[发明专利]驻极体电容器类型复合传感器

说明书

技术领域

本发明涉及可以单独地检测声、振动、压力、加速度等的物理量以及光(的物理量)的驻极体电容器类型复合传感器(包括传声器)。

背景技术

可以检测声、振动、压力、加速度等的物理量的多变量检测传感器例如描述于专利文献1。

专利文献1中描述的多变量检测传感器利用了驻极体电容器和光学传感器的组合。

也就是说，对于声、振动、压力、加速度等的物理量，静电电容的变化转换成电压等，且每个这些参数的物理量基于转换的值而被检测。此外，光的物理量通过使用不同于驻极体电容器类型传感器的另一传感器来检测。

专利文献1:JP-A-2004-354199(第1页，图1)。

发明内容

在相关技术中，会出现下述两种不方便的情形。

(1)根据具有相关技术的结构的驻极体电容器类型传感器本身，声、振动或压力可以被检测，不过光无法同时被检测。

(2)因此，为了也检测光，需要与另一传感器组合。例如设置有一传感器，该传感器将光转换成热量并将该热量进一步转换成压力。驻极体电容器类型传感器可以检测和输出压力值。然而，这种情况下，由于将光转换成热的转换效率非常差，难以检测少量的光。此外，结构趋于复杂和大型化。

鉴于前述问题而进行本发明，且本发明的目的是提供一种小型、薄型且重量轻的复合传感器，除了检测声、振动、压力或加速度之外，该复合传感器通过单个传感器也可以检测光。

解决问题的手段

根据本发明的一种驻极体电容器类型传感器，该驻极体电容器类型传感器包含驻极体电容器和半导体元件，该半导体元件具有放大和输出从该驻极体电容器得到的信号的功能，该驻极体电容器类型传感器可以根据该驻极体电容器的静电电容变化来检测预定物理量并具有光检测功能，其中该半导体元件具有光电转换部，当光传导至该光电转换部时通过光电转换产生电信号，且该电信号与由于该驻极体电容器的静电电容变化导致产生的电信号有区别地从该半导体元件输出。

在驻极体电容器类型传感器中，通常驻极体电容器的静电电容变化被转换成电信号(电压或电流)，且位于FET(场效应晶体管)等的输出级的半导体元件放大该电信号并输出放大的信号。根据本发明，着眼于半导体元件，且光反应面(例如PN结或PIN结的通过光电转换产生光电动势的功能半导体面)设置在半导体元件的一部分，由此可以同时检测光。此外，当驻极体电容器的静电电容设置为足够小的值时，驻极体电容器的电压变化的水平可以足够小。另一方面，当由光照射产生的光电动势的电压水平设置为足够大的值时，可以区分驻极体电容器的电压变化的水平和该光电动势的电压水平。也就是说，这些信号可以被检测为独立的参数，而不执行任何特别的识别操作。此外，由于半导体元件的一部分也用作传感器用于检测光，部件的数目未增加且传感器整体构造的复杂化和大型化可以得以防止。

此外，根据本发明，在该驻极体电容器类型传感器中，音孔的至少一部分与该半导体元件的光电转换部交叠，该音孔用于将声传导至构成该驻极体电容器的振动板。

此外，根据本发明，在该驻极体电容器类型传感器中，该振动板是由透光性材料形成，且光通过该音孔和振动板传导至该半导体元件的光电转换部。

音孔是驻极体电容器类型传感器的必需元件，该音孔也用作导光孔，且振动板(振动膜)是由透光性材料构成，光由此通过音孔和振动板无困难地传导致半导体元件的光电转换部。此外，该电容器类型传感器本身可以检测声、振动、压力或加速度的物理量以及光的物理量，且也可以维持小型和薄型的状态而不增加相关技术的电容器类型传感器的部件数目。

此外，根据本发明，在该驻极体电容器类型传感器中，该半导体元件安装在安装基板上，该安装基板的至少一部分是由透光性材料形成，以及该半导体元件的光电转换部布置成接收从该安装基板的由透光性材料形成的部分入射的光。

至少一部分安装基板是由透光性材料构成使得光从安装基板侧进入。根据这种构造，通过选择安装基板的材料来调整光透过率，使得来自安装基板侧的光穿过基板并可以被检测。这种情况下，光的检测灵敏度可以被调整。此外，光透过率也可以根据安装基板的布局而改变，且检测灵敏度因此也可以被调整。结果，该电容器类型传感器本身可以检测声、振动、压力或加速度的物理量以及光的物理量，且也可以维持小型和薄型的状态而不增加相关技术的电容器类型传感器的部件数目。