JP2018091820A - 物理量センサー、物理量センサーデバイス、電子機器および移動体 - Google Patents
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Abstract
Description
前記基部に設けられ、物理量を検出する素子部と、を有し、
前記素子部は、
前記基部に固定されている固定電極部と、
前記基部に対して前記物理量の検出軸方向である第1方向に変位可能な可動部と、
前記可動部に設けられている可動電極部と、を有し、
前記固定電極部は、
前記検出軸に交差する方向である第2方向に並んで配置されている第1固定電極部および第2固定電極部を有し、
前記第1固定電極部は、
第1幹部と、
前記第1幹部から前記第2方向両側に延出している複数の第1固定電極指と、を有し、
前記第2固定電極部は、
第2幹部と、
前記第2幹部から前記第2方向両側に延出している複数の第2固定電極指と、を有し、
前記可動電極部は、
前記第2方向に並んで配置されている第1可動電極部および第2可動電極部を有し、
前記第1可動電極部の少なくとも一部は、
前記第1幹部の前記第2方向両側に位置し、前記第1固定電極指と前記第1方向に対向する複数の第1可動電極指を有し、
前記第2可動電極部の少なくとも一部は、
前記第2幹部の前記第2方向両側に位置し、前記第2固定電極指と前記第1方向に対向する複数の第2可動電極指を有していることを特徴とする。
これにより、第1、第2固定電極指および第1、第2可動電極指をそれぞれ短くすることができる。そのため、電極指が破損し難く、優れた耐衝撃性を有する物理量センサーが得られる。
これにより、より短い電極指を形成することができる。
これにより、可動部の基部との接合部、第1固定電極部の基部との接合部および第2固定電極部の基部との接合部をより近くに配置することができる。そのため、基部の撓みの影響を受け難くなり、より精度よく物理量を検出することができる。
前記第1幹部に対して前記第2方向の一方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第1固定電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸減し、
前記第1幹部に対して前記第2方向の他方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第1固定電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸増し、
前記第2固定電極指は、前記第1方向に並んで複数設けられており、
前記第2幹部に対して前記第2方向の一方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第2固定電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸増し、
前記第2幹部に対して前記第2方向の他方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第2固定電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸減していることが好ましい。
これにより、複数の第1、第2固定電極指において、衝撃等による破損をより効果的に抑制することができる。
前記第1幹部に対して前記第2方向の一方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第1可動電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸減し、
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前記第2可動電極指は、前記第1方向に並んで複数設けられており、
前記第2幹部に対して前記第2方向の一方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第2可動電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸増し、
前記第2幹部に対して前記第2方向の他方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第2可動電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸減していることが好ましい。
これにより、複数の第1、第2可動電極指において、衝撃等による破損をより効果的に抑制することができる。
各前記第2可動電極指は、対をなす前記第2固定電極指に対して前記第1方向の他方側に位置していることが好ましい。
これにより、第1固定電極指および第1可動電極指の間から得られる第1検出信号と、第2固定電極指および第2可動電極指の間から得られる第2検出信号と、を差動演算することができる。そのため、ノイズをキャンセルすることができ、より精度よく物理量を検出することができる。
前記第1幹部を支持し、前記基部に固定されている第1幹部支持部と、
前記第2幹部を支持し、前記基部に固定されている第2幹部支持部と、を有し、
前記可動部支持部の前記基部との接合部、前記第1幹部支持部の前記基部との接合部および前記第2幹部支持部の前記基部との接合部は、前記第2方向に並んで配置されていることが好ましい。
これにより、可動部支持部の基部との接合部、第1幹部支持部の基部との接合部および第2幹部支持部の基部との接合部をより近くに配置することができる。そのため、基部の撓みの影響を受け難くなり、より精度よく物理量を検出することができる。
これにより、可動部をより安定して支持することができる。
前記第2幹部と前記第2幹部支持部とを連結する第2連結部と、を有し、
前記第1連結部は、前記第1幹部支持部に対して前記可動部支持部とは反対側に位置し、
前記第2連結部は、前記第2幹部支持部に対して前記可動部支持部とは反対側に位置していることが好ましい。
これにより、可動部支持部の基部との接合部、第1幹部支持部の基部との接合部および第2幹部支持部の基部との接合部をより近くに配置することができる。そのため、基部の撓みの影響を受け難くなり、より精度よく物理量を検出することができる。
これにより、可動部の質量をより大きくすることができる。そのため、より精度よく物理量を検出することができる。
これにより、上述した物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い物理量センサーデバイスが得られる。
これにより、上述した物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い電子機器が得られる。
これにより、上述した物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い移動体が得られる。
まず、本発明の第1実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
図1に示すように、基部2は、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。また、基部2は、上面側に開放する凹部21を有している。また、Z軸方向からの平面視で、凹部21は、素子部3を内側に内包するように、素子部3よりも大きく形成されている。この凹部21は、素子部3と基部2との接触を防止するための逃げ部として機能する。
図1に示すように、蓋部8は、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。また、図2に示すように、蓋部8は、下面側に開放する凹部81を有している。そして、蓋部8は、凹部81内に素子部3を収納するようにして、基部2に接合されている。そして、蓋部8および基部2によって、素子部3を収納する収納空間Sが形成されている。
図1に示すように、素子部3は、基部2に固定されている固定電極部4と、基部2に固定されている可動部支持部51と、可動部支持部51に対してX軸方向に変位可能な可動部52と、可動部支持部51と可動部52とを連結するバネ部53、54と、可動部52に設けられている可動電極部6と、を有している。このうち、可動部支持部51、可動部52、バネ部53、54および可動電極部6は、一体的に形成されている。このような素子部3は、例えば、リン(P)、ボロン(B)等の不純物がドープされたシリコン基板をパターニングすることで形成することができる。また、素子部3は、陽極接合によって基部2(マウント部22、23、24)に接合されている。ただし、素子部3の材料や、素子部3の基部2への接合方法は、特に限定されない。
次に、本発明の第2実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第3実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第4実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第5実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第6実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第7実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第8実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第9実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第10実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第11実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第12実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第13実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第14実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
次に、本発明の第15実施形態に係る電子機器について説明する。
図18に示すモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューター1100は、本発明の物理量センサーを備える電子機器を適用したものである。この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1108を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、加速度センサーとして機能する物理量センサー1が内蔵されている。ここで、物理量センサー1としては、前述した第1〜第13実施形態のいずれのものも用いることができる。
次に、本発明の第16実施形態に係る電子機器について説明する。
図19に示す携帯電話機1200(PHSも含む)は、本発明の物理量センサーを備える電子機器を適用したものである。この図において、携帯電話機1200は、アンテナ(図示せず)、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部1208が配置されている。このような携帯電話機1200には、加速度センサーとして機能する物理量センサー1が内蔵されている。ここで、物理量センサー1としては、前述した第1〜第13実施形態のいずれのものも用いることができる。
次に、本発明の第17実施形態に係る電子機器について説明する。
図20に示すデジタルスチールカメラ1300は、本発明の物理量センサーを備える電子機器を適用したものである。この図において、ケース(ボディー)1302の背面には表示部1310が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部1310は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。そして、撮影者が表示部1310に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押すと、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。このようなデジタルスチールカメラ1300には、加速度センサーとして機能する物理量センサー1が内蔵されている。ここで、物理量センサー1としては、前述した第1〜第13実施形態のいずれのものも用いることができる。
次に、本発明の第18実施形態に係る移動体について説明する。
図21に示す自動車1500は、本発明の物理量センサーを備える移動体を適用した自動車である。この図において、自動車1500には、加速度センサーとして機能する物理量センサー1が内蔵されており、物理量センサー1によって車体1501の姿勢を検出することができる。物理量センサー1の検出信号は、車体姿勢制御装置1502に供給され、車体姿勢制御装置1502は、その信号に基づいて車体1501の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪1503のブレーキを制御したりすることができる。ここで、物理量センサー1としては、前述した第1〜第13実施形態のいずれのものも用いることができる。
Claims (13)
- 基部と、
前記基部に設けられ、物理量を検出する素子部と、を有し、
前記素子部は、
前記基部に固定されている固定電極部と、
前記基部に対して前記物理量の検出軸方向である第1方向に変位可能な可動部と、
前記可動部に設けられている可動電極部と、を有し、
前記固定電極部は、
前記検出軸に交差する方向である第2方向に並んで配置されている第1固定電極部および第2固定電極部を有し、
前記第1固定電極部は、
第1幹部と、
前記第1幹部から前記第2方向両側に延出している複数の第1固定電極指と、を有し、
前記第2固定電極部は、
第2幹部と、
前記第2幹部から前記第2方向両側に延出している複数の第2固定電極指と、を有し、
前記可動電極部は、
前記第2方向に並んで配置されている第1可動電極部および第2可動電極部を有し、
前記第1可動電極部の少なくとも一部は、
前記第1幹部の前記第2方向両側に位置し、前記第1固定電極指と前記第1方向に対向する複数の第1可動電極指を有し、
前記第2可動電極部の少なくとも一部は、
前記第2幹部の前記第2方向両側に位置し、前記第2固定電極指と前記第1方向に対向する複数の第2可動電極指を有していることを特徴とする物理量センサー。 - 前記第1幹部および前記第2幹部は、それぞれ、前記第1方向および前記第2方向に対して傾斜した方向に延在している請求項1に記載の物理量センサー。
- 前記第1幹部および前記第2幹部は、前記第1方向に対して互いに反対側に傾斜している請求項2に記載の物理量センサー。
- 前記第1固定電極指は、前記第1方向に並んで複数設けられており、
前記第1幹部に対して前記第2方向の一方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第1固定電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸減し、
前記第1幹部に対して前記第2方向の他方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第1固定電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸増し、
前記第2固定電極指は、前記第1方向に並んで複数設けられており、
前記第2幹部に対して前記第2方向の一方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第2固定電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸増し、
前記第2幹部に対して前記第2方向の他方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第2固定電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸減している請求項3に記載の物理量センサー。 - 前記第1可動電極指は、前記第1方向に並んで複数設けられており、
前記第1幹部に対して前記第2方向の一方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第1可動電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸減し、
前記第1幹部に対して前記第2方向の他方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第1可動電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸増し、
前記第2可動電極指は、前記第1方向に並んで複数設けられており、
前記第2幹部に対して前記第2方向の一方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第2可動電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸増し、
前記第2幹部に対して前記第2方向の他方側に位置し、前記第1方向に並んで設けられた複数の前記第2可動電極指の前記第2方向に沿った長さは、前記第1方向の一方側に向けて漸減している請求項4に記載の物理量センサー。 - 各前記第1可動電極指は、対をなす前記第1固定電極指に対して前記第1方向の一方側に位置し、
各前記第2可動電極指は、対をなす前記第2固定電極指に対して前記第1方向の他方側に位置している請求項1ないし5のいずれか1項に記載の物理量センサー。 - 前記可動部を支持し、前記基部に固定されている可動部支持部と、
前記第1幹部を支持し、前記基部に固定されている第1幹部支持部と、
前記第2幹部を支持し、前記基部に固定されている第2幹部支持部と、を有し、
前記可動部支持部の前記基部との接合部、前記第1幹部支持部の前記基部との接合部および前記第2幹部支持部の前記基部との接合部は、前記第2方向に並んで配置されている請求項1ないし6のいずれか1項に記載の物理量センサー。 - 前記可動部支持部は、前記第1固定電極部および前記第2固定電極部の間に位置している請求項7に記載の物理量センサー。
- 前記第1幹部と前記第1幹部支持部とを連結する第1連結部と、
前記第2幹部と前記第2幹部支持部とを連結する第2連結部と、を有し、
前記第1連結部は、前記第1幹部支持部に対して前記可動部支持部とは反対側に位置し、
前記第2連結部は、前記第2幹部支持部に対して前記可動部支持部とは反対側に位置している請求項8に記載の物理量センサー。 - 前記可動部は、前記固定電極部を囲む枠状をなしている請求項1ないし9のいずれか1項に記載の物理量センサー。
- 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の物理量センサーを有することを特徴とする物理量センサーデバイス。
- 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の物理量センサーを有することを特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の物理量センサーを有することを特徴とする移動体。
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