JPH07325107A

JPH07325107A - 加速度検出装置

Info

Publication number: JPH07325107A
Application number: JP9787795A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Konaka; 義宏小中
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-04-04
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】質量部の水平方向の変位を検出し、この変位
による加速度の検出誤差をなくすことにより、高精度の
加速度検出を行う。【構成】ガラス基板１２に低抵抗の単結晶から形成さ
れた固定部１３，１３と可動部１４を形成する。可動部
１４の質量部１７は梁によって支持されているから凹部
１２Ａ上に位置して矢示Ａ方向に移動可能となってい
る。また、凹部１２Ａには可動側補助電極１７Ｂと対向
する補助電極１８が形成されている。そして、可動側補
助電極１７Ｂと補助電極１８との離間寸法ｄB の変化を
静電容量として検出し、質量部１７の水平方向の変位を
検出し、質量部１７の垂直方向の変位を補正する。これ
により、矢示Ａ方向の加速度検出を精度良く行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車等の運動
体の加速度を検出するのに用いて好適な加速度検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両等の加速度や回転方向を検
出するのに用いられる加速度センサは、絶縁基板上に固
定電極と、該固定電極に対向するように配設された可動
電極とを有し、加速度が加えられたときにこの可動電極
と固定電極との微小隙間が加速度に応じて変化するのを
静電容量の変化として検出するもので、本出願人は先に
特開平６−８８８３７号（特願平４−２６３０１３号）
として、図１０ないし図１２に示すような加速度センサ
（以下、従来技術という）を提案した。

【０００３】図中、１は従来技術による加速度センサを
示し、該加速度センサ１は凹部２Ａが形成された絶縁基
板としてのガラス基板２と、該ガラス基板２上で凹部２
Ａを挟むように設けられた一対の固定部３，３と、該各
固定部３間に設けられた可動部４とから大略構成されて
いる。

【０００４】ここで、前記各固定部３，可動部４は、後
述する単結晶の低抵抗（抵抗率ρ：０．０１〜０．０２
〔Ωcm〕）のシリコンウェハ（図示せず）をエッチング
加工することにより分離形成しているため、それぞれが
導電性を有している。そして、凹部２Ａを挟んだ一対の
各固定部３の対向端面は固定電極３Ａとして、該各固定
部３と一体に形成されている。

【０００５】また、前記可動部４は基端側にガラス基板
２上に固着されて固定端となる支持部５が形成され、該
支持部５の先端側には梁６と、該梁６を介して矢示Ａ方
向に変位可能な自由端となる質量部７とが形成されてい
る。ここで、前記可動部４も固定部３と同一のシリコン
ウェハから形成されるために導電性を有しており、質量
部７は各固定電極３Ａ側の対向端面が可動電極７Ａ，７
Ａとして質量部７と一体に形成されている。

【０００６】また、前記梁６はその幅寸法に対する深さ
の比（アスペクト比）が約１０となるように形成されて
いるから、前記ガラス基板２の凹部２Ａの上側に位置す
る質量部７は、該固定部３間で矢示Ａ方向に変位可能な
状態で支持されている。

【０００７】さらに、８，８，８はガラス基板２上に形
成された電極パターンを示し、該電極パターン８は金−
白金−クロム，金−クロム等によって形成され、固定部
３，３、可動部４からの信号を外部に導出するようにな
っている。

【０００８】このように構成される加速度センサ１は、
矢示Ａ方向に外部から加速度が加わると、質量部７が梁
６を介して変位し、該質量部７が左，右の固定部３，３
に対して接近または離間するので、このときの微小隙間
の変位を固定電極３Ａと可動電極７Ａ間の静電容量の変
化として外部の図示しない信号処理回路に出力し、該信
号処理回路ではこの静電容量の変化に基づいて加速度に
応じた信号を出力するようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による加速度センサ１においては、矢示Ａ方向の
加速度だけでなく、垂直方向の成分を有する加速度が印
加されると質量部７がガラス基板２側の垂直方向に変位
する。例えば、単結晶のシリコンの場合においては、梁
６のアスペクト比（深さ／幅）が１０のときには、ガラ
ス基板２に水平方向に１だけ変位させる加速度が、ガラ
ス基板２に垂直方向に印加されることにより１／１００
程度の変位がある。

