JPH06138143A - 半導体加速度センサ及びその自己診断方法 - Google Patents
半導体加速度センサ及びその自己診断方法Info
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- JPH06138143A JPH06138143A JP4309736A JP30973692A JPH06138143A JP H06138143 A JPH06138143 A JP H06138143A JP 4309736 A JP4309736 A JP 4309736A JP 30973692 A JP30973692 A JP 30973692A JP H06138143 A JPH06138143 A JP H06138143A
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- 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
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 作成プロセスが簡単で、自己診断専用の電極
を必要とせず利用効率の良い半導体加速度センサを提供
すること 【構成】 シリコン板１０からなる重り体１３の下面を
可動電極１４とし、一方、この重り体の下方に配置され
た図示省略する偏平矩形状のガラス板の表面所定位置
に、上記可動電極に対向状態の固定電極が配置される。
この時、かかる固定電極を、分割された第１，第２の固
定電極１５ａ，１５ｂから構成する。可動電極並びに第
１の固定電極は、容量検出回路１６に直接的に接続さ
れ、また、第２の固定電極は、スイッチ１７を介して容
量検出回路に接続され、各電極１４，１５ａ，１５ｂを
加速度検出に用いる。一方スイッチを切り替えることに
より、第２の固定電極は、可変バッテリ装置１８に接続
でき、診断時にはバッテリから第２の固定電極に電圧を
印加し、静電引力を発生させ重り体を変位させる。
を必要とせず利用効率の良い半導体加速度センサを提供
すること 【構成】 シリコン板１０からなる重り体１３の下面を
可動電極１４とし、一方、この重り体の下方に配置され
た図示省略する偏平矩形状のガラス板の表面所定位置
に、上記可動電極に対向状態の固定電極が配置される。
この時、かかる固定電極を、分割された第１，第２の固
定電極１５ａ，１５ｂから構成する。可動電極並びに第
１の固定電極は、容量検出回路１６に直接的に接続さ
れ、また、第２の固定電極は、スイッチ１７を介して容
量検出回路に接続され、各電極１４，１５ａ，１５ｂを
加速度検出に用いる。一方スイッチを切り替えることに
より、第２の固定電極は、可変バッテリ装置１８に接続
でき、診断時にはバッテリから第２の固定電極に電圧を
印加し、静電引力を発生させ重り体を変位させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体加速度センサ及
びそのその自己診断方法に関するもので、より具体的に
は本センサの動作異常・故障の有無を判断することので
きる自己診断機能付の静電容量型加速度センサにおける
診断機構の改良に関する。
びそのその自己診断方法に関するもので、より具体的に
は本センサの動作異常・故障の有無を判断することので
きる自己診断機能付の静電容量型加速度センサにおける
診断機構の改良に関する。
【０００２】
【発明の背景】自動車のアクティブサスペンションやエ
アバックシステム等においては、加速度センサは重要な
部品の一つであり、加速度センサが正常に動作すること
が必須となり、仮に故障などが生じた場合には速やかに
交換する必要がある。そこで、係る加速度センサの異常
の有無を検出する必要があり、かかる診断機構を付与し
た半導体加速度センサの開発が要求されている。
アバックシステム等においては、加速度センサは重要な
部品の一つであり、加速度センサが正常に動作すること
が必須となり、仮に故障などが生じた場合には速やかに
交換する必要がある。そこで、係る加速度センサの異常
の有無を検出する必要があり、かかる診断機構を付与し
た半導体加速度センサの開発が要求されている。
【０００３】ここで、係る自己診断機能付の半導体セン
サの一例を示すと、図５に示すように半導体基板である
シリコン板１の中央に梁部２を介して重り体３を一体的
に形成し、またシリコン板１の上下両面にガラス板４を
配置する。この時、重り体３の上下両面と、ガラス板４
の対向面との間には、所定の空隙が形成され、重り体３
の揺動を許容している。そして重り体３の上下両面をそ
れぞれ診断用可動電極５，検出用可動電極６とし、この
両可動電極５，６に対向するガラス板４の内面所定位置
にアルミ蒸着等により診断用固定電極７，検出用固定電
極８を形成する。
サの一例を示すと、図５に示すように半導体基板である
シリコン板１の中央に梁部２を介して重り体３を一体的
