部５ｂは、センサー素子５０を収納する収納空間Ｓを形成する一部位である。
基体１と蓋体５とは、好適例では、低融点ガラスからなるガラスフリット１３を介して接合される。なお、接合方法は、陽極接合であっても良いし、活性化接合、拡散接合、金属共晶接合などを用いても良い。
収納空間Ｓは、好適例において、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入され、気密封止されている。なお、－４０℃～１２０℃程度の使用温度環境において、ほぼ大気圧となっていることが好ましい。
基体１と蓋体５とは、好適例では、低融点ガラスからなるガラスフリット１３を介して接合される。なお、接合方法は、陽極接合であっても良いし、活性化接合、拡散接合、金属共晶接合などを用いても良い。
収納空間Ｓは、好適例において、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入され、気密封止されている。なお、－４０℃～１２０℃程度の使用温度環境において、ほぼ大気圧となっていることが好ましい。
【0013】
図１に示すように、センサー素子５０は、固定部３と、固定部３の中心を通りＸ軸に沿った揺動軸６１まわりに揺動可能な可動体８と、固定部３と可動体８とを接続する第１回転バネ４ａ、第２回転バネ４ｂなどから構成される。なお、揺動軸６１は、第１軸に相当する。換言すれば、可動体８は、基体１と水平なＸ軸に沿った第１軸としての揺動軸６１を軸として回動可能に設けられる。
第１回転バネ４ａ、第２回転バネ４ｂは、好適例では、捩れバネであり、固定部３の両脇に設けられている。第１回転バネ４ａ、固定部３、第２回転バネ４ｂは一体化されており、揺動軸６１上に配置されている。換言すれば、第１回転バネ４ａおよび第２回転バネ４ｂは、固定部３と可動体８とを接続する。
第１回転バネ４ａ、第２回転バネ４ｂは、好適例では、捩れバネであり、固定部３の両脇に設けられている。第１回転バネ４ａ、固定部３、第２回転バネ４ｂは一体化されており、揺動軸６１上に配置されている。換言すれば、第１回転バネ４ａおよび第２回転バネ４ｂは、固定部３と可動体８とを接続する。
【0014】
可動体８は、第１回転バネ４ａからＹプラス方向に延在する第１バー６ａと、第２回転バネ４ｂからＹプラス方向に延在する第２バー６ｂと、第１バー６ａと第２バー６ｂとを接続する第３バー７とを有する。なお、Ｙプラス方向は、第１方向に相当する。換言すれば、可動体８は、第１回転バネ４ａから第１方向に延在する第１バー６ａと、第２回転バネ４ｂから第１方向に延在し、第１バー６ａと対となる第２バー６ｂと、第１方向と交差する第２方向としてのＸプラス方向に延在し、第１バー６ａと第２バー６ｂとを接続する第３バー７とを有する。なお、好適例において、可動体８は、第１バー６ａ、第２バー６ｂよりも第３バー７の質量が大きくなるように、換言すれば、可動体８の先端が重くなるように構成される。これは、揺動軸６１を中心とする慣性モーメントを大きくするためである。
このような構成により、センサー素子５０は、揺動軸６１を軸として可動体８が揺動する、いわゆる片側シーソー構造の加速度センサーとして構成される。
このような構成により、センサー素子５０は、揺動軸６１を軸として可動体８が揺動する、いわゆる片側シーソー構造の加速度センサーとして構成される。
【0015】
＊＊＊加速度の検出原理＊＊＊
第３バー７には、可動櫛歯電極群２０が設けられている。可動櫛歯電極群２０は、可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとから構成される。可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとは、Ｙ軸方向に延在する中心軸６２を対象軸として、左右対称となる位置に設けられている。可動電極群２０ａは、第３バー７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２１から構成される。４本の可動電極２１は、第３バー７の延在方向に沿って等ピッチで櫛歯状に設けられている。同様に、可動電極群２０ｂは、第３バー７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２２から構成される。４本の可動電極２２は、第３バー７の延在方向に沿って等ピッチで櫛歯状に設けられている。なお、可動電極２１，２２は４本に限定するものではなく、複数本であれば良く、例えば、８本でも良いし、１０本であっても良い。
第３バー７には、可動櫛歯電極群２０が設けられている。可動櫛歯電極群２０は、可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとから構成される。可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとは、Ｙ軸方向に延在する中心軸６２を対象軸として、左右対称となる位置に設けられている。可動電極群２０ａは、第３バー７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２１から構成される。４本の可動電極２１は、第３バー７の延在方向に沿って等ピッチで櫛歯状に設けられている。同様に、可動電極群２０ｂは、第３バー７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２２から構成される。４本の可動電極２２は、第３バー７の延在方向に沿って等ピッチで櫛歯状に設けられている。なお、可動電極２１，２２は４本に限定するものではなく、複数本であれば良く、例えば、８本でも良いし、１０本であっても良い。
【0016】
そして、基体１には、可動櫛歯電極群２０と対向する固定櫛歯電極群１０が設けられている。固定櫛歯電極群１０は、固定電極群１０ａと固定電極群１０ｂとから構成される。固定電極群１０ａは、基体１に設けられた台座部９ａと、台座部９ａからＹプラス方向に延在する３本の固定電極１１から構成される。３本の固定電極１１は、可動電極群２０ａにおける４本の可動電極２１の間隙部分に収まるように、等ピッチで櫛歯状に設けられている。これにより、固定電極１１と可動電極２１とは、Ｘ軸の延在方向において対向するように配置される。
【0017】
同様に、固定電極群１０ｂは、基体１に設けられた台座部９ｂと、台座部９ｂからＹプラス方向に延在する３本の固定電極１２から構成される。３本の固定電極１２は、可動電極群２０ｂにおける４本の可動電極２２の間隙部分に収まるように、等ピッチで櫛歯状に設けられている。これにより、固定電極１２と可動電極２２とは、Ｘ軸の延在方向において対向するように配置される。なお、固定電極１１，１２は、３本に限定するものではなく、可動電極２１，２２の本数と対応した本数であれば良く、例えば、可動電極２１が８本の場合、固定電極１１は７本とする。
【0018】
図３は、櫛歯電極群の立体的形状を示す斜視図であり、固定電極群１０ａ、可動電極群２０ａにおける斜視図である。
図３に示すように、可動電極２１は、Ｙ軸方向における厚みが一部で凹んでいる。具体的には、可動電極２１は、Ｙ軸方向において、範囲ａにより示される部分の厚みが薄くなっている。換言すれば、可動電極２１は、根元の第３バー７と同じ厚さからＹマイナス方向の途中で階段状に切り欠かれて薄くなっている。これにより、４本の可動電極２１共に、固定電極群１０ａの固定電極１１と対向する部分においては、Ｚプラス側における厚みが薄くなっている。
また、固定電極群１０ａと、可動電極群２０ａとからなる検出部をＮ型検出部２５ｎという。Ｎ型検出部２５ｎでは、対向配置された固定電極１１と可動電極２１とにより平行平板型の容量が形成される。当該容量は、加速度による可動電極２１の変位に伴い、固定電極１１との間における重なり面積の変化に応じて変化する。
図３に示すように、可動電極２１は、Ｙ軸方向における厚みが一部で凹んでいる。具体的には、可動電極２１は、Ｙ軸方向において、範囲ａにより示される部分の厚みが薄くなっている。換言すれば、可動電極２１は、根元の第３バー７と同じ厚さからＹマイナス方向の途中で階段状に切り欠かれて薄くなっている。これにより、４本の可動電極２１共に、固定電極群１０ａの固定電極１１と対向する部分においては、Ｚプラス側における厚みが薄くなっている。
また、固定電極群１０ａと、可動電極群２０ａとからなる検出部をＮ型検出部２５ｎという。Ｎ型検出部２５ｎでは、対向配置された固定電極１１と可動電極２１とにより平行平板型の容量が形成される。当該容量は、加速度による可動電極２１の変位に伴い、固定電極１１との間における重なり面積の変化に応じて変化する。
【0019】
図４は、櫛歯電極群の立体的形状を示す斜視図であり、固定電極群１０ｂ、可動電極群２０ｂにおける斜視図である。
図４に示すように、固定電極１２は、Ｙ軸方向における厚みが一部で凹んでいる。具体的には、固定電極１２は、Ｙ軸方向において、範囲ｂにより示される部分の厚みが薄くなっている。換言すれば、固定電極１２は、根元の台座部９ｂと同じ厚さからＹプラス方向の途中で階段状に切り欠かれて薄くなっている。これにより、３本の固定電極１２共に、可動電極群２０ｂの可動電極２２と対向する部分においては、Ｚプラス側における厚みが薄くなっている。
また、固定電極群１０ｂと、可動電極群２０ｂとからなる検出部をＰ型検出部２５ｐという。Ｐ型検出部２５ｐでは、対向配置された固定電極１２と可動電極２２とにより平行平板型の容量が形成される。当該容量は、加速度による可動電極２２の変位に伴い、固定電極１２との間における重なり面積の変化に応じて変化する。
図４に示すように、固定電極１２は、Ｙ軸方向における厚みが一部で凹んでいる。具体的には、固定電極１２は、Ｙ軸方向において、範囲ｂにより示される部分の厚みが薄くなっている。換言すれば、固定電極１２は、根元の台座部９ｂと同じ厚さからＹプラス方向の途中で階段状に切り欠かれて薄くなっている。これにより、３本の固定電極１２共に、可動電極群２０ｂの可動電極２２と対向する部分においては、Ｚプラス側における厚みが薄くなっている。
また、固定電極群１０ｂと、可動電極群２０ｂとからなる検出部をＰ型検出部２５ｐという。Ｐ型検出部２５ｐでは、対向配置された固定電極１２と可動電極２２とにより平行平板型の容量が形成される。当該容量は、加速度による可動電極２２の変位に伴い、固定電極１２との間における重なり面積の変化に応じて変化する。
【0020】
図５は、センサー素子における検出原理の説明図である。
図５では、左側に初期状態を示し、右側には加速度が生じている状態として、加速度の向きがＺプラス方向の場合と、加速度の向きがＺマイナス方向の場合とを図示している。詳しくは、ＸＺ平面に沿った断面における固定電極１１と可動電極２１との重なり具合、および、固定電極１２と可動電極２２との重なり具合を示している。なお、初期状態とは、Ｚプラス方向およびＺマイナス方向において重力も含めて加速度が生じていない状態である。以降、Ｚプラス方向およびＺマイナス方向のことをＺプラス／マイナス方向ともいう。
図５では、左側に初期状態を示し、右側には加速度が生じている状態として、加速度の向きがＺプラス方向の場合と、加速度の向きがＺマイナス方向の場合とを図示している。詳しくは、ＸＺ平面に沿った断面における固定電極１１と可動電極２１との重なり具合、および、固定電極１２と可動電極２２との重なり具合を示している。なお、初期状態とは、Ｚプラス方向およびＺマイナス方向において重力も含めて加速度が生じていない状態である。以降、Ｚプラス方向およびＺマイナス方向のことをＺプラス／マイナス方向ともいう。
【0021】
まず、初期状態において、Ｎ型検出部２５ｎでは、固定電極１１および可動電極２１のＺマイナス側における端部の位置は一致しており、面一になっている。同様に、Ｐ型検出部２５ｐにおいても、固定電極１２および可動電極２２のＺマイナス側における端部の位置は一致しており、面一になっている。なお、初期状態における固定電極１１と可動電極２１との重なり面積、および、固定電極１２と可動電極２２との重なり面積を初期面積ともいう。
【0022】
次に、Ｚプラス方向の加速度が生じた場合、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極２１、および、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極２２は、それぞれ、加速度に伴う慣性力を受けてＺマイナス側に変位する。この際、Ｎ型検出部２５ｎにおける固定電極１１と可動電極２１との重なり面積は、可動電極２１がＺマイナス方向に変位することにより、初期面積よりも小さくなる。他方、Ｐ型検出部２５ｐにおいては、固定電極１２と可動電極２２との重なり面積は、可動電極２２がＺマイナス方向に変位しても初期面積が維持される。換言すれば、可動電極２２がＺマイナス方向に変位しても、重なり面積が一定に維持される。
このように、Ｚプラス方向に加速度が生じた場合は、Ｎ型検出部２５ｎでは重なり面積が減少し、Ｐ型検出部２５ｐでは重なり面積が維持される。
このように、Ｚプラス方向に加速度が生じた場合は、Ｎ型検出部２５ｎでは重なり面積が減少し、Ｐ型検出部２５ｐでは重なり面積が維持される。
【0023】
次に、Ｚマイナス方向の加速度が生じた場合、Ｎ型検出部２５ｎの可動電極２１、および、Ｐ型検出部２５ｐの可動電極２２は、それぞれ、加速度に伴う慣性力を受けてＺプラス側に変位する。この際、Ｎ型検出部２５ｎにおける固定電極１１と可動電極２１との重なり面積は、可動電極２１がＺプラス方向に変位しても初期面積が維持される。他方、Ｐ型検出部２５ｐにおける固定電極１２と可動電極２２との重なり面積は、可動電極２２がＺプラス方向に変位することにより、初期面積よりも小さくなる。
このように、Ｚマイナス方向の加速度が生じた場合は、Ｎ型検出部２５ｎでは重なり面積が維持され、Ｐ型検出部２５ｐでは重なり面積が減少する。
このように、Ｚマイナス方向の加速度が生じた場合は、Ｎ型検出部２５ｎでは重なり面積が維持され、Ｐ型検出部２５ｐでは重なり面積が減少する。
【0024】
上記の相関関係に基づき、Ｎ型検出部２５ｎおよびＰ型検出部２５ｐにおける重なり面積の変化を、静電容量の変化として検出することにより、Ｚプラス／マイナス方向における加速度を検出することができる。詳しくは、Ｎ型検出部２５ｎにおける容量と、Ｐ型検出部２５ｐにおける容量との差分を、差動増幅回路を用いて検出することにより、Ｚプラス／マイナス方向における加速度を検出することができる。なお、差動増幅回路は、後述の制御ＩＣ２３６（図１２）に内蔵されている。加速度の検出時には、交流の検出信号が用いられる。
また、上記では、可動電極２１および固定電極１２に切欠き部を設ける構成として説明したが、この構成に限定するものではなく、例えば、固定電極１１および可動電極２２に切欠き部を設ける構成としても良い。
また、上記では、可動電極２１および固定電極１２に切欠き部を設ける構成として説明したが、この構成に限定するものではなく、例えば、固定電極１１および可動電極２２に切欠き部を設ける構成としても良い。
【0025】
図１に戻る。
基体１のＸプラス側の一辺は、蓋体５から張り出して形成されており、当該張り出し部には、複数の接続パッドが設けられている。
接続パッド４１は、Ｐ型検出部２５ｐの固定電極群１０ｂと配線７１により電気的に接続されている。
接続パッド４２は、Ｎ型検出部２５ｎの固定電極群１０ａと配線７２により電気的に接続されている。
接続パッド４４は、可動櫛歯電極群２０、第１検査用電極３０を含む可動体８と配線７４により電気的に接続されている。
接続パッド４１，４２，４４は、不図示のボンディングワイヤーなどの配線を介して、制御ＩＣ２３６（図１２）と電気的に接続している。
基体１のＸプラス側の一辺は、蓋体５から張り出して形成されており、当該張り出し部には、複数の接続パッドが設けられている。
接続パッド４１は、Ｐ型検出部２５ｐの固定電極群１０ｂと配線７１により電気的に接続されている。
接続パッド４２は、Ｎ型検出部２５ｎの固定電極群１０ａと配線７２により電気的に接続されている。
接続パッド４４は、可動櫛歯電極群２０、第１検査用電極３０を含む可動体８と配線７４により電気的に接続されている。
接続パッド４１，４２，４４は、不図示のボンディングワイヤーなどの配線を介して、制御ＩＣ２３６（図１２）と電気的に接続している。
【0026】
＊＊＊検査用電極の構成＊＊＊
可動体８には、第１検査用電極３０が設けられている。詳しくは、第３バー７における可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとの間に、略長方形状の第１検査用電極３０が設けられている。
第１検査用電極３０は、第３バー７からＹマイナス方向に、その長辺が延在するように設けられている。第１検査用電極３０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向全てにおいて剛性を維持できる形状をしており、静電引力を最大化するために大面積で設けられている。
そして、図１に示すように、第１検査用電極３０には、平面視において、複数のダンピング調整孔３１が設けられている。なお、ダンピング調整孔３１については、後述する。
可動体８には、第１検査用電極３０が設けられている。詳しくは、第３バー７における可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとの間に、略長方形状の第１検査用電極３０が設けられている。
第１検査用電極３０は、第３バー７からＹマイナス方向に、その長辺が延在するように設けられている。第１検査用電極３０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向全てにおいて剛性を維持できる形状をしており、静電引力を最大化するために大面積で設けられている。
そして、図１に示すように、第１検査用電極３０には、平面視において、複数のダンピング調整孔３１が設けられている。なお、ダンピング調整孔３１については、後述する。
【0027】
図２に示すように、蓋体５の底面には、第１検査用電極３０と対向する第２検査用電極１５が設けられている。
