静电容量检测型的可动传感器制造技术

本发明专利技术提供一种薄型且小型并能够高精度地检测可动部的移动量的可动传感器。第一可动部（２）和第二可动部（４）通过连结连杆部（１０ａ）和支承连杆部（２０ａ）连结，以如果第一可动部（２）接近固定部（５０）则第二可动部（４）离开固定部（５０）的方式进行动作。在固定部（５０）上设有第一固定电极（５１）和第二固定电极（５２），在第一可动部（２）的表面（２ａ）上设置与第一固定电极（５１）相对向的第一可动电极，在第二可动部（４）的表面（４ａ）上设置与第二固定电极（５２）相对向的第二可动电极。由于第一可动部（２）和第二可动部（４）反向移动，因此通过求出第一固定电极（５１）和第一可动电极之间的静电容量的变化、与第二固定电极（５２）和第二可动电极之间的静电容量的变化之差，而能够检测第一可动部（２）的移动状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及静电容量检测型的可动传感器，该静电容量检测型的可动传感器基于 电极间的静电容量的变化而检测从硅基板切出等形成的可动部的移动量，由此，能够测定 从外部作用的加速度等物理量。
技术介绍
以下的专利文献1至专利文献3所记载的传感器对硅基板进行蚀刻处理，形成有 在面方向或与面正交的方向上进行动作的可动部，检测设置在可动部上的可动电极和与该 可动电极相对向的固定电极之间的静电容量，从而能够测定可动部的移动量。此种传感器由于可动部微小，因此为了根据电极间的静电容量的变化来高精度地 把握可动部的移动量，而需要对电极的结构想办法。以下的各专利文献所记载的以往的传 感器将可动部和固定部形成为细小的梳齿形状，通过使可动部的梳齿与固定部的梳齿啮 合，而尽可能增大设置在可动部上的可动电极与设置在固定部上的固定电极的相对向面 积。然而，将可动部和固定部一起形成为梳齿形状而使它们相互分别啮合的结构复杂，加工 成本升高。另一方面，考虑有在可动部的表面和背面这双方设置可动电极，并设置与表面侧 的可动电极相对向的固定电极和与背面侧的可动电极相对向的固定电极，而求出一方的可 动电极和固定电极之间的静电容量的变化与另一方的可动电极和固定电极之间的静电容 量的变化之差的方式。该方式通过求出利用设置在可动电极的两面上的可动电极得到的静 电容量的变化之差，不仅能够提高检测灵敏度，而且通过求出在正侧变化的静电容量的检 测输出与在负侧变化的静电容量的检测输出之差，能够消除温度变化等环境变化引起的变 动成分或噪声成分，因此具有能够得到良好的检测输出的优点。然而，在上述结构中，需要在可动部的表面和背面这双方形成可动电极，从而可动 部的结构其本身变得复杂。而且，需要配置隔着适当的间隙与表面侧的可动电极相对向的 固定侧电极和隔着适当的间隙与背面侧的可动电极相对向的固定侧电极，从而固定部侧的 结构变得复杂，且需要在可动部的表侧和背侧这双方设定与固定电极的间隙，从而组装作 业也变得烦杂。专利文献1 日本特开2003-14778号公报专利文献2 日本特开2006-266873号公报专利文献3 日本特开2007-298385号公报
技术实现思路
本专利技术用于解决上述以往的课题，其目的在于提供一种使用设置在可动部的一 侧的面上的多个可动电极，能够求出相互向相反侧变化的静电容量的检测输出之差，能够 形成简单的结构并消除噪声，而且能够得到高灵敏度的输出的静电容量检测型的可动传感ο本专利技术涉及一种可动传感器，在可动部和固定部设置彼此相对向的电极，并检测 所述可动部接近或离开所述固定部时的所述电极间的静电容量的变化，所述可动传感器的 特征在于，具有第一可动部及第二可动部和与所述两可动部分别连结成转动自如的连杆部， 所述连杆部在与所述第一可动部的连结部和与所述第二可动部的连结部之间设定支点，所 述连杆部以所述支点为中心转动时，能够以使所述第一可动部和所述第二可动部的一方接 近固定部且使另一方离开所述固定部的方式进行动作，在所述第一可动部及所述第二可动部的朝向各可动部的相同方向的面上分别设 置第一可动电极及第二可动电极，在所述固定部设置与所述第一可动电极相对向的第一固 定电极和与所述第二可动电极相对向的第二固定电极。本专利技术的可动传感器由于将第一可动部和第二可动部连结成相互反向移动，因此 第一可动部与固定部之间的静电容量的变化和第二可动部与固定部之间的静电容量的变 化成为相反的输出。通过求出该静电容量的变化之差，而能够以高灵敏度且使温度变化等 引起的噪声相抵消地检测出可动部的移动状态。而且，由于在第一可动部和第二可动部的 同侧的面上设置可动电极，因此容易形成电极。此外，在本专利技术中，也可以在第一可动部的表面和背面这双方设置可动电极，在第 二可动部的表面和背面这双方设置可动电极，并在固定部侧分别设置与表背的可动电极相 对向的固定电极。这种情况下，由于在可动部的表背设置可动电极并在与可动部的表面和 背面分别相对向的固定部设置固定电极，因此结构变得稍复杂。然而，这种情况下，通过将 由全部的面的电极检测到的静电容量的相同相位的变化相加，然后求出彼此相反的相位的 变化之差，而能够得到更高灵敏度且消除了噪声的检测输出。本专利技术具有检测电路，该检测电路求出所述第一可动电极和所述第一固定电极之 间的静电容量的变化、与所述第二可动电极和所述第二固定电极之间的静电容量的变化之差。通过设置所述检测电路，能够消除温度特性等引起的变动成分或噪声等而得到高 质量的检测输出。例如，本专利技术能够构成为，所述第一可动部的质量和所述第二可动部的质量的任 一方大于另一方，质量大的所述可动部对从外部施加的加速度进行反应而移动，此时质量 小的所述可动部与质量大的所述可动部反向移动。如上所述，通过构成为质量大的一方的可动部通过加速度进行反应，而能够构成 加速度传感器。而且，若一方的可动部的质量大于另一方的可动部的质量，则相对于重力的 方向使可动传感器的姿势变化时，向质量大的可动部的重力方向移动，并能够检测此时的 移动量。如此，也能够将可动传感器使用作为相对于重力方向的姿势测定用。本专利技术的所述第一可动部和所述第二可动部具有相同厚度，所述第一可动部和所 述第二可动部的表面彼此和背面彼此处于同一面时，将所述连杆部以及将所述连杆部支承 为转动自如的支承部被限定在所述表面和所述背面的厚度的范围内。例如，本专利技术的所述第一可动部、所述第二可动部、所述连杆部及所述支承部从同 一板材切出。另外，本专利技术的所述第一可动部与所述连杆部的连结部、所述第二可动部与所述连杆部的连结部、以及所述连杆部与所述支承部的所述支点上的连结部中各个部件之间经 由由所述板材的局部形成的扭杆连结成转动自如。使用上述扭杆时，能够通过各个连结部将部件之间连结成转动自如，并且在外力 不再作用时，能够通过扭杆的弹性力恢复成静止姿势。如上所述，通过从硅基板等一张板材切出第一可动部和第二可动部、连杆部、支承 部，而能够构成极小型且薄型的可动传感器。此外，本专利技术能够构成为通过导电性材料形成所述第一可动部和所述第二可动 部，所述第一可动部自身作为所述第一可动电极起作用，所述第二可动部自身作为所述第 二可动电极起作用。另外，本专利技术沿左右方向⑴隔开间隔设置沿前后方向⑴延伸的右侧连结连杆 部和左侧连结连杆部作为所述连杆部，所述右侧连结连杆部经由右侧支点由第一右侧支承 部支承为转动自如，所述左侧连结连杆部经由左侧支点由第一左侧支承部支承为转动自 如，所述右侧连结连杆部与所述第一可动部的连结部和所述左侧连结连杆部与所述 第一可动部的连结部的任一方位于前方(XI)，另一方位于后方(X2)，所述右侧连结连杆部与所述第二可动部的连结部和所述右侧连结连杆部与所述 第一可动部的连结部隔着所述右侧支点位于前后方向相反侧，所述左侧连结连杆部与所述 第二可动部的连结部和所述左侧连结连杆部与所述第一可动部的连结部隔着所述左侧支 点位于前后方向相反侧，所述第一右侧支承部和所述第一左侧支承部由所述固定部固定。如上所述，通过设置右侧连结连杆部和左侧连结连杆部，而能够使第一可动部和 第二可动部在保持成上下相反方向的大致水平姿势的状态下进行动作。此外，本专利技术优选，右外侧支承连杆部与所述第一右侧支承部和所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可动传感器，在可动部和固定部设置彼此相对向的电极，并检测所述可动部接近或离开所述固定部时的所述电极间的静电容量的变化，所述可动传感器的特征在于，　　具有第一可动部及第二可动部和与所述两可动部分别连结成转动自如的连杆部，所述连杆部在与所述第一可动部的连结部和与所述第二可动部的连结部之间设定有支点，所述连杆部以所述支点为中心转动时，能够以使所述第一可动部和所述第二可动部的一方接近固定部且使另一方离开所述固定部的方式进行动作，　　在所述第一可动部及所述第二可动部的朝向各可动部的相同方向的面上分别设置第一可动电极及第二可动电极，在所述固定部设置与所述第一可动电极相对向的第一固定电极和与所述第二可动电极相对向的第二固定电极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP2008-1761552008年7月4日1.一种可动传感器，在可动部和固定部设置彼此相对向的电极，并检测所述可动部接 近或离开所述固定部时的所述电极间的静电容量的变化，所述可动传感器的特征在于，具有第一可动部及第二可动部和与所述两可动部分别连结成转动自如的连杆部，所述 连杆部在与所述第一可动部的连结部和与所述第二可动部的连结部之间设定有支点，所述 连杆部以所述支点为中心转动时，能够以使所述第一可动部和所述第二可动部的一方接近 固定部且使另一方离开所述固定部的方式进行动作，在所述第一可动部及所述第二可动部的朝向各可动部的相同方向的面上分别设置第 一可动电极及第二可动电极，在所述固定部设置与所述第一可动电极相对向的第一固定电 极和与所述第二可动电极相对向的第二固定电极。2.根据权利要求1所述的可动传感器，其中，具有检测电路，该检测电路求出所述第一可动电极和所述第一固定电极之间的静电容 量的变化、与所述第二可动电极和所述第二固定电极之间的静电容量的变化之差。3.根据权利要求1或2所述的可动传感器，其中，所述第一可动部的质量和所述第二可动部的质量的任一方大于另一方，质量大的所述 可动部对从外部施加的加速度进行反应而移动，此时质量小的所述可动部与质量大的所述 可动部反向移动。4.根据权利要求1 3中任一项所述的可动传感器，其中，所述第一可动部和所述第二可动部具有相同厚度，所述第一可动部和所述第二可动部 的表面彼此和背面彼此处于同一面时，所述连杆部以及将所述连杆部支承为转动自如的支 承部被限定在所述表面和所述背面的厚度的范围内。5.根据权利要求4所述的可动传感器，其中，所述第一可动部、所述第二可动部、所述连杆部及所述支承部从同一板材切出。6.根据权利要求5所述的可动传感器，其中，所述第一可动部与所述连杆部的连结部、所述第二可动部与所述连杆部的连结部、以 及所述连杆部与所述支承部的所述支点上的连结部中各个部件之间经由由所述板材的局 部形成的扭杆连结成转动自如。7.根据权利要求1 6中任一项所述的可动传感器，其中，所述第一可动部和所述第二可动部由导电性材料形成，所述第一可动部自身作为所述 第一可动电极起作用，所述第二可动部自身作为所述第二可动电极起作用。8.根据权利要求1 7中任一项所述的可动传感器，其中，沿左右方向(Y)隔开间隔设置沿前后方向(X)延伸的右侧连结连杆部和左侧连结连 杆部作为所述连杆部，所述右侧连结连杆部经由右侧支点由第一右侧支承部支承为转动自 如，所述左侧连结连杆部经由左侧支点由第一左侧支承部支承为转动自如，所述右侧连结连杆部与所述第一可动部的连结部和所述左侧连结连杆部与所述第一 可动部的连结部的任一方位于前方(XI)，另一方位于后方(X2)，所述右侧连结连杆部与所述第二可动部的连结部和所述右侧连结连杆部与所述第一 可动部的连结部隔着所述右侧支点位于前后方向相反侧，所述左侧连结连杆部与所述第二 可动部的连结部和所述左侧连结...

【专利技术属性】
技术研发人员：矢泽久幸，
申请(专利权)人：阿尔卑斯电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP