JPH0493632A - 半導体圧力センサ及び半導体圧力センサ付腕時計 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は半導体圧力センサ及び半導体圧力センサ付腕
時計に関する。

［従来の技術］ 従来、半導体圧力センサを用いて高度や気圧を測定でき
るようにした腕時計が開発されている。

このような圧カセノサ付腕時計を登山、ノ１イキング等
に利用すれば高度により現在位置が分り、また気圧によ
り天候が把握できるので大変便利である。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、登山、ハイキング等では橡高の高い山岳地帯
を移動するので、風速にも注意する必要がある。しかし
ながら、風速による圧力は微妙なので気圧測定に用いら
れる圧力センサでは測定できない。

する。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するために、半導体圧力センサ
を、台座に一方端が支持固定され且つ他方端を自由端と
したシリコン基板と、このシリコン基板の自由端に形成
された抵抗素子とから形成したことを特徴とする。

また、上記半導体圧力センサを腕時計のケースに開閉可
能に取付けたことを特徴とする。

［実施例コ 以下、この発明の実施例を第１図乃至第６図に基づいて
説明する。第１図はこの発明を適用した圧力センサ付腕
時計の断面図であり、上部ケース１と下部ケース２とが
開閉出来るようになっている。第２図は上記上部ケース
１を開いた状態の外観正面図、第３図は上記上部ケース
１を開いた状態の側面図である。

第１図乃至第３図に示すように、上部ケース１と下部ケ
ース２とは相互に重なり合うようにピン３により開閉可
能に取付けられている。上部ケース１の上面側にはアナ
ログ表示部４が設けられ、下面側にはデジタル表示部５
が設けられている。

また、下部ケース２の上面−側には数値５文字データ等
を入力するンートスイッチ６が設けられている。そして
、シートスイッチ６はフレキシブルリード７により回路
基板１７の電子回路であるＬＳＩ３０に電気的に接続さ
れている。下部ケース２０前後端には時計バンド８，８
が取付けられている。

上部ケース１の上面には時計ガラス９が嵌着され、内部
にはハウジング１０が収納され、下面には化粧パネル１
１が取付けられている。上部ケース１の側面には押釦ス
イッチ１２が設けられている。

アナログ表示部４は時針１３ａ９分針１３ｂ等の指針１
３を運針させて時刻指示し、ハウジング１０内に設けら
れたアナログムーブメント１４の指針軸に指針１３が取
付けられ、この指針１３が文字板１５の上方を運針する
構成となっている。

デジタル表示部５は時刻等の情報をデジタル表示するも
ので、ハウジング１０内に設けられた液晶表示パネル１
６および回路基板１７等よりなる。

液晶表示パネル１θは化粧パネル１１の所定箇所に設け
られた表示窓（表示ガラス）１８に対応して設けられて
いる。

また、化粧パネル１１には表示窓１８の近傍に並んでセ
ンサユニット１９が設けられている。このセンサユニッ
ト１９には風速測定用開口部２０と、４つの気圧測定用
開口部２１が設けられている。そして、センサユニット
１９の内部には半導体圧力センサが設けられている。

第４図は上記半導体圧力センサのシリコン基板２２を下
面から見た平面図、第５図は断面図である。第４図およ
び第５図に示すように、シリコン基板２２は円板状に形
成され、下面には円形の凹部２２ａ、２２ｂが形成され
ている。そして、シリコン基板２２は凹部２２ｂの部分
が台座２３に支持された片持ち構造になっている。凹部
２２ａの底面部には抵抗Ｒ１〜Ｒ４からなる抵抗ブリッ
ジが形成され、凹部２２ｂの底面部には抵抗Ｒ５〜Ｒ８
からなる抵抗ブリッジが形成されている。

なお、抵抗Ｒ１〜Ｒ８はシリコン基板２２の拡散層によ
り形成されている。

シリコン基板２２における凹部２２ａの部分は、台座２
３に支持された自由端であり、風速検出用の圧力センサ
部２４となっている。即ち、凹部２２ａの部分はセンサ
ユニット１９に設けられた風速測定用開口部２０に対応
して形成されており、凹部２２ａの部分に風圧が加わる
と、凹部２２ａの部分が変形して歪み、抵抗Ｒ１〜Ｒ４
の抵抗率が変化する。

また、シリコン基板２２における凹部２２ｂの部分は台
座２３により塞がれてダイヤフラムとなり、ダイヤフラ
ムの内部は真空にされている。このダイヤフラムの部分
は気圧検出用の圧力センサ部２５となっている。即ち、
凹部２２ｂの部分はセンサユニット１９に設けられた気
圧測定用開口部２１に対応して配置されており、凹部２
２ｂの部分に気圧が加わると、凹部２２ｂの部分が変形
して歪み抵抗Ｒ５〜Ｒ８の抵抗率が変化する。

第６図は上記圧力センサ部２４．２５を備えた腕時計の
回路構成を示すブロック図である。同図において、主回
路２６は時計回路、メモＩＪ、ＲＯＭｌおよび表示部等
により構成されている。

圧力センサ駆動部２７は主回路２６から出力される信号
ａ、ｂに応じて圧力センサ部２４あるいは圧力センサ部
２Ｓを駆動する。即ち、圧力センサ駆動部２７は主回路
２６から信号ａが入力された時に圧力センサ部２４を駆
動し、信号すが入力された時に圧力センサ部２５を駆動
する。

圧力センサ部２４の検出電圧はゲート２８ａ＋２８ｂを
介して増幅−Ａ／Ｄ変換器２８に入力される。圧力セン
サ部２５の検出電圧はゲート２８ｃ＋２８ｄを介して増
幅−Ａ／Ｄ変換器２９に入力される。

ゲート２８ａ、２８ｂは主回路２６から信号ａが入力さ
れた時に開き、ゲー）２８ｃ、２８ｄは信号すが入力さ
れた時に開く。

次に、上記実施例の動作を説明する。

■　風速測定 風速を測定するときは、まずシートスイッチ６のｒ　Ｍ
ＯＤＥＪキーを操作して「風速」モードを設定する。次
に、第３図に示すように上部ケース１を下部ケース２か
ら立上がらせて、風速測定用開口部２０を風に向ける。

この「風速」モードでは、主回路２６は信号ａを出力す
るので、ゲート２８ａ、２８ｂが開かれ、圧力センサ駆
動部２７は圧力センサ部２４を駆動する。

この状態で、風速測定用開口部２０を介して圧力センサ
部２４の部分に風圧が加わると、凹部２２ａの部分が第
６図における矢印へ方向に撓んで変形し、抵抗Ｒ１〜Ｒ
４の抵抗率が変化する。この場合、凹部２２ａの部分は
片持ち支持構造のため、感度が高く微小な風圧も検出で
きる。圧力センサ部２４はこれに応じた検出電圧を出力
する。

そして、圧力センサ部２４から出力された検出電圧はゲ
ー１−２８ａ、２８ｂを介して増幅−Ａ／Ｄ変換器２９
に入力される。増幅−Ａ／Ｄ変換器２９は、圧力センサ
部２４から入力された検出電圧を増幅してからＡ／Ｄ変
換し、検出電圧に応じたデジタル信号を主回路２６に出
力する。主回路２６は入力されたデジタル信号に基づい
て風速データを算出し、この風速データ例えばｒｌｏｍ
／Ｓ」を液晶表示パネルエ６に表示する。

■　気圧測定 気圧を測定するときは、／−トスイアチロのｒ　ＭＯＤ
Ｅｊキーを操作して「気圧」モードを設定する。次に、
第３図に示すように上部ケース１を下部ケース２から開
き、気圧測定用開口部２１を外気に露出させる。この「
気圧」モードでは、主回路２６は信号すを出力するので
、ゲート２８　ｃ　＋２８ｄが開かれ、圧力センサ駆動
部２７は圧力センサ部２５を駆動する。

この状態で、気圧測定用開口部２１を介して圧力センサ
部２５の部分に大気圧が加わると、シリコン基板２２に
おける凹部２２ｂのダイヤプラム部分が歪み、抵抗Ｒ５
−Ｒ８の抵抗率が変化する。

圧力センサ部２５はこれに応した検出電圧を出力する。

そして、圧力センサ部２５から出力された検出電圧はゲ
ート２８ｃ、２８ｄを介して増幅φＡ／Ｄ変換器２９に
入力される。増幅・Ａ／Ｄ変換器２９は、圧力センサ部
２５から入力された検出電圧を増幅してからＡ／Ｄ変換
し、検出電圧に応じたデジタル信号を主回路２６に出力
する。主回路２６は入力されたデジタル信号に基づいて
気圧データを算出し、この気圧データ例えばｒｌｏ１３
ｍｂＪを液晶表示パネル１６に表示する。

［発明の効果コ この発明によれば、微小な圧力を測定できると共に、小
型であるから腕時計等にも組み込める。

【図面の簡単な説明】

第１図は断面図、第２図は正面図、第３図は側面図、第
４図は平面図、第５図は断面図、第６図は回路構成を示
すブロック図である。 １・・・上部ケース、２・・・下部ケース、３・・・ビ
ン、４・・・アナログ表示部、５・・・デジタル表示部
、θ・・・シートスイッチ、１９・・・センサユニット
、２０・・・風速測定用開口部、２１・・・気圧測定用
開口部、２２・・・シリコン基板Ｎ　２２ａ＋　　２２
ｂ・・・凹部、２３・・・台座。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）台座と、この台座に一方端が支持固定され且つ他
   方端を自由端としたシリコン基板と、このシリコン基板
   の自由端に形成された抵抗素子とを具備したことを特徴
   とする半導体圧力センサ。
2. （２）半導体圧力センサが収納されたセンサ収納部材と
   、このセンサ収納部材が開閉可能に取付けられた支持部
   材とを具備し、前記半導体圧力センサは、台座と、この
   台座に一方端が支持固定され且つ他方端を自由端とした
   シリコン基板と、このシリコン基板の自由端に形成され
   た抵抗素子とからなることを特徴とする半導体圧力セン
   サ付腕時計。