JP2019039804A - Memsデバイス、電子機器、および移動体 - Google Patents
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Abstract
【課題】過度の衝撃等が加わった場合の可動体の破損やストッパーの破損を抑制し、耐衝撃性を向上させたMEMSデバイスを提供する。【解決手段】MEMSデバイス1は、支持部15および固定電極としての検出電極21を備えたベースとしての基板10と、前記固定電極に主面50rを対向させて前記支持部に支持されている可動体50と、前記可動体の外縁の少なくとも一部に相対し、前記主面の面内方向の回転変位を規制する当接部48と、を含み、前記当接部は、前記可動体の前記回転変位による当接位置を含む当接面46と、前記当接面に対向して設けられた洞部47を備えている。【選択図】図1
Description
本発明は、MEMSデバイス、電子機器、および移動体に関する。
従来、加速度等の物理量を検出する物理量センサーとして、揺動可能に支持部で支持された可動体としての可動電極部と、可動体に対向する位置に間隙を有して配置された固定電極部としての検出電極部と、を備えるMEMS(Micro Electro Mechanical System)デバイスが知られている。この様なMEMSデバイスは、当該MEMSデバイスに加えられた加速度等の物理量に応じて可動体が揺動することで、当該可動体と、検出電極部と、の間隙が変化する。その間隙の変化に応じて両電極部間に生じる静電容量の変化によってMEMSデバイスに加えられる加速度等の物理量の検出が行われている。
例えば、特許文献1には、可動電極部と、当該可動電極部に対して間隙を有し、離間させて設けられた固定電極部と、を備えた静電容量型のMEMSデバイスが備えられた物理量センサーが開示されている。このMEMSデバイスでは、物理量を検出する方向と異なる方向への可動電極部の変位を規制するためのストッパーが設けられている。
しかしながら、上述の物理量センサーでは、過度の衝撃等が加わった場合、MEMSデバイスの可動電極部とストッパーとの衝突が過大となり、可動電極部が破損してしまったり、或いはストッパーが破損してしまったりすることがあり、正常な物理量の検出ができなくなる虞があるという課題があった。
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態、または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係るMEMSデバイスは、支持部および固定電極を備えたベースと、前記固定電極に主面を対向させて前記支持部に支持されている可動体と、前記可動体の外縁の少なくとも一部に相対し、前記主面の面内方向の回転変位を規制する当接部と、を含み、前記当接部は、前記可動体の前記回転変位による当接位置を含む当接面と、前記当接面に対向して設けられた洞部を備えている。
本適用例のMEMSデバイスによれば、可動体の面内方向の回転変位によって、可動体が当接する当接位置を含む当接部において、可動体が当接する当接面に対応して洞(ほら)部が設けられていることにより、当接部は当接面を含む部分の剛性が弱くなる。これにより、回転変位によって可動体が当接部に当たった場合、当接部は剛性の弱い部分に撓みを生じ、この撓みによる衝撃吸収、換言すれば衝撃の緩衝作用によって可動体の受ける衝撃を小さくすることができ、可動体の破損や当接部の破損を減少させることができる。なお、洞(ほら)部とは、貫通穴(孔)もしくは有底穴(溝または凹みなど)によって空洞となった部分のことをいう。
[適用例2]上記適用例に係るMEMSデバイスにおいて、前記当接部は、前記可動体の隅部に対向して設けられていることが好ましい。
本適用例によれば、可動体の回転変位の大きな隅部に対向して当接部が設けられることにより、可動体に面内回転方向の変位が発生した場合に、その変位に対する規制を確実に行なうことができる。
[適用例3]上記適用例に係るMEMSデバイスにおいて、前記当接部は、複数設けられていることが好ましい。
本適用例によれば、可動体の当接する当接部が複数配置されていることにより、可動体に発生する面内回転方向の変位に対する規制確率を高めることができる。
[適用例4]上記適用例に係るMEMSデバイスにおいて、前記洞部は、前記当接面と反対側の面に開口していることが好ましい。
本適用例によれば、当接面が可動体側に位置することになり、変位した可動体の移動規制を、緩衝しながら確実に行なうことができる。
[適用例5]上記適用例に係るMEMSデバイスにおいて、前記洞部は、前記当接面の一部に開口していることが好ましい。
本適用例によれば、洞部が当接面の一部に開口していることにより、可動体と接触する部分である当接面を含む当接部の剛性をより小さくすることができ、緩衝作用を高めることができる。
[適用例6]上記適用例に係るMEMSデバイスにおいて、前記洞部は、前記当接面と反対側の面との間に設けられた孔であることが好ましい。
本適用例によれば、当接面と反対側の面との間に設けられた孔によって洞部を構成することができる。このような孔は自在な形状で容易に形成することができるため、剛性の弱い当接部を容易に設けることができる。
[適用例7]上記適用例に係るMEMSデバイスにおいて、前記洞部は、複数の前記孔を有していることが好ましい。
本適用例によれば、複数の孔、例えばハニカム構造の孔によって洞部が構成されることから、可動体の当たったときの衝撃力の伝わる方向が複数方向に分散され、より衝撃吸収効果を高めることができる。
[適用例8]上記適用例に係るMEMSデバイスにおいて、前記可動体と間隙を有し、前記可動体の外縁に沿って前記ベースから突出して設けられた壁部を備え、前記当接部は、前記壁部の一部に設けられていることが好ましい。
本適用例によれば、可動体の外縁に沿ってベースから突出する壁部の一部を当接部として用いることができ、スペース効率よく当接部を配置することができる。
[適用例9]上記適用例に係るMEMSデバイスにおいて、前記可動体には、空洞部が設けられ、前記可動体を平面視した場合に、前記空洞部の内に固定部と、前記固定部から延設された懸架部と、を備え、前記可動体は、前記支持部に固定された前記固定部に前記懸架部を介して懸架されていることが好ましい。
本適用例によれば、可動体が懸架部を介した固定部によって支持部に懸架されることにより、懸架部をトーションバネ(捻りバネ)として機能することができ、支軸の回転軸方向に可動体を変位させることができる。
[適用例10]上記適用例に係るMEMSデバイスにおいて、前記可動体と前記当接部は、同じ材質で構成されていることが好ましい。
本適用例によれば、可動体と当接部とが接触した際の、可動体と当接部との張り付きを起き難くすることができる。
[適用例11]上記適用例に係るMEMSデバイスにおいて、前記当接部と、前記可動体と、が同電位とされていることが好ましい。
本適用例によれば、可動体と当接部とが同電位とされていることで、両部が接触した際に、可動体と当接部との間に生じた静電容量の変動および喪失を抑制することができる。したがって、可動体と当接部とが接触した際に、継続して加速度等の物理量の計測を行うことが可能となる。
[適用例12]本適用例に係る電子機器は、上述したいずれかのMEMSデバイスと、前記MEMSデバイスから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、を備えていることを特徴とする。
この様な電子機器によれば、可動体の主面の面内方向の回転変位が規制され、過度な衝撃が加えられた場合にも継続して加速度等を検出することができるMEMSデバイスと、MEMSデバイスから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、を備えている。よって、上述したMEMSデバイスが搭載される電子機器の信頼性を高めることができる。
[適用例13]本適用例に係る移動体は、上述したいずれかのMEMSデバイスと、前記MEMSデバイスから出力された検出信号に基づいて姿勢制御を行う姿勢制御部と、を備えていることを特徴とする。
この様な移動体によれば、可動体の主面の面内方向の回転変位が規制され、過度な衝撃が加えられた場合にも継続して加速度等を検出することができるMEMSデバイスおよびMEMSデバイスから出力された検出信号に基づいて姿勢制御を行う姿勢制御部とが搭載されている。よって、上述したMEMSデバイスが搭載される移動体の信頼性を高めることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。
[実施形態]
実施形態に係るMEMS(Micro Electro Mechanical System)デバイスについて、図1から図3を用いて説明する。図1は、実施形態に係るMEMSデバイスの概略を示す平面図である。図2は、図1中の線分A−A’で示す部分のMEMSデバイスの断面を模式的に示す断面図である。図3は、図1中の線分B−B’で示す部分のMEMSデバイスの断面を模式的に示す断面図である。説明の便宜上、各図において各電極部に接続されている配線部等の図示を省略している。また、図1では蓋体の図示を省略している。また、各図において、互いに直交する三つの軸として、X軸、Y軸、Z軸を図示している。なお、Z軸は基板と蓋体とが重なる厚み方向を示す軸であり、X軸は基板に設けられる二つの検出電極部の配列方向に沿った軸である。さらに、説明の便宜上、Z軸方向から視たときの平面視において、蓋体側である+Z軸方向側の面を上面、これと反対側となる−Z軸方向側の面を下面として説明することがある。
実施形態に係るMEMS(Micro Electro Mechanical System)デバイスについて、図1から図3を用いて説明する。図1は、実施形態に係るMEMSデバイスの概略を示す平面図である。図2は、図1中の線分A−A’で示す部分のMEMSデバイスの断面を模式的に示す断面図である。図3は、図1中の線分B−B’で示す部分のMEMSデバイスの断面を模式的に示す断面図である。説明の便宜上、各図において各電極部に接続されている配線部等の図示を省略している。また、図1では蓋体の図示を省略している。また、各図において、互いに直交する三つの軸として、X軸、Y軸、Z軸を図示している。なお、Z軸は基板と蓋体とが重なる厚み方向を示す軸であり、X軸は基板に設けられる二つの検出電極部の配列方向に沿った軸である。さらに、説明の便宜上、Z軸方向から視たときの平面視において、蓋体側である+Z軸方向側の面を上面、これと反対側となる−Z軸方向側の面を下面として説明することがある。
(MEMSデバイスの構造)
本実施形態のMEMSデバイス1は、例えば、慣性センサーとして用いることができる。具体的には、鉛直方向(Z軸方向)の加速度の物理量を測定するためのセンサー(静電容量型MEMS(Micro Electro Mechanical System)加速度センサー)として用いることができる。
本実施形態のMEMSデバイス1は、例えば、慣性センサーとして用いることができる。具体的には、鉛直方向(Z軸方向)の加速度の物理量を測定するためのセンサー(静電容量型MEMS(Micro Electro Mechanical System)加速度センサー)として用いることができる。
MEMSデバイス1は、図1から図3に示す様に、ベースとしての基板10と、基板10上に固定電極としての検出電極21と、検出電極21に対して間隙を有し梁部42および懸架部45を介して壁部としての枠部40および支持部15に支持されている可動体50と、が設けられている。さらに、MEMSデバイス1には、これら可動体50等を覆う蓋体60が基板10に接合されている。
ベースとしての基板10は、枠部40、検出電極21等が設けられる基材である。基板10には、蓋体60が接合される側に、第1凹部12が設けられている。基板10に対して垂直方向であるZ軸方向から平面視した場合に、第1凹部12には、可動体50および検出電極21を内包している。検出電極21は、第1凹部12の第1底面12aに設けられている。
基板10は、その材料として、絶縁性の材料を用いることができる。本実施形態のMEMSデバイス1において基板10は、ホウ珪酸ガラスを含む基材を用いている。以下の説明において第1凹部12が設けられ、後述する蓋体60が接続されている基板10の一方面を上面10aと称する。
固定電極である検出電極21は、基板10の第1底面12aに対して垂直方向であるZ軸方向から平面視した場合に、少なくとも一部が可動体50と重なる様に、可動体50に対して間隙13を置いて第1底面12a上に設けられている。検出電極21は、第1検出電極部21aと、第2検出電極部21bと、を含み構成されている。なお、第1検出電極部21aおよび第2検出電極部21bは、互いに電気的に絶縁されている。
検出電極21は、第1底面12aに対して垂直方向であるZ軸方向から平面視した場合に、可動体50が傾倒する際の支軸Qを中心とする第1底面12aの両側に設けられている。第1底面12a上には、支軸Qを中心とする両側の一方に第1検出電極部21aが設けられ、支軸Qを中心とする両側の他方に第2検出電極部21bが設けられている。なお、支軸Qは、後述する可動体50を支持する梁部42が延設されている方向に延伸する仮想線である。
検出電極21は、支軸Qを中心に図1に示す−X軸方向であって、後述する第1可動体50a(可動体50)と一部が重なる様に設けられた第1検出電極部21aを含む。また、検出電極21は、支軸Qを中心に図1に示す+X軸方向であって、後述する第2可動体50b(可動体50)と一部が重なる様に設けられた第2検出電極部21bを含む。なお、第1検出電極部21aおよび第2検出電極部21bは、その表面積が互いに等しいことが好ましい。また、第1可動体50aと第1検出電極部21aが重なる面積、および第2可動体50bと第2検出電極部21bが重なる面積は、それぞれ等しいことが好ましい。第1可動体50aおよび第2可動体50bと、第1検出電極部21aおよび第2検出電極部21bと、の間に生じる静電容量の差によってMEMSデバイス1に加えられる加速度等の物理量の大きさや方向を検出するためである。
検出電極21は、その材料として、導電性の材料を用いることができる。本実施形態のMEMSデバイス1において検出電極21は、その材料として、例えば、金(Au)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、インジウム(I)、チタン(Ti)、白金(Pt)、タングステン(W)、錫(Sn)、シリコン(Si)等を含む導電性の材料を用いることができる。
可動体50は、検出電極21に対して間隙13を有して、第1底面12a上に設けられている。可動体50は、梁部42によって枠部40に支持され、且つ懸架部45を介した固定部41によって支持部15に支持されている。
可動体50は、支軸Qを中心に、その両側にそれぞれ第1可動体50aと、第2可動体50bと、を含み構成されている。可動体50は、基板10の上面10a上に設けられている枠部40に梁部42を介して支持され、且つ懸架部45を介した固定部41によって支持部15に支持されているため、検出電極21との間に間隙13を有して設けることができる。可動体50は、検出電極21との間で間隙13を有し、離間させて設けられているため、梁部42および懸架部45を支軸Qとして検出電極21が設けられている第1底面12aに向かって傾倒(シーソー揺動)することができる。なお、検出電極21と対面する可動体50の面を可動体50における主面50r、および主面50rと反対側の面を可動体50における主面50fと称する。
また、可動体50は、梁部42を支軸Qとしてシーソー揺動することで、第1可動体50aおよび第2可動体50bのそれぞれと検出電極21との間隙13(距離)が変化する。可動体50と検出電極21との間隙13の変化に応じて、可動体50と検出電極21との間で生じる静電容量を変化させることができる。
可動体50に鉛直方向の加速度(例えば重力加速度)が加わった場合、第1可動体50aと第2可動体50bの各々に回転モーメント(力のモーメント)が生じる。ここで、第1可動体50aの回転モーメント(例えば反時計回りの回転モーメント)と、第2可動体50bの回転モーメント(例えば時計回りの回転モーメント)と、が均衡した場合には、可動体50の傾きに変化が生じず、加速度を検出することができない。したがって、鉛直方向の加速度が加わったときに、第1可動体50aの回転モーメントと、第2可動体50bの回転モーメントとが均衡せず、可動体50に所定の傾きが生じるように、可動体50が設けられている。
MEMSデバイス1では、支軸Qを、可動体50の中心(重心)から外れた位置に配置することによって(支軸Qから第1可動体50aおよび第2可動体50bの先端までの距離を異ならせることによって)、第1可動体50aおよび第2可動体50bが互いに異なる質量を有している。すなわち、可動体50は、支軸Qを境にして、一方側(第1可動体50a)と他方側(第2可動体50b)とで質量が異なる。図示の例では、支軸Qから第1可動体50aの端面までの距離は、支軸Qから第2可動体50bの端面までの距離よりも小さい。また、第1可動体50aの厚さと、第2可動体50bの厚さとは、略等しい。したがって、第1可動体50aの質量は、第2可動体50bの質量よりも小さい。このように、第1可動体50aおよび第2可動体50bが互いに異なる質量を有することにより、鉛直方向の加速度が加わったときに、第1可動体50aの回転モーメントと、第2可動体50bの回転モーメントと、を均衡させないことができる。したがって、鉛直方向の加速度が加わったときに、可動体50に所定の傾きを生じさせることができる。
可動体50は、検出電極21との間に静電容量(可変静電容量)が生じる。具体的には、第1可動体50aと第1検出電極部21aとの間に、静電容量(可変静電容量)C1が構成されている。また、第2可動体50bと第2検出電極部21bとの間に、静電容量(可変静電容量)C2が構成されている。
静電容量C1,C2は、検出電極21と可動体50との間の間隙13(距離)に応じて静電容量が変化するものである。例えば、静電容量C1,C2は、可動体50が基板10に対して水平状態では互いに略等しい静電容量値となる。可動体50と第1検出電極部21aとの間の間隙13(距離)と、可動体50と第2検出電極部21bとの間の間隙13(距離)と、が等しくなるため、静電容量C1,C2の静電容量値も等しくなる。
また、例えば、静電容量C1,C2は、可動体50が支軸Qを支点に傾倒した状態では、可動体50の傾倒に応じて、静電容量C1,C2の静電容量値が変化する。可動体50の傾倒に応じて、可動体50と第1検出電極部21aとの間の間隙13(距離)と、可動体50と第2検出電極部21bとの間の間隙13(距離)と、が異なるため、静電容量C1,C2も間隙13(距離)に応じて静電容量値が異なる。
固定部41は、可動体50を平面視した場合に、第1可動体50aと、第2可動体50bとの間に設けられた空洞部としての貫通部44の内側に設けられている。固定部41は、固定部41から両側に延設された二つの懸架部45によって可動体50に接続されている。換言すれば、固定部41および懸架部45の上面と下面とを繋ぐ側面は、貫通部44に面している。懸架部45は、可動体50が傾倒する際の支軸Qとして設けられている。また、懸架部45は、後述する梁部42と併せて、トーションバネ(捻りバネ)として機能することができ、支軸Qの回転軸方向に捻れることができる。固定部41は、基板10の第1底面12aから突出した支持部15に固定されている。
梁部42は、懸架部45のそれぞれに相対する位置の可動体50から枠部40に向かって延設されている。梁部42は、可動体50が傾倒する際の支軸Qとして設けられている。梁部42は、トーションバネ(捻りバネ)として機能することができ、支軸Qの回転軸方向に捻れることができる。
上述のように、梁部42、および懸架部45がトーションバネとして機能することで、可動体50は、加速度等の物理量に応じて傾倒(シーソー揺動)することができる。梁部42、および懸架部45は、可動体50が傾倒することにより生じる「ねじり変形」に対して靱性を有し、当該梁部42、および懸架部45の破損を抑制することができる。
壁部としての枠部40は、基板10に対して垂直方向であるZ軸方向からの平面視において、基板10の上面10a上に第1凹部12の外縁に沿って設けられている。枠部40は、可動体50との間に間隙43を有し、上面10a上に上面10aから突出するように設けられている。そして、枠部40には、梁部42によって可動体50が支持されている。なお、基板10に対して垂直方向であるZ軸方向から平面視した場合、枠部40には、可動体50の外縁の少なくとも一部に相対する、本形態では可動体50の外形の縁(以下、「外縁」と称す。)の四隅に相対し、可動体50の主面50f,50rの面内方向の回転変位を規制する当接部48が設けられている。このように、可動体50の外縁に沿って基板10から突出する枠部40の一部を当接部48とすることにより、スペース効率よく当接部48を配置することができる。
当接部48は、MEMSデバイス1に加えられた加速度等の物理量によってZ軸方向に可動体50が傾倒することを阻害することなく、Z軸方向と交差するY軸方向への可動体50の変位を規制するために設けられている。また、当接部48は、Z軸を回転軸とする可動体50の主面50f,50rの面内方向の回転変位を規制するためにも設けられている。本実施形態のMEMSデバイス1において可動体50は、Y軸方向へ過度な変位が生じた場合に当接部48と接触することで、その変位が規制される。また、可動体50は、Z軸を回転軸とする可動体50の主面50f,50rの面内方向の回転変位が生じた場合に当接部48と接触することで、その変位が規制される。なお、当接部48の配置は特に限定されることなく、可動体50の変位の規制を欲する方向における可動体50の外縁に沿って設けることができる。
本形態での当接部48は、複数設けられており、矩形状の可動体50の四つの隅部に対向する位置のそれぞれに設けられている。即ち、当接部48は、枠部40の四か所に設けられている。このように、可動体50の面内方向の回転変位の大きな隅部に対向して当接部48が設けられることにより、可動体50に発生する面内方向の回転変位に対する規制力を高めることができる。また、当接部48が複数(四か所)配置されていることにより、可動体50に発生する面内方向の回転変位を確実に規制することができる。
本形態での当接部48は、複数設けられており、矩形状の可動体50の四つの隅部に対向する位置のそれぞれに設けられている。即ち、当接部48は、枠部40の四か所に設けられている。このように、可動体50の面内方向の回転変位の大きな隅部に対向して当接部48が設けられることにより、可動体50に発生する面内方向の回転変位に対する規制力を高めることができる。また、当接部48が複数(四か所)配置されていることにより、可動体50に発生する面内方向の回転変位を確実に規制することができる。
当接部48は、可動体50の主面50f,50rの面内方向の回転変位による当接位置を含む当接面46と、当接面46に対向して設けられた洞(ほら)部47と、洞部47によって形成された当接面46を含む狭幅部49と、を備えている。なお、本形態での可動体50の主面50f,50rの面内方向とは、基板10に対して垂直方向であるZ軸方向からの平面視において、固定部41を中心とする回転方向であり、図中矢印Mで示す方向である。なお、洞(ほら)部47とは、貫通穴(孔)もしくは有底穴(溝または凹み)によって空洞となった部分のことをいう。
本形態の洞部47は、基板10に対して垂直方向であるZ軸方向からの平面視において、枠部40の内、換言すれば当接面46と、当接面46と反対側の面40sとの間に設けられ、開口形状が長方形をなした枠部40の表裏を貫通する孔で構成される貫通部(空洞となった部分)である。このような孔で構成される洞部47が設けられることによって幅寸法の小さな部分である狭幅部49が形成され、狭幅部49の洞部47側と反対側に位置する面が当接面46となる。そして、外部衝撃などによって可動体50が面内方向に回転変位したとき、この当接面46に可動体50が接触する。なお、このような孔によって洞部47を構成すれば、自在な形状で容易に洞部47を形成することができるため、剛性の弱い当接部48を容易に設けることができる。
狭幅部49は、枠部40の幅寸法よりも幅が狭く(壁厚が小さく)、且つ細長形状をなしているため当接面46から洞部47に向かう方向の剛性が弱く、撓みやすい。このように、可動体50の接触する当接部48において、当接面46を有する狭幅部49によって可動体50の回転変位を受けても、撓みやすい狭幅部49によって衝撃が吸収される。換言すれば、狭幅部49の撓みによる衝撃の緩衝作用によって可動体50や当接部48の受ける衝撃を小さくすることができ、可動体50の破損や当接部48の破損を減少させることができる。
ところで、当接部48は、可動体50と同じ材質で構成されていることが好ましい。このように、当接部48が可動体50と同じ材質で構成されていることで、可動体50と接触した場合の当接部48の張り付きを起き難くすることができる。
また、当接部48は、可動体50と同電位とされていることが好ましい。当接部48は、可動体50等と一体として設けられることで可動体50と同電位とされている。このように、当接部48が可動体50と同電位とされていることで、可動体50と接触した場合に、可動体50と当接部48との間に生じた静電容量の変動および喪失を抑制することができる。したがって、可動体50と当接部48とが接触した際に、継続して加速度等の物理量の計測を行うことが可能となる。
可動体50は、枠部40および可動体50の間に間隙43と、検出電極21および可動体50との間に間隙13と、を有することから、梁部42および懸架部45を支軸Qとしてシーソー揺動することができる。
本実施形態のMEMSデバイス1において、枠部40、固定部41、梁部42、懸架部45、および可動体50は、一体として一つの基材をパターニングすることによって設けることができる。なお、可動体50は、その材料として導電性の材料を用いることが好適である。これは、可動体50が電極として機能するためである。また、可動体50は、枠部40、固定部41、梁部42、および懸架部45と一体として形成する場合には、例えば、フォトリソグラフィー法によって加工が容易なシリコンを含む基材を用いることが好ましい。
枠部40は、その材料について特に限定されることなく各種材料を用いることができる。なお、枠部40は、固定部41、梁部42、懸架部45、および可動体50と一体として形成する場合には、例えば、フォトリソグラフィー法によって加工が容易なシリコンを含む基材を用いることが好ましい。このとき、洞部47もフォトリソグラフィー法によって形成することができる。
梁部42は、靱性を有する材料であれば特に限定されることなく各種材料を用いることができる。なお、梁部42は、枠部40、固定部41、懸架部45、および可動体50と一体として形成する場合には、例えば、フォトリソグラフィー法によって加工が容易なシリコンを含む基材を用いることが好ましい。
なお、枠部40、固定部41、梁部42、懸架部45、および可動体50は、絶縁性の材料を用いることもできる。絶縁性の材料で可動体50を形成する場合には、検出電極21と対向する可動体50の面に電極膜を設ければ良い。これにより、検出電極21と可動体50との間に静電容量を生じさせるとともに、加速度等の物理量によって可動体50が傾倒することで検出電極21と可動体50との間の間隙13の変化に応じた静電容量の変化を得ることができる。
蓋体60は、基板10と接続して設けられている。蓋体60には、第2凹部62が設けられている。蓋体60は、第2凹部62の頂面を接合面62aとして、基板10の上面10aと接続されている。蓋体60には、基板10と接続されることで基板10に設けられている第1凹部12と、蓋体60に設けられている第2凹部62と、に囲まれた空間であるキャビティ65が構成されている。基板10および蓋体60によって構成されたキャビティ65に可動体50等が収容されていることで、MEMSデバイス1に対する外乱から可動体50等を保護することができる。
第2凹部62は、基板10と蓋体60とが接続されるZ軸方向において、可動体50が傾倒した場合に可動体50と蓋体60とが当接しない深さに設けられていることが好ましい。また、第2凹部62は、少なくとも可動体50が傾倒するZ軸方向において、可動体50の厚みと比べて、深く設けられていることが好ましい。なお、蓋体60は、図示を省略する配線によって接地されている。
蓋体60は、その材料として導電性の材料を用いることが好適である。本実施形態の蓋体60は、例えば、加工が容易なシリコンを含む基材を用いている。蓋体60は、シリコンを含む基材を用いることで、ホウ珪酸ガラスを用いた基板10との間で陽極接合法によって接続(接合)することができる。
MEMSデバイス1には、上述した検出電極21と可動体50との間に生じた静電容量(C1,C2)を電気信号として取り出す配線部(不図示)が設けられている。配線部によって、可動体50の傾倒に応じて生じた静電容量をMEMSデバイス1の外部に出力することができる。
(MEMSデバイス1の動作)
本実施形態のMEMSデバイス1の動作について、図4A〜図4Cを参照して説明する。図4A、図4B、および図4Cは、実施形態に係るMEMSデバイスの動作を説明する模式図である。なお、図4A、図4B、および図4Cでは、可動体および検出電極部以外の図示を省略している。また、図4A、図4B、および図4Cは、検出電極21および可動体50以外の構成の図示を省略している。図4A、図4B、および図4Cに示すMEMSデバイス1は、例えばZ軸方向の加速度(例えば重力加速度)が加えられた場合、可動体50に支軸Qを中心とする回転モーメント(力のモーメント)が生じる。
本実施形態のMEMSデバイス1の動作について、図4A〜図4Cを参照して説明する。図4A、図4B、および図4Cは、実施形態に係るMEMSデバイスの動作を説明する模式図である。なお、図4A、図4B、および図4Cでは、可動体および検出電極部以外の図示を省略している。また、図4A、図4B、および図4Cは、検出電極21および可動体50以外の構成の図示を省略している。図4A、図4B、および図4Cに示すMEMSデバイス1は、例えばZ軸方向の加速度(例えば重力加速度)が加えられた場合、可動体50に支軸Qを中心とする回転モーメント(力のモーメント)が生じる。
図4Aは、MEMSデバイス1に対して−Z軸方向から+Z軸方向に向かう加速度G11が可動体50に加えられている状態を例示している。この状態で可動体50には、第1可動体50a側より第2可動体50b側に多くの加速度が作用している。したがって、可動体50には支軸Qを回転軸とする時計回りの力が作用する。よって、可動体50(第2可動体50b)は、支軸Qが回転軸として第2検出電極部21b側に傾倒する。
これにより、第2可動体50bと第2検出電極部21bとの間の間隙13が小さく(短く)なり、第2可動体50bと第2検出電極部21bとの間の静電容量C2の静電容量値が増加する。他方、第1可動体50aと第1検出電極部21aとの間の間隙13が大きく(長く)なり、第1可動体50aと第1検出電極部21aとの間の静電容量C1の静電容量値が減少する。
図4Bは、MEMSデバイス1に対して加速度が加えられていない状態を例示している。この状態では、第1可動体50a側および第2可動体50b側ともに加速度G11が加えられていないため、可動体50には力が作用しない。よって、可動体50は、いずれにも傾倒しない。すなわち、可動体50は基板10に対して略水平となる。
これにより、第1可動体50aと第1検出電極部21aとの間の間隙13と、第2可動体50bと第2検出電極部21bとの間の間隙13と、が略等しくなる。よって、第1可動体50aと第1検出電極部21aとの間の静電容量C1と、第2可動体50bと第2検出電極部21bとの間の静電容量C2と、の静電容量値が略等しくなる。また、図4Aで示したMEMSデバイス1の状態と比べて、第1可動体50aと第1検出電極部21aとの間の間隙13は小さくなり、両部間に生じる静電容量C1は増加する。また、第2可動体50bと第2検出電極部21bとの間の間隙13は増加し、両部間に生じる静電容量C2は減少する。
図4Cは、MEMSデバイス1に対して+Z軸方向から−Z軸方向に向かう加速度G21が可動体50に加えられている状態を例示している。この状態で可動体50には、第1可動体50a側に加速度G21が加えられているため、支軸Qを回転軸とする反時計廻りの力が作用する。よって、可動体50は、第1検出電極部21a側に傾倒する。図4Cにおいては、第2可動体50bに作用する重力加速度と比べて、加速度G21が大きい状態を示している。そのため、可動体50は、第1検出電極部21a側に傾倒する。
これにより、第1可動体50aと第1検出電極部21aとの間の間隙13が小さく(短く)なり、第1可動体50aと第1検出電極部21aとの間の静電容量C1の静電容量値が増加する。他方、第2可動体50bと第2検出電極部21bとの間の間隙13が大きく(長く)なり、第2可動体50bと第2検出電極部21bとの間の静電容量C2の静電容量値が減少する。また、図4Bで示したMEMSデバイス1に加速度が加えられていない状態と比べて、第1可動体50aと第1検出電極部21aとの間の間隙13は小さくなり、両部間に生じる静電容量C1は増加する。また、第2可動体50bと第2検出電極部21bとの間の間隙13は大きくなり、両部間に生じる静電容量C2の静電容量値は減少する。
本実施形態のMEMSデバイス1は、二つの静電容量値の変化から、加速度(例えば、G11,G21)の値を検出することができる。例えば、図4Bの状態で得られる容量値を基準として、図4Aの状態における容量値の変化を判定することによって、加速度G11が作用している方向および力を検出することができる。また、図4Cの状態における容量値の変化を判定することによって、加速度G21が作用している方向および力を検出することができる。
上述した実施形態に係るMEMSデバイス1によれば、可動体50の主面50f,50rの面内方向の回転変位によって、可動体50が当接する当接位置を含む当接部48において、可動体50が当接する当接面46に対応して洞部47が設けられていることにより、当接部48は当接面46を含む部分(狭幅部49)の剛性が弱くなる。これにより、回転変位によって可動体50が当接部48に当たった場合、当接部は剛性の弱い部分である狭幅部49に撓みを生じ、この撓みによる衝撃吸収、換言すれば衝撃の緩衝作用によって可動体50と当接部48との衝撃を小さくすることができ、可動体50の破損や当接部48の破損を減少させることができる。
なお、上述では、可動体50を固定部41および枠部40の二つの部位によって、基板10に固定している例を示して説明したが、可動体50の基板10への固定は、例えば固定部41を用いた一つの部位による構成によって行うこともできる。
[当接部の変形例]
上述した実施形態では、枠部40に設けられた当接部48を例示して説明したが、当接部の構成はこれに限らず、以下の変形例に示すような構成とすることができる。以下、変形例1〜変形例6の構成を、図5〜図10に沿って順次説明する。なお、以下の説明では、前述した実施形態と同様な構成については、同符号を付し、その構成の詳細な説明を省略することがある。
上述した実施形態では、枠部40に設けられた当接部48を例示して説明したが、当接部の構成はこれに限らず、以下の変形例に示すような構成とすることができる。以下、変形例1〜変形例6の構成を、図5〜図10に沿って順次説明する。なお、以下の説明では、前述した実施形態と同様な構成については、同符号を付し、その構成の詳細な説明を省略することがある。
(変形例1)
先ず、図5を参照して、当接部の変形例1について説明する。なお、図5は、当接部の変形例1を模式的に示す平面図であり、図1のC部に対応した部分の拡大図である。
先ず、図5を参照して、当接部の変形例1について説明する。なお、図5は、当接部の変形例1を模式的に示す平面図であり、図1のC部に対応した部分の拡大図である。
図5に示す変形例1の当接部48aは、可動体50の面内方向の回転変位による当接位置を含む当接面46aと、当接面46aに対向して設けられた洞部47aと、洞部47aによって形成された当接面46aを含む狭幅部49aと、を備えている。変形例1の当接部48aでは、枠部40における当接面46aと反対側となる面40sに開口した貫通部(切欠き部)によって洞部47aが構成されている。
このような変形例1の当接部48aによれば、当接面46aを可動体50側に設けることになるため、変位した可動体50の衝撃を緩衝しながら移動の規制を確実に行なうことができる。また、洞部47aが当接面46aと反対側となる面40sに開口しているため、狭幅部49aの形成を容易に行なうことができる。
(変形例2)
先ず、図6を参照して、当接部の変形例2について説明する。なお、図6は、当接部の変形例2を模式的に示す平面図であり、図1のC部に対応した部分の拡大図である。
先ず、図6を参照して、当接部の変形例2について説明する。なお、図6は、当接部の変形例2を模式的に示す平面図であり、図1のC部に対応した部分の拡大図である。
図6に示す変形例2の当接部48bは、可動体50の面内方向の回転変位による当接位置を含む当接面46bと、当接面46bに対向して設けられた二つの孔471,472で構成された洞部47bと、洞部47bを構成する孔471によって形成された当接面46bを含む狭幅部49bと、を備えている。変形例2の当接部48bでは、枠部40の蓋体60(図2参照)側である+Z軸方向側の面から反対側の面まで貫通する二つの貫通部(長方形状の孔471,472)によって洞部47bが構成されている。
このような変形例2の当接部48bによれば、複数の孔471,472によって洞部47bが構成されることから、可動体50の当たったときの衝撃力の伝わる方向が複数方向に分散され、より衝撃吸収効果を高めることができる。
(変形例3)
先ず、図7を参照して、当接部の変形例3について説明する。なお、図7は、当接部の変形例3を模式的に示す平面図であり、図1のC部に対応した部分の拡大図である。
先ず、図7を参照して、当接部の変形例3について説明する。なお、図7は、当接部の変形例3を模式的に示す平面図であり、図1のC部に対応した部分の拡大図である。
図7に示す変形例3の当接部48cは、可動体50の面内方向の回転変位による当接位置を含む当接面46cと、当接面46cに対向して設けられた洞(ほら)部47cと、洞部47cによって形成された当接面46cを含む狭幅部49cと、を備えている。変形例3の当接部48cでは、枠部40における当接面46cと反対側となる面40sに開口した六角形の外縁をなした複数の孔が連続して規則的に配置される、所謂ハニカム構造で配置された貫通部(孔)によって洞部47cが構成されている。
このような変形例3の当接部48cによれば、ハニカム構造を構成する複数の孔によって洞部47cが構成されることから、可動体50の当たったときの衝撃力F1の伝わる方向が、図中矢印F2,F3のように複数方向に分散され、より衝撃吸収効果を高めることができる。
(変形例4)
先ず、図8を参照して、当接部の変形例4について説明する。なお、図8は、当接部の変形例4を模式的に示す平面図であり、図1のC部に対応した部分の拡大図である。
先ず、図8を参照して、当接部の変形例4について説明する。なお、図8は、当接部の変形例4を模式的に示す平面図であり、図1のC部に対応した部分の拡大図である。
図8に示す変形例4の当接部48dは、可動体50の面内方向の回転変位による当接位置を含む当接面46dと、当接面46dに対向して設けられた洞部47dと、洞部47dによって形成された当接面46dを含む狭幅部49dと、を備えている。変形例4の当接部48dでは、枠部40における当接面46dの一部に開口した貫通部(孔)によって洞部47dが構成されている。
さらに詳細に説明すれば、当接部48dの狭幅部49dは、枠部40から延伸し、延伸方向に対向する枠部40と間隙を有する位置に先端(開放端)49tを有する、所謂片持ち梁形状をなしている。換言すれば、狭幅部49dの先端49tと、狭幅部49dの延伸方向に対向する枠部40との間において、洞部47dが開口し、当接面46dが寸断されている。そして、狭幅部49dの先端49tと洞部47d側で対抗する位置には、枠部40の当接面46dと反対側の面46s側の縁71から狭幅部49dに向って細長に延伸し、狭幅部49dと間隙を有する突起部72が設けられている。
このような変形例4の当接部48dによれば、洞部47dが当接面46dの一部に開口していることにより、可動体50と接触する部分である当接面46dを含む狭幅部49dの剛性をより小さくすることができ、可動体50との接触に対する緩衝作用をさらに高めることができる。また、突起部72を狭幅部49dのストッパーとすることができるため、狭幅部49dの過大な変形を抑制することができ、狭幅部49dの破壊を抑制することができる。
(変形例5)
先ず、図9を参照して、当接部の変形例5について説明する。なお、図9は、当接部の変形例5を模式的に示す断面図である。
先ず、図9を参照して、当接部の変形例5について説明する。なお、図9は、当接部の変形例5を模式的に示す断面図である。
図9に示す変形例5の当接部48eは、可動体50の面内方向の回転変位による当接位置を含む当接面46eと、当接面46eに対向して設けられた洞(ほら)部47eと、洞部47eによって形成された当接面46eを含む狭幅部49eと、を備えている。洞部47eは、枠部40の蓋体60(図2参照)側である+Z軸方向側の面から反対側の面まで貫通する貫通部473と、当接部48eの基板10側から溝状に凹み、一方端が当接面46eに開口し、他方端が貫通部473に開口する空洞を形成する凹部474と、によって構成されている。
このような変形例5の当接部48eによれば、当接部48eに凹部474が設けられていることにより、当接面46eを含む狭幅部49eが、幅とともに、高さ(Z軸方向の寸法である厚さ)も小さくなり、狭幅部49eの剛性をさらに弱くすることができる。これにより、狭幅部49eがさらに撓み易くなることから緩衝作用が高まり可動体50と当接部48eとが当たる衝撃を吸収し易くすることができる。
(変形例6)
先ず、図10を参照して、当接部の変形例6について説明する。なお、図6は、当接部の変形例6を模式的に示す平面図であり、図1のC部に対応した部分の拡大図である。上述の実施形態および変形例では、枠部40に当接部48、当接部48aないし当接部48eのいずれかが設けられる構成を説明したが、本変形例6は、枠部40ではなく当接部が個々に配設された構成例である。
先ず、図10を参照して、当接部の変形例6について説明する。なお、図6は、当接部の変形例6を模式的に示す平面図であり、図1のC部に対応した部分の拡大図である。上述の実施形態および変形例では、枠部40に当接部48、当接部48aないし当接部48eのいずれかが設けられる構成を説明したが、本変形例6は、枠部40ではなく当接部が個々に配設された構成例である。
図10に示す変形例6の当接部48fは、可動体50の面内方向の回転変位による当接位置を含む個々のストッパーとして、四か所設けられている。なお、図10では、一か所を代表表示している。当接部48fは、可動体50の主面50f,50rの法線方向(+Z軸方向)からの平面視で、略長方形をなして基板10の上面10aに接続されている。可動体50の面内方向の回転変位による当接位置を含む当接面46fと、当接面46fに対向して設けられた洞(ほら)部47fと、洞部47fによって形成された当接面46fを含む狭幅部49fと、を備えている。変形例6の当接部48fでは、当接面46fと当接面46fと反対側となる面40fsとの間に設けられた平面視で略長方形の貫通部(孔)によって洞部47fが構成されている。
このような変形例6の当接部48fにおいても、実施形態の枠部40の設けられている当接部48と同様に、可動体50の回転変位による当接位置を含む当接面46fに対応して洞部47fが設けられることによって形成される狭幅部49fにより、当接部48fの剛性が弱くなる。これにより、回転変位によって可動体50が当接部48fに当たった場合、剛性の弱い狭幅部49fに撓みを生じ、この撓みによる衝撃の緩衝作用によって可動体50と当接部48fとの衝撃を小さくすることができ、可動体50の破損や当接部48fの破損を減少させることができる。
[電子機器]
本発明の一実施形態に係るMEMSデバイス1、およびその変形例のいずれかを適用した電子機器について、図11から図14を参照しながら説明する。以下、MEMSデバイス1、およびその変形例を総括してMEMSデバイス1として説明する。
本発明の一実施形態に係るMEMSデバイス1、およびその変形例のいずれかを適用した電子機器について、図11から図14を参照しながら説明する。以下、MEMSデバイス1、およびその変形例を総括してMEMSデバイス1として説明する。
図11は、本発明の一実施形態に係るMEMSデバイス1を備える電子機器としてのラップトップ型(またはモバイル型)のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、ラップトップ型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。このようなラップトップ型パーソナルコンピューター1100には、そのラップトップ型パーソナルコンピューター1100に加えられる加速度等を検知して表示ユニット1106に加速度等を表示するための加速度センサー等として機能する静電容量型のMEMSデバイス1が内蔵されており、MEMSデバイス1の検出データに基づいて制御部1110が、例えば姿勢制御などの制御を行なうことができる。ここで用いられるMEMSデバイス1は、耐衝撃を向上させているため、ラップトップ型パーソナルコンピューター1100の落下などによる過度な加速度等が加えられた場合にも継続して加速度等を検出することができる。よって、前述したMEMSデバイス1が搭載されることで信頼性の高いラップトップ型パーソナルコンピューター1100を得ることができる。
図12は、電子機器の一例であるスマートフォン(携帯型電話機)の構成を模式的に示す斜視図である。
この図において、スマートフォン1200は、上述したMEMSデバイス1が組込まれている。MEMSデバイス1によって検出された検出データ(加速度データ)は、スマートフォン1200の制御部1201に送信される。制御部1201は、CPU(Central Processing Unit)を含んで構成されており、受信した検出データからスマートフォン1200の姿勢や、挙動を認識して、表示部1208に表示されている表示画像を変化させたり、警告音や、効果音を鳴らしたり、振動モーターを駆動して本体を振動させることができる。換言すれば、スマートフォン1200のモーションセンシングを行い、計測された姿勢や、挙動から、表示内容を変えたり、音や、振動などを発生させたりすることができる。特に、ゲームのアプリケーションを実行する場合には、現実に近い臨場感を味わうことができる。ここで用いられるMEMSデバイス1は、耐衝撃を向上させているため、スマートフォン1200の落下などによる過度な加速度等が加えられた場合にも継続して加速度等を検出することができる。よって、前述したMEMSデバイス1が搭載されることで信頼性の高いスマートフォン1200を得ることができる。
図13は、電子機器の一例であるディジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ディジタルスチールカメラ1300のケース(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も機能する。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。
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を押下すると、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。また、このディジタルスチールカメラ1300では、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニター1430が、データ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。このようなディ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MEMSデバイス1が内蔵されており、MEMSデバイス1の検出データに基づいて制御部1316が、例えば手振れ補正などの制御を行なうことができる。ここで用いられるMEMSデバイス1は、耐衝撃を向上させているため、ディジタルスチールカメラ1300の落下などによる過度な加速度等が加えられた場合にも継続して加速度等を検出することができる。よって、前述したMEMSデバイス1が搭載されることで信頼性の高いディジタルスチールカメラ1300を得ることができる。
なお、MEMSデバイス1を備える電子機器は、図11のパーソナルコンピューター1100、図12のスマートフォン1200(携帯電話機)、図13のディジタルスチールカメラ1300の他にも、例えば、タブレット端末、時計、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーター、地震計、歩数計、傾斜計、ハードディスクの振動を計測する振動計、ロボットやドローンなど飛行体の姿勢制御装置、自動車の自動運転用慣性航法に使用される制御機器等に適用することができる。
[移動体]
次に、本発明の一実施形態に係るMEMSデバイス1、およびその変形例のいずれかを適用した移動体について、代表例としてMEMSデバイス1を用いた例を図14に示し、詳細に説明する。図14は、移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。
次に、本発明の一実施形態に係るMEMSデバイス1、およびその変形例のいずれかを適用した移動体について、代表例としてMEMSデバイス1を用いた例を図14に示し、詳細に説明する。図14は、移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。
図14に示すように、自動車1500にはMEMSデバイス1が内蔵されており、例えば、MEMSデバイス1によって車体1501の姿勢を検出することができる。MEMSデバイス1の検出信号は、姿勢制御部としての車体姿勢制御装置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。また、MEMSデバイス1は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、自動運転用慣性航法の制御機器、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター等の電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)に広く適用できる。
また、移動体に適用されるMEMSデバイス1は、上記の例示の他にも、例えば、二足歩行ロボットや電車などの姿勢制御、ラジコン飛行機、ラジコンヘリコプター、およびドローンなどの遠隔操縦あるいは自律式の飛行体の姿勢制御、農業機械(農機)、もしくは建設機械(建機)などの姿勢制御において利用することができる。以上のように、各種移動体の姿勢制御の実現にあたって、MEMSデバイス1、およびそれぞれの制御部(不図示)が組み込まれる。
このような移動体は、耐衝撃を向上させたMEMSデバイス1、および制御部としての車体姿勢制御装置1502を備えているので、過度な衝撃等が加えられた場合にも継続して加速度等を検出することができるなどの優れた信頼性を有している。
以上、MEMSデバイス、電子機器、および移動体を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
1…MEMSデバイス、10…ベースとしての基板、10a…上面、12…第1凹部、12a…第1底面、13…間隙、15…支持部、21…固定電極としての検出電極部、21a…第1検出電極部、21b…第2検出電極部、40…壁部としての枠部、41…固定部、42…梁部、43…間隙、44…空洞部としての貫通部、45…懸架部、46…当接面、47…洞(ほら)部、48…当接部、49…狭幅部、50…可動体、50f,50r…主面、50a…第1可動体、50b…第2可動体、60…蓋体、65…キャビティ、1100…ラップトップ型パーソナルコンピューター、1110…制御部、1200…スマートフォン、1201…制御部、1300…ディジタルスチールカメラ、1316…制御部、1500…自動車、1502…姿勢制御部としての車体姿勢制御装置、Q…支軸、M…矢印。
Claims (13)
- 支持部および固定電極を備えたベースと、
前記固定電極に主面を対向させて前記支持部に支持されている可動体と、
前記可動体の外縁の少なくとも一部に相対し、前記主面の面内方向の回転変位を規制する当接部と、を含み、
前記当接部は、前記可動体の前記回転変位による当接位置を含む当接面と、前記当接面に対向して設けられた洞部を備えていることを特徴とするMEMSデバイス。 - 請求項1に記載のMEMSデバイスにおいて、
前記当接部は、前記可動体の隅部に対向して設けられていることを特徴とするMEMSデバイス。 - 請求項1または2に記載のMEMSデバイスにおいて、
前記当接部は、複数設けられていることを特徴とするMEMSデバイス。 - 請求項1ないし3のいずれか一項に記載のMEMSデバイスにおいて、
前記洞部は、前記当接面と反対側の面に開口していることを特徴とするMEMSデバイス。 - 請求項1ないし3のいずれか一項に記載のMEMSデバイスにおいて、
前記洞部は、前記当接面の一部に開口していることを特徴とするMEMSデバイス。 - 請求項1ないし3のいずれか一項に記載のMEMSデバイスにおいて、
前記洞部は、前記当接面と反対側の面との間に設けられた孔であることを特徴とするMEMSデバイス。 - 請求項6に記載のMEMSデバイスにおいて、
前記洞部は、複数の前記孔を有していることを特徴とするMEMSデバイス。 - 請求項1ないし7のいずれか一項に記載のMEMSデバイスにおいて、
前記可動体と間隙を有し、前記可動体の外縁に沿って前記ベースから突出して設けられた壁部を備え、
前記当接部は、前記壁部の一部に設けられていることを特徴とするMEMSデバイス。 - 請求項1ないし8のいずれか一項に記載のMEMSデバイスにおいて、
前記可動体には、空洞部が設けられ、
前記可動体を平面視した場合に、前記空洞部の内に固定部と、前記固定部から延設された懸架部と、を備え、
前記可動体は、前記支持部に固定された前記固定部に前記懸架部を介して懸架されていることを特徴とするMEMSデバイス。 - 請求項1ないし9のいずれか一項に記載のMEMSデバイスにおいて、
前記可動体と前記当接部は、同じ材質で構成されていることを特徴とするMEMSデバイス。 - 請求項10に記載のMEMSデバイスにおいて、
前記当接部と、前記可動体と、が同電位とされていることを特徴とするMEMSデバイス。 - 請求項1ないし11のいずれか一項に記載したMEMSデバイスと、
前記MEMSデバイスから出力された検出信号に基づいて制御を行う制御部と、
を備えていることを特徴とする電子機器。 - 請求項1ないし11のいずれか一項に記載のMEMSデバイスと、
前記MEMSデバイスから出力された検出信号に基づいて姿勢制御を行う姿勢制御部と、
を備えていることを特徴とする移動体。
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