(57)【要約】【課題】加速度スイッチの反応加速度による検出制限を低減する。【解決手段】加速度センサ１（電子デバイス）は、第１の反応加速度を有する加速度スイッチ２１（第１の加速度スイッチ）と、第１の反応加速度とは異なる第２の反応加速度を有する加速度スイッチ２２（第２の加速度スイッチ）と、加速度スイッチ２１が印加された加速度を検出した第１の検出時刻と、加速度スイッチ２２が加速度を検出した第２の検出時刻との検出時間差に基づいて、加速度を検出する検出部３０とを備える。【選択図】図１
2016161510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の反応加速度を有する第１の加速度スイッチと、
前記第１の反応加速度とは異なる第２の反応加速度を有する第２の加速度スイッチと、
前記第１の加速度スイッチが印加された加速度を検出した第１の検出時刻と、前記第２の加速度スイッチが前記加速度を検出した第２の検出時刻との検出時間差に基づいて、前記加速度を検出する検出部と
を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
反応加速度の異なる複数の加速度スイッチを備え、
前記検出部は、
前記複数の加速度スイッチのうちの、検出時間差が最大となる２つの加速度スイッチを前記第１の加速度スイッチ及び前記第２の加速度スイッチとして選択し、最大となる当該検出時間差に基づいて、前記加速度を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記第１の加速度スイッチと前記第２の加速度スイッチとの組を複数備え、
前記検出部は、
前記複数の組により検出された複数の前記検出時間差に基づいて、前記加速度を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記検出部は、
複数の前記検出時間差の平均値に基づいて、前記加速度を検出する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記第１の加速度スイッチと前記第２の加速度スイッチとは、印加される前記加速度の周波数に対して、前記第１の加速度スイッチと前記第２の加速度スイッチとのうちの一方が共振するように定められている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項６】
反応加速度及び共振周波数の異なる複数の加速度スイッチを備え、
前記検出部は、
前記複数の加速度スイッチのうち、印加された前記加速度の周波数に最も近い共振周波数を有する前記加速度スイッチを、前記第１の加速度スイッチと前記第２の加速度スイッチとのいずれかとして選択する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記第１の加速度スイッチ及び前記第２の加速度スイッチのそれぞれは、錘部と前記錘部を所定のバネ定数により弾性支持する梁部とを有し、
前記検出部は、
前記第１の加速度スイッチ及び前記第２の加速度スイッチそれぞれのバネ定数に基づく振動における時間と加速度との関係式に基づいて、前記加速度を検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記第１の加速度スイッチ及び前記第２の加速度スイッチのそれぞれは、ノーマリオフ型の加速度スイッチである
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の加速度スイッチを備えた加速度センサとしての電子デバイスが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような電子デバイスでは、例えば、電源と並列に接続した複数の加速度スイッチと、各加速度スイッチに直列に接続した抵抗とを備え、直列に接続された抵抗を介して、印加された加速度に応じた異なる電圧を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の加速度スイッチは、印加された加速度が、加速度を検出する閾値である反応加速度以上である場合に、例えば、導通状態になる。そのため、上記の電子デバイスでは、例えば、検出可能な加速度の上限値が、加速度スイッチの反応加速度によって制限されるとともに、検出値が、加速度スイッチの反応加速度に依存した離散的な値に制限されるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、加速度スイッチの反応加速度による検出制限を低減することができる電子デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、第１の反応加速度を有する第１の加速度スイッチと、前記第１の反応加速度とは異なる第２の反応加速度を有する第２の加速度スイッチと、前記第１の加速度スイッチが印加された加速度を検出した第１の検出時刻と、前記第２の加速度スイッチが前記加速度を検出した第２の検出時刻との検出時間差に基づいて、前記加速度を検出する検出部とを備えることを特徴とする電子デバイスである。
【０００７】
この本発明の一態様によれば、電子デバイスは、検出時間差に基づいて加速度を検出するため、加速度の検出値が、加速度スイッチの反応加速度に依存しない連続的な値になり、検出可能な加速度の上限値が、加速度スイッチの反応加速度によって制限されることがない。よって、この本発明の一態様による電子デバイスは、加速度スイッチの反応加速度による検出制限を低減することができる。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上記の電子デバイスにおいて、反応加速度の異なる複数の加速度スイッチを備え、前記検出部は、前記複数の加速度スイッチのうちの、検出時間差が最大となる２つの加速度スイッチを前記第１の加速度スイッチ及び前記第２の加速度スイッチとして選択し、最大となる当該検出時間差に基づいて、前記加速度を検出することを特徴とする。
【０００９】
この本発明の一態様によれば、電子デバイスは、検出時間差が大きい程、加速度を正確に検出することができるため、加速度スイッチの反応加速度による検出制限を低減することができるとともに、より正確に加速度の値を検出することができる。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上記の電子デバイスにおいて、前記第１の加速度スイッチと前記第２の加速度スイッチとの組を複数備え、前記検出部は、前記複数の組により検出された複数の前記検出時間差に基づいて、前記加速度を検出することを特徴とする。
【００１１】
この本発明の一態様によれば、電子デバイスは、複数の検出時間差に基づいて加速度を検出するので、より正確に加速度を検出することができる。
【００１２】
また、本発明の一態様は、上記の電子デバイスにおいて、前記検出部は、複数の前記検出時間差の平均値に基づいて、前記加速度を検出することを特徴とする。
【００１３】
この本発明の一態様によれば、電子デバイスは、例えば、加速度スイッチの製造バラツキの影響を低減しつつ、より正確に加速度を検出することができる。
【００１４】
また、本発明の一態様は、上記の電子デバイスにおいて、前記第１の加速度スイッチと前記第２の加速度スイッチとは、印加される前記加速度の周波数に対して、前記第１の加速度スイッチと前記第２の加速度スイッチとのうちの一方が共振するように定められていることを特徴とする。
【００１５】
この本発明の一態様によれば、電子デバイスは、共振を利用することにより、加速度スイッチの反応加速度による検出制限をさらに低減することができる。
【００１６】