に形成し、またシリコン板１の上下両面にガラス板４を
配置する。この時、重り体３の上下両面と、ガラス板４
の対向面との間には、所定の空隙が形成され、重り体３
の揺動を許容している。そして重り体３の上下両面をそ
れぞれ診断用可動電極５，検出用可動電極６とし、この
両可動電極５，６に対向するガラス板４の内面所定位置
にアルミ蒸着等により診断用固定電極７，検出用固定電
極８を形成する。
【０００４】ところで、このセンサに加速度が加わると
梁部２が撓み、対向する両電極６，８間の距離が変化
し、この距離の変化により両電極６，８間に生じている
静電容量も変動するのであるが、このように加速度が加
わる都度梁部２に撓みが生じてストレスが加わるため、
特にこの梁部２にクラックを生じたり、さらには切断・
破損してしまうおそれがある。係る場合には、梁部２の
強度（弾性力）が変化し、ある所定の加速度が加わった
時に生じる重り体３の変動距離が異なり、正確に加速度
を検出することができなくなる。
梁部２が撓み、対向する両電極６，８間の距離が変化
し、この距離の変化により両電極６，８間に生じている
静電容量も変動するのであるが、このように加速度が加
わる都度梁部２に撓みが生じてストレスが加わるため、
特にこの梁部２にクラックを生じたり、さらには切断・
破損してしまうおそれがある。係る場合には、梁部２の
強度（弾性力）が変化し、ある所定の加速度が加わった
時に生じる重り体３の変動距離が異なり、正確に加速度
を検出することができなくなる。
【０００５】そこで、上記構成の診断用可動，固定電極
５，７間に図示省略の電源から所定の電圧を印加し、吸
引力を発生させ重り体３を上昇させる。この上昇時に検
出用可動，固定電極６，８間に生じる静電容量の変化を
検出し、正常か否かを判断するようにしている。
５，７間に図示省略の電源から所定の電圧を印加し、吸
引力を発生させ重り体３を上昇させる。この上昇時に検
出用可動，固定電極６，８間に生じる静電容量の変化を
検出し、正常か否かを判断するようにしている。
【０００６】しかし、係る構成のものでは、上下両ガラ
ス板４，４に固定電極７，８を設ける必要があり、作成
プロセスが複雑化する。しかも、診断用の可動電極５並
びに固定電極７は、通常の加速度検出時には使用しない
ため、診断専用の部品（電極）を必要とし、利用効率も
悪い。
ス板４，４に固定電極７，８を設ける必要があり、作成
プロセスが複雑化する。しかも、診断用の可動電極５並
びに固定電極７は、通常の加速度検出時には使用しない
ため、診断専用の部品（電極）を必要とし、利用効率も
悪い。
【０００７】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、作成プロセスが簡単
で、自己診断専用の電極を必要とせず利用効率の良い半
導体加速度センサ及びその自己診断方法を提供すること
にある。
もので、その目的とするところは、作成プロセスが簡単
で、自己診断専用の電極を必要とせず利用効率の良い半
導体加速度センサ及びその自己診断方法を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る半導体加速度センサでは、半導体
基板に一体的に揺動可能に形成した重り体の少なくとも
片面を可動電極とし、その可動電極に対向して所定の間
隙をおいて固定電極を配置し、前記間隙が変化した際
に、前記可動電極と前記固定電極との間で生じる静電容
量の変化から加速度を検出する半導体加速度センサにお
いて、対向する前記可動電極と前記固定電極のうち、少
なくとも一方の電極を複数の電極部に分割形成し、その
複数に分割形成した電極部のうち少なくとも一つを切替
手段を介して電圧印加手段並びに前記静電容量の検出手
段に接続可能とした。
ために、本発明に係る半導体加速度センサでは、半導体
基板に一体的に揺動可能に形成した重り体の少なくとも
片面を可動電極とし、その可動電極に対向して所定の間
隙をおいて固定電極を配置し、前記間隙が変化した際
に、前記可動電極と前記固定電極との間で生じる静電容
量の変化から加速度を検出する半導体加速度センサにお
いて、対向する前記可動電極と前記固定電極のうち、少
なくとも一方の電極を複数の電極部に分割形成し、その
複数に分割形成した電極部のうち少なくとも一つを切替
手段を介して電圧印加手段並びに前記静電容量の検出手
段に接続可能とした。
【０００９】また、前記重り体は、梁部を介して前記半
導体基板に連結される複数の分割重り部から構成され、
それら各分割重り部にそれぞれ可動電極を形成するとと
もに、他の分割重り部に係合する係止片を有し、一つの
分割重り部が変位すると前記係止片を介してその変位を
他の分割重り部に伝えて連動するようにし、かつ、少な
くとも一つの分割重り部に設けた前記可動電極を、切替
手段を介して電圧印加手段並びに前記静電容量の検出手
段に接続可能としてもよい。
導体基板に連結される複数の分割重り部から構成され、
それら各分割重り部にそれぞれ可動電極を形成するとと
もに、他の分割重り部に係合する係止片を有し、一つの
分割重り部が変位すると前記係止片を介してその変位を
他の分割重り部に伝えて連動するようにし、かつ、少な
くとも一つの分割重り部に設けた前記可動電極を、切替
手段を介して電圧印加手段並びに前記静電容量の検出手
段に接続可能としてもよい。
【００１０】さらに半導体基板から形成される枠体に複
数の梁部を介して揺動可能に形成した重り体の少なくと
も片面を可動電極をとし、その可動電極に対向して所定
の間隙をおいて固定電極を配置し、前記間隙が変化した
際に、前記可動電極と前記固定電極との間で生じる静電
容量の変化から加速度を検出する半導体加速度センサに
おいて、前記枠体を電気的に絶縁された複数の枠部材か
ら構成するとともに、前記複数の梁部を前記枠体を構成
する異なる枠部材に接続し、その梁部が接続された異な
る枠部材同士が、前記梁部並びに前記重り体を介して導
通状態となるようにしてもよい。
数の梁部を介して揺動可能に形成した重り体の少なくと
も片面を可動電極をとし、その可動電極に対向して所定
の間隙をおいて固定電極を配置し、前記間隙が変化した
際に、前記可動電極と前記固定電極との間で生じる静電
容量の変化から加速度を検出する半導体加速度センサに
おいて、前記枠体を電気的に絶縁された複数の枠部材か
ら構成するとともに、前記複数の梁部を前記枠体を構成
する異なる枠部材に接続し、その梁部が接続された異な
る枠部材同士が、前記梁部並びに前記重り体を介して導
通状態となるようにしてもよい。
【００１１】さらに、本発明に係る半導体加速度センサ
の自己診断方法では、加速度検出時にはすべての電極を
前記切替手段を介して或いは直接的に静電容量検出手段
に接続して測定し、診断時には前記切替手段を切り替え
て、その切替手段が接続される分割形成された所定の電
極に対し、所定の電圧を印加してその所定の電極とそれ
が対向する電極との間に吸引力を発生させ重り体を移動
させ、その移動時に生じる静電容量の変化を前記切替手
段に接続されていない電極並びに前記静電容量検出手段
により測定し、正常か否かの判断を行えるようにした。
の自己診断方法では、加速度検出時にはすべての電極を
前記切替手段を介して或いは直接的に静電容量検出手段
に接続して測定し、診断時には前記切替手段を切り替え
て、その切替手段が接続される分割形成された所定の電
極に対し、所定の電圧を印加してその所定の電極とそれ
が対向する電極との間に吸引力を発生させ重り体を移動
させ、その移動時に生じる静電容量の変化を前記切替手
段に接続されていない電極並びに前記静電容量検出手段
により測定し、正常か否かの判断を行えるようにした。
【００１２】
【作用】自己診断時に重り体を移動させる（所定方向に
付勢力を与える）ための静電引力を発生させるための電
極と、通常の加速度検出時に用いる電極とを共有、すな
わち、検出用の電極の一部を静電引力発生用の電極とし
ても使えるように構成している。よって、切替手段を切
り替えることにより、その共有する電極の機能を替え、
効率良く各種処理（自己診断，加速度検出）が行える。
すなわち、自己診断をする場合には共有する電極に所定
の電圧を印加して、対向する他の電極との間で静電引力
を発生させる。すると、その静電引力により対向する電
極から引きよせられて、両電極間の距離、すなわち、静
電容量が変化する。この変化を前記共有していない残り
の電極により検出する。そして、その変化が所定の範囲
（値）であれば正常となる。一方所定の範囲より大きい
と、損傷を生じているおそれがあり、また小さいと例え
ば対向する電極間に異物等が介在し、所定量移動できな
いなどの故障が生じているおそれがあることが判る。
付勢力を与える）ための静電引力を発生させるための電
極と、通常の加速度検出時に用いる電極とを共有、すな
わち、検出用の電極の一部を静電引力発生用の電極とし
ても使えるように構成している。よって、切替手段を切
り替えることにより、その共有する電極の機能を替え、
効率良く各種処理（自己診断，加速度検出）が行える。
すなわち、自己診断をする場合には共有する電極に所定
の電圧を印加して、対向する他の電極との間で静電引力
を発生させる。すると、その静電引力により対向する電
極から引きよせられて、両電極間の距離、すなわち、静
電容量が変化する。この変化を前記共有していない残り
の電極により検出する。そして、その変化が所定の範囲
（値）であれば正常となる。一方所定の範囲より大きい
と、損傷を生じているおそれがあり、また小さいと例え
ば対向する電極間に異物等が介在し、所定量移動できな
いなどの故障が生じているおそれがあることが判る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明に係る半導体加速度センサ及び
その自己診断方法の好適な実施例を添付図面を参照にし
て詳述する。図１は、本発明の第１実施例を示してい
る。同図に示すように、半導体基板たるシリコン板１０
にて、略ロ字状の枠体１１に梁部１２を介して片持ち支
持状に一体的に連結した重り体１３を形成し、重り体１
３の下面を可動電極１４としている。一方、この重り体
１３の下方には、図示省略するが枠体１２の外形状と略
同一の偏平矩形状のガラス板等の基板が配置され、その
基板表面にアルミ蒸着（スパッタ）等にて、上記可動電
極１４に対向状態の固定電極１５が配置される。
その自己診断方法の好適な実施例を添付図面を参照にし
て詳述する。図１は、本発明の第１実施例を示してい
る。同図に示すように、半導体基板たるシリコン板１０
にて、略ロ字状の枠体１１に梁部１２を介して片持ち支
持状に一体的に連結した重り体１３を形成し、重り体１
３の下面を可動電極１４としている。一方、この重り体
１３の下方には、図示省略するが枠体１２の外形状と略
同一の偏平矩形状のガラス板等の基板が配置され、その
基板表面にアルミ蒸着（スパッタ）等にて、上記可動電
極１４に対向状態の固定電極１５が配置される。
【００１４】ここで本発明では、かかる固定電極１５
が、分割された２枚の電極（第１，第２の固定電極）１
５ａ，１５ｂから構成されている。そして、可動電極１
４は、静電容量の検出手段たる容量検出回路１６に接続
され、また、この容量検出回路１６には、上記第１の固
定電極１５ａも直接的に接続されている。尚、これら各
電極との接続は、図示省略するがシリコン板１０の所定
位置に形成された拡散層その他の構造からなる電極リー
ド（配線）等の公知の機構を介して行われる。
が、分割された２枚の電極（第１，第２の固定電極）１
５ａ，１５ｂから構成されている。そして、可動電極１
４は、静電容量の検出手段たる容量検出回路１６に接続
され、また、この容量検出回路１６には、上記第１の固
定電極１５ａも直接的に接続されている。尚、これら各
電極との接続は、図示省略するがシリコン板１０の所定
位置に形成された拡散層その他の構造からなる電極リー
ド（配線）等の公知の機構を介して行われる。
【００１５】そして、第２の固定電極１２ｂは、切替手
段たるスイッチ１７に接続される。このスイッチ１７の
ａ接点は上記容量検出回路１６に接続され、ｂ接点は可
変バッテリ装置１８に接続されている。
段たるスイッチ１７に接続される。このスイッチ１７の
ａ接点は上記容量検出回路１６に接続され、ｂ接点は可
変バッテリ装置１８に接続されている。
【００１６】次に、上記構成の加速度センサを用いた自
己診断方法（使用方法）について説明する。まず、同図
（Ａ）に示すようにスイッチ１７をａ接点側に閉じる。
すると、両固定電極１５ａ，１５ｂは、このスイッチ１
７により並列接続され、従来の一枚の固定電極と実質的
に同等の構造となる。よって、可動電極１４と、第１，
第２の固定電極１５ａ，１５ｂ間で生じている静電容量
を、容量検出回路１６で検出することにより通常の加速
度検出が行える。
己診断方法（使用方法）について説明する。まず、同図
（Ａ）に示すようにスイッチ１７をａ接点側に閉じる。
すると、両固定電極１５ａ，１５ｂは、このスイッチ１
７により並列接続され、従来の一枚の固定電極と実質的
に同等の構造となる。よって、可動電極１４と、第１，
第２の固定電極１５ａ，１５ｂ間で生じている静電容量
を、容量検出回路１６で検出することにより通常の加速
度検出が行える。
【００１７】一方、自己診断をする場合には、同図
（Ｂ）に示すように、スイッチ１７を切替えてｂ接点側
に閉じる。すると、第２の固定電極１５ｂは、可変バッ
テリ装置１８に接続され、第２の固定電極１５ｂに所定
の電圧が印加される。これにより、可動電極１４に対し
て静電引力を発生させて重り体１３を下降移動させて所
定量変位させる。この移動にともない可動電極１４と第
１，第２の固定電極１５ａ，１５ｂとの距離が短くな
り、両電極間に生じる静電容量が増加する。そして、可
動電極１４並びに第１の固定電極１５ａは、容量検出回
路１６に接続されたままであるので、上記静電容量の変
化（増加）を容量検出回路１６にて検出ことにより、そ
の変化が所定の範囲内にあるか否かを判別して、正常に
動作するか否かを確認することができ、セルフチェック
が行える。
（Ｂ）に示すように、スイッチ１７を切替えてｂ接点側
に閉じる。すると、第２の固定電極１５ｂは、可変バッ
テリ装置１８に接続され、第２の固定電極１５ｂに所定
の電圧が印加される。これにより、可動電極１４に対し
て静電引力を発生させて重り体１３を下降移動させて所
定量変位させる。この移動にともない可動電極１４と第
１，第２の固定電極１５ａ，１５ｂとの距離が短くな
り、両電極間に生じる静電容量が増加する。そして、可
動電極１４並びに第１の固定電極１５ａは、容量検出回
路１６に接続されたままであるので、上記静電容量の変
化（増加）を容量検出回路１６にて検出ことにより、そ
の変化が所定の範囲内にあるか否かを判別して、正常に
動作するか否かを確認することができ、セルフチェック
が行える。
【００１８】上記のように、本例では、第１，第２の固
定電極１５ａ，１５ｂは、同一のガラス板の表面（同一
平面）上に形成されるため作成プロセスが簡単となる。
しかも、診断時に重り体１３に与える力を発生されるた
めの電極（第２の固定電極１５ｂ）は、通常の加速度検
出時には、検出に使用するため有効利用ができる。
定電極１５ａ，１５ｂは、同一のガラス板の表面（同一
平面）上に形成されるため作成プロセスが簡単となる。
しかも、診断時に重り体１３に与える力を発生されるた
めの電極（第２の固定電極１５ｂ）は、通常の加速度検
出時には、検出に使用するため有効利用ができる。
【００１９】図２は、本発明の第２実施例を示してい
る。この例では、上記した第１実施例と相違して、固定
電極１５′は、広幅な１枚から形成し、一方、重り体１
３に設ける可動電極１４′を２枚に分割形成した。すな
わち、重り体１３に接続された２つの梁部１２ａ，１２
ｂの配置方向と同一方向に伸びるようにして第１，第２
の可動電極１４ａ，１４ｂを設けている。そして、その
第１の可動電極１４ａは、一方の梁部１２ａに形成され
た配線２０ａを介して、容量検出回路１６に接続され、
また、第２の可動電極１４ｂは、他方の梁部１２ｂに形
成された配線２０ｂを介してスイッチ１７に接続され
る。
る。この例では、上記した第１実施例と相違して、固定
電極１５′は、広幅な１枚から形成し、一方、重り体１
３に設ける可動電極１４′を２枚に分割形成した。すな
わち、重り体１３に接続された２つの梁部１２ａ，１２
ｂの配置方向と同一方向に伸びるようにして第１，第２
の可動電極１４ａ，１４ｂを設けている。そして、その
第１の可動電極１４ａは、一方の梁部１２ａに形成され
た配線２０ａを介して、容量検出回路１６に接続され、
また、第２の可動電極１４ｂは、他方の梁部１２ｂに形
成された配線２０ｂを介してスイッチ１７に接続され
る。
【００２０】そして、この例では、スイッチ１７を切り
替えることにより、２枚の可動電極１４ａ，１４ｂをと
もに容量検出回路１６に接続して通常の加速度検出を行
う機構と、第２の可動電極１４ｂを可変バッテリ装置１
８に接続して固定電極１５′に対して静電引力を発生さ
せ、その反力により重り体１３を固定電極１５′側に接
近（変位）させ、第１の可動電極１４ａと固定電極１
５′との間で生じる静電容量の変化を検出することによ
り自己診断を行う機構をとることができるようになって
いる。尚、その他の構成並びに作用は、上記第１実施例
と同様であるため、その説明を省略する。
替えることにより、２枚の可動電極１４ａ，１４ｂをと
もに容量検出回路１６に接続して通常の加速度検出を行
う機構と、第２の可動電極１４ｂを可変バッテリ装置１
８に接続して固定電極１５′に対して静電引力を発生さ
せ、その反力により重り体１３を固定電極１５′側に接
近（変位）させ、第１の可動電極１４ａと固定電極１
５′との間で生じる静電容量の変化を検出することによ
り自己診断を行う機構をとることができるようになって
いる。尚、その他の構成並びに作用は、上記第１実施例
と同様であるため、その説明を省略する。
【００２１】図３は、本発明の第３実施例を示してい
る。この例は、上記第２実施例と同様に可動電極側を複
数（２枚）に分割された電極から構成するようにしてい
る。そして、上記第２実施例では、可動電極を形成する
重り体１３を１体物で形成したが、この例では重り体１
３自体を２つに分割された第１，第２の分割重り部２
１，２２から構成し、各分割重り部２１，２２にそれぞ
れ第１，第２の可動電極１４ａ，１４ｂを形成してい
る。
る。この例は、上記第２実施例と同様に可動電極側を複
数（２枚）に分割された電極から構成するようにしてい
る。そして、上記第２実施例では、可動電極を形成する
重り体１３を１体物で形成したが、この例では重り体１
３自体を２つに分割された第１，第２の分割重り部２
１，２２から構成し、各分割重り部２１，２２にそれぞ
れ第１，第２の可動電極１４ａ，１４ｂを形成してい
る。
【００２２】そして、これら両分割重り部２１，２２に
は、その上面の近接部位に凹部２１ａ，２２ａが形成さ
れる。さらに、第１の分割重り部２１の上面所定位置に
は、第２の分割重り部２２に形成した凹部２２ａ内に符
合可能な係合片２１ｂが一体的に突出形成され、同様
に、第２の分割重り部２２には、第１の分割重り部２１
に形成した凹部２１ａ内に符合可能な係合片２２ｂが一
体に形成されている。
は、その上面の近接部位に凹部２１ａ，２２ａが形成さ
れる。さらに、第１の分割重り部２１の上面所定位置に
は、第２の分割重り部２２に形成した凹部２２ａ内に符
合可能な係合片２１ｂが一体的に突出形成され、同様
に、第２の分割重り部２２には、第１の分割重り部２１
に形成した凹部２１ａ内に符合可能な係合片２２ｂが一
体に形成されている。
【００２３】さらに、本例では、係合片２１ｂ，２２ｂ
とそれが符合する凹部２２ａ，２１ａの接合面は、酸化
膜等の絶縁膜が形成され、両分割重り部２１，２２同士
は、その凹部２１ａ，２２ｂと係合片２２ｂ，２１ｂと
の間では電気的に分離されている。
とそれが符合する凹部２２ａ，２１ａの接合面は、酸化
膜等の絶縁膜が形成され、両分割重り部２１，２２同士
は、その凹部２１ａ，２２ｂと係合片２２ｂ，２１ｂと
の間では電気的に分離されている。
【００２４】さらにまた、両分割重り部２１，２２に形
成された第１，第２の可動電極１４ａ，１４ｂは、第
１，第２スイッチ１７ａ，１７ｂを介してそれぞれ容量
検出回路１６並びに可変バッテリ装置１８に接続可能に
配置されている。尚、図中符合２５は、固定電極１２を
設置するガラス板である。
成された第１，第２の可動電極１４ａ，１４ｂは、第
１，第２スイッチ１７ａ，１７ｂを介してそれぞれ容量
検出回路１６並びに可変バッテリ装置１８に接続可能に
配置されている。尚、図中符合２５は、固定電極１２を
設置するガラス板である。
【００２５】これにより、本例では、例えば同図（Ａ）
に示すように、両可動電極１４ａ，１４ｂをともに容量
検出回路１６に接続すれば通常の加速度検出が行え、ま
た、第１のスイッチ１７ａをｂ接点側で閉じると、第１
の可動電極１４ａに所定の電圧が印加され、第１の分割
重り部２１が固定電極１５′側に近接、すなわち、下降
移動する。すると、可動片２１ｂを介してその下降移動
しようとする力が第２の分割重り部２２に伝わり、その
第２の分割重り部２２も下降移動する。その時に生じる
第２の可動電極１４ｂと固定電極１５′との間で生じる
静電容量の変化を容量検出回路１６で検出することによ
り、正常か否かの検出が行える。また、これとは逆に第
２のスイッチ１７ｂをｂ接点側に閉じるとともに第１の
スイッチ１７ａをａ接点側に閉じることにより、第１の
可動電極１４ａと固定電極１５′との間で生じる静電容
量の変化を検出し、自己診断が行える。尚、その他の構
成並びに作用は、上記第１実施例と同様であるため、そ
の説明を省略する。
に示すように、両可動電極１４ａ，１４ｂをともに容量
検出回路１６に接続すれば通常の加速度検出が行え、ま
た、第１のスイッチ１７ａをｂ接点側で閉じると、第１
の可動電極１４ａに所定の電圧が印加され、第１の分割
重り部２１が固定電極１５′側に近接、すなわち、下降
移動する。すると、可動片２１ｂを介してその下降移動
しようとする力が第２の分割重り部２２に伝わり、その
第２の分割重り部２２も下降移動する。その時に生じる
第２の可動電極１４ｂと固定電極１５′との間で生じる
静電容量の変化を容量検出回路１６で検出することによ
り、正常か否かの検出が行える。また、これとは逆に第
２のスイッチ１７ｂをｂ接点側に閉じるとともに第１の
スイッチ１７ａをａ接点側に閉じることにより、第１の
可動電極１４ａと固定電極１５′との間で生じる静電容
量の変化を検出し、自己診断が行える。尚、その他の構
成並びに作用は、上記第１実施例と同様であるため、そ
の説明を省略する。
【００２６】図４は、本発明の第４実施例を示してい
る。この例では、上記した各実施例と相違して、重り体
１３を梁部１２ａ，１２ｂを介して支持する枠体１１
を、二つの分割された平面略コ字状の第１，第２の枠部
材１１ａ，１１ｂから構成し、二つの梁部１２ａ，１２
ｂをそれぞれ第１，第２の枠部材１１ａ，１１ｂに接続
している。これにより、それら第１，第２の枠部材１１
ａ，１１ｂ同士は、梁部１２ａ，１２ｂ並びに重り体１
３を介して導通状態となる。そして、この重り体１３の
下面には可動電極が形成され、また下方のガラス板２５
には固定電極が形成される。
る。この例では、上記した各実施例と相違して、重り体
１３を梁部１２ａ，１２ｂを介して支持する枠体１１
を、二つの分割された平面略コ字状の第１，第２の枠部
材１１ａ，１１ｂから構成し、二つの梁部１２ａ，１２
ｂをそれぞれ第１，第２の枠部材１１ａ，１１ｂに接続
している。これにより、それら第１，第２の枠部材１１
ａ，１１ｂ同士は、梁部１２ａ，１２ｂ並びに重り体１
３を介して導通状態となる。そして、この重り体１３の
下面には可動電極が形成され、また下方のガラス板２５
には固定電極が形成される。
【００２７】そして、自己診断を行う場合には、テスタ
ーなどの導通状態検出装置３０を用い、第１，第２の枠
部材１１ａ，１１ｂ間に電流が流れるか否か、すなわち
導通状態となっているか否かを判断する。すなわち、仮
に梁部１２ａ，１２ｂが破損している場合には、その破
損部位にて絶縁されることになり、両枠部材１１ａ，１
１ｂ間には電流が流れない。よって、係る導通状態を検
出することにより、梁部の破損の有無を自己診断するこ
とができる。
ーなどの導通状態検出装置３０を用い、第１，第２の枠
部材１１ａ，１１ｂ間に電流が流れるか否か、すなわち
導通状態となっているか否かを判断する。すなわち、仮
に梁部１２ａ，１２ｂが破損している場合には、その破
損部位にて絶縁されることになり、両枠部材１１ａ，１
