JPH0394168A - 半導体容量式加速度センサとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体容量式の加速度センサに係り、特に、低
レベル（０〜±ＩＧ）低周波（０〜１０＆）の加速度を
高精度に検出するに好適な加速度センサとこれを使用し
た制御装置等に関する。

［従来の技術コ Ｏ〜±ＩＧ　（ＩＧ＝９．８ｍ／ｓ２）の微弱でＯ〜１
〇七の低周波加速度を高精度に検出できる加速度センサ
として、半導体容量式加速度センサが知られている。従
来の特願昭５７−１１５３０４号や特願昭６２−３０９
６８４号に係る半導体容量式加速度センサを夫々第ｌ８
図，第工９図に示す。第１８図の加速度センサは、シリ
コン基板１を異方性エッチングして中央に質量体である
可動電極部２を作り、且つ、この可動電極部２が２本の
ビーム３で弾性支持する構造としている。第１９図の加
速度センサは、シリコン基板ｌを異方性エッチングして
中央に質量体である可動電極部２を作り、且つ、この可
動電極部２を王本のビーム３で弾性支持する構造として
いる。

［発明が解決しようとする課題コ 質量体である可動電極部２を工本あるいは２本のビーム
３で弾性支持する方法は、本質的に動的安定性に欠け、
衝撃が加速度センサにかかったとき、ビームに捩じれ方
向の力が加わり、破損する虞がある。また、加速度が可
動電極部２に加わり変位したとき、可動電極部２の固定
電極部とが平行ではなく斜めになるので、つまり、斜め
の空隙間の電気容量を検出することになるので、検出値
の安定性にも欠けるという問題がある。

この破損や安定性の他に、高感度化を達威するには、ビ
ーム３の長さを可能な限り長く、その厚さを可能な限り
薄くする必要がある。生産性を考慮すると、ビーム３の
厚さの下限は約ＩＱＩＬｍであり、現実的にはビーム３
を長くして加速度に対する可動電極部の変位を如何に大
きくするかが問題となる。しかも、低コストで加速度セ
ンサを製造するには、検出部を小さくしなければならず
、限られた寸法の中で重錘の機能を有する可動電極の形
状を小さくさせずに、ビーム長を如何に長くするかが重
要な課題となる。この課題を解決するのには、第ｌ８図
，第ｌ９図に示す従来技術のビーム３の構造は不向きな
構造になっている。つまり、ビーム３を長くすると、可
動電極部２が小さくなり、可動電極部２を大きくとるこ
とビーム３を短くしなければならない。従って、いずれ
の場合も、飛躍的な感度の向上を望むことはできない。

更に、加速度センサは、運搬時の落下や制御対象物への
取付け時に過大な＊＊がかかるため、これらの衝撃に耐
える構造にしなければ信頼性に欠けることになる。即ち
、過大な衝撃に対してビームが破壊される構造では、使
用に耐ええる加速度センサとはいえない。このため、衝
撃時にビームに過大な応力が発生しない構或にすること
も必要である。

従って、従来の半導体容量式加速度センサは、安定性に
欠け，また、感度もあまり高くないので、実際の制御装
置への適用はあまり進んでいない。

本発明の目的は、安定が良くしかも感度も高い７ー 半導体容量式加速度センサとこの半導体容量式加速度セ
ンサを用いる制御装置とを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的のうち、安定性の高い半導体容量式加速度セン
サを得る目的は、可動電極部を４本以上のビームで弾性
支持すること構或とすることで、達或できる。好適には
、これらのビームを対称配置する。

上記目的のうち、感度の高い半導体容量式加速度センサ
を得る目的は、可動電極部を弾性支持するビームを風車
状，十文字状に設けｌ本の長さが可動電極部の一辺の５
０パーセント以上とすることで、達或される。

上記目的のうち、制御装置を得る目的は、加速度センサ
として上記半導体容量式加速度センサを用い、該センサ
の検出した加速度の大きさや加速度の有無により、各制
御を行わせる構或とすることで、達威される。

［作用コ −８− 本発明では，可動電極部を少なくとも４本のビームで支
持するので、可動電極部の変位が安定する。歪ゲージ式
半導体加速度センサでも、４本のビームで可動電極部を
支持するものがある（例えば特開昭６３−１６９０７８
号）が，歪ゲージ式加速度センサは感度が本質的に容量
式のものに比べて低く、幾ら可動電極部の変位を安定な
らしめたとしてもそれだけで感度が良好になることはな
い。しかし、本発明の対象たる容量式の加速度センサで
は、可動電極部と固定電極との間の隙間による電気容量
変化を検出する構或のため、可動電極部の変位移動が安
定すれば、それだけ微小変位も検出できることになり、
感度が向上するといえる。

可動電極部を弾性支持するビームの長さを長くすること
で、微小加速度でも可動電極部の変位量が大きくなり、
検出が容易となる。つまり感度が高くなる。しかも、可
動電極部が固定電極に接触するまで変位（最大変位：数
μｍ程度）した場合でも、ビームの撓み量は少なくなり
、それだけ衝撃に対しても強いといえる。歪ゲージ式半
導体加速度センサでも、可動電極部を長いビームで支持
するものがある（例えば特開昭６１−９３９６１号、特
開昭５９−９９３５６号）６ビームを長くすることで、
耐衝撃性が高まることは本発明と同じであるが、歪ゲー
ジ式はビームの歪量に応じた信号を検出する構戒のため
、ビームを長くするとそれだけ歪が少なくなり、感度が
低下してしまう。

しかも、歪ゲージ式は歪によるピエゾ効果（温度に敏感
に変化する。）を利用している関係上、ビームを長くす
ると温度の影響が大きくなるという問題もある。従って
、歪ゲージ式が容量式に比べ本質的に感度が低いことを
考えると、この従来技術に対し本発明の感度は格段に高
くなる。つまり、本発明では、感度を高めると同時に耐
衝撃性も良くなる。

本発明の制御装置は、低周波低レベルの加速度も高感度
に検出できる半導体容量式加速度センサを使用するので
、従来は使用されることがなかった加速度センサを制御
系に用いることが可能となり、より応答性の優れた制御
装置を得ることが可能となる。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例を第１図乃至第１７図を参
照して説明する。

第１図は、本発明の第ｌ実施例に係る半導体容量式加速
度センサの検出部のうちの可動電極部を形成した可動電
極シリコン基板の平面図である。

本実施例では、異方性エッチングにより、ｌ辺５ｍｍの
シリコン基板１の中央部に質量体である４辺形の可動電
極部２を形成し、更に、これを弾性支持する４本のビー
ム３を可動電極部２の各辺２ａに沿うように形成し、４
本のビーム３が風車状となる構或にしてある。このビー
ム３の長さは、可動電極部２の一辺の長さの少なくとも
５０％としている。尚、第１図に斜線で示したシリコン
基板ｌの枠体は、後述する固定電極を形成した基板と接
着する接着部とする。

第２図は、本発明の第２実施例に係る半導体容量式加速
度センサの可動電極シリコン基板の平面１１ 図である。本実施例では、４辺形の可動電極部の各辺の
中央部から中心に向かう凹部４を設け、該凹部底部と枠
体１とを結ぶビーム３を形成し、４本のビーム３が全体
としてみて放射状（本実施例ではビーム３は４本なので
、十字状となる。）となるようにしてある。本実施例で
も、その形状を工夫してビーム３の長さを可動電極部２
の一辺の長さの５０％以上にするのが好ましい。

第３図は、本発明の第３実施例に係る半導体容量式加速
度センサの可動電極シリコン基板の平面図である。本実
施例では、長方形の可動電極部の長辺の中央部に凸部５
を設け、短辺に対面する枠体からこの凸部５までに延出
する長辺に平行な計４本のビーム３で可動電極部２を弾
性支持する構戒となっている。このビームの配置形状を
平行型という。本実施例でも、その形状を工夫してビー
ム３の長さを可動電極部２の一辺の長さの５０％以上に
するのが好ましい。

第ｌ〜第３実施例は、図示するごとく、可動電極部２の
大きさをそれほど低減させることなく、１２ ビーム３の長さを長くする構或としている。尚、上記の
各実施例では、４本のビーム３を、風車状，十字状、平
行状に配置したものであるが、本発明はこれらに限定さ
れるものではなく、同様の考え方で、５本以上のビーム
で可動電極２の弾性支持する構或に発想を展開し得るの
は容易である。例えば、５本のビームで五角形の可動電
極部を風車状に支持する場合は、可動電極部の各角部に
ビームを連設し更に当該辺に沿って延在させ、ビームの
他端を枠体に連設する。５本のビームで五角形の可動電
極部を放射状に支持する場合は、各辺に凹部を設け、各
凹部底面と枠体とをビームで連設すればよい。

第４図は、本発明の第４実施例に係る半導体容量式加速
度センサの可動電極シリコン基板の平面図である。本実
施例では、矩形の可動電極部２を薄い４本のビーム３で
支持する構或としている。

この様に、第ｌ〜第３実施例に比べ、短いビーム３を使
用しても、従来の歪ゲージ式に比べて高感度に検出でき
、従来の容量式に比べて、安定良く加速度を検出するこ
とができる。歪ゲージ式より高感度に検出できるのは、
容量式の方が空隙間の電気容量変化を検出するという原
理的な理由である。また、従来の容量式より安定性が良
いのは、４本のビーム３で可動電極２を支持する構造の
ため、加速度を受けたとき、可動電極２は接着面に対し
て平行に変位するからである。変位系の剛性はビーム長
を氾とすると息の３乗に反比例する。

そのため、本実施例では、単位加速度の変化に対する可
動電極部２の変位量は小さくなるので，電気容量変化も
小さくなり、その分だけ高感度化を達或することはでき
ないのはやむを得ない。しかし、従来の容量式センサで
は、加速度を受けたとき、可動電極部と固定電極とが斜
めになるが、第４実施例の加速度センサでは、平行に変
位するので、検出値も安定する。また、衝撃が加わって
、変位が大きくなっても、可動電極部の全面が同時に固
定電極に接触するので、耐衝撃性も強く又ビームにも無
理な力が加わらないので、破損の虞もない。

第５図は、本発明の一実施例に係る半導体容量式加速度
センサの検出部の縦断面図である。可動電極部２をビー
ム３で支持する構造を有するシリコン基板１の上面と下
面とに、夫々、ガラス基板６，７を陽極接合してある。

夫々のガラス基板６，７の可動電極対向面には、固定電
極８，９が設けてある。可動電極部２と固定電極８，９
との間の空隙１０は数μｍである。この実施例では、ビ
ーム３の中心軸上に可動電極２の重心がくるようにして
あるので、Ｚ方向のみの加速度或分Ｇに対してのみ可動
電極２が変位し、Ｘ及びＹ方向の加速度に対しては変位
しない。つまり、他軸感度（Ｘ，Ｙ方向の加速度或分に
対する感度）は極めて小さく、ほぼ零になる。

第６図は、本発明の別実施例に係る半導体容量式加速度
センサの縦断面図である。第５図で示した実施例は、ガ
ラス基板６，７を用い、電極８，９とシリコン基板ｌと
の電気的絶縁を図ったが、本実施例では、シリコン基板
ｌの上，下面に夫々接合する基板として同材料で或るシ
リコン基板１−１５ー エ，１２を用いている。そして，接合を約１１００℃で
行うことで、シリコン基板１，１１間、１，ｌ２間に厚
さ数μｍの熱酸化膜１３を形成し、この熱酸化膜ｌ３で
電気的絶縁を図っている。本実施例の場合、可動電極２
と固定電極（シリコン基板自体を固定電極として使用す
る。）１１．１２との間の隙間の距離は、熱酸化膜１３
の厚さにより決まる。

