JP2003279349A - 静電容量型傾斜センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化が容易であり、小型化しても検出精度が
落ちることがない静電容量型傾斜センサを提供する。 【解決手段】静電容量型傾斜センサ１０は、基板１１
と、同基板１１に対して重力に従って移動自在に設けら
れた導電性のマス１４と、前記マス１４の移動範囲を規
制するとともに、同マス１４の移動軌跡に応じた位置
に、同マス１４に対して電位を付与する複数のストッパ
１３ａ〜１３ｄを設ける。複数の検出電極１２ａ〜１２
ｄをマス１４の移動範囲の外方の複数箇所において、マ
ス１４との間で、静電容量が得られるように配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静電容量型傾斜セン
サに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、傾斜センサの原理は、傾斜に応
じて移動する移動体の変位を検出することにより行われ
ている。この移動体には、液体、球体、液体中の気泡等
の浮遊体、及び光軸等がある。これらの移動体の変位を
検出するために、移動体の変位に応じた受光量変化、磁
気変化、又は静電容量変化を電気信号に変換することに
より行われている。

【０００３】前記原理の中で、従来の機械的機構にて傾
斜センサを構成したものは、その体積が数立方センチメ
ートルから百数十立方センチメートルと大きなものとな
っている。

【０００４】例えば、機械的機構を用いたものの例とし
ては、振り子を利用したものがあるしかし、このような
機械的機構を用いたものでは、機構が複雑となり、又、
小型化しようとした場合、高い加工精度と組立て精度が
要求されるため、容易に小型化ができない問題がある。

【０００５】このような機械的機構を用いない例として
は、特開平５−１７２５７１号公報及び特開２０００−
２４１１６２号公報に記載のものがある。特開平５−１
７２５７１号公報の技術では、絶縁容器内に導電性液体
を封入し、絶縁容器外面に設けた電極を設けて、導電性
液体と電極との間の静電容量を得るようにしている。そ
して、絶縁容器が傾斜するに伴って、導電性液体が重力
の方向に変位することにより、静電容量が変化するよう
にしている。

【０００６】又、特開２０００−２４１１６２号公報に
記載の技術では、密閉容器内に一対の電極と、共通電極
とを対向配置するとともに誘電性液体を封入し、誘電性
液体の液面レベルの変化を傾斜角度に応じた静電容量の
変化として検出するようにしている。これらのように傾
斜角度が変化した際の静電容量変化を検出するタイプの
従来の傾斜センサでは、液体を容器内に封入することが
行われている。

【０００７】従来の液体を使用した静電容量型傾斜セン
サでは、機械的機構を使用しないため、機械的機構を使
用した傾斜センサよりも、機構が複雑にならず、しかも
小型化が容易である特徴がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の液体を
使用した傾斜センサにおいて、さらに小型化を図る場
合、液体の表面張力の影響が大きくなり、検出精度が落
ちる問題があった。このため、液体を封入するタイプの
静電容量型傾斜センサでは、小型化に限界がある問題が
あった。

【０００９】本発明は上記の課題を解消するためになさ
れたものであり、小型化が容易であり、小型化しても検
出精度が落ちることがない静電容量型傾斜センサを提供
することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、基板と、同基板に対し
て移動自在に設けられた導電性のマスと、同マスに接触
するように配置されて、マスの移動範囲を規制するとと
もに、マスに対して電位を付与する第１電極と、前記マ
スの移動範囲の外方の複数箇所にそれぞれに配置され、
同マスとの間で、静電容量が得られるように配置した複
数の第２電極とを有することを特徴とすることを特徴と
する静電容量型傾斜センサを要旨としている。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１において、前
記第１電極は複数個設けられ、前記複数の第１電極と複
数の第２電極とは、互いに同一平面内において交互に配
置され、第１電極のマス側端部を前記マスと接触可能
に、かつ前記マスを第２電極とは接触しないように突出
配置されていることを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１において、第
１電極と第２電極とは、互いに平行である複数の仮想平
面に沿ってそれぞれ配置されていることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３において、前記第２電極
は、同一仮想平面に沿って所定ピッチで配置されてお
り、一方、前記第１電極は、前記第２電極の仮想平面と
は異なる仮想平面に沿ってリング状に形成された単一の
部材から形成されていることを特徴とする。

【００１３】請求項５の発明は、請求項２において、第
１電極と第２電極は、マスの周囲３６０度の範囲に亘っ
て交互に配置したことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
具体化した第１実施形態を図１〜図５を参照して説明す
る。

【００１５】図１は静電容量型傾斜センサ１０の概略斜
視図、図２は電気回路図、図３及び図４は作用を示す説
明図である。静電容量型傾斜センサ１０（以下、単に傾
斜センサという）は、基板１１、複数の静電容量検出電
極１２（以下、単に検出電極という）、複数のストッパ
１３、及びマス１４とを備えている。

【００１６】基板１１はシリコン（Ｓｉ）にて側面が正
方形をなすように形成されている。基板１１の表面全体
は、酸化シリコン層からなる絶縁膜１１ａが形成されて
いる。複数の検出電極１２ａ〜１２ｄは基板１１の表面
（前記絶縁膜１１ａ）上に、互いに所定ピッチで配置さ
れている。検出電極１２ａ〜１２ｄはシリコン（Ｓｉ）
にて横断面が扇状となるように形成され、その内周面は
基板１１の所定位置（以下、基準点Ｏという）を中心と
する仮想円Ｃ１に沿うように、所定の曲率半径（前記仮
想円Ｃ１の半径Ｒ１）で形成されている。本実施形態で
は、各検出電極１２ａ〜１２ｄは基準点Ｏを中心に４５
度間隔となるように配置されている。

【００１７】複数のストッパ１３ａ〜１３ｄはシリコン
（Ｓｉ）にて横断面が扇状となるように形成され、その
内周面は前記基準点Ｏを中心とする仮想円Ｃ２に沿うよ
うに、所定の曲率半径（前記仮想円Ｃ２の半径Ｒ２（＜
Ｒ１））で形成されている。従って、ストッパ１３の内
周面（内端面）は、検出電極１２の内周面よりも内方に
突出された突出部１５が形成されている。又、本実施形
態では、各ストッパ１３ａ〜１３ｄは基準点Ｏを中心に
４５度間隔となるように配置されている。すなわち、マ
ス１４の移動範囲（本実施形態では、基準点Ｏを中心と
した３６０度範囲）に応じてストッパ１３ａ〜１３ｄが
配置されている。又、ストッパ１３ａ〜１３ｄは検出電
極１２ａ〜１２ｄと互いに同一平面内において交互に配
置されている。前記仮想円Ｃ２内の空間は、マス１４の
移動許容空間となる。

【００１８】各検出電極１２ａ〜１２ｄは、隣接したス
トッパ１３ａ〜１３ｄに対しては、絶縁ギャップＧを介
して離間されている。マス１４は、導電性を有するよう
にシリコンにて前記仮想円Ｃ２の半径よりも小径を備え
た円板状に形成されている。マス１４は、各ストッパ１
３の突出部１５にて周面が当接されて、仮想円Ｃ２外へ
移動できない周の大きさを備えている。すなわち、スト
ッパ１３ａ〜１３ｄにより、マス１４の移動範囲が規制
されている。

【００１９】本実施形態では、ストッパ１３ａ〜１３ｄ
は図２に示すように電源Ｂに対して、電気的に接続さ
れ、同じ電圧が印加される。又、検出電極１２は図示し
ない検出回路に電気的に接続される。

【００２０】本実施形態での各部材の大きさ等は、下記
の通りとされている。前記マス１４の直径は２ｍｍ、厚
さは１００μｍに形成されている。又、マス１４が、ス
トッパ１３ａ〜１３ｄのうち、互いに隣接するストッパ
の突出部１５に共に接触した状態では、同ストッパ間に
位置する検出電極とマス１４とのギャップ距離は、１μ
ｍとなるように設定されている。すなわち、マス１４が
検出電極に最接近する距離が１μｍとされている。又、
１μｍのギャップ距離を隔てて検出電極に対してマス１
４が位置しているときに、最接近した検出電極１２ａ〜
１２ｄには、１ｐＦの静電容量となるようにストッパ１
３ａ〜１３ｄに印加される電圧（電源Ｂの電圧）が設定
されている。

【００２１】なお、基板１１、検出電極１２ａ〜１２
ｄ、ストッパ１３ａ〜１３ｄ、マス１４はマイクロマシ
ニング技術（微細加工技術）にて加工形成されている。
本実施形態では、ストッパ１３ａ〜１３ｄは第１電極に
相当する。検出電極１２ａ〜１２ｄは第２電極に相当す
る。又、仮想円Ｃ２はマス１４の移動範囲に相当する。
突出部１５はマス側端部に相当する。

