(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動電極と、
支持体と、
前記可動電極を前記支持体に移動可能な状態で取り付ける梁部材と、
前記可動電極と第１の方向から対向している第１の固定電極と、
前記可動電極と前記第１の方向とは異なる第２の方向から対向している第２の固定電極と、
前記可動電極と各前記固定電極の間で生じる静電容量の変化を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果を補正して加速度を示す加速度信号を生成する補正部と、
を備え、
前記固定電極と前記可動電極の組み合わせは複数種類あり、
前記補正部は、前記組み合わせの種類ごとに、互いに異なる補正方法に基づいて前記補正を行う静電容量型センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の静電容量型センサにおいて、
前記可動電極を介して前記第１の方向から前記第１の固定電極と対向している第３の前記固定電極を備え、
前記検出部は、前記可動電極と前記第１の固定電極の間で生じる第１の前記静電容量、前記可動電極と前記第２の固定電極の間で生じる第２の前記静電容量、及び前記可動電極と前記第３の固定電極の間で生じる第３の前記静電容量を検出し、
前記補正部は、
前記第１の静電容量及び前記第３の静電容量を用いて前記第１の方向の加速度を示す第１の前記加速度信号を算出し、かつ前記第２の静電容量を用いて前記第２の方向の加速度を示す第２の前記加速度信号を算出し、
前記第２の加速度信号を算出するときの前記補正方法を、前記第１の加速度信号を算出するときの前記補正方法とは異ならせる静電容量型センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の静電容量型センサにおいて、
前記第１の固定電極及び前記第３の固定電極は前記可動電極の縁に対向しており、
前記第２の固定電極は、前記可動電極の表面又は裏面に対向している静電容量型センサ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の静電容量型センサにおいて、
前記検出部の検出結果は加速度に対して非線形であり、
前記補正部は、前記検出部の検出結果を加速度に対して線形となるように補正する静電容量型センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の静電容量型センサにおいて、
前記可動電極と前記固定電極の間の距離及び前記梁部材のバネ定数を用いて、加速度から前記静電容量を算出する理論式が算出されており、
前記補正部は、前記理論式の逆変換式を用いて前記補正を行う静電容量型センサ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の静電容量型センサにおいて、
前記補正部は、補正テーブルを記憶しており、かつ前記補正テーブルを用いた補正式に基づいて前記加速度信号を生成する静電容量型センサ。
【請求項７】
請求項６に記載の静電容量型センサにおいて、
前記補正テーブルは書き換え可能である静電容量型センサ。
【請求項８】
可動電極と、
支持体と、
前記可動電極を前記支持体に移動可能な状態で取り付ける梁部材と、
前記可動電極と第１の方向から対向している第１の固定電極と、
前記可動電極と前記第１の方向とは異なる第２の方向から対向している第２の固定電極と、
前記可動電極と各前記固定電極の間で生じる静電容量の変化を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された、加速度に対して非線形な出力を、加速度に対して線形な出力となるように補正し、補正後の出力に対応する加速度を示す加速度信号を生成する補正部と、
を備える静電容量型センサにおける非線形出力の補正方法であって、
前記可動電極と前記固定電極の間の距離及び前記梁部材のバネ定数を用いて、加速度から前記静電容量を算出する理論式が算出されており、
前記理論式の逆変換式を用いて前記検出部による出力を補正する、非線形出力の補正方法。
【請求項９】
請求項８に記載の非線形出力の補正方法において、前記理論式は、前記可動電極と前記固定電極の間の距離に関する設計値からのズレを用いて算出されている、非線形出力の補正方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の非線形出力の補正方法において、
前記静電容量型センサは、
前記可動電極を介して前記第１の方向から前記第１の固定電極と対向している第３の前記固定電極を備え、
前記静電容量型センサの前記検出部は、前記可動電極と前記第１の固定電極の間で生じる第１の前記静電容量、前記可動電極と前記第２の固定電極の間で生じる第２の前記静電容量、及び前記可動電極と前記第３の固定電極の間で生じる第３の前記静電容量を検出し、
前記静電容量型センサの前記補正部は、前記第１の静電容量及び前記第３の静電容量を用いて前記第１の方向の加速度を示す第１の前記加速度信号を算出し、かつ前記第２の静電容量を用いて前記第２の方向の加速度を示す第２の前記加速度信号を算出し、
第１の前記加速度信号と第２の前記加速度信号とについて、互いに異なる前記理論式が算出されており、
第１の前記加速度信号と第２の前記加速度信号とを、それぞれについて算出した前記理論式の逆変換式を用いて補正する、非線形出力の補正方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の非線形出力の補正方法において、
前記可動電極と前記第１の固定電極との間の距離の設計値と、前記可動電極と前記第３の固定電極との間の距離の設計値とは、等しい値であり、
前記理論式は、前記静電容量型センサの製造時に生じた前記可動電極と前記第１及び第３の固定電極との間の距離の設計値からのズレを用いて算出されている、非線形出力の補正方法。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の非線形出力の補正方法において、
前記静電容量型センサに加速度を加えて前記静電容量型センサの出力を実測し、実測した前記静電容量型センサの出力と前記静電容量型センサに加えた加速度とに基づいて前記理論式の係数が定められており、係数を定めた後の理論式の逆変換式を用いて補正する、非線形出力の補正方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の非線形出力の補正方法において、
前記理論式の係数を定めるために前記第１の方向について前記静電容量型センサに加える加速度の範囲と、前記第２の方向について前記静電容量型センサに加える加速度の範囲とは、互いに異なる、非線形出力の補正方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の非線形出力の補正方法において、
第１の前記加速度信号の補正に用いる前記理論式の係数を定めるために前記静電容量型センサに加える加速度の範囲は、負の値と正の値の双方を含む、非線形出力の補正方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の非線形出力の補正方法において、
第２の前記加速度信号の補正に用いる前記理論式の係数を定めるために前記静電容量型センサに加える加速度の範囲は、負の値と正の値のいずれか一方のみを含む、非線形出力の補正方法。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の非線形出力の補正方法において、
前記理論式の係数を定めるために重力加速度を利用して前記静電容量型センサに対して加速度を加える、非線形出力の補正方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の非線形出力の補正方法において、
