JPH11242052A - 半導体加速度センサ - Google Patents
半導体加速度センサInfo
- Publication number
- JPH11242052A JPH11242052A JP10045402A JP4540298A JPH11242052A JP H11242052 A JPH11242052 A JP H11242052A JP 10045402 A JP10045402 A JP 10045402A JP 4540298 A JP4540298 A JP 4540298A JP H11242052 A JPH11242052 A JP H11242052A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acceleration
- sensor
- sensor element
- movable electrode
- 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.)
- Pending
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
- G01P2015/0808—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
- G01P2015/0811—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0817—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for pivoting movement of the mass, e.g. in-plane pendulum
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で異なる大きさの加速度或いは異
なる方向の加速度を検出できるようにする。 【解決手段】 半導体加速度センサチップ１には第１〜
第３のセンサエレメント２〜４が形成されている。この
センサエレメント２〜４はマイクロマシニング技術によ
り形成されており、アンカ部６にスパイラル形状の梁部
７を一体に形成すると共に当該梁部７の先端に環状のお
もり可動電極８を一体に形成し、さらに可動電極８を包
囲するように固定電極９を形成してなる。加速度センサ
チップ１に加速度が印加すると、加速度の大きさに応じ
ておもり可動電極８が移動して固定電極９に接触してオ
ンする。この場合、各センサエレメント２〜４がオンす
る加速度を異ならして設定することにより、センサエレ
メント２〜４のオンに基づいて印加加速度の大きさを検
出することができる。
なる方向の加速度を検出できるようにする。 【解決手段】 半導体加速度センサチップ１には第１〜
第３のセンサエレメント２〜４が形成されている。この
センサエレメント２〜４はマイクロマシニング技術によ
り形成されており、アンカ部６にスパイラル形状の梁部
７を一体に形成すると共に当該梁部７の先端に環状のお
もり可動電極８を一体に形成し、さらに可動電極８を包
囲するように固定電極９を形成してなる。加速度センサ
チップ１に加速度が印加すると、加速度の大きさに応じ
ておもり可動電極８が移動して固定電極９に接触してオ
ンする。この場合、各センサエレメント２〜４がオンす
る加速度を異ならして設定することにより、センサエレ
メント２〜４のオンに基づいて印加加速度の大きさを検
出することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１つのセンサチッ
プに複数のセンサエレメントを形成した半導体加速度セ
ンサに関する。
プに複数のセンサエレメントを形成した半導体加速度セ
ンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ガス用の流量メータに内蔵さ
れ、地震などの振動を感知したときにガス配管のバルブ
を閉塞する用途、或いは燃焼ストーブに内蔵され、地震
などの振動を感知したときに炎及び燃料を断つ用途など
に使用される加速度センサにあっては、二次元平面内に
おける多方向の加速度をほぼ同一感度で検出できるよう
に構成されたものが一般的になっている。このような加
速度センサにおいては、その小形化及び低消費電力化な
どと共に信頼性や生産性の向上を実現することが要求さ
れており、このような要求を満たす素子として、従来よ
り、例えば特開平９−１４５７４０号公報に見られるよ
うに、サーフェイスマイクロマシニング技術を利用して
製造される半導体加速度センサが知られている。
れ、地震などの振動を感知したときにガス配管のバルブ
を閉塞する用途、或いは燃焼ストーブに内蔵され、地震
などの振動を感知したときに炎及び燃料を断つ用途など
に使用される加速度センサにあっては、二次元平面内に
おける多方向の加速度をほぼ同一感度で検出できるよう
に構成されたものが一般的になっている。このような加
速度センサにおいては、その小形化及び低消費電力化な
どと共に信頼性や生産性の向上を実現することが要求さ
れており、このような要求を満たす素子として、従来よ
り、例えば特開平９−１４５７４０号公報に見られるよ
うに、サーフェイスマイクロマシニング技術を利用して
製造される半導体加速度センサが知られている。
【０００３】即ち、単結晶シリコンよりなる支持基板上
に円柱状のアンカ部を立設すると共に、そのアンカ部に
当該アンカ部を取り囲むようにスパイラル形状の梁部を
一体に形成し、さらにその梁部の自由端側に当該梁部全
体を包囲するように環状のおもり可動電極を一体に弾性
支持するように構成されている。従って、おもり可動電
極は支持基板の表面と平行する方向へ弾性可能に設けら
れている。一方、支持基板上には、おもり可動電極を包
囲するように固定電極が設けられている。
に円柱状のアンカ部を立設すると共に、そのアンカ部に
当該アンカ部を取り囲むようにスパイラル形状の梁部を
一体に形成し、さらにその梁部の自由端側に当該梁部全
体を包囲するように環状のおもり可動電極を一体に弾性
支持するように構成されている。従って、おもり可動電
極は支持基板の表面と平行する方向へ弾性可能に設けら
れている。一方、支持基板上には、おもり可動電極を包
囲するように固定電極が設けられている。
【０００４】この場合、上記アンカ部、梁部、おもり可
動電極、固定電極は、支持基板上にシリコン酸化膜を介
して張り合わされたシリコン単結晶基板をエッチングす
ることにより形成される。また、おもり可動電極の外周
面及び固定電極の内周面は導電性を有して構成されてい
る。
動電極、固定電極は、支持基板上にシリコン酸化膜を介
して張り合わされたシリコン単結晶基板をエッチングす
ることにより形成される。また、おもり可動電極の外周
面及び固定電極の内周面は導電性を有して構成されてい
る。
【０００５】そして、上記構成の加速度センサの検出面
方向に所定値以上の加速度が与えられると、おもり可動
電極の外周面が梁部の弾性力に抗して移動して固定電極
の内周面に接触するので、おもり可動電極及び固定電極
を通じて電流が流れ、そのことに基づいて加速度センサ
に所定値以上の加速度が印加したことを検出することが
できる。
方向に所定値以上の加速度が与えられると、おもり可動
電極の外周面が梁部の弾性力に抗して移動して固定電極
の内周面に接触するので、おもり可動電極及び固定電極
を通じて電流が流れ、そのことに基づいて加速度センサ
に所定値以上の加速度が印加したことを検出することが
できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
半導体加速度センサのオンレベルは所定値に設定されて
いるので、半導体加速度センサにより例えば震度５強で
ある１５０〜２５０galと震度６である２５０〜４００g
al といった２つの加速度を検出する感震装置を製作す
る場合には、各加速度に応じてオンする半導体加速度セ
ンサを２個組合わせて製作する必要がある。このため、
全体構成が複雑化して大形化すると共にコストが上昇す
るという欠点がある。
半導体加速度センサのオンレベルは所定値に設定されて
いるので、半導体加速度センサにより例えば震度５強で
ある１５０〜２５０galと震度６である２５０〜４００g
al といった２つの加速度を検出する感震装置を製作す
る場合には、各加速度に応じてオンする半導体加速度セ
ンサを２個組合わせて製作する必要がある。このため、
全体構成が複雑化して大形化すると共にコストが上昇す
るという欠点がある。
【０００７】一方、所定方向のみに所定値以上の加速度
が印加したときにオンする半導体加速度センサを車両の
エアバッグ用セーフティングスイッチとして使用するこ
とが行われているが、車両に前突用エアバッグが１個と
側突用エアバッグが２個が設けられている場合には、半
導体加速度センサとしては３方向に対応して前突用エア
バッグ用１個と側突用エアバッグ用２個の計３個設ける
必要があり、感震装置と同様に、全体構成が複雑化して
大形化すると共にコストが上昇する。
が印加したときにオンする半導体加速度センサを車両の
エアバッグ用セーフティングスイッチとして使用するこ
とが行われているが、車両に前突用エアバッグが１個と
側突用エアバッグが２個が設けられている場合には、半
導体加速度センサとしては３方向に対応して前突用エア
バッグ用１個と側突用エアバッグ用２個の計３個設ける
必要があり、感震装置と同様に、全体構成が複雑化して
大形化すると共にコストが上昇する。
【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、簡単な構成で異なる大きさの加速度或
いは異なる方向の加速度を検出することができる半導体
加速度センサを提供することにある。
で、その目的は、簡単な構成で異なる大きさの加速度或
いは異なる方向の加速度を検出することができる半導体
加速度センサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、おもり可動電極は所定の検出方向に移動可能に弾性
支持されているので、加速度が印加されると、センサエ
レメントを構成するおもり可動電極が印加加速度に応じ
て弾性移動する。このとき、加速度が所定値以上である
と、おもり可動電極が当該可動電極の移動軌跡上に位置
する固定電極に接触してそれらの間がオンする。
ば、おもり可動電極は所定の検出方向に移動可能に弾性
支持されているので、加速度が印加されると、センサエ
レメントを構成するおもり可動電極が印加加速度に応じ
て弾性移動する。このとき、加速度が所定値以上である
と、おもり可動電極が当該可動電極の移動軌跡上に位置
する固定電極に接触してそれらの間がオンする。
【００１０】ここで、センサエレメントがオンする印加
加速度はセンサエレメント毎に異なるように設定されて
いるので、１つの半導体加速度センサで異なる検出方向
に対する加速度に応じて複数のオンレベルを設定するこ
とができる。
加速度はセンサエレメント毎に異なるように設定されて
いるので、１つの半導体加速度センサで異なる検出方向
に対する加速度に応じて複数のオンレベルを設定するこ
とができる。
【００１１】請求項２記載の発明によれば、おもり可動
電極は所定の検出面内における全方位に移動可能に弾性
支持されているので、検出面方向に加速度が印加する
と、センサエレメントを構成するおもり可動電極が印加
加速度に応じて弾性移動する。このとき、加速度が所定
値以上であると、おもり可動電極が当該おもり可動電極
を包囲している固定電極に接触してそれらの間がオンす
る。
電極は所定の検出面内における全方位に移動可能に弾性
支持されているので、検出面方向に加速度が印加する
と、センサエレメントを構成するおもり可動電極が印加
加速度に応じて弾性移動する。このとき、加速度が所定
値以上であると、おもり可動電極が当該おもり可動電極
を包囲している固定電極に接触してそれらの間がオンす
る。
【００１２】ここで、センサエレメントがオンする印加
加速度はセンサエレメント毎に異なるように設定されて
いるので、１つの半導体加速度センサで所定の検出面方
向に対する加速度に応じて複数のオンレベルを設定する
ことができる。
加速度はセンサエレメント毎に異なるように設定されて
いるので、１つの半導体加速度センサで所定の検出面方
向に対する加速度に応じて複数のオンレベルを設定する
ことができる。
【００１３】請求項３の発明によれば、おもり可動電極
が加速度に応じて移動すると、おもり可動電極が移動方
向に位置する固定電極に接触してそれらの間がオンす
る。これにより、オンした固定電極の位置に基づいて加
速度の大きさのみならず方向まで検出することが可能と
なる。
が加速度に応じて移動すると、おもり可動電極が移動方
向に位置する固定電極に接触してそれらの間がオンす
る。これにより、オンした固定電極の位置に基づいて加
速度の大きさのみならず方向まで検出することが可能と
なる。
【００１４】請求項４の発明によれば、センサエレメン
トに所定方向に加速度が印加すると、おもり可動電極が
固定電極に接触してそれらの間がオンする。ここで、セ
ンサエレメントがオンする検出方向はセンサエレメント
毎に異なるように設定されているので、１つの半導体加
速度センサで異なる方向の加速度を検出することができ
る。
トに所定方向に加速度が印加すると、おもり可動電極が
固定電極に接触してそれらの間がオンする。ここで、セ
ンサエレメントがオンする検出方向はセンサエレメント
毎に異なるように設定されているので、１つの半導体加
速度センサで異なる方向の加速度を検出することができ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の第１の実施の形態を図１乃至図８を参照して説明す
る。図１は半導体加速度センサチップの平面を示してい
る。この図１において、半導体加速度センサチップ１
（以下、加速度センサチップと呼ぶ）には例えば３つの
第１〜第３のセンサエレメント２〜４が一体に形成され
ており、それらは同一構造であるので、以下、第１のセ
ンサエレメント２について説明する。
明の第１の実施の形態を図１乃至図８を参照して説明す
る。図１は半導体加速度センサチップの平面を示してい
る。この図１において、半導体加速度センサチップ１
（以下、加速度センサチップと呼ぶ）には例えば３つの
第１〜第３のセンサエレメント２〜４が一体に形成され
ており、それらは同一構造であるので、以下、第１のセ
ンサエレメント２について説明する。
【００１６】図２は第１のセンサエレメント２の横断面
図、図３は第１のセンサエレメント２の模式的断面図で
ある。これらの図２及び図３において、第１のセンサエ
レメント２は、基本的には、それぞれ単結晶シリコンよ
り成る支持基板５、アンカ部６、同一形状に形成された
例えば２本の梁部７、おもり可動電極８、固定電極９を
備えたスイッチ形式のセンサとして構成されている。
図、図３は第１のセンサエレメント２の模式的断面図で
ある。これらの図２及び図３において、第１のセンサエ
レメント２は、基本的には、それぞれ単結晶シリコンよ
り成る支持基板５、アンカ部６、同一形状に形成された
例えば２本の梁部７、おもり可動電極８、固定電極９を
備えたスイッチ形式のセンサとして構成されている。
【００１７】アンカ部６は、円柱形状に形成されたもの
で、支持基板５上に絶縁状の支持アンカ１０を介して固
定されている。梁部７は、その平面形状が互いにオーバ
ラップする部分を有したスパイラル形状に形成されたも
ので、各基端部がアンカ部６の周壁における点対称位置
に一体に形成され、以て支持基板５の表面とほぼ平行す
る方向へ延出した形態に支持されている。この場合、梁
部７は、その縦断面形状の横方向寸法に対する縦方向寸
