特開 2024-3931 慣性センサー、慣性センサーの製造方法、及び慣性計測装置

(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】P2024003931

(43)【公開日】2024-01-16

(54)【発明の名称】慣性センサー、慣性センサーの製造方法、及び慣性計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01P 15/08 20060101AFI20240109BHJP

   G01P 15/125 20060101ALI20240109BHJP

【ＦＩ】

G01P15/08 102Z

G01P15/125 Z

G01P15/08 101A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022103298

(22)【出願日】2022-06-28

(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】梅野 智和

(57)【要約】

【課題】検出部と蓋体との間隔を一定とし、安定したセンサー特性を有する慣性センサー等を提供する。
【解決手段】慣性センサー１は、基板１０と、蓋体２０と、基板１０と蓋体２０との間の空間に収容される可動体３１及び固定体３２と、を有し、可動体３１の周囲において、基板１０と蓋体２０の間に第１部分３４が介在する構造体３０と、可動体３１の周囲において、構造体３０の第１部分３４と蓋体２０とを接合する接合材６０と、構造体３０の第１部分３４の一部に設けられた凹部３５と、平面視で、凹部３５と重なる位置に設けられ、接合材６０の高さを制御する制御部３６と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、蓋体と、前記基板と前記蓋体との間の空間に収容される可動体及び固定体と、を有し、
前記可動体の周囲において、前記基板と前記蓋体の間に第１部分が介在する構造体と、
前記可動体の周囲において、前記構造体の前記第１部分と前記蓋体とを接合する接合材と、
前記構造体の前記第１部分の一部に設けられた凹部と、
平面視で、前記凹部と重なる位置に設けられ、前記接合材の高さを制御する制御部と、を備える、
慣性センサー。

【請求項2】

前記構造体は、矩形であり、前記制御部は、前記構造体の少なくとも１辺に沿って配置される、
請求項１に記載の慣性センサー。

【請求項3】

前記制御部は、前記構造体に設けられる、
請求項１又は請求項２に記載の慣性センサー。

【請求項4】

前記制御部は、前記蓋体に設けられる、
請求項１又は請求項２に記載の慣性センサー。

【請求項5】

前記固定体は、固定電極を備え、
前記可動体は、前記固定電極と異なる厚さの可動電極を備え、
前記凹部は、前記固定電極又は前記可動電極と同時に形成される、
請求項１又は請求項２に記載の慣性センサー。

【請求項6】

可動体と、固定体と、前記可動体の周囲に設けられた第１部分と、構造体の前記第１部分の一部に設けられた凹部と、を備える前記構造体を基板上に形成する工程と、
平面視で、前記凹部と重なる位置に、前記構造体又は蓋体に制御部を形成する工程と、
前記制御部を用いて接合材の厚みを制御して、前記可動体の周囲において、前記構造体の前記第１部分と前記蓋体とを前記接合材により接合する工程と、を含む、
慣性センサーの製造方法。

【請求項7】

前記固定体は、固定電極を備え、
前記可動体は、前記固定電極と異なる厚さの可動電極を備え、
前記凹部は、前記固定電極又は前記可動電極と同時に形成される、
請求項６に記載の慣性センサーの製造方法。

【請求項8】

前記制御部を形成する工程は、前記固定電極又は前記可動電極の形成と同時に行われる、
請求項７に記載の慣性センサーの製造方法。

【請求項9】

請求項１乃至５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回路と、を備える、
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、慣性センサーの製造方法、及び慣性計測装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、加速度等の物理量を素子部の容量変化として検出する慣性センサーが開発されている。このような慣性センサーとして、例えば特許文献１には、物理量を検出する素子部を備えた基板と、基板と共に素子部を収容する収容空間を構成する蓋体と、を素子部周辺に配置した接合材により接合した機能素子としての慣性センサーが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１６９３６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された慣性センサーは、基板と蓋体とを接合する際に接合材の高さを制御することができないため、素子部と蓋体との間隔にばらつきが生じ、センサー特性に影響を及ぼす虞があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

