JP3147789B2 - 加速度検出素子 - Google Patents
加速度検出素子Info
- Publication number
- JP3147789B2 JP3147789B2 JP25247296A JP25247296A JP3147789B2 JP 3147789 B2 JP3147789 B2 JP 3147789B2 JP 25247296 A JP25247296 A JP 25247296A JP 25247296 A JP25247296 A JP 25247296A JP 3147789 B2 JP3147789 B2 JP 3147789B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acceleration
- weight
- cantilever
- movable electrode
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は加速度検出センサに
用いられる加速度検出素子に関するものである。
用いられる加速度検出素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図11には従来の加速度検出素子18の一例
が示されている。この加速度検出素子18は、基板20と、
支持部25と、片持ち梁形状の梁21と、おもり22と、可動
電極23ａ，23ｂと、固定電極24ａ，24ｂとを有して構成
されている。同図において、基板20の基板面上には支持
部25が固定形成されており、この支持部25には梁21の基
端側が連接されている。梁21は基板20の基板面と間隙を
介し基板面に沿って水平方向に伸張形成され、梁21の伸
張先端側にはおもり22が設けられている。おもり22は梁
21の長さ方向の中心軸に対して上下対称の形状を成し、
おもり22の重心Ｇの位置は梁21の中心軸上にある。この
おもり22の基板対向面およびその反対面には可動電極23
ａ，23ｂが形成され、また、可動電極23ａ，23ｂにそれ
ぞれ間隙を介し対向する固定電極24ａ，24ｂが設けられ
ている。
が示されている。この加速度検出素子18は、基板20と、
支持部25と、片持ち梁形状の梁21と、おもり22と、可動
電極23ａ，23ｂと、固定電極24ａ，24ｂとを有して構成
されている。同図において、基板20の基板面上には支持
部25が固定形成されており、この支持部25には梁21の基
端側が連接されている。梁21は基板20の基板面と間隙を
介し基板面に沿って水平方向に伸張形成され、梁21の伸
張先端側にはおもり22が設けられている。おもり22は梁
21の長さ方向の中心軸に対して上下対称の形状を成し、
おもり22の重心Ｇの位置は梁21の中心軸上にある。この
おもり22の基板対向面およびその反対面には可動電極23
ａ，23ｂが形成され、また、可動電極23ａ，23ｂにそれ
ぞれ間隙を介し対向する固定電極24ａ，24ｂが設けられ
ている。
【０００３】上記可動電極23ａ，23ｂと固定電極24ａ，
24ｂとには、互いに対向する可動電極23ａ，23ｂと固定
電極24ａ，24ｂとの間に電圧を印加して該可動電極23
ａ，23ｂと固定電極24ａ，24ｂ間の静電容量を電圧に変
換して検出する検出手段（図示せず）が接続されてい
る。
24ｂとには、互いに対向する可動電極23ａ，23ｂと固定
電極24ａ，24ｂとの間に電圧を印加して該可動電極23
ａ，23ｂと固定電極24ａ，24ｂ間の静電容量を電圧に変
換して検出する検出手段（図示せず）が接続されてい
る。
【０００４】上記構成の加速度検出素子18は、基板20の
基板面に垂直な方向（図示の例ではＹ方向）の加速度を
次のように検知するものである。基板20面に垂直で、図
11に示す上・下向きの加速度（上・下向きＹ方向の加速
度）が加わると、加速度の向きと大きさに応じた上・下
向きＹ方向の慣性力が生じ（具体的には加速度が上向き
に生じると慣性力は下向きに生じ、反対に加速度が下向
きに生じると慣性力は上向きに生じ）、この慣性力によ
り梁21が撓み変形しておもり22が変位し、つまり、可動
電極23ａ，23ｂがおもり22と一体的に変位して可動電極
23ａ，23ｂと固定電極24ａ，24ｂ間の電極間距離が変化
し、このため、可動電極23ａ，23ｂと固定電極24ａ，24
ｂ間の静電容量が変化する。この静電容量の変化量に基
づいて上・下方向の加速度の大きさ等が検出される。
基板面に垂直な方向（図示の例ではＹ方向）の加速度を
次のように検知するものである。基板20面に垂直で、図
11に示す上・下向きの加速度（上・下向きＹ方向の加速
度）が加わると、加速度の向きと大きさに応じた上・下
向きＹ方向の慣性力が生じ（具体的には加速度が上向き
に生じると慣性力は下向きに生じ、反対に加速度が下向
きに生じると慣性力は上向きに生じ）、この慣性力によ
り梁21が撓み変形しておもり22が変位し、つまり、可動
電極23ａ，23ｂがおもり22と一体的に変位して可動電極
23ａ，23ｂと固定電極24ａ，24ｂ間の電極間距離が変化
し、このため、可動電極23ａ，23ｂと固定電極24ａ，24
ｂ間の静電容量が変化する。この静電容量の変化量に基
づいて上・下方向の加速度の大きさ等が検出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の加速度検出素子18では、おもり22の重心Ｇの位置が
梁21の中心軸上であるために、梁21の長さ方向（Ｘ方
向）の加速度が加えられたときには梁21に慣性モーメン
トが作用せず、おもり22が変位しないことから、可動電
極23ａ，23ｂと固定電極24ａ，24ｂ間の静電容量は変化
せず、Ｘ方向の加速度を検知することができない。つま
り、上記構成の加速度検出素子18では、基板20面に垂直
なＹ方向の加速度しか検知できず、当然、２方向以上の
加速度の大きさを検出することは不可能である。
成の加速度検出素子18では、おもり22の重心Ｇの位置が
梁21の中心軸上であるために、梁21の長さ方向（Ｘ方
向）の加速度が加えられたときには梁21に慣性モーメン
トが作用せず、おもり22が変位しないことから、可動電
極23ａ，23ｂと固定電極24ａ，24ｂ間の静電容量は変化
せず、Ｘ方向の加速度を検知することができない。つま
り、上記構成の加速度検出素子18では、基板20面に垂直
なＹ方向の加速度しか検知できず、当然、２方向以上の
加速度の大きさを検出することは不可能である。
【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、１個の加速度検出素子で２
方向以上の加速度を検知できる加速度検出素子を提供す
ることにある。
たものであり、その目的は、１個の加速度検出素子で２
方向以上の加速度を検知できる加速度検出素子を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって前記課題を解決す
る手段としている。すなわち、第１の発明は、基板上に
一端側が固定されて基板面と間隙を介し基板面に沿って
水平方向に伸張する片持ち梁が形成され、この片持ち梁
の先端側にはおもりが設けられ、このおもりの重心がお
もりに加速度が加わったときに前記片持ち梁が撓み変形
するように前記片持ち梁の軸から距離を有し、前記片持
ち梁の撓み変形とともに可動するように形成された可動
電極に対し静電容量を構成するように間隙を持って固定
電極が隣接され、この間隙が前記おもりに加速度が加わ
るにともない変化する可動電極と固定電極との電極間距
離となるように構成されており、前記片持ち梁の先端側
に設けられたおもりに前記片持ち梁が伸張する水平方向
の加速度が加わり、前記片持ち梁が撓み変形するように
構成されたことをもって課題を解決する手段としてい
る。
に、本発明は次のような構成をもって前記課題を解決す
る手段としている。すなわち、第１の発明は、基板上に
一端側が固定されて基板面と間隙を介し基板面に沿って
水平方向に伸張する片持ち梁が形成され、この片持ち梁
の先端側にはおもりが設けられ、このおもりの重心がお
もりに加速度が加わったときに前記片持ち梁が撓み変形
するように前記片持ち梁の軸から距離を有し、前記片持
ち梁の撓み変形とともに可動するように形成された可動
電極に対し静電容量を構成するように間隙を持って固定
電極が隣接され、この間隙が前記おもりに加速度が加わ
るにともない変化する可動電極と固定電極との電極間距
離となるように構成されており、前記片持ち梁の先端側
に設けられたおもりに前記片持ち梁が伸張する水平方向
の加速度が加わり、前記片持ち梁が撓み変形するように
構成されたことをもって課題を解決する手段としてい
る。
【０００８】
【０００９】さらに、第２の発明は、基板上に一端側が
固定されて基板面と間隙を介し基板面に沿って水平方向
に伸張する片持ち梁が形成され、この片持ち梁の先端側
にはおもりが設けられ、このおもりの先端面は起立した
可動電極の面と成し、このおもりの可動電極の面に間隙
を介した対向位置に固定電極が設けられ、前記おもりの
重心位置は片持ち梁の長さ方向の加速度を受けて梁が撓
み変形可能に片持ち梁の長さ方向の中心軸よりも垂直方
向に離れた位置に設定されている構成をもって前記課題
を解決する手段としている。
固定されて基板面と間隙を介し基板面に沿って水平方向
に伸張する片持ち梁が形成され、この片持ち梁の先端側
にはおもりが設けられ、このおもりの先端面は起立した
可動電極の面と成し、このおもりの可動電極の面に間隙
を介した対向位置に固定電極が設けられ、前記おもりの
重心位置は片持ち梁の長さ方向の加速度を受けて梁が撓
み変形可能に片持ち梁の長さ方向の中心軸よりも垂直方
向に離れた位置に設定されている構成をもって前記課題
を解決する手段としている。
【００１０】さらに、第３の発明は、基板上に一端側が
固定されて基板面と間隙を介し基板面に沿って水平方向
に伸張する片持ち梁が形成され、この片持ち梁の先端側
には基板との対向面に可動電極が、この可動電極と対向
する基板面上には固定電極がそれぞれ形成され、前記片
持ち梁の先端側にはおもりが設けられ、このおもりの重
心位置は片持ち梁の長さ方向の加速度を受けて梁が撓み
変形可能に片持ち梁の長さ方向の中心軸よりも垂直方向
に離れた位置に設定されている構成をもって前記課題を
解決する手段としている。
固定されて基板面と間隙を介し基板面に沿って水平方向
に伸張する片持ち梁が形成され、この片持ち梁の先端側
には基板との対向面に可動電極が、この可動電極と対向
する基板面上には固定電極がそれぞれ形成され、前記片
持ち梁の先端側にはおもりが設けられ、このおもりの重
心位置は片持ち梁の長さ方向の加速度を受けて梁が撓み
変形可能に片持ち梁の長さ方向の中心軸よりも垂直方向
に離れた位置に設定されている構成をもって前記課題を
解決する手段としている。
【００１１】さらに、第４の発明は、前記第２の発明を
構成する片持ち梁の先端側に設けたおもりには後端面に
も起立した可動電極の面が形成され、おもりの先端面の
可動電極の面と後端面の可動電極の面にそれぞれ間隙を
介して対向する位置に固定電極がそれぞれ設けられてい
る構成をもって前記課題を解決する手段としている。
構成する片持ち梁の先端側に設けたおもりには後端面に
も起立した可動電極の面が形成され、おもりの先端面の
可動電極の面と後端面の可動電極の面にそれぞれ間隙を
介して対向する位置に固定電極がそれぞれ設けられてい
る構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１２】さらに、第５の発明は、前記第２の発明の
加速度検出素子が２個以上形成されている構成をもっ
て、また、第６の発明は、前記第４の発明の加速度検出
素子が２個以上形成されている構成をもって、さらに、
第７の発明は、前記第３の発明の加速度検出素子が２個
以上形成されている構成をもって前記課題を解決する手
段としている。
加速度検出素子が２個以上形成されている構成をもっ
て、また、第６の発明は、前記第４の発明の加速度検出
素子が２個以上形成されている構成をもって、さらに、
第７の発明は、前記第３の発明の加速度検出素子が２個
以上形成されている構成をもって前記課題を解決する手
段としている。
【００１３】さらに、第８の発明は、前記第５又は第６
又は第７の発明を構成する２個以上形成される加速度検
出素子の数をＮ個としたとき、各加速度検出素子は互い
に３６０°／Ｎの平面角度をもって配置されている構成
をもって前記課題を解決する手段としている。
又は第７の発明を構成する２個以上形成される加速度検
出素子の数をＮ個としたとき、各加速度検出素子は互い
に３６０°／Ｎの平面角度をもって配置されている構成
をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１４】上記構成の発明において、おもりの重心位
置が片持ち梁の長さ方向の中心軸から距離を有して離れ
た位置（例えば、片持ち梁の長さ方向の中心軸よりも垂
直方向に離れた位置）に設定されていることから、片持
ち梁の長さ方向（例えばＸ方向）の加速度が加えられる
と、加速度の大きさに応じて、梁に慣性モーメントが作
用し、梁が基板面に垂直な方向（例えばＹ方向）に撓み
変形しておもりが変位する。つまり、可動電極が変位し
て、可動電極と固定電極との間の電極間距離が変化す
る。上記電極間距離の変化量に対応して可動電極と固定
電極との間の静電容量が増・減変化し、この静電容量の
変化量に基づいて加速度の大きさが検出される。
置が片持ち梁の長さ方向の中心軸から距離を有して離れ
た位置（例えば、片持ち梁の長さ方向の中心軸よりも垂
直方向に離れた位置）に設定されていることから、片持
ち梁の長さ方向（例えばＸ方向）の加速度が加えられる
と、加速度の大きさに応じて、梁に慣性モーメントが作
用し、梁が基板面に垂直な方向（例えばＹ方向）に撓み
変形しておもりが変位する。つまり、可動電極が変位し
て、可動電極と固定電極との間の電極間距離が変化す
る。上記電極間距離の変化量に対応して可動電極と固定
電極との間の静電容量が増・減変化し、この静電容量の
変化量に基づいて加速度の大きさが検出される。
【００１５】また、基板面に垂直な方向（Ｙ方向）の加
速度が加えられると、加速度の大きさに応じた慣性力が
片持ち梁およびおもりに作用して、梁が基板面に垂直な
方向（Ｙ方向）に撓み変形し、おもりが変位する。する
と、前記同様に、可動電極と固定電極との間の電極間距
離が変化し、可動電極と固定電極との間の静電容量が増
・減変化し、この静電容量の変化量に基づき加速度の大
きさが検出される。
速度が加えられると、加速度の大きさに応じた慣性力が
片持ち梁およびおもりに作用して、梁が基板面に垂直な
方向（Ｙ方向）に撓み変形し、おもりが変位する。する
と、前記同様に、可動電極と固定電極との間の電極間距
離が変化し、可動電極と固定電極との間の静電容量が増
・減変化し、この静電容量の変化量に基づき加速度の大
きさが検出される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態例
を図面に基づいて説明する。
を図面に基づいて説明する。
【００１７】図１には第１の実施の形態例における加速
度検出素子１の主要構成が示されている。この加速度検
出素子１は、基板３と、支持部６と、片持ち梁形状の梁
４と、おもり５と、可動電極７と、固定電極８とを有し
て構成されている。同図において、Ｓｉ等の基板３の基
板面上にＳｉＯ2 等で構成された支持部６が固定形成さ
れ、この支持部６に多結晶Ｓｉ等で形成された梁４の基
端側が固定されている。梁４は基板面と間隙を介し基板
面に沿って水平方向（図示の例ではＸ方向）に伸張形成
されており、梁４の伸張先端側にはＦｅ−Ｎｉ合金等の
導体金属で積層形成されたおもり５が設けられている。
このおもり５の重心Ｇの位置は、梁４の長さ方向である
Ｘ方向の加速度が加えられたときに、慣性モーメントに
よって、梁４が基板面に垂直な方向（図示の例ではＹ方
向）に撓み変形可能に梁４の長さ方向の中心軸よりも図
１に示すΔｙだけ垂直方向（上側）に離れた位置に設定
されている。
度検出素子１の主要構成が示されている。この加速度検
出素子１は、基板３と、支持部６と、片持ち梁形状の梁
４と、おもり５と、可動電極７と、固定電極８とを有し
て構成されている。同図において、Ｓｉ等の基板３の基
板面上にＳｉＯ2 等で構成された支持部６が固定形成さ
れ、この支持部６に多結晶Ｓｉ等で形成された梁４の基
端側が固定されている。梁４は基板面と間隙を介し基板
面に沿って水平方向（図示の例ではＸ方向）に伸張形成
されており、梁４の伸張先端側にはＦｅ−Ｎｉ合金等の
導体金属で積層形成されたおもり５が設けられている。
このおもり５の重心Ｇの位置は、梁４の長さ方向である
Ｘ方向の加速度が加えられたときに、慣性モーメントに
よって、梁４が基板面に垂直な方向（図示の例ではＹ方
向）に撓み変形可能に梁４の長さ方向の中心軸よりも図
１に示すΔｙだけ垂直方向（上側）に離れた位置に設定
されている。
【００１８】前記おもり５の先端面は起立した可動電極
７の面となっており、この可動電極７に間隙を介した対
向位置に固定電極８が設けられている。固定電極８は基
板３の基板面上にＳｉＯ2 層12、多結晶Ｓｉ層13を積層
形成した上側にＦｅ−Ｎｉ合金等の導体金属層14を積層
することにより形成され、導体金属層14の可動電極７対
向面が固定電極８の面となっている。
７の面となっており、この可動電極７に間隙を介した対
向位置に固定電極８が設けられている。固定電極８は基
板３の基板面上にＳｉＯ2 層12、多結晶Ｓｉ層13を積層
形成した上側にＦｅ−Ｎｉ合金等の導体金属層14を積層
することにより形成され、導体金属層14の可動電極７対
向面が固定電極８の面となっている。
【００１９】上記構成の加速度検出素子１には、可動電
極７と固定電極８間の静電容量を検出しその電圧信号を
処理し加速度の大きさ等を求める信号処理手段（図示せ
ず）が導通接続され、加速度検出素子１は、梁４の長さ
方向（Ｘ方向）の加速度と、基板３の基板面に垂直な方
向（Ｙ方向）の加速度を、次のように検知するものであ
る。
極７と固定電極８間の静電容量を検出しその電圧信号を
処理し加速度の大きさ等を求める信号処理手段（図示せ
ず）が導通接続され、加速度検出素子１は、梁４の長さ
方向（Ｘ方向）の加速度と、基板３の基板面に垂直な方
向（Ｙ方向）の加速度を、次のように検知するものであ
る。
【００２０】加速度検出素子１に、図１に示す左・右向
きで梁４の長さ方向（左・右向きＸ方向）の加速度がか
かると、前記の如く、おもり５の重心Ｇの位置は梁４の
長さ方向の中心軸よりもΔｙだけ上側に離れた位置とな
っていることから、前記左・右向きＸ方向の加速度の大
きさに応じて、梁４に慣性モーメントが作用する。この
ため、梁４が基板３の基板面に垂直な上・下向き方向
（上・下向きＹ方向）に撓み変形して（具体的には左向
きＸ方向の加速度が生じると梁４は下向きに撓み、右向
きＸ方向の加速度が生じると梁４は上向きに撓み変形し
て）おもり５が上・下に変位する。例えば、梁４が基板
３側に撓み変形しおもり５が下向きに変位したときに
は、図１の鎖線で示すように、おもり５は固定電極８側
に傾き、反対に、おもり５が上向きに変位したときに
は、上記とは逆向きに傾く。このことから、左・右向き
Ｘ方向の加速度の大きさに応じ、可動電極７と固定電極
８間の電極間隙間（距離）が変化して可動電極７と固定
電極８間の静電容量が増・減変化する。この静電容量の
変化量に基づいて加速度の大きさ等が検出される。
きで梁４の長さ方向（左・右向きＸ方向）の加速度がか
かると、前記の如く、おもり５の重心Ｇの位置は梁４の
長さ方向の中心軸よりもΔｙだけ上側に離れた位置とな
っていることから、前記左・右向きＸ方向の加速度の大
きさに応じて、梁４に慣性モーメントが作用する。この
ため、梁４が基板３の基板面に垂直な上・下向き方向
（上・下向きＹ方向）に撓み変形して（具体的には左向
きＸ方向の加速度が生じると梁４は下向きに撓み、右向
きＸ方向の加速度が生じると梁４は上向きに撓み変形し
て）おもり５が上・下に変位する。例えば、梁４が基板
３側に撓み変形しおもり５が下向きに変位したときに
は、図１の鎖線で示すように、おもり５は固定電極８側
に傾き、反対に、おもり５が上向きに変位したときに
は、上記とは逆向きに傾く。このことから、左・右向き
Ｘ方向の加速度の大きさに応じ、可動電極７と固定電極
８間の電極間隙間（距離）が変化して可動電極７と固定
電極８間の静電容量が増・減変化する。この静電容量の
変化量に基づいて加速度の大きさ等が検出される。
【００２１】また、基板３の面に垂直で上・下向き（上
・下向きＹ方向）の加速度が加わると、加速度の大きさ
に応じた上・下向きＹ方向の慣性力が生じ、この慣性力
により梁４が撓み変形し、前記同様に、おもり５が上・
下に変位すると共に傾き、可動電極７と固定電極８間の
電極間隙間が変化して可動電極７と固定電極８間の静電
容量が増・減し、この静電容量の変化量に基づいて加速
度の大きさ等が検出される。
・下向きＹ方向）の加速度が加わると、加速度の大きさ
に応じた上・下向きＹ方向の慣性力が生じ、この慣性力
により梁４が撓み変形し、前記同様に、おもり５が上・
下に変位すると共に傾き、可動電極７と固定電極８間の
電極間隙間が変化して可動電極７と固定電極８間の静電
容量が増・減し、この静電容量の変化量に基づいて加速
度の大きさ等が検出される。
【００２２】本実施の形態例によれば、おもり５の重心
Ｇの位置が梁４の長さ方向の中心軸よりも垂直方向（上
側）に離れた位置となるようにおもり５を形成したの
で、梁４の長さ方向（Ｘ方向）の加速度がかかったとき
に、加速度の大きさに応じて梁４に慣性モーメントが作
用し、梁４が撓み変形しておもり５が上・下に変位する
と共に傾く。このため、可動電極７と固定電極８間の電
極間距離（隙間）が変化して可動電極７と固定電極８間
の静電容量が変化し、その静電容量の変化量に基づい
て、Ｘ方向の加速度についても、その加速度の大きさを
検出することができる。もちろん、基板３に垂直なＹ方
向の加速度も検知できることから、Ｘ方向とＹ方向の２
方向の加速度の大きさが検出可能となった。
Ｇの位置が梁４の長さ方向の中心軸よりも垂直方向（上
側）に離れた位置となるようにおもり５を形成したの
で、梁４の長さ方向（Ｘ方向）の加速度がかかったとき
に、加速度の大きさに応じて梁４に慣性モーメントが作
用し、梁４が撓み変形しておもり５が上・下に変位する
と共に傾く。このため、可動電極７と固定電極８間の電
極間距離（隙間）が変化して可動電極７と固定電極８間
の静電容量が変化し、その静電容量の変化量に基づい
て、Ｘ方向の加速度についても、その加速度の大きさを
検出することができる。もちろん、基板３に垂直なＹ方
向の加速度も検知できることから、Ｘ方向とＹ方向の２
方向の加速度の大きさが検出可能となった。
【００２３】以下に第２の実施の形態例を図２に基づい
て説明する。なお、本実施の形態例の説明において、前
記第１の実施の形態例と同一名称部分には同一符号を付
し、その重複説明は省略する。
て説明する。なお、本実施の形態例の説明において、前
記第１の実施の形態例と同一名称部分には同一符号を付
し、その重複説明は省略する。
【００２４】第２の実施の形態例における加速度検出素
子１は、図２に示すように、基板３と、支持部６と、片
持ち梁形状の梁４と、おもり５と、可動電極７と、固定
電極８とを有して構成されている。同図において、Ｓｉ
等の基板３の基板面上にＳｉＯ2 等で構成された支持部
６が固定形成され、この支持部６に多結晶Ｓｉ等で形成
された梁４の基端側が固定されている。梁４は基板面と
間隙を介し基板面に沿って水平方向（図示の例ではＸ方
向）に伸張形成されており、梁４の伸張先端側にはＦｅ
−Ｎｉ合金等の導体金属で積層形成されたおもり５が設
けられている。このおもり５の重心Ｇの位置は、梁４の
長さ方向であるＸ方向の加速度が加えられたときに、慣
性モーメントによって、梁４が基板面に垂直な方向（図
示の例ではＹ方向）に撓み変形可能に梁４の長さ方向の
中心軸よりも図２に示すΔｙだけ垂直方向（上側）に離
れた位置に設定されている。また、梁４の先端側の基板
対向面には可動電極７が形成され、可動電極７に間隙を
介し対向する基板３の面上には固定電極８が形成されて
いる。
子１は、図２に示すように、基板３と、支持部６と、片
持ち梁形状の梁４と、おもり５と、可動電極７と、固定
電極８とを有して構成されている。同図において、Ｓｉ
等の基板３の基板面上にＳｉＯ2 等で構成された支持部
６が固定形成され、この支持部６に多結晶Ｓｉ等で形成
された梁４の基端側が固定されている。梁４は基板面と
間隙を介し基板面に沿って水平方向（図示の例ではＸ方
向）に伸張形成されており、梁４の伸張先端側にはＦｅ
−Ｎｉ合金等の導体金属で積層形成されたおもり５が設
けられている。このおもり５の重心Ｇの位置は、梁４の
長さ方向であるＸ方向の加速度が加えられたときに、慣
性モーメントによって、梁４が基板面に垂直な方向（図
示の例ではＹ方向）に撓み変形可能に梁４の長さ方向の
中心軸よりも図２に示すΔｙだけ垂直方向（上側）に離
れた位置に設定されている。また、梁４の先端側の基板
対向面には可動電極７が形成され、可動電極７に間隙を
介し対向する基板３の面上には固定電極８が形成されて
いる。
【００２５】上記構成の加速度検出素子１には、前記第
１の実施の形態例と同様に、可動電極７と固定電極８間
の静電容量を検出しその電圧信号を処理して加速度の大
きさ等を求める信号処理手段（図示せず）が導通接続さ
れ、加速度検出素子１は、梁４の長さ方向（Ｘ方向）の
加速度と、基板３面に垂直な方向（Ｙ方向）の加速度を
次のように検知する。
１の実施の形態例と同様に、可動電極７と固定電極８間
の静電容量を検出しその電圧信号を処理して加速度の大
きさ等を求める信号処理手段（図示せず）が導通接続さ
れ、加速度検出素子１は、梁４の長さ方向（Ｘ方向）の
加速度と、基板３面に垂直な方向（Ｙ方向）の加速度を
次のように検知する。
【００２６】加速度検出素子１に図２に示す左・右向き
Ｘ方向の加速度がかかると、前記の如く、おもり５の重
心Ｇの位置は梁４の長さ方向の中心軸よりもΔｙだけ上
側に離れた位置となっていることから、前記第１の実施
の形態例同様に、前記左・右向きＸ方向の加速度の大き
さに応じて、梁４に慣性モーメントが作用し、この慣性
モーメントにより、梁４が上・下向きに撓み変形しおも
り５が上・下に変位する。つまり、可動電極７が上・下
に変位して可動電極７と固定電極８間の電極間隙間が変
化し、可動電極７と固定電極８間の静電容量が増・減変
化する。この静電容量の変化量に基づいて加速度の大き
さ等が検出される。
Ｘ方向の加速度がかかると、前記の如く、おもり５の重
心Ｇの位置は梁４の長さ方向の中心軸よりもΔｙだけ上
側に離れた位置となっていることから、前記第１の実施
の形態例同様に、前記左・右向きＸ方向の加速度の大き
さに応じて、梁４に慣性モーメントが作用し、この慣性
モーメントにより、梁４が上・下向きに撓み変形しおも
り５が上・下に変位する。つまり、可動電極７が上・下
に変位して可動電極７と固定電極８間の電極間隙間が変
化し、可動電極７と固定電極８間の静電容量が増・減変
化する。この静電容量の変化量に基づいて加速度の大き
さ等が検出される。
【００２７】また、図２に示す上・下向きＹ方向の加速
度がかかると、加速度の大きさに応じた上・下向きＹ方
向の慣性力が生じ、この慣性力により、梁４が撓み変形
しおもり５が変位する。つまり、前記同様に、可動電極
７が変位して可動電極７と固定電極８間の電極間隙間が
変化し、可動電極７と固定電極８間の静電容量が増・減
変化する。この静電容量の変化量に基づいて加速度の大
きさ等が検出される。
度がかかると、加速度の大きさに応じた上・下向きＹ方
向の慣性力が生じ、この慣性力により、梁４が撓み変形
しおもり５が変位する。つまり、前記同様に、可動電極
７が変位して可動電極７と固定電極８間の電極間隙間が
変化し、可動電極７と固定電極８間の静電容量が増・減
変化する。この静電容量の変化量に基づいて加速度の大
きさ等が検出される。
【００２８】第２の実施の形態例によれば、前記第１の
実施の形態例同様に、Ｘ方向とＹ方向の２方向の加速度
を検知することができる。
実施の形態例同様に、Ｘ方向とＹ方向の２方向の加速度
を検知することができる。
【００２９】以下に第３の実施の形態例を図３に基づき
説明する。なお、本実施の形態例の説明において、前記
第１の実施の形態例と同一名称部分には同一符号を付
し、その重複説明は省略する。
説明する。なお、本実施の形態例の説明において、前記
第１の実施の形態例と同一名称部分には同一符号を付
し、その重複説明は省略する。
【００３０】第３の実施の形態例が前記第１の実施の形
態例と異なる特徴的なことは、図３の（ａ）に示すよう
に、おもり５の後端面をも起立した可動電極７（７ｂ）
の電極面とし、可動電極７ｂに間隙を介し対向する固定
電極８ｂを設けたことであり、加速度の大きさをより精
度良く検出可能とする構成にしたことである。前記固定
電極８ｂは、支持部６の上側にＦｅ−Ｎｉ合金等の導体
金属層11を積層することにより形成され、導体金属層11
の可動電極７ｂ対向面が固定電極８ｂの面となってい
る。上記以外の構成は前記第１の実施の形態例とほぼ同
様である。
態例と異なる特徴的なことは、図３の（ａ）に示すよう
に、おもり５の後端面をも起立した可動電極７（７ｂ）
の電極面とし、可動電極７ｂに間隙を介し対向する固定
電極８ｂを設けたことであり、加速度の大きさをより精
度良く検出可能とする構成にしたことである。前記固定
電極８ｂは、支持部６の上側にＦｅ−Ｎｉ合金等の導体
金属層11を積層することにより形成され、導体金属層11
の可動電極７ｂ対向面が固定電極８ｂの面となってい
る。上記以外の構成は前記第１の実施の形態例とほぼ同
様である。
【００３１】本実施の形態例では、可動電極７ａと固定
電極８ａ間の静電容量Ｃ1 と、可動電極７ｂと固定電極
８ｂ間の静電容量Ｃ2 とが、加速度が加えられていない
ときには、ほぼ等しく、Ｃ1 ＝Ｃ2 ＝Ｃ0 となり、ま
た、Ｘ方向あるいはＹ方向の加速度が加えられたときに
は、例えば、Ｃ1 が前記Ｃ0 に対しΔＣだけ増加した場
合にはＣ2 がΔＣ′（ΔＣ′はΔＣとほぼ等しい）だけ
減少するという如く、ほぼ同程度ずつ変化するように形
成されている。
電極８ａ間の静電容量Ｃ1 と、可動電極７ｂと固定電極
８ｂ間の静電容量Ｃ2 とが、加速度が加えられていない
ときには、ほぼ等しく、Ｃ1 ＝Ｃ2 ＝Ｃ0 となり、ま
た、Ｘ方向あるいはＹ方向の加速度が加えられたときに
は、例えば、Ｃ1 が前記Ｃ0 に対しΔＣだけ増加した場
