(57)【要約】 【課題】センサのサイズを拡大することなく、他軸感度の発生を抑えることができ、かつ直線性のよい２軸静電容量型加速度センサを実現する。【解決手段】１以上のＸ軸固定電極１１１と、１以上のＹ軸固定電極１１２とが同一の板面に形成された基板１１０と、基板１１０と平行に対向して配置され外周縁に設けられたフレーム１２１と、フレーム１２１の内側に複数の梁１２２によりＸ軸方向に変位自在に支持され、Ｘ軸方向への変位と、上記Ｘ軸固定電極１１１と対向する面積の変化との間にあらかじめ定めた関係が成立するＸ軸可動電極１２３と、Ｘ軸可動電極１２３の内側に、複数の梁１２４によりＹ軸方向に変位自在に支持され、Ｙ軸方向への変位と、上記Ｙ軸固定電極１１２と対向する面積の変化との間にあらかじめ定めた関係が成立するＹ軸可動電極１２５とを有する構造体１２０とから構成される。【選択図】図１
2009063430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を互いに直交する軸とし、
板面の法線がＺ軸方向であり、
１以上のＸ軸固定電極と、
１以上のＹ軸固定電極と、
が同一の板面に形成された基板と、
上記基板と平行に対向して配置され、
外周縁に設けられたフレームと、
上記フレームの内側に、複数の梁によりＸ軸方向に変位自在に支持され、Ｘ軸方向への変位と、上記Ｘ軸固定電極と対向する面積の変化との間にあらかじめ定めた関係が成立するＸ軸可動電極と、
上記Ｘ軸可動電極の内側に、複数の梁によりＹ軸方向に変位自在に支持され、Ｙ軸方向への変位と、上記Ｙ軸固定電極と対向する面積の変化との間にあらかじめ定めた関係が成立するＹ軸可動電極と、
を有する構造体と、
を備える２軸静電容量型加速度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の２軸静電容量型加速度センサであって、
上記Ｘ軸固定電極は、Ｙ軸方向を長手方向とする矩形であり、
上記Ｙ軸固定電極は、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形であり、
上記Ｘ軸可動電極は、上記Ｘ軸固定電極と同数の、Ｙ軸方向を長手方向とする矩形の穴を有し、当該Ｘ軸可動電極が変位する範囲において、それぞれの穴の一部が上記Ｘ軸固定電極のそれぞれと１対１で対向し、上記Ｘ軸可動電極の変位により生じる対向する部分の増減の方向がすべての穴について同じであり、
上記Ｙ軸可動電極は、上記Ｙ軸固定電極と同数の、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形の穴を有し、当該Ｙ軸可動電極が変位する範囲において、それぞれの穴の一部が上記Ｙ軸固定電極のそれぞれと１対１で対向し、上記Ｙ軸可動電極の変位により生じる対向する部分の増減の方向がすべての穴について同じである
ことを特徴とする２軸静電容量型加速度センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の２軸静電容量型加速度センサであって、
上記Ｙ軸固定電極の長手方向の長さと上記Ｙ軸可動電極の穴の長手方向の長さとは、Ｘ軸可動電極の可動長以上の差があることを特徴とする２軸静電容量型加速度センサ。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の２軸静電容量型加速度センサであって、
上記Ｘ軸可動電極の変位が無い状態で、上記Ｘ軸固定電極と上記Ｘ軸可動電極の穴とが上記Ｘ軸固定電極の短手方向について略半分の長さが対向していることを特徴とする２軸静電容量型加速度センサ。
【請求項５】
請求項２から４のいずれかに記載の２軸静電容量型加速度センサであって、
上記Ｙ軸可動電極の変位が無い状態で、上記Ｙ軸固定電極と上記Ｙ軸可動電極の穴とが上記Ｙ軸固定電極の短手方向について略半分の長さが対向していることを特徴とする２軸静電容量型加速度センサ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の２軸静電容量型加速度センサと、
上記Ｘ軸固定電極と上記Ｘ軸可動電極との間の静電容量を検出してＸ軸方向の加速度を計算するＸ軸信号処理部と、
上記Ｙ軸固定電極と上記Ｙ軸可動電極との間の静電容量を検出してＹ軸方向の加速度を計算するＹ軸信号処理部と、
を備える２軸静電容量型加速度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２軸方向の加速度を、対向する電極対の相対的な変位による電極間の静電容量の変化からそれぞれ検知する２軸静電容量型加速度センサ、及びそれを用いた２軸静電容量型加速度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている静電容量型の加速度センサを大きく分けると、対向する電極の間隔の変化により検知する方式と、電極の対向する面積の変化により検知する方式とに分けられる。
【０００３】
図１３は、電極の間隔の変化により加速度を検知する静電容量型加速度センサ１０の構成例を示す断面図である。静電容量型加速度センサ１０は、基板１１と、基板１１に固定された固定電極１２と、可動電極１３と、基板１１に対して変位自在に可動電極１３を支持する梁１４とから構成される。固定電極１２と可動電極１３とで平行平板コンデンサが形成され、そこに生じる静電容量Ｃは以下の式で表すことができる。
【０００４】
Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ    （１）
ここで、εは固定電極１２と可動電極１３の間の空間の誘電率、Ｓは固定電極１２と可動電極１３との間の対向面積、ｄは固定電極１２と可動電極１３との間の距離である。図１３に示す方向の加速度が静電容量型加速度センサ１０に加わると梁１４が撓み、可動電極１３が変位して距離ｄに変化が生じる。従って、可動電極１３の変位を静電容量の変化として検知することにより、図１３に示す方向の加速度を求めることができる。このような検知方式を採用している公知技術は、特許文献１、２等で開示されている。
【０００５】
しかし、電極の間隔の変化から検知する方式は、式（１）からわかるように距離ｄの変化が小さい場合でも静電容量Ｃを感度良く検知できるという利点がある反面、静電容量Ｃが１／ｄに比例することから直線性が悪い。
【０００６】
一方、電極の対向する面積の変化により検知する方式は、変位量が小さい場合の感度については電極間隔の変化から検知する方式に比べて劣るものの、静電容量Ｃが対向面積Ｓに比例するため直線性が良い。図１４(a)は、電極の対向する面積の変化により加速度を検知する静電容量型加速度センサ２０の構成例を示す平面図であり、図１４(b)は図１４(a)のａ−ａ´の部分の断面図である。静電容量型加速度センサ２０は、フレーム２１と、固定電極２２と、錘２３と、錘２３と一体的に変位する可動電極２４と、フレーム２１に対して変位自在に錘２３を支持する梁２５とから構成される。図１４(a)に示す方向の加速度が静電容量型加速度センサ２０に加わると、可動電極２４が錘２３とともに振動して固定電極２２と可動電極２４とが対向する長さＬに変位が生じる。そして電極の対向面積Ｓは、Ｓ＝Ｌ×Ｈ（Ｈは電極の高さ）であり、Ｌの変位に比例して変化することから、このＳの変化を静電容量の変化として検知することにより、変位方向の加速度を求めることができる。このような検知方式を採用している公知技術は、特許文献３、４等で開示されている。
【特許文献１】特開２００１−４６５８公報
【特許文献２】特開２００２−３６５３０６公報
【特許文献３】特開２０００−２６６７７７公報
【特許文献４】特開平９−８９９２７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１４の静電容量型加速度センサ２０は、電極の対向する面積の変化により１軸方向の加速度を検知する構成である。この構成を２軸方向の検知を行う２軸静電容量型加速度センサ３０に応用した場合、例えば図１５(a)のような構成となる。特許文献４で開示されている構成もこれに類するものである。しかし、図１５（ａ）のような構成の場合、例えば図１５(b)に示すようにＸ軸方向に変位が生じた時、Ｘ軸方向検知部３１において固定電極と可動電極とが対向する長さにΔＬの変位が生じるだけでなく、可動電極が一体化されているため、Ｙ軸方向検知部３２において固定電極と可動電極との間隔にΔｄの変位も生じてしまう。そのため、実際にはＹ軸方向の変位が無いにもかかわらず、Ｙ軸方向にも加速度があると誤検知してしまう。また、Ｙ軸方向の変位に対しても、同様にＸ軸方向の加速度の誤検知が生じうる。
【０００８】
更に、このような他軸感度の発生の問題は、電極の間隔の変化により加速度を検知する方式においても生じうることであり、特許文献２で開示されている構成のようにＸ軸方向用のセンサとＹ軸方向用のセンサを分離するという対処も考えられる。しかし、単純に分離すればセンサのサイズが２倍になり、分離しつつ同じサイズに収めようとすれば、各軸の検知部に充てられるスペースが１／２になってしまうため、その分電極を減らさざるを得ず、その結果、感度が損なわれる。
【０００９】
本発明の目的は、センサのサイズを拡大することなく、他軸感度の発生を抑えることができ、かつ直線性のよい２軸静電容量型加速度センサ、及びそれを用いた２軸静電容量型加速度計を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の２軸静電容量型加速度センサは、１以上のＸ軸固定電極と、１以上のＹ軸固定電極とが同一の板面に形成された基板と、当該基板と平行に対向して配置され、外周縁に設けられたフレームと、当該フレームの内側に複数の梁によりＸ軸方向に変位自在に支持され、Ｘ軸方向への変位と、Ｘ軸固定電極と対向する面積の変化との間にあらかじめ定めた関係が成立するＸ軸可動電極と、Ｘ軸可動電極の内側に、複数の梁によりＹ軸方向に変位自在に支持され、Ｙ軸方向への変位と、Ｙ軸固定電極と対向する面積の変化との間にあらかじめ定めた関係が成立するＹ軸可動電極とを有する構造体とを備える。
【００１１】
平行平板コンデンサが、Ｘ軸固定電極とＸ軸可動電極、及びＹ軸固定電極とＹ軸可動電極とでそれぞれ形成され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の加速度が加わると、Ｘ軸可動電極、Ｙ軸可動電極それぞれに変位が生じる。そして、その変位を静電容量の変化として検知する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、センサのサイズを拡大することなく他軸感度の発生を抑えることができ、かつ直線性のよい２軸静電容量型加速度センサ、及びそれを用いた２軸静電容量型加速度計を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の２軸静電容量型加速度センサ１００の構成例の分解平面図である。 ２軸静電容量型加速度センサ１００は、基板１１０と構造体１２０とから構成され、 図１の(a)(b)は２軸静電容量型加速度センサ１００をそれぞれ基板１１０、構造体１２０に分解したものである。また、図２(a)は２軸静電容量型加速度センサ１００の斜視図、 図２(b)は分解斜視図、図３(a)は平面図、(b)(c)はそれぞれ図３(a)のａ−ａ´断面図、ｂ−ｂ´断面図である。
【００１４】
基板１１０は、例えばガラス基板が用いられ、板面には１以上のＸ軸固定電極１１１と１以上のＹ軸固定電極１１２とが形成される。
【００１５】
構造体１２０は、例えばＳＯＩウエハで作製され、その各部分は、外周縁に設けられたフレーム１２１と、当該フレームの内側に複数の梁１２２によりＸ軸方向に変位自在に支持され、Ｘ軸方向への変位と、Ｘ軸固定電極と対向する面積の変化との間にあらかじめ定めた関係が成立するＸ軸可動電極１２３と、Ｘ軸可動電極１２３の内側に、複数の梁１２４によりＹ軸方向に変位自在に支持され、Ｙ軸方向への変位と、Ｙ軸固定電極と対向する面積の変化との間にあらかじめ定めた関係が成立するＹ軸可動電極１２５とから構成される。このように、Ｘ軸可動電極１２３にＹ軸可動電極１２５が内包されるジンバル構造とすることでセンササイズを小型化することができる。構造体１２０は、基板１１０と平行に対向し、Ｘ軸固定電極１１１及びＹ軸固定電極１１２とそれぞれコンデンサを形成するように接合される。なお、梁１２２と梁１２４を同一の形状とすると、Ｘ軸可動電極１２３はＹ軸可動電極１２５を内包するため変位のしやすさが異なり、その結果、感度が等しくならない。Ｘ軸方向の加速度に対する感度とＹ軸方向の加速度に対する感度とを等しくしたい場合には、Ｘ軸方向の加速度によるＸ軸可動電極１２３の変位のしやすさと、Ｙ軸方向の加速度によるＹ軸可動電極１２５の変位のしやすさとが同じになるようにすればよく、例えば、梁１２４のＸ軸方向の長さを梁１２２のＹ軸方向の長さより長くする。また、Ｚ軸方向への加速度に対する感度の発生を抑えるため、梁１２２はＸ軸方向の厚さと比べＺ軸方向の長さが十分に長い形状とすることが望ましい。具体的には、梁の変位のしにくさは一般に梁の厚みの３乗に比例することから、例えばＺ軸方向の長さをＸ軸方向の厚さの１０倍にすると、Ｚ軸方向にはＸ軸方向に比べ１０００倍動きにくくすることができる。同様に、梁１２４についてもＹ軸方向の厚さと比べＺ軸方向の長さを十分に長くすることでＺ軸方向に動きにくくすることができる。
【００１６】
構造体１２０は全体が接地電位であり、その構成部分であるＸ軸可動電極１２３、Ｙ軸可動電極１２５は、それぞれＸ軸固定電極１１１、Ｙ軸固定電極１１２と対向する部分においてコンデンサを構成する。２軸静電容量型加速度センサ１００にＸ軸方向、Ｙ軸方向の加速度が加わると、各可動電極の質量に作用して慣性力を生じ、Ｘ軸可動電極１２３、Ｙ軸可動電極１２５はそれぞれ−Ｘ軸方向、−Ｙ軸方向に変位する。本発明においては、この変位により固定電極と可動電極との対向面積を変化させて静電容量を変化させる。対向面積を変化させる電極形状の形成方法としては、例えば図１に示すようにＸ軸可動電極１２３に穴１２６を、Ｙ軸可動電極１２５に穴１２７を適切な位置に開ける方法が考えられる。具体的には、各可動電極が変位する範囲において、図３に示すように各穴の一部が固定電極と対向する位置に穴を開ける。このような位置に穴を開けることで、図４(b)に示すように固定電極が穴と対向する部分が大きくなる方向に可動電極が変位した時は、固定電極と可動電極との対向面積が小さくなり、図４(c)に示すように固定電極が穴と対向する部分が小さくなる方向に可動電極が変位した時は、固定電極と可動電極との対向面積が大きくなるというように変化させることができる。また、穴を開ける以外にも、例えば図５に示すように可動電極の外形を変えることによっても、上述の穴を開けた場合と同様な原理で対向面積を変化させることができる。
【００１７】
各軸可動電極の変位により生じる静電容量の変化から加速度を求めるためには、各軸可動電極の各軸方向への変位と、各軸固定電極と各軸可動電極とが対向する面積の変化との間にあらかじめ定めた関係、基本的には比例関係が成立するように穴の位置や大きさを決める必要がある。例えば、図1に示すように、Ｘ軸固定電極１１１についてはＹ軸方向を長手方向とする矩形とし、Ｘ軸可動電極１２３にはＸ軸固定電極１１１と同数のＹ軸方向を長手方向とする矩形の穴１２６を、Ｘ軸可動電極１２３が変位する範囲においてそれぞれの穴１２６の一部がそれぞれのＸ軸固定電極１１１と１対１に対向し、かつＸ軸可動電極１２３の変位により生じるＸ軸固定電極１１１と穴１２６との対向部分の面積の増減の方向がすべての当該穴１２６について同じであるように、位置・大きさを決めて開ける。また、Ｙ軸固定電極１１２についてもＸ軸方向を長手方向とする矩形とし、Ｙ軸可動電極１２５にはＹ軸固定電極１１２と同数のＸ軸方向を長手方向とする矩形の穴１２７を、Ｙ軸可動電極１２５が変位する範囲においてそれぞれの穴１２７の一部がそれぞれのＹ軸固定電極１１２と１対１に対向し、かつＹ軸可動電極１２５の変位により生じるＹ軸固定電極１１２と穴１２７との対向部分の面積の増減の方向がすべての当該穴１２７について同じであるように、位置・大きさを決めて開ける。このように固定電極と穴を共に矩形とし、可動電極が変位する範囲においてそれぞれの穴の一部がそれぞれの固定電極と１対１で対向し、かつ可動電極の変位により生じる固定電極と穴との対向部分の面積の増減の方向がすべての当該穴について同じになるように穴の位置・大きさを決めることで、可動電極の変位と、固定電極と可動電極とが対向する面積の変化との間で比例関係を持たせることができる。
【００１８】
固定電極と穴の一部とが１対１で対向している場合、固定電極及び穴の個数分だけコンデンサが形成されることになる。例えば、図６(a)のように固定電極と穴がそれぞれ１個の場合は、固定電極と可動電極とが対向しているＬの幅の部分に１個のコンデンサが形成される。そして、可動電極に図６(b)のようにΔＬの変位が生じた時、電極の長手方向の長さをＭとすると、変位による静電容量の変化量ΔＣは式（１）より次のように求められる。
【００１９】
ΔＣ＝ε・Ｓ／ｄ＝ε・ΔＬ・Ｍ／ｄ    （２）
一方、固定電極及び穴を細かく分割した場合、例えば図６(c)のように各４個ずつとした場合、変位ΔＬによる静電容量の変化量ΔＣ´は次のように求められる。
【００２０】
ΔＣ´＝ε・４ΔＬ・Ｍ／ｄ＝４ΔＣ    （３）
このように、固定電極及び穴を細かく分割して数を多くすることで、同じ変位量でも静電容量の変化をより大きく得ることができる。
【００２１】
以上のような構成により、センサのサイズを拡大することなくＸ軸方向のセンシングの際のＹ軸方向の感度の発生を抑えることができ、かつ直線性のよい２軸静電容量型加速度センサを実現することができる。
【００２２】
〔第２実施形態〕
第１実施形態の構成においては、Ｙ軸可動電極１２５がＸ軸可動電極１２３の内側にあるため、Ｙ軸方向のセンシングの際にはＸ軸方向の感度の発生を抑えることができるが、Ｘ軸方向のセンシングの際にはＹ軸方向の感度が発生する場合がある。例えば、Ｙ軸固定電極１１２とＹ軸可動電極１２５の長手方向の長さが同じであり、無変位時に両者が図７(a-1)に示すように対向している場合、Ｘ軸可動電極１２３に変位が生じると、Ｘ軸可動電極１２３の内側で梁１２４を介して一体化しているＹ軸可動電極１２５も図７(a-2)に示すように変位する。その結果、図７(a-2)に示すように対向面積が増加し、Ｙ軸方向に変位が生じていない時にもＹ軸固定電極１１２とＹ軸可動電極１２５との間の静電容量が変化してしまう。
【００２３】
そこで、第２実施形態の構成は、Ｘ軸方向への変位量を考慮して、Ｙ軸固定電極１１２の長手方向の長さをＹ軸可動電極１２５の穴１２７の長手方向の長さより長くするものである。具体的には、Ｘ軸方向への変位が生じてもＹ軸固定電極１１２とＹ軸可動電極１２５との間の静電容量が変化しないようにすればよいことから、Ｘ軸可動電極１２３が両方向にそれぞれ長さａずつ可動である場合、図７(b)に示すようにＹ軸固定電極１１２の長手方向の長さをＹ軸可動電極１２５の穴１２７の長手方向の長さより両側に長さａ以上ずつ合計２×ａの長さ以上長くする。このように構成することで、図７(b)に示すようにＸ軸可動電極１２３の変位の有無にかかわらず穴にかからない部分の長さを一定長（２×ａ）に保つことができるため、Ｘ軸方向への変位によるＹ軸固定電極１１２とＹ軸可動電極１２５との間の静電容量の変化の発生を防ぐことができる。
【００２４】
なお、Ｙ軸可動電極１２５の穴１２７の長手方向の長さが、Ｙ軸固定電極１１２の長手方向の長さよりＸ軸可動電極１２３の可動長以上に長い場合は、Ｘ軸可動電極１２３の変位が生じても対向部分の面積の変化は生じない。従って、このような場合はＹ軸固定電極１１２とＹ軸可動電極１２５との間の静電容量は一定となるため、Ｙ軸固定電極１１２の長手方向の長さを上記のように長くすることは不要である。
【００２５】
以上のように、第２実施形態の構成にすることにより、Ｘ軸方向の加速度に対してもＹ軸方向の加速度に対しても他軸感度の発生を抑えることができる。
【００２６】
〔第３実施形態〕
各軸可動電極の各軸方向への変位と、各軸固定電極と各軸可動電極とが対向する面積の変化との間に比例関係を成立させるために、可動電極が変位する範囲において可動電極の各穴の一部が各固定電極と１対１で対向するように穴を開ける際、図８(a)に示すように無変位時に穴が固定電極とわずかの長さしか対向していない場合、例えば図面上、可動電極が固定電極の左端を超えて変位すると、対向面積は増加から減少（又は一定値）に転じるため、比例関係が損なわれる。従って、このような位置関係で穴を開けた場合に比例関係を成立させるためには、図８(a)に示すように許容変位幅が小さくなってしまい、加速度の検出範囲を狭めてしまう。そこで、第３実施形態では、図８(b)に示すように無変位時に穴が固定電極と略半分の長さだけ対向するように穴を開ける。このような位置関係で穴を開けることで、図８(b)に示すように固定電極の全幅を可動電極の許容変位幅にできるため、加速度の検出範囲を大きくすることができる。
【００２７】
〔第４実施形態〕
第１実施形態から第３実施形態のいずれかに記載の２軸静電容量型加速度センサ１００を用いて２軸静電容量型加速度計２００を構成することができる。図９は、本発明の２軸静電容量型加速度計２００の構成例である。２軸静電容量型加速度計２００は、２軸静電容量型加速度センサ１００とＸ軸信号処理部２０１とＹ軸信号処理部２０２とから構成される。Ｘ軸信号処理部２０１とＹ軸信号処理部２０２は、図９に示すように接続される静電容量がＸ軸静電容量であるかＹ軸静電容量であるかという違いがある以外は全く同じ構成である。以下、各信号処理部の動作原理を説明する。各信号処理部は、測定対象である各軸静電容量とオフセット用容量素子にそれぞれ抵抗素子を負荷した１対のＣＲ遅延回路を構成している。入力端子に与えられた矩形波は各軸静電容量側とオフセット用容量素子側の２つの経路に分岐されて、ＥＸ−ＯＲ素子で再び合流する。この時、２つの経路でそれぞれの遅延回路の時定数によって定まる位相差（ｔ３−ｔ１）が生じ、この位相差は図１０に示すように図９の端点Ｘ１、Ｘ２における信号波形として表れる。また、ＥＸ−ＯＲ素子の端子Ｙには、入力端Ｘ１、Ｘ２の信号の位相差に対応する幅のパルス波形が図１０に示すように表れる。つまり、各軸静電容量とオフセット用容量の差分の変化に伴いパルス幅が変化する。そして、端子Ｙの出力は平滑回路で平滑化され、出力端子において、静電容量の変化に応じたアナログ出力を得ることができる。
【００２８】
〔作製方法〕
本発明の２軸静電容量型加速度センサの作製方法の例を、図１１に示す流れに沿って説明する。
【００２９】
（１）ＳＯＩウエハのデバイス層にＩＣＰエッチングで構造体１２０のパターンを作製する。
（２）ハンドル層側からＫＯＨでエッチングする。
（３）犠牲層をエッチングする。
（４）基板１１０上にＨＦエッチングで電極間ギャップ用の段差をつける。
（５）スパッタによってＡｕ膜をつけ、段差内にフォトリソグラフィーによって電極パターンを作製する。
（６）基板１１０と構造体１２０とを陽極接合により貼り合わせる。
【００３０】
〔解析〕
本発明の２軸静電容量型加速度センサ１００について、以下の寸法等により解析を行った。
【００３１】
◎寸法等
外形寸法及び電極構成について図１２に示す。なお、図１２(a)は外形寸法を示し、電極構成は簡易的に表記している。電極構成の詳細は図１２(b)に示している。
・Ｘ軸固定電極１１１、穴１２６の数＝各３４４
・Ｙ軸固定電極１１２、穴１２７の数＝各９４
・Ｘ軸固定電極１１１の寸法＝０．８ｍｍ×０．０１ｍｍ
・Ｘ軸可動電極１２３に穴１２６により形成されるＸ軸固定電極１１１と対となる電極部分の寸法＝０．７８ｍｍ×０．０１ｍｍ
・Ｙ軸固定電極１１２の寸法＝２．８８ｍｍ×０．０１ｍｍ
・Ｙ軸可動電極１２５に穴１２７により形成されるＹ軸固定電極１１２と対となる電極部分の寸法＝２．８６ｍｍ×０．０１ｍｍ
・各軸固定電極の配列間隔、及び各穴の短手方向の長さ＝０．００２ｍｍ
・可動電極の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）＝０．１５ｍｍ
・梁１２２、梁１２４の本数＝各４本
【００３２】
◎解析結果
変位感度と容量感度について、Ｘ軸とＹ軸とが同等であることが判明し、良好な結果が得られた。
・電極面積（無変位時）：Ｘ軸電極１．３４ｍｍ２、Ｙ軸電極１．３４ｍｍ２
・ノミナル容量：Ｘ軸電極５．９４ｐＦ、Ｙ軸電極５．９５ｐＦ
・変位感度：Ｘ軸電極１．９μｍ／Ｇ、Ｙ軸電極１．６３μｍ／Ｇ
・容量感度：Ｘ軸電極２．２６ｐＦ／Ｇ、Ｙ軸電極１．９４ｐＦ／Ｇ
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、小型のセンサを用いて高精度かつ容易な信号処理で２軸方向の加速度を検知したい場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の２軸静電容量型加速度センサの構成例の分解平面図。
【図２】本発明の２軸静電容量型加速度センサの構成例の斜視図、分解斜視図。
【図３】本発明の２軸静電容量型加速度センサの構成例の断面図。
【図４】固定電極と可動電極との対向状態の変化を示す図。
【図５】本発明の２軸静電容量型加速度センサの別の構造体の例を示す図。
【図６】電極数を増やすことによる検知感度の向上効果を示す図。
【図７】Ｙ軸固定電極の拡幅による効果を示す図。
【図８】固定電極の略半分を可動電極と対向させることによる効果を示す図。
【図９】本発明の２軸静電容量型加速度計の例を示す構成図。
【図１０】信号処理部における論理演算の内容を示す図。
【図１１】本発明の２軸静電容量型加速度センサの作製フロー図。
【図１２】解析を行った２軸静電容量型加速度センサの構成図。
【図１３】従来の静電容量型加速度センサの構成例を示す図。
【図１４】従来の静電容量型加速度センサの別の構成例を示す図。
【図１５】従来技術による２軸静電容量型加速度センサの構成例を示す図。
【図１】
2009063430.tif 000003
【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１３】
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【図１４】
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【図２】
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【図３】
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【図１２】
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【図１５】
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