JP2013167507A - 加速度センサと加速度センサの自己診断方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板と、該基板上に形成された第1アクチュエーション電極及び検出電極と、該検出電極と離間しつつ対向する検出フレームと、該第1アクチュエーション電極の上方に形成された第2アクチュエーション電極と、表面が該第2アクチュエーション電極と離間しつつ対向し裏面が該第1アクチュエーション電極と離間しつつ対向し該検出フレームと接続された慣性質量体と、内壁に該第2アクチュエーション電極が固定され該第1アクチュエーション電極、該検出電極、該検出フレーム、及び該慣性質量体を覆うように該基板に固定されたキャップと、を備え、該慣性質量体は、該第1アクチュエーション電極又は該第2アクチュエーション電極に電圧を印加することで変位する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る加速度センサの断面図である。加速度センサ10は、基板12を有している。基板12はシリコン層12aの上に絶縁膜12bを有している。基板12上には検出電極14、16が形成されている。検出電極14は、第1検出電極14aと第2検出電極14bを有している。検出電極16は第1検出電極16aと第2検出電極16bを有している。基板12上にはさらに、第1アクチュエーション18電極が形成されている。
図5は、本発明の実施の形態2に係る加速度センサの断面図である。実施の形態1に係る加速度センサとの相違点を中心に説明する。第1アクチュエーション電極18から慣性質量体24までの距離(z2)と第2アクチュエーション電極26から慣性質量体24までの距離(z1)は等しい。また、第1アクチュエーション電極18の慣性質量体24に対向する面の面積と、第2アクチュエーション電極26の慣性質量体24に対向する面の面積は等しい。ところで、2枚の電極間の静電引力Fは以下の式で表される。
図6は、本発明の実施の形態3に係る加速度センサの断面図である。実施の形態1に係る加速度センサとの相違点を中心に説明する。第2アクチュエーション電極27は、検出フレーム20、22の一部の直上まで伸びている。
図7は、本発明の実施の形態4に係る加速度センサの断面図である。実施の形態3に係る加速度センサとの相違点を中心に説明する。キャップ28の内壁には、第2検出フレーム20b、22bと対向するように固定された第3アクチュエーション電極100が形成されている。
図8は、本発明の実施の形態5に係る加速度センサの断面図である。この加速度センサは、第2アクチュエーション電極を有しない点以外は図1の加速度センサと同様の構造である。すなわち、第2検出フレーム20b、22bは、第2検出電極14b、16bとそれぞれ離間しつつ対向し、かつ第1検出フレーム20a、22aと逆方向に変位する。そして慣性質量体24の変位により第1検出フレーム20a、22aと第2検出フレーム20b、22bが変位し、第1検出フレーム20a、22aと第1検出電極14a、16aとでそれぞれ構成されるコンデンサの第1静電容量と、第2検出フレーム20b、22bと第2検出電極14b、16bとでそれぞれ構成されるコンデンサの第2静電容量とを変化させる。
Claims (5)
- 基板と、
前記基板上に形成された第1アクチュエーション電極と、
前記基板上に形成された検出電極と、
前記検出電極と離間しつつ対向する検出フレームと、
前記第1アクチュエーション電極の上方に形成された第2アクチュエーション電極と、
表面が前記第2アクチュエーション電極と離間しつつ対向し、裏面が前記第1アクチュエーション電極と離間しつつ対向し、前記検出フレームと接続された慣性質量体と、
内壁に前記第2アクチュエーション電極が固定され、前記第1アクチュエーション電極、前記検出電極、前記検出フレーム、及び前記慣性質量体を覆うように前記基板に固定されたキャップと、を備え、
前記慣性質量体は、前記第1アクチュエーション電極又は前記第2アクチュエーション電極に電圧を印加することで変位し前記検出フレームに変位を与えることを特徴とする加速度センサ。 - 前記第1アクチュエーション電極から前記慣性質量体までの距離と前記第2アクチュエーション電極から前記慣性質量体までの距離は等しく、
前記第1アクチュエーション電極の前記慣性質量体に対向する面の面積と、前記第
2アクチュエーション電極の前記慣性質量体に対向する面の面積は等しいことを特徴とする請求項1に記載の加速度センサ。 - 前記第2アクチュエーション電極は、前記検出フレームの一部の直上まで伸びるように形成されたことを特徴とする請求項1に記載の加速度センサ。
- 前記キャップの内壁に、前記検出フレームと対向するように固定された第3アクチュエーション電極を備えたことを特徴とする請求項1に記載の加速度センサ。
- 基板上に形成された第1検出電極及び第2検出電極と、前記基板上に形成されたアクチュエーション電極と、前記第1検出電極と離間しつつ対向する第1検出フレームと、前記第2検出電極と離間しつつ対向し前記第1検出フレームと逆方向に変位する第2検出フレームと、前記アクチュエーション電極と離間しつつ対向し前記第2検出フレームと接続された慣性質量体とを有し、前記慣性質量体の変位により前記第1検出フレームと前記第2検出フレームが変位し、前記第1検出フレームと前記第1検出電極とで構成されるコンデンサの第1静電容量と、前記第2検出フレームと前記第2検出電極とで構成されるコンデンサの第2静電容量とを変化させる加速度センサの自己診断方法において、
前記アクチュエーション電極に電圧を印加し、加速度が加えられていない状態よりも前記慣性質量体を前記アクチュエーション電極に近づけた状態で前記第1静電容量と前記第2静電容量を検査する工程と、
前記第1検出電極に電圧を印加し前記第1検出フレームを前記第1検出電極に近づけるとともに前記第2検出フレームを前記第2検出電極から遠ざけ、加速度が加えられていない状態よりも前記慣性質量体を前記アクチュエーション電極から遠ざけた状態で前記第1静電容量と前記第2静電容量を検査する工程と、を備えたことを特徴とする加速度センサの自己診断方法。
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