合にはＣ2 がΔＣ′（ΔＣ′はΔＣとほぼ等しい）だけ
減少するという如く、ほぼ同程度ずつ変化するように形
成されている。
【００３２】また、図３の（ｂ）に示すように、導体金
属層11の中央部には梁４を通すトンネル穴10が設けられ
るが、このトンネル穴10の天井面と梁４との間隙は、加
速度による梁４の撓み変形に邪魔にならないだけの間隔
があいている。なお、梁４の上に、おもり５の可動電極
７ａ，７ｂに電圧を印加するための導体パターン16が図
３の（ａ）および（ｂ）に示すように形成されるが、導
体パターン16の厚みは非常に薄く、導体パターン16と導
体金属層11との間の静電容量が小さくなるように十分に
離れている。
属層11の中央部には梁４を通すトンネル穴10が設けられ
るが、このトンネル穴10の天井面と梁４との間隙は、加
速度による梁４の撓み変形に邪魔にならないだけの間隔
があいている。なお、梁４の上に、おもり５の可動電極
７ａ，７ｂに電圧を印加するための導体パターン16が図
３の（ａ）および（ｂ）に示すように形成されるが、導
体パターン16の厚みは非常に薄く、導体パターン16と導
体金属層11との間の静電容量が小さくなるように十分に
離れている。
【００３３】図３に示す構成の加速度検出素子１では、
梁４の長さ方向（Ｘ方向）あるいは基板３の基板面に垂
直な方向（Ｙ方向）の加速度が加わることにより、前記
第１の実施の形態例同様に、加速度の大きさに応じ、梁
４が上・下向きに撓み変形しておもり５が上・下向きに
変位しながら傾く。おもり５が下側に変位したときに
は、前記第１の実施の形態例で述べたように、おもり５
は図３に示す固定電極８ａ側に傾き、可動電極７ａと固
定電極８ａとの間の電極間隙間は狭くなり、反対に、可
動電極７ｂと固定電極８ｂとの間の電極間隙間は広くな
る。このため、可動電極７ａと固定電極８ａ間の静電容
量Ｃ1 は、加速度の大きさに応じ、前記Ｃ0 に対して、
例えば、ΔＣ増加し、反対に、可動電極７ｂと固定電極
８ｂ間の静電容量Ｃ2 は、例えば、前記Ｃ0 に対してΔ
Ｃ′（ΔＣ′は前記ΔＣとほぼ等しい）だけ減少する。
上記静電容量Ｃ1 ＝Ｃ0 ＋ΔＣからＣ2 ＝Ｃ0 −ΔＣ′
を差し引く（あるいはＣ2 からＣ1 を差し引く）ことに
より、
梁４の長さ方向（Ｘ方向）あるいは基板３の基板面に垂
直な方向（Ｙ方向）の加速度が加わることにより、前記
第１の実施の形態例同様に、加速度の大きさに応じ、梁
４が上・下向きに撓み変形しておもり５が上・下向きに
変位しながら傾く。おもり５が下側に変位したときに
は、前記第１の実施の形態例で述べたように、おもり５
は図３に示す固定電極８ａ側に傾き、可動電極７ａと固
定電極８ａとの間の電極間隙間は狭くなり、反対に、可
動電極７ｂと固定電極８ｂとの間の電極間隙間は広くな
る。このため、可動電極７ａと固定電極８ａ間の静電容
量Ｃ1 は、加速度の大きさに応じ、前記Ｃ0 に対して、
例えば、ΔＣ増加し、反対に、可動電極７ｂと固定電極
８ｂ間の静電容量Ｃ2 は、例えば、前記Ｃ0 に対してΔ
Ｃ′（ΔＣ′は前記ΔＣとほぼ等しい）だけ減少する。
上記静電容量Ｃ1 ＝Ｃ0 ＋ΔＣからＣ2 ＝Ｃ0 −ΔＣ′
を差し引く（あるいはＣ2 からＣ1 を差し引く）ことに
より、
【００３４】Ｃ1 −Ｃ2 ＝（Ｃ0 ＋ΔＣ）−（Ｃ0 −Δ
Ｃ′）＝ΔＣ＋ΔＣ′
Ｃ′）＝ΔＣ＋ΔＣ′
【００３５】となり、静電容量の変化量が簡単に得ら
れ、この静電容量の変化量に基づいて加速度の大きさが
検出される。
れ、この静電容量の変化量に基づいて加速度の大きさが
検出される。
【００３６】上記算出された静電容量ΔＣ＋ΔＣ′は、
ΔＣ′がΔＣとほぼ等しいので、ΔＣ＋ΔＣ′≒２ΔＣ
と整理することができる。つまり、可動電極と固定電極
が１対しか設けられない場合よりも、ほぼ２倍の静電容
量の変化量を得ることができることから、精度良く加速
度の大きさを検出することが可能である。
ΔＣ′がΔＣとほぼ等しいので、ΔＣ＋ΔＣ′≒２ΔＣ
と整理することができる。つまり、可動電極と固定電極
が１対しか設けられない場合よりも、ほぼ２倍の静電容
量の変化量を得ることができることから、精度良く加速
度の大きさを検出することが可能である。
【００３７】また、おもり５が上側に変位したときに
は、おもり５は固定電極８ｂ側に傾き、前記とは反対
に、可動電極７ａと固定電極８ａ間の電極間隙間は広く
なって可動電極７ａと固定電極８ａ間の静電容量Ｃ1 は
Ｃ0 に対して減少し、逆に、可動電極７ｂと固定電極８
ｂ間の電極間隙間は狭くなり、可動電極７ｂと固定電極
８ｂ間の静電容量Ｃ2 はＣ0 に対して増加する。そし
て、上記同様に検出した静電容量Ｃ1 とＣ2 の差分に基
づいて加速度の大きさが精度良く検出される。
は、おもり５は固定電極８ｂ側に傾き、前記とは反対
に、可動電極７ａと固定電極８ａ間の電極間隙間は広く
なって可動電極７ａと固定電極８ａ間の静電容量Ｃ1 は
Ｃ0 に対して減少し、逆に、可動電極７ｂと固定電極８
ｂ間の電極間隙間は狭くなり、可動電極７ｂと固定電極
８ｂ間の静電容量Ｃ2 はＣ0 に対して増加する。そし
て、上記同様に検出した静電容量Ｃ1 とＣ2 の差分に基
づいて加速度の大きさが精度良く検出される。
【００３８】本実施の形態例によれば、前記第１の実施
の形態例同様にＸ方向とＹ方向の２方向の加速度を検知
できる上に、梁４の先端側に設けたおもり５の後端面を
も可動電極７ｂの面とし、可動電極７ｂに間隙を介し対
向する固定電極８ｂが設けられているので、Ｘ方向ある
いはＹ方向の加速度によって増・減した可動電極７ａと
固定電極８ａ間の静電容量Ｃ1 と、可動電極７ｂと固定
電極８ｂ間の静電容量Ｃ2 との２個の静電容量が得ら
れ、より大きな静電容量の変化量を得ることができる。
したがって、この静電容量の変化量に基づいて、より精
度良くＸ方向とＹ方向の２方向の加速度の大きさを検出
することが可能となる。
の形態例同様にＸ方向とＹ方向の２方向の加速度を検知
できる上に、梁４の先端側に設けたおもり５の後端面を
も可動電極７ｂの面とし、可動電極７ｂに間隙を介し対
向する固定電極８ｂが設けられているので、Ｘ方向ある
いはＹ方向の加速度によって増・減した可動電極７ａと
固定電極８ａ間の静電容量Ｃ1 と、可動電極７ｂと固定
電極８ｂ間の静電容量Ｃ2 との２個の静電容量が得ら
れ、より大きな静電容量の変化量を得ることができる。
したがって、この静電容量の変化量に基づいて、より精
度良くＸ方向とＹ方向の２方向の加速度の大きさを検出
することが可能となる。
【００３９】ところで、基板３の基板面に沿って梁４の
長さ方向に直交する方向（Ｚ方向）の加速度が加わった
とき、慣性力により梁４が僅かにＺ方向に振れおもり５
がＺ方向に変位してしまい、可動電極７ａ，７ｂと固定
電極８ａ，８ｂとの電極対向面積が減少し、静電容量Ｃ
1 とＣ2 がほぼ同程度ずつ減少することがある。しか
し、本実施の形態例のように、静電容量Ｃ1 とＣ2 の差
分を求めることにより、例えば、Ｚ方向の加速度により
Ｃ1 ，Ｃ2 がΔＣずつ減少したとき、
長さ方向に直交する方向（Ｚ方向）の加速度が加わった
とき、慣性力により梁４が僅かにＺ方向に振れおもり５
がＺ方向に変位してしまい、可動電極７ａ，７ｂと固定
電極８ａ，８ｂとの電極対向面積が減少し、静電容量Ｃ
1 とＣ2 がほぼ同程度ずつ減少することがある。しか
し、本実施の形態例のように、静電容量Ｃ1 とＣ2 の差
分を求めることにより、例えば、Ｚ方向の加速度により
Ｃ1 ，Ｃ2 がΔＣずつ減少したとき、
【００４０】 Ｃ1 −Ｃ2 ＝（Ｃ0 −ΔＣ）−（Ｃ0 −ΔＣ）＝０
【００４１】となるという如く、Ｚ方向の加速度による
静電容量の変化量は除去される。このため、Ｘ方向とＹ
方向の加速度だけを精度良く検出することができる。
静電容量の変化量は除去される。このため、Ｘ方向とＹ
方向の加速度だけを精度良く検出することができる。
【００４２】また、おもり５の先端面と後端面にそれぞ
れ間隙を介して対向する固定電極８ａ，８ｂが設けられ
ているので、非常に大きな加速度が加わりおもり５が過
大に変位しようとしても、固定電極８ａ，８ｂがおもり
５のストッパーとなり、おもり５の過大な変位を防止す
ることができる。つまり、梁４が過剰に撓み変形するの
が防止されて梁４の破損が回避されることから、加速度
検出素子１の耐衝撃性を高めることができる。
れ間隙を介して対向する固定電極８ａ，８ｂが設けられ
ているので、非常に大きな加速度が加わりおもり５が過
大に変位しようとしても、固定電極８ａ，８ｂがおもり
５のストッパーとなり、おもり５の過大な変位を防止す
ることができる。つまり、梁４が過剰に撓み変形するの
が防止されて梁４の破損が回避されることから、加速度
検出素子１の耐衝撃性を高めることができる。
【００４３】以下に第４の実施の形態例を図４に基づき
説明する。なお、本実施の形態例の説明において、前記
第１の実施の形態例と同一名称部分には同一符号を付
し、その重複説明は省略する。
説明する。なお、本実施の形態例の説明において、前記
第１の実施の形態例と同一名称部分には同一符号を付
し、その重複説明は省略する。
【００４４】本実施の形態例において特徴的なことは、
前記第１の実施の形態例に示した加速度検出素子１が２
個設けられ、図４に示すように、それら加速度検出素子
１（１Ａ，１Ｂ）は導体金属層14側を向かい合わせにし
て導体金属層14Ａ，14Ｂ間の基板３に垂直な対称基準面
に対して対称に設けられていることである。上記以外の
構成は前記第１の実施の形態例とほぼ同様である。
前記第１の実施の形態例に示した加速度検出素子１が２
個設けられ、図４に示すように、それら加速度検出素子
１（１Ａ，１Ｂ）は導体金属層14側を向かい合わせにし
て導体金属層14Ａ，14Ｂ間の基板３に垂直な対称基準面
に対して対称に設けられていることである。上記以外の
構成は前記第１の実施の形態例とほぼ同様である。
【００４５】本実施の形態例では、加速度検出素子１Ａ
の可動電極７Ａと固定電極８Ａ間の静電容量Ｃ1 と、加
速度検出素子１Ｂの可動電極７Ｂと固定電極８Ｂ間の静
電容量Ｃ2 とが、加速度が加えられていないときには、
ほぼ等しく、Ｃ1 ＝Ｃ2 ＝Ｃ0 となり、また、Ｘ方向あ
るいはＹ方向の加速度が加えられたときには、次のよう
に、ほぼ同程度ずつ変化するように形成されている。
の可動電極７Ａと固定電極８Ａ間の静電容量Ｃ1 と、加
速度検出素子１Ｂの可動電極７Ｂと固定電極８Ｂ間の静
電容量Ｃ2 とが、加速度が加えられていないときには、
ほぼ等しく、Ｃ1 ＝Ｃ2 ＝Ｃ0 となり、また、Ｘ方向あ
るいはＹ方向の加速度が加えられたときには、次のよう
に、ほぼ同程度ずつ変化するように形成されている。
【００４６】図４に示す右向きの梁４の長さ方向（右向
きＸ方向）の加速度が加わると、慣性モーメントによ
り、加速度の大きさに応じ、加速度検出素子１Ａ側で
は、梁４Ａが上向きに撓み変形しておもり５Ａが上向き
に変位しながら左側に傾き、加速度検出素子１Ｂ側で
は、梁４Ｂが下向きに撓み変形しておもり５Ｂが下向き
に変位しながら左側に傾く。このため、可動電極７Ａと
固定電極８Ａ間の電極間隙間が広くなり、可動電極７Ａ
と固定電極８Ａ間の静電容量Ｃ1 が、例えば、表１に示
すように、Ｃ0 に対してΔＣだけ減少し、反対に、可動
電極７Ｂと固定電極８Ｂ間の電極間隙間が狭くなり、可
動電極７Ｂと固定電極８Ｂ間の静電容量Ｃ2 が、例え
ば、Ｃ0 に対してΔＣ′（ΔＣ′はΔＣとほぼ等しい）
だけ増加する。
きＸ方向）の加速度が加わると、慣性モーメントによ
り、加速度の大きさに応じ、加速度検出素子１Ａ側で
は、梁４Ａが上向きに撓み変形しておもり５Ａが上向き
に変位しながら左側に傾き、加速度検出素子１Ｂ側で
は、梁４Ｂが下向きに撓み変形しておもり５Ｂが下向き
に変位しながら左側に傾く。このため、可動電極７Ａと
固定電極８Ａ間の電極間隙間が広くなり、可動電極７Ａ
と固定電極８Ａ間の静電容量Ｃ1 が、例えば、表１に示
すように、Ｃ0 に対してΔＣだけ減少し、反対に、可動
電極７Ｂと固定電極８Ｂ間の電極間隙間が狭くなり、可
動電極７Ｂと固定電極８Ｂ間の静電容量Ｃ2 が、例え
ば、Ｃ0 に対してΔＣ′（ΔＣ′はΔＣとほぼ等しい）
だけ増加する。
【００４７】
【表１】
【００４８】また、左向きＸ方向の加速度が加えらたと
きには、慣性モーメントにより、加速度の大きさに応
じ、加速度検出素子１Ａの梁４Ａが下向きに撓み変形し
ておもり５Ａが下向きに変位しながら右側に傾き、反対
に、加速度検出素子１Ｂの梁４Ｂは上向きに撓み変形し
ておもり５Ｂが上向きに変位しながら右側に傾く。した
がって、静電容量Ｃ1 は、表１に示すように、例えば、
Ｃ0 に対してΔＣ増加し、反対に、Ｃ2 は、Ｃ0 に対し
てΔＣとほぼ等しいΔＣ′だけ減少する。
きには、慣性モーメントにより、加速度の大きさに応
じ、加速度検出素子１Ａの梁４Ａが下向きに撓み変形し
ておもり５Ａが下向きに変位しながら右側に傾き、反対
に、加速度検出素子１Ｂの梁４Ｂは上向きに撓み変形し
ておもり５Ｂが上向きに変位しながら右側に傾く。した
がって、静電容量Ｃ1 は、表１に示すように、例えば、
Ｃ0 に対してΔＣ増加し、反対に、Ｃ2 は、Ｃ0 に対し
てΔＣとほぼ等しいΔＣ′だけ減少する。
【００４９】さらに、上・下向きの基板３に垂直な方向
（上・下向きＹ方向）の加速度が加えられたときには、
加速度の大きさに応じた上・下向きの慣性力が生じ、前
記同様に梁４Ａ，４Ｂが撓み変形しておもり５Ａ，５Ｂ
が変位しながら傾き、静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 は、表１に示
すように、Ｃ0 に対して同程度ずつ増・減する。
（上・下向きＹ方向）の加速度が加えられたときには、
加速度の大きさに応じた上・下向きの慣性力が生じ、前
記同様に梁４Ａ，４Ｂが撓み変形しておもり５Ａ，５Ｂ
が変位しながら傾き、静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 は、表１に示
すように、Ｃ0 に対して同程度ずつ増・減する。
【００５０】上記静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 を検出し、Ｃ1 ，
Ｃ2 の変化量に基づいて、Ｘ方向とＹ方向の２方向の加
速度の大きさを検出することもできるし、また、Ｃ1 か
らＣ2 を差し引いた差分（あるいはＣ2 からＣ1 を差し
引いた差分）を求めると、表１に示すように、Ｘ方向の
加速度によるＣ1 ，Ｃ2 の変化量だけを得ることができ
るので、Ｘ方向の加速度の大きさだけを検出することも
できる。
Ｃ2 の変化量に基づいて、Ｘ方向とＹ方向の２方向の加
速度の大きさを検出することもできるし、また、Ｃ1 か
らＣ2 を差し引いた差分（あるいはＣ2 からＣ1 を差し
引いた差分）を求めると、表１に示すように、Ｘ方向の
加速度によるＣ1 ，Ｃ2 の変化量だけを得ることができ
るので、Ｘ方向の加速度の大きさだけを検出することも
できる。
【００５１】本実施の形態例によれば、前記第１の実施
の形態例同様にＸ方向とＹ方向の２方向の加速度を検知
できる。また、２個の加速度検出素子１Ａ，１Ｂが設け
られ、それら加速度検出素子１Ａ，１Ｂは対称基準面に
対して対称となるように設けられているので、Ｘ方向の
加速度が加えられときに、加速度検出素子１Ａの梁４Ａ
と加速度検出素子１Ｂの梁４Ｂの撓み方向が互いに逆向
きとなり、このことから、静電容量Ｃ1 が増加するとき
にはＣ2 は減少するという如く、Ｃ1 ，Ｃ2 が増・減変
化する。このため、静電容量Ｃ1 とＣ2 の差分を求める
ことで、簡単にＸ方向の加速度の大きさだけを検出する
ことができる。つまり、加速度の大きさだけでなく、そ
の加速度の方向も容易に検出することができる。もちろ
ん、対向する可動電極７と固定電極８の対が１対設けら
れるよりも、より大きな静電容量の変化量を得ることが
できることから、加速度の大きさをより精度良く検出す
ることが可能である。
の形態例同様にＸ方向とＹ方向の２方向の加速度を検知
できる。また、２個の加速度検出素子１Ａ，１Ｂが設け
られ、それら加速度検出素子１Ａ，１Ｂは対称基準面に
対して対称となるように設けられているので、Ｘ方向の
加速度が加えられときに、加速度検出素子１Ａの梁４Ａ
と加速度検出素子１Ｂの梁４Ｂの撓み方向が互いに逆向
きとなり、このことから、静電容量Ｃ1 が増加するとき
にはＣ2 は減少するという如く、Ｃ1 ，Ｃ2 が増・減変
化する。このため、静電容量Ｃ1 とＣ2 の差分を求める
ことで、簡単にＸ方向の加速度の大きさだけを検出する
ことができる。つまり、加速度の大きさだけでなく、そ
の加速度の方向も容易に検出することができる。もちろ
ん、対向する可動電極７と固定電極８の対が１対設けら
れるよりも、より大きな静電容量の変化量を得ることが
できることから、加速度の大きさをより精度良く検出す
ることが可能である。
【００５２】以下に第５の実施の形態例を図５に基づい
て説明する。なお、本実施の形態例において、前記第３
の実施の形態例と同一名称部分には同一符号を付し、そ
の重複説明は省略する。
て説明する。なお、本実施の形態例において、前記第３
の実施の形態例と同一名称部分には同一符号を付し、そ
の重複説明は省略する。
【００５３】本実施の形態例において特徴的なことは、
前記第３の実施の形態例に示した加速度検出素子１を２
個設け、図５に示すように、それら加速度検出素子１
Ａ，１Ｂは、前記第４の実施の形態例と同様に、導体金
属層14を向かい合わせにしてその導体金属層14間の基板
３に垂直な対称基準面に対し対称に形成されていること
である。上記以外の構成は前記第３の実施の形態例とほ
ぼ同様である。
前記第３の実施の形態例に示した加速度検出素子１を２
個設け、図５に示すように、それら加速度検出素子１
Ａ，１Ｂは、前記第４の実施の形態例と同様に、導体金
属層14を向かい合わせにしてその導体金属層14間の基板
３に垂直な対称基準面に対し対称に形成されていること
である。上記以外の構成は前記第３の実施の形態例とほ
ぼ同様である。
【００５４】本実施の形態例では、図５に示すように、
対向する可動電極７と固定電極８の対が４対形成され、
それら可動電極７と固定電極８間に生じる静電容量
Ｃ11，Ｃ12，Ｃ21，Ｃ22は、加速度が加えられていない
ときには、ほぼ等しく、Ｃ11＝Ｃ12＝Ｃ21＝Ｃ22＝Ｃ0
となり、Ｘ方向あるいはＹ方向の加速度が加えられたと
きには、表２に示すように、ほぼ同程度ずつ変化するよ
うに形成されている。
対向する可動電極７と固定電極８の対が４対形成され、
それら可動電極７と固定電極８間に生じる静電容量
Ｃ11，Ｃ12，Ｃ21，Ｃ22は、加速度が加えられていない
ときには、ほぼ等しく、Ｃ11＝Ｃ12＝Ｃ21＝Ｃ22＝Ｃ0
となり、Ｘ方向あるいはＹ方向の加速度が加えられたと
きには、表２に示すように、ほぼ同程度ずつ変化するよ
うに形成されている。
【００５５】
【表２】
【００５６】例えば、右向きで梁４の長さ方向（右向き
Ｘ方向）の加速度が加えられると、前記第４の実施の形
態例で述べたように、慣性モーメントにより、加速度の
大きさに応じ、加速度検出素子１Ａのおもり５Ａは上向
きに変位しながら左側に傾き、反対に、加速度検出素子
１Ｂのおもり５Ｂは下向きに変位しながら左側に傾い
て、表２に示すように、静電容量Ｃ11は、例えば、Ｃ0
に対してΔＣ減少し、Ｃ12は、Ｃ0 に対しΔＣとほぼ同
程度のΔＣ′増加し、Ｃ21は、Ｃ0 に対しΔＣ′増加
し、Ｃ22はＣ0 に対しΔＣ減少する。また、下向きで基
板３に垂直な方向（下向きＹ方向）の加速度が加えられ
ると、慣性力により、加速度の大きさに応じ、おもり５
Ａは上向きに変位しながら左側に傾き、おもり５Ｂは上
向きに変位しながら右側に傾いて、表２に示すように、
静電容量Ｃ11は、例えば、Ｃ0 に対してΔＣ減少し、Ｃ
12はＣ0 に対してΔＣ′増加し、Ｃ21はＣ0 に対してΔ
Ｃ減少し、Ｃ22はＣ0 に対してΔＣ′増加する。
Ｘ方向）の加速度が加えられると、前記第４の実施の形
態例で述べたように、慣性モーメントにより、加速度の
大きさに応じ、加速度検出素子１Ａのおもり５Ａは上向
きに変位しながら左側に傾き、反対に、加速度検出素子
１Ｂのおもり５Ｂは下向きに変位しながら左側に傾い
て、表２に示すように、静電容量Ｃ11は、例えば、Ｃ0
に対してΔＣ減少し、Ｃ12は、Ｃ0 に対しΔＣとほぼ同
程度のΔＣ′増加し、Ｃ21は、Ｃ0 に対しΔＣ′増加
し、Ｃ22はＣ0 に対しΔＣ減少する。また、下向きで基
板３に垂直な方向（下向きＹ方向）の加速度が加えられ
ると、慣性力により、加速度の大きさに応じ、おもり５
Ａは上向きに変位しながら左側に傾き、おもり５Ｂは上
向きに変位しながら右側に傾いて、表２に示すように、
静電容量Ｃ11は、例えば、Ｃ0 に対してΔＣ減少し、Ｃ
12はＣ0 に対してΔＣ′増加し、Ｃ21はＣ0 に対してΔ
Ｃ減少し、Ｃ22はＣ0 に対してΔＣ′増加する。
【００５７】前記第３の実施の形態例同様に、静電容量
Ｃ11，Ｃ12，Ｃ21，Ｃ22を検出し、Ｃ11からＣ12を差し
引き（あるいはＣ12からＣ11を差し引き）、また、Ｃ21
からＣ22を差し引く（あるいはＣ22からＣ21を差し引
く）ことにより、表２に示すように、簡単に静電容量の
変化量を求めることができ、これらの変化量に基づいて
加速度の大きさ等が検出される。また、上記Ｃ11とＣ12
の差分と、Ｃ21とＣ22の差分との和を求めると、表２に
示すように、Ｙ方向の加速度による静電容量の変化量だ
けを検出することができることから、Ｙ方向の加速度の
大きさだけを検出でき、また、Ｃ11とＣ12の差分からＣ
21とＣ22の差分を差し引いた差（あるいはＣ21とＣ22の
差分からＣ11とＣ12の差分を差し引いた差）を求める
と、Ｘ方向の加速度の大きさだけを検出できる。
Ｃ11，Ｃ12，Ｃ21，Ｃ22を検出し、Ｃ11からＣ12を差し
引き（あるいはＣ12からＣ11を差し引き）、また、Ｃ21
からＣ22を差し引く（あるいはＣ22からＣ21を差し引
く）ことにより、表２に示すように、簡単に静電容量の
変化量を求めることができ、これらの変化量に基づいて
加速度の大きさ等が検出される。また、上記Ｃ11とＣ12
の差分と、Ｃ21とＣ22の差分との和を求めると、表２に
示すように、Ｙ方向の加速度による静電容量の変化量だ
けを検出することができることから、Ｙ方向の加速度の
大きさだけを検出でき、また、Ｃ11とＣ12の差分からＣ
21とＣ22の差分を差し引いた差（あるいはＣ21とＣ22の
差分からＣ11とＣ12の差分を差し引いた差）を求める
と、Ｘ方向の加速度の大きさだけを検出できる。
【００５８】本実施の形態例によれば、前記第３の実施
の形態例同様の優れた効果を得ることができる。また、
前記第３の実施の形態例に示した加速度検出素子１を２
個設け、それら加速度検出素子１Ａ，１Ｂを対称基準面
に対して対称となるように設けたので、Ｘ方向の加速度
が加えられたときに、梁４Ａと４Ｂの撓み方向が逆向き
となる。このことから、静電容量Ｃ11とＣ12の差分と、
Ｃ21とＣ22の差分との差を求めることにより、梁４の長
さ方向（Ｘ方向）の加速度の大きさだけを検出でき、ま
た、Ｃ11とＣ12の差分と、Ｃ21とＣ22の差分との和を求
めることにより、基板３に垂直な方向（Ｙ方向）の加速
度の大きさだけを検出できる。つまり、加速度の大きさ
と加速度の方向をより正確に検出することが可能であ
る。もちろん、可動電極７と固定電極８の対が４対設け
られているので、より一層大きな静電容量の変化量が得
られ、精度良く加速度の大きさ等を検出することができ
る。
の形態例同様の優れた効果を得ることができる。また、
前記第３の実施の形態例に示した加速度検出素子１を２
個設け、それら加速度検出素子１Ａ，１Ｂを対称基準面
に対して対称となるように設けたので、Ｘ方向の加速度
が加えられたときに、梁４Ａと４Ｂの撓み方向が逆向き
となる。このことから、静電容量Ｃ11とＣ12の差分と、
Ｃ21とＣ22の差分との差を求めることにより、梁４の長
さ方向（Ｘ方向）の加速度の大きさだけを検出でき、ま
た、Ｃ11とＣ12の差分と、Ｃ21とＣ22の差分との和を求
めることにより、基板３に垂直な方向（Ｙ方向）の加速
度の大きさだけを検出できる。つまり、加速度の大きさ
と加速度の方向をより正確に検出することが可能であ
る。もちろん、可動電極７と固定電極８の対が４対設け
られているので、より一層大きな静電容量の変化量が得
られ、精度良く加速度の大きさ等を検出することができ
る。
【００５９】以下に第６の実施の形態例を図６に基づい
て説明する。なお、本実施の形態例の説明において、前
記第２の実施の形態例と同一名称部分には同一符号を付
し、その重複説明は省略する。
て説明する。なお、本実施の形態例の説明において、前
記第２の実施の形態例と同一名称部分には同一符号を付
し、その重複説明は省略する。
【００６０】本実施の形態例において特徴的なことは、
前記第２の実施の形態例に示した加速度検出素子１を２
個設け、図６に示すように、それら加速度検出素子１
Ａ，１Ｂは、おもり５を向かい合わせにして、前記第４
の実施の形態例同様に、おもり５間の基板３に垂直な対
称基準面に対して対称に形成されていることである。上
記以外の構成は前記第２の実施の形態例とほぼ同様であ
る。
前記第２の実施の形態例に示した加速度検出素子１を２
個設け、図６に示すように、それら加速度検出素子１
Ａ，１Ｂは、おもり５を向かい合わせにして、前記第４
の実施の形態例同様に、おもり５間の基板３に垂直な対
称基準面に対して対称に形成されていることである。上
記以外の構成は前記第２の実施の形態例とほぼ同様であ
る。
【００６１】本実施の形態例では、加速度検出素子１Ａ
の可動電極７Ａと固定電極８Ａ間の静電容量Ｃ1 と、加
速度検出素子１Ｂの可動電極７Ｂと固定電極８Ｂ間の静
電容量Ｃ2 とが、加速度が加えられていないときには、
ほぼ等しく、Ｃ1 ＝Ｃ2 ＝Ｃ0 となり、また、Ｘ方向あ
るいはＹ方向の加速度が加えられたときには、表３に示
すように、ほぼ同程度ずつ変化するように形成されてい
る。
の可動電極７Ａと固定電極８Ａ間の静電容量Ｃ1 と、加
速度検出素子１Ｂの可動電極７Ｂと固定電極８Ｂ間の静
電容量Ｃ2 とが、加速度が加えられていないときには、
ほぼ等しく、Ｃ1 ＝Ｃ2 ＝Ｃ0 となり、また、Ｘ方向あ
るいはＹ方向の加速度が加えられたときには、表３に示
すように、ほぼ同程度ずつ変化するように形成されてい
る。
【００６２】
【表３】
【００６３】例えば、図６に示す右向きの梁４の長さ方
向（右向きＸ方向）の加速度が加えられると、前記第４
の実施の形態例で述べたように、慣性モーメントによ
り、加速度の大きさに応じて、加速度検出素子１Ａのお
もり５Ａは上向きに変位し、加速度検出素子１Ｂのおも
り５Ｂは下向きに変位し、表３に示すように、静電容量
Ｃ1 は、例えば、Ｃ0 に対してΔＣ減少し、Ｃ2 はＣ0
に対してΔＣ′（ΔＣ′はΔＣとほぼ等しい）だけ増加
する。また、上向きで基板３に垂直な方向（上向きＹ方
向）の加速度が加えられると、加速度の大きさに応じた
慣性力により、おもり５Ａ，５Ｂは下向きに変位し、表
３に示すように、静電容量Ｃ1 は、例えば、Ｃ0 に対し
てΔＣ増加し、Ｃ2 はＣ0 に対してΔＣとほぼ同程度の
ΔＣ′だけ増加する。
向（右向きＸ方向）の加速度が加えられると、前記第４
の実施の形態例で述べたように、慣性モーメントによ
り、加速度の大きさに応じて、加速度検出素子１Ａのお
もり５Ａは上向きに変位し、加速度検出素子１Ｂのおも
り５Ｂは下向きに変位し、表３に示すように、静電容量
Ｃ1 は、例えば、Ｃ0 に対してΔＣ減少し、Ｃ2 はＣ0
に対してΔＣ′（ΔＣ′はΔＣとほぼ等しい）だけ増加
する。また、上向きで基板３に垂直な方向（上向きＹ方
向）の加速度が加えられると、加速度の大きさに応じた
慣性力により、おもり５Ａ，５Ｂは下向きに変位し、表
３に示すように、静電容量Ｃ1 は、例えば、Ｃ0 に対し
てΔＣ増加し、Ｃ2 はＣ0 に対してΔＣとほぼ同程度の
ΔＣ′だけ増加する。
【００６４】上記静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 を検出し、静電容
量Ｃ0 に対する変化量ΔＣやΔＣ′に基づいて、Ｘ方向
あるいはＹ方向の加速度の大きさが検出される。また、
Ｃ1からＣ2 を差し引いた差分（あるいはＣ2 からＣ1
を差し引いた差分）を求めると、表３に示すように、Ｘ
方向の加速度による静電容量の変化量が容易に検出され
ることから、Ｘ方向の加速度の大きさだけが検出され
る。
量Ｃ0 に対する変化量ΔＣやΔＣ′に基づいて、Ｘ方向
あるいはＹ方向の加速度の大きさが検出される。また、
Ｃ1からＣ2 を差し引いた差分（あるいはＣ2 からＣ1
を差し引いた差分）を求めると、表３に示すように、Ｘ
方向の加速度による静電容量の変化量が容易に検出され
ることから、Ｘ方向の加速度の大きさだけが検出され
る。
【００６５】本実施の形態例によれば、前記第２の実施
の形態例同様にＸ方向とＹ方向の２方向の加速度を検知
できる。また、第２の実施の形態例に示した加速度検出
素子が２個設けられていることから、１個だけ設けられ
る場合よりもより大きな静電容量の変化量を得ることが
でき、より精度良く加速度の大きさを検出することがで
きる。さらに、加速度検出素子１Ａ，１Ｂは対称基準面
に対して対称となるように形成されていることから、Ｘ
方向の加速度が加えられときに、梁４Ａと４Ｂの撓み方
向が互いに逆向きとなる。このため、静電容量Ｃ1 とＣ
2 の差を求めることにより、Ｘ方向の加速度の大きさだ
けを容易に検出することができる。
の形態例同様にＸ方向とＹ方向の２方向の加速度を検知
できる。また、第２の実施の形態例に示した加速度検出
素子が２個設けられていることから、１個だけ設けられ
る場合よりもより大きな静電容量の変化量を得ることが
でき、より精度良く加速度の大きさを検出することがで
きる。さらに、加速度検出素子１Ａ，１Ｂは対称基準面
に対して対称となるように形成されていることから、Ｘ
方向の加速度が加えられときに、梁４Ａと４Ｂの撓み方
向が互いに逆向きとなる。このため、静電容量Ｃ1 とＣ
2 の差を求めることにより、Ｘ方向の加速度の大きさだ
けを容易に検出することができる。
【００６６】なお、本発明は上記各実施の形態例に限定
されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例
えば、上記第１、第３、第４、第５の実施の形態例で
は、基板３に対して起立した可動電極７と固定電極８の
対が設けられ、第２、第６の実施の形態例では、基板３
の基板面に平行に形成される可動電極７と固定電極８の
対が設けられていたが、図９に示すように、起立した可
動電極７αと固定電極８αの対と、基板面に平行に形成
される可動電極７βと固定電極８βの対とを設けてもよ
い。
されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例
えば、上記第１、第３、第４、第５の実施の形態例で
は、基板３に対して起立した可動電極７と固定電極８の
対が設けられ、第２、第６の実施の形態例では、基板３
の基板面に平行に形成される可動電極７と固定電極８の
対が設けられていたが、図９に示すように、起立した可
動電極７αと固定電極８αの対と、基板面に平行に形成
される可動電極７βと固定電極８βの対とを設けてもよ
い。
【００６７】また、上記第４〜第６の実施の形態例で
は、加速度検出素子１Ａと１Ｂとが対称基準面に対して
対称となるように、つまり、梁４の長さ方向の中心軸が
合うように設けられていたが、図７の（ａ）や（ｂ）に
示すように、梁４の中心軸が互いに平行となるように加
速度検出素子１Ａ，１Ｂを設けてもよいし、また、梁４
の中心軸が交差するように設けてもよい。
は、加速度検出素子１Ａと１Ｂとが対称基準面に対して
対称となるように、つまり、梁４の長さ方向の中心軸が
合うように設けられていたが、図７の（ａ）や（ｂ）に
示すように、梁４の中心軸が互いに平行となるように加
速度検出素子１Ａ，１Ｂを設けてもよいし、また、梁４
の中心軸が交差するように設けてもよい。
【００６８】さらに、上記第４〜第６の実施の形態例で
は、第１又は第２又は第３の実施の形態例に示した加速
度検出素子１が２個設けられている例を示したが、それ
以上の個数の加速度検出素子１を設けてもよい。ただ
し、図８の（ａ）や（ｂ）に示すように、３個の加速度
検出素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃを設けるときには、加速度検
出素子１Ａ〜１Ｃの梁４の長さ方向の中心軸が互いに
（360 °／３）＝120 °の平面角度をもって配置される
という如く、２個以上形成される加速度検出素子の数を
Ｎ個としたとき、各加速度検出素子を互いに360 °／Ｎ
の平面角度をもって配置することが静電容量の解析等を
行う上で好ましい。もちろん、複数の加速度検出素子を
上記360 °／Ｎの平面角度に限定せず配置してもよい。
複数の加速度検出素子を180 °でない平面角度をもって
配置することにより、上記各実施の形態例で示したよう
にＸ方向とＹ方向の２方向だけでなく、それ以上の方向
の加速度を検出することが可能である。
は、第１又は第２又は第３の実施の形態例に示した加速
度検出素子１が２個設けられている例を示したが、それ
以上の個数の加速度検出素子１を設けてもよい。ただ
し、図８の（ａ）や（ｂ）に示すように、３個の加速度
検出素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃを設けるときには、加速度検
出素子１Ａ〜１Ｃの梁４の長さ方向の中心軸が互いに
（360 °／３）＝120 °の平面角度をもって配置される
という如く、２個以上形成される加速度検出素子の数を
Ｎ個としたとき、各加速度検出素子を互いに360 °／Ｎ
の平面角度をもって配置することが静電容量の解析等を
行う上で好ましい。もちろん、複数の加速度検出素子を
上記360 °／Ｎの平面角度に限定せず配置してもよい。
複数の加速度検出素子を180 °でない平面角度をもって
配置することにより、上記各実施の形態例で示したよう
にＸ方向とＹ方向の２方向だけでなく、それ以上の方向
の加速度を検出することが可能である。
【００６９】さらに、上記第３の実施の形態例では、可
動電極７と固定電極８間の静電容量Ｃ1 とＣ2 の差を求
めるときには、Ｃ1 ，Ｃ2 を検出し信号処理によってＣ
1 とＣ2 の差を求めるが、加速度検出素子を次のような
検出回路に組み込んでＣ1 とＣ2 の差を求めることがで
きる。例えば、Ｃ1 とＣ2 の差分を得る場合には、図３
に示す可動電極７（７ａ，７ｂ）と固定電極８（８ａ，
８ｂ）の２対を、図10の（ａ）に示すように、直列に接
続し、その直列接続点Ｘの電圧を検出することで、Ｃ1
とＣ2 の差分に対応する電圧を検出することができる。
また、Ｃ1 とＣ2 の和を得る場合には、可動電極７ａ，
７ｂと固定電極８ａ，８ｂの２対を、図10の（ｂ）に示
すように、並列に接続することで、Ｃ1 とＣ2 の和に対
応する電圧を検出することができる。上記同様に、第４
〜第６の実施の形態例についても静電容量の和や差を求
めることができる。
動電極７と固定電極８間の静電容量Ｃ1 とＣ2 の差を求
めるときには、Ｃ1 ，Ｃ2 を検出し信号処理によってＣ
1 とＣ2 の差を求めるが、加速度検出素子を次のような
検出回路に組み込んでＣ1 とＣ2 の差を求めることがで
きる。例えば、Ｃ1 とＣ2 の差分を得る場合には、図３
に示す可動電極７（７ａ，７ｂ）と固定電極８（８ａ，
８ｂ）の２対を、図10の（ａ）に示すように、直列に接
続し、その直列接続点Ｘの電圧を検出することで、Ｃ1
とＣ2 の差分に対応する電圧を検出することができる。
また、Ｃ1 とＣ2 の和を得る場合には、可動電極７ａ，
７ｂと固定電極８ａ，８ｂの２対を、図10の（ｂ）に示
すように、並列に接続することで、Ｃ1 とＣ2 の和に対
応する電圧を検出することができる。上記同様に、第４
〜第６の実施の形態例についても静電容量の和や差を求
めることができる。
【００７０】さらに、上記第３〜第６の実施の形態例で
は、可動電極７と固定電極８の対が複数設けられ、それ
ら可動電極７と固定電極８の対は、各静電容量が、加速
度が加えられていないときには全て等しく、Ｘ方向ある
いはＹ方向の加速度が加えられたときには加速度の大き
さに応じてほぼ同程度ずつ変化するように設けられてい
たが、それら可動電極７と固定電極８の対は、加速度が
加えられていないときに静電容量が等しくなくてもよい
し、Ｘ方向あるいはＹ方向の加速度が加えられときに同
程度ずつ静電容量が変化しなくてもよい。
は、可動電極７と固定電極８の対が複数設けられ、それ
ら可動電極７と固定電極８の対は、各静電容量が、加速
度が加えられていないときには全て等しく、Ｘ方向ある
いはＹ方向の加速度が加えられたときには加速度の大き
さに応じてほぼ同程度ずつ変化するように設けられてい
たが、それら可動電極７と固定電極８の対は、加速度が
加えられていないときに静電容量が等しくなくてもよい
し、Ｘ方向あるいはＹ方向の加速度が加えられときに同
程度ずつ静電容量が変化しなくてもよい。
【００７１】さらに、上記各実施の形態例において、片
持ち梁の長さ方向の中心軸よりもΔｙだけＹ方向（垂直
方向）に離れた位置におもりの重心Ｇが設定されている
が、このおもりの重心Ｇの位置は必ずしも片持ち梁の長
さ方向（Ｘ方向）の中心軸を含む垂直平面上（ＸＹ平面
上）になくてもよくこの垂直平面からＺ方向にずれた位
置に設定してもよい。ただし、梁の伸張する中心軸方向
（水平Ｘ軸方向）の加速度に対しておもりを安定に変位
させるには、おもりの重心位置を梁の長さ方向の中心軸
を含む垂直平面上に設定する方がより好ましい。
持ち梁の長さ方向の中心軸よりもΔｙだけＹ方向（垂直
方向）に離れた位置におもりの重心Ｇが設定されている
が、このおもりの重心Ｇの位置は必ずしも片持ち梁の長
さ方向（Ｘ方向）の中心軸を含む垂直平面上（ＸＹ平面
上）になくてもよくこの垂直平面からＺ方向にずれた位
置に設定してもよい。ただし、梁の伸張する中心軸方向
（水平Ｘ軸方向）の加速度に対しておもりを安定に変位
させるには、おもりの重心位置を梁の長さ方向の中心軸
を含む垂直平面上に設定する方がより好ましい。
【００７２】
【発明の効果】本発明によれば、片持ち梁の先端側にお
もりが設けられ、このおもりの重心位置は片持ち梁の長
さ方向の加速度を受けて梁が撓み変形可能に片持ち梁の
長さ方向の中心軸から離れた位置、特に好ましくは、そ
の片持ち梁の長さ方向の中心軸よりも垂直方向に離れた
位置に設定されているので、基板面に垂直な方向の加速
度が加えられたときにはもちろんのこと、梁の長さ方向
の加速度が加えられたときにも、加速度の大きさに応じ
た慣性モーメントが作用して梁の撓み変形に連動しおも
りが変位する。このおもりの変位により、可動電極が変
位して可動電極と固定電極との間の電極間距離が変化
し、可動電極と固定電極間の静電容量が変化し、この静
電容量の変化量に基づいて加速度の大きさ等が検出され
る。すなわち、本発明の加速度検出素子は、基板面に垂
直な方向と、梁の長さ方向との加速度を検知することが
可能である。
もりが設けられ、このおもりの重心位置は片持ち梁の長
さ方向の加速度を受けて梁が撓み変形可能に片持ち梁の
長さ方向の中心軸から離れた位置、特に好ましくは、そ
の片持ち梁の長さ方向の中心軸よりも垂直方向に離れた
位置に設定されているので、基板面に垂直な方向の加速
度が加えられたときにはもちろんのこと、梁の長さ方向
の加速度が加えられたときにも、加速度の大きさに応じ
た慣性モーメントが作用して梁の撓み変形に連動しおも
りが変位する。このおもりの変位により、可動電極が変
位して可動電極と固定電極との間の電極間距離が変化
し、可動電極と固定電極間の静電容量が変化し、この静
電容量の変化量に基づいて加速度の大きさ等が検出され
る。すなわち、本発明の加速度検出素子は、基板面に垂
直な方向と、梁の長さ方向との加速度を検知することが
可能である。
【００７３】また、第２や第３や第４の発明の加速度検
出素子が２個形成され、それら加速度検出素子が１８０
°の平面角度をもって配置される場合には、上記２方向
の加速度をより精度良く検知することができ、また、静
電容量の解析を行うことによって、基板面に垂直な方向
又は梁の長さ方向の１方向の加速度の大きさだけを検出
することができるという画期的な効果を奏することがで
きる。さらに、第２や第３や第４の発明の加速度検出素
子がＮ（Ｎ≧３）個形成され、各加速度検出素子が互い
に３６０°／Ｎの平面角度をもって配置される場合に
は、２方向以上の加速度を検知することが可能となる。
出素子が２個形成され、それら加速度検出素子が１８０
°の平面角度をもって配置される場合には、上記２方向
の加速度をより精度良く検知することができ、また、静
電容量の解析を行うことによって、基板面に垂直な方向