図１に示すように、第２検査用電極１５は、平面的に略長方形状をなしており、第１検査用電極３０と重なる位置に設けられている。なお、蓋体５に第２検査用電極１５が設けられる構成に限定するものではなく、第１検査用電極３０と対向配置される構成であれば良く、例えば、基体１の凹部１ｂの底面に第２検査用電極１５を設けても良い。換言すれば、センサー素子５０は、可動体８に設けられる第１検査用電極３０と、基体１または蓋体５に設けられ、基体１の平面視において、第１検査用電極３０と重なる第２検査用電極１５とを有する。
図１に示すように、第２検査用電極１５は、平面的に略長方形状をなしており、第１検査用電極３０と重なる位置に設けられている。なお、蓋体５に第２検査用電極１５が設けられる構成に限定するものではなく、第１検査用電極３０と対向配置される構成であれば良く、例えば、基体１の凹部１ｂの底面に第２検査用電極１５を設けても良い。換言すれば、センサー素子５０は、可動体８に設けられる第１検査用電極３０と、基体１または蓋体５に設けられ、基体１の平面視において、第１検査用電極３０と重なる第２検査用電極１５とを有する。
【0028】
基体１のＸプラス側の張り出し部には、第２検査用電極１５と電気的に接続する接続パッド４３が設けられている。第２検査用電極１５と接続パッド４３との間は、配線７３により電気的に接続される。
接続パッド４３は、不図示のボンディングワイヤーなどの配線を介して、制御ＩＣ２３６（図１２）と電気的に接続している。
接続パッド４３は、不図示のボンディングワイヤーなどの配線を介して、制御ＩＣ２３６（図１２）と電気的に接続している。
【0029】
＊＊＊ダンピング調整孔の形成態様＊＊＊
図６は、図２におけるｄ部の拡大図である。
第１検査用電極３０と第２検査用電極１５との間に検査用の直流信号を印加し、両者間に静電引力を生じさせて、可動体８を揺動することにより、加速度センサー１００の検出機能をチェックすることができる。他方、可動体８が揺動する際には、収納空間Ｓ内において気体のダンピングが生じる。第１検査用電極３０のダンピング調整孔３１は、このダンピングを小さくするために、設けられている。
図６は、図２におけるｄ部の拡大図である。
第１検査用電極３０と第２検査用電極１５との間に検査用の直流信号を印加し、両者間に静電引力を生じさせて、可動体８を揺動することにより、加速度センサー１００の検出機能をチェックすることができる。他方、可動体８が揺動する際には、収納空間Ｓ内において気体のダンピングが生じる。第１検査用電極３０のダンピング調整孔３１は、このダンピングを小さくするために、設けられている。
【0030】
図６に示すように、第１検査用電極３０と第２検査用電極１５との間におけるダンピングは、ダンピング調整孔３１内を通過する気体の孔中ダンピング３３と、第１検査用電極３０と第２検査用電極１５と間におけるスクイズフィルムダンピング３４とに区分けされる。
孔中ダンピング３３は、ダンピング調整孔３１を大きくすると気体が通りやすくなり、ダンピングを低減することができる。スクイズフィルムダンピング３４は、第１検査用電極３０の面積におけるダンピング調整孔３１の占有率を高くすることにより、第１検査用電極３０と第２検査用電極１５との対向面積が減少するためダンピングを低減することができる。他方、ダンピング調整孔３１を大きくしたり、占有率を高めると、第１検査用電極３０の質量が減少するため、可動体８の先端が軽くなり、加速度の検出感度が低下してしまう。このように、検出感度とダンピングとはトレードオフの関係にある。
孔中ダンピング３３は、ダンピング調整孔３１を大きくすると気体が通りやすくなり、ダンピングを低減することができる。スクイズフィルムダンピング３４は、第１検査用電極３０の面積におけるダンピング調整孔３１の占有率を高くすることにより、第１検査用電極３０と第２検査用電極１５との対向面積が減少するためダンピングを低減することができる。他方、ダンピング調整孔３１を大きくしたり、占有率を高めると、第１検査用電極３０の質量が減少するため、可動体８の先端が軽くなり、加速度の検出感度が低下してしまう。このように、検出感度とダンピングとはトレードオフの関係にある。
【0031】
第１検査用電極３０のダンピング調整孔３１は、検出感度とダンピングとのバランスを取って設けられている。詳しくは、孔中ダンピング３３と、スクイズフィルムダンピング３４との差がなるべく小さくなるように、好ましくは、孔中ダンピング３３とスクイズフィルムダンピング３４とが等しくなるように複数のダンピング調整孔３１を配置している。好適例では、第１検査用電極３０の面積におけるダンピング調整孔３１の占有率は、７５％以上であることが好ましく、７８％以上であることがより好ましく、８２％以上であることがさらに好ましい。また、ダンピング調整孔３１の形状は、正方形とすることが好ましい。なお、正方形の面積に対して±２５％以内の面積を有する多角形であっても良い。また、第１検査用電極３０は、中心軸６２を対象軸として、左右対称となるように形成されている。複数のダンピング調整孔３１の配置も、左右対称となっている。
【0032】
＊＊＊加速度センサーの検査方法＊＊＊
図７は、加速度センサーの検出機能の検査方法の流れを示すフローチャート図である。
続いて、加速度センサー１００における検出機能の検査方法について、図７を主体に、適宜、図１を交えて説明する。なお、図７の検査方法は、制御ＩＣ２３６（図１２）に付属する記憶部に記憶された検査プログラムを、制御ＩＣが実行することにより行われる。なお、検出機能の検査は、加速度センサー１００に加速度が加わっていない静置状態で行われる。
図７は、加速度センサーの検出機能の検査方法の流れを示すフローチャート図である。
続いて、加速度センサー１００における検出機能の検査方法について、図７を主体に、適宜、図１を交えて説明する。なお、図７の検査方法は、制御ＩＣ２３６（図１２）に付属する記憶部に記憶された検査プログラムを、制御ＩＣが実行することにより行われる。なお、検出機能の検査は、加速度センサー１００に加速度が加わっていない静置状態で行われる。
【0033】
ステップＳ１０では、加速度センサー１００を加速度の検出モードから、検出機能の検査モードに切替える。
ステップＳ１１では、初期状態における検出値を取得するために、検出用の微弱な交流信号を加速度センサー１００に印加する。このとき、可動櫛歯電極群２０、第１検査用電極３０を含む可動体８の電位と、Ｐ型検出部２５ｐの固定電極群１０ｂの電位と、Ｎ型検出部２５ｎの固定電極群１０ａの電位は、全て共通のＧＮＤ電位とし、加速度センサー１００の内部には静電引力が生じない状態にしておく。
ステップＳ１１では、初期状態における検出値を取得するために、検出用の微弱な交流信号を加速度センサー１００に印加する。このとき、可動櫛歯電極群２０、第１検査用電極３０を含む可動体８の電位と、Ｐ型検出部２５ｐの固定電極群１０ｂの電位と、Ｎ型検出部２５ｎの固定電極群１０ａの電位は、全て共通のＧＮＤ電位とし、加速度センサー１００の内部には静電引力が生じない状態にしておく。
【0034】
ステップＳ１２では、第１検査用電極３０と第２検査用電極１５との間の静電容量による検査データが読み取られる。当該検査データは、初期値として記憶される。
ステップＳ１３では、検査用電極に検査用の直流信号が重畳される。好適例では、第１検査用電極３０と第２検査用電極１５との間に、３～５Ｖ程度の直流電圧が重畳される。具体的には、第１検査用電極３０の電位をＧＮＤ電位のまま、第２検査用電極１５の電位を５Ｖにしても良いし、その逆であっても良い。これにより、第１検査用電極３０と第２検査用電極１５との間に静電引力が生じ、可動体８が揺動し、変位する。
ステップＳ１３では、検査用電極に検査用の直流信号が重畳される。好適例では、第１検査用電極３０と第２検査用電極１５との間に、３～５Ｖ程度の直流電圧が重畳される。具体的には、第１検査用電極３０の電位をＧＮＤ電位のまま、第２検査用電極１５の電位を５Ｖにしても良いし、その逆であっても良い。これにより、第１検査用電極３０と第２検査用電極１５との間に静電引力が生じ、可動体８が揺動し、変位する。
【0035】
ステップＳ１４では、可動体８の変位に伴う、第１検査用電極３０と第２検査用電極１５との間の静電容量による検査データが読み取られる。当該検査データは、検査値として記憶される。
ステップＳ１５では、検出機能が機能しているか否か判定する。具体的には、初期値と検査値との差分が、予め設定した値以上であるか否か判定する。予め設定した値以上である場合は、検出機能が機能していると判定し、検査モードを終了する。予め設定した値に満たない場合は、検査不良のフラグを通知する。
ステップＳ１５では、検出機能が機能しているか否か判定する。具体的には、初期値と検査値との差分が、予め設定した値以上であるか否か判定する。予め設定した値以上である場合は、検出機能が機能していると判定し、検査モードを終了する。予め設定した値に満たない場合は、検査不良のフラグを通知する。
【0036】
以上、述べた通り、本実施形態の加速度センサー１００によれば、以下の効果を得ることができる。
