JP2021032820A5 - - Google Patents

Description

実施形態によれば、センサは、基体、第１可動構造体及び第１固定構造体を含む。前記可動構造体は、複数の第１可動電極を含む。前記基体から前記複数の第１可動電極への方向は、第１方向に沿う、前記複数の第１可動電極と前記基体との間の距離は可変である。前記複数の第１可動電極の１つから前記複数の第１可動電極の別の１つへの方向は、前記第１方向と交差する第２方向に沿う。前記第１固定構造体は、複数の第１固定電極を含む。前記複数の第１固定電極の１つは、前記複数の第１可動電極の前記１つと前記複数の第１可動電極の前記別の１つとの間にある。前記複数の第１可動電極の前記１つの前記第１方向に沿う第１可動電極長さは、前記複数の第１固定電極の前記１つの前記第１方向に沿う第１固定電極長さよりも短い。

（第１実施形態）
図１、図２（ａ）〜図２（ｃ）、図３（ａ）〜図３（ｃ）、及び、図４は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図１は、図２（ａ）〜図２（ｃ）の矢印ＡＡからみた平面図である。図２（ａ）〜図２（ｃ）は、それぞれ、図１のＡ１−Ａ２線、Ｂ１−Ｂ２線、及び、Ｃ１−Ｃ２線における断面図である。図３（ａ）〜図３（ｃ）は、それぞれ、図１のＤ１−Ｄ２線、Ｅ１−Ｅ２線、及び、Ｆ１−Ｆ２線における断面図である。図４は、図１のＧ１−Ｇ２線における断面図である。

図１に示すように、センサ１１０は、第２可動構造体１２及び第２固定構造体２２をさらに含んでも良い。第２可動構造体１２は、複数の第２可動電極１２ｅを含む。

図３（ａ）に示すように、基体５０と第３部分領域１２ｅｃとの間の第１方向（Ｚ軸方向）に沿う距離を第３距離ｄ３とする。基体５０と第４部分領域１２ｅｄとの間の第１方向（Ｚ軸方向）に沿う距離を第４距離ｄ４とする。第３距離ｄ３は、第４距離ｄ４とは異なる。この例では、第３距離ｄ３は、第４距離ｄ４よりも短い。

図１に示すように、この例では、第２可動構造体１２は、第２可動構造部１２ｓをさらに含む。第２可動接続部１２ｎの上記の別の端部１２ｎｆは、第２可動構造部１２ｓとさらに接続される。第１方向及び第２方向を含む平面（Ｚ−Ｙ平面）と交差する第３方向（例えば、Ｘ軸方向）に沿う第２可動導電部１２ｃの長さＬｘ２は、第３方向に沿う第２可動構造部１２ｓの長さＬｘｓ２とは異なる。この例では、長さＬｘ２は、長さＬｘｓ２よりも長い。第２可動構造部１２ｓを設けることで、例えば、加速度が加わったときに、複数の第２可動電極１２ｅが素早く変位できる。例えば、高い応答性で加速度を検出できる。

図３（ｂ）に示すように、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う第２固定導電部２２ｃの長さを第２固定導電部長さＬｃ２２とする。例えば、第２固定電極長さＬｅ２２は、第２固定導電部長さＬｃ２２よりも短い。このように、第２固定構造体２２の櫛歯電極となる部分の厚さが選択的に薄くても良い。第２固定導電部長さＬｃ２２は、例えば、第２固定電極長さＬｅ２２と同じでも良い。

実施形態において、第１可動電極長さＬｅ１１（図２（ａ）参照）は、例えば、第１固定電極長さＬｅ２１（図２（ｂ）参照）の１／１０以上９９／１００以下である。第１可動電極長さＬｅ１１が第１固定電極長さＬｅ２１の９９／１００以下であることにより、例えば、加速度の向きによる静電容量の変化が十分に大きくなる。第１可動電極長さＬｅ１１が第１固定電極長さＬｅ２１の１／１０以上であることにより、第１可動電極１１ｅの形状の加工が安定になる。

図９（ａ）に示すように、第１可動構造体１１は、第１固定部１１ｆ、第１可動導電部１１ｃ、及び、複数の第２可動電極１２ｅを含む。図１０（ａ）に示すように、第１固定部１１ｆは、第１絶縁部５１を介して基体５０に固定される。図９（ａ）に示すように、第１可動導電部１１ｃは、第１固定部１１ｆに保持される。複数の第１可動電極１１ｅ及び複数の第２可動電極１２ｅは、第１可動導電部１１ｃに保持される。複数の第１可動電極１１ｅ及び複数の第２可動電極１２ｅは、第１可動導電部１１ｃに接続される。図９（ｂ）に示すように、複数の第２可動電極１２ｅと基体５０との間に間隙ｇｅ１２が設けられる。複数の第２可動電極１２ｅと基体５０との間の距離ｄｅ１２は可変である。

図９（ａ）に示すように、基体５０と第３部分領域１２ｅｃとの間の第１方向（Ｚ軸方向）に沿う距離を第３距離ｄ３とする。基体５０と第４部分領域１２ｅｄとの間の第１方向（Ｚ軸方向）に沿う距離を第４距離ｄ４とする。第３距離ｄ３は、第４距離ｄ４とは異なる。この例では、第３距離ｄ３は、第４距離ｄ４よりも短い。

実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。
（構成１）
基体と、
複数の第１可動電極を含む第１可動構造体であって、前記基体から前記複数の第１可動電極への方向は、第１方向に沿う、前記複数の第１可動電極と前記基体との間の距離は可変であり、前記複数の第１可動電極の１つから前記複数の第１可動電極の別の１つへの方向は、前記第１方向と交差する第２方向に沿う、前記第１可動構造体と、
複数の第１固定電極を含む第１固定構造体であって、前記複数の第１固定電極の１つは、前記複数の第１可動電極の前記１つと前記複数の第１可動電極の前記別の１つとの間にある、前記第１固定構造体と、
を備え、
前記複数の第１可動電極の前記１つの前記第１方向に沿う第１可動電極長さは、前記複数の第１固定電極の前記１つの前記第１方向に沿う第１固定電極長さよりも短い、センサ。

（構成９）
第２可動構造体及び第２固定構造体をさらに備え、
前記第２可動構造体は、複数の第２可動電極を含み、前記複数の第２可動電極と前記基体との間の距離は可変であり、前記複数の第２可動電極の１つから前記複数の第２可動電極の別の１つへの方向は、前記第２方向に沿い、
前記第２固定構造体は、複数の第２固定電極を含み、前記複数の第２固定電極の１つは、前記複数の第２可動電極の前記１つと前記複数の第２可動電極の前記別の１つとの間にあり、
前記複数の第２固定電極の前記１つの前記第１方向に沿う第２固定電極長さは、前記複数の第２可動電極の前記１つの前記第１方向に沿う第２可動電極長さよりも短い、構成１〜８のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１７）
基体と、
複数の第１可動電極を含む第１可動構造体であって、前記基体から前記複数の第１可動電極への方向は、第１方向に沿う、前記複数の第１可動電極と前記基体との間の距離は可変であり、前記複数の第１可動電極の１つから前記複数の第１可動電極の別の１つへの方向は、前記第１方向と交差する第２方向に沿う、前記第１可動構造体と、
複数の第１固定電極を含む第１固定構造体であって、前記複数の第１固定電極の１つは、前記複数の第１可動電極の前記１つと前記複数の第１可動電極の前記別の１つとの間にある、前記第１固定構造体と、
複数の第２可動電極を含む第２可動構造体であって、前記複数の第２可動電極と前記基体との間の距離は可変であり、前記複数の第２可動電極の１つから前記複数の第２可動電極の別の１つへの方向は、前記第２方向に沿う、前記第２可動構造体と、
複数の第２固定電極を含む第２固定構造体であって、前記複数の第２固定電極の１つは、前記複数の第２可動電極の前記１つと前記複数の第２可動電極の前記別の１つとの間にある、前記第２固定構造体と、
を備え、
第１加速度が加わったときの前記複数の第１可動電極と前記複数の第１固定電極との間の第１静電容量は、前記第１加速度が加わらないときの前記複数の第１可動電極と前記複数の第１固定電極との間の第２静電容量よりも小さく、
前記第１加速度の向きと逆の向きの成分を有する第２加速度が加わったときの前記複数の第２可動電極と前記複数の第２固定電極との間の第３静電容量は、前記第２加速度が加わらないときの前記複数の第２可動電極と前記複数の第２固定電極との間の第４静電容量よりも小さく、
前記第２加速度が加わったときの前記複数の第１可動電極と前記複数の第１固定電極との間の第５静電容量と、前記第２加速度が加わらないときの前記複数の第１可動電極と前記複数の第１固定電極との間の第６静電容量と、の差の絶対値は、前記第１静電容量と前記第２静電容量との差の絶対値よりも小さく、
前記第１加速度が加わったときの前記複数の第２可動電極と前記複数の第２固定電極との間の第７静電容量と、前記第１加速度が加わらないときの前記複数の第２可動電極と前記複数の第２固定電極との間の第８静電容量と、の差の絶対値は、前記第３静電容量と前記第４静電容量との差の絶対値よりも小さい、センサ。

（構成２０）
前記複数の第１可動電極と前記複数の第１固定電極との間の静電容量は、前記複数の第１可動電極と前記基体との間の前記距離の変化に応じて変化する、構成１〜１２のいずれか１つに記載のセンサ。

Claims (3)

1. 基体と、
   複数の第１可動電極を含む第１可動構造体であって、前記基体から前記複数の第１可動電極への方向は、第１方向に沿う、前記複数の第１可動電極と前記基体との間の距離は可変であり、前記複数の第１可動電極の１つから前記複数の第１可動電極の別の１つへの方向は、前記第１方向と交差する第２方向に沿う、前記第１可動構造体と、
   複数の第１固定電極を含む第１固定構造体であって、前記複数の第１固定電極の１つは、前記複数の第１可動電極の前記１つと前記複数の第１可動電極の前記別の１つとの間にある、前記第１固定構造体と、
   を備え、
   前記複数の第１可動電極の前記１つの前記第１方向に沿う第１可動電極長さは、前記複数の第１固定電極の前記１つの前記第１方向に沿う第１固定電極長さよりも短い、センサ。
2. 第２可動構造体及び第２固定構造体をさらに備え、
   前記第２可動構造体は、複数の第２可動電極を含み、前記複数の第２可動電極と前記基体との間の距離は可変であり、前記複数の第２可動電極の１つから前記複数の第２可動電極の別の１つへの方向は、前記第２方向に沿い、
   前記第２固定構造体は、複数の第２固定電極を含み、前記複数の第２固定電極の１つは、前記複数の第２可動電極の前記１つと前記複数の第２可動電極の前記別の１つとの間にあり、
   前記複数の第２固定電極の前記１つの前記第１方向に沿う第２固定電極長さは、前記複数の第２可動電極の前記１つの前記第１方向に沿う第２可動電極長さよりも短い、請求項１〜３のいずれか１つに記載のセンサ。
3. 基体と、
   複数の第１可動電極を含む第１可動構造体であって、前記基体から前記複数の第１可動電極への方向は、第１方向に沿う、前記複数の第１可動電極と前記基体との間の距離は可変であり、前記複数の第１可動電極の１つから前記複数の第１可動電極の別の１つへの方向は、前記第１方向と交差する第２方向に沿う、前記第１可動構造体と、
   複数の第１固定電極を含む第１固定構造体であって、前記複数の第１固定電極の１つは、前記複数の第１可動電極の前記１つと前記複数の第１可動電極の前記別の１つとの間にある、前記第１固定構造体と、
   複数の第２可動電極を含む第２可動構造体であって、前記複数の第２可動電極と前記基体との間の距離は可変であり、前記複数の第２可動電極の１つから前記複数の第２可動電極の別の１つへの方向は、前記第２方向に沿う、前記第２可動構造体と、
   複数の第２固定電極を含む第２固定構造体であって、前記複数の第２固定電極の１つは、前記複数の第２可動電極の前記１つと前記複数の第２可動電極の前記別の１つとの間にある、前記第２固定構造体と、
   を備え、
   第１加速度が加わったときの前記複数の第１可動電極と前記複数の第１固定電極との間の第１静電容量は、前記第１加速度が加わらないときの前記複数の第１可動電極と前記複数の第１固定電極との間の第２静電容量よりも小さく、
   前記第１加速度の向きと逆の向きの成分を有する第２加速度が加わったときの前記複数の第２可動電極と前記複数の第２固定電極との間の第３静電容量は、前記第２加速度が加わらないときの前記複数の第２可動電極と前記複数の第２固定電極との間の第４静電容量よりも小さく、
   前記第２加速度が加わったときの前記複数の第１可動電極と前記複数の第１固定電極との間の第５静電容量と、前記第２加速度が加わらないときの前記複数の第１可動電極と前記複数の第１固定電極との間の第６静電容量と、の差の絶対値は、前記第１静電容量と前記第２静電容量との差の絶対値よりも小さく、
   前記第１加速度が加わったときの前記複数の第２可動電極と前記複数の第２固定電極との間の第７静電容量と、前記第１加速度が加わらないときの前記複数の第２可動電極と前記複数の第２固定電極との間の第８静電容量と、の差の絶対値は、前記第３静電容量と前記第４静電容量との差の絶対値よりも小さい、センサ。

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