【手続補正書】
【提出日】平成20年12月22日(2008.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
性状によって比誘電率が変化する液体を対象として、その液体の性状を検出するための液体性状センサであって、
基板と、
前記基板上の同一平面に、所定の間隔を隔てて配置された第１及び第２の電極と、
前記第１及び第２の電極が形成された前記基板表面を覆うように前記基板上に形成され、前記液体に対して耐性を有する保護膜とを備え、
前記保護膜が前記液体に曝されるように配置され、その液体の比誘電率に応じた静電容量値が、前記第１及び第２の電極によって検出されるものであって、
前記保護膜は、前記液体の比誘電率の変化範囲内に含まれる比誘電率を備えることを特徴とする液体性状センサ。
【請求項２】
性状によって比誘電率が変化する液体を対象として、その液体の性状を検出するための液体性状センサであって、
基板と、
前記基板上の同一平面に、所定の間隔を隔てて配置された第１及び第２の電極と、
前記第１及び第２の電極が形成された前記基板表面を覆うように前記基板上に形成され、前記液体に対して耐性を有する保護膜とを備え、
前記保護膜が前記液体に曝されるように配置され、その液体の比誘電率に応じた静電容量値が、前記第１及び第２の電極によって検出されるものであって、
前記保護膜は、前記液体の比誘電率の変化範囲内において、異なる比誘電率を有する複数の保護膜を備え、当該複数の保護膜のそれぞれに対して、前記第１及び第２の電極が個別に設けられることを特徴とする液体性状センサ。
【請求項３】
性状によって比誘電率が変化する液体を対象として、その液体の性状を検出するための液体性状センサであって、
基板と、
前記基板上の同一平面に、所定の間隔を隔てて配置された第１及び第２の電極と、
前記第１及び第２の電極が形成された前記基板表面を覆うように前記基板上に形成され、前記液体に対して耐性を有する保護膜とを備え、
前記保護膜が前記液体に曝されるように配置され、その液体の比誘電率に応じた静電容量値が、前記第１及び第２の電極によって検出されるものであって、
前記液体が、第１の液体と第２の液体との混合液であり、前記液体の比誘電率が、前記第１の液体と第２の液体との混合比率に応じて変化するものである場合、前記保護膜として、前記第１の液体の比誘電率に近似した比誘電率を備えた第１の保護膜と、前記第２の液体の比誘電率に近似した比誘電率を備えた第２の保護膜とを備え、前記第１及び第２の保護膜に対して、前記第１及び第２の電極が個別に設けられることを特徴とする液体性状センサ。
【請求項４】
前記保護膜は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とのいずれかによって形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液体性状センサ。
【請求項５】
前記保護膜は、１０μｍ以下の膜厚に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液体性状センサ。
【請求項６】
前記第１及び第２の電極は、それぞれ、共通電極部と、当該共通電極部から一方向に延びる複数の櫛歯電極部とから構成され、前記第１の電極の櫛歯電極部と前記第２の電極の櫛歯電極部とが交互に並ぶように、前記第１及び第２の電極の櫛歯電極が配列されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の液体性状センサ。
【請求項７】
性状によって比誘電率が変化する液体を対象として、その液体の性状を検出するための液体性状センサであって、
基板と、
前記基板上の同一平面に、所定の間隔を隔てて配置された第１及び第２の電極と、
前記第１及び第２の電極が形成された前記基板表面を覆うように前記基板上に形成され、前記液体に対して耐性を有する保護膜とを備え、
前記保護膜が前記液体に曝されるように配置され、その液体の比誘電率に応じた静電容量値が、前記第１及び第２の電極によって検出されるものであって、
前記基板として半導体基板が用いられ、前記第１及び第２の電極は、前記半導体基板の主面に形成された絶縁膜上に設けられ、前記半導体基板には、少なくとも前記第１及び第２電極間の静電容量値を電圧値に変換するＣ−Ｖ変換回路を含む信号処理回路が形成されることを特徴とする液体性状センサ。
【請求項８】
前記液体が流動する場合、その液体の流動方向が、前記基板表面に沿う方向となるように配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の液体性状センサ。
【請求項９】
前記液体として、自動車用燃料を適用し、当該自動車用燃料にアルコールが混合されている場合、その混合比率に応じて比誘電率が変化することを利用して、前記自動車用燃料の組成比率に対応する静電容量値を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の液体性状センサ。
【請求項１０】
前記液体として、エンジンオイルを適用し、当該エンジンオイルの劣化度合に応じて比誘電率が変化することを利用して、前記エンジンオイルの劣化度合に対応する静電容量値を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の液体性状センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
さらに、請求項１に記載したように、保護膜は、液体の比誘電率の変化範囲内に含まれる比誘電率を備えることが好ましい。保護膜と液体との比誘電率の差が大きくなるほど、第１及び第２電極間に作用する電界が、保護膜から液体方向へ広がりにくくなる。このように保護膜から液体方向への電界の広がりが抑えられた場合、液体の比誘電率による第１及び第２電極間の静電容量の変化が小さくなり、検出感度が低下する。このため、保護膜と液体との比誘電率の差を小さくするために、保護膜の比誘電率が液体の比誘電率の変化範囲内に含まれることが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
さらに、請求項２に記載したように、保護膜は、液体の比誘電率の変化範囲内において、異なる比誘電率を有する複数の保護膜を備え、当該複数の保護膜のそれぞれに対して、第１及び第２の電極が個別に設けられるように構成しても良い。このように構成することにより、液体の比誘電率が変化しても、液体の比誘電率との差の小さい保護膜を選択することができるので、選択した保護膜に対応する第１及び第２電極から、液体の比誘電率に対して検出感度が良好な静電容量値を得ることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、請求項３に記載のように、液体が、第１の液体と第２の液体との混合液であり、その液体の比誘電率が、第１の液体と第２の液体との混合比率に応じて変化するものである場合、保護膜として、第１の液体の比誘電率に近似した比誘電率を備えた第１の保護膜と、第２の液体の比誘電率に近似した比誘電率を備えた第２の保護膜とを備え、第１及び第２の保護膜に対して、第１及び第２の電極を個別に設けるようにしても良い。このように構成すれば、第１の液体が主となる場合、及び第２の液体が主となる場合に、液体の比誘電率に対応する静電容量を精度良く検出することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項４に記載したように、保護膜は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とのいずれかによって形成されることが好ましい。これらの膜は、ガソリン、アルコール、オイルなど、本発明による液体性状センサにおいて検出対象となる液体に対して良好な耐性を有するとともに、通常の半導体製造技術を用いて容易に形成されるためである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項５に記載したように、保護膜は、１０μｍ以下の膜厚に形成されることが好ましい。保護膜の膜厚が厚くなると、第１及び第２の電極間に作用する電界が、保護膜表面付近の液体まで達しにくくなり、検出感度が低下するためである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
センサの小型化を図りつつ、検出感度を向上するためには、請求項６に記載したように、第１及び第２の電極は、それぞれ、共通電極部と、当該共通電極部から一方向に延びる複数の櫛歯電極部とから構成され、第１の電極の櫛歯電極部と第２の電極の櫛歯電極部とが交互に並ぶように、第１及び第２の電極の櫛歯電極が配列されることが好ましい。このように、第１および第２の電極を櫛歯型電極として構成して、それぞれの櫛歯電極部が交互に並ぶように配置することにより、電極のサイズを小さく抑えながら、第１及び第２の電極間の対向面積を大きくできるためである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項７に記載したように、基板として半導体基板が用いられ、第１及び第２の電極は、半導体基板の主面に形成された絶縁膜上に設けられ、半導体基板には、少なくとも第１及び第２電極間の静電容量値を電圧値に変換するＣ−Ｖ変換回路を含む信号処理回路が形成されることが好ましい。このように本発明による液体性状センサを、半導体式センサとして具現化し、かつ信号処理回路も一体的に構成することにより、より一層の体格の小型化を図ることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項８に記載したように、液体が流動する場合、その液体の流動方向が、基板表面に沿う方向となるように、液体性状センサを配置することが好ましい。これにより、液体性状センサの配置によって、液体の流動を妨げることを防止できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の液体性状センサの具体的用途としては、請求項９に記載したように、液体として、ガソリンや経由などの自動車用燃料を適用し、当該自動車用燃料にアルコールが混合されている場合、その混合比率に応じて比誘電率が変化することを利用して、自動車用燃料の組成比率に対応する静電容量値を検出するようにしても良い。また、請求項１０に記載したように、液体として、エンジンオイルを適用し、当該エンジンオイルの劣化度合に応じて比誘電率が変化することを利用して、エンジンオイルの劣化度合に対応する静電容量値を検出するようにしても良い。