【００２２】なお、基板１１の検出電極１２ａ〜１２
ｄ、ストッパ１３ａ〜１３ｄが設けられた側面は、絶縁
性のカバー１６にて覆われており、マス１４が抜け出な
いようにされている。

【００２３】傾斜センサ１０の製造方法、すなわち除去
プロセスによった製造方法を図５（ａ）〜（ｃ）を参照
して説明する。図５（ａ）に示すように、単結晶Ｓｉ基
板１１、絶縁膜１１ａ、単結晶Ｓｉ層２０がこの順番で
積層されたＳＯＩ基板を再結晶化法、エピタキシャル成
長法、絶縁層埋込法、貼合せ法などにて形成する。

【００２４】次に、検出電極１２ａ〜１２ｄ、ストッパ
１３ａ〜１３ｄ、マス１４となる部分をレジストパター
ンにて覆う。そして、同レジストパターンをマスクとし
てリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）等のド
ライエッチングを行って、絶縁膜１１ａに達する前記絶
縁ギャップＧや、マス１４が移動可能な空間Ｋを形成す
る。

【００２５】続いて、前記レジストパターンを除去し
（図５（ｂ）参照)、図５（ｃ）に示すように絶縁膜１
１ａの一部を除去して、マス１４を絶縁膜１１ａから分
離する。

【００２６】さて、上記のように構成された傾斜センサ
１０の作用について説明する。傾斜センサ１０は図１に
示すようにストッパ１３ａが最下部に位置した状態で使
用される。このとき、図２に示すようにマス１４が、ス
トッパ１３ａの突出部１５のみに当接した状態となり、
検出電極１２ａ〜１２ｄとのギャップ距離は１μｍを超
えた値となる。

【００２７】次に、図３に示すように基板１１を左に傾
けると、マス１４は重力に従ってストッパ１３ａの左側
に位置する検出電極１２ｄと対向するように転動する。
この結果、検出電極１２ｃ，１２ｄとのギャップ距離は
短くなるように変化する。又、反対側の検出電極１２
ａ，１２ｂとはギャップ距離が長くなるように変化す
る。

【００２８】この結果、検出電極１２ｄ、１２ｃの静電
容量が増加するように変化し、一方、検出電極１２ａ，
１２ｂの静電容量が減少するように変化する。検出電極
１２ａ〜１２ｄのそれぞれの増減の変化量を図示しない
検出回路にて求めることにより、左側への何度傾いたか
を検出することができる。

【００２９】なお、静電容量Ｃは、下記の式で求めるこ
とができる。 Ｃ＝空気の誘電率×対向面積／電極間距離 ここで、対向面積は検出電極１２ａ〜１２ｄ及びマス１
４における互いに相対する面積である。電極間距離は前
記ギャップ距離である。

【００３０】例えば、図３の場合、検出電極１２ａ〜１
２ｄの静電容量の変化と、傾き角度（基板１１の水平線
Ｌに対する傾斜角度）とを予め対応ずけしておけば、左
側に何度傾いたかを検出することができる。

【００３１】次に、図４に示すように基板１１を右に傾
けると、マス１４は重力に従ってストッパ１３ａの右側
に位置する検出電極１２ａと対向するように転動する。
この結果、検出電極１２ａ，１２ｂとのギャップ距離は
短くなるように変化する。又、反対側の検出電極１２
ｃ，１２ｄとはギャップ距離が長くなるように変化す
る。

【００３２】この結果、検出電極１２ａ，１２ｂの静電
容量が増加するように変化し、一方、検出電極１２ｃ，
１２ｄの静電容量が減少するように変化する。従って、
検出電極１２ａ〜１２ｄのそれぞれの増減の変化量を図
示しない検出回路にて求めることにより、右側に何度傾
いたかを検出することができる。

【００３３】例えば、図４の場合、検出電極１２ａ〜１
２ｄの静電容量の変化と、傾き角度（基板１１の水平線
Ｌに対する傾斜角度）とを予め対応ずけしておけば、右
側に何度傾いたかを検出することができる。

【００３４】第１実施形態によると、次のような作用効
果を奏する。 （１） 第１実施形態の傾斜センサ１０は、基板１１
と、同基板１１に対して重力に従って移動自在に設けら
れた導電性のマス１４を設けた。又、前記マス１４の移
動範囲を規制するとともに、同マス１４の移動軌跡に応
じた位置に、同マス１４に対して電位を付与する複数の
ストッパ１３ａ〜１３ｄ（第１電極）を設けた。又、複
数の検出電極１２ａ〜１２ｄ（第２電極）を仮想円Ｃ２
（マス１４の移動範囲）の外方の複数箇所において、マ
ス１４との間で、静電容量が得られるように配置した。

【００３５】この結果、従来技術と異なり、複雑な機械
的機構を使用しないため、機械的機構を使用した傾斜セ
ンサよりも、簡単な構成とすることができ、小型化が容
易にできる。

【００３６】又、液体を使用しないため、小型化に伴う
表面張力の問題が発生することはなく、検出精度が落ち
る心配がない。又、部品点数が少ないため、制作が容易
であり、低コストを図ることができる。

【００３７】又、小型化することができるため、取付場
所を選ばず設置でき、例えば、携帯電話や、ゲーム機と
いった小型携帯機器への応用が可能になる効果がある。 （２） 本実施形態では、複数のストッパ１３ａ〜１３
ｄ（第１電極）と複数の検出電極１２ａ〜１２ｄ（第２
電極）とは、互いに同一平面（基板１１の側面）におい
て交互に配置した。又、ストッパ１３ａ〜１３ｄ（第１
電極）の突出部１５（マス側端部）をマス１４と接触可
能に、かつマス１４を検出電極１２ａ〜１２ｄ（第２電
極）とは接触しないように突出配置した。

【００３８】この結果、ストッパ１３ａ〜１３ｄ、及び
検出電極１２ａ〜１２ｄとが同一平面内に配置されてい
るため、傾斜センサ１０において基板１１の厚み方向が
小さくできる効果がある。

【００３９】又、突出部１５にて、マス１４を検出電極
１２ａ〜１２ｄに接触させることなく、マス１４に対し
て電位を印加することができる。 （３） 前記実施形態では、複数のストッパ１３ａ〜１
３ｄ（第１電極）と検出電極１２ａ〜１２ｄ（第２電
極）は、マス１４の周囲３６０度の範囲に亘って交互に
配置した。

【００４０】この結果、基板１１の３６０度の範囲の傾
斜を検出することができる。 （４） 前記実施形態では、基板１１、検出電極１２ａ
〜１２ｄ、ストッパ１３ａ〜１３ｄ、マス１４はマイク
ロマシニング技術（微細加工技術）にて加工形成した。

【００４１】従来技術では、傾斜センサを機械的機構を
用いたものが多いが、その体積は数立方センチメートル
から百数十立方センチメートルと大きい。それに対し
て、本実施形態では、マイクロマシニング技術で制作で
きるため、従来の傾斜センサに比較すると、体積を数十
分の１から数百分の１以下に小型化することができる。

【００４２】（第２実施形態）次に第２実施形態を図６
及び図７を参照して説明する。なお、前記第１実施形態
と同一構成については、同一符号を付し、異なるところ
を中心にして説明する。

【００４３】本実施形態では、ストッパ１３ａ〜１３ｄ
を複数設ける代わりに、単一のストッパ１３を円形のリ
ング形状とし、基板１１に埋め込まれている。すなわ
ち、ストッパ１３は、その厚み方向の反検出電極側端部
が基板１１内を通過する１つの仮想平面Ｈ１に沿って配
置されている。又、検出電極１２ａ〜１２ｄは基板１１
の検出電極側の側面に沿った仮想平面Ｈ２に沿って所定
ピッチ（、４５度間隔）で配置されている。なお、仮想
平面Ｈ１と仮想平面Ｈ２とは互いに平行となっている。

【００４４】ストッパ１３は、単結晶シリコンにて形成
され、基板１１と接触する部位は、酸化シリコンからな
る絶縁膜（図示しない）にて絶縁されている。そして、
図６及び図７に示すように、ストッパ１３の内周面は、
仮想円Ｃ２と一致し、ストッパ１３の外周は、仮想円Ｃ
１と一致するように配置されている。従って、基板１１
からは、検出電極１２ａ〜１２ｄのみが突出されてい
る。