法の比が十分に大きく設定されており、これにより支持
基板５の表面とほぼ平行する方向へ弾性変形可能に構成
されている。
で、支持基板５上に絶縁状の支持アンカ１０を介して固
定されている。梁部７は、その平面形状が互いにオーバ
ラップする部分を有したスパイラル形状に形成されたも
ので、各基端部がアンカ部６の周壁における点対称位置
に一体に形成され、以て支持基板５の表面とほぼ平行す
る方向へ延出した形態に支持されている。この場合、梁
部７は、その縦断面形状の横方向寸法に対する縦方向寸
法の比が十分に大きく設定されており、これにより支持
基板５の表面とほぼ平行する方向へ弾性変形可能に構成
されている。
【００１８】おもり可動電極８は、環状（短円筒形状）
に形成されたもので、その内周面が前記梁部７の自由端
側に一体に連結されることによって、支持基板５上に当
該支持基板５の表面と所定間隔を存して平行で且つ加速
度の印加に応じて支持基板５と平行な二次元平面方向へ
自由に変位するように支持されている。この場合、おも
り可動電極８は、その円筒状外周面、つまり支持基板５
に対して垂直な方向の円柱状外周面を検出面８ａとして
いる。
に形成されたもので、その内周面が前記梁部７の自由端
側に一体に連結されることによって、支持基板５上に当
該支持基板５の表面と所定間隔を存して平行で且つ加速
度の印加に応じて支持基板５と平行な二次元平面方向へ
自由に変位するように支持されている。この場合、おも
り可動電極８は、その円筒状外周面、つまり支持基板５
に対して垂直な方向の円柱状外周面を検出面８ａとして
いる。
【００１９】固定電極９は、おもり可動電極８に対応し
た領域を円柱形状にくりぬいた陥没形状をなすもので、
支持基板５上の周辺部に絶縁状の支持アンカ１０を介し
て固定されている。また、固定電極９は、その円筒状内
面、つまり前記おもり可動電極８の検出面８ａと所定ギ
ャップを存して対向した円柱状内周面を被検出面９ａと
している。この場合、上記検出面８ａと被検出面９ａと
の間の距離は、おもり可動電極８に加速度が印加されて
いない状態でほぼ均一な状態となるように保たれてお
り、これにより上記検出面８ａ及び被検出面９ａ間のギ
ャップは等幅の円環状を呈するようになっている。
た領域を円柱形状にくりぬいた陥没形状をなすもので、
支持基板５上の周辺部に絶縁状の支持アンカ１０を介し
て固定されている。また、固定電極９は、その円筒状内
面、つまり前記おもり可動電極８の検出面８ａと所定ギ
ャップを存して対向した円柱状内周面を被検出面９ａと
している。この場合、上記検出面８ａと被検出面９ａと
の間の距離は、おもり可動電極８に加速度が印加されて
いない状態でほぼ均一な状態となるように保たれてお
り、これにより上記検出面８ａ及び被検出面９ａ間のギ
ャップは等幅の円環状を呈するようになっている。
【００２０】尚、上記アンカ部６、梁部７、おもり可動
電極８、固定電極９には、少なくともその表面にリンな
どの不純物を導入したり、或いは表面に導電性の材料を
蒸着やメッキなどの手段により成膜することによって、
それらの抵抗率を引き下げるようにしている。また、固
定電極９はセンサエレメント２〜４に共通の電極として
形成されている。
電極８、固定電極９には、少なくともその表面にリンな
どの不純物を導入したり、或いは表面に導電性の材料を
蒸着やメッキなどの手段により成膜することによって、
それらの抵抗率を引き下げるようにしている。また、固
定電極９はセンサエレメント２〜４に共通の電極として
形成されている。
【００２１】このような定常状態から、加速度センサチ
ップ１に対して支持基板５の表面と平行する成分を含む
加速度が印加されたときには、おもり可動電極８が支持
基板５と平行な二次元平面方向へ変位して、おもり可動
電極８の検出面８ａと固定電極９の被検出面９ａとの間
の距離が変化するようになる。
ップ１に対して支持基板５の表面と平行する成分を含む
加速度が印加されたときには、おもり可動電極８が支持
基板５と平行な二次元平面方向へ変位して、おもり可動
電極８の検出面８ａと固定電極９の被検出面９ａとの間
の距離が変化するようになる。
【００２２】そして、印加電圧が梁部７及びおもり可動
電極８の物理的定数により決まる一定レベルを越えたと
きには、検出面８ａと被検出面９ａとが接触して電流が
流れてオンするようになり、このオンを検出することに
よって、一定レベルを越えた加速度を検出できるように
なる。このように、検出面８ａと被検出面９ａとの接触
を検出する構成となっているから、一定レベル以上の加
速度が印加された状態を確実に検出できるようになる。
電極８の物理的定数により決まる一定レベルを越えたと
きには、検出面８ａと被検出面９ａとが接触して電流が
流れてオンするようになり、このオンを検出することに
よって、一定レベルを越えた加速度を検出できるように
なる。このように、検出面８ａと被検出面９ａとの接触
を検出する構成となっているから、一定レベル以上の加
速度が印加された状態を確実に検出できるようになる。
【００２３】この場合、上記検出面８ａ及び被検出面９
ａは、各々ほぼ円柱形状側面により構成されているた
め、外部から印加された加速度の方向の如何に関係な
く、当該加速度の作用方向に対してほぼ同じ量だけ検出
面８ａ及び被検出面９ａ間の距離が変化することになる
ものであり、これにより全方位で加速度を検出できるこ
とになる。
ａは、各々ほぼ円柱形状側面により構成されているた
め、外部から印加された加速度の方向の如何に関係な
く、当該加速度の作用方向に対してほぼ同じ量だけ検出
面８ａ及び被検出面９ａ間の距離が変化することになる
ものであり、これにより全方位で加速度を検出できるこ
とになる。
【００２４】特に、本実施の形態では、おもり可動電極
８に加速度が印加されていない定常状態では、検出面８
ａと被検出面９ａとの間の距離が均一に保たれる構成と
なっているから、加速度が支持基板５の表面とほぼ平行
な方向のいずれから印加された場合でも、検出面８ａと
被検出面９ａとの間の距離変化量が印加加速度の大きさ
に対してほぼ同じレベルとなるものであり、結果的に、
全方位で加速度検出を確実に且つほぼ同一感度で行い得
るようになる。しかも、梁部７は、平面形状がオーバラ
ップ部分を有したスパイラル形状に形成されて支持基板
５の表面と平行する方向へ弾性変形可能に設けられてい
るから、加速度が作用したときにおもり可動電極８が敏
感に変位するようになり、感度の向上を図ることができ
る。
８に加速度が印加されていない定常状態では、検出面８
ａと被検出面９ａとの間の距離が均一に保たれる構成と
なっているから、加速度が支持基板５の表面とほぼ平行
な方向のいずれから印加された場合でも、検出面８ａと
被検出面９ａとの間の距離変化量が印加加速度の大きさ
に対してほぼ同じレベルとなるものであり、結果的に、
全方位で加速度検出を確実に且つほぼ同一感度で行い得
るようになる。しかも、梁部７は、平面形状がオーバラ
ップ部分を有したスパイラル形状に形成されて支持基板
５の表面と平行する方向へ弾性変形可能に設けられてい
るから、加速度が作用したときにおもり可動電極８が敏
感に変位するようになり、感度の向上を図ることができ
る。
【００２５】ここで、加速度センサチップ１における第
１のセンサエレメント２は１Ｇ以上、第２のセンサエレ
メント３は２Ｇ以上、第３のセンサエレメント４は３Ｇ
以上の加速度が印加した状態でオンするように設定され
ている。つまり、各センサエレメント２〜４がオンする
加速度は、センサエレメント全体の大きさに依存するも
のであり、センサエレメントが大きいほどオンする加速
度は大きくなる。従って、１Ｇ以上で第１のセンサエレ
メント２がオンし、２Ｇ以上で第２のセンサエレメント
３がオンし、３Ｇ以上で第３のセンサエレメント４がオ
ンするように各センサエレメント２〜４の全体の大きさ
が決定されている。
１のセンサエレメント２は１Ｇ以上、第２のセンサエレ
メント３は２Ｇ以上、第３のセンサエレメント４は３Ｇ
以上の加速度が印加した状態でオンするように設定され
ている。つまり、各センサエレメント２〜４がオンする
加速度は、センサエレメント全体の大きさに依存するも
のであり、センサエレメントが大きいほどオンする加速
度は大きくなる。従って、１Ｇ以上で第１のセンサエレ
メント２がオンし、２Ｇ以上で第２のセンサエレメント
３がオンし、３Ｇ以上で第３のセンサエレメント４がオ
ンするように各センサエレメント２〜４の全体の大きさ
が決定されている。
【００２６】この場合、梁部７の幅を一定にした状態で
各センサエレメント２〜４を大きさを異ならしたとき
は、梁部７の全長が長いほど梁部７の弾性力が小さくな
るので、センサエレメント２〜４が大きい程オンする加
速度が小さくなる。また、各センサエレメント２〜４の
全体の大きさが同一で、各センサエレメント毎のおもり
可動電極８と固定電極９との間の距離、或いはおもり可
動電極８の重量、さらには梁部７の強度を変化させるこ
とにより各センサエレメント２〜４がオンする加速度が
異なるように設定することができる。
各センサエレメント２〜４を大きさを異ならしたとき
は、梁部７の全長が長いほど梁部７の弾性力が小さくな
るので、センサエレメント２〜４が大きい程オンする加
速度が小さくなる。また、各センサエレメント２〜４の
全体の大きさが同一で、各センサエレメント毎のおもり
可動電極８と固定電極９との間の距離、或いはおもり可
動電極８の重量、さらには梁部７の強度を変化させるこ
とにより各センサエレメント２〜４がオンする加速度が
異なるように設定することができる。
【００２７】上記のように構成された加速度センサチッ
プ１は、図４に示すように結線されるものである。即
ち、図４において、各センサエレメント２〜４は固定電
極９により共通接続されていると共に、第１のセンサエ
レメント２のおもり可動電極８には抵抗１１が直列接続
され、第２のセンサエレメント３のおもり可動６には抵
抗１２が直列接続され、第３のセンサエレメント４のお
もり可動電極８には抵抗１３が直列接続されており、そ
れらの各直列回路が並列接続され、さらにそれらの並列
回路に抵抗１４が並列接続されている。そして、このよ
うに接続された並列回路全体に抵抗１５が直列接続され
ており、この直列回路全体に電源１６が接続されてい
る。この場合、抵抗１５の両端には当該抵抗１５の電圧
を測定するための電圧測定回路１７が接続されている。
プ１は、図４に示すように結線されるものである。即
ち、図４において、各センサエレメント２〜４は固定電
極９により共通接続されていると共に、第１のセンサエ
レメント２のおもり可動電極８には抵抗１１が直列接続
され、第２のセンサエレメント３のおもり可動６には抵
抗１２が直列接続され、第３のセンサエレメント４のお
もり可動電極８には抵抗１３が直列接続されており、そ
れらの各直列回路が並列接続され、さらにそれらの並列
回路に抵抗１４が並列接続されている。そして、このよ
うに接続された並列回路全体に抵抗１５が直列接続され
ており、この直列回路全体に電源１６が接続されてい
る。この場合、抵抗１５の両端には当該抵抗１５の電圧
を測定するための電圧測定回路１７が接続されている。
【００２８】ここで、各抵抗１１〜１５の抵抗値を図４
に示すようにｒ1 〜ｒ3 、ｒ0 、Ｒ、電源１６による印
加電圧をＶとすると、ｎ〜ｎ＋１（Ｇ）までの加速度が
印加されているときの抵抗１５の電圧Ｖ1nは、以下の数
式１で表すことができる（但し、ｎは０以上）。
に示すようにｒ1 〜ｒ3 、ｒ0 、Ｒ、電源１６による印
加電圧をＶとすると、ｎ〜ｎ＋１（Ｇ）までの加速度が
印加されているときの抵抗１５の電圧Ｖ1nは、以下の数
式１で表すことができる（但し、ｎは０以上）。
【００２９】
【数１】
【００３０】また、加速度と電圧Ｖ1nとの関係は、図５
に示すように表すことができる。つまり、図５に示すよ
うに印加加速度が１Ｇ未満で第１〜第３のセンサエレメ
ント２〜４がオフしているときは電圧はＶ0 となり、印
加加速度が１Ｇ以上で且つ２Ｇ未満で第１のセンサエレ
メント２のみがオンしているときはＶ1 となり、印加加
速度が２Ｇ以上で且つ３Ｇ未満で第１，第２のセンサエ
レメント２，３のみがオンしているときはＶ2 となり、
印加加速度が３Ｇ以上で第１〜第３のセンサエレメント
２〜４の全てがオンしているときはＶ3 となる。従っ
て、抵抗１５の電圧を電圧測定回路１７により測定する
ことにより、加速度センサチップ１に対する印加加速度
を検出することができる。
に示すように表すことができる。つまり、図５に示すよ
うに印加加速度が１Ｇ未満で第１〜第３のセンサエレメ
ント２〜４がオフしているときは電圧はＶ0 となり、印
加加速度が１Ｇ以上で且つ２Ｇ未満で第１のセンサエレ
メント２のみがオンしているときはＶ1 となり、印加加
速度が２Ｇ以上で且つ３Ｇ未満で第１，第２のセンサエ
レメント２，３のみがオンしているときはＶ2 となり、
印加加速度が３Ｇ以上で第１〜第３のセンサエレメント
２〜４の全てがオンしているときはＶ3 となる。従っ
て、抵抗１５の電圧を電圧測定回路１７により測定する
ことにより、加速度センサチップ１に対する印加加速度
を検出することができる。
【００３１】この場合、加速度センサチップ１にセンサ
エレメントを多数設けることにより、加速度センサチッ
プ１の出力を図６に示すようなリニアな出力に近似させ
ることができる。
エレメントを多数設けることにより、加速度センサチッ
プ１の出力を図６に示すようなリニアな出力に近似させ
ることができる。
【００３２】次に、上記構成の加速度センサチップ１を
感震装置として適用した場合の具体的な実施の形態を説
明する。加速度センサチップ１を示す図７において、加
速度センサチップ１には第１のセンサエレメント２と第
２のセンサエレメント３とが形成されており、第１のセ
ンサエレメント２は２００gal （震動５強）以上でオン
し、第２のセンサエレメント３は３５０gal （震度６）
以上でオンするように設定されている。従って、１つの
加速度センサチップ１でオンレベルの異なる信号を得る
ことができる。
感震装置として適用した場合の具体的な実施の形態を説
明する。加速度センサチップ１を示す図７において、加
速度センサチップ１には第１のセンサエレメント２と第
２のセンサエレメント３とが形成されており、第１のセ
ンサエレメント２は２００gal （震動５強）以上でオン
し、第２のセンサエレメント３は３５０gal （震度６）
以上でオンするように設定されている。従って、１つの
加速度センサチップ１でオンレベルの異なる信号を得る
ことができる。
【００３３】このような構成の加速度センサチップ１を
用いたガスメータシステムでは、震度５強で第１のセン
サエレメント２のみがオンしたときはガス漏れ検知を行
い、震度６以上で第１，第２のセンサエレメント２，３
の全てがオンしたときは無条件に遮断弁を閉じるように
構成する。図８は震度５〜６相当の加速度が印加された
ときの加速度センサチップ１からのオンオフ信号の出力
状態を示している。
用いたガスメータシステムでは、震度５強で第１のセン
サエレメント２のみがオンしたときはガス漏れ検知を行
い、震度６以上で第１，第２のセンサエレメント２，３
の全てがオンしたときは無条件に遮断弁を閉じるように
構成する。図８は震度５〜６相当の加速度が印加された
ときの加速度センサチップ１からのオンオフ信号の出力
状態を示している。
【００３４】この第１の実施の形態によれば、１つの加
速度センサチップ１に印加加速度の大きさによりオンす
るレベルが異なるセンサエレメント２，３を形成し、各
センサエレメント２，３のオン状態に基づいて震度の大
きさを判断して適切な処理を行うようにしたので、オン
レベルが異なる加速度センサチップを２個設ける構成に
比較して、加速度センサチップ１全体の小形化を図って
コストダウンすることができる。
速度センサチップ１に印加加速度の大きさによりオンす
るレベルが異なるセンサエレメント２，３を形成し、各
センサエレメント２，３のオン状態に基づいて震度の大
きさを判断して適切な処理を行うようにしたので、オン
レベルが異なる加速度センサチップを２個設ける構成に
比較して、加速度センサチップ１全体の小形化を図って
コストダウンすることができる。
【００３５】また、１のつ加速度センサチップ１に複数
のセンサエレメント２〜４を同時に形成するようにした
ので、個別に加速度センサを形成する構成に比較して、
安定したセンサ特性を得ることができる。
のセンサエレメント２〜４を同時に形成するようにした
ので、個別に加速度センサを形成する構成に比較して、
安定したセンサ特性を得ることができる。
【００３６】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態を説明する。この第２の実施の形態では、第
１の実施の形態に示した第１〜第３のセンサエレメント
２〜４を直列接続したことを特徴とする。この場合、各
センサエレメント２〜４の固定電極９は周知の絶縁技術
により電気的に独立して形成されている。
実施の形態を説明する。この第２の実施の形態では、第
１の実施の形態に示した第１〜第３のセンサエレメント
２〜４を直列接続したことを特徴とする。この場合、各
センサエレメント２〜４の固定電極９は周知の絶縁技術
により電気的に独立して形成されている。
【００３７】電気的接続関係を示す図９において、第１
のセンサエレメント２には抵抗１８が並列接続され、第
２のセンサエレメント３のおもり可動電極８には抵抗１
９が並列接続され、第３のセンサエレメント４のおもり
可動電極８には抵抗２０が並列接続されており、それら
の各並列回路が直列接続され、さらにそれらの直列回路
に抵抗２１が直列接続され、このように接続された直列
回路全体に電源１６が接続されている。この場合、抵抗
２１の両端には当該抵抗２１の電圧を測定するための電
圧測定回路１７が接続されている。
のセンサエレメント２には抵抗１８が並列接続され、第
２のセンサエレメント３のおもり可動電極８には抵抗１
９が並列接続され、第３のセンサエレメント４のおもり
可動電極８には抵抗２０が並列接続されており、それら
の各並列回路が直列接続され、さらにそれらの直列回路
に抵抗２１が直列接続され、このように接続された直列
回路全体に電源１６が接続されている。この場合、抵抗
２１の両端には当該抵抗２１の電圧を測定するための電
圧測定回路１７が接続されている。
【００３８】ここで、上記構成の加速度センサチップに
あっては、抵抗１８〜２１の抵抗値を図９に示すように
ｒ1 〜ｒ3 、ｒ0 、Ｒ、電源１６による印加電圧をＶと
すると、ｎ〜ｎ＋１（Ｇ）までの加速度が印加されてい
るときの抵抗２１の電圧Ｖ2nは、以下の数式２に示すよ
うに表すことができる。
あっては、抵抗１８〜２１の抵抗値を図９に示すように
ｒ1 〜ｒ3 、ｒ0 、Ｒ、電源１６による印加電圧をＶと
すると、ｎ〜ｎ＋１（Ｇ）までの加速度が印加されてい
るときの抵抗２１の電圧Ｖ2nは、以下の数式２に示すよ
うに表すことができる。
【００３９】
【数２】
【００４０】この第２の実施の形態によれば、加速度セ
ンサチップ１に異なる印加加速度でオンする複数のセン
サエレメント２〜４を形成し、図１０に示すように印加
加速度に応じた電圧を出力するようにしたので、例えば
本実施の形態を感震装置に適用した場合には、第１の実
施の形態と同様に、震度の大きさに応じて適切に対処す
ることができる。
ンサチップ１に異なる印加加速度でオンする複数のセン
サエレメント２〜４を形成し、図１０に示すように印加
加速度に応じた電圧を出力するようにしたので、例えば
本実施の形態を感震装置に適用した場合には、第１の実
施の形態と同様に、震度の大きさに応じて適切に対処す
ることができる。
【００４１】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態を図１１を参照して説明する。この第３の
実施の形態は加速度の印加方向も検出可能に構成されて
いることを特徴とする。即ち、加速度センサチップ１の
１つのセンサエレメントを示す図１１において、内周壁
２２には所定角度（４５°）毎に接点電極２２ａ〜２２
ｈが独立に突出して設けられており、おもり可動電極８
の検出面が接点電極２２ａ〜２２ｈの何れかに接触する
ことにより当該接点電極２２とおもり可動電極８との間
が導通してオンするようになっている。つまり、加速度
センサチップ１は、Ｘ−Ｙ平面の加速度を検出する全方
位センサとして構成されている。
の実施の形態を図１１を参照して説明する。この第３の
実施の形態は加速度の印加方向も検出可能に構成されて
いることを特徴とする。即ち、加速度センサチップ１の
１つのセンサエレメントを示す図１１において、内周壁
２２には所定角度（４５°）毎に接点電極２２ａ〜２２
ｈが独立に突出して設けられており、おもり可動電極８
の検出面が接点電極２２ａ〜２２ｈの何れかに接触する
ことにより当該接点電極２２とおもり可動電極８との間
が導通してオンするようになっている。つまり、加速度
センサチップ１は、Ｘ−Ｙ平面の加速度を検出する全方
位センサとして構成されている。
【００４２】この第３の実施の形態によれば、各接点電
極２２ａ〜２２ｈの接点出力を独立して出力することに
よりオンして接点電極２２ａ〜２２ｈの位置に基づいて
加速度の印加方向を検出することができるので、加速度
の大きさに加えて加速度の印加方向にも対処することが
できる。
極２２ａ〜２２ｈの接点出力を独立して出力することに
よりオンして接点電極２２ａ〜２２ｈの位置に基づいて
加速度の印加方向を検出することができるので、加速度
の大きさに加えて加速度の印加方向にも対処することが
できる。
【００４３】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態を図１２を参照して説明する。この第４の
実施の形態は、加速度センサチップ１をエアバッグ用セ
ーフティングセンサとして構成したことを特徴とする。
の実施の形態を図１２を参照して説明する。この第４の
実施の形態は、加速度センサチップ１をエアバッグ用セ
ーフティングセンサとして構成したことを特徴とする。
【００４４】即ち、現在、自動車に搭載されているセー
フティングセンサは、前突用エアバッグ用（２Ｇ以上で
オン）を１個と、側突用エアバッグ用（５Ｇ以上でオ
ン）の２個（左右用）の合計３個用いられている。この
種のセーフティングセンサは１方向の加速度のみを検出
するように梁の自由端側におもり可動電極が一体形成さ
れたハンマ形状に形成されており、加速度が印加された
状態でおもり可動電極が固定電極に接触することにより
オンするように構成されている。
フティングセンサは、前突用エアバッグ用（２Ｇ以上で
オン）を１個と、側突用エアバッグ用（５Ｇ以上でオ
ン）の２個（左右用）の合計３個用いられている。この
種のセーフティングセンサは１方向の加速度のみを検出
するように梁の自由端側におもり可動電極が一体形成さ
れたハンマ形状に形成されており、加速度が印加された
状態でおもり可動電極が固定電極に接触することにより
オンするように構成されている。
【００４５】本実施の形態では、このような構成の第１
のセンサエレメント２３と第２のセンサエレメント２４
とを図１２に示すように２個用いるようにしている。こ
の場合、前突用の第１のセンサエレメント２３は、片持
ち支持されたおもり可動電極２３ａが固定電極２３ｂに
接触することによりオンするように構成されている。ま
た、側突用の第２のセンサエレメント２４は、片持ち支
持されたおもり可動電極２４ａが固定電極２４ｂに接触
することによりオンするようになっている。特に、側突
用の第２のセンサエレメント２４の接点は左側側突用接
点２４ａと右側側突用接点２４ｂとが設けられており、
それらの接点出力を独立して出力することにより印加加
速度の方向を区別して検出することができる。尚、図１
３及び図１４は１つのセンサエレメント２３のみを示し
ている。
のセンサエレメント２３と第２のセンサエレメント２４
とを図１２に示すように２個用いるようにしている。こ
の場合、前突用の第１のセンサエレメント２３は、片持
ち支持されたおもり可動電極２３ａが固定電極２３ｂに
接触することによりオンするように構成されている。ま
た、側突用の第２のセンサエレメント２４は、片持ち支
持されたおもり可動電極２４ａが固定電極２４ｂに接触
することによりオンするようになっている。特に、側突
用の第２のセンサエレメント２４の接点は左側側突用接
点２４ａと右側側突用接点２４ｂとが設けられており、
それらの接点出力を独立して出力することにより印加加
速度の方向を区別して検出することができる。尚、図１
３及び図１４は１つのセンサエレメント２３のみを示し
ている。
【００４６】この第４の実施の形態によれば、従来では
３個必要であったセーフティングセンサを２個のセンサ
エレメントを有する１つの加速度センサチップに集積す
ることができるので、小形化及びコストダウンを図るこ
とができると共に、各センサエレメント２３，２４の検
出特性を高めることができる。尚、センサ形状として
は、図１３に示すような両持ちの梁構造、或いは図１４
に示すような折れ曲り梁構造を採用するようにしてもよ
い。
３個必要であったセーフティングセンサを２個のセンサ
エレメントを有する１つの加速度センサチップに集積す
ることができるので、小形化及びコストダウンを図るこ
とができると共に、各センサエレメント２３，２４の検
出特性を高めることができる。尚、センサ形状として
は、図１３に示すような両持ちの梁構造、或いは図１４
に示すような折れ曲り梁構造を採用するようにしてもよ
い。
【００４７】また、車両の剛性によって前突用、側突用
のセンサエレメントのオンレベルを同一に設定可能な場
合は、図１１で示したようなスパイラル形状の梁を使用
したセンサエレメントを使用し、Ｙ方向を車両進行方向
となるように配置し、接点２２ａ（左側側突用），２２
ｃ（前突用），２２ｅ（右側側突用）の出力を使用する
ことによりセーフティングセンサとして構成することも
できる。
のセンサエレメントのオンレベルを同一に設定可能な場
合は、図１１で示したようなスパイラル形状の梁を使用
したセンサエレメントを使用し、Ｙ方向を車両進行方向
となるように配置し、接点２２ａ（左側側突用），２２
ｃ（前突用），２２ｅ（右側側突用）の出力を使用する
ことによりセーフティングセンサとして構成することも
できる。
【００４８】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態を図１５乃至図１７を参照して説明する。
この第５の実施の形態は、加速度センサチップ１を自動
車用ロールオーバセンサに適用したことを特徴とする。
の実施の形態を図１５乃至図１７を参照して説明する。
この第５の実施の形態は、加速度センサチップ１を自動
車用ロールオーバセンサに適用したことを特徴とする。
【００４９】このロールオーバは、ヨーレートセンサを
用いてロールレイト（角速度）を検出し、ロールレイト
とロール角との関係が図１５中に斜線で示すロールオー
バ判定領域となったかに基づいて判定するようにしてい
る。
用いてロールレイト（角速度）を検出し、ロールレイト
とロール角との関係が図１５中に斜線で示すロールオー
バ判定領域となったかに基づいて判定するようにしてい
る。
【００５０】この場合、車両のロール角は、加速度セン
サチップ１にオンレベルが異なるセンサエレメントを複
数形成することにより求めることができる。
サチップ１にオンレベルが異なるセンサエレメントを複
数形成することにより求めることができる。
【００５１】例えば、図１５でのロール角３０°〜６０
°での判定を説明する。この図１５において、ロールオ
ーバの判定境界は、ロール角（°）とロールレイト（°
／sec)との関係が（３０、５０）と（６０、２０）とを
結ぶ判定境界を上回ったときにロールオーバと判定され
る。
°での判定を説明する。この図１５において、ロールオ
ーバの判定境界は、ロール角（°）とロールレイト（°
／sec)との関係が（３０、５０）と（６０、２０）とを
結ぶ判定境界を上回ったときにロールオーバと判定され
る。
【００５２】従って、図７に示したような加速度センサ
チップ１を角度センサとして使用するには、検出軸（お
もり可動電極８が移動可能な検出面方向）が水平方向で
且つ前輪を結ぶ方向となるように設定する。また、第１
のセンサエレメント２は０．５Ｇ以上、第２のセンサエ
レメント３は０．８７Ｇ以上でオンするように設定す
る。
チップ１を角度センサとして使用するには、検出軸（お
もり可動電極８が移動可能な検出面方向）が水平方向で
且つ前輪を結ぶ方向となるように設定する。また、第１
のセンサエレメント２は０．５Ｇ以上、第２のセンサエ
レメント３は０．８７Ｇ以上でオンするように設定す
る。
【００５３】ここで、図１６に示すように検出軸が水平
方向からθ°傾いた場合はセンサエレメント２，３には
重力の分力Ｇ・sin θが印加されるので、センサエレメ
ント２，３がオンしたときの角度θｎは、以下の数式３
で表すことができる。但し、ｇは重力加速度を示してい
る。
方向からθ°傾いた場合はセンサエレメント２，３には
重力の分力Ｇ・sin θが印加されるので、センサエレメ
ント２，３がオンしたときの角度θｎは、以下の数式３
で表すことができる。但し、ｇは重力加速度を示してい
る。
【００５４】
【数式３】
【００５５】また、各センサエレメント２，３がオンし
たときの間隔時間をｔn 、θｎ〜θn+１の角速度ωn と
すると、角速度ωn は、以下の数式４で表すことができ
る。
たときの間隔時間をｔn 、θｎ〜θn+１の角速度ωn と
すると、角速度ωn は、以下の数式４で表すことができ
る。
【００５６】
【数式４】
【００５７】従って、上述したようなオンレベルが設定
された第１のセンサエレメント２にあっては検出軸が水
平方向から３０°傾いた状態でオンし、第２のセンサエ
レメント３にあっては検出軸が水平方向から６０°傾い
た状態でオンする。
された第１のセンサエレメント２にあっては検出軸が水
平方向から３０°傾いた状態でオンし、第２のセンサエ
レメント３にあっては検出軸が水平方向から６０°傾い
た状態でオンする。
【００５８】また、第１のセンサエレメント２がオンし
てから第２のセンサエレメント３がオンするまでの時間
差をｔと設定すると、３０°〜６０°の角速度ωは３０
°／ｔで表すことができる。このように求めた角速度ω
が境界ロールレートの平均（（５０＋２０）／２）より
大きいか、小さいかで判定する。この場合、角度センサ
としてセンサエレメントを多数設けることにより、図１
５に示したロールオーバの判定を広範囲なロール角で行
うことができる。
てから第２のセンサエレメント３がオンするまでの時間
差をｔと設定すると、３０°〜６０°の角速度ωは３０
°／ｔで表すことができる。このように求めた角速度ω
が境界ロールレートの平均（（５０＋２０）／２）より
大きいか、小さいかで判定する。この場合、角度センサ
としてセンサエレメントを多数設けることにより、図１
５に示したロールオーバの判定を広範囲なロール角で行
うことができる。
【００５９】また、図１６では角度センサのセンサエレ
メントがオフからオンするタイミングを採用するように
したが、図１７に示すように通常状態での検出軸の方向
が車両の垂直方向となるように加速度センサチップ１を
配置することにより、センサエレメントがオンからオフ
するタイミングでロールオーバの判定を行うようにして
もよい。この場合、加速度センサチップ１が水平方向か
らθ°傾いた場合は、センサエレメント２，３には重力
の分力Ｇ・cos θが印加される。
メントがオフからオンするタイミングを採用するように
したが、図１７に示すように通常状態での検出軸の方向
が車両の垂直方向となるように加速度センサチップ１を
配置することにより、センサエレメントがオンからオフ
するタイミングでロールオーバの判定を行うようにして
もよい。この場合、加速度センサチップ１が水平方向か
らθ°傾いた場合は、センサエレメント２，３には重力
の分力Ｇ・cos θが印加される。
【００６０】本発明は、上記各実施の形態にのみ限定さ
れるものではなく、次のように変形または拡張できる。
上記第１及び第２の実施の形態では、加速度センサチッ
プ１の各センサエレメントから加速度の範囲に応じた電
圧信号を出力するように構成したが、１〜３（Ｇ）以上
でオンする各センサエレメントからのオンオフ信号を独
立に出力するように構成するようにしてもよく、そのよ
うな構成における震度と出力との関係は図１８に示すよ
うに表される。
れるものではなく、次のように変形または拡張できる。
上記第１及び第２の実施の形態では、加速度センサチッ
プ１の各センサエレメントから加速度の範囲に応じた電
圧信号を出力するように構成したが、１〜３（Ｇ）以上
でオンする各センサエレメントからのオンオフ信号を独
立に出力するように構成するようにしてもよく、そのよ
うな構成における震度と出力との関係は図１８に示すよ
うに表される。
【００６１】加速度センサチップに他のセンサ、例えば
加速度リニアセンサ或いはヨーレートセンサなどを組合
わせて一体に製作するようにしてもよい。
加速度リニアセンサ或いはヨーレートセンサなどを組合
わせて一体に製作するようにしてもよい。
【図１】本発明の第１の実施の形態における加速度セン
サチップの平面図
サチップの平面図
【図２】センサエレメントの横断面図
【図３】センサエレメントの断面図
【図４】センサエレメントの電気的接続関係を示す電気
回路図
回路図
【図５】加速度センサチップの印加加速度に対する出力
電圧特性図
電圧特性図
【図６】センサエレメントが多数の状態で示す図５相当
図
図
【図７】感震用の加速度センサチップを示す図１相当図
【図８】加速度センサチップの印加加速度に対する出力
電圧特性図
電圧特性図
【図９】本発明の第２の実施の形態を示す図４相当図
【図１０】図５相当図
【図１１】本発明の第３の実施の形態を示すセンサエレ
メントの平面図
メントの平面図
【図１２】本発明の第４の実施の形態を示すセンサチッ
プの横断面図
プの横断面図
【図１３】変形例を示すセンサエレメントの横断面図
【図１４】変形例を示す図１３相当図
【図１５】本発明の第５の実施の形態におけるロールオ
ーバー判定領域を示す図
ーバー判定領域を示す図
【図１６】本発明の第６の実施の形態における加速度セ
ンサチップによる検出原理を示す図
ンサチップによる検出原理を示す図
【図１７】変形例を示す図１６相当図
【図１８】本発明のその他の実施の形態を示す加速度セ
ンサチップの出力特性図
ンサチップの出力特性図
１は加速度センサチップ、２〜４はセンサエレメント、
８はおもり可動電極、８ａは検出面、９は固定電極、９
は被検出面、２３，２４はセンサエレメントである。
８はおもり可動電極、８ａは検出面、９は固定電極、９
は被検出面、２３，２４はセンサエレメントである。
Claims (4)
- 【請求項１】 移動可能に弾性支持されたおもり可動電
極が印加加速度に応じて当該おもり可動電極の移動軌跡
上に形成された固定電極に接触することによりオンする
ように構成されたセンサエレメントをセンサチップに複
数形成し、 前記センサエレメントがオンする印加加速度はセンサエ
レメント毎に異なるように設定されていることを特徴と
する半導体加速度センサ。 - 【請求項２】 前記おもり可動電極は所定の検出面内に
おける全方位に移動可能に弾性支持され、 前記固定電極は前記おもり可動電極を包囲するように形
成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体加
速度センサ。 - 【請求項３】 前記固定電極は所定角度毎に独立して設
けられ、 前記おもり可動電極が接触する固定電極の位置に基づい
て印加加速度の方向を検出するように構成されているこ
とを特徴とする請求項２記載の半導体加速度センサ。 - 【請求項４】 所定の検出方向に移動可能に弾性支持さ
れたおもり可動電極が当該おもり可動電極の移動軌跡上
に形成された固定電極に接触することによりオンするよ
うに構成されたセンサエレメントをセンサチップに複数
形成し、 前記センサエレメントがオンする検出方向はセンサエレ
メント毎に異なるように設定されていることを特徴とす
る半導体加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10045402A JPH11242052A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 半導体加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10045402A JPH11242052A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 半導体加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11242052A true JPH11242052A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=12718271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10045402A Pending JPH11242052A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 半導体加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11242052A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005088664A1 (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Gunma Prefecture | スイッチ機能を有するセンサ、その製造方法、およびこれらを組み込んだ電子機器 |
| JP2008039664A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Hitachi Metals Ltd | マルチレンジ加速度センサー |
| JP2011164046A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Seiko Epson Corp | 加速度算出方法及び加速度算出装置 |
| WO2011118090A1 (ja) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | 大日本印刷株式会社 | 力学量センサ及びその製造方法 |
| JP2011209283A (ja) * | 2011-03-11 | 2011-10-20 | Dainippon Printing Co Ltd | 力学量センサ及びその製造方法 |
| CN102693865A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-09-26 | 南京理工大学 | 一种微机械万向碰撞开关 |
| CN102810430A (zh) * | 2011-06-01 | 2012-12-05 | 精工电子有限公司 | 加速度开关 |
| JP5640169B1 (ja) * | 2014-05-19 | 2014-12-10 | 株式会社トライフォース・マネジメント | 加速度センサ |
| CN108490217A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-09-04 | 温州大学 | 接触模式微加速度计 |
-
1998
- 1998-02-26 JP JP10045402A patent/JPH11242052A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005088664A1 (ja) * | 2004-03-12 | 2008-05-08 | 群馬県 | スイッチ機能を有するセンサ、その製造方法、およびこれらを組み込んだ電子機器 |
| US7649150B2 (en) | 2004-03-12 | 2010-01-19 | Nittei Musen Co., Ltd. | Sensor having switch function, manufacturing method thereof and electronic device having sensor built therein |
| WO2005088664A1 (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Gunma Prefecture | スイッチ機能を有するセンサ、その製造方法、およびこれらを組み込んだ電子機器 |
| JP2008039664A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Hitachi Metals Ltd | マルチレンジ加速度センサー |
| JP2011164046A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Seiko Epson Corp | 加速度算出方法及び加速度算出装置 |
| US8471573B2 (en) | 2010-03-26 | 2013-06-25 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Dynamic quantity sensor and manufacturing method thereof |
| WO2011118090A1 (ja) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | 大日本印刷株式会社 | 力学量センサ及びその製造方法 |
| JP2011209283A (ja) * | 2011-03-11 | 2011-10-20 | Dainippon Printing Co Ltd | 力学量センサ及びその製造方法 |
| CN102810430A (zh) * | 2011-06-01 | 2012-12-05 | 精工电子有限公司 | 加速度开关 |
| JP2012251819A (ja) * | 2011-06-01 | 2012-12-20 | Seiko Instruments Inc | 加速度スイッチ |
| CN102693865A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-09-26 | 南京理工大学 | 一种微机械万向碰撞开关 |
| JP5640169B1 (ja) * | 2014-05-19 | 2014-12-10 | 株式会社トライフォース・マネジメント | 加速度センサ |
| CN108490217A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-09-04 | 温州大学 | 接触模式微加速度计 |
| CN108490217B (zh) * | 2018-03-26 | 2020-08-25 | 温州大学 | 接触模式微加速度计 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6360605B1 (en) | Micromechanical device | |
| EP3382400B1 (en) | Three-axis inertial sensor for detecting linear acceleration | |
| JPH05142249A (ja) | 三次元加速度センサ | |
| KR101419967B1 (ko) | 다축 마이크로메카닉 가속도센서 | |
| US7046028B2 (en) | Method of inspecting a semiconductor dynamic quantity sensor | |
| TWI762816B (zh) | 經提升靈敏度之z軸加速度計 | |
| US6761070B2 (en) | Microfabricated linear accelerometer | |
| US20130081930A1 (en) | Acceleration switch and electronic device | |
| US10913652B2 (en) | Micromechanical z-inertial sensor | |
| EP1865329B1 (en) | Semiconductor acceleration sensor | |
| JPH11242052A (ja) | 半導体加速度センサ | |
| US20040187573A1 (en) | Semiconductor dynamic quantity sensor | |
| US8074517B2 (en) | Inertia force sensor | |
| EP2506017B1 (en) | Acceleration sensor | |
| US9612254B2 (en) | Microelectromechanical systems devices with improved lateral sensitivity | |
| CN111735986A (zh) | 微机械惯性传感器 | |
| US10900996B2 (en) | Micromechanical sensor and method for manufacturing a micromechanical sensor | |
| WO2011161917A1 (ja) | 加速度センサ | |
| US6536282B1 (en) | Sensor, composed of a multilayer substrate, having a spring element that is delineated out of a semiconductor layer | |
| JPH05264577A (ja) | 加速度センサ及びそれを使用したエアバッグ装置並びに車体制御装置 | |
| JP2007198892A (ja) | 衝撃検知センサ | |
| JP2006145505A (ja) | 傾斜センサ | |
| JP2007298408A (ja) | 静電容量式センサ | |
| JP2002243759A (ja) | 半導体加速度センサ素子 | |
| JP4116870B2 (ja) | 加速度センサの実装構造 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040510 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060126 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060207 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060704 |