慣性センサーは、基板と、蓋体と、前記基板と前記蓋体との間の空間に収容される可動体及び固定体と、を有し、前記可動体の周囲において、前記基板と前記蓋体の間に第１部分が介在する構造体と、前記可動体の周囲において、前記構造体の前記第１部分と前記蓋体とを接合する接合材と、前記構造体の前記第１部分の一部に設けられた凹部と、平面視で、前記凹部と重なる位置に設けられ、前記接合材の高さを制御する制御部と、を備える。

【0006】

慣性センサーの製造方法は、可動体と、固定体と、前記可動体の周囲に設けられた第１部分と、構造体の前記第１部分の一部に設けられた凹部と、を備える前記構造体を基板上に形成する工程と、平面視で、前記凹部と重なる位置に、前記構造体又は蓋体に制御部を形成する工程と、前記制御部を用いて接合材の厚みを制御して、前記可動体の周囲において、前記構造体の前記第１部分と前記蓋体とを前記接合材により接合する工程と、を含む。

【0007】

慣性計測装置は、上記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、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る慣性センサーの概略構造を示す平面図。

【図2】図１中のＡ－Ａ線における断面図。

【図3】慣性センサーの櫛歯構造を示す斜視図。

【図4】慣性センサーの製造方法を示す断面図。

【図5】慣性センサーの製造方法を示す断面図。

【図6】慣性センサーの製造方法を示す断面図。

【図7】慣性センサーの製造方法を示す断面図。

【図8】慣性センサーの製造方法を示す断面図。

【図9】慣性センサーの製造方法を示す断面図。

【図10】慣性センサーの製造方法を示す断面図。

【図11】慣性センサーの製造方法を示す断面図。

【図12】慣性センサーの製造方法を示す断面図。

【図13】慣性センサーの製造方法を示す断面図。

【図14】第２実施形態に係る慣性センサーの概略構造を示す断面図。

【図15】第３実施形態に係る慣性センサーを備えた慣性計測装置の概略構造を示す分解斜視図。

【図16】慣性計測装置の回路基板を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

１．第１実施形態
先ず、第１実施形態に係る慣性センサー１について、鉛直方向の加速度を検出する加速度センサーを一例として挙げ、図１、図２、及び図３を参照して説明する。

【0010】

尚、図１において、慣性センサー１の内部の構成を説明する便宜上、蓋体２０を取り外した状態を図示している。また、以降の平面図、断面図、斜視図には、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を図示している。また、Ｘ軸に沿う方向を「Ｘ方向」、Ｙ軸に沿う方向を「Ｙ方向」、Ｚ軸に沿う方向を「Ｚ方向」と言う。また、各軸方向の矢印先端側を「プラス側」、基端側を「マイナス側」、Ｚ方向プラス側を「上」、Ｚ方向マイナス側を「下」とも言う。また、Ｚ方向は、鉛直方向に沿い、ＸＹ平面は、水平面に沿っている。また、本明細書では、プラスＺ方向とマイナスＺ方向とを合わせてＺ方向と呼ぶ。

【0011】

本実施形態に係る慣性センサー１は、図１、図２、及び図３に示すように、鉛直方向であるＺ方向の加速度を検出することができる。このような慣性センサー１は、基板１０と、蓋体２０と、可動体３１、固定体３２、及び枠体３３を有する構造体３０と、を備える。

【0012】

基板１０は、図１に示すように、Ｘ方向及びＹ方向に広がりを有する矩形で、Ｚ方向を厚さとする。また、基板１０は、図２に示すように、基板１０の上面から下方に窪む凹部１１が形成されている。この凹部１１は、Ｚ方向からの平面視で、加速度を検出する可動体３１と固定体３２とを内側に内包し、可動体３１及び固定体３２よりも大きく形成されている。凹部１１は、可動体３１を揺動するための逃げ部として機能する。また、基板１０は、図３に示すように、凹部１１の底面から可動体３１及び固定体３２側に突出している支持部１２を有し、支持部１２の上に可動体３１及び固定体３２を接合し固定している。これにより、可動体３１及び固定体３２を、凹部１１の底面と離間させた状態で基板１０に固定することができる。

【0013】

基板１０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、これに特に限定されず、例えば、ガラス基板や石英基板を用いてもよい。

【0014】

蓋体２０は、図２に示すように、上方に窪む凹部２１が基板１０の凹部１１と重なる位置に形成されている。蓋体２０は、凹部２１内に可動体３１及び固定体３２を収容して基板１０の上に接合されている。より具体的には、基板１０上に接合された構造体３０上に接合材６０を介して接合されている。そして、蓋体２０の凹部２１及び基板１０の凹部１１によって、その内側に、可動体３１及び固定体３２を収容する内部空間Ｓが形成されている。
また、蓋体２０のプラスＸ方向の端部で、構造体３０の枠体３３に形成された凹部３５に対向する部分は、可動体３１及び固定体３２を取り囲む領域の板厚よりも厚く、枠体３３の凹部３５内に形成された制御部３６と対向する位置に上方に窪む凹部２２が形成されている。

【0015】

内部空間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、使用温度が－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、内部空間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。

【0016】

蓋体２０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、これに特に限定されず、例えば、ガラス基板や石英基板を用いてもよい。

【0017】

構造体３０は、図１に示すように、Ｘ方向及びＹ方向に広がりを有する矩形で、Ｚ方向を厚さとする。また、図１及び図２に示すように、可動体３１、固定体３２、及び枠体３３で構成されている。また、構造体３０は、可動体３１の周囲において、基板１０と蓋体２０の間に第１部分３４が介在し、構造体３０の第１部分３４及び可動体３１の周囲の枠体３３と蓋体２０とが接合材６０で接合されている。尚、構造体３０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、深堀エッチング技術であるボッシュ・プロセスによって垂直加工することにより形成される。

【0018】

可動体３１は、基板１０の凹部１１の底面から突出している支持部１２に固定される固定部４０と、固定部４０からＸ方向両側に延在する２つの梁部４１と、２つの梁部４１と連結し固定体３２を取り囲む支持部４２と、プラスＹ方向側の支持部４２からマイナスＹ方向に延在する複数の可動電極４３と、を有している。また、可動電極４３は、櫛歯状に配置され、Ｘ方向からの平面視で、固定体３２の固定電極５１と重なる領域に可動電極４３の上面から下方に窪む凹部４４が形成されている。また、固定電極５１に固定電極５１の上面から下方に窪む凹部（図示せず）が形成されてもよい。つまり、固定体３２と異なる厚さの可動電極４３を備えている。尚、可動体３１は、Ｚ方向の加速度が加わると、２つの梁部４１を回転軸とし、支持部４２と可動電極４３とがＺ方向に揺動する、所謂片側シーソー構造となっている。

【0019】

固定体３２は、基板１０の凹部１１の底面から突出している支持部１２に固定される固定部５０と、固定部５０からプラスＹ方向に延在する複数の固定電極５１と、を有している。また、固定電極５１は、櫛歯状に配置されている。また、可動電極４３と固定電極５１とが、Ｘ方向において対向するように配置され、櫛歯構造８０を成している。そのため、Ｚ方向の加速度が加わると、可動電極４３がＺ方向に変位するので、可動電極４３と固定電極５１との対向面積が変化し可動電極４３と固定電極５１との間の静電容量の変化として加速度を検出することができる。

【0020】

尚、本実施形態では、可動電極４３に上面から下方に窪む凹部４４が設けられているため、マイナスＺ方向の加速度が加わると、可動電極４３がマイナスＺ方向に変位し、可動電極４３と固定電極５１との対向面積が減少するので、加速度を検出することができる。しかし、プラスＺ方向の加速度が加わった場合は、可動電極４３がプラスＺ方向に変位しても可動電極４３と固定電極５１との対向面積は一定に維持され、加速度を検出することができない。そのため、可動電極４３と固定電極５１とを同様に構成し、固定電極５１に上面から下方に窪む凹部を設けた検出部をもう一組配置することで、プラスＺ方向の加速度を検出することができる。