【００４５】なお、図６においては、説明の便宜上、マ
ス１４のストッパ１３からの突出量は、ストッパ１３内
に位置する長さよりも長くして、図示しているが、実際
はストッパ１３にて安定して常時支持されるように、基
板１１に対しては傾かない程度の長さで突出されてい
る。

【００４６】基板１１、検出電極１２ａ〜１２ｄ、スト
ッパ１３、マス１４はマイクロマシニング技術（微細加
工技術）にて加工形成されている。本実施形態では、電
源Ｂにて、単一のストッパ１３に所定電圧が印加されて
いる。

【００４７】さて、上記のように構成された第２実施形
態においても、最初は、第１実施形態と同様に検出電極
１２ａと、検出電極１２ｄとが下方に位置しているもの
とする。

【００４８】この状態では、検出電極１２ａ〜１２ｄと
のギャップ距離は１μｍを超えた値となる。基板１１が
第１実施形態の図３と同様に左に傾くと、マス１４は重
力に従って検出電極１２ｄと対向するように転動する。
この結果、検出電極１２ｃ，１２ｄとのギャップ距離は
短くなるように変化する。又、反対側の検出電極１２
ａ，１２ｂとはギャップ距離が長くなるように変化す
る。

【００４９】この結果、検出電極１２ｄ、１２ｃの静電
容量が増加するように変化し、一方、検出電極１２ａ，
１２ｂの静電容量が減少するように変化する。検出電極
１２ａ〜１２ｄのそれぞれの増減の変化量を図示しない
検出回路にて求めることにより、左側への何度傾いたか
を検出することができる。

【００５０】次に、第１実施形態と同様に図４に示すよ
うに基板１１を右に傾けると、マス１４は重力に従って
検出電極１２ａと対向するように転動する。この結果、
検出電極１２ａ，１２ｂとのギャップ距離は短くなるよ
うに変化する。又、反対側の検出電極１２ｃ，１２ｄと
はギャップ距離が長くなるように変化する。

【００５１】この結果、検出電極１２ａ，１２ｂの静電
容量が増加するように変化し、一方、検出電極１２ｃ，
１２ｄの静電容量が減少するように変化する。従って、
検出電極１２ａ〜１２ｄのそれぞれの増減の変化量を図
示しない検出回路にて求めることにより、右側に何度傾
いたかを検出することができる。

【００５２】第２実施形態によると、次のような作用効
果を奏する。 （１） 第２実施形態の傾斜センサ１０は、重力に従っ
て移動自在に設けられた導電性のマス１４と、前記マス
１４の移動範囲を規制するとともに、同マス１４の移動
軌跡に応じた位置に、同マス１４に対して電位を付与す
る単一のストッパ１３（第１電極）を設けた。又、複数
の検出電極１２ａ〜１２ｄ（第２電極）を仮想円Ｃ２
（マス１４の移動範囲）の外方の複数箇所において、マ
ス１４との間で、静電容量が得られるように配置した。

【００５３】そして、単一のストッパ１３（第１電極）
と複数の検出電極１２ａ〜１２ｄ（第２電極）とは、互
いに平行である一対の仮想平面Ｈ１，Ｈ２に沿ってそれ
ぞれ配置した。

【００５４】その結果、本実施形態においても、第１実
施形態の（１）と同様の効果を奏する。 （２） 第２実施形態では、検出電極１２ａ〜１２ｄ
（第２電極）は、同一仮想平面Ｈ２に沿って、所定ピッ
チで配置した。又、ストッパ１３（第１電極）は、検出
電極１２ａ〜１２ｄの仮想平面Ｈ２とは異なる仮想平面
Ｈ１に沿ってリング状に形成された単一の部材にて形成
した。

【００５５】この結果、傾斜センサ１０を簡単な構成で
構成することができる。 （３） 第２実施形態においても、前記実施形態では、
基板１１、検出電極１２ａ〜１２ｄ、ストッパ１３、マ
ス１４はマイクロマシニング技術（微細加工技術）にて
加工形成した。

【００５６】この結果、第２実施形態においても、第１
実施形態の（４）と同様の効果を奏することができる。 （第３実施形態）次に第３実施形態を図８及び図９を参
照して説明する。

【００５７】なお、第２実施形態とは、ストッパ１３と
マス１４の形状及び配置構成のみが異なっているため、
異なるところを中心に説明し、同一又は相当する構成は
同一符号を付す。