【００１０】この変位により可動電極７Ａと固定電極３
Ａの対向する有効面積が変化し、可動電極７Ａ，固定電
極３Ａ間の静電容量が変化する。この静電容量変化は矢
示Ａ方向の加速度検出方向の静電容量変化と区別するこ
とができず、正確な加速度検出を行うことができないと
いう問題がある。

【００１１】本発明は上述した従来技術による問題に鑑
みなされたもので、本発明は高精度な加速度検出を行う
ことのできる加速度検出装置を提供することを目的とし
ている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために請求項１の発明が採用する加速度検出装置は、絶
縁基板と、該絶縁基板上に設けられ、シリコン板をエッ
チング加工することにより互いに分離して形成された固
定部と可動部を備え、該固定部には固定電極を設け、前
記可動部は加速度に応じて水平方向に変位する質量部を
有し、該質量部には固定電極との間で微小隙間を介して
対向するように可動電極を設け、かつ前記質量部の垂直
方向変位を検出すべく該質量部と対面させて補助電極を
設けたことにある。

【００１３】また、請求項２の発明では、前記固定電極
と可動電極を、互いに微小隙間を介して対向するくし状
電極とすることができる。

【００１４】さらに、請求項３の発明による加速度検出
装置は、絶縁基板と、該絶縁基板上に設けられ、シリコ
ン板をエッチング加工することにより互いに分離して形
成された固定部と可動部を備え、該固定部には固定電極
を設け、前記可動部は加速度に応じて水平方向に変位す
る質量部を有し、該質量部には固定電極との間で微小隙
間を介して対向するように可動電極を設け、かつ前記質
量部の垂直方向変位を検出すべく該質量部と対面させて
補助電極を設け、前記固定電極と可動電極との間の静電
容量変化として検出される加速度信号を質量部と補助電
極との間の静電容量変化として検出される垂直変位信号
に基づいて補正する加速度補正手段を設けたことにあ
る。

【００１５】さらにまた、請求項４の発明では、前記加
速度補正手段は、垂直変位信号から補正値を算出する補
正値算出手段と、該補正値算出手段によって算出された
補正値に基づいて加速度信号を補正演算する加速度補正
演算手段とから構成したことにある。

【００１６】

【作用】請求項１の発明のように、水平方向の加速度が
加わったときには、質量部が変化することにより固定電
極と可動電極との間の微小隙間が変位し、この変位を静
電容量の変化となる加速度検出信号として検出する。ま
た、質量部の垂直方向の変位においては、質量部と補助
電極との間の離間寸法の変位を静電容量の変化となる垂
直変位信号として検出することができる。

【００１７】また、請求項２の発明のように、固定電極
と可動電極を複数の電極板からなるくし状電極として形
成することにより、固定電極と可動電極との有効面積を
広くして静電容量を大きくすることができる。

【００１８】さらに、請求項３の発明のように、水平方
向の加速度を、固定電極と可動電極との微小隙間の変化
（静電容量の変化）となる加速度検出信号として検出
し、質量部の垂直方向の変位を、質量部と補助電極との
離間寸法の変化（静電容量の変化）となる垂直変位信号
として検出し、加速度補正手段によって垂直変位信号に
基づいて加速度検出信号を補正するようにしたから、質
量部の垂直方向の変位による固定電極と可動電極との有
効面積の変化を補正でき、質量部の垂直方向変位による
誤差を除去し、真の加速度検出信号を検出することがで
きる。

【００１９】さらにまた、請求項４の発明のように、前
記加速度補正手段を、補正値算出手段によって垂直変位
信号から補正値を算出し、補正演算手段によってこの補
正値に基づいて加速度検出信号を補正演算するようにし
たから、加速度検出信号に質量部の垂直方向による誤差
が加わるのを防止し、加速度検出信号を正確に検出する
ことができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図９に基
づき説明する。なお、実施例では前述した従来技術と同
一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する
ものとする。

【００２１】まず、図１ないし図５に本発明による第１
の実施例を示す。

【００２２】図１において、１０は本実施例による加速
度検出装置を示し、該加速度検出装置１０は後述する加
速度センサ部１１とコントロールユニット２０とから大
略構成されている。

【００２３】１１は本実施例による加速度センサ部を示
し、該加速度センサ部１１は上述した従来技術とほぼ同
様に、凹部１２Ａを有する絶縁基板となるガラス基板１
２と、低抵抗（０．０１〜０．０２〔Ωcm〕）を有する
単結晶のシリコン板をエッチング処理することにより該
ガラス基板１２上に形成された一対の固定部１３，１３
と、該各固定部１３間に位置した可動部１４とから構成
されている。

【００２４】ここで、前記各固定部１３の可動部１４に
対向する面が固定電極１３Ａ，１３Ａとなっている。ま
た、前記可動部１４は、ガラス基板１２上に固定された
支持部１５と、該支持部１５から梁１６を介して支持さ
れた質量部１７とからなり、該質量部１７の固定部１
３，１３に対向する面が可動電極１７Ａ，１７Ａとな
り、下面が後述の補助電極１８と対向する可動側補助電
極１７Ｂとなっている。

【００２５】そして、前記質量部１７の各可動電極１７
Ａと固定電極１３Ａ，１３Ａとによって有効面積ＳA 、
水平方向の離間寸法ｄA となる加速度検出部が構成さ
れ、該加速度検出部からは静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 となる加
速度検出信号が後述するコントロールユニット２０に出
力するようになっている。

【００２６】１８は補助電極を示し、該補助電極１８は
前記ガラス基板１２の凹部１２Ａの底部に位置して、例
えば金−白金−クロム，金−クロム等によって、質量部
１７の可動側補助電極１７Ｂの有効面積ＳB よりも大き
い面積を有して形成されている。そして、該補助電極１
８と質量部１７の可動側補助電極１７Ｂとによって有効
面積ＳB 、垂直方向の離間寸法ｄB となる垂直変位検出
部が構成され、該垂直変位検出部からは静電容量Ｃ0 に
よって変位Δｄを検出する垂直変位信号がコントロール
ユニット２０に出力するようになっている。

【００２７】さらに、１９，１９，…はガラス基板１２
上に形成された４個の電極パターンを示し、該電極パタ
ーン１９は金−白金−クロム，金−クロム等によって形
成され、固定部１３，１３、可動部１４および補助電極
１８からの信号を外部に導出するようになっている。

【００２８】ここで、前記可動部１４の質量部１７は、
図２，３および図４に示すように、高さ寸法がａ、奥行
き寸法がｂ、長さ寸法がｃの直方体によって形成され、
左，右の側面が有効面積ＳA （ＳA ＝ａ×ｂ）を有する
可動電極１７Ａとなり、下面が有効面積ＳB （ＳB ＝ｂ
×ｃ）を有する可動側補助電極１７Ｂとなる。

【００２９】また、図１に示すように、質量部１７と固
定部１３，１３との間にはそれぞれ加速度検出信号とな
る静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 が存在し、該加速度検出信号は、
質量部１７に加速度が作用することによって離間寸法ｄ
A が変化し、静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 の変化として検出する
ものである。一方、可動側補助電極１７Ｂと補助電極１
８との間には垂直変位信号となる静電容量Ｃ0 が存在
し、該垂直変位信号は、質量部１７の垂直方向の変位Δ
ｄがあったときには離間寸法ｄB が変化し、静電容量Ｃ
0 の変化として検出するものである。

【００３０】ここで、質量部１７は梁１６の特性から矢
示Ａ方向のみの変位だけでなく、垂直方向にも変位する
から、補助電極１８と質量部１７との離間寸法ｄB が変
化して静電容量Ｃ0 が変化する。そしてこの場合には、
可動電極１７Ａと固定電極１３Ａの対向する有効面積Ｓ
A が小さくなり加速度を検出する静電容量Ｃ1 ，Ｃ2が
実質小さくなってしまう。

【００３１】２０は前記加速度センサ部１１と共に加速
度検出装置を構成するコントロールユニットを示し、該
コントロールユニット２０は、入力信号処理回路、中央
処理装置（ＣＰＵ）、記憶素子（ＲＯＭ−リードオンリ
ーメモリ、ＲＡＭ−ランダムアクセスメモリ）、出力信
号処理回路等から構成されている。ＣＰＵは、入力信号
処理回路を介して前記加速度センサ部１１と接続されて
いる。

【００３２】ここで、前述した入力信号処理回路は、加
速度センサ部１１からの静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 を示す加速
度検出信号、および静電容量Ｃ0 を示す垂直変位信号を
それぞれディジタルの電圧信号に変換して出力するため
のものであり、静電容量Ｃ1，Ｃ2 ，Ｃ0 をアナログの
電圧信号に変換するＣ／Ｖ変換部と、アナログの電圧信
号をディジタルの電圧信号に変換するＡ／Ｄ変換部から
構成されている。従って、この入力信号処理回路の入力
側には、信号線２１，２２を介して各固定部１３，１３
が接続され、信号線２３を介して質量部１７が接続さ
れ、信号線２４を介して補助電極１８が接続されてい
る。また、ＲＡＭには、静電容量Ｃ1 ，Ｃ2，Ｃ0 を示
すデータが格納されている。出力信号処理回路は、出力
端子２５を介して図示しない信号処理回路に接続され、
ＣＰＵから出力を送出する。

【００３３】また、前述したＣＰＵは、図５に示す手順
を実行するもので、ＲＯＭとＲＡＭのデータを用いて主
として補正値の算出と、この補正値に基づいて加速度信
号を補正する演算を行うものである。記憶エリア２０Ａ
は、ＲＯＭとＲＡＭから構成されており、ＲＯＭには補
正処理プログラムと基準容量Ｃ00等が格納されている。
なお、基準容量Ｃ00は質量部１７に垂直方向の変位がな
いときの静電容量Ｃ0の値である。

【００３４】本実施例による加速度検出装置１０はこの
ように構成されるが、加速度センサ部１１の基本的動作
は従来技術によるものと変わるところはないもので、加
速度検出装置としての加速度補正処理について、図５に
よる補正処理プログラムに基づいて述べる。

【００３５】まず、ステップ１では、入力信号処理回路
から入力されたディジタルの電圧信号をＣＰＵに取り込
んで求めた静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ0 を読込み、ステッ
プ２では、読み込まれた静電容量Ｃ0 が基準容量Ｃ00と
等しいか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定した場合に
は、質量部１７の垂直方向の変位はないものとしてステ
ップ３に移り、補正値αを１として後述するステップ６
以降の処理を行うようになっている。

【００３６】一方、ステップ２で「ＮＯ］と判定した場
合には、質量部１７が垂直方向に変位した場合であるか
らステップ４に移り、下記の数１による演算を行って垂
直方向の変位Δｄを算出する。

【００３７】

【数１】

【００３８】さらに、ステップ５では、変位Δｄに基づ
いて数２の演算を行い補正値αを演算する。

【００３９】

【数２】

【００４０】そして、ステップ６では、算出された補正
値αによって、加速度を検出する静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 に
補正値αを積算し、この静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 を真値とし
て出力し、ステップ７でリターンする。

【００４１】このように、本実施例による加速度検出装
置では、質量部１７の垂直方向の変位Δｄを、該可動側
補助電極１７Ｂと補助電極１８との離間寸法ｄB の変化
による静電容量Ｃ0 の変化として検出し、この静電容量
Ｃ0 の変化をステップ４の数１により、質量部１７の変
位Δｄとして演算する。なお、数１に関して説明する
と、静電容量Ｃ0 から変化したときの離間寸法ｄB ′を
求め、離間寸法ｄB からこの離間寸法ｄB ′を差算する
ことによって変位Δｄを算出するもので、これを簡単に
すると数１のように静電容量Ｃ0 の比率によって演算さ
れることになる。また、質量部１７の垂直方向の変位Δ
ｄは上，下方向に作用するため絶対値を用いて演算して
いる。

【００４２】さらに、この変位Δｄから補正値αを求め
る場合、この補正値αは質量部１７の有効面積ＳA の比
率となり、質量部１７が上，下方向に変位していない場
合（Δｄ＝０）には、有効面積はＳA であるが、変位Δ
ｄがあるときには、有効面積ＳA が小さくなって加速度
の検出に係る静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 が小さくなる。また、
この有効面積の比率は、奥行き寸法ｂは不変であり、高
さ寸法ａと（ａ−Δｄ）の比率で決まることになるか
ら、数２のようになる。

【００４３】このように、補正された静電容量Ｃ1 ，Ｃ
2 では、質量部１７の垂直方向の変位Δｄがないものと
して補正されるから、固定電極１３Ａと可動電極１７Ａ
による加速度検出信号となる静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 から正
確な加速度を検出することができる。

【００４４】かくして、本実施例では、垂直変位信号と
なる静電容量Ｃ0 から算出された補正値αに基づいて加
速度検出信号となる静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 を補正すること
により、質量部１７の垂直方向の変位Δｄに拘らない正
確な静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 をコントロールユニット２０の
出力端子２５から出力することができる。この結果、こ
の静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 を外部の信号処理回路によって処
理することで矢示Ａ方向に加わる加速度を高精度に検出
することができ、加速度の検出感度を著しく向上させる
ことができる。

【００４５】なお、前記実施例中において、図５に示す
補正処理プログラムによる手順が請求項３，４による加
速度補正手段の具体例であり、ステップ１〜５は補正値
算出手段の具体例であり、ステップ６は加速度補正演算
手段の具体例である。

【００４６】次に、図６および図７に本発明の第２の実
施例を示すに、本実施例による加速度検出装置の特徴
は、加速度センサ部における固定電極と可動電極を複数
の電極板を有するくし状で形成したことにある。なお、
前述した第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を
付し、その説明を省略するものとする。

【００４７】図中、３１は本実施例による加速度センサ
部、３２は該加速度センサ部３１の基体をなす正方形状
の絶縁基板としてのガラス基板を示し、該ガラス基板３
２上には、後述する固定部３３，３３と可動部３５が形
成されている。また、該ガラス基板３２上面には方形状
の凹部３２Ａが形成され、該凹部３２Ａ上に位置する可
動部３５の質量部３８と可動側くし状電極３９は矢示Ａ
方向（加速度が加わる方向）に変位可能となっている。

【００４８】３３，３３は低抵抗（例えば、抵抗率が
０．０１〜０．０２〔Ωcm〕）なシリコン材料により形
成された一対の固定部を示し、該各固定部３３は、前記
ガラス基板３２の左，右側に離間して位置し、それぞれ
対向する内側面には複数（例えば３枚）の薄板状の電極
板３４Ａ，３４Ａ，…が突出形成され、該各電極板３４
Ａは固定電極としての固定側くし状電極３４，３４をそ
れぞれ構成している。

【００４９】３５は低抵抗なシリコン材料により形成さ
れた可動部を示し、該可動部３５は、前記ガラス基板３
２の前，後側に離間してガラス基板３２に固着された支
持部３６，３６と、該各支持部３６に梁３７，３７を介
して両持支持され、前記各固定部３３の間に配設された
質量部３８と、該質量部３８から左，右方向にそれぞれ
突出形成された複数（例えば３枚）の薄板状の電極板３
９Ａ，３９Ａ，…を有する可動側くし状電極３９，３９
とから構成され、前記各梁３７は質量部３８を矢示Ａ方
向に変位可能となるように薄板状に形成されている。そ
して、前記各可動側くし状電極３９の各電極板３９Ａと
前記各固定側くし状電極３４の各電極板３４Ａとの間に
は、有効面積ＳC 、離間寸法ｄC となる加速度検出信号
としての静電容量Ｃ3 ，Ｃ4 が存在する。また、質量部
３８の下面は有効面積ＳB となる可動側補助電極３８Ａ
となっている。なお、本実施例による前記有効面積ＳC
は質量部３８の高さ寸法ａに各電極板３４Ａ，３９Ａが
対向する長さを合計した長さ寸法ｂ′の積である。

【００５０】４０はガラス基板３２の凹部３２Ａの底部
に形成された補助電極を示し、該補助電極４０は例えば
金−白金−クロム，金−クロム等によって質量部３８よ
りも大きい面積を有して形成され、該補助電極４０と可
動側補助電極３８Ａとの間には、有効面積ＳB ，垂直方
向の離間寸法ｄB となる垂直変位信号としての静電容量
Ｃ0 が存在している。

【００５１】４１，４１，…はガラス基板３２上に形成
された電極パターンを示し、該電極パターン４１は金−
白金−クロム，金−クロム等によって形成され、固定部
３３，３３、可動部３５および補助電極４０からの信号
を外部に導出するようになっている。

【００５２】このように構成される本実施例による加速
度センサ部３１を有する加速度検出装置においても、質
量部３８が垂直方向に変位した場合には、該質量部３８
と補助電極４０との離間寸法ｄB が変化することによ
り、静電容量Ｃ0 が変化する。これを利用して、前述し
た第１の実施例で述べた図５の補正処理プログラムを行
うことにより、固定側くし状電極３４，３４と可動側く
し状電極３９の各電極板３４Ａ，３９Ａによる有効面積
ＳC を補正し、正確な加速度検出信号となる静電容量Ｃ
3 ，Ｃ4 を検出することができる。これにより、質量部
３８に加わる加速度を正確に検出することができ、加速
度の検出感度を著しく向上させることができる。

【００５３】また、本実施例による加速度センサ部３１
では、質量部３８に作用する加速度を、可動側くし状電
極３９の電極板３９Ａと固定側くし状電極３４の電極板
３４Ａとの間で静電容量Ｃ3 ，Ｃ4 の変化を電気的な加
速度検出信号として検出している。また、前記各電極板
３９Ａ，３４Ａはそれぞれ電気的に並列接続されている
から、各電極板３９Ａ，３４Ａ間の静電容量をそれぞれ
加算した値となって全体の静電容量を大きくすることが
でき、加速度の検出感度を高め、加速度の検出精度を向
上させることができる。

【００５４】なお、前記各実施例では、質量部１７（３
８）の下側のガラス基板１２（３２）の凹部１２Ａ（３
２Ａ）に補助電極１８（４０）を形成するものとして述
べたが、本発明はこれに限らず、例えば図８に示す第１
の変形例による加速度センサ部１１′のように、凹部１
２Ａに同じ面積を有する一対の補助電極１８Ａ′，１８
Ｂ′を形成し、質量部１７に加わるねじり方向（矢示Ｂ
方向）の変位を検出して補正するようにしてもよい。

【００５５】また、可動部１４に捩れが発生した場合に
は、可動部１４と補助電極１８Ａ′および１８Ｂ′の離
間寸法ｄB1，ｄB2はそれぞれ異なり、静電容量Ｃ0 に対
する容量変化も異なる。このような場合には、コントロ
ールユニット２０における補正処理は、各補助電極１８
Ａ′，１８Ｂ′毎に図５と同様の手順で行う。

【００５６】また、ガラス基板に必ずしも凹部を設ける
必要はなく、ガラス基板を平坦面として該ガラス基板の
表面に補助電極を設け、質量部はに固定部と梁によって
ガラス基板に対して持ち上げて支持するような構成とし
てもよい。

【００５７】また、前記各実施例では、絶縁基板にガラ
ス基板１２（３２）を用いるものとして述べたが、これ
に替えて、高抵抗なシリコン基板、セラミック基板、絶
縁樹脂基板等を用いてもよい。

【００５８】一方、図９に示す第２の変形例による加速
度センサのように、ガラス基板１２上に各固定部１３と
可動部１４を覆うカバー５１を設けることにより、塵埃
の侵入を防止するようにしてもよい。

【００５９】また、このようなカバー５１を設ける場合
には、カバー５１の内面に質量部１７の垂直変位に基づ
く静電容量の変化を検出するために、質量部１７と対面
させて補助電極５２を設けてもよい。従って、前記実施
例では、ガラス基板１２上に補助電極１８を設けたもの
を示したが、本発明はこれに限定されるものでなく、カ
バー５１内面だけ或いはガラス基板１２とカバー５１内
面の両方に補助電極１８，５２を設けるような構成とす
ることもできる。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の本発明に
よる加速度検出装置は、該加速度検出装置に水平方向の
加速度が加わったときには、質量部が水平方向に変化
し、固定電極と可動電極との間の微小隙間を変位させ、
この変位を静電容量の変化となる加速度検出信号として
検出する。また、質量部の垂直方向の変位においては、
質量部と補助電極との間の離間寸法の変位を静電容量の
変化となる垂直変位信号として検出する。

【００６１】また、請求項２の発明では、固定電極と可
動電極を複数の電極板からなるくし状電極として形成す
ることにより、固定電極と可動電極との有効面積を広く
して静電容量を大きくでき、水平方向の検出感度を向上
することができる。

【００６２】さらに、請求項３の発明による加速度検出
装置では、水平方向の加速度を、固定電極と可動電極と
の微小隙間の変化（静電容量の変化）となる加速度検出
信号として検出し、質量部の垂直方向の変位を、質量部
と補助電極との離間寸法の変化（静電容量の変化）とな
る垂直変位信号として検出し、加速度補正手段では、前
記垂直変位信号に基づいて加速度検出信号を補正するよ
うにしたから、質量部の垂直方向の変位による固定電極
と可動電極との有効面積の変化を補正でき、高精度の加
速度検出を行うことができる。

【００６３】さらにまた、請求項４の発明では、前記加
速度補正手段を、垂直変位信号から補正値を算出する補
正値算出手段と、該補正値に基づいて加速度検出信号を
補正演算する加速度補正演算手段とから構成したから、
水平方向に加わる加速度を検出する加速度検出信号に加
わる垂直方向の変位による誤差を除去でき、水平方向の
加速度の検出精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例による加速度検出装置を示す全体
構成図である。

【図２】図１中の加速度センサ部を示す斜視図である。

【図３】図１による加速度センサ部を上側からみた平面
図である。

【図４】図３中の矢示IV−IV方向からみた縦断面図であ
る。

【図５】第１の実施例による補正処理プログラムを示す
流れ図である。

【図６】本発明の第２の実施例による加速度センサ部を
示す斜視図である。

【図７】図６中の矢示VII −VII 方向からみた縦断面図
である。

【図８】第１の実施例による変形例を示す図４と同様位
置からみた縦断面図である。

【図９】第２の実施例による変形例を示す図４と同様位
置からみた縦断面図である。

【図１０】従来技術による加速度センサを示す斜視図で
ある。

【図１１】図１０の加速度センサを上側からみた平面図
である。

【図１２】図１１中の矢示XII −XII 方向からみた縦断
面図である。

【符号の説明】

１０加速度検出装置１１，３１，１１′ 加速度センサ部１２，３２ガラス基板（絶縁基板）１３，３３固定部１３Ａ固定電極１４，３５可動部１７，３８質量部１７Ａ可動電極１７Ｂ，３８Ａ可動側補助電極１８，４０，１８Ａ′，１８Ｂ′，５２補助電極２０コントロールユニット３４固定側くし状電極（固定電極）３９可動側くし状電極（可動電極）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板と、該絶縁基板上に設けられ、
シリコン板をエッチング加工することにより互いに分離
して形成された固定部と可動部を備え、該固定部には固
定電極を設け、前記可動部は加速度に応じて水平方向に
変位する質量部を有し、該質量部には固定電極との間で
微小隙間を介して対向するように可動電極を設け、かつ
前記質量部の垂直方向変位を検出すべく該質量部と対面
させて補助電極を設けてなる加速度検出装置。
【請求項２】前記固定電極と可動電極は、互いに微小
隙間を介して対向するくし状電極としてなる請求項１記
載の加速度検出装置。
【請求項３】絶縁基板と、該絶縁基板上に設けられ、
シリコン板をエッチング加工することにより互いに分離
して形成された固定部と可動部を備え、該固定部には固
定電極を設け、前記可動部は加速度に応じて水平方向に
変位する質量部を有し、該質量部には固定電極との間で
微小隙間を介して対向するように可動電極を設け、かつ
前記質量部の垂直方向変位を検出すべく該質量部と対面
させて補助電極を設け、前記固定電極と可動電極との間
の静電容量変化として検出される加速度信号を質量部と
補助電極との間の静電容量変化として検出される垂直変
位信号に基づいて補正する加速度補正手段を設けてなる
加速度検出装置。
【請求項４】前記加速度補正手段は、垂直変位信号か
ら補正値を算出する補正値算出手段と、該補正値算出手
段によって算出された補正値に基づいて加速度信号を補
正演算する加速度補正演算手段とから構成してなる請求
項３記載の加速度検出装置。