【0021】

枠体３３は、可動体３１の周囲において、基板１０の外周部に沿って基板１０上に接合されている。枠体３３は、下面に熱酸化して形成した酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の絶縁膜３７を介して、例えば、陽極接合や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により基板１０に接合されている。

【0022】

枠体３３の可動体３１及び固定体３２を挟みプラスＸ方向側の第１部分３４の一部には、上面から下方に窪む凹部３５が設けられており、Ｚ方向からの平面視で、凹部３５と重なる位置には、蓋体２０の凹部２２に対向する位置に上方に突出する制御部３６が設けられている。また、制御部３６は、構造体３０に設けられ、構造体３０のプラスＸ方向側の１辺に沿って配置されている。制御部３６を設けることで接合材６０の高さを制御することがきる。また、凹部３５の上面から底面までの深さｔ１は、可動体３１の可動電極４３に設けられた凹部４４の上面から底面までの深さｔ２と略同じである。これは、枠体３３の凹部３５と可動電極４３の凹部４４とがエッチングにより同時に形成されているためである。尚、本実施形態では、制御部３６が構造体３０のプラスＸ方向側の１辺に沿って配置されているが、これに限定されず、構造体３０のプラスＹ方向側の１辺やマイナスＹ方向側の１辺に沿って配置してもよいし、複数辺に沿って配置してもよい。

【0023】

また、枠体３３の可動電極４３及び固定電極５１を挟みマイナスＸ方向の上面には、絶縁膜３７を介して可動電極４３及び固定電極５１と電気的に接続する複数の配線３８と外部端子３９とが設けられている。

【0024】

外部端子３９ａは、枠体３３及び可動体３１の固定部４０に設けられた配線３８ａを介して可動体３１の可動電極４３に電気的に接続されている。また、外部端子３９ｂは、枠体３３、可動体３１の固定部４０、及び固定体３２の固定部５０に設けられた配線３８ｂを介して固定体３２の固定電極５１に電気的に接続されている。また、絶縁膜３７は、配線３８や外部端子３９と構造体３０との絶縁をするだけでなく、枠体３３と可動体３１の固定部４０との配線３８の架橋構造や可動体３１の固定部４０と固定体３２の固定部５０との配線３８の架橋構造を補強するために配置されている。

【0025】

尚、配線３８及び外部端子３９の構成材料は、例えば、Ａｌ、ＡｌＣｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ等の金属単層もしくは、Ａｌ、ＡｌＣｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ等で構成される複数層である。また、配線３８ａ，３８ｂ及び外部端子３９ａ，３９ｂ以外の配線３８及び外部端子３９は、図示しないＸ方向の加速度を検出する加速度センサーや図示しないＹ方向の加速度を検出する加速度センサーとの電気的接続に用いられる。

【0026】

以上述べたように、本実施形態の慣性センサー１は、蓋体２０を接合する構造体３０の第１部分３４に凹部３５を設け、凹部３５内に蓋体２０側に突出する制御部３６が設けられているので、蓋体２０を構造体３０に接合する際に制御部３６を蓋体２０に接触されることにより接合材６０の高さを制御することができる。そのため、検出部となる可動体３１及び固定体３２と蓋体２０との間隔にばらつきが生じるのを抑制でき、安定したセンサー特性を有する慣性センサー１を得ることができる。

【0027】

次に、本実施形態に係る慣性センサー１の製造方法について、可動体３１、固定体３２、及び凹部３５の製造方法を主に、図４～図１３を参照して説明する。

【0028】

先ず、シリコン基板から構成される構造体基板３０ａを熱酸化し、構造体基板３０ａの上下両面に酸化シリコン（ＳｉＯ₂）である絶縁膜３７を形成する。その後、図４に示すように、基板１０の上面から下方に窪む凹部１１を有する基板１０上に絶縁膜３７を形成した構造体基板３０ａを接合する。尚、基板１０と構造体基板３０ａとの接合方法としては、例えば、陽極接合や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等を用いることができる。