前記静電容量型センサの出力の補正を行う場所における重力加速度を測定し、測定された重力加速度の大きさを基準とする、非線形出力の補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度を検出する静電容量型センサ、及び非線形出力の補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度を検出する加速度検出装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、静電容量型の装置がある。この静電容量型の装置は、可動電極の近傍に固定電極を配置し、可動電極と固定電極の間の静電容量の変化を検出することにより、加速度を検出するものである。【０００３】
また、特許文献１，２，３には、静電容量の変化と可動電極の変位量との関係は非線形であることが示されている。なお特許文献１，２，３において、可動電極の変位量は微小であるため、静電容量の変化と可動電極の変位量との関係を線形と捉えることができる、と記載されている。【０００４】
特許文献４と５が開示する加速度センサは、静電容量の変化と可動電極の変位量との関係を非線形と捉え、この非線形性を補正する。特許文献４が開示する加速度センサは、円筒形状の３軸加速度センサである。この加速度センサは、円筒の延伸方向について互いに対向する固定円盤上の電極と可動円盤上の電極との間の静電容量の変化に基づき、３軸それぞれについて加速度を検出する。特許文献５の加速度センサが検出するのは、一方向についての加速度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１１０３８３号公報
【特許文献２】特開平５−７２２２５号公報
【特許文献３】特開平５−３４０９５８号公報
【特許文献４】特開平８−３１３５５２号公報
【特許文献５】特開平７−１２０４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、可動電極及びその可動電極とそれぞれ異なる方向から対向する複数の固定電極を持つ静電容量型センサの構築を検討した。そして本発明者は、この静電容量型センサにおいて、複数方向それぞれについて精度よく加速度を検出する方法を検討した。【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、可動電極及びその可動電極とそれぞれ異なる方向から対向する複数の固定電極を持つ静電容量型センサにおいて、複数方向それぞれについて加速度を精度良く検出することができる静電容量型センサ及び補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る静電容量型センサは、可動電極、支持体、梁部材、第１の固定電極、第２の固定電極、検出部、及び補正部を備えている。梁部材は、可動電極を支持体に移動可能な状態で取り付ける。第１の固定電極は、可動電極と第１の方向から対向している。第２の固定電極は、第１の方向とは異なる第２の方向から可動電極に対向している。検出部は、可動電極と各固定電極の間で生じる静電容量の変化を検出する。補正部は、検出部の検出結果を補正して加速度を示す加速度信号を生成する。固定電極と可動電極の組み合わせは複数種類ある。補正部は、組み合わせの種類ごとに、互いに異なる補正方法に基づいて補正を行う。
【０００９】
本発明にかかる非線形出力の補正方法は、上記した静電容量型センサにおける検出部の出力を補正する方法である。可動電極と固定電極の間の距離及び梁部材のバネ定数を用いて、加速度から静電容量を算出する理論式が算出されている。そして、理論式の逆変換式を用いて検出部の出力を補正する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、可動電極及びその可動電極とそれぞれ異なる方向から対向する複数の固定電極を持つ静電容量型センサにおいて、複数方向それぞれについて加速度を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る静電容量型センサの構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´断面図である。
【図３】静電容量型センサの検出部の回路構成を示す図である。
【図４】静電容量型センサの可動電極に図１，２におけるＸ方向の加速度が加わったときの可動電極の動きを示す図である。
【図５】検出部からの出力と加速度Ｇの関係を示す図である。
【図６】式（６）に示す補正式と、図５に示す出力ΔＣをこの補正式で補正した後の出力（第１の加速度信号）を示す図である。
【図７】静電容量型センサの検出部の回路構成を示す図である。
【図８】静電容量型センサの可動電極に図２におけるＺ方向の加速度が加わったときの可動電極の動きを示す図である。
【図９】検出部からの出力と加速度Ｇの関係を示す図である。
【図１０】式（１１）に示す補正式と、図９に示す出力をこの補正式で補正した後の出力（第２の加速度信号）を示す図である。
【図１１】第２の実施形態に係る静電容量型センサの機能構成を示す図である。
【図１２】第２の実施形態に係る静電容量型センサの機能構成を示す図である。
【図１３】静電容量型センサの図１，２におけるＸ方向について、初期状態における固定電極及び可動電極の位置関係を示す図である。
【図１４】静電容量型センサの可動電極に、図１，２におけるＸ方向の加速度が加わったときの可動電極の動きを示す図である。
【図１５】第３の実施形態における検出部からの出力と加速度Ｇの関係を示す図である。
【図１６】式（１９）に示す補正式と、図１５に示す出力ΔＣをこの補正式で補正した後の出力（第１の加速度信号）を示す図である。
【図１７】静電容量型センサの図２におけるＺ方向について、初期状態における可動電極と固定電極との位置関係を示す図である。
【図１８】静電容量型センサの可動電極に、図２におけるＺ方向の加速度が加わったときの可動電極の動きを示す図である。
【図１９】図１３において初期ズレｄｏｆｓｔ≠０である場合における出力ΔＣと加速度Ｇの関係を示す図である。
【図２０】静電容量型センサの筐体に対し、重力加速度を利用して印加できる加速度の範囲を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１４】
また、以下に示す説明において、検出部２００及び補正部３００の各構成要素は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。検出部２００及び補正部３００は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされたプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶メディア、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法には様々な変形例がある。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る静電容量型センサ１０の構成を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ´断面図である。本実施形態に係る静電容量型センサ１０は、可動電極１１０、支持体１２０、梁部材１３０、固定電極１４１，１４２、検出部２００、及び補正部３００を備えている。梁部材１３０はバネとして機能し、可動電極１１０を支持体１２０に移動可能な状態で取り付けている。検出部２００は、可動電極１１０と固定電極１４１，１４２の間で生じる静電容量の変化を検出する。そして補正部３００は、検出部２００の検出結果を補正して加速度を示す加速度信号を生成する。
【００１６】
本実施形態によれば、加速度信号は、検出部２００の検出結果を補正した値になっている。このため、静電容量の変化と加速度信号との関係を非線形にすることができる。従って、加速度を精度良く検出することができる。以下、静電容量型センサ１０について詳細に説明する。
【００１７】
可動電極１１０は平板状であり、その平面形状は矩形である。そして可動電極１１０の第１辺（縁）には固定電極１４１（第１の固定電極）が対向しており、可動電極１１０のうち第１辺に対向する辺（第２辺）には固定電極１４２（第２の固定電極）が対向している。固定電極１４１，１４２は、可動電極１１０を介して互いに対向しており、可動電極１１０の中心を通っていて第１辺に平行な線を基準に、互いに線対称となる位置に配置されている。
【００１８】
本図に示す例において、可動電極１１０の各辺はいずれも直線状になっている。ただし、これらの辺は櫛歯状になっていてもよい。この場合、固定電極１４１，１４２のうち可動電極１１０に対向する辺も櫛歯状になっており、可動電極１１０とかみ合うように配置される。
【００１９】
支持体１２０は、可動電極１１０の４辺を囲むように設けられている。詳細には、支持体１２０は矩形の開口を有している。この開口の４辺は、可動電極１１０の４辺と平行になっている。そして梁部材１３０は４つ設けられている。各々の梁部材１３０の一端は、可動電極１１０の角に取り付けられており、他端は支持体１２０の開口の角に取り付けられている。ただし、梁部材１３０の配置は本図に示す例に限定されない。
【００２０】
また、静電容量型センサ１０は、固定電極１５１，１５２を備えている。固定電極１５１は、可動電極１１０の第３辺に対向しており、固定電極１５２は、可動電極１１０のうち第３辺に対向する辺（第４辺）に対向している。
【００２１】
図２において、静電容量型センサ１０は、ＳＯＩ(Silicon On Insulator)基板１６０を用いて形成されている。このＳＯＩ基板１６０は、下層のシリコン支持層１６１と、このシリコン支持層１６１上に形成された酸化シリコン層１６２と、この酸化シリコン層１６２上に形成された活性シリコン層１６３とで構成されている。そして、シリコン支持層１６１及び酸化シリコン層１６２は、可動電極１１０の４辺を取り囲む部分（支持体１２０）を残して、エッチングによって除去されている。このようにして、シリコン支持層１６１及び酸化シリコン層１６２の中央部には、空間部１６４が形成されている。
【００２２】
一方、上部の活性シリコン層１６３は、例えば異方性のドライエッチングにより、部分的に除去されている。この除去によって、活性シリコン層１６３から、中央部に位置する可動電極１１０と、この可動電極１１０の４隅から対角線上に外方へ延長する梁部材１３０（弾性部材）と、可動電極１１０の４辺と所定の間隔を介して対向する固定電極１４１，１４２，１５１，１５２がそれぞれ形成されている。
【００２３】
また、静電容量型センサ１０は、保護部材１７２，１７４を有している。保護部材１７２，１７４は、例えばガラスを用いて形成されている。保護部材１７２は、基板１６０のうち可動電極１１０が形成されている面（表面）を覆っており、保護部材１７４は、基板１６０の裏面を覆っている。保護部材１７２，１７４は、縁を除いて可動電極１１０などから離れている。そして保護部材１７２のうち可動電極１１０に対向している面には固定電極１８０（第３の固定電極）が形成されている。すなわち固定電極１８０は、固定電極１４１，１４２，１５１，１５２とは異なる方向から可動電極１１０に対向している。言い換えると、固定電極１４１，１４２は第１の方向（図１及び図２のＸ方向）から可動電極１１０に対向しており、固定電極１８０は第２の方向（図２のＺ方向）から可動電極１１０に対向している。この第２の方向は、可動電極１１０の表面又は裏面に対向する方向である。
【００２４】
そして補正部３００は、可動電極１１０と固定電極１４１の間の静電容量（第１の静電容量）の変化及び可動電極１１０と固定電極１４２の間の静電容量（第２の静電容量）の変化に基づいて、可動電極１１０に加わった加速度のうち可動電極１１０の第１辺に垂直な成分（図１，２におけるＸ方向の成分：第１方向の加速度）を検出し、検出した加速度の大きさを示す第１の加速度信号を出力する。具体的には、可動電極１１０と固定電極１４１の間の静電容量は、可動電極１１０と固定電極１４２の間の静電容量とは逆方向に変化する。このため、静電容量型センサ１０のうち、可動電極１１０に加わった加速度のうち可動電極１１０の第１辺に垂直な成分を検出する構造は、Ｘ方向に対称な差動構造になっている。
【００２５】
また、補正部３００は、可動電極１１０と固定電極１５１の間の静電容量の変化及び可動電極１１０と固定電極１５２の間の静電容量の変化に基づいて、可動電極１１０に加わった加速度のうち可動電極１１０の第１辺に平行な成分（図１におけるＹ方向の成分）を検出し、検出した加速度の大きさを示す加速度信号を出力する。そして静電容量型センサ１０は、可動電極１１０に加わった加速度のうち可動電極１１０の第１辺に平行な成分を検出するときには、Ｙ方向に対称な差動構造になっている。
【００２６】
また補正部３００は、可動電極１１０と固定電極１８０の間の静電容量（第３の静電容量）の変化に基づいて、可動電極１１０に加わった加速度のうち可動電極１１０に垂直な成分（図２におけるＺ方向の成分）を検出し、検出した加速度の大きさを示す第２の加速度信号を出力する。このように、静電容量型センサ１０は、可動電極１１０に加わった加速度のうち可動電極１１０に垂直な成分を検出するときには、Ｚ方向に非対称な構造になっている。
【００２７】
なお、補正部３００が用いる補正方法は、可動電極１１０及び固定電極の組み合わせによって異なっている。具体的には、可動電極１１０に加わった加速度のうち可動電極１１０に垂直な成分（図２におけるＺ方向の成分）を検出するときに用いる補正方法は、可動電極１１０に加わった加速度のうち可動電極１１０の第１辺に垂直な成分（図１，２におけるＸ方向の成分）を検出するときに用いる補正方法とは異なっている。
【００２８】
そしてこれらの補正方法は、例えば、以下のようにして設定される。まず、可動電極と固定電極の間の距離及び梁部材のバネ定数を用いて、加速度から静電容量を算出する理論式を算出する。そして、理論式の逆変換式を用いることにより、補正方法は設定される。
【００２９】
そして、補正部３００が用いる補正方法は、補正データ記憶部３０２に記憶されている。補正データ記憶部３０２は、例えば、補正テーブルを記憶している。そして補正部３００は、この補正テーブルを用いた補正式に基づいて、加速度信号を生成する。例えば補正部３００は、補正テーブルに記憶されている複数の点のうち互いに隣り合う２つの点を直線で結ぶことにより、補正式の近似式としての折線を算出する。このようにすると、補正部３００に加わる演算の負荷を小さくすることができる。
【００３０】
図３は、静電容量型センサ１０の検出部２００が有する検出部２１０の回路構成を示す図である。検出部２１０は、固定電極１４１，１４２に接続している。なお、検出部２００は、検出部２１０とは別に、固定電極１５１，１５２に接続している回路も有している。この回路も、検出部２１０と同様の構成である。
【００３１】
可動電極１１０には、直流電圧が印加されている。固定電極１４１は、差動アンプＱ１の負側の入力端子に接続している。差動アンプＱ１の正側の入力端子は接地されている。そして差動アンプＱ１の負側の入力端子と差動アンプＱ１の出力端子には、抵抗Ｒ１及び容量Ｃ１が並列に接続されている。
【００３２】
また、固定電極１４２は、差動アンプＱ２の負側の入力端子に接続している。差動アンプＱ２の正側の入力端子は接地されている。そして差動アンプＱ２の負側の入力端子と差動アンプＱ２の出力端子には、抵抗Ｒ２及び容量Ｃ２が並列に接続されている。
【００３３】
差動アンプＱ１の出力端子は、抵抗Ｒ３を介して差動アンプＱ３の一方の入力端子（例えば負側の入力端子）に入力されており、差動アンプＱ２の出力端子は、抵抗Ｒ４を介して差動アンプＱ３の他方の入力端子（例えば正側の入力端子）に入力されている。差動アンプＱ３の一方の入力端子と差動アンプＱ３の出力端子には、抵抗Ｒ５が並列に接続されている。また、抵抗Ｒ４と差動アンプＱ３の他方の入力端子の間は、抵抗Ｒ６を介して接地されている。そして差動アンプＱ３の出力が、補正部３００に入力される。
【００３４】
上記の差動アンプＱ１とＱ２の回路は、電荷・電圧変換回路であり、それぞれ接続された電極間の静電容量を電圧信号に変換して出力する。同様に上記の差動アンプＱ３の回路は差分演算回路であり、（Ｑ２−Ｑ１）の差分結果を出力する。
【００３５】
後述する理論式の算出では、表現の容易さから出力を静電容量[F]として表記している。しかし、実際の静電容量型センサ１０では、上記Ｑ１とＱ２により変換された電圧信号[V]が出力されている。
【００３６】
図４は、静電容量型センサ１０の可動電極１１０に図１，２におけるＸ方向の加速度が加わったときの可動電極１１０の動きを示している。可動電極１１０と固定電極１４１，１４２の初期間隔(加速度０の場合の電極間隔)を、ｄ０とする。可動電極１１０がΔｄだけ左に移動した場合、可動電極１１０と固定電極１４１との間隔ｄ１は(d0-Δd)になり、可動電極１１０と固定電極１４２との間隔ｄ２は(d0+Δd)になる。
【００３７】
そして、可動電極１１０と固定電極１４１との間の静電容量C１は式（１）により求められる。
【数１】
0006020711.tif 000002
ここで、ε：誘電率であり、Ｓ１は、可動電極１１０と固定電極１４１が対向している部分の面積である。
【００３８】
同様に、可動電極１１０と固定電極１４２との間の静電容量C２は式（２）により求められる。
【数２】
0006020711.tif 000003
ここで、Ｓ２は、可動電極１１０と固定電極１４２が対向している部分の面積である。
【００３９】
そして、Ｓ２はＳ１に等しい。このため、図３の検出部２１０からの出力ΔＣを示す理論式は、（１）式と（２）式の差となるため、以下の（３）式のようになる。
【数３】
0006020711.tif 000004
【００４０】
そして、可動電極１１０の質量をｍとして、４つの梁部材１３０を一つのバネと見なしたときのバネ定数をｋとした場合、この（３）式は、ｆ＝ｍ・ａ＝ｋ・Δｄを用いることで、以下のように変形される。この式が、加速度ａを算出するための理論式になる。
【数４】
0006020711.tif 000005
【００４１】
ここで、αXY：εS１・2(k/m)、βXY：(k/m)2・d02とすると、式（４）は、以下の式（５）のようになる。
【数５】
0006020711.tif 000006
【００４２】
そして、上記した（５）式の逆変換式は、以下の（６）式のようになる。
【数６】
0006020711.tif 000007
【００４３】
補正部３００は、この（６）式に基づいた補正を行い、第１の加速度信号を算出する。そして（６）式における係数αXY，βXYの具体的な数値については、静電容量型センサ１０の設計値の各電極の面積、電極の初期間隔ｄ０、電極間の誘電率、錘の質量、梁のバネ定数等の数値を用いて求めることができる。また、係数αXY，βXYの具体的な数値としては、静電容量型センサ１０の各電極の面積、電極の初期間隔ｄ０、電極間の誘電率、錘の質量、梁のバネ定数等を実測した結果の数値を用いてもよい。またこの具体的な数値は、各々の静電容量型センサ１０に所定の加速度（好ましくは複数の加速度）を加え、そのときの静電容量型センサ１０からの出力の実測値を（６）式にフィッティングさせることにより、算出しても良い。このときのフィッティングには、例えば最小二乗法を用いることができる。ただし、フィッティングは最小二乗法に限定するものではない。そして係数αXY，βXYを示すデータは、補正データ記憶部３０２に記憶されている。なお、補正データ記憶部３０２が記憶しているデータは、書き換え可能になっている。
【００４４】
図５は、検出部２１０からの出力ΔＣと加速度Ｇの関係を示す図である。本図に示すように、検出部２１０からの出力ΔＣと加速度Ｇの関係は非線形である。
【００４５】
図６は、式（６）に示す補正式と、図５に示す出力ΔＣをこの補正式で補正した後の出力（第１の加速度信号）を示す図である。本図に示すように、補正部３００による補正を行うことにより、補正部３００の出力と加速度Ｇの関係を線形にすることができる。
【００４６】
なお、本図に示す例において、補正部３００は、加速度が正のときと負のときとで、互いに異なる補正方法を設けていてもよい。例えば上記したフィッティングを、加速度が正のときと負のときとで分けて行うことで、互いに異なる補正方法が設定される。このようにすると、補正部３００による補正の精度は高くなる。
【００４７】
なお、静電容量型センサ１０の可動電極１１０に図１におけるＹ方向の加速度が加わった場合においても、補正部３００は、図４を用いて説明した内容と同様の補正を行う。
【００４８】
図７は、静電容量型センサ１０の検出部２００が有する検出部２２０の回路構成を示す図である。検出部２２０は、固定電極１８０に接続している。
【００４９】
上記したように、可動電極１１０には、直流電圧が印加されている。固定電極１８０は、差動アンプＱ１１の負側の入力端子に接続している。差動アンプＱ１１の正側の入力端子は接地されている。そして差動アンプＱ１１の負側の入力端子と差動アンプＱ１１の出力端子には、抵抗Ｒ１１及び容量Ｃ１１が並列に接続されている。
【００５０】
差動アンプＱ１１の出力端子は、抵抗Ｒ１２を介して差動アンプＱ１３の一方の入力端子（例えば負側の入力端子）に入力されている。差動アンプＱ１３の他方の入力端子（例えば正側の入力端子）には、抵抗Ｒ１３を介して差動アンプＱ１２の出力端子が接続されている。差動アンプＱ１２の一方の入力端子（例えば負側の入力端子）は差動アンプＱ１２の出力端子に接続されており、差動アンプＱ１２の他方の入力端子（例えば正側の入力端子）には、可変抵抗ＶＲ１１を介して基準電圧が印加されている。
【００５１】
そして、差動アンプＱ１３の一方の入力端子と差動アンプＱ１３の出力端子には、抵抗Ｒ１４が並列に接続されている。また、抵抗Ｒ１３と差動アンプＱ１３の他方の入力端子の間は、抵抗Ｒ１５を介して接地されている。そして差動アンプＱ１３の出力が、補正部３００に入力される。
【００５２】
図８は、静電容量型センサ１０の可動電極１１０に図２におけるＺ方向の加速度が加わったときの可動電極１１０の動きを示している。可動電極１１０と固定電極１８０の初期間隔(加速度０の場合の電極間隔)を、ｄ０とする。可動電極１１０がΔd2だけ上に移動した場合、可動電極１１０と固定電極１８０との間隔ｄ３は(ｄ０-Δｄ２)になる。
【００５３】
そして、可動電極１１０と固定電極１８０との間の静電容量Ｃ３は式（７）により求められる。
【数７】
0006020711.tif 000008
ここで、ε：誘電率であり、Ｓ３は、可動電極１１０と固定電極１８０が対向している部分の面積である。
【００５４】
そして、図７の検出部２２０からの出力ΔＣを示す理論式は、以下の（８）式のようになる。
【数８】
0006020711.tif 000009
【００５５】
可動電極１１０の質量をｍ、４つの梁部材１３０を１つのバネと見なしたときのＺ方向のバネ定数をｋ２とした場合、ｆ＝ｍ・ａ＝ｋ２・Δｄ２を用いることで、式（8）を式（9）に変形することができる。この式（9）が、加速度ａを算出するための理論式になる。
【数９】
0006020711.tif 000010
【００５６】
ここで、αｚ：ε・Ｓ３・(１/ d0)、βｚ：(ｋ２/ｍ)・ｄ０とすると、式（９）は、以下の式（１０）のようになる。
【数１０】
0006020711.tif 000011
【００５７】
そして、上記した（１０）式の逆変換式は、以下の（１１）式のようになる。
【数１１】
0006020711.tif 000012
【００５８】
補正部３００は、この（１１）式に基づいた補正を行い、第２の加速度信号を算出する。そして（１１）式における係数αｚ，βｚの具体的な数値については、上記した係数αｘｙ，βｘｙと同様の方法で求めることができる。
【００５９】
図９は、検出部２２０からの出力ΔＣと加速度Ｇの関係を示す図である。本図に示すように、検出部２２０からの出力ΔＣと加速度Ｇの関係は非線形である。
【００６０】
図１０は、式（１１）に示す補正式と、図９に示す出力ΔＣをこの補正式で補正した後の出力（第２の加速度信号）を示す図である。本図に示すように、補正部３００による補正を行うことにより、補正部３００の出力と加速度Ｇの関係を線形にすることができる。
【００６１】
なお、本図に示す例において、補正部３００は、加速度が正のときと負のときとで、共通の補正方法を設けていてもよい。例えば上記したフィッティングを、加速度が正のときと負のときとで分けずに行うことで、互いに共通の補正方法が設定される。
【００６２】
以上、本実施形態によれば、補正部３００は、検出部２００の出力を補正する。このため、静電容量型センサ１０が出力する加速度信号は、高い精度を有する。また、本実施形態では、可動電極１１０と固定電極の位置関係（組み合わせの種類）に応じて、補正部３００が用いる補正方法を変えている。具体的には、補正部３００は、固定電極１８０からの出力に適用する補正方法を、固定電極１４１，１４２からの出力に適用する補正方法とは異ならせている。このため、静電容量型センサ１０は、高い精度で複数方向（例えばＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向）の加速度を検出することができる。
【００６３】
また、補正部３００が、補正テーブルに記憶されている複数の点のうち互いに隣り合う２つの点を直線で結ぶことにより、補正式の近似式としての折線を算出する場合、補正部３００が行う演算処理を少なくすることができる。
【００６４】
（第２の実施形態）
図１１及び図１２は、第２の実施形態に係る静電容量型センサ１０の機能構成を示す図である。図１１は第１の実施形態における図３に対応しており、図１２は第１の実施形態における図７に対応している。本実施形態に係る静電容量型センサ１０は、ＡＤ変換部４１０及びインターフェース４２０を備えている点を除いて、第１の実施形態に係る静電容量型センサ１０と同様の構成である。
【００６５】
ＡＤ変換部４１０は、検出部２００と補正部３００の間に設けられており、検出部２００からの出力（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。そして補正部３００は、ＡＤ変換部４１０から出力されたデジタル信号をデジタル処理することにより、補正処理を行う。
【００６６】
インターフェース４２０は、静電容量型センサ１０の外部の装置（例えばコンピュータ）と補正部３００とをつなぐインターフェースである。補正部３００の補正データ記憶部３０２が記憶している情報は、インターフェース４２０を介して書き換え可能になっている。
【００６７】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、補正部３００はデジタル処理を行うため、例えば補正部３００の補正演算をプログラムにより実行することができる。また、補正部３００の補正データ記憶部３０２が記憶している情報は、インターフェース４２０を介して書き換え可能になっているため、各々の静電容量型センサ１０に、その静電容量型センサ１０の個体差を反映させた最適な補正データを設定することができる。
【００６８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る静電容量型センサ１０の構成を示す平面図は、第１の実施形態に係る静電容量型センサ１０と同様に、図１で表される。また、第３の実施形態の場合も第１の実施形態の場合と同様に、図２によって、図１のＡ−Ａ´断面図が表される。さらに、第３の実施形態に係る静電容量型センサ１０の検出部２００が有する検出部２１０の回路構成と検出部２２０の回路構成はそれぞれ、第１の実施形態の場合と同様に、図３と図７で表される。
【００６９】
第３の実施形態の静電容量型センサ１０では、初期状態において、固定電極１４１と可動電極１１０との間の距離及び固定電極１４２と可動電極１１０との間の距離について、設計値からズレ（オフセット成分）が生じている。ここで設計値とは、固定電極１４１と可動電極１１０との間の距離と固定電極１４２と可動電極１１０との間の距離を指しており、両者は所定値かつ等しい値としている。よって可動電極１１０は固定電極１４１と固定電極１４２との間の中央に位置するように設計されている。また初期状態とは、静電容量型センサ１０に対して印加されている加速度が０Ｇである状態を意味する。以下、初期状態において生じている上記のズレを、初期ズレと表記する。なお、初期ズレは、実際に製造された静電容量型センサ１０において生じた製造誤差に相当する。
【００７０】
図１３は、静電容量型センサ１０の図１，２におけるＸ方向の初期状態について、固定電極１４１，１４２、及び可動電極１１０の位置関係を示す図である。図１３において、ｄ０は固定電極１４１と可動電極１１０との間の距離及び固定電極１４２と可動電極１１０との間の距離の設計値である。また、図１３において、ｄofstは初期ズレの大きさを表す。
【００７１】
図１３において、可動電極１１０と固定電極１４１との間の距離ｄ０１はｄ０−ｄｏｆｓｔである。このとき、可動電極１１０と固定電極１４１との間の静電容量Ｃ１は、式（１２）によって求められる。
【数１２】
0006020711.tif 000013
ここで、εは誘電率であり、Ｓ１は、可動電極１１０と固定電極１４１が対向している部分の面積である。
【００７２】
また、図１３において、固定電極１４２と可動電極１１０との間の距離ｄ０２はｄ０＋ｄｏｆｓｔである。したがって、可動電極１１０と固定電極１４２との間の静電容量Ｃ２は式（１３）により求められる。
【数１３】
0006020711.tif 000014
ここで、Ｓ２は、可動電極１１０と固定電極１４２が対向している部分の面積である。なお、Ｓ１はＳ２に等しい。
【００７３】
この時、図３の検出部２１０からの出力の理論式は、式（１２）と式（１３）の容量差分Cdif1で表される。そのため、Cdif1＝Ｃ１２＝（Ｃ１−Ｃ２）と表すことができる。なお、図１３の初期状態における静電容量型センサ１０の出力は、零（Ｃ１２＝０）となるように事前に零点調整が行われている。
【００７４】
図１４は、静電容量型センサ１０の可動電極１１０に図１，２におけるＸ方向の加速度が加わったときの可動電極１１０の動きを示している。可動電極１１０と固定電極１４１の初期間隔ｄ０１は（ｄ０−ｄｏｆｓｔ）となる。そのため、可動電極１１０がΔｄだけ左に移動した場合の電極間隔ｄ１は、（ｄ０−ｄｏｆｓｔ−Δｄ）になる。同様に、可動電極１１０と固定電極１４２の初期間隔ｄ０２は（ｄ０＋ｄｏｆｓｔ）であるため、可動電極１１０がΔｄだけ左に移動した場合の電極間隔ｄ２は、（ｄ０＋ｄｏｆｓｔ＋Δｄ）となる。
【００７５】
このとき、可動電極１１０と固定電極１４１との間の静電容量Ｃ３は式（１４）により求められる。
【数１４】
0006020711.tif 000015
【００７６】
また、このときの可動電極１１０と固定電極１４２との間の静電容量Ｃ４は式（１５）により求められる。
【数１５】
0006020711.tif 000016
【００７７】
この時、図３の検出部２１０からの出力の理論式は、式（１４）と式（１５）の容量差分Cdif2で表される。そのため、Cdif2＝Ｃ34＝（Ｃ3−Ｃ4）と表すことができる。
【００７８】
図１４における静電容量型センサ１０の出力ΔＣは、可動電極１１０の移動後と移動前のそれぞれの容量差分Cdif2 とCdif1 の差分であるので、ΔＣ＝（Cdif2−Cdif1）＝（Ｃ３４−Ｃ１２）である。よって、ΔＣは式（１６）により求められる。なお式（１６）において、Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓとした。
【数１６】
0006020711.tif 000017
【００７９】
ここで、可動電極１１０の質量をｍ、４つの梁部材１３０を１つのバネと見なしたときのバネ定数をｋとした場合、ｆ＝ｍ・ａ＝ｋ・Δｄを用いることで、式（１６）を式（１７）の通りに変形することができる。この式（１７）が、加速度ａを算出するための理論式になる。
【数１７】
0006020711.tif 000018
【００８０】
ここで、αＸＹ：εS/（ｄ０−ｄｏｆｓｔ)、βＸＹ：（ｋ/ｍ）・（ｄ０＋ｄｏｆｓｔ）、γＸＹ：(ｄ０−ｄｏｆｓｔ）/（ｄ０＋ｄｏｆｓｔ）とすると、式（１７）を以下の式（１８）に変形することができる。
【数１８】
0006020711.tif 000019
【００８１】
そして、上記式（１８）の逆変換式は、以下の式（１９）の通りになる。
【数１９】
0006020711.tif 000020
ここで、AA：αＸＹ・γＸＹ−αＸＹ−ΔC、BB：βＸＹ・γＸＹ・ΔC−βＸＹ・ΔC−αＸＹ・βＸＹ−αＸＹ・βＸＹ・γＸＹ２、ＣＣ：βＸＹ２・γＸＹ・ΔＣである。
【００８２】
第３の実施形態の補正部３００は、この式（１９）に基づいた補正を行い、第１の加速度信号を算出する。ここで、式（１９）における係数αＸＹ、βＸＹ、γＸＹの具体的な数値は、静電容量型センサ１０における各電極の面積、電極の初期間隔ｄ０、電極の初期ズレｄｏｆｓｔ、電極間の誘電率、可動電極の質量、及び梁のバネ定数等の数値を用いて求めることができる。これらの値は、設計値であってもよいし、実測値であってもよい。さらには所定の方法により算出した値であってもよい。ここで、これらの値を算出する所定の方法とは、例えば、「静電容量側センサ１０に所定の加速度（好ましくは複数の加速度）を加え、そのときの静電容量側センサ１０からの出力の実測値を式（１９）にフィッティングさせることにより算出する」という方法である。このときのフィッティングには、例えば最小二乗法を用いることができる。ただし、フィッティングは最小二乗法に限定するものではない。そして係数αＸＹ、βＸＹ、γＸＹのデータは補正データ記憶部３０２に記憶される。なお、補正データ記憶部３０２に記憶されているデータは、書き換え可能になっている。
【００８３】
なお静電容量型センサ１０の可動電極１１０に図１におけるＹ方向に加速度が加わった場合においても、補正部３００は、図１３及び図１４を用いて説明した内容と同様の補正を行う。
【００８４】
ここで、第３の実施形態の補正部３００が補正を行わない場合における出力ΔＣと加速度Ｇ（Ｘ方向又はＹ方向）の関係は、図１５で表される。また、補正部３００が式（１９）に基づいた補正を行う場合における出力ΔＣと加速度Ｇの関係は、図１６で表される。図１５と図１６は、電極の初期ズレｄｏｆｓｔを含んでいるため、第１の実施形態の図５と図６に対して変曲点が原点からずれた関係になることが分かる。ただし第３の実施形態の補正部３００が式（１９）に基づいた補正を行うことによって、変曲点が原点からずれた場合においても補正部３００の出力ΔＣと加速度Ｇの関係を線形にすることができる。
【００８５】
図１７は、静電容量型センサ１０の図２におけるＺ方向について、初期状態における可動電極１１０と固定電極１８０との位置関係を示す図である。第３の実施形態の静電容量型センサ１０では、初期状態において、可動電極１１０と固定電極１８０との間の距離に所定の設計値から大きさｄｏｆｓｔ２の初期ズレ（オフセット成分）が生じている。そのため、図１７において、可動電極１１０と固定電極１８０との間の距離ｄ０３は、ｄ０３=（ｄ０−ｄｏｆｓｔ２）で表される。ここで、ｄ０は、可動電極１１０と固定電極１８０との間の距離の設計値である。この大きさｄｏｆｓｔ２の初期ズレは、実際に製造された静電容量型センサ１０において生じた製造誤差に相当する。
【００８６】
このとき、可動電極１１０と固定電極１８０との間の静電容量Ｃ５は、式（２０）により求められる。
【数２０】
0006020711.tif 000021
ここで、εは誘電率であり、Ｓ３は、可動電極１１０と固定電極１８０が対向している部分の面積である。
【００８７】
なお、前述したＸ方向やＹ方向の場合と同様に、図１７の初期状態における静電容量型センサ１０の出力は零（Ｃ５＝０）となるように事前に零点調整が行われている。
【００８８】
図１８は、静電容量型センサ１０の可動電極１１０に、図２におけるＺ方向の加速度が加わったときの可動電極１１０の動きを示している。ここで、可動電極１１０がΔｄ２だけ上に移動したとする。可動電極１１０と固定電極１８０の初期間隔ｄ０３は（ｄ０−ｄｏｆｓｔ２）であるため、可動電極１１０がΔｄ２だけ上に移動した場合の電極間隔ｄ３は（ｄ０−ｄｏｆｓｔ２−Δｄ２）で表せる。
【００８９】
このときの可動電極１１０と固定電極１８０との間の静電容量Ｃ６は、式（２１）により求められる。
【数２１】
0006020711.tif 000022
【００９０】
このときの図７の検出部２２０からの出力ΔＣの理論式は、可動電極１１０の移動後と移動前の差分であるため、ΔＣ＝（Ｃ６−Ｃ５）である。このΔＣは、式（２２）により求められる。
【数２２】
0006020711.tif 000023
【００９１】
可動電極１１０の質量をｍ、４つの梁部材１３０を１つのバネと見なしたときのＺ方向のバネ定数をｋ２とした場合、ｆ＝ｍ・ａ＝ｋ２・Δｄ２を用いることで、式（２２）を式（２３）に変形することができる。この式（２３）が、加速度ａを算出するための理論式になる。
【数２３】
0006020711.tif 000024
【００９２】
ここで、αＺ：ε・Ｓ３/(ｄ０−ｄｏｆｓｔ２）、βＺ：（ｋ２/ｍ）・（ｄ０−ｄｏｆｓｔ２）とすると、式（２３）を以下の式（２４）に変形することができる。
【数２４】
0006020711.tif 000025
【００９３】
そして、上記の式（２４）の逆変換式は、以下の式（２５）で表される。
【数２５】
0006020711.tif 000026
【００９４】
補正部３００は、この式（２５）に基づいた補正を行い、第２の加速度信号を算出する。そして式（２５）における係数αＺ、βＺの具体的な数値については、前述した式（１９）の係数αＸＹ、βＸＹ、γＸＹと同様の方法により求めることができる。
【００９５】
第３の実施形態の補正部３００が補正を行わない場合における出力ΔＣと加速度Ｇ（Ｚ方向）の関係は、第１の実施形態の場合と同様に図９で表される。また、補正部３００が式（２５）に基づいた補正を行う場合における出力ΔＣと加速度Ｇの関係は、第１の実施形態において補正部３００が補正を行う場合と同様に、図１０で表される。
【００９６】
以上、本実施形態の補正部３００によれば、固定電極１４１と可動電極１１０との間の距離と、固定電極１４２と可動電極１１０との間の距離に設計値からの初期ズレ（製造誤差）が生じた場合においても、その初期ズレを考慮して、検出部２００の出力が補正される。同様に、本実施形態の補正部３００によれば、固定電極１８０と可動電極１１０との間の距離に設計値からの初期ズレ（製造誤差）が生じた場合においても、その初期ズレを考慮して、検出部２００の出力が補正される。そのため、静電容量型センサ１０においてこのような設計値からの初期ズレ（製造誤差）が生じた場合においても、実施形態１の補正部３００によってもたされる効果と同様の効果がもたらされる。
【００９７】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第３の実施形態とは異なる考え方（アプローチ）によりＸ方向（もしくはＹ方向）の出力ΔCを表す理論式を求める方法を示す。
【００９８】
第４の実施形態の補正部３００は、上記第３の実施形態の補正部３００が用いる理論式とは異なる考え方により求めた理論式を用いて、静電容量型センサ１０の可動電極１１０に図１，２におけるＸ方向（もしくはＹ方向）の加速度が加わった場合の出力ΔＣを補正する。
【００９９】
ここで、前述した通り、図５は検出部２１０からの出力ΔＣと加速度Ｇ（Ｘ方向又はＹ方向）の関係を示す図である。この図５は、図１３における設計値からの初期ズレｄｏｆｓｔ＝０の場合における出力ΔＣと加速度Ｇの関係を示しており、原点を中心とした対称のカーブ形状である。そして、その変曲点は原点と一致している。
【０１００】
初期ズレｄｏｆｓｔ＝０の場合における出力ΔＣは、式（１７）においてｄｏｆｓｔ＝０とすることにより求めることができる。
【数２６】
0006020711.tif 000027
【０１０１】
ここで、αＸＹ：ε・Ｓ・２（ｋ/ｍ）、βＸＹ：（ｋ/ｍ）２・ｄ０２とすると、式（２６）を以下の式（２７）に変形することができる。
【数２７】
0006020711.tif 000028
【０１０２】
図１９は、図１３において、初期ズレｄｏｆｓｔ≠０である場合における出力ΔＣと加速度Ｇの関係を示す図である。図１９では、初期ズレｄｏｆｓｔに起因して、グラフの変曲点が原点からずれている。ここで、加速度ａに関する原点からのズレ（以下、加速度のズレ）をａｏｆｓｔとおき、出力ΔＣに関する原点からのズレ（以下、出力のズレ）をΔＣｏｆｓｔと表す。
【０１０３】
この場合、加速度ａを算出するための理論式は、加速度のズレａｏｆｓｔ及び出力のズレΔＣｏｆｓｔを考慮して求めることができる。まず、加速度のズレがａｏｆｓｔであり、出力のズレがΔＣｏｆｓｔである場合における出力ΔＣと加速度ａとの関係は、式（２７）に加速度のズレａｏｆｓｔと出力のズレΔＣｏｆｓｔを適用することにより、以下の式（２８）で表すことができる。
【数２８】
0006020711.tif 000029
【０１０４】
また、出力のズレΔＣｏｆｓｔは、式（２９）で表すことができる。
【数２９】
0006020711.tif 000030
【０１０５】
そして、式（２９）の右辺を式（２８）のΔＣｏｆｓｔに代入することにより、出力ΔＣを以下の式（３０）で表すことができる。
【数３０】
0006020711.tif 000031
【０１０６】
また、式（３０）においてａｏｆｓｔをγＸＹとおくと、式（３１）となる。
【数３１】
0006020711.tif 000032
【０１０７】
最後に、式（３１）の逆変換式を求めることにより、式（３２）のように、加速度ａを算出する理論式を求めることができる。
【数３２】
0006020711.tif 000033
ここで、ＡＡ：−βＸＹ・ΔＣ＋γＸＹ２・ΔＣ＋αＸＹ・γＸＹ、ＢＢ：２βＸＹ・γＸＹ・ΔＣ−２γＸＹ３・ΔＣ−αＸＹ・βＸＹ−αＸＹ・γＸＹ２、ＣＣ：βＸＹ２・ΔＣ−２βＸＹ・γＸＹ２・ΔＣ＋γＸＹ４・ΔＣである。
【０１０８】
第４の実施形態の補正部３００は、この式（３２）に基づいた補正を行い、第１の加速度信号を算出する。そして式（３２）における係数αＸＹ、βＸＹ、及びγＸＹの具体的な数値については、前述した式（１９）の係数αＸＹ、βＸＹ、及びγＸＹと同様の方法により求めることができる。
【０１０９】
（第５の実施形態）
第５の実施形態として、補正部３００が補正に用いる加速度ａの理論式（逆変換式）の係数を定める方法を示す。
【０１１０】
図２０は、静電容量型センサ１０の筐体に対し、重力加速度を利用して印加できる加速度の範囲を表す図である。ここで、図２０（ａ）は、標準設置状態を表す。標準設置状態の場合、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の全ての方向において、静電容量型センサ１０の筐体に印加されている加速度は０Ｇであるとする。
【０１１１】
図２０（ｂ）は、筐体を傾けることにより、筐体のＸ軸方向に対して加速度を印加する場合を表す図である。筐体のＸ軸方向に対して印加される加速度の範囲は、Ｙ軸を中心として筐体をー９０度から＋９０度まで傾ける場合に印加される加速度の範囲である。ここで、Ｙ軸を中心として筐体を−９０度傾けた場合、筐体のＸ軸方向に対して−１Ｇの加速度が印加される。また、Ｙ軸を中心として筐体を＋９０度傾けた場合、筐体のＸ軸方向に対して＋１Ｇの加速度が印加される。したがって、重力加速度によって筐体のＸ軸方向に対して印加される加速度の範囲は、−１Ｇから＋１Ｇの範囲となる。
【０１１２】
図２０（ｃ）は、筐体を傾けることにより、筐体のＹ軸方向に対して加速度を印加する場合を表す図である。筐体のＹ軸方向に対して印加される加速度の範囲は、Ｘ軸を中心として筐体を−９０度から＋９０度まで傾ける場合に印加される加速度の範囲である。ここで、Ｘ軸を中心として筐体を−９０度傾けた場合、筐体のＹ軸方向に対して−１Ｇの加速度が印加される。また、Ｘ軸を中心として筐体を＋９０度傾けた場合、筐体のＹ軸方向に対して＋１Ｇの加速度が印加される。したがって、重力加速度によって筐体のＹ軸方向に対して印加される加速度の範囲は、−１Ｇから＋１Ｇの範囲となる。
【０１１３】
図２０（ｄ）は、筐体を傾けることにより、筐体のＺ軸方向に対して加速度を印加する場合を表す図である。筐体のＺ軸方向に対して印加される加速度の範囲は、Ｙ軸を中心として筐体を０度から１８０度まで傾ける場合に印加される加速度の範囲である。ここで、Ｙ軸を中心として筐体を１８０度傾けた場合、筐体のＺ軸方向に対して−２Ｇの加速度が印加される。Ｙ軸を中心として筐体を０度傾ける場合は、標準設置状態であるため、筐体のＺ軸方向に対して０Ｇの加速度が印加される。したがって、重力加速度によって筐体のＺ軸方向に対して印加される加速度の範囲は、−２Ｇから０Ｇの範囲となる。
【０１１４】
以上のように、筐体のＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向のそれぞれに印加される加速度の範囲は、−１Ｇから＋１Ｇ、−１Ｇから＋１Ｇ、−２Ｇから０Ｇである。
【０１１５】
ここで、前述した加速度ａの理論式における係数αＸＹ、βＸＹ、γＸＹ、αZ、βZを定めるために、重力加速度を利用して印加した加速度の実測値を得て、その実測値を用いて理論式へのフィッティングを行う。この場合、筐体に対して上記の範囲内の所望の加速度が印加されるように、所定の角度傾いた台に対して筐体を取り付け、その際のセンサ出力を測定すればよい。このように、重力加速度を利用して印加した加速度の実測値を用いて理論式へのフィッティングを行うことにより、加振機を使用する場合と比較し、測定を簡素化することができる。そのため、加速度ａの理論式における係数を定めることが容易になる。
【０１１６】
ここで図１のＸ方向（またはＹ方向）についてフィッティングを行う場合は、筐体に印加される加速度の範囲が正から負まで跨ぐように筐体の設定状態を変えて、センサ出力の測定を行うことが好ましい。これは、図５や図１５、図１９に示す通り、センサ出力の変化に変曲点が存在するためである。筐体に対し、正負両方についてバランスよく加速度を印加して計測を行えば、可動電極１１０と固定電極１４１及び１４２（または固定電極１５１及び１５２）の間隔に設計値からの初期ズレが生じた場合における加速度ａの理論式の各係数を、精度良く求めることができる。
【０１１７】
一方、図２のＺ方向の場合についてフィッティングを行う場合、筐体に印加される加速度の範囲は、正または負の一方の範囲でもよい。これは、図９に示す通りセンサ出力の変化に変曲点が存在しないため、筐体に対し、正負のどちらか一方の範囲で加速度を印加して計測を行うだけでも、加速度ａの理論式の各係数を精度良く求めることができるためである。
【０１１８】
ここで、静電容量型センサ１０に関する測定を行うにあたり、あらかじめ校正された計器を用いて、測定場所の重力加速度の測定を行い、その重力加速度の測定結果を基準の加速度とすることが好ましい。このように測定場所の特性を考慮することでより精度の高い測定を行うことができ、その結果、加速度ａの理論式の各係数をより精度良く求めることができる。
【０１１９】
ただし、上記のように重力加速度を利用せずに加振機を使用する場合、実測結果を得る加速度範囲は上記範囲に限定されない。加振機を使用する場合、必然的に正負両方の加速度範囲の実測結果が得られるので、その結果をそのままフィッティングに使用すればよい。
【０１２０】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【０１２１】
この出願は、２０１３年４月２日に出願された日本出願特願２０１３−０７７１４５号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
以下、参考形態の例を付記する。
１．  可動電極と、
支持体と、
前記可動電極を前記支持体に移動可能な状態で取り付ける梁部材と、
前記可動電極と第１の方向から対向している第１の固定電極と、
前記可動電極と前記第１の方向とは異なる第２の方向から対向している第２の固定電極と、
前記可動電極と各前記固定電極の間で生じる静電容量の変化を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果を補正して加速度を示す加速度信号を生成する補正部と、
を備える静電容量型センサ。
２．  １．に記載の静電容量型センサにおいて、
前記固定電極と前記可動電極の組み合わせは複数種類あり、
前記補正部は、前記組み合わせの種類ごとに、互いに異なる補正方法に基づいて前記補正を行う静電容量型センサ。
３．  ２．に記載の静電容量型センサにおいて、
前記可動電極を介して前記第１の方向から前記第１の固定電極と対向している第３の前記固定電極を備え、
前記検出部は、前記可動電極と前記第１の固定電極の間で生じる第１の前記静電容量、前記可動電極と前記第２の固定電極の間で生じる第２の前記静電容量、及び前記可動電極と前記第３の固定電極の間で生じる第３の前記静電容量を検出し、
前記補正部は、
前記第１の静電容量及び前記第３の静電容量を用いて前記第１の方向の加速度を示す第１の前記加速度信号を算出し、かつ前記第２の静電容量を用いて前記第２の方向の加速度を示す第２の前記加速度信号を算出し、
前記第２の加速度信号を算出するときの前記補正方法を、前記第１の加速度信号を算出するときの前記補正方法とは異ならせる静電容量型センサ。
４．  ３．に記載の静電容量型センサにおいて、
前記第１の固定電極及び前記第３の固定電極は前記可動電極の縁に対向しており、
前記第２の固定電極は、前記可動電極の表面又は裏面に対向している静電容量型センサ。
５．  １．〜４．のいずれか一つに記載の静電容量型センサにおいて、
前記補正部は、補正テーブルを記憶しており、かつ前記補正テーブルを用いた補正式に基づいて前記加速度信号を生成する静電容量型センサ。
６．  ５．に記載の静電容量型センサにおいて、
前記補正テーブルは書き換え可能である静電容量型センサ。
７．  可動電極と、
支持体と、
前記可動電極を前記支持体に移動可能な状態で取り付ける梁部材と、
前記可動電極と第１の方向から対向している第１の固定電極と、
前記可動電極と前記第１の方向とは異なる第２の方向から対向している第２の固定電極と、
前記可動電極と各前記固定電極の間で生じる静電容量の変化を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された、加速度に対して非線形な出力を、加速度に対して線形な出力となるように補正し、補正後の出力に対応する加速度を示す加速度信号を生成する補正部と、
を備える静電容量型センサにおける非線形出力の補正方法であって、
前記可動電極と前記固定電極の間の距離及び前記梁部材のバネ定数を用いて、加速度から前記静電容量を算出する理論式を算出し、
前記理論式の逆変換式を用いて前記検出部による出力を補正する、非線形出力の補正方法。
８．  ７．に記載の非線形出力の補正方法において、前記理論式を、前記可動電極と前記固定電極の間の距離に関する設計値からのズレを用いて算出する、非線形出力の補正方法。
９．  ７．に記載の非線形出力の補正方法において、
前記静電容量型センサは、
前記可動電極を介して前記第１の方向から前記第１の固定電極と対向している第３の前記固定電極を備え、
前記静電容量型センサの前記検出部は、前記可動電極と前記第１の固定電極の間で生じる第１の前記静電容量、前記可動電極と前記第２の固定電極の間で生じる第２の前記静電容量、及び前記可動電極と前記第３の固定電極の間で生じる第３の前記静電容量を検出し、
前記静電容量型センサの前記補正部は、前記第１の静電容量及び前記第３の静電容量を用いて前記第１の方向の加速度を示す第１の前記加速度信号を算出し、かつ前記第２の静電容量を用いて前記第２の方向の加速度を示す第２の前記加速度信号を算出し、
第１の前記加速度信号と第２の前記加速度信号とについて、互いに異なる前記理論式を算出し、
第１の前記加速度信号と第２の前記加速度信号とを、それぞれについて算出した前記理論式の逆変換式を用いて補正する、非線形出力の補正方法。
１０．  ９．に記載の非線形出力の補正方法において、
前記可動電極と前記第１の固定電極との間の距離の設計値と、前記可動電極と前記第３の固定電極との間の距離の設計値とは、等しい値であり、
前記理論式を、前記静電容量型センサの製造時に生じた前記可動電極と前記第１及び第３の固定電極との間の距離の設計値からのズレを用いて算出する、非線形出力の補正方法。
１１．  ７．〜１０．のいずれか一つに記載の非線形出力の補正方法において、
前記静電容量型センサに加速度を加えて前記静電容量型センサの出力を実測し、実測した前記静電容量型センサの出力と前記静電容量型センサに加えた加速度とに基づいて前記理論式の係数を定め、係数を定めた後の理論式の逆変換式を用いて補正する、非線形出力の補正方法。
１２．  １１．に記載の非線形出力の補正方法において、
前記理論式の係数を定めるために前記第１の方向について前記静電容量型センサに加える加速度の範囲と、前記第２の方向について前記静電容量型センサに加える加速度の範囲とは、互いに異なる、非線形出力の補正方法。
１３．  １２．に記載の非線形出力の補正方法において、
第１の前記加速度信号の補正に用いる前記理論式の係数を定めるために前記静電容量型センサに加える加速度の範囲は、負の値と正の値の双方を含む、非線形出力の補正方法。
１４．  １２．又は１３．に記載の非線形出力の補正方法において、
第２の前記加速度信号の補正に用いる前記理論式の係数を定めるために前記静電容量型センサに加える加速度の範囲は、負の値と正の値のいずか一方のみを含む、非線形出力の補正方法。
１５．  １１．〜１４．のいずれか一つに記載の非線形出力の補正方法において、
前記理論式の係数を定めるために重力加速度を利用して前記静電容量型センサに対して加速度を加える、非線形出力の補正方法。
１６．  １５．に記載の非線形出力の補正方法において、
前記第１の方向について前記静電容量型センサに対して加える加速度の範囲は、−１Ｇ以上＋１Ｇ以下である、非線形出力の補正方法。
１７．  １５．又は１６．に記載の非線形出力の補正方法において、
前記第２の方向について前記静電容量型センサに対して加える加速度の範囲は、−２Ｇ以上０Ｇ以下である、非線形出力の補正方法。
１８．  １５．〜１７．のいずれか一つに記載の非線形出力の補正方法において、
前記静電容量型センサの出力の補正を行う場所における重力加速度を測定し、測定された重力加速度の大きさを基準とする、非線形出力の補正方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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