JPH0833410B2 - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
- Publication number
- JPH0833410B2 JPH0833410B2 JP2003626A JP362690A JPH0833410B2 JP H0833410 B2 JPH0833410 B2 JP H0833410B2 JP 2003626 A JP2003626 A JP 2003626A JP 362690 A JP362690 A JP 362690A JP H0833410 B2 JPH0833410 B2 JP H0833410B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- acceleration sensor
- transparent
- fixed
- fixed electrode
- 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 - Lifetime
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
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は変位体の変位を検出するセンサに係り、特に
変位体に対向する電極部を備えたセンサに関するもので
ある。
変位体に対向する電極部を備えたセンサに関するもので
ある。
一般に変位体の変位を検出するセンサとしては、加速
度センサ等が知られている。
度センサ等が知られている。
この加速度センサは例えば特開昭61−97572号公報等
にある半導体加速度センサが最近提案されて注目されて
いる。
にある半導体加速度センサが最近提案されて注目されて
いる。
この半導体加速度センサはエッチング等の薄膜技術を
用いた半導体基板上に形成されるものであり、半導体の
ピエゾ抵抗効果による抵抗変位や偏位による微少な容量
変化を検出することによって加速度を検出するようにな
っている。
用いた半導体基板上に形成されるものであり、半導体の
ピエゾ抵抗効果による抵抗変位や偏位による微少な容量
変化を検出することによって加速度を検出するようにな
っている。
そして、これらの加速度センサは薄膜技術を用いて形
成されるため極めて小型に形成できるといった効果や、
集積回路と同一基板で形成できるといった効果があり、
自動車の走行状態を検出するセンサとして注目されてい
る。
成されるため極めて小型に形成できるといった効果や、
集積回路と同一基板で形成できるといった効果があり、
自動車の走行状態を検出するセンサとして注目されてい
る。
ところで、このような加速度センサにおいては電極と
変位体の間の隙間は数ミクロンメータのオーダであり、
異物がこの隙間に進入した場合にショートという問題が
発生する。
変位体の間の隙間は数ミクロンメータのオーダであり、
異物がこの隙間に進入した場合にショートという問題が
発生する。
そして、この場合の検査は電気的な出力を検査すると
いった間接的な方法で行っていたが、時間が多くかかる
という製造上の問題があった。
いった間接的な方法で行っていたが、時間が多くかかる
という製造上の問題があった。
そして理由としては、現在提案されている加速度セン
サでは、電極材料としてアルミニウムを用いて蒸着ある
いはスパッタリングで電極を形成しているため不透明な
電極となって外観的に検査できないからである。
サでは、電極材料としてアルミニウムを用いて蒸着ある
いはスパッタリングで電極を形成しているため不透明な
電極となって外観的に検査できないからである。
本発明の目的は、変位体が可視できる加速度センサを
提供することにある。
提供することにある。
上記目的は、力が作用することによって変位する可動
電極となる重垂とこれを支持するカンチレバーで構成さ
れ、しかも前記重垂と前記カンチレバーがシリコンから
なる変位体と、前記重垂と対向して配置される固定電極
を有し、前記可動電極と前記固定電極との間に予め定め
られた空隙を形成するように前記変位体を両側から挟持
したガラス基台とを備え、前記可動電極と前記固定電極
との間の静電容量を検出することによって加速度を求め
る加速度センサにおいて、前記ガラス基台を透明な基台
とし、前記固定電極を酸化インジウム−スズによりなる
材料で作られている透視電極とすることによって達成さ
れる。
電極となる重垂とこれを支持するカンチレバーで構成さ
れ、しかも前記重垂と前記カンチレバーがシリコンから
なる変位体と、前記重垂と対向して配置される固定電極
を有し、前記可動電極と前記固定電極との間に予め定め
られた空隙を形成するように前記変位体を両側から挟持
したガラス基台とを備え、前記可動電極と前記固定電極
との間の静電容量を検出することによって加速度を求め
る加速度センサにおいて、前記ガラス基台を透明な基台
とし、前記固定電極を酸化インジウム−スズによりなる
材料で作られている透視電極とすることによって達成さ
れる。
固定電極を有するガラス基台を透明な基台とし、固定
電極を酸化インジウム−スズよりなる材料で作られてい
る透視電極で形成しているため、固定電極と可動電極と
の間に異物が侵入しているかどうか可視できる。
電極を酸化インジウム−スズよりなる材料で作られてい
る透視電極で形成しているため、固定電極と可動電極と
の間に異物が侵入しているかどうか可視できる。
以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第１図において、参照番号10はシリコンよりなる板
（以下シリコン板と言う）であり、このシリコン板10の
両側にはガラス等よりなる透視基台12,14が固着されて
いる。この透視基台12,14は電気的に絶縁作用を有して
いる。
（以下シリコン板と言う）であり、このシリコン板10の
両側にはガラス等よりなる透視基台12,14が固着されて
いる。この透視基台12,14は電気的に絶縁作用を有して
いる。
シリコン板10の一部には重垂16を有するカンチレバー
18が形成されており、このカンチレバー18の両側には固
定電極20,22が対向している。
18が形成されており、このカンチレバー18の両側には固
定電極20,22が対向している。
固定電極20,22は透明基台12,14に固定され、これらは
スルーホール24を介して取り出し線26へ接続されてい
る。
スルーホール24を介して取り出し線26へ接続されてい
る。
そして、この加速度センサは第２図ないし第４図に示
されているように３部材からなるものである。第２図及
び第４図は透明基台12,14であり矩形の電極20,22が形成
されている。一方、第３図はシリコン板10であり、内部
に重垂16,カンチレバー18が圧画形成されている。
されているように３部材からなるものである。第２図及
び第４図は透明基台12,14であり矩形の電極20,22が形成
されている。一方、第３図はシリコン板10であり、内部
に重垂16,カンチレバー18が圧画形成されている。
そして、これら３部材を組み立てたものが第５図に示
されている。
されている。
このような構成の加速度センサは次のような動作で加
速度を検出することができる。
速度を検出することができる。
今、重垂16と固定電極20,22の間の静電容量は等しい
ものとする。次に加速度が加わると重垂16はどちらか一
方へ変位するので静電容量もこれに伴って変化する。し
たがってこの静電容量の変化を打ち消すべくフィードバ
ックをかけてやれば、重垂16は変位することなく元の位
置に留まる。この時のフィードバックされる電気量を測
定すれば加速度が測定できるものである。
ものとする。次に加速度が加わると重垂16はどちらか一
方へ変位するので静電容量もこれに伴って変化する。し
たがってこの静電容量の変化を打ち消すべくフィードバ
ックをかけてやれば、重垂16は変位することなく元の位
置に留まる。この時のフィードバックされる電気量を測
定すれば加速度が測定できるものである。
さて、本発明はこのような加速度センサにおいて固定
電極20,22を通して重垂16が可視できるようにするもの
である。
電極20,22を通して重垂16が可視できるようにするもの
である。
次にこの構成について説明する。
第１図において、固定電極20,22は酸化インジウム−
スズよりなる材料を用いている。
スズよりなる材料を用いている。
この酸化インジウム−スズは透明基台12,14に固着さ
れる際高周波イオンプレーティングによって行われる。
れる際高周波イオンプレーティングによって行われる。
そして、このように高周波イオンプレーティングによ
って酸化インジウム−スズを成膜すると固定電極自身が
透明な電極となり、透明基台12,18及び透明な固定電極2
0,22を介して重垂16まで可視することができる。
って酸化インジウム−スズを成膜すると固定電極自身が
透明な電極となり、透明基台12,18及び透明な固定電極2
0,22を介して重垂16まで可視することができる。
このように、重垂16まで可視できるような構造とする
ことができるため、異物の侵入があった場合外観から検
査することができ検査時間を短縮することが可能とな
る。
ことができるため、異物の侵入があった場合外観から検
査することができ検査時間を短縮することが可能とな
る。
尚、電極材料として酸化インジウム−スズを用いて透
視電極を形成している。
視電極を形成している。
ここで、高周波イオンプレーティングを用いて電極を
形成する場合はスルーホール24を含めて取り出し部26が
形成することができるため、正確な電極20,24と取り出
し線26の導通が得られる効果も併せ有している。
形成する場合はスルーホール24を含めて取り出し部26が
形成することができるため、正確な電極20,24と取り出
し線26の導通が得られる効果も併せ有している。
次に本発明の他の実施例を第６図，第７図に基づき説
明する。
明する。
今までは酸化インジウム−スズを電極材料として高周
波イオンプレーティングで電極を形成して、電極自身を
透明とする実施例を説明したが、第６図，第７図は電極
自身を網目状にして可視できるようにしたものである。
波イオンプレーティングで電極を形成して、電極自身を
透明とする実施例を説明したが、第６図，第７図は電極
自身を網目状にして可視できるようにしたものである。
第６図，第７図には網目の形状として丸穴あるいは矩
形穴を多数設けて網目状の電極を形成してある。
形穴を多数設けて網目状の電極を形成してある。
このような電極形状を採用すると、電極の間にガラス
状の透明基台がのぞくため、実質的に電極を通して重垂
16まで可視できるようになる。
状の透明基台がのぞくため、実質的に電極を通して重垂
16まで可視できるようになる。
この場合、電極材料はアルミニウム等を用いることが
でき、しかも高周波イオンプレーティングで電極を形成
すれば前述したようにスルーホール24を介いて取り出し
線26と固定電極20,22を形成できるため、正確な導通が
得られるようになる。
でき、しかも高周波イオンプレーティングで電極を形成
すれば前述したようにスルーホール24を介いて取り出し
線26と固定電極20,22を形成できるため、正確な導通が
得られるようになる。
本発明によれば固定電極を通して重垂等の変位体まで
可視できるような構成を得られるので、異物の侵入等が
あっても外観検査で見つけることができ、製造上の検査
時間を大幅に短縮できるものである。
可視できるような構成を得られるので、異物の侵入等が
あっても外観検査で見つけることができ、製造上の検査
時間を大幅に短縮できるものである。
第１図は本発明の一実施例になる加速度センサの断面
図、第２図は第１図のII−II矢視図、第３図は第１図の
III−III矢視図、第４図は第１図のIV−IV矢視図、第５
図は加速度センサの組立斜視図、第６図及び第７図は本
発明の他の実施例になる電極形状を示す正面図である。 10……シリコン板、12,14……透明基台、16……重垂、2
0,22……固定電極、24……スルーホール。
図、第２図は第１図のII−II矢視図、第３図は第１図の
III−III矢視図、第４図は第１図のIV−IV矢視図、第５
図は加速度センサの組立斜視図、第６図及び第７図は本
発明の他の実施例になる電極形状を示す正面図である。 10……シリコン板、12,14……透明基台、16……重垂、2
0,22……固定電極、24……スルーホール。
フロントページの続き (72)発明者 内藤 祥太郎 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内
Claims (1)
- 【請求項１】力が作用することによって変位する可動電
極となる重垂とこれを支持するカンチレバーで構成さ
れ、しかも前記重垂と前記カンチレバーがシリコンから
なる変位体と、 前記重垂と対向して配置される固定電極を有し、前記可
動電極と前記固定電極との間に予め定められた空隙を形
成するように前記変位体を両側から挟持したガラス基台
とを備え、前記可動電極と前記固定電極との間の静電容
量を検出することによって加速度を求める加速度センサ
において、 前記ガラス基台は透明な基台であり、前記固定電極は酸
化インジウム−スズよりなる材料で作られている透視電
極であることを特徴とする加速度センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003626A JPH0833410B2 (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 加速度センサ |
| US07/596,367 US5228341A (en) | 1989-10-18 | 1990-10-12 | Capacitive acceleration detector having reduced mass portion |
| DE4032828A DE4032828C2 (de) | 1989-10-18 | 1990-10-16 | Beschleunigungsdetektor |
| KR1019900016578A KR910008414A (ko) | 1989-10-18 | 1990-10-18 | 가속도 검출기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003626A JPH0833410B2 (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 加速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03210479A JPH03210479A (ja) | 1991-09-13 |
| JPH0833410B2 true JPH0833410B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=11562707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003626A Expired - Lifetime JPH0833410B2 (ja) | 1989-10-18 | 1990-01-12 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0833410B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006170785A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Kyocera Corp | 圧力検出装置用パッケージ、圧力検出装置および感圧素子 |
| CN105817953A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-03 | 天津大学 | 一种机床空间热误差的测量装置及测量方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5589076A (en) * | 1978-11-14 | 1980-07-05 | Ekloef Krister | Impact indicator |
| JPH01152369A (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-14 | Hitachi Ltd | 容量式加速度センサ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57142363U (ja) * | 1981-03-04 | 1982-09-07 |
-
1990
- 1990-01-12 JP JP2003626A patent/JPH0833410B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5589076A (en) * | 1978-11-14 | 1980-07-05 | Ekloef Krister | Impact indicator |
| JPH01152369A (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-14 | Hitachi Ltd | 容量式加速度センサ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006170785A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Kyocera Corp | 圧力検出装置用パッケージ、圧力検出装置および感圧素子 |
| JP4628083B2 (ja) * | 2004-12-15 | 2011-02-09 | 京セラ株式会社 | 圧力検出装置用パッケージ、圧力検出装置、感圧素子および圧力検出装置用パッケージの製造方法 |
| CN105817953A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-03 | 天津大学 | 一种机床空间热误差的测量装置及测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03210479A (ja) | 1991-09-13 |
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