【0029】

次に、フォトリソ技術を用いて、絶縁膜３７上に配線３８及び外部端子３９を形成する。尚、配線３８及び外部端子３９パターン下の絶縁膜３７以外は、除去されている。その後、図５に示すように、スパッタ法により構造体基板３０ａ上に酸化シリコン（ＳｉＯ₂）である絶縁膜３７ｂを成膜する。その後、絶縁膜３７ｂ上にレジスト７０を塗布し、フォトリソ技術を用いて、図６に示すように、可動体３１、固定体３２、枠体３３、凹部３５、及び制御部３６等のパターンを形成する。

【0030】

次に、図７に示すように、レジスト７０から露出した絶縁膜３７ｂを厚みが所望の厚みになるまでエッチングする。その後、レジスト７０を除去した後に、再度絶縁膜３７ｂ上にレジスト７０ａを塗布し、フォトリソ技術を用いて、図８に示すように、可動体３１、固定体３２、及び枠体３３等のパターンを形成する。

【0031】

次に、レジスト７０ａから露出した絶縁膜３７ｂをエッチングし除去する。その後、図９に示すように、レジスト７０ａや絶縁膜３７ｂから露出した構造体基板３０ａをエッチングし除去する。

【0032】

次に、レジスト７０ａを除去した後に、絶縁膜３７ｂをエッチングし、図１０に示すように、厚みの薄い絶縁膜３７ｂを除去する。その後、残った絶縁膜３７ｂを保護膜として、絶縁膜３７ｂから露出した構造体基板３０ａをエッチングし、図１１に示すように、可動電極４３の凹部４４と、枠体３３の第１部分３４に凹部３５及び制御部３６と、を同時に形成する。従って、制御部３６を形成する工程は、固定体３２と異なる厚さを有する可動電極４３を形成する工程と同時である。尚、凹部４４は、可動電極４３ではなく固定電極５１に形成し、凹部３５及び制御部３６は、固定電極５１の凹部４４と同時に形成してもよい。

【0033】

次に、図１２に示すように、構造体基板３０ａの下面の絶縁膜３７をエッチングし除去する。以上の工程までが可動体３１と、固定体３２と、可動体３１の周囲に設けられた第１部分３４と、構造体３０の第１部分３４の一部に設けられた凹部３５と、を備える構造体３０を基板１０上に形成する工程であり、Ｚ方向からの平面視で、凹部３５と重なる位置に、構造体３０に制御部３６を形成する工程である。

【0034】

次に、Ｚ方向からの平面視で、基板１０の凹部１１と重なる位置に凹部２１を有し、構造体３０の制御部３６と重なる位置に凹部２２を有する蓋体２０を準備し、構造体３０上面で可動体３１の周囲に熱硬化性樹脂等の接合材６０をディスペンサー等で塗布する。その後、図１３に示すように、Ｚ方向からの平面視で、蓋体２０の凹部２１を基板１０の凹部１１と重なる位置に、また、蓋体２０の凹部２２を構造体３０の制御部３６と重なる位置に配置し、蓋体２０の凹部２２の底面が構造体３０の制御部３６に接触するように蓋体２０を押圧して接合材６０の厚みが一定となるように制御し、接合材６０を加熱硬化させる。以上により、本実施形態の慣性センサー１が完成する。

【0035】

尚、本実施形態では、複数の凹部１１を有する大型基板と複数の凹部２１を有する大型基板を用いてバッチ処理し、複数の慣性センサー１を同時に製造する方法なので、Ｘ方向に沿って隣接する構造体３０が有する制御部３６により構造体３０と蓋体２０との並行が保たれ、検出部となる可動体３１及び固定体３２と蓋体２０との間隔を一定にすることができる。従って、本工程が制御部３６を用いて接合材６０の厚みを制御して、可動体３１の周囲において、構造体３０の第１部分３４と蓋体２０とを接合材６０により接合する工程である。

【0036】

以上述べたように、本実施形態の慣性センサー１の製造方法は、可動体３１と、固定体３２と、可動体３１の周囲に設けられた第１部分３４と、構造体３０の第１部分３４の一部に設けられた凹部３５と、を備える構造体３０を基板１０上に形成する工程と、Ｚ方向からの平面視で、凹部３５と重なる位置に、構造体３０に制御部３６を形成する工程と、制御部３６を用いて接合材６０の厚みを制御して、可動体３１の周囲において、構造体３０の第１部分３４と蓋体２０とを接合材６０により接合する工程と、を含むため、検出部となる可動体３１及び固定体３２と蓋体２０との間隔にばらつきが生じるのを抑制でき、安定したセンサー特性を有する慣性センサー１を製造することができる。

【0037】

２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係る慣性センサー１ａについて、図１４を参照して説明する。

【0038】

本実施形態の慣性センサー１ａは、第１実施形態の慣性センサー１に比べ、制御部３６ａが蓋体２０ａに形成されていること以外は、第１実施形態の慣性センサー１と同様である。尚、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

【0039】

慣性センサー１ａは、図１４に示すように、基板１０、蓋体２０ａ、及び構造体３０ｃを備える。
蓋体２０ａは、蓋体２０ａのプラスＸ方向の端部で、構造体３０ｃの枠体３３に形成された凹部３５に対向する位置に凹部３５側に突出する制御部３６ａが形成されている。従って、慣性センサー１ａの製造方法では、Ｚ方向からの平面視で、凹部３５と重なる位置に、蓋体２０ａに制御部３６ａを形成する工程が含まれる。

【0040】

このような構成とすることで、蓋体２０ａの制御部３６ａと構造体３０ｃの凹部３５の底面とを接触されることにより接合材６０の高さを制御することができ、第１実施形態の慣性センサー１と同等の効果を得ることができる。

【0041】

３．第３実施形態
次に、第３実施形態に係る慣性センサー１，１ａを備えた慣性計測装置２０００について、図１５及び図１６を参照して説明する。
図１５に示す慣性計測装置２０００（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）は、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。慣性計測装置２０００は、３軸に沿った方向の加速度ａｘ、ａｙ、ａｚを検出する加速度センサーと、３軸回りの角速度ωｘ，ωｙ，ωｚ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。尚、以下では、慣性センサー１を適用した構成を例示して説明する。

【0042】

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、マウント部としてのネジ穴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。

【0043】

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。センサーモジュール２３００は、インナーケース２３１０と回路基板２３２０を有している。インナーケース２３１０には、回路基板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。そしてインナーケース２３１０の下面には、接着剤を介して回路基板２３２０が接合されている。

【0044】

図１６に示すように、回路基板２３２０の上面には、コネクター２３３０、Ｚ軸回りの角速度を検出する角速度センサー２３４０ｚ、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２３５０などが実装されている。また回路基板２３２０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２３４０ｘ及びＹ軸回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。

【0045】

加速度センサーユニット２３５０は、前述したＺ軸方向の加速度を測定するための慣性センサー１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。なお角速度センサー２３４０ｘ、２３４０ｙ、２３４０ｚ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。

【0046】

また回路基板２３２０の下面には、制御回路２３６０が実装されている。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２３６０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２０００の各部を制御する。尚、回路基板２３２０には、その他にも複数の電子部品が実装されている。

【0047】

以上のように本実施形態の慣性計測装置２０００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２３６０を含む。この慣性計測装置２０００によれば、慣性センサー１を含む加速度センサーユニット２３５０を用いているため、慣性センサー１の効果を享受でき、高精度化等を実現できる慣性計測装置２０００を提供できる。

【符号の説明】

【0048】

１，１ａ…慣性センサー、１０…基板、１１…凹部、１２…支持部、２０…蓋体、２１…凹部、２２…凹部、３０…構造体、３０ａ…構造体基板、３１…可動体、３２…固定体、３３…枠体、３４…第１部分、３５…凹部、３６…制御部、３７，３７ｂ…絶縁膜、３８…配線、３９…外部端子、４０…固定部、４１…梁部、４２…支持部、４３…可動電極、４４…凹部、５０…固定部、５１…固定電極、６０…接合材、７０，７０ａ…レジスト、８０…櫛歯構造、２０００…慣性計測装置、ｔ１，ｔ２…深さ、Ｓ…内部空間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】