又は梁の長さ方向の１方向の加速度の大きさだけを検出
することができるという画期的な効果を奏することがで
きる。さらに、第２や第３や第４の発明の加速度検出素
子がＮ（Ｎ≧３）個形成され、各加速度検出素子が互い
に３６０°／Ｎの平面角度をもって配置される場合に
は、２方向以上の加速度を検知することが可能となる。
【図１】第１の実施の形態例を示す説明図である。
【図２】第２の実施の形態例を示す説明図である。
【図３】第３の実施の形態例を示す説明図である。
【図４】第４の実施の形態例を示す説明図である。
【図５】第５の実施の形態例を示す説明図である。
【図６】第６の実施の形態例を示す説明図である。
【図７】２個の加速度検出素子を設ける場合のその他の
配設例を示す説明図である。
配設例を示す説明図である。
【図８】３個の加速度検出素子を設ける場合の配設例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図９】その他の実施の形態例を示す説明図である。
【図10】静電容量Ｃ1 とＣ2 の和や差に対応する電圧を
検出するときのＣ1 を有するコンデンサとＣ2 を有する
コンデンサとの接続例を示す回路図である。
検出するときのＣ1 を有するコンデンサとＣ2 を有する
コンデンサとの接続例を示す回路図である。
【図11】従来例を示す説明図である。
１ 加速度検出素子 ３ 基板 ４ 梁 ５ おもり ７ 可動電極 ８ 固定電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−121630（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−273230（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−202777（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−306223（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−167891（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−35767（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−14383（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 15/125
Claims (8)
- 【請求項１】 基板上に一端側が固定されて基板面と間
隙を介し基板面に沿って水平方向に伸張する片持ち梁が
形成され、この片持ち梁の先端側にはおもりが設けら
れ、このおもりの重心がおもりに加速度が加わったとき
に前記片持ち梁が撓み変形するように前記片持ち梁の軸
から距離を有し、前記片持ち梁の撓み変形とともに可動
するように形成された可動電極に対し静電容量を構成す
るように間隙を持って固定電極が隣接され、この間隙が
前記おもりに加速度が加わるにともない変化する可動電
極と固定電極との電極間距離となるように構成されてお
り、前記片持ち梁の先端側に設けられたおもりに前記片
持ち梁が伸張する水平方向の加速度が加わり、前記片持
ち梁が撓み変形することを特徴とする加速度検出素子。 - 【請求項２】 基板上に一端側が固定されて基板面と間
隙を介し基板面に沿って水平方向に伸張する片持ち梁が
形成され、この片持ち梁の先端側にはおもりが設けら
れ、このおもりの先端面は起立した可動電極の面と成
し、このおもりの可動電極の面に間隙を介した対向位置
に固定電極が設けられ、前記おもりの重心位置は片持ち
梁の長さ方向の加速度を受けて梁が撓み変形可能に片持
ち梁の長さ方向の中心軸よりも垂直方向に離れた位置に
設定されていることを特徴とする加速度検出素子。 - 【請求項３】 基板上に一端側が固定されて基板面と間
隙を介し基板面に沿って水平方向に伸張する片持ち梁が
形成され、この片持ち梁の先端側には基板との対向面に
可動電極が、この可動電極と対向する基板面上には固定
電極がそれぞれ形成され、前記片持ち梁の先端側にはお
もりが設けられ、このおもりの重心位置は片持ち梁の長
さ方向の加速度を受けて梁が撓み変形可能に片持ち梁の
長さ方向の中心軸よりも垂直方向に離れた位置に設定さ
れていることを特徴とする加速度検出素子。 - 【請求項４】 片持ち梁の先端側に設けたおもりには後
端面にも起立した可動電極の面が形成され、おもりの先
端面の可動電極の面と後端面の可動電極の面にそれぞれ
間隙を介して対向する位置に固定電極がそれぞれ設けら
れていることを特徴とする請求項２記載の加速度検出素
子。 - 【請求項５】 請求項２記載の加速度検出素子が２個以
上形成されていることを特徴とする加速度検出素子。 - 【請求項６】 請求項４記載の加速度検出素子が２個以
上形成されていることを特徴とする加速度検出素子。 - 【請求項７】 請求項３記載の加速度検出素子が２個以
上形成されていることを特徴とする加速度検出素子。 - 【請求項８】 ２個以上形成される加速度検出素子の数
をＮ個としたとき、各加速度検出素子は互いに３６０°
／Ｎの平面角度をもって配置されている請求項５又は請
求項６又は請求項７記載の加速度検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25247296A JP3147789B2 (ja) | 1995-09-04 | 1996-09-03 | 加速度検出素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-250222 | 1995-09-04 | ||
| JP25022295 | 1995-09-04 | ||
| JP25247296A JP3147789B2 (ja) | 1995-09-04 | 1996-09-03 | 加速度検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133707A JPH09133707A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3147789B2 true JP3147789B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=26539691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25247296A Expired - Fee Related JP3147789B2 (ja) | 1995-09-04 | 1996-09-03 | 加速度検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147789B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI119159B (fi) * | 2003-02-11 | 2008-08-15 | Vti Technologies Oy | Kapasitiivinen kiihtyvyysanturirakenne |
-
1996
- 1996-09-03 JP JP25247296A patent/JP3147789B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09133707A (ja) | 1997-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3327595B2 (ja) | ３軸加速度計 | |
| US11105829B2 (en) | MEMS accelerometer | |
| JP3433401B2 (ja) | 静電容量型加速度センサ | |
| US6785117B2 (en) | Capacitive device | |
| JP2765316B2 (ja) | 容量型三軸加速度センサ | |
| US8746067B2 (en) | MEMS tunneling accelerometer | |
| US5349858A (en) | Angular acceleration sensor | |
| JP2007298405A (ja) | 静電容量式センサ | |
| JP2000512023A (ja) | 半導体加速度計の懸架構造 | |
| CA2467503A1 (en) | Accelerometer | |
| CN110426534B (zh) | 具有单个检验质量块和多感测轴能力的惯性传感器 | |
| JPWO2007141944A1 (ja) | 加速度センサ | |
| KR100513345B1 (ko) | 정전용량형 ｚ축 가속도계 | |
| US10900996B2 (en) | Micromechanical sensor and method for manufacturing a micromechanical sensor | |
| JP2000019198A (ja) | 加速度センサ | |
| JP3147789B2 (ja) | 加速度検出素子 | |
| US5892154A (en) | Acceleration detection device | |
| JP3156453B2 (ja) | 半導体容量形加速度センサ | |
| JP3968877B2 (ja) | 容量式物理量検出装置 | |
| JP6354603B2 (ja) | 加速度センサおよび加速度センサの実装構造 | |
| CN110501522B (zh) | 一种微机电系统的电容式加速度计 | |
| JPH0972930A (ja) | 加速度検出素子 | |
| JP2000081448A (ja) | 移動体基礎情報検出方法及び移動体基礎情報用マルチセンサ | |
| JP2007256046A (ja) | 加速度センサ | |
| JPH07325107A (ja) | 加速度検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |