JP2014119412A - 多軸物理量検出装置、多軸物理量検出装置の製造方法、電子機器および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】物理量検出センサーへの熱影響を抑制した物理量検出装置を提供する。
【解決手段】多軸物理量検出装置１００は、金属ブロック（保持部集合体）３０と、金属ブロック３０の複数の保持部にそれぞれ設けられている物理量検出センサー４０と、該複数の保持部のそれぞれを構成している、底面部（ブロック面３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）および対応する底面部と交わるように配置されている側壁部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａと、を備え、物理量検出センサー４０がそれぞれ対応する底面部（ブロック面３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）と側壁部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａとに当接して設けられている、ことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、高精度を維持することが可能な多軸物理量検出装置と、多軸物理量検出装置の製造方法と、多軸物理量検出装置を備えている電子機器および移動体と、に関する。

従来、多軸物理量検出装置としては、例えば特許文献１に開示されているような慣性センサーユニットが知られている。この慣性センサーユニットは、加速度センサーと角速度センサーとを同一基板上にそれぞれ実装した３枚のセンサー基板がセンサーハウジングへ取り付けられていて、これら３枚のセンサー基板は、それぞれが互いに直交するようにセンサーハウジングに配置されている。つまり、慣性センサーユニットは、角速度センサーと加速度センサーとにおける両者の検出軸が同一の状態となるように、対になって各センサー基板に取り付けられている構成となっている。

そのため、角速度センサーが傾いた場合、同一センサー基板に設けられている加速度センサーの出力によって、センサー基板の傾きを角速度センサーの傾きと認識することができ、傾いたことによる角速度センサーの出力を容易に補正することが可能である。さらに、慣性センサーユニットは、各センサー基板が直交するようにセンサーハウジングに取り付けることで、３方向の角速度および加速度を一度に取得でき、多軸物理量検出装置として機能することが可能である。

特開２００５−１０６７４９号公報

しかし、従来の技術では、慣性センサーユニットに温度変化が生じたような場合、加速度センサーおよび角速度センサーの温度がセンサー基板毎に異なって不均一になることがあった。そのため、センサー基板毎の検出精度、即ち３方向それぞれの検出精度に差が生じることになり、多軸物理量検出装置としての機能が低下してしまう、という課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る多軸物理量検出装置は、複数の物理量検出センサーと、前記物理量検出センサーを保持している複数の保持部を有している保持部集合体と、を備え、前記保持部は、底面部、および前記底面部と交わるように配置されている側壁部を有し、前記物理量検出センサーは前記底面部と前記側壁部とに当接している、ことを特徴とする。

本適用例の多軸物理量検出装置によれば、保持部集合体は、物理量検出センサーがそれぞれ配置されることになる保持部を複数備えている。多軸物理量検出装置は、複数の保持部に配置された物理量検出センサーが各保持部における物理量をそれぞれ検出することにより、いわゆる多軸センサーとして機能する。そして、保持部集合体の複数の保持部は、底面部と、この底面部に対して交差するような形態で配置されている側壁部と、を有している。このような形態の保持部に配置された物理量検出センサーは、底面部および側壁部に当接するようにして接続されている。つまり、多軸物理量検出装置における物理量検出センサーは、底面部でのみ接続している従来構造に比べ、保持部集合体と物理量検出センサーとの接触面積を広く設定することが可能である。これにより、それぞれの物理量検出センサーは、保持部集合体との熱伝導性が向上し、例えば、いずれかの物理量検出センサーに温度変化が生じるような場合であっても、保持部集合体との間の熱伝導により、当該温度変化を抑制できる構成になっている。即ち、多軸物理量検出装置は、物理量検出センサーのそれぞれがほぼ均一な温度を保持して、高精度を維持することが可能である。さらに、物理量検出センサーは、保持部の底面部との接触に加え側壁部とも接触しているため、例えば、保持部集合体に接着固定されている構成等であっても、保持部集合体から剥離し難くなり、耐衝撃性の向上が図れる。

［適用例２］上記適用例に記載の多軸物理量検出装置において、前記複数の保持部は凸部を有し、前記凸部の側面が前記側壁部である、ことが好ましい。

この構成によれば、物理量検出センサーが配置される保持部には、底面部となる面に凸部が突出して形成されていて、この凸部の側面が、底面部と交わるように配置された側壁部である、このような凸部は、保持部集合体と一体で形成する形態や、別体で形成して保持部集合体に固定する形態等により、容易に形成することが可能であり、物理量検出センサーと保持部集合体との熱伝導の促進の他、物理量検出センサーの保持部集合体への位置決めおよび固定等に効果的な役割を果たしている。

［適用例３］上記適用例に記載の多軸物理量検出装置において、前記複数の保持部は凹部を有し、前記凹部の底面が前記底面部であり、前記凹部の内側面が前記側壁部である、ことが好ましい。

この構成によれば、物理量検出センサーが配置される保持部には、凹部が形成されていて、この凹部に物理量検出センサーが配置される。この場合、凹部の底面が保持部集合体の底面部であり、凹部における内側の側面（内側面）が、底面部と交わるように配置された側壁部である。凹部は、保持部集合体と一体で形成する形態や、別体で形成して保持部集合体に固定する形態等が考えられる。そして、物理量検出センサーは、物理量検出センサーが凹部内部に収容され広い面積で接している形態であり、保持部集合体との熱伝導が大きくなることによって、各物理量検出センサーをより均一な温度状態に保持することが可能である。

［適用例４］上記適用例に記載の多軸物理量検出装置において、前記物理量検出センサーは金属を含む蓋体を有し、前記蓋体と前記底面部とが接続している、ことが好ましい。

この構成によれば、物理量検出センサーは、熱伝導率の大きい金属等で形成されている蓋体を有している構成であり、この蓋体を保持部集合体の底面部に接続している。これにより、多軸物理量検出装置は、物理量検出センサーと保持部集合体との熱伝導性を、より向上させた構成になっている。

［適用例５］上記適用例に記載の多軸物理量検出装置において、前記保持部集合体は、熱伝導率が１５０Ｗ／ｍＫ以上の金属を含んでいる、ことが好ましい。

この構成によれば、保持部集合体が１５０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有していることにより、各物理量検出センサーと保持部集合体との熱伝導性が向上する。これにより、多軸物理量検出装置は、物理量検出センサーと保持部集合体との間での熱移動が迅速に行われ、物理量検出センサーそれぞれの温度の均一化が効果的になされる。該当する金属としては、例えば、アルミニウム、銅、タングステン、銀等が挙げられる。

［適用例６］本適用例に係る多軸物理量検出装置の製造方法は、底面部および前記底面部と交わるように配置されている側壁部を有する複数の保持部を備え、金属を含んでいる保持部集合体と、金属を含む蓋体を有する複数の物理量検出センサーと、を用意する準備工程と、前記複数の物理量検出センサーを前記蓋体側が前記底面部に向くように配置する配置工程と、前記複数の物理量検出センサーを前記底面部と前記側壁部とに当接するように接続する接続工程と、を含むことを特徴とする。

本適用例の多軸物理量検出装置の製造方法によれば、準備工程で用意する保持部集合体は、物理量検出センサーがそれぞれ配置されることになる保持部を複数備えている。多軸物理量検出装置は、複数の保持部に配置された物理量検出センサーが各保持部における物理量をそれぞれ検出することにより、いわゆる多軸センサーとして機能する。また、物理量検出センサーは、金属等で形成されている蓋体を有している。そして、保持部集合体の複数の保持部は、底面部と、この底面部に対して交差するような形態で配置されている側壁部と、を有している。次に、配置工程において、物理量検出センサーは、その蓋体を保持部集合体の底面部に向けて、対向配置される。この時、底面部および側壁部は、物理量検出センサーを配置する際の位置決めとして機能する。一方、底面部および側壁部のような位置決めが無い場合、位置ズレを加味して保持部集合体の保持部を広くしておく必要がある。従って、底面部および側壁部を有している保持部集合体は、底面部および側壁部を有していない保持部集合体より小型化することが可能である。また、保持部集合体は、物理量検出センサーの配置における位置決めが簡略であり、配置工数の低減も図れる。次に、物理量検出センサーの配置後、接続工程において、物理量検出センサーが保持部集合体の底面部および側壁部に接続した状態で固定される。この固定は、接着剤やネジ等による機械的固定等により行われる。これにより、多軸物理量検出装置における物理量検出センサーは、底面部でのみ接続している従来構造に比べ、保持部集合体と物理量検出センサーとの接触面積を広く設定することができ、保持部集合体との間の熱伝導性が向上する。また、多軸物理量検出装置において、例えば、いずれかの物理量検出センサーに温度変化が生じるような場合であっても、保持部集合体との間の熱伝導により、当該温度変化を抑制することが可能である。即ち、多軸物理量検出装置は、物理量検出センサーのそれぞれがほぼ均一な温度を保持して、高精度を維持することが可能である。さらに、物理量検出センサーは、保持部集合体の底面部との接触に加え側壁部とも接触しているため、例えば、保持部集合体に接着固定されている構成等であっても、保持部集合体から剥離し難くなり、耐衝撃性の向上が図れる。

［適用例７］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の多軸物理量検出装置を備えている、ことを特徴とする。

本適用例の電子機器によれば、上記適用例の多軸物理量検出装置を搭載していて、この多軸物理量検出装置は、保持部集合体と物理量検出センサーとの熱伝導性の向上が図られていることにより、各物理量検出センサーの温度がほぼ均一となり、高精度を維持することが可能である。このような多軸物理量検出装置を搭載している電子機器は、機器としての特性および信頼性の向上が図られている。

［適用例８］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の多軸物理量検出装置を備えている、ことを特徴とする。

本適用例の移動体によれば、上記適用例の多軸物理量検出装置を搭載していて、この多軸物理量検出装置は、保持部集合体と物理量検出センサーとの熱伝導性の向上が図られていることにより、各物理量検出センサーの温度がほぼ均一となり、高精度を維持することが可能である。このような移動体は、多軸物理量検出装置の検出機能により移動状態や姿勢等の把握が確実にでき、安全で安定した移動をすることが可能である。

本発明の実施形態１に係る多軸物理量検出装置の構成を示す断面図。 実施形態１に係る多軸物理量検出装置の構成を分解して示す斜視図。 （ａ）物理量検出センサーの構成を示す平面図、（ｂ）物理量検出センサーの構成を示す断面図。 （ａ）（ｂ）物理量検出センサーの動作を示す断面図。 多軸物理量検出装置の製造方法を示すフローチャート。 本発明の実施形態２に係る多軸物理量検出装置の構成を示す断面図。 実施形態２に係る多軸物理量検出装置の構成を分解して示す斜視図。 （ａ）多軸物理量検出装置を搭載しているビデオカメラを示す斜視図、（ｂ）多軸物理量検出装置を搭載している携帯電話を示す斜視図、（ｃ）多軸物理量検出装置を搭載している移動体を示す斜視図。

以下、本発明の多軸物理量検出装置、多軸物理量検出装置の製造方法、電子機器および移動体について、その好適な構成例を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る多軸物理量検出装置の構成を示す断面図であり、図２は、多軸物理量検出装置の構成を分解して示す斜視図である。図２では、構成部品の形状や配置を主に示し、装置カバー６０や配線等を省略してある。各図には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。
（実施形態１）

図１および図２に示すように、多軸物理量検出装置１００は、四角形の板状でありＸ−Ｙ平面と平行に位置している金属ベース板１０と、金属ベース板１０のＺ（＋）側の面である受面１０ａに配置されている６面体形状の金属ブロック（保持部集合体）３０と、金属ブロック３０の金属ベース板１０と反対側である上面に位置するブロック面３０ａおよびブロック面３０ａと隣り合う側面に位置するブロック面３０ｂおよびブロック面３０ｃの３面にそれぞれ配置されている物理量検出センサー４０と、物理量検出センサー４０のそれぞれに設けられ物理量検出センサー４０を駆動するための発振回路基板５０と、金属ベース板１０に設けられ金属ブロック３０、物理量検出センサー４０および発振回路基板５０を覆っている装置カバー６０と、を備えている。なお、物理量検出センサー４０は、図３を参照して詳述するパッケージベース４１１およびリッド（蓋体）４１２を有し、パッケージベース４１１の側に発振回路基板５０が配置されている。

また、物理量検出センサー４０が配置されるブロック面３０ａには、Ｘ（＋）軸方向の端部にＹ軸に沿って設けられＺ（＋）軸方向へ突起している凸部３１と、Ｙ（−）軸方向の端部にＸ軸に沿って設けられＺ（＋）軸方向へ突起している凸部３２と、が形成されている。同様に、ブロック面３０ｂには、Ｘ（＋）軸方向の端部にＺ軸に沿って設けられＹ（＋）軸方向へ突起している凸部３３が形成されていて、ブロック面３０ｃには、Ｙ（−）軸方向の端部にＺ軸に沿って設けられＸ（−）軸方向へ突起している凸部３４が形成されている。この場合、金属ブロック３０は、凸部３１，３２，３３，３４を含め一体で形成されている。

そして、凸部３１は、ブロック面３０ａと直交する側壁部３１ａを有し、凸部３２は、ブロック面３０ａと直交する側壁部３２ａを有している。ブロック面３０ａに配置される物理量検出センサー４０は、リッド４１２がブロック面３０ａと側壁部３１ａと側壁部３２ａとに接続した状態で固定されている。同様に、凸部３３は、ブロック面３０ｂと直交する側壁部３３ａを有し、ブロック面３０ｂに配置される物理量検出センサー４０は、リッド４１２がブロック面３０ｂと側壁部３３ａと金属ベース板１０の受面１０ａとに接続した状態で固定されている。凸部３４は、ブロック面３０ｃと直交する側壁部３４ａを有し、ブロック面３０ｃに配置される物理量検出センサー４０は、リッド４１２がブロック面３０ｃと側壁部３４ａと金属ベース板１０の受面１０ａとに接続した状態で固定されている。この場合、金属ベース板１０の受面１０ａは、側壁部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａに準じる機能を果たしている。また、多軸物理量検出装置１００における金属ブロック３０と物理量検出センサー４０との固定は、接着剤等による化学的方法やネジ等による機械的方法等によって可能であり、ここでは接着剤を用いている。

このような構成の多軸物理量検出装置１００において、ブロック面３０ａ、ブロック面３０ｂおよびブロック面３０ｃ、並びに凸部３１、凸部３２、凸部３３および凸部３４は、保持部に該当する。また、ブロック面３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、物理量検出センサー４０が配置される底面部に該当し、側壁部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａおよび金属ベース板１０の受面１０ａは、対応する底面部と交わるように配置されている構成となっている。これら金属ブロック３０および金属ベース板１０は、物理量検出センサー４０のそれぞれとの熱の伝達が良好であることが好ましく、多軸物理量検出装置１００では、軽量であり加工が容易でもあるアルミニウム（Ａｌ）を用いている。

次に、多軸物理量検出装置１００が備えている物理量検出センサー４０について、説明する。図３（ａ）は、物理量検出センサーの構成を示す平面図、図３（ｂ）は、物理量検出センサーの構成を示す断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＩ−Ｉ線に沿う断面を表している。図３では、互いに直交する３つの軸として、図１および図２で用いた座標軸とは異なるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を図示している。

物理量検出センサー４０は、パッケージ４１と、素子ベース体４２と、物理量検出素子４３とを有している。まず、パッケージ４１は、パッケージベース４１１およびリッド（金属蓋体）４１２からなっている。パッケージベース４１１は、平板状であって、平板の端部にｘ軸方向に沿って設けられ素子ベース体４２を固定するための段部４１３と、平板を貫通している孔および孔を塞ぐための封止材からなる封止部４１４と、を有し、段部４１３と反対側の面には、発振回路基板５０と接続するための外部端子４６０が形成されている。このパッケージベース４１１は、セラミックグリーンシートを焼成した酸化アルミニウム焼結体で形成されている。酸化アルミニウム焼結体は、パッケージ用として優れているが、加工が難しい。しかし、この場合、パッケージベース４１１が平板状であるため、容易に形成することができる。なお、パッケージベース４１１は、水晶、ガラスおよびシリコン等の材料を用いて形成することもできる。

また、リッド４１２は、内部側に凹状に形成されている収容部４１７を有し、パッケージベース４１１の段部４１３に固定されている素子ベース体４２を覆うように配置されている。このリッド４１２は、パッケージベース４１１と同じ材料や、コバール、ステンレス鋼などの金属等を用いることができ、ここでは、熱伝導性の良い金属でリッド４１２を形成することが好ましいため、コバールを用いている。そして、リッド４１２は、シームリング４１６を介して、パッケージベース４１１に接合されていて、パッケージベース４１１とリッド４１２とを接合すると、収容部４１７を減圧された気密状態に封止することができる。

このような物理量検出センサー４０において、収容部４１７の封止は、パッケージベース４１１とリッド４１２との接合後、封止部４１４の孔から収容部４１７内の空気を抜いて減圧し、孔をロウ材（封止材）で塞ぐ方法で行われている。これにより、素子ベース体４２および物理量検出素子４３は、減圧されて気密状態の収容部４１７内に封止される。なお、収容部４１７の内部は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填されていてもよい。

次に、素子ベース体４２は、水晶板からエッチング等で形成された板状であって、ｘ軸方向に延出しパッケージベース４１１の段部４１３に接着剤４５１で固定されている固定部４２１と、固定部４２１からｙ軸方向へ延出している継ぎ手部４２２と、継ぎ手部４２２から固定部４２１と反対方向へ矩形状をなして延出している可動部４２３と、固定部４２１の一端から可動部４２３の外縁に沿って固定部４２１の他端まで延出している枠部４２４と、固定部４２１から可動部４２３に掛け渡されて固定されている物理量検出素子４３と、可動部４２３に設けられている質量部４２５（４２５ａ，４２５ｂ，４２５ｃ，４２５ｄ）と、を備えている。

可動部４２３は、枠部４２４および固定部４２１によって囲まれていて、固定部４２１に継ぎ手部４２２を介して接続され、片持ち支持された状態である。継ぎ手部４２２は、固定部４２１と可動部４２３との間に設けられ、固定部４２１と可動部４２３とを接続している。継ぎ手部４２２の厚みは、固定部４２１や可動部４２３の厚みよりも薄く形成されていて、可動部４２３が固定部４２１に対して変位（回動）する際に中間ヒンジとして機能する。そして、可動部４２３に設けられている質量部４２５（４２５ａ，４２５ｂ，４２５ｃ，４２５ｄ）は、ｚ軸方向から見た平面視で矩形状であり、質量部４２５ａ，４２５ｂが可動部４２３のリッド４１２側に配置され、物理量検出素子４３を中心にした左右対称の位置に接合部４５２によって固定されている。一方、質量部４２５ｃ，４２５ｄは、可動部４２３のパッケージベース４１１側に配置され、質量部４２５ａ，４２５ｂとそれぞれ重なるように接合部４５２によって固定されている。

次に、物理量検出素子４３は、固定部４２１に接着剤４５０で固定されている基部４３１ａと、可動部４２３に接着剤４５０で固定されている基部４３１ｂと、基部４３１ａと基部４３１ｂとの間にあって物理量を検出するための振動梁部４３２（４３２ａ，４３２ｂ）と、を有している。この場合、振動梁部４３２は、その形状が角柱状であり、振動梁部４３２ａ，４３２ｂのそれぞれに設けられた励振電極（図示せず）に駆動信号（交流電圧）が印加されると、ｘ軸に沿って、互いに離間または近接するように屈曲振動をする。励振電極は、駆動信号の印加のために、図示しない配線によって外部端子４６０と電気的に接続されている。

なお、物理量検出素子４３は、この場合、水晶の原石等から所定の角度で切り出された水晶基板を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングすることにより形成されている。さらに、物理量検出素子４３は、素子ベース体４２との線膨張係数の差を小さくすることを考慮すれば、素子ベース体４２と同質材であることが望ましい。

また、多軸物理量検出装置１００において、図２に示すように、金属ブロック３０のブロック面３０ａに接続する物理量検出センサー４０は、物理量検出素子４３がＸ軸に沿うように配置され、Ｙ軸まわりの加速度等を検出する。そして、金属ブロック３０のブロック面３０ｂに接続する物理量検出センサー４０は、物理量検出素子４３がＺ軸に沿うように配置され、Ｘ軸まわりの加速度等を検出し、金属ブロック３０のブロック面３０ｃに接続する物理量検出センサー４０は、物理量検出素子４３がＹ軸に沿うように配置され、Ｚ軸まわりの加速度等を検出する。このような配置により、多軸物理量検出装置１００は、多軸の検出センサーとして機能する。

次に、物理量検出センサー４０の動作について説明する。図４（ａ）（ｂ）は、物理量検出センサーの動作を示す断面図である。図４（ａ）に示すように、物理量検出センサー４０に、例えば、＋ｚ方向の矢印α１方向に加速度が印加されると、可動部４２３には−ｚ方向に力が作用し、可動部４２３は継ぎ手部４２２を支点として−ｚ方向に変位する。これにより、物理量検出センサー４０には、ｙ軸に沿って基部４３１ａと基部４３１ｂとが互いに離れる方向の力が加わり、物理量検出素子４３の振動梁部４３２には引っ張り応力が生じる。そのため、振動梁部４３２の振動する周波数である共振周波数は高くなる。

一方、図４（ｂ）に示すように、物理量検出センサー４０に、例えば、−ｚ方向の矢印α２方向に加速度が印加されると、可動部４２３には＋ｚ方向に力が作用し、可動部４２３は、継ぎ手部４２２を支点として＋ｚ方向に変位する。これにより、物理量検出センサー４０には、ｙ軸に沿って基部４３１ａと基部４３１ｂとが互いに近づく方向の力が加わり、物理量検出素子４３の振動梁部４３２には圧縮応力が生じる。そのため、振動梁部４３２の共振周波数は、低くなる。

物理量検出センサー４０では、上記のような物理量検出素子４３の共振周波数の変化を検出している。即ち、物理量検出センサー４０に加わる加速度は、上記の検出された共振周波数の変化の割合に応じて、ルックアップテーブルなどによって定められた数値に変換することで導出される。

なお、物理量検出センサー４０は、傾斜計としても用いることができる。傾斜計としての物理量検出センサー４０は、傾斜による姿勢の変化に応じて、物理量検出センサー４０に対する重力加速度が加わる方向が変化し、振動梁部４３２に引っ張り応力や圧縮応力が生じる。そして、振動梁部４３２の共振周波数が変化することになり、傾斜による姿勢の変化が導出される。

以上説明した多軸物理量検出装置１００は、３つの物理量検出センサー４０が金属ブロック３０の底面部（ブロック面３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）のいずれかに接続していると共に、側壁部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａのいずれかにも接続している。また、金属ブロック３０のブロック面３０ａ，３０ｂ，３０ｃへの接続は、物理量検出センサー４０における熱伝導の良好な金属蓋体であるリッド４１２の側で行われている。従って、それぞれの物理量検出センサー４０は、ブロック面３０ａ，３０ｂ，３０ｃにのみ接続している場合に比べて、金属ブロック３０との熱伝導性が向上し、いずれかの物理量検出センサー４０に温度変化が生じても、当該物理量検出センサー４０と金属ブロック３０との間の熱伝導により、その温度変化を低減できる。これにより、多軸物理量検出装置１００は、物理量検出センサー４０それぞれがほぼ均一な温度を保持するため、高精度を維持することができる。加えて、物理量検出センサー４０が金属ブロック３０のブロック面３０ａ，３０ｂ，３０ｃおよび側壁部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａに接続して、広い面積で固定されているため、耐衝撃性の向上も図れる。
（多軸物理量検出装置の製造方法）

次に、多軸物理量検出装置１００の製造法について、説明する。図５は、多軸物理量検出装置の製造方法を示すフローチャートである。まず、工程Ｓ１において、金属ブロックおよび物理量検出センサーを用意する。多軸物理量検出装置１００の場合、凸部３１，３２，３３，３４を有している金属ブロック３０と、３つの物理量検出センサー４０と、を準備しておく。ここでは、金属ブロック３０に金属ベース板１０が付属していて、これら金属ベース板１０を含む金属ブロック３０および物理量検出センサー４０は、前工程において、別々に製造されている。なお、金属ブロック３０および金属ベース板１０の製造において、使用する金属はアルミニウムであるが、１５０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有している金属であれば用いることができる。例えば、熱伝導率が約２００Ｗ／ｍＫのアルミニウムの他、熱伝導率が約３７０Ｗ／ｍＫの銅、熱伝導率が約１９０Ｗ／ｍＫのタングステン、熱伝導率が約４２０Ｗ／ｍＫの銀等が挙げられる。この工程Ｓ１は、準備工程に該当する。準備後、工程Ｓ２へ進む。

工程Ｓ２において、金属ブロックの底面部と側壁部とに接着剤を塗布する。この場合、底面部は、金属ブロック３０における金属ベース板１０の受面１０ａに配置される面と反対側のブロック面３０ａ、およびブロック面３０ａと隣り合うブロック面３０ｂ，３０ｃであり、これら底面部と、凸部３１，３２，３３，３４のそれぞれの側壁部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａと、に接着剤を塗布する。接着剤としては特に規定しないが、ここでは、エポキシ樹脂系の熱硬化型の接着剤を用いている。なお、接着剤の塗布は、底面部と側壁部とに塗布するのが固定強度の観点から好ましいが、底面部または側壁部のいずれか一方であっても良い。また、多軸物理量検出装置１００における金属ブロック３０と物理量検出センサー４０との固定は、ネジ等による方法でも可能であるが、ここでは接着剤を用いた場合を示している。塗布後、工程Ｓ３へ進む。

工程Ｓ３において、物理量検出センサーのリッド（蓋体）を金属ブロックに対向させて配置する。物理量検出センサー４０において、この場合金属のコバールで形成されているリッド４１２は、セラミックである酸化アルミニウム焼結体のパッケージベース４１１に比べて熱伝導性が良好である。そのため、物理量検出センサー４０において、物理量検出センサー４０と金属ブロック３０との熱伝導を促進させるように、リッド４１２の側を金属ブロック３０に向けて配置する。その際、物理量検出センサー４０は、図２を参照して既述したように、物理量検出素子４３を所定方向に向けた配置とする。この工程Ｓ３は、配置工程に該当する。配置後、工程Ｓ４へ進む。

工程Ｓ４において、物理量検出センサーを金属ブロックの底面部と側壁部とに接続する。つまり、リッド４１２の側を金属ブロック３０に向けて配置された物理量検出センサー４０を、接着剤の塗布されている底面部（ブロック面３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）および側壁部３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａに押し付けて、金属ブロック３０に接続する。物理量検出センサー４０が配置される金属ブロック３０には、工程Ｓ２で接着剤がすでに塗布されているため、物理量検出センサー４０は接着剤で仮固定される。接続後、工程Ｓ５に進む。

工程Ｓ５において、金属ブロックの３面に物理量検出センサーが接続されたか否かを確認する。この確認は、確認用センサーあるいは作業者によって行われる。金属ブロック３０の３面すべてに物理量検出センサー４０が接続されていれば、工程Ｓ６へ進み、一方、金属ブロックの１面または２面にしか物理量検出センサー４０が接続されていなければ、工程Ｓ３へ戻る。

物理量検出センサー４０の接続がすべて終了していれば、工程Ｓ６において、接着剤を加熱して、物理量検出センサーを固定する。ここでは、熱硬化型の接着剤を用いているので、加熱により接着剤を硬化させて、金属ブロック３０に物理量検出センサー４０を固定している。この工程Ｓ６は、工程Ｓ４と共に接続工程に該当する。以上で多軸物理量検出装置１００の製造法に関するフローが終了する。
（実施形態２）

次に、多軸物理量検出装置１００における他の好適な例について説明する。図６は、本発明の実施形態２に係る多軸物理量検出装置の構成を示す断面図である。また、図７は、実施形態２に係る多軸物理量検出装置の構成を分解して示す斜視図である。実施形態２の多軸物理量検出装置２００は、金属ブロック（保持部集合体）８０と物理量検出センサー４０との接続構造に特徴があり、特徴部分が実施形態１の多軸物理量検出装置１００とは異なっている。従って、実施形態１と異なっている部分以外には実施形態１と同符号を付与して説明する。

図６および図７に示すように、多軸物理量検出装置２００は、金属ベース板１０と、金属ベース板１０の受面１０ａに配置されている金属ブロック８０と、金属ブロック８０の金属ベース板１０と反対側の上平面および上平面と隣り合う２つの側立面の３面（複数の保持部）にそれぞれ配置されている物理量検出センサー４０と、物理量検出センサー４０のそれぞれに設けられている発振回路基板５０と、装置カバー６０と、を備えている。

また、物理量検出センサー４０が配置される上平面には、物理量検出センサー４０の平面視での四角形形状（図３（ａ））と相似形状の開口を有する凹部（保持部）８１が形成されている。同様に、一方の側立面には、物理量検出センサー４０と相似形状の開口を有する凹部（保持部）８２が形成されていて、他方の側立面には、物理量検出センサー４０と相似形状の開口を有する凹部（保持部）８３が形成されている。この場合、金属ブロック８０は、凹部８１，８２，８３を含め一体で形成されている。

そして、凹部８１は、凹状を形成する底面である底面部８１ａと、底面部８１ａと直交している内側面である４つの側壁部８１ｂと、を有している。凹部８１に配置される物理量検出センサー４０は、リッド４１２が底面部８１ａと側壁部８１ｂとに接続した状態で固定されている。同様に、凹部８２は、凹状を形成する底面である底面部８２ａと、底面部８２ａと直交している内側面である４つの側壁部８２ｂと、を有し、物理量検出センサー４０のリッド４１２が底面部８２ａと側壁部８２ｂとに接続した状態で固定されている。凹部８３は、凹状を形成する底面である底面部８３ａと、底面部８３ａと直交している内側面である４つの側壁部８３ｂと、を有し、物理量検出センサー４０のリッド４１２が底面部８３ａと側壁部８３ｂとに接続した状態で固定されている。

金属ブロック８０は、物理量検出センサー４０のそれぞれとの熱の伝達が良好であることが好ましく、多軸物理量検出装置２００では、軽量で加工が容易でもあるアルミニウム（Ａｌ）を用いている。

このような構成の多軸物理量検出装置２００は、物理量検出センサー４０が金属ブロック８０の凹部８１，８２，８３内部に配置されている形態である。そのため、物理量検出センサー４０は、実施形態１における形態に比べて、金属ブロック８０との接触面積が大きくなって熱伝導が行われやすくなり、物理量検出センサー４０のそれぞれを、より均一な温度状態に保持することができる。これにより、多軸物理量検出装置２００は、３つの物理量検出センサー４０が高精度を維持することができ、３つの方向（多軸）の加速度等を正確に検出することができる。
（電子機器）

次に、多軸物理量検出装置１００，２００を用いた電子機器について、説明する。図８（ａ）は、多軸物理量検出装置を備えたビデオカメラを示す斜視図、図８（ｂ）は、多軸物理量検出装置を備えた携帯電話を示す斜視図である。これら電子機器としてのビデオカメラ３００および携帯電話４００は、本発明に係る多軸物理量検出装置１００，２００のうち、多軸物理量検出装置１００を搭載している。最初に、図８（ａ）に示すビデオカメラ３００は、受像部３０１と、操作部３０２と、音声入力部３０３と、表示ユニット３０４と、を備えている。このビデオカメラ３００は、多軸物理量検出装置１００を備えており、３つの物理量検出センサー４０が均一な温度状態を保持して、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（不図示）方向の加速度等を検出することにより、手ぶれを補正する機能を発揮できる。これにより、ビデオカメラ３００は、鮮明な動画映像を記録することができる。

また、図８（ｂ）に示す携帯電話４００は、複数の操作ボタン４０１と、表示ユニット４０２と、カメラ機構４０３と、シャッターボタン４０４と、を備えていて、電話機およびカメラとして機能する。この携帯電話４００は、多軸物理量検出装置１００を備えており、３つの物理量検出センサー４０が均一な温度状態を保持して、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（不図示）方向の加速度等を検出することにより、カメラ機構４０３の手ぶれを補正する機能を発揮できる。これにより、携帯電話４００は、カメラ機構４０３により鮮明な画像を記録することができる。
（移動体）

次に、多軸物理量検出装置１００，２００を用いた移動体について、説明する。図８（ｃ）は、多軸物理量検出装置を備えた移動体を示す斜視図である。図８（ｃ）に示すように、この場合の移動体５００は、自動車であって、多軸物理量検出装置１００が一例として用いられている。移動体５００において、多軸物理量検出装置１００は、車体５０１に搭載されている電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）５０３に内蔵されている。電子制御ユニット５０３は、多軸物理量検出装置１００の３つの物理量検出センサー４０が均一な温度状態を保持して、車体５０１に加えられた加速度等を検出することにより、移動体５００の移動状態や姿勢等を把握し、タイヤ５０２等の制御を的確に行うことができる。これにより、移動体５００は、安全で安定した移動をすることが可能である。

以上説明した多軸物理量検出装置、多軸物理量検出装置の製造方法、電子機器および移動体は、各実施形態における形態に限定されるものではなく、次に挙げる変形例のような形態であっても、実施形態と同様な効果が得られる。

（変形例１）多軸物理量検出装置１００，２００は、３つの物理量検出センサー４０を備えているが、これに限定されるものではない。例えば、多軸物理量検出装置１００，２００は、検出すべき物理量に対応して、３つ以外の複数の物理量検出センサー４０を備える構成であっても良い。

（変形例２）多軸物理量検出装置１００の金属ブロック３０は、凸部３１，３２，３３，３４を含め一体で形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、金属ブロック３０は、凸部３１，３２，３３，３４がそれぞれ別体で形成されていて、各凸部３１，３２，３３，３４を金属ブロック３０の所定位置に固定する構成であっても良い。同様に、金属ブロック８０は、凹部８１，８２，８３を含め一体で形成されているが、例えば、金属ブロック８０の凹部８１において、４つの側壁部８１ｂを有する４角形リングを別体で形成しておき、この４角形リングを金属ブロック８０の底面部８１ａとなる面に固定するような構成等であっても良い。この場合、凹部８２，８３も同様にして構成される。

（変形例３）物理量検出センサー４０は、パッケージ４１のパッケージベース４１１が平板状であり、リッド４１２が内部側に収容部４１７を有する凹状であるが、この形態に限定されず、パッケージ４１のリッド４１２が平板状であり、パッケージベース４１１が内部側に収容部４１７を有する凹状であっても良い。

（変形例４）多軸物理量検出装置２００において、３つの物理量検出センサー４０は、凹部８１，８２，８３のいずれかに配置され、それぞれの４つの側壁部に接続して固定されているが、４つの側壁部すべてと接続せずに、例えば３つの側壁部と接続している形態等であっても良い。さらに、多軸物理量検出装置２００において、凹部８１，８２，８３は、４つの面をそれぞれ有する側壁部８１ｂ，８２ｂ，８３ｂがいずれかの面を欠いた形態等であっても良い。この場合、物理量検出センサー４０は、側壁部８１ｂ，８２ｂ，８３ｂの例えば３つの面に接続することになる。但し、熱伝達の観点からは、実施形態２に示すように、物理量検出センサー４０が側壁部８１ｂ，８２ｂ，８３ｂの４つの面に接続している形態が好ましい。

（変形例５）多軸物理量検出装置１００，２００は、既述した加速度計および傾斜計として機能する物理量検出センサー４０だけでなく、振動センサー、重力センサーおよび角速度センサー等を備えることもできる。いずれのセンサーを複数搭載した場合でも、多軸物理量検出装置１００，２００は、均一な温度状態を保持することができ、センサー機能を最大限に発揮できる。

１０…金属ベース板、３０…保持部集合体としての金属ブロック、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…保持部および底面部としてのブロック面、３１…保持部としての凸部、３１ａ…側壁部、３２…保持部としての凸部、３２ａ…側壁部、３３…保持部としての凸部、３３ａ…側壁部、３４…保持部としての凸部、３４ａ…側壁部、４０…物理量検出センサー、４１…パッケージ、４２…素子ベース体、４３…物理量検出素子、８０…金属ブロック、８１…凹部、８１ａ…底面部、８１ｂ…側壁部、８２…凹部、８２ａ…底面部、８２ｂ…側壁部、８３…凹部、８３ａ…底面部、８３ｂ…側壁部、１００…多軸物理量検出装置、２００…多軸物理量検出装置、３００…電子機器としてのビデオカメラ、４００…電子機器としての携帯電話、４１１…パッケージベース、４１２…金属蓋体としてのリッド、５００…移動体。

Claims (8)

1. 複数の物理量検出センサーと、
   前記物理量検出センサーを保持している複数の保持部を有している保持部集合体と、を備え、
   前記保持部は、底面部、および前記底面部と交わるように配置されている側壁部を有し、前記物理量検出センサーは前記底面部と前記側壁部とに当接している、ことを特徴とする多軸物理量検出装置。
2. 前記複数の保持部は凸部を有し、前記凸部の側面が前記側壁部である、ことを特徴とする請求項１に記載の多軸物理量検出装置。
3. 前記複数の保持部は凹部を有し、前記凹部の底面が前記底面部であり、前記凹部の内側面が前記側壁部である、ことを特徴とする請求項１に記載の多軸物理量検出装置。
4. 前記物理量検出センサーは金属を含む蓋体を有し、前記蓋体と前記底面部とが接続している、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多軸物理量検出装置。
5. 前記保持部集合体は、熱伝導率が１５０Ｗ／ｍＫ以上の金属を含んでいる、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多軸物理量検出装置。
6. 底面部および前記底面部と交わるように配置されている側壁部を有する複数の保持部を備え、金属を含んでいる保持部集合体と、金属を含む蓋体を有する複数の物理量検出センサーと、を用意する準備工程と、
   前記複数の物理量検出センサーを前記蓋体側が前記底面部に向くように配置する配置工程と、
   前記複数の物理量検出センサーを前記底面部と前記側壁部とに当接するように接続する接続工程と、
   を含むことを特徴とする多軸物理量検出装置の製造方法。
7. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多軸物理量検出装置を備えている、ことを特徴とする電子機器。
8. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多軸物理量検出装置を備えている、ことを特徴とする移動体。

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