慣性センサーとしての加速度センサー１００は、基体１と、基体１上に設けられるセンサー素子５０と、センサー素子５０を覆う蓋体５とを備え、センサー素子５０は、基体１に固定される固定部３と、基体１と水平な第１軸としての揺動軸６１を軸として回動可能な可動体８と、固定部３と可動体８とを接続する第１回転バネ４ａおよび第２回転バネ４ｂと、可動体８に設けられる可動櫛歯電極群２０と、可動櫛歯電極群２０と対向し、基体１に設けられる固定櫛歯電極群１０と、可動体８に設けられる第１検査用電極３０と、基体１または蓋体５に設けられ、基体１の平面視において、第１検査用電極３０と重なる第２検査用電極１５とを有し、平面視において、第１検査用電極３０には、複数のダンピング調整孔３１が設けられる。
慣性センサーとしての加速度センサー１００は、基体１と、基体１上に設けられるセンサー素子５０と、センサー素子５０を覆う蓋体５とを備え、センサー素子５０は、基体１に固定される固定部３と、基体１と水平な第１軸としての揺動軸６１を軸として回動可能な可動体８と、固定部３と可動体８とを接続する第１回転バネ４ａおよび第２回転バネ４ｂと、可動体８に設けられる可動櫛歯電極群２０と、可動櫛歯電極群２０と対向し、基体１に設けられる固定櫛歯電極群１０と、可動体８に設けられる第１検査用電極３０と、基体１または蓋体５に設けられ、基体１の平面視において、第１検査用電極３０と重なる第２検査用電極１５とを有し、平面視において、第１検査用電極３０には、複数のダンピング調整孔３１が設けられる。
【0037】
これによれば、加速度センサー１００は、センサー機能を検査するための第１検査用電極３０と第２検査用電極１５とを備えている。そして、第１検査用電極３０には、複数のダンピング調整孔３１が設けられている。このダンピング調整孔３１は、ダンピングを抑制しながらも、必要な検出感度が得られるように配置されている。よって、ダンピングに起因するノイズを低減するとともに、容易にセンサー機能検査を行うことができる。
従って、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１００を提供することができる。
従って、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１００を提供することができる。
【0038】
また、可動体８は、第１回転バネ４ａから第１方向としてのＹプラス方向に延在する第１バー６ａと、第２回転バネ４ｂからＹプラス方向に延在し、第１バー６ａと対となる第２バー６ｂと、Ｙプラス方向と交差する第２方向としてのＸプラス方向に延在し、第１バー６ａと第２バー６ｂとを接続する第３バー７とを有し、第１検査用電極３０は、第３バー７に設けられる。
これによれば、一定の質量を有する第１検査用電極３０が可動体８の先端に設けられるため、加速度が加わった際の回転モーメントを高めることができる。
従って、検出感度が高い加速度センサー１００を提供することができる。
これによれば、一定の質量を有する第１検査用電極３０が可動体８の先端に設けられるため、加速度が加わった際の回転モーメントを高めることができる。
従って、検出感度が高い加速度センサー１００を提供することができる。
【0039】
また、第１バー６ａと、第２バー６ｂとが線対称となる対象軸を第２軸としての中心軸６２としたときに、第１検査用電極３０は、中心軸６２に対して線対称に設けられる。
また、ダンピング調整孔３１は、中心軸６２に対して線対称に設けられる。
これによれば、第１検査用電極３０は、中心軸６２を対象軸として左右対称となるように設けられる。よって、外部からの衝撃などに対して不要な振動モードを低減することができる。特に、Ｘ軸方向における不要な慣性力を抑制することができる。
従って、信頼性が高い加速度センサー１００を提供することができる。
また、ダンピング調整孔３１は、中心軸６２に対して線対称に設けられる。
これによれば、第１検査用電極３０は、中心軸６２を対象軸として左右対称となるように設けられる。よって、外部からの衝撃などに対して不要な振動モードを低減することができる。特に、Ｘ軸方向における不要な慣性力を抑制することができる。
従って、信頼性が高い加速度センサー１００を提供することができる。
【0040】
実施形態２
＊＊＊センサー素子の異なる態様－１＊＊＊
図８は、実施形態２に係るセンサー素子の平面図であり、図１に対応している。
上記実施形態では、加速度センサー１００は、揺動軸６１を軸として可動体８のＹプラス方向の先端側が揺動する片側シーソー構造のセンサー素子５０を備えるとして説明したが、この構成に限定するものではなく、両側シーソー構造であっても良い。例えば、本実施形態の加速度センサー１１０では、Ｙマイナス方向にもう１つのセンサー素子５１を備えており、両側シーソー構造を採用している。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊センサー素子の異なる態様－１＊＊＊
図８は、実施形態２に係るセンサー素子の平面図であり、図１に対応している。
上記実施形態では、加速度センサー１００は、揺動軸６１を軸として可動体８のＹプラス方向の先端側が揺動する片側シーソー構造のセンサー素子５０を備えるとして説明したが、この構成に限定するものではなく、両側シーソー構造であっても良い。例えば、本実施形態の加速度センサー１１０では、Ｙマイナス方向にもう１つのセンサー素子５１を備えており、両側シーソー構造を採用している。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0041】
図８に示すように、本実施形態の加速度センサー１１０は、第１センサー素子としてのセンサー素子５０に加えて、Ｙマイナス方向に第２センサー素子としてのセンサー素子５１を備えている。なお、図８では、基体１、蓋体５の図示を省略し、センサー素子５０，５１のみを図示している。
センサー素子５１は、センサー素子５０と同じ構成であるが、配置姿勢が異なる。センサー素子５１は、センサー素子５０を、ＸＹ平面において中心点ｊを中心にして１８０°回転させた姿勢で配置される。固定部３９は、センサー素子５０，５１で共通に設けられており、その中心が中心点ｊである。中心点ｊを通りＸ軸に沿った線分を区画線６３としている。換言すれば、センサー素子５１は、第１軸としての揺動軸６１ａ、および、第２軸としての中心軸６２を含むＸＹ平面において１８０°回転させた姿勢で配置される。
センサー素子５１は、センサー素子５０と同じ構成であるが、配置姿勢が異なる。センサー素子５１は、センサー素子５０を、ＸＹ平面において中心点ｊを中心にして１８０°回転させた姿勢で配置される。固定部３９は、センサー素子５０，５１で共通に設けられており、その中心が中心点ｊである。中心点ｊを通りＸ軸に沿った線分を区画線６３としている。換言すれば、センサー素子５１は、第１軸としての揺動軸６１ａ、および、第２軸としての中心軸６２を含むＸＹ平面において１８０°回転させた姿勢で配置される。
【0042】
区画線６３を境界線として、センサー素子５０はＹプラス側に配置され、センサー素子５１はＹマイナス側に配置されている。換言すれば、センサー素子５０とセンサー素子５１とは、中心軸６２に沿って並んで配置される。固定部３９には、２本の揺動軸６１ａ、６１ｂが通っている。センサー素子５０は、揺動軸６１ａを軸として可動体８のＹプラス方向の先端側が揺動する片側シーソー構造となっている。センサー素子５１は、揺動軸６１ｂを軸として可動体８のＹマイナス方向の先端側が揺動する片側シーソー構造となっている。これにより、両側シーソー構造の加速度センサー１１０が構成される。
【0043】
加速度センサー１１０では、センサー素子５０のＮ型検出部２５ｎと、センサー素子５１のＮ型検出部２５ｎとが、対角位置に配置される。同様に、センサー素子５０のＰ型検出部２５ｐと、センサー素子５１のＰ型検出部２５ｐとが、対角位置に配置される。これにより、センサー素子５０の検出データとセンサー素子５１の検出データとの平均を取ることにより、検出精度を高めることができる。
そして、センサー素子５０，５１の第１検査用電極３０には、それぞれ複数のダンピング調整孔３１が設けられている。
そして、センサー素子５０，５１の第１検査用電極３０には、それぞれ複数のダンピング調整孔３１が設けられている。
【0044】
以上、述べた通り、本実施形態の加速度センサー１１０によれば、実施形態１での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
加速度センサー１１０は、第１センサー素子としてのセンサー素子５０と、センサー素子５０と同じ構成の第２センサー素子としてのセンサー素子５１を備え、センサー素子５１は、第１軸としての揺動軸６１ａ、および、第２軸としての中心軸６２を含むＸＹ平面において１８０°回転させた姿勢で配置され、センサー素子５０とセンサー素子５１とは、中心軸６２に沿って並んで配置される。
加速度センサー１１０は、第１センサー素子としてのセンサー素子５０と、センサー素子５０と同じ構成の第２センサー素子としてのセンサー素子５１を備え、センサー素子５１は、第１軸としての揺動軸６１ａ、および、第２軸としての中心軸６２を含むＸＹ平面において１８０°回転させた姿勢で配置され、センサー素子５０とセンサー素子５１とは、中心軸６２に沿って並んで配置される。
【0045】
加速度センサー１１０は、センサー機能を検査するための第１検査用電極３０と第２検査用電極１５とを備えている。そして、第１検査用電極３０には、複数のダンピング調整孔３１が設けられている。
従って、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１１０を提供することができる。
さらに、姿勢の異なる２つのセンサー素子５０，５１を備えているため、２つのセンサー素子による検出データの平均を取ることにより、検出精度を高めることができる。
従って、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１１０を提供することができる。
さらに、姿勢の異なる２つのセンサー素子５０，５１を備えているため、２つのセンサー素子による検出データの平均を取ることにより、検出精度を高めることができる。
【0046】
実施形態３
＊＊＊センサー素子の異なる態様－２＊＊＊
図９は、実施形態３に係るセンサー素子の平面図であり、図１に対応している。なお、図９では、基体１、蓋体５の図示を省略し、センサー素子５２のみを図示している。
上記実施形態では、第１検査用電極３０が可動体８の第３バー７からＹマイナス方向に突出して設けられるものとして説明したが、この構成に限定するものではなく、可動体８に第１検査用電極が設けられていれば良い。例えば、本実施形態の加速度センサー１２０では、可動体８の第３バー１７に重なる位置に第１検査用電極３５が設けられている。
以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊センサー素子の異なる態様－２＊＊＊
図９は、実施形態３に係るセンサー素子の平面図であり、図１に対応している。なお、図９では、基体１、蓋体５の図示を省略し、センサー素子５２のみを図示している。
上記実施形態では、第１検査用電極３０が可動体８の第３バー７からＹマイナス方向に突出して設けられるものとして説明したが、この構成に限定するものではなく、可動体８に第１検査用電極が設けられていれば良い。例えば、本実施形態の加速度センサー１２０では、可動体８の第３バー１７に重なる位置に第１検査用電極３５が設けられている。
以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0047】
図９に示すように、本実施形態における加速度センサー１２０のセンサー素子５２では、可動体８の第３バー１７が幅広に形成されており、第３バー１７に重なる位置に２つの第１検査用電極３５が設けられている。換言すれば、第１検査用電極３５は、第３バー１７に設けられる。
また、第１検査用電極３５は第３バー１７から突出していないため、可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとの間には、他の構成部位はなく、両者間の距離が、図１に比べて短くなっている。これに伴ない、可動体８全体のＸ軸方向における長さも短くなっている。
また、第１検査用電極３５は第３バー１７から突出していないため、可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとの間には、他の構成部位はなく、両者間の距離が、図１に比べて短くなっている。これに伴ない、可動体８全体のＸ軸方向における長さも短くなっている。
【0048】
第１検査用電極３５は、長方形をなしており、その長辺方向が第３バー１７の延在方向と一致している。第１検査用電極３５には、略正方形をなしたダンピング調整孔３１が複数設けられている。複数のダンピング調整孔３１は、前述の通り、検出感度とダンピングとのバランスを取って配置されている。蓋体５（図１）には、第１検査用電極３５と重なる位置に、第２検査用電極１６が設けられている。
第１検査用電極３５は、中心軸６２を対象線として、左右対称に２ヶ所設けられている。なお、２ヶ所に限定するものではなく、ダンピング調整孔３１を含めて左右対称に設けられていれば良く、例えば、第３バー１７の中央に１つ設けても良いし、左右に２つずつ設けることであっても良い。第２検査用電極１６も、中心軸６２を対象線として、左右対称に設けられている。
第１検査用電極３５は、中心軸６２を対象線として、左右対称に２ヶ所設けられている。なお、２ヶ所に限定するものではなく、ダンピング調整孔３１を含めて左右対称に設けられていれば良く、例えば、第３バー１７の中央に１つ設けても良いし、左右に２つずつ設けることであっても良い。第２検査用電極１６も、中心軸６２を対象線として、左右対称に設けられている。
【0049】
以上、述べた通り、本実施形態の加速度センサー１２０によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
加速度センサー１２０では、第３バー１７に重なる位置に設けられた第１検査用電極３５と、第１検査用電極３５と重なる位置に設けられた第２検査用電極１６とを備えており、両者間に検査用信号を印加することにより、センサー機能を検査することができる。そして、第１検査用電極３０には、複数のダンピング調整孔３１が設けられている。
さらに、第１検査用電極３５が第３バー１７から突出していないため、コンパクトに構成することができる。
従って、小型で、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１２０を提供することができる。
加速度センサー１２０では、第３バー１７に重なる位置に設けられた第１検査用電極３５と、第１検査用電極３５と重なる位置に設けられた第２検査用電極１６とを備えており、両者間に検査用信号を印加することにより、センサー機能を検査することができる。そして、第１検査用電極３０には、複数のダンピング調整孔３１が設けられている。
さらに、第１検査用電極３５が第３バー１７から突出していないため、コンパクトに構成することができる。
従って、小型で、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１２０を提供することができる。
【0050】
実施形態４
＊＊＊センサー素子の異なる態様－３＊＊＊
図１０は、実施形態４に係るセンサー素子の平面図であり、図１、図９に対応している。なお、図１０では、基体１、蓋体５の図示を省略し、センサー素子５３のみを図示している。
上記実施形態では、第１検査用電極３０が可動体８の第３バー７からＹマイナス方向に突出して設けられるものとして説明したが、この構成に限定するものではなく、可動体８に第１検査用電極が設けられていれば良い。例えば、本実施形態の加速度センサー１３０では、可動体８の第１バー６ａ、第２バー６ｂにそれぞれ第１検査用電極３６が設けられている。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊センサー素子の異なる態様－３＊＊＊
図１０は、実施形態４に係るセンサー素子の平面図であり、図１、図９に対応している。なお、図１０では、基体１、蓋体５の図示を省略し、センサー素子５３のみを図示している。
上記実施形態では、第１検査用電極３０が可動体８の第３バー７からＹマイナス方向に突出して設けられるものとして説明したが、この構成に限定するものではなく、可動体８に第１検査用電極が設けられていれば良い。例えば、本実施形態の加速度センサー１３０では、可動体８の第１バー６ａ、第２バー６ｂにそれぞれ第１検査用電極３６が設けられている。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0051】
図１０に示すように、本実施形態における加速度センサー１３０のセンサー素子５３では、可動体８の第１バー６ａの揺動軸６１側に第１検査用電極３６が設けられ、第２バー６ｂの揺動軸６１側にも第１検査用電極３６が設けられている。換言すれば、第１検査用電極３６は、第１バー６ａおよび第２バー６ｂに設けられる。
【0052】
第１検査用電極３６は、長方形をなしており、その長辺方向が第１バー６ａの延在方向と交差するように設けられている。第１検査用電極３６の長辺方向における両端は、第１バー６ａから突出している。第１検査用電極３６には、略正方形をなしたダンピング調整孔３１が複数設けられている。複数のダンピング調整孔３１は、前述の通り、検出感度とダンピングとのバランスを取って配置されている。蓋体５（図１）には、第１検査用電極３６と重なる位置に、第２検査用電極１９が設けられている。
第１検査用電極３６は、中心軸６２を対象線として、第１バー６ａと第２バー６ｂとの２ヶ所に、左右対称に設けられている。第２検査用電極１９も、中心軸６２を対象線として、左右対称に設けられている。
第１検査用電極３６は、中心軸６２を対象線として、第１バー６ａと第２バー６ｂとの２ヶ所に、左右対称に設けられている。第２検査用電極１９も、中心軸６２を対象線として、左右対称に設けられている。
【0053】
以上、述べた通り、本実施形態の加速度センサー１３０によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
加速度センサー１３０では、可動体８の第１バー６ａ、第２バー６ｂにそれぞれ設けられた第１検査用電極３６と、各第１検査用電極３６と対となる第２検査用電極１９とを備えており、両者間に検査用信号を印加することにより、センサー機能を検査することができる。そして、第１検査用電極３０には、複数のダンピング調整孔３１が設けられている。従って、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１３０を提供することができる。
加速度センサー１３０では、可動体８の第１バー６ａ、第２バー６ｂにそれぞれ設けられた第１検査用電極３６と、各第１検査用電極３６と対となる第２検査用電極１９とを備えており、両者間に検査用信号を印加することにより、センサー機能を検査することができる。そして、第１検査用電極３０には、複数のダンピング調整孔３１が設けられている。従って、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１３０を提供することができる。
【0054】
実施形態５
＊＊＊慣性計測装置＊＊＊
図１１は、実施形態５に係る慣性計測装置の分解斜視図である。図１２は、回路基板の斜視図である。次に、本実施形態の慣性計測装置２００の一例について図１１、図１２を用いて説明する。
＊＊＊慣性計測装置＊＊＊
図１１は、実施形態５に係る慣性計測装置の分解斜視図である。図１２は、回路基板の斜視図である。次に、本実施形態の慣性計測装置２００の一例について図１１、図１２を用いて説明する。
【0055】
図１１に示す、慣性計測装置２００は、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）であり、自動車や、ロボットなどの運動体の姿勢や挙動などの慣性運動量を検出する装置である。なお、被装着体は自動車などの運動体に限らず、例えば、橋梁や、高架軌道などの建造物であっても良い。建造物に取付ける場合は、建造物の健全度をチェックする構造ヘルスモニタリングシステムとして用いられる。
慣性計測装置２００は、３軸に沿った方向の加速度を検出する加速度センサーと、３軸回りの角速度を検出する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である。
慣性計測装置２００は、３軸に沿った方向の加速度を検出する加速度センサーと、３軸回りの角速度を検出する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である。
【0056】
慣性計測装置２００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、ネジ穴２１１が形成されている。この２ヶ所のネジ穴２１１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２００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。
【0057】
慣性計測装置２００は、アウターケース２１０と、接合部材２２０と、センサーモジュール２３０を有し、アウターケース２１０の内部に、接合部材２２０を介在させて、センサーモジュール２３０を挿入した構成となっている。センサーモジュール２３０は、インナーケース２３１と回路基板２３２を有している。インナーケース２３１には、回路基板２３２との接触を防止するための凹部２３１ａや、後述するコネクター２３３を露出させるための開口２３１ｂが設けられている。そしてインナーケース２３１の下面には、接着剤を介して回路基板２３２が接合されている。
【0058】
図１２に示すように、回路基板２３２の上面には、コネクター２３３、Ｚ軸回りの角速度を検出する角速度センサー２３４ｚ、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向の加速度を検出する加速度センサーユニット２３５などが実装されている。
また、回路基板２３２の側面には、Ｘ軸回りの角速度を検出する角速度センサー２３４ｘ及びＹ軸回りの角速度を検出する角速度センサー２３４ｙが実装されている。
また、回路基板２３２の側面には、Ｘ軸回りの角速度を検出する角速度センサー２３４ｘ及びＹ軸回りの角速度を検出する角速度センサー２３４ｙが実装されている。
【0059】
加速度センサーユニット２３５は、前述したＺ軸方向の加速度を測定するための加速度センサー１００を少なくとも含み、必要に応じて、一軸方向の加速度を検出したり、二軸方向や三軸方向の加速度を検出したりすることができる。なお、加速度センサー１００に換えて、加速度センサー１１０，１２０，１３０を用いても良い。
角速度センサー２３４ｘ，２３４ｙ，２３４ｚとしては、特に限定されないが、例えばコリオリの力を利用した振動ジャイロセンサーを用いることができる。
角速度センサー２３４ｘ，２３４ｙ，２３４ｚとしては、特に限定されないが、例えばコリオリの力を利用した振動ジャイロセンサーを用いることができる。
【0060】
回路基板２３２の下面には、制御部としての制御ＩＣ２３６が実装されている。
制御ＩＣ２３６は、例えば、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、慣性計測装置２００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、加速度センサー１００の検出機能の検査方法を規定した検査プログラム、付随するデータなどが記憶されている。また、回路基板２３２には、その他にも複数の電子部品が実装されている。換言すれば、慣性計測装置２００は、慣性センサーとしての加速度センサー１００と、加速度センサー１００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しての制御ＩＣ２３６を含んで構成される。
制御ＩＣ２３６は、例えば、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、慣性計測装置２００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、加速度センサー１００の検出機能の検査方法を規定した検査プログラム、付随するデータなどが記憶されている。また、回路基板２３２には、その他にも複数の電子部品が実装されている。換言すれば、慣性計測装置２００は、慣性センサーとしての加速度センサー１００と、加速度センサー１００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しての制御ＩＣ２３６を含んで構成される。
【0061】
また、慣性計測装置２００は、図１１、図１２の構成に限定するものではなく、例えば、角速度センサー２３４ｘ，２３４ｙ，２３４ｚを設けずに、慣性センサーとして加速度センサー１００だけを設ける構成としても良い。この場合、例えば、加速度センサー１００と制御ＩＣ２３６とを１つの実装パッケージとして構成することにより、慣性計測装置２００を１チップの実装部品として提供することができる。
【0062】
以上、述べた通り、本実施形態の慣性計測装置２００によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
慣性計測装置２００は、慣性センサーとしての加速度センサー１００と、加速度センサー１００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しての制御ＩＣ２３６を含んで構成される。
慣性計測装置２００は、慣性センサーとしての加速度センサー１００と、加速度センサー１００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しての制御ＩＣ２３６を含んで構成される。
【0063】
これによれば、慣性計測装置２００は、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１３０を備えている。従って、検出精度が高く、信頼性に優れた慣性計測装置２００を提供することができる。
【符号の説明】
【0064】
１…基体、１ｂ…凹部、２…埋込絶縁層、３…固定部、４ａ…第１回転バネ、４ｂ…第２回転バネ、５…蓋体、５ｂ…凹部、６ａ…第１バー、６ｂ…第２バー、７…第３バー、８…可動体、９ａ…台座部、９ｂ…台座部、１０…固定櫛歯電極群、１０ａ…固定電極群、１０ｂ…固定電極群、１１…固定電極、１２…固定電極、１３…ガラスフリット、１４…マウント部、１５…第２検査用電極、１６…第２検査用電極、１７…第３バー、１９…第２検査用電極、２０…可動櫛歯電極群、２０ａ…可動電極群、２０ｂ…可動電極群、２１…可動電極、２２…可動電極、２５ｎ…Ｎ型検出部、２５ｐ…Ｐ型検出部、３０…第１検査用電極、３１…ダンピング調整孔、３３…孔中ダンピング、３４…スクイズフィルムダンピング、３５…第１検査用電極、３６…第１検査用電極、３９…固定部、４１～４４…接続パッド、５０，５１，５２，５３…センサー素子、６１…揺動軸、６１ａ，６１ｂ…揺動軸、６２…中心軸、６３…区画線、７１～７４…配線、１１０，１２０，１３０…加速度センサー、２００…慣性計測装置、２１０…アウターケース、２１１…ネジ穴、２２０…接合部材、２３０…センサーモジュール、２３１…インナーケース、２３１ａ…凹部、２３１ｂ…開口、２３２…回路基板、２３３…コネクター、２３４ｘ…角速度センサー、２３４ｙ…角速度センサー、２３４ｚ…角速度センサー、２３５…加速度センサーユニット、２３６…制御ＩＣ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【手続補正書】
【提出日】2023-02-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基体と、
前記基体に設けられているセンサー素子と、
前記センサー素子を覆っている蓋体と、
を含み、
前記センサー素子は、
前記基体に固定されている固定部と、
前記基体と水平な第１軸を揺動軸として揺動可能な可動体と、
前記固定部と前記可動体とを接続している第１回転バネおよび第２回転バネと、
前記可動体に設けられている可動櫛歯電極群と、
前記可動櫛歯電極群と対向し、前記基体に設けられている固定櫛歯電極群と、
前記可動体に設けられている第１検査用電極と、
前記基体または前記蓋体に設けられ、平面視において、前記第１検査用電極と重なっている第２検査用電極と、
を有し、
前記平面視において、前記第１検査用電極は、複数のダンピング調整孔が設けられている、
慣性センサー。
前記基体に設けられているセンサー素子と、
前記センサー素子を覆っている蓋体と、
を含み、
前記センサー素子は、
前記基体に固定されている固定部と、
前記基体と水平な第１軸を揺動軸として揺動可能な可動体と、
前記固定部と前記可動体とを接続している第１回転バネおよび第２回転バネと、
前記可動体に設けられている可動櫛歯電極群と、
前記可動櫛歯電極群と対向し、前記基体に設けられている固定櫛歯電極群と、
前記可動体に設けられている第１検査用電極と、
前記基体または前記蓋体に設けられ、平面視において、前記第１検査用電極と重なっている第２検査用電極と、
を有し、
前記平面視において、前記第１検査用電極は、複数のダンピング調整孔が設けられている、
慣性センサー。
【請求項2】
請求項１において、
前記可動体は、
前記第１回転バネから第１方向に延在している第１バーと、
前記第２回転バネから前記第１方向に延在し、前記第１バーと対をなす第２バーと、
前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第１バーと、前記第２バーと、を接続している第３バーと、
を含み、
前記第１検査用電極は、前記第３バーに設けられている、
慣性センサー。
前記可動体は、
前記第１回転バネから第１方向に延在している第１バーと、
前記第２回転バネから前記第１方向に延在し、前記第１バーと対をなす第２バーと、
前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第１バーと、前記第２バーと、を接続している第３バーと、
を含み、
前記第１検査用電極は、前記第３バーに設けられている、
慣性センサー。
【請求項3】
請求項１において、
前記可動体は、
前記第１回転バネから第１方向に延在している第１バーと、
前記第２回転バネから前記第１方向に延在し、前記第１バーと対をなす第２バーと、
前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第１バーと、前記第２バーと、を接続している第３バーと、
を含み、
前記第１検査用電極は、前記第１バーおよび前記第２バーに設けられている、
慣性センサー。
前記可動体は、
前記第１回転バネから第１方向に延在している第１バーと、
前記第２回転バネから前記第１方向に延在し、前記第１バーと対をなす第２バーと、
前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第１バーと、前記第２バーと、を接続している第３バーと、
を含み、
前記第１検査用電極は、前記第１バーおよび前記第２バーに設けられている、
慣性センサー。
【請求項4】
請求項２または３において、
前記第１バーと、前記第２バーと、が線対称をなす基準となる対称軸を第２軸としたとき、
前記第１検査用電極は、前記第２軸に対して線対称である、
慣性センサー。
前記第１バーと、前記第２バーと、が線対称をなす基準となる対称軸を第２軸としたとき、
前記第１検査用電極は、前記第２軸に対して線対称である、
慣性センサー。
【請求項5】
請求項４において、
前記ダンピング調整孔は、前記第２軸に対して線対称である、
慣性センサー。
前記ダンピング調整孔は、前記第２軸に対して線対称である、
慣性センサー。
【請求項6】
請求項５において、
前記センサー素子を第１センサー素子としたとき、
前記第１センサー素子と、
前記第１センサー素子と同じ構成である第２センサー素子と、
を含み、
前記第２センサー素子は、
前記第１軸および前記第２軸を含む平面において１８０°回転させた姿勢で配置され、
前記第１センサー素子と、前記第２センサー素子と、は、前記第２軸に沿って並んで配置されている、
慣性センサー。
前記センサー素子を第１センサー素子としたとき、
前記第１センサー素子と、
前記第１センサー素子と同じ構成である第２センサー素子と、
を含み、
前記第２センサー素子は、
前記第１軸および前記第２軸を含む平面において１８０°回転させた姿勢で配置され、
前記第１センサー素子と、前記第２センサー素子と、は、前記第２軸に沿って並んで配置されている、
慣性センサー。
【請求項7】
請求項１乃至３のいずれか一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部と、
を含む、
慣性計測装置。
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部と、
を含む、
慣性計測装置。
【請求項8】
請求項５または６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部と、
を含む、
慣性計測装置。
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部と、
を含む、
慣性計測装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本願に係る一態様の慣性センサーは、基体と、前記基体上に設けられるセンサー素子と、前記センサー素子を覆う蓋体と、を備え、前記センサー素子は、前記基体に固定される固定部と、前記基体と水平な第１軸を揺動軸として揺動可能な可動体と、前記固定部と前記可動体とを接続する第１回転バネおよび第２回転バネと、前記可動体に設けられる可動櫛歯電極群と、前記可動櫛歯電極群と対向し、前記基体に設けられる固定櫛歯電極群と、前記可動体に設けられる第１検査用電極と、前記基体または前記蓋体に設けられ、前記基体の平面視において、前記第１検査用電極と重なる第２検査用電極と、を有し、前記平面視において、前記第１検査用電極には、複数のダンピング調整孔が設けられる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0015】
＊＊＊加速度の検出原理＊＊＊
第３バー７には、可動櫛歯電極群２０が設けられている。可動櫛歯電極群２０は、可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとから構成される。可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとは、Ｙ軸方向に延在する中心軸６２を対称軸として、左右対称となる位置に設けられている。可動電極群２０ａは、第３バー７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２１から構成される。４本の可動電極２１は、第３バー７の延在方向に沿って等ピッチで櫛歯状に設けられている。同様に、可動電極群２０ｂは、第３バー７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２２から構成される。４本の可動電極２２は、第３バー７の延在方向に沿って等ピッチで櫛歯状に設けられている。なお、可動電極２１，２２は４本に限定するものではなく、複数本であれば良く、例えば、８本でも良いし、１０本であっても良い。
第３バー７には、可動櫛歯電極群２０が設けられている。可動櫛歯電極群２０は、可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとから構成される。可動電極群２０ａと可動電極群２０ｂとは、Ｙ軸方向に延在する中心軸６２を対称軸として、左右対称となる位置に設けられている。可動電極群２０ａは、第３バー７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２１から構成される。４本の可動電極２１は、第３バー７の延在方向に沿って等ピッチで櫛歯状に設けられている。同様に、可動電極群２０ｂは、第３バー７からＹマイナス方向に延在する４本の可動電極２２から構成される。４本の可動電極２２は、第３バー７の延在方向に沿って等ピッチで櫛歯状に設けられている。なお、可動電極２１，２２は４本に限定するものではなく、複数本であれば良く、例えば、８本でも良いし、１０本であっても良い。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0031】
第１検査用電極３０のダンピング調整孔３１は、検出感度とダンピングとのバランスを取って設けられている。詳しくは、孔中ダンピング３３と、スクイズフィルムダンピング３４との差がなるべく小さくなるように、好ましくは、孔中ダンピング３３とスクイズフィルムダンピング３４とが等しくなるように複数のダンピング調整孔３１を配置している。好適例では、第１検査用電極３０の面積におけるダンピング調整孔３１の占有率は、７５％以上であることが好ましく、７８％以上であることがより好ましく、８２％以上であることがさらに好ましい。また、ダンピング調整孔３１の形状は、正方形とすることが好ましい。なお、正方形の面積に対して±２５％以内の面積を有する多角形であっても良い。また、第１検査用電極３０は、中心軸６２を対称軸として、左右対称となるように形成されている。複数のダンピング調整孔３１の配置も、左右対称となっている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0033】
ステップＳ１０では、加速度センサー１００を加速度の検出モードから、検出機能の検査モードに切替える。
ステップＳ１１では、初期状態における検出値を取得するために、検査用の微弱な交流信号を加速度センサー１００に印加する。このとき、可動櫛歯電極群２０、第１検査用電極３０を含む可動体８の電位と、Ｐ型検出部２５ｐの固定電極群１０ｂの電位と、Ｎ型検出部２５ｎの固定電極群１０ａの電位は、全て共通のＧＮＤ電位とし、加速度センサー１００の内部には静電引力が生じない状態にしておく。
ステップＳ１１では、初期状態における検出値を取得するために、検査用の微弱な交流信号を加速度センサー１００に印加する。このとき、可動櫛歯電極群２０、第１検査用電極３０を含む可動体８の電位と、Ｐ型検出部２５ｐの固定電極群１０ｂの電位と、Ｎ型検出部２５ｎの固定電極群１０ａの電位は、全て共通のＧＮＤ電位とし、加速度センサー１００の内部には静電引力が生じない状態にしておく。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0039】
また、第１バー６ａと、第２バー６ｂとが線対称となる対称軸を第２軸としての中心軸６２としたときに、第１検査用電極３０は、中心軸６２に対して線対称に設けられる。
また、ダンピング調整孔３１は、中心軸６２に対して線対称に設けられる。
これによれば、第１検査用電極３０は、中心軸６２を対称軸として左右対称となるように設けられる。よって、外部からの衝撃などに対して不要な振動モードを低減することができる。特に、Ｘ軸方向における不要な慣性力を低減することができる。
従って、信頼性が高い加速度センサー１００を提供することができる。
また、ダンピング調整孔３１は、中心軸６２に対して線対称に設けられる。
これによれば、第１検査用電極３０は、中心軸６２を対称軸として左右対称となるように設けられる。よって、外部からの衝撃などに対して不要な振動モードを低減することができる。特に、Ｘ軸方向における不要な慣性力を低減することができる。
従って、信頼性が高い加速度センサー１００を提供することができる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0048】
第１検査用電極３５は、長方形をなしており、その長辺方向が第３バー１７の延在方向と一致している。第１検査用電極３５には、略正方形をなしたダンピング調整孔３１が複数設けられている。複数のダンピング調整孔３１は、前述の通り、検出感度とダンピングとのバランスを取って配置されている。蓋体５（図１）には、第１検査用電極３５と重なる位置に、第２検査用電極１６が設けられている。
第１検査用電極３５は、中心軸６２を対称線として、左右対称に２ヶ所設けられている。なお、２ヶ所に限定するものではなく、ダンピング調整孔３１を含めて左右対称に設けられていれば良く、例えば、第３バー１７の中央に１つ設けても良いし、左右に２つずつ設けることであっても良い。第２検査用電極１６も、中心軸６２を対称線として、左右対称に設けられている。
第１検査用電極３５は、中心軸６２を対称線として、左右対称に２ヶ所設けられている。なお、２ヶ所に限定するものではなく、ダンピング調整孔３１を含めて左右対称に設けられていれば良く、例えば、第３バー１７の中央に１つ設けても良いし、左右に２つずつ設けることであっても良い。第２検査用電極１６も、中心軸６２を対称線として、左右対称に設けられている。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0049】
以上、述べた通り、本実施形態の加速度センサー１２０によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
加速度センサー１２０では、第３バー１７に重なる位置に設けられた第１検査用電極３５と、第１検査用電極３５と重なる位置に設けられた第２検査用電極１６とを備えており、両者間に検査用信号を印加することにより、センサー機能を検査することができる。そして、第１検査用電極３５には、複数のダンピング調整孔３１が設けられている。
さらに、第１検査用電極３５が第３バー１７から突出していないため、コンパクトに構成することができる。
従って、小型で、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１２０を提供することができる。
加速度センサー１２０では、第３バー１７に重なる位置に設けられた第１検査用電極３５と、第１検査用電極３５と重なる位置に設けられた第２検査用電極１６とを備えており、両者間に検査用信号を印加することにより、センサー機能を検査することができる。そして、第１検査用電極３５には、複数のダンピング調整孔３１が設けられている。
さらに、第１検査用電極３５が第３バー１７から突出していないため、コンパクトに構成することができる。
従って、小型で、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１２０を提供することができる。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0052】
第１検査用電極３６は、長方形をなしており、その長辺方向が第１バー６ａの延在方向と交差するように設けられている。第１検査用電極３６の長辺方向における両端は、第１バー６ａから突出している。第１検査用電極３６には、略正方形をなしたダンピング調整孔３１が複数設けられている。複数のダンピング調整孔３１は、前述の通り、検出感度とダンピングとのバランスを取って配置されている。蓋体５（図１）には、第１検査用電極３６と重なる位置に、第２検査用電極１９が設けられている。
第１検査用電極３６は、中心軸６２を対称線として、第１バー６ａと第２バー６ｂとの２ヶ所に、左右対称に設けられている。第２検査用電極１９も、中心軸６２を対称線として、左右対称に設けられている。
第１検査用電極３６は、中心軸６２を対称線として、第１バー６ａと第２バー６ｂとの２ヶ所に、左右対称に設けられている。第２検査用電極１９も、中心軸６２を対称線として、左右対称に設けられている。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0053】
以上、述べた通り、本実施形態の加速度センサー１３０によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
加速度センサー１３０では、可動体８の第１バー６ａ、第２バー６ｂにそれぞれ設けられた第１検査用電極３６と、各第１検査用電極３６と対となる第２検査用電極１９とを備えており、両者間に検査用信号を印加することにより、センサー機能を検査することができる。そして、第１検査用電極３６には、複数のダンピング調整孔３１が設けられている。従って、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１３０を提供することができる。
加速度センサー１３０では、可動体８の第１バー６ａ、第２バー６ｂにそれぞれ設けられた第１検査用電極３６と、各第１検査用電極３６と対となる第２検査用電極１９とを備えており、両者間に検査用信号を印加することにより、センサー機能を検査することができる。そして、第１検査用電極３６には、複数のダンピング調整孔３１が設けられている。従って、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１３０を提供することができる。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0063】
これによれば、慣性計測装置２００は、ノイズ特性を悪化させることなく、容易に可動体の検査を実施することができる慣性センサーとしての加速度センサー１００を備えている。従って、検出精度が高く、信頼性に優れた慣性計測装置２００を提供することができる。
【手続補正12】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図5】