また、本発明の一態様は、上記の電子デバイスにおいて、反応加速度及び共振周波数の異なる複数の加速度スイッチを備え、前記検出部は、前記複数の加速度スイッチのうち、印加された前記加速度の周波数に最も近い共振周波数を有する前記加速度スイッチを、前記第１の加速度スイッチと前記第２の加速度スイッチとのいずれかとして選択することを特徴とする。
【００１７】
この本発明の一態様によれば、印加された加速度の周波数に最も近い共振周波数を有する加速度スイッチは、共振により、反応加速度未満の加速度が印加された場合においても、導通状態になる。また、この場合、加速度スイッチは、加速度の印加からほとんど遅延なしに導通状態になる。そのため、この本発明の一態様による電子デバイスは、印加された加速度が、複数の加速度スイッチの少なくとも１つの反応加速度以上であれば、加速度の検出が可能になる。よって、この本発明の一態様による電子デバイスは、加速度スイッチの反応加速度による検出制限をさらに低減することができる。
【００１８】
また、本発明の一態様は、上記の電子デバイスにおいて、前記第１の加速度スイッチ及び前記第２の加速度スイッチのそれぞれは、錘部と前記錘部を所定のバネ定数により弾性支持する梁部とを有し、前記検出部は、前記第１の加速度スイッチ及び前記第２の加速度スイッチそれぞれのバネ定数に基づく振動における時間と加速度との関係式に基づいて、前記加速度を検出することを特徴とする。
【００１９】
この本発明の一態様によれば、電子デバイスは、検出時間差に基づいて、関係式による簡易な手段で、印加された加速度を容易に検出することができるとともに、関係式により正確に加速度の値を検出することができる。
【００２０】
また、本発明の一態様は、上記の電子デバイスにおいて、前記第１の加速度スイッチ及び前記第２の加速度スイッチのそれぞれは、ノーマリオフ型の加速度スイッチであることを特徴とする。
【００２１】
この本発明の一態様によれば、加速度が印加されていない（加速度が検出されていない）待機時に、第１の加速度スイッチ及び第２の加速度スイッチは、非導通状態（ＯＦＦ状態）になるので、電子デバイスは、加速度スイッチに定常的に電流を流す必要がない。よって、この本発明の一態様による電子デバイスは、加速度が印加されていない（加速度が検出されていない）待機時の消費電力を低減させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、加速度スイッチの反応加速度による検出制限を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態による加速度センサの一例を示す機能ブロック図である。
【図２】第１の実施形態における加速度スイッチの一例を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に相当する断面図である。
【図４】第１の実施形態による加速度センサの動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態による時間差計測部の一例を示す機能ブロック図である。
【図６】第１の実施形態による時間差計測部の動作の一例を示すタイムチャートである。
【図７】第２の実施形態による加速度センサの一例を示す機能ブロック図である。
【図８】第２の実施形態による加速度センサの動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施形態による加速度センサの一例を示す機能ブロック図である。
【図１０】第３の実施形態による加速度センサの動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】第４の実施形態による加速度センサの一例を示す機能ブロック図である。
【図１２】第４の実施形態による加速度センサの動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態による電子デバイスについて、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
本実施形態では、電子デバイスの一例として、加速度センサについて以下説明する。
図１は、第１の実施形態による加速度センサ１の一例を示す機能ブロック図である。
この図に示すように、加速度センサ１は、抵抗（１１，１２）と、加速度スイッチ（２１、２２）と、検出部３０とを備えている。
【００２５】
抵抗１１は、プルアップ抵抗であり、第１端がＶＤＤ電源線（第１の電源線）に、第２端がノードＮ１にそれぞれ接続されている。
抵抗１２は、プルアップ抵抗であり、第１端がＶＤＤ電源線に、第２端がノードＮ２にそれぞれ接続されている。
【００２６】
加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２のそれぞれは、所定の加速度である反応加速度以上の加速度が印加された場合に、導通状態（ＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）状態）が変化するスイッチである。なお、加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２は、加速度センサ１が備える任意の加速度スイッチを示す場合、又は特に区別しない場合には、加速度スイッチ２０として説明する。ここで、反応加速度とは、加速度スイッチ２０が加速度を検出する閾値のことである。
また、加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２のそれぞれは、加速度が印加されていない、又はそれぞれの反応加速度未満の加速度が印加された場合（通常状態）に、ＯＦＦ状態（非導通状態）であるノーマリオフ型の加速度スイッチ２０である。加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２のそれぞれは、それぞれの反応加速度以上の加速度が印加された場合に、所定の期間、ＯＦＦ状態（非導通状態）からＯＮ状態（導通状態）に遷移する。
【００２７】
また、加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２のそれぞれは、例えば、錘部５５（図２参照）と錘部５５を所定のバネ定数により弾性支持する梁部５６（図２参照）とを有している。
ここで、図２及び図３を参照して、本実施形態における加速度スイッチ２０の構成の一例について詳細に説明する。
【００２８】
図２は、本実施形態における加速度スイッチ２０の一例を示す平面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ線に相当する断面図である。
図２及び図３に示すように、加速度スイッチ２０は、スイッチ本体４１と、スイッチ本体４１を厚さ方向で挟持する第１基板４２及び第２基板４３（図３参照）と、を備えている。
【００２９】
スイッチ本体４１は、枠体５１（支持部）と、枠体５１の内側に配置された円柱状の中央電極５３と、枠体５１と中央電極５３との間に配置され、中央電極５３を内側に収容する収容孔５４を有する錘部５５と、錘部５５の周囲を取り囲む円弧状とされ、枠体５１との間で錘部５５を弾性支持する梁部５６と、を備えている。なお、以下の説明において、梁部５６の周方向を単に周方向とし、梁部５６の径方向を単に径方向とする。
【００３０】
ここで、図３に示すように、上述したスイッチ本体４１は、ＭＥＭＳ技術を用いて製造されるとともに、スイッチ本体４１のうち、少なくとも枠体５１、錘部５５、及び梁部５６は、例えばシリコン等からなる基板４０を用いて一体的に形成されている。なお、以下の説明では、基板４０の厚さ方向を単に厚さ方向といい、図３における下側を厚さ方向の一端側とし、上側を厚さ方向の他端側とする。
【００３１】
図２及び図３に示すように、枠体５１は、厚さ方向から見た平面視で矩形状とされ、その中央部には基板４０を厚さ方向に貫通する円形の貫通孔５２が形成されている。
錘部５５は、厚さ方向から見た平面視で円形とされ、その中央部には基板４０を厚さ方向に貫通する収容孔５４が形成されている。なお、錘部５５の外径は、枠体５１の貫通孔５２の内径よりも小さく、収容孔５４の内径は中央電極５３の外径よりも大きくなっている。したがって、錘部５５は、その内側面と中央電極５３の外側面との間に径方向におけるギャップ（ｘ）が設定されるとともに、加速度スイッチ２０に加速度の印加されることにより、中央電極５３に対して接離可能とされている。なお、加速度スイッチ２０は、初期状態においてギャップを挟んで錘部５５と中央電極５３とが離間したＯＦＦ状態となっている。
また、錘部５５のうち、厚さ方向における他端部は、一端部よりも径方向の内側に張り出した張出部５７を構成している。
【００３２】
梁部５６は、枠体５１及び錘部５５よりも薄く形成され、弾性変形可能とされている。具体的に、梁部５６は、錘部５５の周囲をほぼ全周に亘って取り囲む円弧部７１と、円弧部７１における周方向の一端部と錘部５５との間を接続する錘部側接続部７２と、円弧部７１における周方向の他端部と枠体５１との間を接続する枠体側接続部７３とを備えている。
【００３３】
円弧部７１は、周方向の全周に亘って一定の曲率半径で延在しており、その周方向の両端部が近接した状態で対向している。
錘部側接続部７２は、径方向に沿って延在するとともに、径方向における内側端部が錘部５５の外側面に連設され、径方向における外側端部が円弧部７１における周方向の一端部に連設されている。
枠体側接続部７３は、径方向に沿って錘部側接続部７２と平行に延在するとともに、径方向における外側端部が枠体５１の内側面に連設され、径方向における内側端部が円弧部７１における周方向の他端部に連設されている。
【００３４】
中央電極５３は、枠体５１の中心（貫通孔５２の中心）を通り、厚さ方向に沿って延在している。なお、中央電極５３の厚さは、基板４０の厚さと同等になっている。
【００３５】
そして、スイッチ本体４１のうち、少なくとも枠体５１及び中央電極５３の両面には、第１基板４２及び第２基板４３とスイッチ本体４１とをそれぞれ接合するための第１接合膜６１及び第２接合膜６２（例えば、Ａｕ／Ｎｉ等）が形成されている。
図示の例において、第２接合膜６２は、スイッチ本体４１のうち、厚さ方向における他端側の主面には、錘部５５及び梁部５６上を含む全体に亘って形成されるとともに、枠体５１、中央電極５３、錘部５５、及び梁部５６の側面の一部に回り込んで形成されている。そして、第２接合膜６２のうち、第１基板４２と接していない部分は導電層として機能する（特に、錘部５５の内側面に堆積した部分は電極膜６３として機能する）。
【００３６】
第１基板４２は、例えばガラス等からなり、平面視外形がスイッチ本体４１と同等の形状を呈し、厚さ方向における一端側（図中下側）からスイッチ本体４１を覆っている。また、第１基板４２は、第１接合膜６１を介してスイッチ本体４１の枠体５１及び中央電極５３に接合されている。また、第１基板４２におけるスイッチ本体４１側の主面のうち、枠体５１及び中央電極５３以外に位置する部分は、錘部５５の変位を許容する逃げ部７４が形成されている。
【００３７】
第２基板４３は、第１基板４２と同様の材料からなるとともに、平面視外形がスイッチ本体４１と同等の形状を呈し、厚さ方向における他端側（図中上側）からスイッチ本体４１を覆っている。また、第２基板４３は、第２接合膜６２を介してスイッチ本体４１の枠体５１及び中央電極５３に接合されている。これにより、加速度スイッチ２０のうち、枠体５１、第１基板４２、及び第２基板４３で画成された内側空間に、中央電極５３、及び梁部５６が封止されている。また、第２基板４３におけるスイッチ本体４１側の主面のうち、枠体５１及び中央電極５３以外に位置する部分は、錘部５５の変位を許容する逃げ部７５が形成されている。
【００３８】
さらに、第２基板４３のうち、中央電極５３上に位置する部分、及び枠体５１上に位置する部分には、それぞれ厚さ方向に貫通して第２接合膜６２を露出させる露出孔７６が形成されている。そして、第２基板４３には、各露出孔７６を通して第２接合膜６２と外部とを導通させるための貫通電極７７（例えば、Ａｌ（アルミニウム）等）が各別に形成されている。すなわち、第２接合膜６２のうち、中央電極５３上及び枠体５１上に位置する部分は、中央電極５３及び錘部５５の電極膜６３と外部との間を接続するための回路としても機能している。ここで、２つの貫通電極７７は、加速度スイッチ２０の第１端と、第２端とに対応する。
【００３９】
図１の説明に戻り、加速度スイッチ２１（第１の加速度スイッチの一例）は、第１端がノードＮ１に、第２端がＧＮＤ電源線（第２の電源線）に、それぞれ接続されている。加速度スイッチ２１は、例えば、バネ定数ｋ１、錘部５５の質量ｍ１、中央電極５３と錘部５５とのギャップｘ１、及び反応加速度ａ１（第１の反応加速度）を有している。加速度スイッチ２１は、反応加速度ａ１以上の加速度が印加された場合に、錘部５５と中央電極５３とが接触している所定の期間、ＯＦＦ状態（非導通状態）からＯＮ状態（導通状態）に遷移する。ここで、反応加速度ａ１は、流体抵抗の影響は無視できる程度に小さい（流体抵抗による減衰項は無視できる程度に小さい）ものとすると、下記の式（１）により算出される。
【００４０】
【数１】
2016161510.tif 000003
【００４１】
また、ノードＮ１の電位は、加速度スイッチ２１の検出信号Ｓ１として、検出部３０に出力される。図１に示す例では、加速度スイッチ２１は、反応加速度ａ１以上の加速度が印加されていない場合に、検出信号Ｓ１にＨ（Ｈｉｇｈ：ハイ）状態を出力し、反応加速度ａ１以上の加速度が印加された場合に、所定の期間、検出信号Ｓ１にＬ（Ｌｏｗ：ロウ）状態を出力する。
【００４２】
加速度スイッチ２２（第２の加速度スイッチの一例）は、第１端がノードＮ２に、第２端がＧＮＤ電源線（第２の電源線）に、それぞれ接続されている。加速度スイッチ２２は、例えば、バネ定数ｋ２、錘部５５の質量ｍ２、中央電極５３と錘部５５とのギャップｘ２、及び反応加速度ａ２（第２の反応加速度）を有している。加速度スイッチ２２は、反応加速度ａ１とは異なる反応加速度ａ２以上の加速度が印加された場合に、錘部５５と中央電極５３とが接触している所定の期間、ＯＦＦ状態（非導通状態）からＯＮ状態（導通状態）に遷移する。ここで、反応加速度ａ２は、流体抵抗の影響は無視できる程度に小さい（流体抵抗による減衰項は無視できる程度に小さい）ものとすると、下記の式（２）により算出される。また、ノードＮ２の電位は、加速度スイッチ２２の検出信号Ｓ２として、検出部３０に出力される。
【００４３】
【数２】
2016161510.tif 000004
【００４４】
また、ノードＮ２の電位は、加速度スイッチ２２の検出信号Ｓ２として、検出部３０に出力される。図１に示す例では、加速度スイッチ２２は、反応加速度ａ２以上の加速度が印加されていない場合に、検出信号Ｓ２にＨ状態を出力し、反応加速度ａ２以上の加速度が印加された場合に、所定の期間、検出信号Ｓ２にＬ状態を出力する。
【００４５】
検出部３０は、加速度スイッチ２１が印加された加速度ａを検出した第１の検出時刻（例えば、検出時刻ｔ１）と、加速度スイッチ２２が加速度ａを検出した第２の検出時刻（例えば、検出時刻ｔ２）との検出時間差Δｔに基づいて、加速度ａを検出する。ここで、検出可能な加速度ａは、反応加速度ａ１及び反応加速度ａ２より大きい（ａ＞ａ１，ａ２）ものとする。また、検出時刻ｔ２は、検出時刻ｔ１より早い時刻であるとする（ｔ２＞ｔ１）。検出部３０は、例えば、計測用ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、検出信号Ｓ１又は検出信号Ｓ２を受け付けることにより起動するものであってもよい。また、検出部３０は、時間差計測部３１と、加速度検出部３２とを備えている。
【００４６】
時間差計測部３１は、検出信号Ｓ１及び検出信号Ｓ２に基づいて、検出時間差Δｔを計測する。時間差計測部３１は、例えば、検出信号Ｓ１に基づいて、上述した検出時刻ｔ１を計測するとともに、検出信号Ｓ２に基づいて、上述した検出時刻ｔ２を計測し、検出時刻ｔ１から検出時刻ｔ２の間の期間である検出時間差Δｔを計測する。時間差計測部３１は、例えば、タイマー又は計時機能を利用して、検出時間差Δｔを計測するようにしてもよいし、例えば、検出時間差Δｔに対応する電荷をコンデンサに充電する回路を利用して検出時間差Δｔを計測するようにしてもよい。なお、検出時間差Δｔに対応する電荷をコンデンサに充電する回路を利用した時間差計測部３１の一例については、後述する。
【００４７】
加速度検出部３２は、時間差計測部３１が計測した検出時間差Δｔに基づいて、印加された加速度ａを検出する。加速度検出部３２は、例えば、下記の式（３）により、検出時間差Δｔから加速度ａの値を生成する。
【００４８】
【数３】
2016161510.tif 000005
【００４９】
ここで、式（３）において、変数ω１は、加速度スイッチ２１におけるバネ定数ｋ１及び錘部５５の質量ｍ１より定まる角振動数（固有角振動数）である。また、変数ω２は、加速度スイッチ２２におけるバネ定数ｋ２及び錘部５５の質量ｍ２より定まる角振動数（固有角振動数）である。また、式（３）は、加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２のそれぞれのバネ定数（ｋ１，ｋ２）に基づく振動における時間と加速度との関係式であるといえる。
このように、加速度検出部３２は、加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２のそれぞれのバネ定数（ｋ１，ｋ２）に基づく振動における時間と加速度との関係式（式（３））に基づいて、加速度ａの値を生成する。
【００５０】
なお、加速度検出部３２は、上記の式（３）に基づいて、検出時間差Δｔから加速度ａを毎回演算してもよいし、変換テーブルを利用して、検出時間差Δｔから加速度ａを変換するようにしてもよい。変換テーブルを利用する場合には、検出時間差Δｔと、上記の式（３）に基づいて予め算出した加速度ａとを関連付けた変換テーブルを記憶部（不図示）に予め記憶させておき、加速度検出部３２は、当該変換テーブルを利用して、検出時間差Δｔから加速度ａに変換する。
加速度検出部３２は、検出（生成）した加速度ａを示す加速度情報を外部に出力する。
【００５１】
次に、図４を参照して、本実施形態による加速度センサ１の動作について説明する。
図４は、本実施形態による加速度センサ１の動作の一例を示すフローチャートである。
【００５２】
この図において、加速度センサ１の検出部３０は、加速度ａの検出があるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。例えば、加速度ａが加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２に印加された場合に、まず、加速度スイッチ２１がＯＮ状態になり、加速度スイッチ２１は、検出信号Ｓ１に加速度ａを検出したことを示す信号を出力する。検出部３０は、当該信号を受信したか否かにより、加速度ａの検出があるか否かを判定する。検出部３０は、加速度ａの検出がある場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）に、検出部３０を起動して、処理をステップＳ１０２に進める。また、検出部３０は、加速度ａの検出がない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０１に戻し、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。
【００５３】
ステップＳ１０２において、検出部３０の時間差計測部３１は、検出時間差Δｔを計測する。ここで、加速度スイッチ２１と加速度スイッチ２２との反応加速度の違いによって、加速度スイッチ２１の検出時刻ｔ１と、加速度スイッチ２２の検出時刻ｔ２とには、時間差が生じる。時間差計測部３１は、検出信号Ｓ１に基づく検出時刻ｔ１と、検出信号Ｓ２に基づく検出時刻ｔ２との差分（検出時間差Δｔ）を計測する。
【００５４】
次に、検出部３０の加速度検出部３２は、検出時間差Δｔに基づいて、加速度ａを検出する（ステップＳ１０３）。すなわち、加速度検出部３２は、時間差計測部３１が計測した検出時間差Δｔから、例えば、上述した式（３）を利用して、印加された加速度ａを算出する。
【００５５】
次に、加速度検出部３２は、検出した加速度ａを出力する（ステップＳ１０４）。すなわち、加速度検出部３２は、例えば、検出した加速度ａを示す加速度情報を出力する。ステップＳ１０４の処理後に、検出部３０は、動作を停止し、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００５６】
次に、図５を参照して、時間差計測部３１の具体例について説明する。
図５は、本実施形態による時間差計測部３１の一例を示す機能ブロック図である。
この図に示す例では、検出時間差Δｔに対応する電荷をコンデンサ３１７に充電する回路を利用した時間差計測部３１の一例について説明する。
【００５７】
図１に示すように、時間差計測部３１は、インバータ回路（３１１，３１２）と、ＲＳ（アールエス）ラッチ３１３と、定電流回路３１４と、ＰＭＯＳトランジスタ３１５と、ＮＭＯＳトランジスタ３１６と、コンデンサ３１７と、変換部３１８とを備えている。
【００５８】
インバータ回路３１１は、上述した検出信号Ｓ１を論理反転した反転信号をＲＳラッチ３１３のＲ端子（リセット端子）に出力する。
インバータ回路３１２は、上述した検出信号Ｓ２を論理反転した反転信号をＲＳラッチ３１３のＳ端子（セット端子）に出力する。
【００５９】
ＲＳラッチ３１３は、インバータ回路３１１から出力される検出信号Ｓ１の反転信号がＨ状態になった場合に、出力ＱをＬ状態にし、インバータ回路３１２から出力される検出信号Ｓ２の反転信号がＨ状態になった場合に、出力ＱをＨ状態にする。なお、ＲＳラッチ３１３は、例えば、検出信号Ｓ１の反転信号と検出信号Ｓ２の反転信号とが同時にＨ状態になった場合に、出力ＱをＨ状態にするセット優先のラッチ回路である。
【００６０】
定電流回路３１４は、例えば、カレントミラー回路などを含み、ＶＤＤ電源線から供給される電力から所定の定電流を生成する。定電流回路３１４は、生成した定電流をＰＭＯＳトランジスタ３１５のソース端子に供給する。
【００６１】
ＰＭＯＳトランジスタ３１５は、例えば、Ｐチェネル型金属酸化膜半導体電界効果トランジスタであり、ソース端子が定電流回路３１４の出力線に、ゲート端子がＲＳラッチ３１３の出力Ｑの信号線に、ドレイン端子がノードＮＶに、それぞれ接続されている。ＰＭＯＳトランジスタ３１５は、出力ＱがＬ状態になった場合に、ＯＮ状態（導通状態）になり、定電流回路３１４が生成した定電流をコンデンサ３１７の充電電流として供給する。
【００６２】
ＮＭＯＳトランジスタ３１６は、例えば、Ｎチェネル型金属酸化膜半導体電界効果トランジスタであり、ソース端子がＧＮＤ電源線に、ゲート端子がＲＳＴ信号線に、ドレイン端子がノードＮＶに、それぞれ接続されている。ＮＭＯＳトランジスタ３１６は、ＲＳＴ信号がＨ状態になった場合に、ＯＮ状態（導通状態）になり、コンデンサ３１７に充電された電荷を放電させて、ノードＮＶの電位をＧＮＤ電源線の電位にする。ここで、ＲＳＴ信号は、ノードＮＶの電位（電圧）を初期化する初期化信号である。
【００６３】
コンデンサ３１７は、第１端がノードＮＶに、第２端がＧＮＤ電源線に、それぞれ接続されている。コンデンサ３１７は、上述した検出時間差Δｔに対応した電荷が充電される。図５に示す例では、時間差計測部３１は、コンデンサ３１７に充電された電荷に基づく、ノードＮＶの電位（電圧）を検出することにより、検出時間差Δｔを計測する。
【００６４】
変換部３１８は、例えば、ＡＤＣ（アナログデジタル変換回路）を含み、ノードＮＶの電圧をデジタル情報に変換するとともに、当該デジタル情報を検出時間差Δｔに変換する。変換部３１８は、変換した検出時間差Δｔを示す検出時間差情報を、加速度検出部３２に出力する。
【００６５】
次に、図６を参照して、本実施形態による時間差計測部３１の動作について説明する。
図６は、本実施形態による時間差計測部３１の動作の一例を示すタイムチャートである。
図６において、縦軸は、上から順に、ＲＳＴ信号、検出信号Ｓ１、検出信号Ｓ２、及びＲＳラッチ３１３の出力Ｑの論理状態と、ノードＮＶの電圧を示している。また、横軸は、時間を示している。
また、図６において、波形Ｗ１は、ＲＳＴ信号の波形を示し、波形Ｗ２は、検出信号Ｓ１の波形を示し、波形Ｗ３は、検出信号Ｓ３の波形を示している。また、波形Ｗ１は、ノードＮＶの電圧波形を示している。
【００６６】
図６に示す例では、時刻ｔ０において、ＲＳＴ信号がＨ状態にされる（波形Ｗ１参照）。これにより、ＮＭＯＳトランジスタ３１６が、ＯＮ状態（導通状態）になり、例えば、ノードＮＶの電位を初期状態（例えば、０Ｖ）にする。
【００６７】
また、反応加速度ａ１及び反応加速度ａ２より大きい加速度ａが印加されると、加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２の錘部５５が移動し、まず、時刻ｔ１において、加速度スイッチ２１が、検出信号Ｓ１をＬ状態にする（波形Ｗ２参照）。インバータ回路３１１は、検出信号Ｓ１の反転信号をＲＳラッチ３１３のＲ端子に出力し、出力ＱがＬ状態になる（波形Ｗ４参照）。
この出力ＱがＬ状態になることにより、ＰＭＯＳトランジスタ３１５は、ＯＮ状態（導通状態）になり、定電流回路３１４からコンデンサ３１７に定電流により電荷が充電させる。これにより、ノードＮＶの電圧は、定電流回路３１４から定電流により所定の傾きにより上昇する（波形Ｗ５参照）。
【００６８】
一方で、時刻ｔ２において、加速度スイッチ２２が、検出信号Ｓ２をＬ状態にする（波形Ｗ３参照）。インバータ回路３１２は、検出信号Ｓ２の反転信号をＲＳラッチ３１３のＳ端子に出力し、出力ＱがＨ状態になる（波形Ｗ４参照）。
この出力ＱがＨ状態になることにより、ＰＭＯＳトランジスタ３１５は、ＯＦＦ状態（非導通状態）になり、定電流回路３１４からコンデンサ３１７への充電が停止される（波形Ｗ５参照）。これにより、ノードＮＶの電圧は、検出時間差Δｔに対応する電圧ΔＶとなる。
【００６９】
上述した変換部３１８は、この電圧ΔＶを検出し、検出した電圧ΔＶに基づいて、検出時間差Δｔを生成する。変換部３１８は、生成した検出時間差Δｔを示す検出時間差情報を加速度検出部３２に出力する。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態による加速度センサ１（電子デバイス）は、加速度スイッチ２１（第１の加速度スイッチ）と、加速度スイッチ２２（第２の加速度スイッチ）と、検出部３０とを備えている。加速度スイッチ２１は、第１の反応加速度（例えば、反応加速度ａ１）を有し、加速度スイッチ２２は、第１の反応加速度とは異なる第２の反応加速度（例えば、反応加速度ａ２）を有する。検出部３０は、加速度スイッチ２１が印加された加速度を検出した第１の検出時刻ｔ１と、加速度スイッチ２２が加速度を検出した第２の検出時刻ｔ２との検出時間差Δｔに基づいて、加速度を検出する。
これにより、本実施形態による加速度センサ１は、検出時間差に基づいて加速度を検出するため、加速度の検出値が、加速度スイッチ２０の反応加速度に依存しない連続的な値になり、検出可能な加速度の上限値が、加速度スイッチ２０の反応加速度によって制限されることがない。よって、本実施形態による加速度センサ１は、加速度スイッチ２０の反応加速度による検出制限を低減することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２のそれぞれは、錘部５５と錘部５５を所定のバネ定数により弾性支持する梁部５６とを有する。検出部３０は、加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２それぞれのバネ定数（ｋ１，ｋ２）に基づく振動における時間と加速度との関係式（例えば、式（３））に基づいて、加速度を検出する。
これにより、本実施形態による加速度センサ１は、検出時間差Δｔに基づいて、関係式による簡易な手段で、印加された加速度を容易に検出することができるとともに、関係式により正確に加速度の値を検出することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２のそれぞれは、ノーマリオフ型の加速度スイッチ２０である。
これにより、加速度が印加されていない（加速度が検出されていない）待機時に、加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２は、非導通状態（ＯＦＦ状態）になるので、本実施形態による加速度センサ１は、加速度スイッチ２０に定常的に電流を流す必要がない。よって、本実施形態による加速度センサ１は、加速度が印加されていない（加速度が検出されていない）待機時の消費電力を低減させることができる。
【００７３】
なお、上述した本実施形態において、例えば、印加する（検出する）加速度ａの周波数が予め分かっている場合には、加速度スイッチ２１と加速度スイッチ２２とは、印加される加速度の周波数に対して、加速度スイッチ２１と加速度スイッチ２２とのうちの一方が共振するように定められてもよい。
例えば、印加される加速度の周波数に対して、加速度スイッチ２１が共振した場合に、加速度スイッチ２１は、加速度の印加からほとんど遅延なし、且つ、加速度の大きさに関係なく（例えば、反応加速度ａ１未満であっても）検出信号Ｓ１にＬ状態を出力する。そのため、本実施形態による加速度センサ１は、反応加速度ａ２以上の加速度であれば、検出可能になる。すなわち、この場合、本実施形態による加速度センサ１は、共振を利用することにより、加速度スイッチ２０の反応加速度による検出制限をさらに低減することができる。
【００７４】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態による電子デバイスについて、図面を参照して説明する。
図７は、本実施形態による加速度センサ１ａの一例を示す機能ブロック図である。
この図に示すように、加速度センサ１ａは、複数の抵抗（１１、１２、１３、・・・）と、複数の加速度スイッチ２０（２１、２２、２３、・・・）と、検出部３０ａとを備えている。
ここで、加速度スイッチ（２１、２２、２３、・・・）は、加速度センサ１ａが備える任意の加速度スイッチを示す場合、又は特に区別しない場合には、加速度スイッチ２０として説明する。なお、加速度スイッチ２０の構成は、例えば、図２及び図３に示す加速度スイッチ２０と同様である。
【００７５】
本実施形態では、加速度センサ１ａが、複数（例えば、３つ以上）の加速度スイッチ２０を備え、複数の加速度スイッチ２０のうちの最も検出時間差Δｔが大きい２つの加速度スイッチ２０を選択し、当該最も大きい検出時間差Δｔに基づいて、加速度を検出する場合の一例について説明する。
なお、図７において、図１に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７６】
図７に示すように、抵抗１３は、プルアップ抵抗であり、第１端がＶＤＤ電源線に、第２端がノードＮ３にそれぞれ接続されている。
【００７７】
また、加速度スイッチ２３は、第１端がノードＮ３に、第２端がＧＮＤ電源線（第２の電源線）に、それぞれ接続されている。加速度スイッチ２３は、例えば、バネ定数ｋ３、錘部５５の質量ｍ３、中央電極５３と錘部５５とのギャップｘ３、及び反応加速度ａ３を有している。加速度スイッチ２３は、反応加速度ａ１及び反応加速度ａ２とは異なる反応加速度ａ３以上の加速度が印加された場合に、錘部５５と中央電極５３とが接触している所定の期間、ＯＦＦ状態（非導通状態）からＯＮ状態（導通状態）に遷移する。また、ノードＮ３の電位は、加速度スイッチ２３の検出信号Ｓ３として、検出部３０ａに出力される。
なお、本実施形態では、複数の加速度スイッチ２０の各反応加速度の大きさは、例えば、反応加速度ａ１＜反応加速度ａ２＜反応加速度ａ３＜・・・とする。また、複数の加速度スイッチ２０のうちのその他の加速度スイッチ２０の構成も、加速度スイッチ（２１、２２、２３）と同様である。
【００７８】
検出部３０ａは、複数（例えば、３つ以上）の加速度スイッチ２０のうちの、検出時間差Δｔが最大となる２つの加速度スイッチを加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２として選択し、最大となる当該検出時間差Δｔに基づいて、加速度を検出する。検出部３０ａは、例えば、各加速度スイッチ２０の検出時刻を計測し、最も時間間隔が広い（最も時間差の大きい）２つの加速度スイッチ２０を選択する。そして、検出部３０ａは、選択した２つの加速度スイッチ２０の検出時刻の差分を、検出時間差Δｔとして利用する。
また、検出部３０ａは、時間差計測部３１ａと、加速度検出部３２と、スイッチ選択部３３とを備えている。
【００７９】
時間差計測部３１ａは、検出信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、・・・）に基づいて、各加速度スイッチ２０の検出時刻を計測し、各検出時刻間の時間差（複数の検出時間差Δｔ）を計測する。時間差計測部３１ａは、例えば、タイマー又は計時機能を利用して、検出時間差Δｔを計測するようにしてもよいし、例えば、図５に示すような検出時間差Δｔに対応する電圧ΔＶをコンデンサ３１７に充電する回路を複数備えて検出時間差Δｔを計測するようにしてもよい。
【００８０】
スイッチ選択部３３は、時間差計測部３１ａが計測した各検出時刻間の時間差（複数の検出時間差Δｔ）のうち、最も時間差の大きい検出時間差Δｔを選択する。すなわち、スイッチ選択部３３は、３つ以上の加速度スイッチ２０のうちの、検出時間差Δｔが最大となる２つの加速度スイッチを加速度スイッチ２１及び加速度スイッチ２２として選択し、最大となる当該検出時間差Δｔを加速度検出部３２に出力する。
加速度検出部３２は、スイッチ選択部３３が選択した最大となる検出時間差Δｔに基づいて、印加された加速度を検出する。
【００８１】
次に、図８を参照して、本実施形態による加速度センサ１ａの動作について説明する。
図８は、本実施形態による加速度センサ１ａの動作の一例を示すフローチャートである。
【００８２】
この図において、加速度センサ１ａの検出部３０ａは、加速度ａの検出があるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。例えば、加速度ａが各加速度スイッチ２０に印加された場合に、まず、加速度スイッチ２１がＯＮ状態になり、加速度スイッチ２１は、検出信号Ｓ１に加速度ａを検出したことを示す信号を出力する。検出部３０ａは、当該信号を受信したか否かにより、加速度ａの検出があるか否かを判定する。検出部３０ａは、加速度ａの検出がある場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）に、検出部３０ａを起動して、処理をステップＳ２０２に進める。また、検出部３０ａは、加速度ａの検出がない場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）に、処理をステップＳ２０１に戻し、ステップＳ２０１の処理を繰り返す。
【００８３】
ステップＳ２０２において、検出部３０ａの時間差計測部３１ａは、各スイッチ間の検出時間差Δｔを計測する。すなわち、時間差計測部３１ａは、検出信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、・・・）に基づいて、各加速度スイッチ２０の検出時刻を計測し、各検出時刻間の時間差（複数の検出時間差Δｔ）を計測する。
【００８４】
次に、検出部３０ａのスイッチ選択部３３は、最も大きい検出時間差Δｔを選択する（ステップＳ２０３）。スイッチ選択部３３は、例えば、時間差計測部３１ａが計測した各検出時刻間の時間差（複数の検出時間差Δｔ）のうち、最も時間差の大きい検出時間差Δｔを選択する。
【００８５】
次に、加速度検出部３２は、選択された検出時間差Δｔに基づいて、加速度ａを検出する（ステップＳ２０４）。すなわち、加速度検出部３２は、スイッチ選択部３３が選択した最大となる検出時間差Δｔから、例えば、上述した式（３）を利用して、印加された加速度ａを算出する。
【００８６】
続くステップＳ２０５の処理は、図４に示すステップＳ１０４の処理と同様であるので、ここではその説明を省略する。
なお、本実施形態による加速度センサ１ａは、複数（例えば、３つ以上）の加速度スイッチ２０のうちの少なくとも２つの加速度スイッチ２０の反応加速度以上の加速度が印加された場合に、当該加速度の値を検出することが可能である。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態による加速度センサ１ａは、反応加速度の異なる複数の加速度スイッチ２０と、検出部３０ａとを備える。そして、検出部３０ａは、複数の加速度スイッチ２０のうちの、検出時間差が最大となる２つの加速度スイッチ２０を上述した第１の加速度スイッチ及び第２の加速度スイッチとして選択し、最大となる当該検出時間差Δｔに基づいて、加速度を検出する。
これにより、検出時間差Δｔが大きい程、加速度を正確に検出することができるため、本実施形態による加速度センサ１ａは、加速度スイッチ２０の反応加速度による検出制限を低減することができるとともに、より正確に加速度の値を検出することができる。
【００８８】
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態による電子デバイスについて、図面を参照して説明する。
図９は、本実施形態による加速度センサ１ｂの一例を示す機能ブロック図である。
この図に示すように、加速度センサ１ｂは、複数の抵抗（１１、１２、１３、・・・）と、複数の加速度スイッチ２０（２１、２２、２３、・・・）と、検出部３０ｂとを備えている。
なお、図９において、図７に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８９】
本実施形態において、複数の加速度スイッチ２０は、反応加速度、及び共振周波数が互いに異なっているものとする。
また、本実施形態では、検出部３０ｂの処理が、上述した第２の実施形態と異なる。
【００９０】
検出部３０ｂは、複数（例えば、３つ以上）の加速度スイッチ２０のうち、印加された加速度の周波数に最も近い共振周波数を有する加速度スイッチ２０を、上述した第１の加速度スイッチと第２の加速度スイッチとのいずれかとして選択する。すなわち、検出部３０ｂは、印加された加速度の周波数と共振周波数が最も近い加速度スイッチ２０と、その他の加速度スイッチ２０との検出時間差Δｔに基づいて、印加された加速度を検出する。なお、加速度スイッチ２０の共振周波数（ｆ０）は、バネ定数ｋ、錘部５５の質量ｍとした場合に、下記の式（４）により表される。
【００９１】
【数４】
2016161510.tif 000006
【００９２】
また、検出部３０ｂは、時間差計測部３１ａと、加速度検出部３２と、スイッチ選択部３３ａとを備えている。
【００９３】
スイッチ選択部３３ａは、複数（例えば、３つ以上）の加速度スイッチ２０のうち、印加された加速度の周波数に最も近い共振周波数を有する加速度スイッチ２０を含む２つの加速度スイッチ２０の検出時間差Δｔを選択する。すなわち、スイッチ選択部３３ａは、例えば、時間差計測部３１ａが計測した各検出時刻間の時間差（複数の検出時間差Δｔ）のうち、共振周波数が印加された加速度の周波数に最も近い加速度スイッチ２０を含む２つの加速度スイッチ２０の検出時間差Δｔを選択する。スイッチ選択部３３ａは、選択した検出時間差Δｔを加速度検出部３２に出力する。
加速度検出部３２は、スイッチ選択部３３が選択した検出時間差Δｔに基づいて、印加された加速度を検出する。
【００９４】
次に、図１０を参照して、本実施形態による加速度センサ１ｂの動作について説明する。
図１０は、本実施形態による加速度センサ１ｂの動作の一例を示すフローチャートである。
なお、ここでは、周波数ｆの加速度ａが加速度センサ１ｂに印加される場合の一例について説明する。
【００９５】
この図において、加速度センサ１ｂの検出部３０ｂは、加速度ａの検出があるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。例えば、加速度ａが各加速度スイッチ２０に印加された場合に、まず、共振周波数が加速度ａの周波数ｆに近い加速度スイッチ２０（共振が発生した加速度スイッチ２０）がＯＮ状態になり、当該加速度スイッチ２０は、検出信号に加速度ａを検出したことを示す信号を出力する。検出部３０ｂは、当該信号を受信したか否かにより、加速度ａの検出があるか否かを判定する。検出部３０ｂは、加速度ａの検出がある場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）に、検出部３０ｂを起動して、処理をステップＳ３０２に進める。また、検出部３０ｂは、加速度ａの検出がない場合（ステップＳ３０１：ＮＯ）に、処理をステップＳ３０１に戻し、ステップＳ３０１の処理を繰り返す。
【００９６】
ステップＳ３０２において、検出部３０ｂの時間差計測部３１ａは、各スイッチ間の検出時間差Δｔを計測する。すなわち、時間差計測部３１ａは、検出信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、・・・）に基づいて、各加速度スイッチ２０の検出時刻を計測し、各検出時刻間の時間差（複数の検出時間差Δｔ）を計測する。
【００９７】
次に、検出部３０ｂのスイッチ選択部３３ａは、共振周波数が印加された加速度ａの周波数ｆに最も近い加速度スイッチ２０を含む検出時間差Δｔを選択する（ステップＳ３０３）。
続くステップＳ３０４及びステップＳ３０５の処理は、図８に示すステップＳ２０４及びステップＳ２０５の処理と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００９８】
以上説明したように、本実施形態による加速度センサ１ｂは、反応加速度及び共振周波数の異なる複数の加速度スイッチ２０と、検出部３０ｂとを備える。検出部３０ｂは、複数の加速度スイッチ２０のうち、印加された加速度の周波数に最も近い共振周波数を有する加速度スイッチを、上述した第１の加速度スイッチと第２の加速度スイッチとのいずれかとして選択する。
【００９９】
ここで、印加された加速度の周波数に最も近い共振周波数を有する加速度スイッチ２０は、共振により、反応加速度未満の加速度が印加された場合においても、導通状態になる。また、この場合、加速度スイッチ２０は、加速度の印加からほとんど遅延なしに導通状態になる。そのため、本実施形態による加速度センサ１ｂは、印加された加速度が、複数の加速度スイッチ２０の少なくとも１つの反応加速度以上であれば、加速度の検出が可能になる。よって、本実施形態による加速度センサ１ｂは、加速度スイッチ２０の反応加速度による検出制限をさらに低減することができる。また、共振している加速度スイッチ２０は、加速度の印加からほとんど遅延なしに導通状態になるため、検出時間差Δｔを大きくすることができる。そのため、本実施形態による加速度センサ１ｂは、より正確に加速度の値を検出することができる。
【０１００】
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態による電子デバイスについて、図面を参照して説明する。
図１１は、本実施形態による加速度センサ１ｃの一例を示す機能ブロック図である。
この図に示すように、加速度センサ１ｃは、複数の抵抗（１１１、１１２、１２１、１２２、・・・）と、複数の加速度スイッチ２０（２１１、２１２、２２１、２２２、・・・）と、検出部３０ｃとを備えている。すなわち、加速度センサ１ｃは、上述した第１の加速度スイッチと第２の加速度スイッチとの組（Ｐ１、Ｐ２、・・・）を複数備えている。なお、第１の加速度スイッチと第２の加速度スイッチとの組（Ｐ１、Ｐ２、・・・）は、以下の説明において、スイッチ組として説明する。
また、図１１において、図１に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０１】
また、本実施形態において、加速度スイッチ（２１１、２１２、・・・）、及び加速度スイッチ（２２１、２２２、・・・）は、加速度センサ１ｃが備える任意の加速度スイッチを示す場合、又は特に区別しない場合には、加速度スイッチ２０として説明する。
【０１０２】
抵抗（１１１、１１２、１２１、１２２）は、図１の抵抗１１及び抵抗１２と同様のプルアップ抵抗である。抵抗１１１は、第１端がＶＤＤ電源線に、第２端がノードＮ１１にそれぞれ接続され、抵抗１１２は、第１端がＶＤＤ電源線に、第２端がノードＮ１２にそれぞれ接続されている。また、抵抗１２１は、第１端がＶＤＤ電源線に、第２端がノードＮ２１にそれぞれ接続され、抵抗１２２は、第１端がＶＤＤ電源線に、第２端がノードＮ２２にそれぞれ接続されている。
【０１０３】
加速度スイッチ（２１１、２１２、・・・）は、上述した第１の加速度スイッチに対応する。加速度スイッチ（２１１、２１２、・・・）は、例えば、同一の反応加速度ａ１を有しているものとする。
加速度スイッチ２１１は、第１端がノードＮ１１に、第２端がＧＮＤ電源線に、それぞれ接続されている。ここで、ノードＮ１１の電位は、加速度スイッチ２１１の検出信号Ｓ１１として、検出部３０ｃに出力される。また、加速度スイッチ２１２は、第１端がノードＮ１２に、第２端がＧＮＤ電源線に、それぞれ接続されている。ここで、ノードＮ１２の電位は、加速度スイッチ２１２の検出信号Ｓ１２として、検出部３０ｃに出力される。
【０１０４】
加速度スイッチ（２２１、２２２、・・・）は、上述した第２の加速度スイッチに対応する。加速度スイッチ（２２１、２２２、・・・）は、例えば、同一の反応加速度ａ２を有しているものとする。
加速度スイッチ２２１は、第１端がノードＮ２１に、第２端がＧＮＤ電源線に、それぞれ接続されている。ここで、ノードＮ２１の電位は、加速度スイッチ２２１の検出信号Ｓ２１として、検出部３０ｃに出力される。また、加速度スイッチ２２２は、第１端がノードＮ２２に、第２端がＧＮＤ電源線に、それぞれ接続されている。ここで、ノードＮ２２の電位は、加速度スイッチ２２２の検出信号Ｓ１２として、検出部３０ｃに出力される。
【０１０５】
ここで、加速度スイッチ２１１と、加速度スイッチ２２１とが、スイッチ組Ｐ１であり、加速度スイッチ２１２と、加速度スイッチ２２２とが、スイッチ組Ｐ１である。このように、加速度センサ１ｃは、上述した第１の加速度スイッチと第２の加速度スイッチとのスイッチ組（Ｐ１、Ｐ２、・・・）を複数備えている。
【０１０６】
検出部３０ｃは、複数のスイッチ組（Ｐ１、Ｐ２、・・・）により検出された複数の検出時間差Δｔに基づいて、加速度を検出する。検出部３０ｃは、例えば、複数の検出時間差Δｔの平均値に基づいて、加速度を検出する。また、検出部３０ｃは、時間差計測部３１ｂと、加速度検出部３２とを備えている。
【０１０７】
時間差計測部３１ｂは、上述した複数のスイッチ組（Ｐ１、Ｐ２、・・・）のそれぞれの検出時間差Δｔを計測し、計測した複数の検出時間差Δｔの平均値を算出する。時間差計測部３１ｂは、例えば、検出信号Ｓ１１及び検出信号Ｓ１２に基づいて、スイッチ組Ｐ１の検出時間差Δｔを計測し、検出信号Ｓ２１及び検出信号Ｓ２２に基づいて、スイッチ組Ｐ２の検出時間差Δｔを計測する。このように、時間差計測部３１ｂは、全てスイッチ組の検出時間差Δｔを計測した後、計測した複数の検出時間差Δｔの平均値を算出する。
【０１０８】
加速度検出部３２は、時間差計測部３１ｂが算出した平均の検出時間差Δｔに基づいて、印加された加速度を検出する。
【０１０９】
次に、図１２を参照して、本実施形態による加速度センサ１ｃの動作について説明する。
図１２は、本実施形態による加速度センサ１ｃの動作の一例を示すフローチャートである。
【０１１０】
この図において、加速度センサ１ｃの検出部３０ｃは、加速度ａの検出があるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。例えば、加速度ａが各加速度スイッチ２０に印加された場合に、まず、複数の加速度スイッチ２０のいずれかがＯＮ状態になり、当該加速度スイッチ２０は、検出信号に加速度ａを検出したことを示す信号を出力する。検出部３０ｃは、当該信号を受信したか否かにより、加速度ａの検出があるか否かを判定する。検出部３０ｃは、加速度ａの検出がある場合（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）に、検出部３０ｃを起動して、処理をステップＳ４０２に進める。また、検出部３０ｃは、加速度ａの検出がない場合（ステップＳ４０１：ＮＯ）に、処理をステップＳ４０１に戻し、ステップＳ４０１の処理を繰り返す。
【０１１１】
ステップＳ４０２において、検出部３０ｃの時間差計測部３１ｂは、各スイッチ組の検出時間差Δｔを計測する。すなわち、時間差計測部３１ｂは、検出信号（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、・・・）に基づいて、各加速度スイッチ２０の検出時刻を計測し、各スイッチ組の検出時間差Δｔを計測する。
【０１１２】
次に、時間差計測部３１ｂは、共各スイッチ組の検出時間差Δｔの平均を算出する（ステップＳ４０３）。
次に、検出部３０ｃの加速度検出部３２は、時間差計測部３１ｂが算出した平均の検出時間差Δｔに基づいて、印加された加速度を検出する（ステップＳ４０４）。
続くステップＳ４０５の処理は、図４に示すステップＳ１０４の処理と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１１３】
以上説明したように、本実施形態による加速度センサ１ｃは、複数のスイッチ組（Ｐ１、Ｐ２、・・・）と、検出部３０ｃとを備えている。ここで、スイッチ組は、第１の加速度スイッチと、第２の加速度スイッチとの組である。そして、検出部３０ｃは、複数のスイッチ組により検出された複数の検出時間差Δｔに基づいて、加速度を検出する。
これにより、本実施形態による加速度センサ１ｃは、複数の検出時間差Δｔに基づいて加速度を検出するので、より正確に加速度を検出することができる。
【０１１４】
また、本実施形態では、検出部３０ｃは、複数の検出時間差Δｔの平均値に基づいて、加速度を検出する。
これにより、本実施形態による加速度センサ１ｃは、例えば、加速度スイッチ２０の製造バラツキの影響を低減しつつ、より正確に加速度を検出することができる。
【０１１５】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態は、単独で実施される例を説明したが、上記の各実施形態を複数組み合わせて実施するようにしてもよい。例えば、第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせて実施するようにしてもよいし、第２の実施形態と第４の実施形態とを組み合わせて実施するようにしてもよい。
【０１１６】
また、上記の各実施形態において、電子デバイスの一例として加速度センサ１（１ａ、１ｂ、１ｃ）について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、電子デバイスは、上述した加速度センサ１（１ａ、１ｂ、１ｃ）を含んだＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ   Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の半導体装置であってもよいし、他の電子デバイスであってもよい。
【０１１７】
また、上記の各実施形態において、加速度スイッチ２０の一例として、図２、及び図３に示す構造のものを説明したが、これに限定されるものではなく、他の構造の加速度スイッチを適用してもよい。また、加速度スイッチ２０は、ノーマリオフ型のスイッチである例を説明したが、ノーマリオン型の加速度スイッチであってもよい。
また、加速度スイッチ２０は、プルアップ抵抗（１１、１２、等）と接続して使用する例を説明したが、プルダウン抵抗と接続して使用するようにしてもよい。
【０１１８】
また、図５において、時間差計測部３１の一例として、定電流回路３１４を利用する例を説明したが、定電流回路３１４の代わりに抵抗を利用してコンデンサ３１７に電流を供給してもよい。但し、この場合、ノードＮＶの電圧は、検出時間差Δｔの指数関数になる。
【０１１９】
また、上記の各実施形態において、検出部３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）の機能の一部又は全部を、ＬＳＩ等の集積回路として実現してもよいし、検出部３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）の機能の一部又は全部を、コンピュータにプログラムを実行させて実現してもよい。
上述の検出部３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した検出部３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）の加速度を検出する処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ…加速度センサ、１１，１２，１３，１１１，１１２，１２１，１２２…抵抗、２０，２１，２２，２３、２１１，２１２，２２１，２２２…加速度スイッチ、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…検出部、３１、３１ａ，３１ｂ…時間差計測部、３２…加速度検出部、３３，３３ａ…スイッチ選択部、４０…基板、４１…スイッチ本体、４２…第１基板、４３…第２基板、５１…枠体、５２…貫通孔、５３…中央電極、５４…収容孔、５５…錘部、５６…梁部、５７…張出部、６１…第１接合膜、６２…第２接合膜、６３…電極膜、７１…円弧部、７２…錘部側接続部、７３…枠体側接続部、７４，７５…逃げ部、７６…露出孔、７７…貫通電極、３１１，３１２…インバータ回路、３１３…ＲＳラッチ、３１４…定電流回路、３１５…ＰＭＯＳトランジスタ、３１６…ＮＭＯＳトランジスタ、３１７…コンデンサ、３１８…変換部
【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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