【００５８】第２実施形態では、単一のストッパ１３を
円形のリング形状とし、基板１１に埋め込みしたが、第
３実施形態のストッパ１３は、基準点Ｏを中心とした円
柱状に形成され、基板１１から検出電極１２ａ〜１２ｄ
の突出方向と同方向に突出されている。

【００５９】ストッパ１３は、単結晶シリコンにて形成
され、基板１１と接触する部位は、酸化シリコンからな
る絶縁膜（図示しない）にて絶縁されている。そして、
マス１４は、導電性を有するようにシリコンにて円筒状
に形成され、図８及び図９に示すようにストッパ１３に
て挿通状態で配置されている。そして、マス１４はスト
ッパ１３に対して内周面が当接され自重により吊り下げ
されている。マス１４の内径は、ストッパ１３の外径よ
りも長くされており、図９に示すように、ストッパ１３
に吊り下げされた状態では、その下部外周面は、検出電
極１２ａ〜１２ｄに対してはギャップを介して対向す
る。

【００６０】すなわち、第３実施形態では、マス１４の
移動範囲は、図９において、マス１４の外周面の移動軌
跡範囲Ｃ３となる。そして、傾斜センサ１０が傾いた際
には、マス１４の下部外周面と、検出電極１２ａ〜１２
ｄとのギャップが変化する。

【００６１】第３実施形態においては、第２実施形態の
（３）と同様の効果を奏する他、下記の特徴を有する。 （１） 第３実施形態の傾斜センサ１０は、重力に従っ
て移動自在に設けられた導電性のマス１４と、マス１４
の外周面の移動軌跡範囲Ｃ３（マス１４の移動範囲）を
規制するとともに、同マス１４の移動軌跡に応じた位置
に、同マス１４に対して電位を付与する単一のストッパ
１３（第１電極）を設けた。又、複数の検出電極１２ａ
〜１２ｄ（第２電極）を移動軌跡範囲Ｃ３（マス１４の
移動範囲）の外方の複数箇所において、マス１４との間
で、静電容量が得られるように配置した。

【００６２】その結果、本実施形態においても、第１実
施形態の（１）と同様の効果を奏する。なお、本発明の
実施形態は、前記各実施形態に限定するものではなく、
下記のように具体化してもよい。

【００６３】（１） 第１実施形態では、検出電極１２
ａ〜１２ｄとストッパ１３とは絶縁ギャップを介して離
間したが、絶縁ギャップ内に絶縁物質を入れて、両者を
絶縁してもよい。

【００６４】（２） 第１実施形態では、絶縁膜として
酸化シリコン層としたが、窒化シリコン層にて形成して
もよい。 （３） 第１実施形態では、基板１１を表面に絶縁膜と
しての酸化シリコン層を備えたシリコンにて形成した
が、絶縁材であるセラミック、ガラス等にて形成しても
よい。

【００６５】（４） 第１実施形態では、検出電極１２
ａ〜１２ｄ、ストッパ１３ａ〜１３ｄを４５度間隔毎に
配置するように４個としたが、ストッパの数及び検出電
極の数を多くすれば、より高精度の傾斜角度の検出がで
きる。

【００６６】（５） 第１実施形態では、マス１４の移
動範囲を３６０度としたが、例えば、傾斜角度を３６０
度検出する必要がない場合には、その検出角度範囲を狭
い範囲にしてもよい。例えば２７０度、或いは１８０度
（マスの周囲の略半分の範囲）まで、検出できるよう
に、ストッパ１３ａ〜１３ｄ、及び検出電極１２ａ〜１
２ｄの断面扇形状を小さくして配置してもよい。

【００６７】（６） 前記第１実施形態では、マス１４
は、円板状としたが、球状でもよい。 （７） 前記第１実施形態及び第２実施形態では、マイ
クロマシニング技術（微細加工技術）で各部材を形成し
たが、各部材を厚膜技術で構成したりすることも可能で
ある。

【００６８】（８） 前記第１実施形態での傾斜センサ
１０の製造方法は、除去プロセスによった製造方法で説
明した。これに代えて下記の製造方法にて製造してもよ
い。図１０（ａ）〜（ｄ）は、付加プロセスによる傾斜
センサ１０の製造方法である。

【００６９】まず、単結晶Ｓｉ基板１１上に絶縁膜１１
ａが積層された基板を形成し、蒸着にてメタル蒸着膜２
５を絶縁膜１１ａ上に成膜する（図１０（ａ）参照）。
次に、フォトリソグラフィにてフォトレジスト構造体２
６を所定パターンにて形成する（図１０（ｂ）参照）。
フォトレジスト構造体２６部分は、後に絶縁ギャップＧ
７や、空間Ｋとなる部分である。

【００７０】続いて、フォトレジスト構造体２６にて囲
まれた空間に、ニッケルや、金等のメタルを電気メッキ
にて充填形成する（図１０（ｃ）参照）。この充填され
て形成された構造体は、検出電極１２ａ〜１２ｄ、スト
ッパ１３ａ〜１３ｄ、マス１４となる部分である。

【００７１】次に、フォトレジスト構造体２６を除去
し、次に、メタル蒸着膜２５の一部を除去して、マス１
４をメタル蒸着膜２５から分離する（図１０（ｄ）参
照）。前記実施形態から把握される特許請求の範囲に記
載した請求項以外の技術的思想について以下に記載す
る。

【００７２】（１） 請求項２において、前記第１電極
と第２電極は、マスの周囲の略半分の範囲に亘って交互
に配置したことを特徴とする静電容量型傾斜センサ。 （２） 第１電極と第２電極とは、絶縁手段にて互いに
非接触状態であることを特徴とする請求項１又は請求項
２に記載の静電容量型傾斜センサ。第１実施形態の検出
電極１２のストッパ１３と接する面の酸化シリコン層
（絶縁膜）は、絶縁手段に相当する。又、上記他の実施
形態（２）の絶縁ギャップは絶縁手段に相当する。

【００７３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は小型化が
容易であり、小型化しても検出精度が落ちることがな
い。又、部品点数が少ないため、制作が容易であり、低
コストを図ることができる。

【００７４】又、小型化することができるため、取付場
所を選ばず設置でき、例えば、携帯電話や、ゲーム機と
いった小型携帯機器への応用が可能になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の静電容量型傾斜センサの概略
斜視図。

【図２】 静電容量型傾斜センサのストッパに電圧を印
加するための電気回路図。

【図３】 作用を示す説明図。

【図４】 作用を示す説明図。

【図５】 （ａ）〜（ｃ）は傾斜センサ１０の製造工程
の説明図。

【図６】 第２実施形態の静電容量型傾斜センサの概略
斜視図。

【図７】 同じく静電容量型傾斜センサの要部正面図。

【図８】 第３実施形態の静電容量型傾斜センサの概略
斜視図。

【図９】 同じく静電容量型傾斜センサの要部正面図。

【図１０】（ａ）〜（ｄ）は傾斜センサ１０の製造工程
の説明図。

【符号の説明】

１０…静電容量型傾斜センサ １１…基板 １２ａ〜１２ｄ…静電容量検出電極（第２電極） １３，１３ａ〜１３ｄ…ストッパ（第１電極） １４…マス １５…突出部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、同基板に対して移動自在に設け
   られた導電性のマスと、同マスに接触するように配置さ
   れて、マスの移動範囲を規制するとともに、マスに対し
   て電位を付与する第１電極と、前記マスの移動範囲の外
   方の複数箇所にそれぞれに配置され、同マスとの間で、
   静電容量が得られるように配置した複数の第２電極とを
   有することを特徴とすることを特徴とする静電容量型傾
   斜センサ。
2. 【請求項２】 前記第１電極は複数個設けられ、 前記複数の第１電極と複数の第２電極とは、互いに同一
   平面において交互に配置され、第１電極のマス側端部を
   前記マスと接触可能に、かつ前記マスを第２電極とは接
   触しないように突出配置されていることを特徴とする請
   求項１に記載の静電容量型傾斜センサ。
3. 【請求項３】 第１電極と第２電極とは、互いに平行で
   ある複数の仮想平面に沿ってそれぞれ配置されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の静電容量型傾斜セン
   サ。
4. 【請求項４】 前記第２電極は、同一仮想平面に沿って
   所定ピッチで配置されており、一方、前記第１電極は、
   前記第２電極の仮想平面とは異なる仮想平面に沿ってリ
   ング状に形成された単一の部材から形成されていること
   を特徴とする請求項３に記載の静電容量型傾斜センサ。
5. 【請求項５】 第１電極と第２電極は、マスの周囲３６
   ０度の範囲に亘って交互に配置したことを特徴とする請
   求項２に記載の静電容量型傾斜センサ。