１ｂ間には電流が流れない。よって、係る導通状態を検
出することにより、梁部の破損の有無を自己診断するこ
とができる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る第１，第２
の発明である半導体加速度センサ及びその自己診断方法
では、通常の加速度検出時に用いている電極の一部を分
割して、診断時に可動電極を強制的に変位させるための
静電引力発生用の電極にも使えるようにしたため、診断
専用の電極を設ける必要がなく、しかも、係る共有にし
た複数の電極は略同一平面上に位置するため、作成プロ
セスも簡単となる。さらに、第３の発明である半導体加
速度センサでは、やはり診断専用の電極が不要となり、
作成プロセス並びに構造が簡略化される。しかも部品の
利用効率が向上する。
の発明である半導体加速度センサ及びその自己診断方法
では、通常の加速度検出時に用いている電極の一部を分
割して、診断時に可動電極を強制的に変位させるための
静電引力発生用の電極にも使えるようにしたため、診断
専用の電極を設ける必要がなく、しかも、係る共有にし
た複数の電極は略同一平面上に位置するため、作成プロ
セスも簡単となる。さらに、第３の発明である半導体加
速度センサでは、やはり診断専用の電極が不要となり、
作成プロセス並びに構造が簡略化される。しかも部品の
利用効率が向上する。
【図１】本発明に係る半導体加速度センサの第１実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明に係る半導体加速度センサの第２実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明に係る半導体加速度センサの第３実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明に係る半導体加速度センサの第４実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図５】従来の半導体加速度センサの一例を示す図であ
る。
る。
１０ シリコン板（半導体基板） １１ 枠体 １１ａ 第１の枠部材 １１ｂ 第２の枠部材 １２，１２ａ，１２ｂ 梁部 １３ 重り体 １４，１４′ 可動電極 １４ａ 第１の可動電極（電極部） １４ｂ 第２の可動電極（電極部） １５ 固定電極 １５ａ 第１の固定電極（電極部） １５ｂ 第２の固定電極（電極部） １６ 容量検出回路（静電容量の検出手段） １７ スイッチ（切り替え手段） １７ａ 第１のスイッチ（切り替え手段） １７ｂ 第２のスイッチ（切り替え手段） １８ 可変バッテリ装置（電圧印加手段） ２１ 第１の分割重り部 ２１ｂ 係合片 ２２ 第２の分割重り部 ２２ｂ 係合片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 善之 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 細谷 克己 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 椎木 正和 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 春山 隆之 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 宇野 圭輔 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板に一体的に揺動可能に形成し
た重り体の少なくとも片面を可動電極とし、その可動電
極に対向して所定の間隙をおいて固定電極を配置し、前
記間隙が変化した際に、前記可動電極と前記固定電極と
の間で生じる静電容量の変化から加速度を検出する半導
体加速度センサにおいて、 対向する前記可動電極と前記固定電極のうち、少なくと
も一方の電極を複数の電極部に分割形成し、その複数に
分割形成した電極部のうち少なくとも一つを切替手段を
介して電圧印加手段並びに前記静電容量の検出手段に接
続可能とした半導体加速度センサ。 - 【請求項２】 半導体基板に一体的に揺動可能に形成し
た重り体の少なくとも片面を可動電極とし、その可動電
極に対向して所定の間隙をおいて固定電極を配置し、前
記間隙が変化した際に、前記可動電極と前記固定電極と
の間で生じる静電容量の変化から加速度を検出する半導
体加速度センサにおいて、 前記重り体は、梁部を介して前記半導体基板に連結され
る複数の分割重り部から構成され、それら各分割重り部
にそれぞれ可動電極部を形成するとともに、他の分割重
り部に係合する係止片を有し、一の分割重り部が変位す
ると前記係止片を介してその変位を他の分割重り部に伝
えて連動するようにし、 かつ、少なくとも一の分割重り部に設けた前記可動電極
部を、切替手段を介して電圧印加手段並びに前記静電容