次に、可動電極の重心が、ビームの中心軸上にない実施
例についての検出部の構造を説明する。

第５図，第６図の様に、ビーム３をシリコン基板１の厚
さ方向の中央部に形或するのは、熱酸化膜の高段差フォ
トエッチング作業が必要であり、この作業はやや複雑な
作業である。このため、第７図７第８図に示す様に、ビ
ーム３をシリコン基板１の表面部近傍へ形戒するのも有
効な方法である。

この場合、可動電極部２の重心がビーム３の中心軸上に
ないため、他軸感度が大きくなって好ましくない結果を
もたらす。そこで，第７図，第８図の実施例では、加速
度センサ検出部を、他軸感度−１６− 低減対策を施して製造してある。

第７図の実施例では、例えば、Ｋ　Ｏ　Ｈ水溶液を使用
する異方性エッチングで可動電極部２を製造するとき、
ビーム３を可動電極部２の厚さ方向の一方側に偏在させ
ると共に、可動電極部２の厚さ方向の他方側が中空１４
となるよう異方性エッチングが進むようにしてある。こ
れにより、他軸感度の低減を図っている。

第８図の実施例では、可動電極部２の厚さ方向に対し、
可動電極２の片側のビーム３を上部に連設させ、他側の
ビーム３を下部に連設させている。

斯かる構造は、力学的に、ビーム３が可動電極部２の中
心軸上にあるのと等価であり、エッチング加工が比較的
に容易である。

第９図（ａ），（ｂ）は、検出部の等価回路である。可
動電極２と固定電極８，９との初期ギャップ１０は、ｄ
ｏ（約数μｍに作られる。）である、加速度センサの検
出部がＺ軸方向の加速度Ｇを受けると、可動電極部２は
その慣性力により固定電極８，９に対し移動が遅れ、ω
だけ中心位置からずれを生じる。この場合、可動電極２
と上側の固定電極８との間の電気容量Ｃ．は減少し、こ
れとは逆に、可動電極２と下側の固定電極９との間の電
気容量Ｃ２は増加する。尚、可動電極２と固定電極８，
９とは，電極取出パッド１６，１７．１８を開して信号
処理回路１９（第１０図）に接続され、信号処理回路ｌ
９で処理された電極間の電気容量に応じた信号つまり加
速度に応じた信号が信号■。とじて出力される。尚、こ
れらのパッド１６〜１８は、第ｌ図乃至第８図には図示
を省略してある。

電気容量つまり加速度Ｇを信号■。に変換する方法とし
て、２つの方法がある。第１の方法は、加速度Ｇによっ
て変位する可動電極と固定電極との間の容量変化を直接
的に信号Ｖ。に変化させる方法であり、これは、特別に
説明するまでもなく、ブリッジで計測すればよい。第２
の方法は、加速度の大きさによらず、可動電極と固定電
極との間の電気容量が変化しないように、つまり可動電
極が固定電極間で変位しないように、可動電極と固定電
極との間に静電気力を付加しておき、加速度の変化に応
じてこの静電気力を変化させ、常に可動電極が変位しな
いように電子的にサーボする。

そして、この電子的にサーボした静電気力を外部に取り
だし、これを信号Ｖ。とする。第１の方法は改めて説明
するまでもないので、第２の方法について詳細を後述す
る。

第ｌ１図は、本発明実施例による半導体容量式加速度セ
ンサの感度測定グラフであり、使用した被試験用加速度
センサは、シリコン基板１が３×４．５ｍｍのものであ
る。このグラフから分かる様に、Ｏ〜±１Ｇの加速度変
化に対して、容量変化の検出感度ΔＣ／ＣとしてＯ〜±
２００％と大きな値が得られる。この値は、従来の歪ゲ
ージ式加速度センサの感度に比べ１００倍の感度である
。

また、衝撃に対する試験では，ＩＯＯＯＧに対しても破
損することがないという結果が得られている。

第１２図は、可動電極と固定電極との間に印加した直流
電圧とこれらの両電極間の容量変化の関１９ 係を示すグラフである。この実測例は、初期ギャップｄ
０が３μｍのものである。このグラフによれば、約１．
５Ｖで電圧で容量Ｃが急激に変化している。これは、微
小な電圧による静電気力で可動電極を容易に変化させえ
ることを示しており、前述の静電気力の電子的なサーボ
によって加速度Ｇを検出できることを示している。

次に、パルス幅変調静電サーボ方法（前述した第２の方
法）による加速度Ｇの測定方法を、第１３図を参照して
説明する。可動電極部２の電位（＝シリコン基板１の電
位）を５■に保持し、可動電極２と固定電極８，９との
間に、ハイレベル５Ｖ，ローレベルＯｖの矩形波を印加
する。このとき、電極間２，９間に印加する矩形波は、
電極２，８間に印加する矩形波の反転波とする。尚、矩
形波の周波数は、本実施例では２０ｋＨｚとする。

第ｌ３図において、可動電極２，固定電極８，９と接続
された検波器２５は、スイッチト・キャパシタ方式によ
るΔＣ　（＝Ｃ１−Ｃ２）検波器であり，可動電極２と
上，下の固定電極８，９との間の電−２０− 気容量の差ΔＣを検出する。検出したΔＣ信号は、増幅
器２６で増幅し、ΔＣ→○となるように、パルス幅変調
器２７で、電極間へ印加する矩形波電圧のデューティ比
を制御する。インバータ２８は、この矩形波を反転して
、反転矩形波を可動電極２，固定電極９間に印加する。

斯かるパルス幅変調静電サーボにより、ΔＣ→Ｏになる
ように、即ち、可動電極２を加速度Ｇの大きさによらず
に両固定電極８，９間中央に保持すると、保持するため
に必要な静電気力は、検出すべき加速度Ｇに比例するこ
とになる。この結果、矩形波電圧のデューティ比は検出
すべき加速度Ｇに比例することになり、この電圧波形を
ローバスフィルタ２９で直流電圧に変換し、差動増幅器
３０で零点とスパンを調節した後に、信号■。とじて出
力する。第ｌ４図は、矩形電圧の観測結果である。正の
加速度に対してパルス幅は狭くなり、負の加速度（減速
度）に対しては広くなる。

このパルス幅変調静電サーボ方法を適用した半導体容量
式加速度センサの出力特性評価グラフを第１５図と第１
６図に示す。第ｌ５図は、本発明実施例に係る加速度セ
ンサの静特性を示すもので、Ｏ〜±ＩＧの加速度変化に
対して１〜４■の大きな出力が得られることを示してい
る。また、出力信号Ｖ。の加速度Ｇに対する直線性は、
全スケールで±０．１％以内である。更に、第１６図に
示す周波数特性によれば、Ｏ〜１００Ｈｚの範囲でゲイ
ンはほぼ一定である。この特性グラフによれば、本発明
の半導体容量式加速度センサは、低レベル・低周波の加
速度を高精度に検出できることが分かる。

次に、上述した半導体容量式加速度センサを使用する制
御システムについて説明する。

例えば、自動車の制御装置に半導体容量式加速度センサ
を使用する場合、自動車は、その加速度のレベル，周波
数も低レベル，低周波のため、従来の歪ゲージ式では有
効でない。従って、従来の自動車制御には加速度センサ
は実際に使用されることはなかった。しかし、本発明の
半導体容量式加速度センサは、しかも、高感度高精度な
ため、制御に使用することが可能である。

第１７図は、自動車の車両制御システムの構或図である
。自動車のエンジン３１の出力軸は、ミッション３２と
プロペラシャフト３３を介して後輪３４．３５を廓動す
る様になっている。また、前輪３６．３７は図示しない
車体に軸支され、該車体が駆動輪３４．３５の回転によ
って移動したとき、従動するようになっている。エンジ
ン３１の図示しない点火装置の点火時期、燃料噴射ポン
プによる供給燃料量等は、エンジンコントロールユニッ
ト５０により制御され、エンジンコン１一ロールユニッ
ト５０は、これらの制御量を、各種センサの検出した、
アクセル踏み込み量、エンジン冷却水温度、排気ガス中
の酸素濃度、バッテリ電圧値等から所定の演算式に基づ
いて決定する。

本発明実施例に係る車両制御システムは、上述した各種
センサの他に，車体の上下方向，前後方向及び横方向の
加速度を夫々検出する半導体容量式加速度センサであっ
て、上述した加速度センサ５１ａ，５ｌｂ，５１ｃが車
体の所定位置に固定２３ されている。そして、各車輪３４，３５，３６，３７レ
こは車輪回転速度を検出する車輪速度センサ３８，３９
，４０，４１が設けられ、これらの車輪速度センサ３８
〜４１と前記の加速度センサ５ｌａ，５ｌｂ，５１ｃの
検出信号は、車体制御装置５２に入力され、該車体制御
装置５２は、入力信号に基づき、各車輪のブレーキアク
チュエータ５３に制御信号を送出して各車輪毎にそのブ
レーキカを制御し、各車輪のショックアブソーバアクチ
ュエータ５４に制御信号を送出して各ショックアブソー
バの減衰力を制御する構或になっている。

また車体制御装置５２は、スリップ状態を示す信号をエ
ンジンコントロールユニット５０にも送出し、エンジン
出力も加速状態に応じて制御するようになっている。尚
、第ｌ７図に示す自動車は、ＦＲ方式であるが、本発明
は、ＦＦ方式でも四輪駆動方式でも適用できるのはいう
までもない。

例えば低μ路を走行中に急制動をかけた場合、車輪がロ
ックされやすい。車輪がロックされると、横からの力に
対し不安定になって横滑りしやすく−２４一 なり、ステアリング操作が不可能な状態になる。

従って、車輪がロックされそうになったときは、ブレー
キアクチュエー夕を制御してブレーキ力を弱め、車輪が
回転するように制御する必要がある。

また、これとは別に、低μ路を走行する場合や急発進す
る場合、駆動トルクが大きいので、車輪が路面に対して
スリップし、無駄なトルクを使用することになる。斯か
る場合には、エンジン出力を低下させ、車輪のスリップ
率が低下する方向に制御を進める必要がある。

上述した各場合において、つまり、急制動をかけた場合
や駆動トルクが大きい場合は、車体レこ加速度が加わる
。この加速度の方向及び大きさを半導体容量式加速度セ
ンサ５１ａ，５ｌｂ，５１ｃで検出して、これと、各車
輪速度センサ３８〜４１までの検出信号及びエンジンの
運転状態とから車両の状態が急制動状態にあるのか、急
発進状態にあるのか、低μ路の走行状態にあるのか等を
判定し、それに応じて各車輪のブレーキ力を制御し、シ
ョックアブソーバの減衰力を制御し、エンジンに供給す
る燃料量等を制御し駆動トルクを制御する。

本発明に係る半導体容量式加速度センサをカメラに搭載
することで、次の様な制御も可能となる。

例えば、カメラで被写体を撮る場合、先ず、カメラの絞
り，焦点距離，シャッタースピード等をセットしてから
、あるいは自動的にこれらがセットされてから、レリー
ズするのであるが、このレリーズ時にカメラが動き、ピ
ンボケになってしまうことがある。そこで、本発明では
、前述した半導体容量式加速度センサをカメラに内蔵し
、該加速度センサが加速度を検出したとき、つまり、レ
リーズ時にカメラが動きこれが加速度としてセンサに検
出されたとき、カメラ内蔵のＣＰＵがシャッタースピー
ドをセット値より早めることで、手振れによるピンボケ
が回避される。また、この時、シャッタースピードの早
めた分だけ絞り明けることで、画像がくらくなるのを回
避できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、限られた半導体基板サイズでより高安
定化，高感度化，耐衝撃性を図ることができ、且つ小型
，低コストなセンサを得ることができる。また、本発明
の制御システムによれば、微小な加速度が被制御装置に
加わった場合でも、この加速度に応じて適切な制御がで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第工図は本発明の一実施例に係る半導体容量式加速度セ
ンサの可動電極シリコン基板の平面図、第２図は本発明
の第２実施例に係る可動電極シリコン基板の平面図、第
３図は本発明の第３実施例に係る可動電極シリコン基板
の平面図、第４図は本発明の第４実施例に係る可動電極
シリコン基板の平面図、第５図，第６図，第７図，第８
図は夫々別の実施例に係る半導体容量センサの検出部の
縦断面図、第９図（ａ），（ｂ）は検出部の等価回路図
、第１０図は検出部と信号処理回路との接続関係を示す
図、第１１図は本発明実施例に係る加速度と容量変化と
の関係を示すグラフ、第１２図は本発明実施例に係る電
極間直流励起電圧と容２７− 量との関係を示すグラフ、第ｌ３図はパルス幅変調サー
ボ式信号処理回路の詳細ブロック構或図、第ｌ４図は検
出部に印加した矩形波の波形観測図、第１５図は本発明
実施例に係る半導体容量式加速度センサの加速度と出力
電圧との関係を示すグラフ、第１６図は本発明実施例に
係る半導体容量式加速度センサの周波数特性グラフ、第
ｌ７図は本発明に係る制御装置の一例である自動車制御
装置のシステム構或図、第１８図，第１９図は従来の半
導体容量式加速度センサの可動電極基板の平面図である
。 １・・・可動電極シリコン基板、２・・・可動電極部、
３・・・ビーム、４・・・凹部、５・・凸部、６，７・
・・ガラス基板、８，９・・・固定電極、１０・・・空
隙（ギャップ）．１１．１２・・・シリコン基板、１３
・・・熱酸化膜、１４・・・中空部、１９・・信号処理
回路、３４〜３７・・・車輪、３８〜４１・・・車輪速
度センサ、５０・・・エンジンコントロールユニット、
５１ａ，５ｌｂ，５１ｃ・・・半導体容量式加速度セン
サ、Ｓ２・・・車体制御装置，５３・・・ブレーキ制御
用アクチュエー２８ー ータ、５４・・・ショックアブソーバ制御用アクチュエ
ータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２枚の固定電極板と、これらの固定電極板間に介挿
   される半導体基板であってエッチングにより該基板にビ
   ームで弾性支持される可動電極部を製造した半導体基板
   とを備え、前記可動電極部と前記固定電極板との間の電
   気容量変化を検出することで該可動電極部の前記固定電
   極板側への位置変位を加速度として検出する半導体容量
   式加速度センサにおいて、前記可動電極部を弾性支持す
   る少なくとも４本の前記ビームを設けたことを特徴とす
   る半導体容量式加速度センサ。 ２、２枚の固定電極板と、これらの固定電極板間に介挿
   される半導体基板であってエッチングにより該基板にビ
   ームで弾性支持される可動電極部を製造した半導体基板
   とを備え、前記可動電極部と前記固定電極板との間に印
   加する静電気力を変化させ該可動電極部の該固定電極板
   に対する位置を変化させないようにし前記静電気力の変
   化に応じた信号を加速度検出信号とする半導体容量式加
   速度センサにおいて、前記可動電極部を弾性支持する少
   なくとも４本の前記ビームを設けたことを特徴とする半
   導体容量式加速度センサ。 ３、請求項１または請求項２において、４本のビームを
   当該可動電極部に対して対称に設けたことを特徴とする
   半導体容量式加速度センサ。 ４、請求項１乃至請求項３のいずれかにおいて、固定電
   極板は、絶縁基板の片面に形成した電極膜とすることを
   特徴とする半導体容量式加速度センサ。 ５、請求項１乃至請求項４のいずれかにおいて、半導体
   はシリコンであることを特徴とする半導体容量式加速度
   センサ。 ６、請求項３において、ビームの長さを当該可動電極部
   の１辺の長さの５０パーセント以上としたことを特徴と
   する半導体容量式加速度センサ。 ７、請求項１乃至請求項６のいずれかにおいて、可動電
   極部は中空体であることを特徴とする半導体容量式加速
   度センサ。 ８、請求項７において、可動電極部に対するビームの接
   続位置を該可動電極部の厚さの中央から変位させて設け
   たことを特徴とする半導体容量式加速度センサ。 ９、請求項６において、複数のビームは、風車型あるい
   は放射型あるいは並行配列型に設けられたことを特徴と
   する半導体容量式加速度センサ。 １０、ブレーキ機構が設けられた車輪のスリップ状態を
   検出し該スリップ状態に応じて前記ブレーキ機構を制御
   し車輪に加わるブレーキ力を制御する車両制御装置にお
   いて、車輪の実際の回転速度を検出する車輪速度センサ
   と、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の半導体容
   量式加速度センサと、該半導体容量式加速度センサが検
   出した車両のマイナス方向の加速度の大きさと前記車輪
   速度センサが検出した車輪の回転速度とに応じて前記ブ
   レーキ機構を制御して車輪の地面に対するスリップ率を
   低減させる方向に制御を進める制御手段とを設けたこと
   を特徴とする車両制御装置。 １１、エンジンの駆動力が伝達して回転する車輪を備え
   る車両の制御装置において、車両の加速度あるいは減速
   度の大きさを検出する請求項１乃至請求項９のいずれか
   に記載の半導体容量式加速度センサと、車輪の回転速度
   を検出する車輪速度センサと、前記半導体容量式加速度
   センサの検出値と前記車輪速度センサの検出値とに応じ
   て車輪の回転速度がエンジンの駆動トルクに対応する値
   となる方向にエンジンの駆動トルク制御を進め車輪の地
   面に対するスリップ率を低減させる制御手段とを備える
   ことを特徴とする車両制御装置。 １２、車体に取り付けられた車輪を弾性支持するショッ
   クアブソーバの減衰力を制御する車体制御装置において
   、車体に加わる加速度を検出する請求項１乃至請求項９
   のいずれかに記載の半導体容量式加速度センサと、該半
   導体容量式加速度センサの検出値に応じてショックアブ
   ソーバの減衰力を制御する制御手段とを備えることを特
   徴とする車体制御装置。 １３、使用するフィルム感度と露出計の出力信号とに応
   じてセットされたシャッタスピードで写真をとるカメラ
   において、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の半
   導体容量式加速度センサと、該半導体容量式加速度セン
   サがシャッタレリーズ時に加速度を検出したとき前記の
   シャッタスピードのセット値を早める手振れ防止制御手
   段とを内蔵することを特徴とするカメラ。 １４、使用するフィルム感度と露出計の出力信号とに応
   じてセットされた絞りとシャッタスピードで写真をとる
   カメラにおいて、請求項１乃至請求項９のいずれかに記
   載の半導体容量式加速度センサと、該半導体容量式加速
   度センサがシャッタレリーズ時に加速度を検出したとき
   前記シャッタスピードのセット値を早めると共にそれに
   応じて絞リセット値を変える手振れ防止制御手段とを内
   蔵することを特徴とするカメラ。