JP5678741B2 - 加速度検出器、加速度検出デバイス及び電子機器 - Google Patents
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Description
に関する。
手を回転軸として回動できる振り子型回動質量と、この回動質量をベースに橋渡しするセ
ンサー手段と、を備えた振り子型加速度計(以下、加速度検出器という)が開示されてい
る。
以下、変位という)することで、センサー手段(以下、加速度検出素子という)に引っ張
り応力や圧縮応力が加わることによる、加速度検出素子の共振周波数の変化によって加速
度を検出する構成となっている。
(以下、パッケージという)によって行われている。つまり、加速度検出器は、自身には
可動部の変位を規制する構成要素が一切ないことから、可動部や加速度検出素子がパッケ
ージの内面に衝突するまで変位可能な構成となっている。
このように、上記加速度検出器は、可動部の変位の規制が外部部材であるパッケージに
依存することから、可動部(加速度検出素子)とパッケージの内面との隙間に関わる数々
の寸法公差要因(例えば、パッケージを構成する各部品の寸法ばらつきや、パッケージへ
の加速度検出器の固定位置のばらつきなど)によって、可動部とパッケージの内面との隙
間が、設定値に対して大きくばらつく虞がある。
大きい場合、加わる加速度の大きさによっては、可動部や加速度検出素子がパッケージの
内面に激しく衝突して破損する虞がある。
また、上記加速度検出器は、可動部とパッケージの内面との隙間が設定値より更に大き
い場合、加わる加速度の大きさによっては、可動部や加速度検出素子がパッケージの内面
に衝突しなくても、強度の限界を超える変位により破損する虞がある。
一方、上記加速度検出器は、可動部とパッケージの内面との隙間が設定値より小さい場
合、可動部の変位範囲が設定より小さくなることから、設定された加速度検出範囲を満足
できない虞がある。
態または適用例として実現することが可能である。
、一部が支持部と重なる質量部が配置され、可動部が、加わる加速度に応じて継ぎ手部を
支点にして主面と交差する方向に変位可能であり、質量部と支持部とが重なる領域の両者
間に隙間が設けられている。
このことから、加速度検出器は、加速度に応じて変位する可動部の変位を、可動部の主
面に配置された質量部が隙間分変位したところで支持部と接触することによって、所定の
範囲内に規制することができる。
この結果、加速度検出器は、自身に可動部の変位を規制する構成要素(以下、ストッパ
ーという)を設けたことから、外部部材であるパッケージに依存することなく、可動部の
変位を自身で規制することが可能となる。
したがって、加速度検出器は、例えば、パッケージの内面と加速度検出器との隙間を、
質量部と支持部との隙間よりも十分に大きく設定することが可能となり、従来のような、
パッケージの内面との衝突や強度の限界を超える変位による、可動部や加速度検出素子の
破損を回避することができる。
ージなどの外部部材の寸法ばらつき(寸法公差)が、ばらつき要因として加わることがな
い。
このとから、加速度検出器は、質量部と支持部との隙間のばらつきを、従来のパッケー
ジの内面と加速度検出器との隙間のばらつきよりも小さくすることが可能となる。
これにより、加速度検出器は、従来のような、可動部の変位が設定より狭い範囲に規制
され、設定された加速度検出範囲を満足できないという不具合を回避することができる。
前述の従来構成では不可能であった、可動部の変位の規制具合を、例えば、パッケージな
どの外部部材に収容する前に確認することができる。
これにより、加速度検出器は、従来と比較して、良品率が格段に向上し、実使用時にお
ける破損などの不具合を低減することができる。
を囲む枠状に形成されていることから、例えば、支持部が可動部の両側に分割されている
場合と比較して、支持部における質量部の接触時(衝突時)の強度(耐衝撃性)を向上さ
せることができる。
加えて、加速度検出器は、平面視において、支持部がベース部とによって可動部を囲む
枠状に形成されていることから、例えば、支持部が可動部の両側に分割されている場合と
比較して、形状がゆがむことなく安定した状態で、例えば、パッケージなどの外部部材に
固定することができる。
これにより、加速度検出器は、例えば、パッケージなどの外部部材に固定する際の質量
部と支持部との隙間のばらつきの変化を抑制することができる。
を有し、平面視において、隣り合う前記固定部同士を結んで囲んだ範囲内、または隣り合
う前記固定部同士を結んだ直線上に、前記加速度検出器の重心が位置することが好ましい
。
合う固定部同士を結んで囲んだ範囲内、または隣り合う固定部同士を結んだ直線上に、加
速度検出器の重心が位置する。
このことから、加速度検出器は、いずれかの方向へ傾くことなく安定した姿勢で、例え