量の検出手段に接続可能とした半導体加速度センサ。 - 【請求項３】 半導体基板から形成される枠体に複数の
梁部を介して揺動可能に形成した重り体の少なくとも片
面を可動電極とし、その可動電極に対向して所定の間隙
をおいて固定電極を配置し、前記間隙が変化した際に、
前記可動電極と前記固定電極との間で生じる静電容量の
変化から加速度を検出する半導体加速度センサにおい
て、 前記枠体を電気的に絶縁された複数の枠部材から構成す
るとともに、前記複数の梁部を前記枠体を構成する異な
る枠部材に接続し、その梁部が接続された異なる枠部材
同士が、前記梁部並びに前記重り体を介して導通状態と
なるようにした半導体加速度センサ。 - 【請求項４】 請求項１または２に記載の半導体加速度
センサの自己診断方法であって、加速度検出時にはすべ
ての電極を前記切替手段を介して或いは直接的に静電容
量の検出手段に接続して測定し、診断時には前記切替手
段を切り替えて、その切替手段が接続される分割形成さ
れた所定の電極部に対し、所定の電圧を印加してその所
定の電極部とそれが対向する電極との間に吸引力を発生
させて重り体を変位させ、その変位時に生じる静電容量
の変化を前記切替手段に接続されていない分割された残
りの電極部及びそれに対向する他の電極に接続された前
記静電容量検出手段により測定し、正常か否かの判断を
行えるようにした半導体加速度センサの自己診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4309736A JPH06138143A (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 半導体加速度センサ及びその自己診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4309736A JPH06138143A (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 半導体加速度センサ及びその自己診断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06138143A true JPH06138143A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17996684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4309736A Withdrawn JPH06138143A (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 半導体加速度センサ及びその自己診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06138143A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263740A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電容量式センサ |
| JP2007298408A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電容量式センサ |
| CN111750905A (zh) * | 2019-03-29 | 2020-10-09 | 财团法人工业技术研究院 | 可调整感应电容值的微机电感测装置 |
| WO2023032304A1 (ja) * | 2021-08-30 | 2023-03-09 | 株式会社村田製作所 | Ｍｅｍｓデバイス |
-
1992
- 1992-10-26 JP JP4309736A patent/JPH06138143A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263740A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電容量式センサ |
| JP2007298408A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電容量式センサ |
| CN111750905A (zh) * | 2019-03-29 | 2020-10-09 | 财团法人工业技术研究院 | 可调整感应电容值的微机电感测装置 |
| CN111750905B (zh) * | 2019-03-29 | 2023-05-09 | 财团法人工业技术研究院 | 可调整感应电容值的微机电感测装置 |
| WO2023032304A1 (ja) * | 2021-08-30 | 2023-03-09 | 株式会社村田製作所 | Ｍｅｍｓデバイス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |