JP2018132506A - 加速度センサ - Google Patents
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Abstract
Description
初めに、地下資源探査の分野で行われる、加速度センサを用いた反射法弾性波探査について説明する。反射法弾性波探査とは、物理探査の一種であり、人工的に地震波を発生させ、地表に設置した受振器により地下から跳ね返ってくる反射波を捉え、その結果を解析して地下構造を解明する方法である。
本実施例1による加速度センサの構成について、図2〜図8を参照しながら説明する。
1.本実施例1の変形例1
本実施例1による加速度センサS1に備わる機械的接合部32mは、導電層32DLに設けられた1個の空隙32mAおよび導電層32HLに設けられた2個の空隙32mB,32mCを有している。
本実施例1による加速度センサS1に備わる機械的接合部32mの平面視における形状は、図5および図6に示した形状に限定されるものではない。
本変形例1による加速度センサS1では、機械的接合部32mはメンブレン32のx軸方向の一端から他端まで形成されており、x軸方向におけるメンブレン32の長さと機械的接合部32mの長さとは同じであるが、メンブレン32のx軸方向の一部分に機械的接合部32mを形成してもよい。
本実施例1による加速度センサS1は、4個の可変容量を有する。これらの可変容量は、例えば前記特許文献1の図1〜図3に記載されているように電気接続することで、高精度に加速度を検出することができる。
本実施例2による加速度センサの構成について、図21〜図23を参照しながら説明する。図21は、本実施例2による加速度センサのメンブレン層の上面を示す平面図である(前述の実施例1による加速度センサS1の説明に使用した図5に相当する。)。図22は、本実施例2による加速度センサのメンブレン層の下面を示す平面図である(前述の実施例1による加速度センサS1の説明に使用した図6に相当する。)。図23は、本実施例2による加速度センサのキャップ層の下面を示す平面図である(前述の実施例1による加速度センサS1の説明に使用した図7に相当する。)。
本実施例2による加速度センサS2では、固定電極12TL,12TR,12BL,12BRに対向するように、機械的接合部32mを配置したが、機械的接合部32mの配置は、これに限定されるものではない。
本実施例3による加速度センサの構成について、図26〜図28を参照しながら説明する。図26は、本実施例3による加速度センサのメンブレン層の上面を示す平面図である(前述の実施例2による加速度センサS2の説明に使用した図21に相当する。)。図27は、本実施例3による加速度センサのメンブレン層の下面を示す平面図である(前述の実施例2による加速度センサS2の説明に使用した図22に相当する。)。図28は、本実施例3による加速度センサのキャップ層の下面を示す平面図である(前述の実施例2による加速度センサS2の説明に使用した図23に相当する。)。
前述の実施例3による加速度センサS3では、可動部32CTD,32CTHと、可動部32CBD,32CBHとの間に、たわみバネ36L,36Rを配置したが、たわみバネ36L,36Rの配置は、これに限定されるものではない。
例えば図29および図30に示す変形例1による加速度センサS3vのように、ねじれバネ33T2,33B2の根元にたわみバネ37T,37Bを配置してもよい。
また、例えば図31および図32に示す変形例2による加速度センサS3vrのように、ねじれバネ33T2,33B2の根元にたわみバネ38T,38Bを配置してもよい。
12BL,12BR,12TL,12TR 固定電極
12BL1,12BR1,12TL1,12TR1 DCサーボ用の固定電極
12BL2,12BR2,12TL2,12TR2 ACサーボ用の固定電極
12BL3,12BR3,12TL3,12TR3 サーボ制御用の固定電極
12L4,12R4 サーボ制御用の固定電極
13 空洞
21 絶縁物
32 メンブレン(質量体)
32BD,32BH 可動部
32CBD,32CBH 可動部
32CD,32CH 可動部
32CTD,32CTH 可動部
32DL 導電層
32HL 導電層
32I 絶縁物
32TD,32TH 可動部
32m 機械的接合部
32mA 空隙
32mB,32mBB,32mBT 空隙
32mC,32mCB,32mCT 空隙
32mD 導電物
32mDL,32mDLB,32mDLT 導電物
32mDR,32mDRB,32mDRT 導電物
32mEL,32mER 空隙
32mFL,32mFLB,32mFLT 空隙
32mFR,32mFRB,32mFRT 空隙
32viaB,32viaT 導電物
33B1,33B2,33T1,33T2 ねじれバネ
34B1,34B2,34T1,34T2 固定部
35 側部
36L,36R たわみバネ
37B,37T たわみバネ
38B,38T たわみバネ
41 絶縁物
42 接着剤
BasL ベース層
CapL キャップ層
G1 起振源
G2a,G2b,G2c,G2d,G2e 受振器
G3 地表
G4a,G4b 地層の境界
MemL メンブレン層
S1,S1va,S1vb,S1vc,S1vd,S1ve 加速度センサ
S2,S2v 加速度センサ
S3,S3v,S3vr 加速度センサ
SubL 実装基板層
Claims (15)
- 第1基板と、
前記第1基板から第1方向に離間して設けられた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、前記第1方向に変位可能な質量体と、
を備え、
前記質量体は、
第1可動部と、
前記第1可動部と電気的に分離された第2可動部と、
前記第1可動部と前記第2可動部とを前記第1方向と直交する第2方向に機械的に接続する第1機械的接合部と、
を有し、
前記第1機械的接合部は、前記第1方向と直交する平面において、前記第2方向に対して第1角度を有する方向に延伸する第1部分と、前記第2方向に対して前記第1角度と異なる第2角度を有する方向に延伸する第2部分と、を有している、加速度センサ。 - 請求項1記載の加速度センサにおいて、
前記第1可動部、前記第2可動部および前記第1機械的接合部のそれぞれは、
絶縁物と、
前記絶縁物の第1面に形成された第1導電層と、
前記絶縁物の前記第1面とは反対側の第2面に形成された第2導電層と、
から構成され、
前記第1機械的接合部の前記第1導電層に形成された第1空隙で、前記第1可動部を構成する前記第1導電層と、前記第2可動部を構成する前記第1導電層とは分離され、
前記第1空隙下に前記第1機械的接合部を構成する前記第2導電層が設けられ、
前記第1可動部を構成する前記第2導電層と、前記第1機械的接合部を構成する前記第2導電層とは第2空隙で分離され、
前記第2可動部を構成する前記第2導電層と、前記第1機械的接合部を構成する前記第2導電層とは第3空隙で分離されている、加速度センサ。 - 請求項2記載の加速度センサにおいて、
前記第1機械的接合部を構成する前記第2導電層は、直流電気的に浮いている、加速度センサ。 - 請求項2記載の加速度センサにおいて、
断面視において、前記第1空隙下に前記第2導電層が形成され、前記第2空隙上および前記第3空隙上に前記第1導電層が形成されている、加速度センサ。 - 請求項4記載の加速度センサにおいて、
前記第1空隙と前記第2導電層との間の前記絶縁物は除去され、前記第2空隙と前記第1導電層との間および前記第3空隙と前記第1導電層との間の前記絶縁物は除去されている、加速度センサ。 - 請求項1記載の加速度センサにおいて、
前記第1部分における前記第1機械的接合部は、前記第2方向に延伸し、前記第2部分における前記第1機械的接合部は、前記第1方向と前記第2方向とに直交する第3方向に延伸する、加速度センサ。 - 請求項6記載の加速度センサにおいて、
前記第1方向と直交する平面において、前記第1機械的接合部はミアンダ形状をなしている、加速度センサ。 - 請求項1記載の加速度センサにおいて、
前記質量体は、
前記第1可動部および前記第2可動部と電気的に分離された第3可動部と、
前記第2可動部と前記第3可動部とを前記第2方向に機械的に接続する第2機械的接合部と、
をさらに有し、
前記第2機械的接合部は、前記第1方向と直交する平面において、前記第2方向に対して第3角度を有する方向に延伸する第3部分と、前記第2方向に対して前記第3角度と異なる第4角度を有する方向に延伸する第4部分と、を有している、加速度センサ。 - 第1基板と、
前記第1基板から第1方向に離間して設けられた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、前記第1方向に変位可能な質量体と、
を備え、
前記質量体は、
第1可動部と、
前記第1可動部と電気的に分離された第2可動部と、
前記第1可動部と前記第2可動部とを前記第1方向と直交する第2方向に機械的に接続する第1機械的接合部と、
を有し、
前記第1機械的接合部の前記第1方向と前記第2方向とに直交する第3方向の長さが、前記第1可動部および前記第2可動部の前記第3方向の長さよりも短く、
前記第1可動部、前記第2可動部および前記第1機械的接合部のそれぞれは、
絶縁物と、
前記絶縁物の第1面に形成された第1導電層と、
前記絶縁物の前記第1面とは反対側の第2面に形成された第2導電層と、
から構成され、
前記第1機械的接合部の前記第1導電層に形成された第1空隙で、前記第1可動部を構成する前記第1導電層と、前記第2可動部を構成する前記第1導電層とは分離され、
前記第1空隙下に前記第1機械的接合部を構成する前記第2導電層が設けられ、
前記第1可動部を構成する前記第2導電層と、前記第1機械的接合部を構成する前記第2導電層とは第2空隙で分離され、
前記第2可動部を構成する前記第2導電層と、前記第1機械的接合部を構成する前記第2導電層とは第3空隙で分離されている、加速度センサ。 - 請求項9記載の加速度センサにおいて、
断面視において、前記第1空隙下に前記第2導電層が形成され、前記第2空隙上および前記第3空隙上に前記第1導電層が形成されている、加速度センサ。 - 請求項9記載の加速度センサにおいて、
前記第1機械的接合部を構成する前記第2導電層の前記第3方向の長さは、前記第1機械的接合部を構成する前記第2導電層の前記第2方向の長さよりも短く、前記第2空隙および前記第3空隙は、前記第1機械的接合部を構成する前記第2導電層の周囲に形成されている、加速度センサ。 - 請求項9記載の加速度センサにおいて、
前記質量体は、
前記第1可動部および前記第2可動部と電気的に分離された第3可動部と、
前記第2可動部と前記第3可動部とを前記第2方向に機械的に接続する第2機械的接合部と、
をさらに有し、
前記第2機械的接合部の前記第3方向の長さが、前記第2可動部および前記第3可動部の前記第3方向の長さよりも短く、
前記第3可動部および前記第2機械的接合部のそれぞれは、
前記絶縁物と、
前記第1導電層と、
前記第2導電層と、
から構成され、
前記第2機械的接合部の前記第1導電層に形成された第4空隙で、前記第2可動部を構成する前記第1導電層と、前記第3可動部を構成する前記第1導電層とは分離され、
前記第4空隙下に前記第2機械的接合部を構成する前記第2導電層が設けられ、
前記第2可動部を構成する前記第2導電層と、前記第2機械的接合部を構成する前記第2導電層とは第5空隙で分離され、
前記第3可動部を構成する前記第2導電層と、前記第2機械的接合部を構成する前記第2導電層とは第6空隙で分離されている、加速度センサ。 - 請求項12記載の加速度センサにおいて、
前記第2可動部を構成する前記第1導電層、前記絶縁物および前記第2導電層は、前記第3方向に延伸する分離部で第1分離可動部と、第2分離可動部とに分離され、
前記第1分離可動部と前記第2分離可動部とは、前記第2導電層からなる第1バネにより接続されている、加速度センサ。 - 請求項12記載の加速度センサにおいて、
一端が前記第1可動部を固定する第1固定部に接続され、前記第2導電層からなる前記第2方向に延伸する第2バネと、
前記第2バネの他端と前記第1可動部とに接続され、前記第2導電層からなる前記第3方向に延伸する第3バネと、
一端が前記第2可動部を固定する第2固定部に接続され、他端が前記第2可動部に接続され、前記第2導電層からなる前記第2方向に延伸する第4バネと、
一端が前記第3可動部を固定する第3固定部に接続され、前記第2導電層からなる前記第2方向に延伸する第5バネと、
前記第5バネの他端と前記第3可動部とに接続され、前記第2導電層からなる前記第3方向に延伸する第6バネと、
一端が前記第2可動部を固定する第4固定部に接続され、他端が前記第2可動部に接続され、前記第2導電層からなる前記第2方向に延伸する第7バネと、
をさらに有する、加速度センサ。 - 請求項12記載の加速度センサにおいて、
一端が前記第1可動部に接続され、前記第2導電層からなる前記第2方向に延伸する第8バネと、
前記第8バネの他端と前記第1可動部を固定する第1固定部とに接続され、前記第2導電層からなる前記第3方向に延伸する第9バネと、
一端が前記第2可動部を固定する第2固定部に接続され、他端が前記第2可動部に接続され、前記第2導電層からなる前記第2方向に延伸する第10バネと、
一端が前記第3可動部に接続され、前記第2導電層からなる前記第2方向に延伸する第11バネと、
前記第11バネの他端と前記第3可動部を固定する第3固定部とに接続され、前記第2導電層からなる前記第3方向に延伸する第12バネと、
一端が前記第2可動部を固定する第4固定部に接続され、他端が前記第2可動部に接続され、前記第2導電層からなる前記第2方向に延伸する第13バネと、
をさらに有する、加速度センサ。
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