ば、パッケージなどの外部部材に固定することができる。
加速度検出部と、加速度検出部の両端に接続された一対の基部と、を備え、基部の一方が
ベース部に固定され、基部の他方が可動部に固定されている。
このことから、加速度検出器は、例えば、加わる加速度による可動部の変位に応じて振
動梁が伸縮し、この際に生じる引っ張り応力、圧縮応力による振動梁の振動周波数の変化
を加速度に変換するという構成が可能となる。
加速度検出器の可動部の変位を自身で規制する本構成は、この振動梁を備えた加速度検
出素子に対する衝撃を緩和し、加速度検出素子の破損を回避するという観点において、よ
り効果的であるといえる。
載の加速度検出器と、前記加速度検出器を収容するパッケージと、を備えたことを特徴と
する。
器と、加速度検出器を収容するパッケージと、を備えたことから、上記適用例のいずれか
一項に記載の効果を奏する加速度検出デバイスを提供することができる。
検出器を備えたことを特徴とする。
ことから、上記適用例のいずれか一項に記載の効果を奏する電子機器を提供することがで
きる。
最初に、加速度検出器の一例について説明する。
図1は、第1実施形態の加速度検出器の部分展開模式斜視図である。図2は、第1実施
形態の加速度検出器の概略構成を示す模式平断面図である。図2(a)は、平面図、図2
(b)は、図2(a)のA−A線での断面図である。なお、各配線は省略してあり、各構
成要素の寸法比率は実際と異なる。
に継ぎ手部11を介して接続された矩形平板状の可動部12と、ベース部10と可動部1
2とに掛け渡された加速度検出素子13とを備えている。
そして、加速度検出器1は、平面視において、ベース部10から可動部12の両側に沿
って延び、ベース部10とによって可動部12を囲む略矩形の枠状に形成されている平板
状の支持部14、を備えている。
部が支持部14と重なる一対の質量部(錘部)15が配置されている。質量部15は、接
着剤16を介して主面12a,12bに固定されている。
ベース部10、継ぎ手部11、可動部12、支持部14は、例えば、水晶の原石などか
ら所定の角度で切り出された水晶基板を用いて一体で略平板状に形成されている。なお、
可動部12と支持部14との間には、両者を分割するスリット状の孔が設けられている。
ベース部10、継ぎ手部11、可動部12、支持部14の外形形状は、フォトリソグラ
フィー、エッチングなどの技術を用いて精度よく形成されている。
10と可動部12とを区切るように、ベース部10と可動部12とを結ぶ方向(Y軸方向
)と直交する方向(X軸方向)に沿って溝部11aが形成されている。
溝部11aにより、継ぎ手部11のY軸方向に沿った断面形状(図2(b)の形状)は
、略H字状に形成されている。
この継ぎ手部11により、可動部12は、主面12a(12b)と交差する方向(Z軸
方向)に加わる加速度に応じて、継ぎ手部11を支点(回転軸)にして主面12aと交差
する方向(Z軸方向)に変位(回動)可能となっている。
が用いられている。
そして、質量部15は、平面サイズを極力大きくするために、可動部12における継ぎ
手部11側とは反対側の自由端側から、加速度検出素子13を避けて二股状で継ぎ手部1
1近傍まで延び、平面視において、略U字状に形成されている。
接着剤16には、例えば、シリコーン樹脂系の熱硬化型接着剤が用いられている。接着
剤16は、熱応力の抑制の観点から可動部12及び質量部15の一部の範囲を接着するよ
うに塗布されるのが好ましい。
グ部分)では、図2(b)に示すように、質量部15と支持部14との間に隙間Cが設け
られている。本実施形態では、隙間Cを接着剤16の厚さで管理している。
具体的には、例えば、可動部12と質量部15との間に、隙間Cに相当する所定の厚さ
に形成されたスペーサーを挟んだ状態で、可動部12と質量部15とを接着剤16によっ
て固定することで、隙間Cを所定の範囲内に管理することができる。
延びる少なくとも一以上(ここでは2本)の角柱状であって、X軸方向に屈曲振動をする
振動梁13a,13bを有する加速度検出部13cと、加速度検出部13cの両端に接続
された一対の基部13d,13eと、を備えている。
加速度検出素子13は、2本の振動梁13a,13bと一対の基部13d,13eとで
二組の音叉を構成することから、双音叉素子(双音叉型振動片)とも呼ばれている。
加速度検出素子13は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基
板を用いて、加速度検出部13cと基部13d,13eとが一体で略平板状に形成されて
いる。また、加速度検出素子13の外形形状は、フォトリソグラフィー、エッチングなど
の技術を用いて精度よく形成されている。
融点ガラス、共晶接合可能なAu/Sn合金被膜などの接合部材17を介して固定され、
他方の基部13eがベース部10の主面10a側(可動部12の主面12aと同じ側)に
接合部材17を介して固定されている。
なお、加速度検出素子13と、ベース部10の主面10a及び可動部12の主面12a
との間には、可動部12の変位時に加速度検出素子13とベース部10及び可動部12と
が互いに接触しないように、所定の隙間が設けられている。この隙間は、本実施形態では
、接合部材17の厚さで管理されている。管理方法は、上記隙間Cと同様の方法を用いる
ことができる。
基部13eに引き出された引き出し電極13f,13gが、例えば、Au、Alなどの金
属ワイヤー18によって、ベース部10の主面10aに設けられた接続端子10b,10
cと接続されている。
詳述すると、引き出し電極13fは、接続端子10bと接続され、引き出し電極13g
は、接続端子10cと接続されている。
ベース部10の接続端子10b,10cは、図示しない配線によって支持部14の外部
接続端子14e,14fと接続されている。詳述すると、接続端子10bは、外部接続端
子14eと接続され、接続端子10cは、外部接続端子14fと接続されている。
なお、励振電極、引き出し電極13f,13g、接続端子10b,10c、外部接続端
子14e,14fは、例えば、Crを下地層とし、その上にAuが積層された構成となっ
ている。
は4箇所)の固定部14a,14b,14c,14dを有し、平面視において、隣り合う
固定部同士を結んで囲んだ範囲内(例えば、図2(a)の2点鎖線で囲んだ範囲内のよう
に隣り合う固定部同士を結ぶ互いに交差しあわない線にて囲まれた範囲内)に、加速度検
出器1の重心Gが位置するように固定部14a〜14dが配置されている。
なお、固定部が2箇所の場合には、固定部同士を結んだ直線上に重心Gが位置するよう
に2箇所の固定部が配置されていればよい。
図3は、加速度検出器の動作について説明する模式断面図である。図3(a)は、可動
部が紙面下方(−Z方向)に変位した状態を示し、図3(b)は、可動部が紙面上方(+
Z方向)に変位した状態を示す。
可動部12が、継ぎ手部11を支点にして−Z方向に変位した場合、加速度検出素子13
には、Y軸方向に基部13dと基部13eとが互いに離れる方向の引っ張り力が加わり、
加速度検出部13cの振動梁13a,13bに引っ張り応力が生じる。
これにより、加速度検出器1は、例えば、巻き上げられた弦楽器の弦のように、加速度
検出部13cの振動梁13a,13bの振動周波数(以下、共振周波数ともいう)が高く
なる方に変化する。
じて、可動部12が、継ぎ手部11を支点にして+Z方向に変位した場合、加速度検出素
子13には、Y軸方向に基部13dと基部13eとが互いに近づく方向の圧縮力が加わり
、加速度検出部13cの振動梁13a,13bに圧縮応力が生じる。
これにより、加速度検出器1は、例えば、巻き戻された弦楽器の弦のように、加速度検
出部13cの振動梁13a,13bの共振周波数が低くなる方に変化する。
+g、−g)は、こ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。
所定の大きさより大きい場合、可動部12の主面12aに固定された質量部15の、平面
視において支持部14と重なる部分が支持部14に接触する。
これにより、加速度検出器1は、加速度−gに応じて−Z方向に変位する可動部12の
変位を、所定の範囲(隙間Cに相当、図2(b)参照)内に規制する。
定の大きさより大きい場合、可動部12の主面12bに固定された質量部15の、平面視
において支持部14と重なる部分が支持部14に接触する。
これにより、加速度検出器1は、加速度+gに応じて+Z方向に変位する可動部12の
変位を、所定の範囲(隙間Cに相当、図2(b)参照)内に規制する。
bに、平面視において、一部が支持部14と重なる質量部15が配置され、可動部12が
Z軸方向に加わる加速度(+g、−g)に応じて継ぎ手部11を支点にしてZ軸方向に変
位可能であり、質量部15と支持部14とが重なる領域Bにおける質量部15と支持部1
4との間に隙間Cが設けられている。
このことから、加速度検出器1は、加速度に応じてZ軸方向に変位する可動部12の変
位を、可動部12の両主面12a,12bに固定された質量部15が隙間C分変位して支
持部14と接触することによって、所定の範囲内に規制することができる。
ことから、例えば、外部部材であるパッケージに依存することなく可動部12の変位を自
身で規制することが可能となる。
したがって、加速度検出器1は、例えば、外部部材であるパッケージの内面と加速度検
出器1との隙間を、質量部15と支持部14との隙間Cよりも十分に大きく設定すること
が可能となり、従来のような、パッケージの内面との衝突や強度の限界を超える変位によ
る、可動部12や加速度検出素子13の破損を回避することができる。
えば、パッケージなどの外部部材の寸法ばらつき(寸法公差)が、ばらつき要因として加
わることがない。
このことから、加速度検出器1は、質量部15と支持部14との隙間Cのばらつきを、
従来のパッケージ内面と加速度検出器との隙間のばらつきよりも小さくすることが可能と
なる。
これにより、加速度検出器1は、従来のような、可動部12の変位が設定より狭い範囲
に規制され、設定された加速度検出範囲を満足できないという不具合を回避することがで
きる。
から、前述の従来構成では不可能であった、可動部12の変位の規制具合を、例えば、パ
ッケージなどの外部部材に収容する前に確認することができる。
これにより、加速度検出器1は、従来と比較して、良品率が格段に向上し、実使用時に
おける破損などの不具合を低減することができる。
部12を囲む略矩形の枠状に形成されていることから、例えば、後述する変形例のような
、支持部14が可動部12の両側に分割されている場合と比較して、支持部14における
質量部15の接触時(衝突時)の強度(耐衝撃性)を向上させることができる。
動部12を囲む略矩形の枠状に形成されていることから、例えば、支持部14が可動部1
2の両側に分割されている場合と比較して、形状がゆがむことなく安定した状態で、例え
ば、パッケージなどの外部部材に固定することができる。
これにより、加速度検出器1は、例えば、パッケージなどの外部部材への固定時におけ
る質量部15と支持部14との隙間Cの変化を抑制することができる。換言すれば、加速
度検出器1は、可動部12の変位を規制する規制範囲の変化を抑制することができる。
において、隣り合う固定部同士を結んで囲んだ範囲内に、加速度検出器の重心Gが位置す
るように固定部14a〜14dが配置されている。
このことから、加速度検出器1は、いずれかの方向へ傾くことなく安定した姿勢で、例
えば、パッケージなどの外部部材に固定することができる。
なお、加速度検出器1は、固定部が2箇所の場合には、固定部同士を結んだ直線上に重
心Gが位置するように2箇所の固定部が配置されていれば、同様の効果を奏することがで
きる。
梁13a,13bを有する加速度検出部13cと、加速度検出部13cの両端に接続され
た一対の基部13d,13eと、を備え、一方の基部13dが可動部12に固定され、他
方の基部13eがベース部10に固定されている。
これによって、加速度検出器1は、Z軸方向に加わる加速度による可動部12のZ軸方
向の変位に応じて振動梁13a,13bがY軸方向に伸縮し、この際に生じる引っ張り応
力、圧縮応力による共振周波数の変化を加速度に変換するという検出感度の高い構成が可
能となっている。
加速度検出器1の可動部12のZ軸方向の変位を自身で規制する本構成は、この振動梁
13a,13bを備えた加速度検出素子13に対する衝撃を緩和し、加速度検出素子13
の破損を回避するという観点において、より効果的であるといえる。
gのみ)の場合には、支持部14に接触しない方の質量部15は、平面視において支持部
14と重ならない形状としてもよく、質量部15そのものを除去してもよい。
また、加速度検出器1は、加速度検出素子13を可動部12の主面12a側に代えて、
主面12b側に備えてもよく、主面12a側及び主面12b側の両方に備えてもよい。
また、加速度検出器1は、接着剤16に加えて、質量部15の側面から可動部12の主
面12a(12b)にかけて接着剤を塗布し、質量部15と可動部12との接着固定強度
を補強してもよい。
また、加速度検出器1は、加速度検出素子13の引き出し電極13f,13gが、ベー
ス部10の接続端子10b,10cと、金属ワイヤー18に代えて導電性接着剤で接続さ
れていてもよい。
なお、これらの付帯事項は、以下の変形例にも適用可能である。
次に、第1実施形態の変形例について説明する。
図4は、第1実施形態の変形例の加速度検出器の概略構成を示す模式平断面図である。
図4(a)は、平面図、図4(b)は、図4(a)のD−D線での断面図、図4(c)は
、図4(a)のE−E線での断面図である。なお、各配線は省略してあり、各構成要素の
寸法比率は実際と異なる。
また、上記第1実施形態との共通部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略し、上
記第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
(−Y側)の、第1実施形態ではX軸方向に延びて繋がっていた部分が、Y軸方向からX
軸方向に屈曲した根元部分を残して切り取られ、支持部114が可動部112の+X側と
−X側との2つに分割されている。
また、加速度検出器2は、支持部114の切り取られたスペースに可動部112の自由
端側が延在している。
能なように、質量部115が+X側と−X側との2つに分割されている。そして、可動部
112の主面112a側では、2つに分割され質量部115が、加速度検出素子113を
+X側と−X側とから挟むように配置されている。
なお、質量部115は、可動部112の主面112b側でも2つに分割され、平面視に
おいて、主面112a側と重なるように配置されている。
側のY軸方向からX軸方向に屈曲した部分(先端部分)と重なっている(図4(a)のハ
ッチング部分、領域B)。
質量部115と支持部114とが重なる領域Bでは、図4(c)に示すように、質量部
115と支持部114との間に隙間Cが設けられている。
なお、加速度検出器2の動作については、第1実施形態に準じるので説明を省略する。
態と同じ位置に、基部13dを可動部112の自由端側の端部に移動させて配置すること
ができる。
このことから、加速度検出器2は、第1実施形態と比較して、Y軸方向のサイズを大き
くすることなく、加速度検出素子113の加速度検出部113cの振動梁113a,11
3bを第1実施形態よりも長くすることが可能となる。
イズを大きくすることなく、加速度検出素子113の振動梁113a,113bを第1実
施形態よりも長くすることが可能なことから、加速度による可動部112の僅かな変位で
も振動梁113a,113bが伸縮しやすくなり、共振周波数の変化が発生しやすくなる
。
この結果、加速度検出器2は、第1実施形態と比較して、Y軸方向のサイズを大きくす
ることなく、加速度の検出感度を向上させることができる。
次に、上記第1実施形態及び変形例で述べた加速度検出器を備えた加速度検出デバイス
について説明する。
図5は、第2実施形態の加速度検出デバイスの概略構成を示す模式平断面図である。図
5(a)は、リッド(蓋体)側から俯瞰した平面図であり、図5(b)は、図5(a)の
F−F線での断面図である。なお、平面図では、リッドを省略してある。また、各配線は
省略してある。
なお、上記第1実施形態との共通部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略し、上
記第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
1と、加速度検出器1を収容するパッケージ20と、を備えている。
パッケージ20は、平面形状が略矩形で凹部を有したパッケージベース21と、パッケ
ージベース21の凹部を覆う平面形状が略矩形で平板状のリッド22と、を有し、略直方
体形状に形成されている。
パッケージベース21には、セラミックグリーンシートを成形して積層し焼成した酸化
アルミニウム質焼結体、水晶、ガラス、シリコンなどが用いられている。
リッド22には、パッケージベース21と同材料、または、コバール、42アロイ、ス
テンレス鋼などの金属が用いられている。
壁に沿って突出した2箇所の段差部23aに、内部端子24,25が設けられている。
内部端子24,25は、加速度検出器1の支持部14に設けられた外部接続端子14e
,14fと対向する位置(平面視において重なる位置)に設けられている。なお、外部接
続端子14eは、ベース部10の接続端子10bと接続され、外部接続端子14fは、ベ
ース部10の接続端子10cと接続されている。
なお、外部接続端子14e,14fは、支持部14の固定部14b,14cと平面視に
おいて重なる位置に設けられているのが好ましい。
子機器などの外部部材に実装される際に用いられる一対の外部端子27,28が形成され
ている。
外部端子27,28は、図示しない内部配線によって内部端子24,25と接続されて
いる。例えば、外部端子27は、内部端子24と接続され、外部端子28は、内部端子2
5と接続されている。
内部端子24,25及び外部端子27,28は、Wなどのメタライズ層にNi、Auな
どの各被膜をメッキなどの方法により積層した金属膜からなる。
が設けられている。
封止部29は、パッケージベース21に形成された、外底面26側の孔径が内底面23
側の孔径より大きい段付きの貫通孔29aに、Au/Ge合金、はんだなどからなる封止
材29bを投入し、加熱溶融後、固化させることでパッケージ20の内部を気密に封止す
る構成となっている。
c,14dが、接着剤30を介して、パッケージベース21の段差部23aに固定されて
いる。
ここで、固定部14b,14cが外部接続端子14e,14fと内部端子24,25と
を接続する部分であることから、接着剤30には、例えば、金属フィラーなどの導電性物
質が混合されたシリコーン樹脂系の導電性接着剤が用いられている。なお、固定部14a
,14dの固定には、金属フィラーなどの導電性物質を含まないシリコーン樹脂系の接着
剤を用いてもよい。
5と接続された状態で、パッケージベース21の凹部がリッド22により覆われ、パッケ
ージベース21とリッド22とがシームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材2
0aで接合される。
加速度検出デバイス3は、リッド22の接合後、パッケージ20の内部が減圧された状
態(真空度の高い状態)で、封止部29の貫通孔29aに封止材29bが投入され、加熱
溶融後、固化されることにより、パッケージ20の内部が気密に封止される。
なお、パッケージ20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。
なお、パッケージは、パッケージベース及びリッドの両方に凹部を有していてもよい。
4e,14f、接続端子10b,10cなどを経由して加速度検出器1の励振電極に印加
される駆動信号によって、加速度検出器1の振動梁13a,13bが所定の周波数で発振
(共振)する。
そして、加速度検出デバイス3は、加わる加速度に応じて変化する加速度検出器1の共
振周波数を出力信号として出力する。
とから、上記第1実施形態に記載された効果を奏する加速度検出デバイス(例えば、パッ
ケージ20の内面との衝突や、強度の限界を超える変位による加速度検出器1の破損を回
避することができる加速度検出デバイス)を提供することができる。
なお、加速度検出デバイス3は、加速度検出器1に代えて加速度検出器2を備えた場合
においても、上記と同様の効果及び加速度検出器2の特有の効果を奏する加速度検出デバ
イスを提供することができる。
次に、上記実施形態及び変形例で述べた加速度検出器を備えた電子機器としての傾斜計
について説明する。
図6は、第3実施形態の傾斜計を示す模式斜視図である。
図6に示す傾斜計4は、上記第1実施形態で述べた加速度検出器1を、傾斜センサーと
して備えている。
傾斜計4は、例えば、山の斜面、道路の法面、盛土の擁壁面などの被計測場所に設置さ
れる。傾斜計4は、外部からケーブル40を介して電源が供給され、または電源を内蔵し
、図示しない駆動回路によって加速度検出器1に駆動信号が送られている。
そして、傾斜計4は、図示しない検出回路によって、加速度検出器1に加わる重力加速
度に応じて変化する共振周波数から、傾斜計4の姿勢の変化(傾斜計4に対する重力加速
度が加わる方向の変化)を検出し、それを角度に換算して、例えば、無線などで基地局に
データ転送する。これにより、傾斜計4は、異常の早期発見に貢献することができる。
なお、傾斜計4は、加速度検出器1に代えて加速度検出器2を傾斜センサーとして備え
ていてもよい。
姿勢制御装置、ゲームコントローラー、携帯電話などの加速度センサー、傾斜センサーな
どとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記実施形態及び変形例で説明した
効果を奏する電子機器を提供することができる。
料は、水晶に限定するものではなく、ガラス、またはシリコンなどの半導体材料であって
もよい。
また、加速度検出素子の基材は、水晶に限定するものではなく、タンタル酸リチウム(
LiTaO3)、四ホウ酸リチウム(Li2B4O7)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)
、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)
などの圧電材料、または酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)などの圧電体
を被膜として備えたシリコンなどの半導体材料であってもよい。
…ベース部、10a…主面、10b,10c…接続端子、11…継ぎ手部、11a…溝部
、12…可動部、12a,12b…主面、13…加速度検出素子、13a,13b…振動
梁、13c…加速度検出部、13d,13e…基部、13f,13g…引き出し電極、1
4…支持部、14a,14b,14c,14d…固定部、14e,14f…外部接続端子
、15…質量部、16…接着剤、17…接合部材、18…金属ワイヤー、20…パッケー
ジ、20a…接合部材、21…パッケージベース、22…リッド、23…内底面、23a
…段差部、24,25…内部端子、26…外底面、27,28…外部端子、29…封止部
、29a…貫通孔、29b…封止材、30…接着剤、40…ケーブル、112…可動部、
112a,112b…主面、113…加速度検出素子、113a,113b…振動梁、1
13c…加速度検出部、114…支持部、115…質量部、B…質量部と支持部とが重な
る領域。
Claims (6)
- ベース部と、
該ベース部に接続された可動部と、
前記ベース部と前記可動部とを結ぶ方向に沿って延びる振動梁を有する加速度検出部と、該加速度検出部の両端に接続された基部と、を備え、前記基部の一方が前記ベース部に固定され、前記基部の他方が前記可動部に固定された加速度検出素子と、
前記ベース部から前記可動部の方向に延びる支持部と、
前記可動部の主面に配置された質量部と、
を備え、
前記可動部は、前記主面と交差する方向に変位可能であり、
前記質量部は、平面視において、前記支持部と重なる領域と、前記加速度検出素子と重ならないように二股状で前記ベース部に向かって延びる領域と、を備え、
前記質量部と前記支持部とが重なる領域では、前記質量部と前記支持部との間に隙間が設けられていることを特徴とする加速度検出器。 - ベース部と、
該ベース部に接続された可動部と、
前記ベース部と前記可動部とを結ぶ方向に沿って延びる振動梁を有する加速度検出部と、該加速度検出部の両端に接続された基部と、を備え、前記基部の一方が前記ベース部に固定され、前記基部の他方が前記可動部に固定された加速度検出素子と、
前記ベース部から前記可動部の方向に延びる支持部と、
前記可動部の主面に分割されて配置された質量部と、
を備え、
前記可動部は、前記主面と交差する方向に変位可能であり、
前記分割された質量部は、平面視において、加速度検出素子を挟むように配置され、且つ、前記支持部と重なる領域を備え、
前記分割された質量部と前記支持部とが重なる領域では、前記質量部と前記支持部との間に隙間が設けられていることを特徴とする加速度検出器。 - 請求項1または請求項2に記載の加速度検出器において、
前記支持部および前記ベース部は、平面視において、前記可動部を囲む枠状に設けられていることを特徴とする加速度検出器。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の加速度検出器において、
前記支持部は、複数の固定部を有し、
平面視において、隣り合う前記固定部同士を結んで囲んだ範囲内、または隣り合う前記固定部同士を結んだ直線上に、前記加速度検出器の重心が位置することを特徴とする加速度検出器。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の加速度検出器と、
前記加速度検出器を収容するパッケージと、を備えたことを特徴とする加速度検出デバイス。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の加速度検出器を備えたことを特徴とする電子機器。
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FR2666887A1 (fr) * | 1990-09-17 | 1992-03-20 | Asulab Sa | Capteur de mesure d'une grandeur physique. |
US5239871A (en) * | 1990-12-17 | 1993-08-31 | Texas Instruments Incorporated | Capacitive accelerometer |
US5241861A (en) * | 1991-02-08 | 1993-09-07 | Sundstrand Corporation | Micromachined rate and acceleration sensor |
US5331853A (en) * | 1991-02-08 | 1994-07-26 | Alliedsignal Inc. | Micromachined rate and acceleration sensor |
DE69509312T2 (de) * | 1994-06-29 | 1999-11-04 | New Sd, Inc. | Beschleunigungsmesser sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
JPH08297139A (ja) * | 1995-04-26 | 1996-11-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体加速度センサ |
JPH0943269A (ja) * | 1995-07-28 | 1997-02-14 | Omron Corp | 加速度トランスデューサ |
JP2000206141A (ja) * | 1999-01-20 | 2000-07-28 | Miyota Kk | 運動量センサ |
US6263736B1 (en) * | 1999-09-24 | 2001-07-24 | Ut-Battelle, Llc | Electrostatically tunable resonance frequency beam utilizing a stress-sensitive film |
DE60213981T2 (de) * | 2001-05-15 | 2007-08-30 | Honeywell International Inc. | Element zur spannungsentlastung für einen beschleunigungssensor |
US7802475B2 (en) * | 2006-10-13 | 2010-09-28 | Seiko Epson Corporation | Acceleration sensor |
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