JPH05333052A - 静電容量型加速度センサ - Google Patents
静電容量型加速度センサInfo
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- JPH05333052A JPH05333052A JP4136604A JP13660492A JPH05333052A JP H05333052 A JPH05333052 A JP H05333052A JP 4136604 A JP4136604 A JP 4136604A JP 13660492 A JP13660492 A JP 13660492A JP H05333052 A JPH05333052 A JP H05333052A
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- 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
- G01P2015/0828—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 being suspended at one of its longitudinal ends
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 他軸感度の影響を抑えつつリニアリティな法
則を保つとともに、温度変化に強く、さらに小型化を図
る。 【構成】 フレーム１の枠内にＴ字状の可動電極２が配
置されているともに、この可動電極２と対向するように
対向電極３がガラス板６の内面側に接合されている。可
動電極２は、重心を境とする両側部分がそれぞれ第１及
び第２の片側支持部４，５，５を介して同一の支持方向
をとりつつフレーム１に支持されている。この可動電極
２が加速度を受けた時、対向電極３に対して平行を保ち
ながら変位するとともに、両電極２，３の間隔ｄをパラ
メータとする静電容量を計測することにより加速度が検
出される。
則を保つとともに、温度変化に強く、さらに小型化を図
る。 【構成】 フレーム１の枠内にＴ字状の可動電極２が配
置されているともに、この可動電極２と対向するように
対向電極３がガラス板６の内面側に接合されている。可
動電極２は、重心を境とする両側部分がそれぞれ第１及
び第２の片側支持部４，５，５を介して同一の支持方向
をとりつつフレーム１に支持されている。この可動電極
２が加速度を受けた時、対向電極３に対して平行を保ち
ながら変位するとともに、両電極２，３の間隔ｄをパラ
メータとする静電容量を計測することにより加速度が検
出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電極間隔の変動に伴い
変化する静電容量に基づいて加速度を検出する静電容量
型加速度センサに関し、特に可動電極の支持構造に特徴
を有する静電容量型加速度センサに関する。
変化する静電容量に基づいて加速度を検出する静電容量
型加速度センサに関し、特に可動電極の支持構造に特徴
を有する静電容量型加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の静電容量型加速度センサ
には、一例として図１０に示すようにフレーム２０の枠
内に方形状の可動電極２１を配置するとともに、この可
動電極２１が加速度に応じて上下方向に変動するように
可動電極２１の片側のみが一対の支持部２２を介してフ
レーム２０に支持された構造のものがあり、このような
加速度センサの構造は、半導体製造プロセスによりチッ
プサイズで形成されている。
には、一例として図１０に示すようにフレーム２０の枠
内に方形状の可動電極２１を配置するとともに、この可
動電極２１が加速度に応じて上下方向に変動するように
可動電極２１の片側のみが一対の支持部２２を介してフ
レーム２０に支持された構造のものがあり、このような
加速度センサの構造は、半導体製造プロセスによりチッ
プサイズで形成されている。
【０００３】さらに、この図１０に示した加速度センサ
では、フレーム２０に片持状態で支持された可動電極２
１と対向するように図示しない対向電極が配置されてお
り、加速度発生時可動電極が対向電極に対して変位する
と、両電極間隔をパラメータとする静電容量が変化し
て、この静電容量の変化を計測することにより加速度が
検出されるように構成されている。
では、フレーム２０に片持状態で支持された可動電極２
１と対向するように図示しない対向電極が配置されてお
り、加速度発生時可動電極が対向電極に対して変位する
と、両電極間隔をパラメータとする静電容量が変化し
て、この静電容量の変化を計測することにより加速度が
検出されるように構成されている。
【０００４】一方、静電容量型加速度センサの他の例と
しては、図１１に示すように可動電極２１の両側がそれ
ぞれ一対の支持部２２，２２を介してフレーム２０に支
持された構造のものもあり、この図１１に示した加速度
センサも上述した加速度センサと同じ原理で加速度を検
出する。
しては、図１１に示すように可動電極２１の両側がそれ
ぞれ一対の支持部２２，２２を介してフレーム２０に支
持された構造のものもあり、この図１１に示した加速度
センサも上述した加速度センサと同じ原理で加速度を検
出する。
【０００５】ここで、静電容量型加速度センサにおいて
は、可動電極が対向電極に対して平行を保ちながら変位
する時、静電容量の変化は可動電極の対向電極に対する
変位量の２乗の逆数に比例するというリニアリティな法
則で検出される。
は、可動電極が対向電極に対して平行を保ちながら変位
する時、静電容量の変化は可動電極の対向電極に対する
変位量の２乗の逆数に比例するというリニアリティな法
則で検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記可
動電極２１の片側のみを支持する従来の静電容量型加速
度センサでは、可動電極２１は一方向でのみ支持されて
いるので、加速度発生時、加速度を受けた可動電極２１
は対向電極に対して傾斜しながら変動してしまい、リニ
アリティな法則を適用して正確に加速度を検出できない
という問題点があった。また、可動電極２１は支持部２
２，２２により片側が支持されているだけなので、対向
電極と対向する上下方向だけでなく水平方向にも変位し
てしまい、計測される静電容量の値が他軸感度の影響を
大きく受けてしまうという問題点があった。
動電極２１の片側のみを支持する従来の静電容量型加速
度センサでは、可動電極２１は一方向でのみ支持されて
いるので、加速度発生時、加速度を受けた可動電極２１
は対向電極に対して傾斜しながら変動してしまい、リニ
アリティな法則を適用して正確に加速度を検出できない
という問題点があった。また、可動電極２１は支持部２
２，２２により片側が支持されているだけなので、対向
電極と対向する上下方向だけでなく水平方向にも変位し
てしまい、計測される静電容量の値が他軸感度の影響を
大きく受けてしまうという問題点があった。
【０００７】一方、上記可動電極２１の両側を支持する
静電容量型加速度センサでは、上記片側支持の加速度セ
ンサの有する問題点は改善されているが、温度変化に対
して支持部２２の張力が変化してしまうので、温度によ
り加速度の検出感度が変わったり、また、半導体製造プ
ロセス中に生じる熱応力で支持部２２が破壊されるとい
う問題点があった。また、可動電極２１の両側とフレー
ム２０の間に支持部２２が介在するため、チップサイズ
に形成される加速度センサの構造が大きくなってしまう
という問題点もあった。
静電容量型加速度センサでは、上記片側支持の加速度セ
ンサの有する問題点は改善されているが、温度変化に対
して支持部２２の張力が変化してしまうので、温度によ
り加速度の検出感度が変わったり、また、半導体製造プ
ロセス中に生じる熱応力で支持部２２が破壊されるとい
う問題点があった。また、可動電極２１の両側とフレー
ム２０の間に支持部２２が介在するため、チップサイズ
に形成される加速度センサの構造が大きくなってしまう
という問題点もあった。
【０００８】そこで、本発明は上記問題点に着目してな
されたもので、リニアリティな法則を適用して正確に加
速度を検出でき、しかも他軸感度の影響を抑えられ、さ
らに、温度変化にも強く、小型化を図ることができる静
電容量型加速度センサを提供することを目的とする。
されたもので、リニアリティな法則を適用して正確に加
速度を検出でき、しかも他軸感度の影響を抑えられ、さ
らに、温度変化にも強く、小型化を図ることができる静
電容量型加速度センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、フレームの枠内に配置され
るとともに、加速度に応じて変動する可動電極と、当該
可動電極と対向するように配置された対向電極とを備
え、上記両電極間隔の変動に伴い変化する静電容量に基
づいて加速度を検出する静電容量型加速度センサにおい
て、上記可動電極の重心を境として分けられた一方の片
側部分を上記フレームに支持する第１の片側支持部と、
上記第１の片側支持部と同一の支持方向をとりつつ、上
記可動電極の重心を境として分けられた他方の片側部分
を上記フレームに支持する第２の片側支持部と、を備え
ることを特徴とする。
に、請求項１記載の発明は、フレームの枠内に配置され
るとともに、加速度に応じて変動する可動電極と、当該
可動電極と対向するように配置された対向電極とを備
え、上記両電極間隔の変動に伴い変化する静電容量に基
づいて加速度を検出する静電容量型加速度センサにおい
て、上記可動電極の重心を境として分けられた一方の片
側部分を上記フレームに支持する第１の片側支持部と、
上記第１の片側支持部と同一の支持方向をとりつつ、上
記可動電極の重心を境として分けられた他方の片側部分
を上記フレームに支持する第２の片側支持部と、を備え
ることを特徴とする。
【００１０】また、請求項２記載の発明は、可動電極の
表面に溝を形成することを特徴とする。
表面に溝を形成することを特徴とする。
【００１１】また、請求項３記載の発明は、可動電極を
減圧された密閉空間内に配置することを特徴とする。
減圧された密閉空間内に配置することを特徴とする。
【００１２】
【作用】請求項１記載の発明では、可動電極が加速度を
受けた時、第１及び第２の片側支持部が可動電極の重心
を境として分けられた両側部分を支持しながら弾性変形
することにより、可動電極には重心を中心として均一な
力が作用することとなり、可動電極は対向電極に対して
平行を保ちながら変位する。
受けた時、第１及び第２の片側支持部が可動電極の重心
を境として分けられた両側部分を支持しながら弾性変形
することにより、可動電極には重心を中心として均一な
力が作用することとなり、可動電極は対向電極に対して
平行を保ちながら変位する。
【００１３】また、請求項２記載の発明では、可動電極
が加速度に応じて変動する時、可動電極の表面に形成さ
れた溝が、この可動電極の変動に伴って生じる気体のダ
ンピングを抑える。
が加速度に応じて変動する時、可動電極の表面に形成さ
れた溝が、この可動電極の変動に伴って生じる気体のダ
ンピングを抑える。
【００１４】また、請求項３記載の発明では、減圧され
た密閉空間内において可動電極が加速度に応じて変動す
る時、気体のダンピングが抑えられつつ変動する。
た密閉空間内において可動電極が加速度に応じて変動す
る時、気体のダンピングが抑えられつつ変動する。
【００１５】
【実施例】以下、請求項１ないし３記載の発明に係る静
電容量型加速度センサの実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
電容量型加速度センサの実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
【００１６】まず、請求項１記載の発明に係る静電容量
型加速度センサについて説明する。図１の（ａ）は請求
項１記載の発明に係る静電容量型加速度センサの一実施
例を示した平面図であり、同図の（ｂ）は（ａ）におけ
るＸ−Ｘ´線断面を示した断面図である。
型加速度センサについて説明する。図１の（ａ）は請求
項１記載の発明に係る静電容量型加速度センサの一実施
例を示した平面図であり、同図の（ｂ）は（ａ）におけ
るＸ−Ｘ´線断面を示した断面図である。
【００１７】この図に示すように静電容量型加速度セン
サは、枠状に形成されたフレーム１、フレーム１の枠内
に配置された可動電極２、可動電極２と対向するように
配置された対向電極３、及び可動電極２をフレーム１に
支持する第１の片側支持部４及び一対の第２の片側支持
部５，５を備えており、以上の部材及び部分は、半導体
製造プロセスによりシリコンを材質としてチップサイズ
に形成され、２つのガラス板６，７により挟まれた状態
で構成されている。
サは、枠状に形成されたフレーム１、フレーム１の枠内
に配置された可動電極２、可動電極２と対向するように
配置された対向電極３、及び可動電極２をフレーム１に
支持する第１の片側支持部４及び一対の第２の片側支持
部５，５を備えており、以上の部材及び部分は、半導体
製造プロセスによりシリコンを材質としてチップサイズ
に形成され、２つのガラス板６，７により挟まれた状態
で構成されている。
【００１８】可動電極２は、図１の（ａ）に示すように
略Ｔ字状に形成されてフレーム１内に配置されていると
ともに、その重心Ｇを境として分けられた同図左側の片
側部分が第１の片側支持部４を介してフレーム１に支持
されている。また、可動電極２の重心Ｇを境として分け
られた同図右側の片側部分は、上記第１の片側支持部４
と同一の支持方向をとりつつ、一対の第２の片側支持部
５，５を介してフレーム１に支持されている。
略Ｔ字状に形成されてフレーム１内に配置されていると
ともに、その重心Ｇを境として分けられた同図左側の片
側部分が第１の片側支持部４を介してフレーム１に支持
されている。また、可動電極２の重心Ｇを境として分け
られた同図右側の片側部分は、上記第１の片側支持部４
と同一の支持方向をとりつつ、一対の第２の片側支持部
５，５を介してフレーム１に支持されている。
【００１９】さらに詳しく説明すると、可動電極２は重
心Ｇから一側方向にＬ1 の長さだけ離れた部分で第１の
片側支持部４により支持されているとともに、重心Ｇか
ら他側方向にＬ2 の長さだけ離れた部分が一対の第２の
片側支持部５，５により支持されており、これら第１及
び第２の片側支持部４，５，５により全体として一側方
向に片持状態で支持された可動電極２は、加速度に応じ
て上下方向に変動する。
心Ｇから一側方向にＬ1 の長さだけ離れた部分で第１の
片側支持部４により支持されているとともに、重心Ｇか
ら他側方向にＬ2 の長さだけ離れた部分が一対の第２の
片側支持部５，５により支持されており、これら第１及
び第２の片側支持部４，５，５により全体として一側方
向に片持状態で支持された可動電極２は、加速度に応じ
て上下方向に変動する。
【００２０】ここで、上記第１の片側支持部４のバネ係
数をＫ1 、第２の片側支持部５，５の総合バネ係数をＫ
2 とすると、上記Ｌ1 及びＬ2 は以下の式を近似的に満
たすことが望ましい。 Ｋ1 ×Ｌ1 ＝Ｋ2 ×Ｌ2 対向電極３は、フレーム１の枠内に配置された可動電極
２と対向するようにガラス板６の内面側に接合されてお
り、静止状態の可動電極２と間隔ｄだけ離れて配置され
ている。
数をＫ1 、第２の片側支持部５，５の総合バネ係数をＫ
2 とすると、上記Ｌ1 及びＬ2 は以下の式を近似的に満
たすことが望ましい。 Ｋ1 ×Ｌ1 ＝Ｋ2 ×Ｌ2 対向電極３は、フレーム１の枠内に配置された可動電極
２と対向するようにガラス板６の内面側に接合されてお
り、静止状態の可動電極２と間隔ｄだけ離れて配置され
ている。
【００２１】次に、この実施例の作用を説明する。
【００２２】まず、加速度が発生して可動電極２に力が
作用すると、第１及び第２の片側支持部４，５，５が可
動電極２の重心Ｇを境として分けられた両側部分を支持
しながら弾性変形する。
作用すると、第１及び第２の片側支持部４，５，５が可
動電極２の重心Ｇを境として分けられた両側部分を支持
しながら弾性変形する。
【００２３】これら第１及び第２の片側支持部４，５，
５が弾性変形することにより可動電極２には重心Ｇを中
心として均一な力が作用することとなり、可動電極２は
対向電極３に対して平行を保ちながら変位するととも
に、両電極２，３の間隔ｄが変動する。
５が弾性変形することにより可動電極２には重心Ｇを中
心として均一な力が作用することとなり、可動電極２は
対向電極３に対して平行を保ちながら変位するととも
に、両電極２，３の間隔ｄが変動する。
【００２４】そして、両電極２，３の間隔ｄをパラメー
タとする静電容量を計測することにより静電容量の変化
に基づく加速度が検出される。
タとする静電容量を計測することにより静電容量の変化
に基づく加速度が検出される。
【００２５】したがって、この実施例の静電容量型加速
度センサによれば、可動電極２は対向電極３に対して平
行を保ちながら変位するので、両電極２，３の間隔ｄを
パラメータとする静電容量の変化が変位量の２乗の逆数
に比例するというリニアリティな法則を適用して正確に
加速度を検出することができる。
度センサによれば、可動電極２は対向電極３に対して平
行を保ちながら変位するので、両電極２，３の間隔ｄを
パラメータとする静電容量の変化が変位量の２乗の逆数
に比例するというリニアリティな法則を適用して正確に
加速度を検出することができる。
【００２６】また、可動電極２は第１及び第２の片側支
持部４，５，５により全体として片持状態でフレーム１
に支持されているが、重心Ｇを境とする両側部分で支持
されているので、水平方向に変位しにくく、他軸感度の
影響を抑えることができる。
持部４，５，５により全体として片持状態でフレーム１
に支持されているが、重心Ｇを境とする両側部分で支持
されているので、水平方向に変位しにくく、他軸感度の
影響を抑えることができる。
【００２７】また、温度変化に対して変化する第１及び
第２の片側支持部４，５の張力は、可動電極２に対して
片側方向にのみ作用するので、温度変化によって加速度
検出の感度が変わったり、また、第１及び第２の片側支
持部４，５，５が破壊されることもない。
第２の片側支持部４，５の張力は、可動電極２に対して
片側方向にのみ作用するので、温度変化によって加速度
検出の感度が変わったり、また、第１及び第２の片側支
持部４，５，５が破壊されることもない。
【００２８】また、第１及び第２の片側支持部４，５，
５は、可動電極２の片側とフレーム１の間に介在するだ
けなので、小さなチップサイズのセンサを形成すること
ができる。
５は、可動電極２の片側とフレーム１の間に介在するだ
けなので、小さなチップサイズのセンサを形成すること
ができる。
【００２９】なお、この実施例では図１に示すように第
１及び第２の片側支持部４，５の厚さ、長さ、幅がほぼ
等しくなるように構成されているが、このような構成で
は、これら両片側支持部４，５，５の変形曲率、たわみ
角、応力分布が同等となるため、両片側支持部４，５，
５の振動特性、耐衝撃性を向上することができる。
１及び第２の片側支持部４，５の厚さ、長さ、幅がほぼ
等しくなるように構成されているが、このような構成で
は、これら両片側支持部４，５，５の変形曲率、たわみ
角、応力分布が同等となるため、両片側支持部４，５，
５の振動特性、耐衝撃性を向上することができる。
【００３０】また、この実施例では、第１及び第２の片
側支持部４，５がシリコンにより形成されているが、例
えば、Ｓｉ3 Ｎ4 やＳi Ｏ2 の膜を第１及び第２の片側
支持部４，５の形状となるように形成してもよく、ま
た、スパッタリングやメッキ等によりＡｌ、Ｔｉ、また
はＮｉ等の金属で第１及び第２の片側支持部４，５，５
を形成することも可能である。
側支持部４，５がシリコンにより形成されているが、例
えば、Ｓｉ3 Ｎ4 やＳi Ｏ2 の膜を第１及び第２の片側
支持部４，５の形状となるように形成してもよく、ま
た、スパッタリングやメッキ等によりＡｌ、Ｔｉ、また
はＮｉ等の金属で第１及び第２の片側支持部４，５，５
を形成することも可能である。
【００３１】この場合、シリコンを材質として第１及び
第２の片側支持部４，５，５を形成する場合に比べて両
片側支持部４，５，５の厚さを制御するプロセスが無く
なり、膜厚制御が容易となる。また、精度良く第１及び
第２の片側支持部４，５の厚みを形成することができる
ため、完成されたセンサの性能を一定に保つことができ
る。
第２の片側支持部４，５，５を形成する場合に比べて両
片側支持部４，５，５の厚さを制御するプロセスが無く
なり、膜厚制御が容易となる。また、精度良く第１及び
第２の片側支持部４，５の厚みを形成することができる
ため、完成されたセンサの性能を一定に保つことができ
る。
【００３２】次に、請求項１記載の発明に係る静電容量
型加速度センサの他の実施例を図２〜図８に列挙して簡
単に説明する。
型加速度センサの他の実施例を図２〜図８に列挙して簡
単に説明する。
【００３３】図２は、第１の片側支持部４を２つで構成
した実施例である。
した実施例である。
【００３４】図３は、第１の片側支持部４を２つで構成
するとともに、第１及び第２の片側支持部４，４，５，
５のフレーム１に支持される部分をそろえて構成した実
施例であり、このような構成では半導体製造プロセスに
おけるエッチング形状を簡略化することができる。
するとともに、第１及び第２の片側支持部４，４，５，
５のフレーム１に支持される部分をそろえて構成した実
施例であり、このような構成では半導体製造プロセスに
おけるエッチング形状を簡略化することができる。
【００３５】図４は、第１の片側支持部４を２つで構成
するとともに、第１及び第２の片側支持部４，４，５，
５により支持される可動電極２の両側部分から重心Ｇま
での長さＬ1 、Ｌ2 を等しくなるように構成した実施例
であり、このような構成では、電極面積が大きくなるた
め、検出感度が向上するとともに、初期容量を大きく保
つことができる。また、第１及び第２の片側支持部４，
４，５，５に作用する慣性力が均一となるため、他軸感
度による影響をより小さく抑えることができる。
するとともに、第１及び第２の片側支持部４，４，５，
５により支持される可動電極２の両側部分から重心Ｇま
での長さＬ1 、Ｌ2 を等しくなるように構成した実施例
であり、このような構成では、電極面積が大きくなるた
め、検出感度が向上するとともに、初期容量を大きく保
つことができる。また、第１及び第２の片側支持部４，
４，５，５に作用する慣性力が均一となるため、他軸感
度による影響をより小さく抑えることができる。
【００３６】図５は第１の片側支持部４を１つで構成し
た実施例であり、図４に示した実施例と同様の効果を有
する。
た実施例であり、図４に示した実施例と同様の効果を有
する。
【００３７】図６は可動電極２の外周の寸法である横方
向の長さＸと縦方向の長さＹがＸ＜Ｙとなるように構成
した実施例であり、このような構成では他軸感度の影響
をより小さく抑えることができる。
向の長さＸと縦方向の長さＹがＸ＜Ｙとなるように構成
した実施例であり、このような構成では他軸感度の影響
をより小さく抑えることができる。
【００３８】図７は、第２の片側支持部５のフレーム１
に支持される部分を可動電極２の重心Ｇを境とする第１
の片側支持部４の反対側に配置されるように構成した実
施例であり、このような構成では可動電極２が複雑な加
速度を受けても確実に対向電極３に対して平行に変位す
るので、検出精度の悪化防止を図ることができる。
に支持される部分を可動電極２の重心Ｇを境とする第１
の片側支持部４の反対側に配置されるように構成した実
施例であり、このような構成では可動電極２が複雑な加
速度を受けても確実に対向電極３に対して平行に変位す
るので、検出精度の悪化防止を図ることができる。
【００３９】図８の（ａ）〜（ｆ）は、図１の（ａ）に
おけるＡ部分を拡大して示しており、第２の片側支持部
５に穴８を設けて構成した実施例であり、このような構
成では第２の片側支持部５の耐衝撃性が向上するととも
に、他軸感度の影響を小さく抑えることができる。
おけるＡ部分を拡大して示しており、第２の片側支持部
５に穴８を設けて構成した実施例であり、このような構
成では第２の片側支持部５の耐衝撃性が向上するととも
に、他軸感度の影響を小さく抑えることができる。
【００４０】なお、この図の（ｅ）、（ｆ）に示すよう
に最も応力集中が発生する部分のみに穴８を設けてもよ
く、また第１の片側支持部４に穴８を設けてもよい。
に最も応力集中が発生する部分のみに穴８を設けてもよ
く、また第１の片側支持部４に穴８を設けてもよい。
【００４１】次に、請求項２記載の発明に係る静電容量
型加速度センサについて説明する。図９の（ａ）は請求
項２記載の発明に係る静電容量型加速度センサの実施例
を示した平面図であり、同図の（ｂ）は（ａ）における
Ｂ部分の断面図であり、同図の（ｃ）は同じくＢ部分の
他の例を示した断面図である。
型加速度センサについて説明する。図９の（ａ）は請求
項２記載の発明に係る静電容量型加速度センサの実施例
を示した平面図であり、同図の（ｂ）は（ａ）における
Ｂ部分の断面図であり、同図の（ｃ）は同じくＢ部分の
他の例を示した断面図である。
【００４２】この図に示す静電容量型加速度センサは、
図１に示した加速度センサとほぼ同様の構造であるが、
（ｂ）及び（ｃ）に示すように可動電極２の表面に多数
の溝９が設けられている。
図１に示した加速度センサとほぼ同様の構造であるが、
（ｂ）及び（ｃ）に示すように可動電極２の表面に多数
の溝９が設けられている。
【００４３】この（ｂ）に示すような溝９は、ＲＩＥ
（リアクティブイオンエッチング）やスパッタエッチン
グ等のドライエッチングにより形成されるとともに、
（ｃ）に示すような溝９は、ＫＯＨ水溶液等の異方性の
ウェットエッチングにより形成され、幅が数μｍ〜数１
００μｍの溝９を形成することができる。
（リアクティブイオンエッチング）やスパッタエッチン
グ等のドライエッチングにより形成されるとともに、
（ｃ）に示すような溝９は、ＫＯＨ水溶液等の異方性の
ウェットエッチングにより形成され、幅が数μｍ〜数１
００μｍの溝９を形成することができる。
【００４４】したがって、この実施例によれば、可動電
極２が加速度に応じて変動する時、溝９が可動電極２の
変動に伴って生じる気体のダンピングを抑える役割をは
たすので、ダンピングの影響を受けやすい加速度検出時
の周波数特性を向上することができる。
極２が加速度に応じて変動する時、溝９が可動電極２の
変動に伴って生じる気体のダンピングを抑える役割をは
たすので、ダンピングの影響を受けやすい加速度検出時
の周波数特性を向上することができる。
【００４５】なお、多数の溝９をより高い密度をもって
形成することにより気体のダンピングをさらに抑えるこ
とができる。
形成することにより気体のダンピングをさらに抑えるこ
とができる。
【００４６】次に、請求項３記載の発明に係る静電容量
型加速度センサについて説明する。請求項３記載の発明
に係る静電容量望加速度センサの実施例は、図１に示し
た加速度センサとほぼ同様の構成であるが、この図１の
（ｂ）に示される可動電極２の配置された空間１０を密
閉状態で１気圧以下に減圧することにより、この空間１
０内の気体の量が変化しないように構成されている。
型加速度センサについて説明する。請求項３記載の発明
に係る静電容量望加速度センサの実施例は、図１に示し
た加速度センサとほぼ同様の構成であるが、この図１の
（ｂ）に示される可動電極２の配置された空間１０を密
閉状態で１気圧以下に減圧することにより、この空間１
０内の気体の量が変化しないように構成されている。
【００４７】したがって、この実施例によれば、可動電
極２が加速度に応じて変動する時、減圧された密閉状態
の空間１０内において気体のダンピングが抑えられつつ
可動電極２が変動するので、ダンピングの影響を受けや
すい加速度検出時の周波数特性を向上することができ
る。
極２が加速度に応じて変動する時、減圧された密閉状態
の空間１０内において気体のダンピングが抑えられつつ
可動電極２が変動するので、ダンピングの影響を受けや
すい加速度検出時の周波数特性を向上することができ
る。
【００４８】なお、この実施例において電極の配線状態
によってはガラス板６，７に穴等を設ける場合がある
が、この穴等に樹脂等を充填することにより空間１０の
密閉状態を保つことができる。
によってはガラス板６，７に穴等を設ける場合がある
が、この穴等に樹脂等を充填することにより空間１０の
密閉状態を保つことができる。
【００４９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、可動電極が加速度を受けた時、
第１及び第２の片側支持部により重心を境とする両側部
分を片持状態で支持された可動電極が、対向電極に対し
て平行を保ちながら変位するので、静電容量の変化が変
位量の２乗の逆数に比例するというリニアリティな法則
を適用して正確に加速度を検出することができる。
１記載の発明によれば、可動電極が加速度を受けた時、
第１及び第２の片側支持部により重心を境とする両側部
分を片持状態で支持された可動電極が、対向電極に対し
て平行を保ちながら変位するので、静電容量の変化が変
位量の２乗の逆数に比例するというリニアリティな法則
を適用して正確に加速度を検出することができる。
【００５０】また、可動電極の重心を境とする両側部分
が第１及び第２の片側支持部により支持されているの
で、可動電極は上下方向の他の方向に変位しにくく、他
軸感度の影響を抑えることができる。
が第１及び第２の片側支持部により支持されているの
で、可動電極は上下方向の他の方向に変位しにくく、他
軸感度の影響を抑えることができる。
【００５１】また、温度変化が生じた時、変化する第１
及び第２の片側支持部の張力が可動電極に対して片側方
向にのみ作用するので、この温度変化時、加速度検出の
感度が変わったり、第１及び第２の片側支持部が破壊さ
れることもない。
及び第２の片側支持部の張力が可動電極に対して片側方
向にのみ作用するので、この温度変化時、加速度検出の
感度が変わったり、第１及び第２の片側支持部が破壊さ
れることもない。
【００５２】また、可動電極をフレームに支持する第１
及び第２の片側支持部は、可動電極とフレームの片側の
間に介在するだけなので、従来の両側に支持部が介在す
るセンサに比べ小型化を図ることができる。
及び第２の片側支持部は、可動電極とフレームの片側の
間に介在するだけなので、従来の両側に支持部が介在す
るセンサに比べ小型化を図ることができる。
【００５３】また、請求項２記載の発明によれば、上記
請求項１記載の発明による効果に加えて、溝が可動電極
の変動に伴って生じる気体のダンピングを抑える役割を
はたすので、加速度検出時の周波数特性を向上すること
ができる。
請求項１記載の発明による効果に加えて、溝が可動電極
の変動に伴って生じる気体のダンピングを抑える役割を
はたすので、加速度検出時の周波数特性を向上すること
ができる。
【００５４】また、請求項３記載の発明によれば、上記
請求項１記載の発明による効果に加えて、気体のダンピ
ングが抑えられた減圧状態の密閉空間内で可動電極が変
動するので、加速度検出時の周波数特性を向上すること
ができる。
請求項１記載の発明による効果に加えて、気体のダンピ
ングが抑えられた減圧状態の密閉空間内で可動電極が変
動するので、加速度検出時の周波数特性を向上すること
ができる。
【図１】（ａ）は請求項１記載の発明に係る静電容量型
加速度センサの一実施例を示した平面図、また、（ｂ）
は（ａ）におけるＸ−Ｘ´線断面を示した断面図。
加速度センサの一実施例を示した平面図、また、（ｂ）
は（ａ）におけるＸ−Ｘ´線断面を示した断面図。
【図２】請求項１記載の発明に係る静電容量型加速度セ
ンサの他の実施例を示した平面図。
ンサの他の実施例を示した平面図。
【図３】請求項１記載の発明に係る静電容量型加速度セ
ンサの他の実施例を示した平面図。
ンサの他の実施例を示した平面図。
【図４】請求項１記載の発明に係る静電容量型加速度セ
ンサの他の実施例を示した平面図。
ンサの他の実施例を示した平面図。
【図５】請求項１記載の発明に係る静電容量型加速度セ
ンサの他の実施例を示した平面図。
ンサの他の実施例を示した平面図。
【図６】請求項１記載の発明に係る静電容量型加速度セ
ンサの他の実施例を示した平面図。
ンサの他の実施例を示した平面図。
【図７】請求項１記載の発明に係る静電容量型加速度セ
ンサの他の実施例を示した平面図。
ンサの他の実施例を示した平面図。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は請求項１記載の発明に係る静
電容量型加速度センサの他の実施例であり、図１の
（ａ）におけるＡ部分を拡大して示した平面図。
電容量型加速度センサの他の実施例であり、図１の
（ａ）におけるＡ部分を拡大して示した平面図。
【図９】（ａ）は請求項２記載の発明に係る静電容量型
加速度センサの実施例を示した平面図、（ｂ）は（ａ）
におけるＢ部分の一例を示した断面図、（ｃ）は（ａ）
におけるＢ部分の他の例を示した断面図。
加速度センサの実施例を示した平面図、（ｂ）は（ａ）
におけるＢ部分の一例を示した断面図、（ｃ）は（ａ）
におけるＢ部分の他の例を示した断面図。
【図１０】従来における可動電極の支持構造の一例を示
した平面図。
した平面図。
【図１１】従来における可動電極の支持構造の他の例を
示した平面図。
示した平面図。
１ フレーム ２ 可動電極 ３ 対向電極 ４ 第１の片側支持部 ５ 第２の片側支持部 ９ 溝 １０ 空間 Ｇ 重心
Claims (3)
- 【請求項１】 フレームの枠内に配置されるとともに、
加速度に応じて変動する可動電極と、当該可動電極と対
向するように配置された対向電極とを備え、上記両電極
間隔の変動に伴い変化する静電容量に基づいて加速度を
検出する静電容量型加速度センサにおいて、 上記可動電極の重心を境として分けられた一方の片側部
分を上記フレームに支持する第１の片側支持部と、 上記第１の片側支持部と同一の支持方向をとりつつ、上
記可動電極の重心を境として分けられた他方の片側部分
を上記フレームに支持する第２の片側支持部と、 を備
えることを特徴とする静電容量型加速度センサ。 - 【請求項２】 可動電極の表面に溝を形成することを特
徴とする請求項１記載の静電容量型加速度センサ。 - 【請求項３】 可動電極を減圧された密閉空間内に配置
することを特徴とする請求項１記載の静電容量型加速度
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4136604A JPH05333052A (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 静電容量型加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4136604A JPH05333052A (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 静電容量型加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05333052A true JPH05333052A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15179185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4136604A Withdrawn JPH05333052A (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 静電容量型加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05333052A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5974880A (en) * | 1997-06-25 | 1999-11-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Capacitance acceleration sensor |
| KR100443903B1 (ko) * | 2001-05-04 | 2004-08-09 | 이헌권 | 운동량 측정센서 |
| JP2007298383A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電容量式センサ |
| US8176782B2 (en) | 2006-04-28 | 2012-05-15 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Capacitive sensor |
| WO2013089079A1 (ja) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | 株式会社村田製作所 | 加速度センサ |
| WO2014126019A1 (ja) * | 2013-02-13 | 2014-08-21 | 株式会社村田製作所 | 加速度センサ |
| WO2018088065A1 (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | センサ素子、慣性センサ及び電子機器 |
-
1992
- 1992-05-28 JP JP4136604A patent/JPH05333052A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5974880A (en) * | 1997-06-25 | 1999-11-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Capacitance acceleration sensor |
| DE19802353B4 (de) * | 1997-06-25 | 2007-08-16 | Mitsubishi Denki K.K. | Kapazitiver Beschleunigungssensor |
| KR100443903B1 (ko) * | 2001-05-04 | 2004-08-09 | 이헌권 | 운동량 측정센서 |
| JP2007298383A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電容量式センサ |
| JP4600344B2 (ja) * | 2006-04-28 | 2010-12-15 | パナソニック電工株式会社 | 静電容量式センサ |
| US8176782B2 (en) | 2006-04-28 | 2012-05-15 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Capacitive sensor |
| WO2013089079A1 (ja) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | 株式会社村田製作所 | 加速度センサ |
| JPWO2013089079A1 (ja) * | 2011-12-12 | 2015-04-27 | 株式会社村田製作所 | 加速度センサ |
| WO2014126019A1 (ja) * | 2013-02-13 | 2014-08-21 | 株式会社村田製作所 | 加速度センサ |
| JPWO2014126019A1 (ja) * | 2013-02-13 | 2017-02-02 | 株式会社村田製作所 | 加速度センサ |
| US9964561B2 (en) | 2013-02-13 | 2018-05-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acceleration sensor |
| WO2018088065A1 (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | センサ素子、慣性センサ及び電子機器 |
| US11137248B2 (en) | 2016-11-11 | 2021-10-05 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Sensor element, inertial sensor, and electronic apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990803 |