JP2023036260A - センサ及び電子装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1(a)、図1(b)、図2(a)、図2(b)及び図3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(a)、図1(b)、図2(a)及び図3は、平面図である。図1(a)及び図1(b)は、図2(a)の一部を拡大して例示している。図2(b)は、図2(a)のX1-X2線断面図である。
図4(a)は、図3のA1-A2線断面図である。図4(b)は、図3のB1-B2線断面図である。図4(c)は、図3のC1-C2線断面図である。
図5に示すように、センサ110は、制御部70を含んでも良い。制御部70は、第1可動部10、第1対向導電部51、第2対向導電部52、第1対向電極61及び第2対向電極62と電気的に接続される。制御部70は、例えば、第1可動部10と対向電極との間に交流信号(例えば駆動信号)を印加する。制御部70は、例えば、第1可動部10と対向導電部との間の電気的特性を検出する。
図6に示すように、実施形態に係るセンサ111は、第1可動部10を含む。第1可動部10は、第1可動導電部21及び第2可動導電部22を含む。センサ111においては、第2可動導電部22の構成が第1可動導電部21の構成と異なる。センサ111におけるこれ以外の構成は、センサ110の構成と同様で良い。例えば、第1可動導電部21は、第1可動梁11と接続されている。第2可動導電部22は、第2可動梁12と接続されている。
図7は、第2実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図7に示すように、実施形態に係るセンサ112は、第1可動部10を含む。第1可動部10は、第1可動導電部21及び第2可動導電部22を含む。センサ112においては、第2可動導電部22の構成が第1可動導電部21の構成と異なる。センサ112におけるこれ以外の構成は、センサ110の構成と同様で良い。
図8(a)及び図8(b)は、第3実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図8(a)に示すように、実施形態に係るセンサ120は、第1実施形態または第2実施形態に関して説明した第1検出素子10Uに加えて、第2検出素子10Vを含む。第2検出素子10Vは、例えば、第2支持部50B及び第2可動部10Sを含む。第2支持部50Bは、基体50Sに固定される。第2可動部10Sは、第2支持部50Bに支持され、基体50Sから離れている。センサ120は、第2可動部10Sの動きに応じた信号により、センサ120の角度を検出可能である。例えば、第2可動部10Sの少なくとも一部が、振動される。角度の変化に応じて変化する振動状態を検出することで、角度が検出できる。例えば、フーコーの振り子の原理に基づく角度の検出が行われる。第2可動部10Sは、例えば、角度直接検出型ジャイロ(RIG:Rate Integrating Gyroscope)である。センサ120は、例えば、慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)である。
第4実施形態は、電子装置に係る。
図9は、第4実施形態に係る電子装置を例示する模式図である。
図9に示すように、実施形態に係る電子装置310は、第1~第3実施形態に係るセンサと、回路処理部170と、を含む。図9の例では、センサとして、センサ110が描かれている。回路処理部170は、センサから得られる信号S1に基づいて回路180を制御可能である。回路180は、例えば駆動装置185の制御回路などである。実施形態によれば、例えば、駆動装置185を制御するための回路180などを高精度で制御できる。
図10(a)に示すように、電子装置310は、ロボットの少なくとも一部でも良い。図10(b)に示すように、電子装置310は、製造工場などに設けられる工作ロボットの少なくとも一部でも良い。図10(c)に示すように、電子装置310は、工場内などの自動搬送車の少なくとも一部でも良い。図10(d)に示すように、電子装置310は、ドローン(無人航空機)の少なくとも一部でも良い。図10(e)に示すように、電子装置310は、飛行機の少なくとも一部でも良い。図10(f)に示すように、電子装置310は、船舶の少なくとも一部でも良い。図10(g)に示すように、電子装置310は、潜水艦の少なくとも一部でも良い。図10(h)に示すように、電子装置310は、自動車の少なくとも一部でも良い。電子装置310は、例えば、ロボット及び移動体の少なくともいずれかを含んでも良い。
図11(a)及び図11(b)は、第5実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図11(a)に示すように、実施形態に係るセンサ430は、第1~第3実施形態のいずれか1つに係るセンサと、送受信部420と、を含む。図11(a)の例では、センサとして、センサ110が描かれている。送受信部420は、センサ110から得られる信号を、例えば、無線及び有線の少なくともいずれかの方法により送信可能である。センサ430は、例えば、道路400などのスロープ面410などに設けられる。センサ430は、例えば、施設(例えばインフラストラクチャ)などの状態をモニタリングできる。センサ430は、例えば状態モニタリング装置で良い。
基体と、
前記基体に固定された第1支持部と、
前記第1支持部に支持され前記基体から離れた第1可動部と、
を備え、
前記第1可動部は、
前記第1支持部に支持された第1可動基部と、
第2可動基部であって、前記第1可動基部から前記第2可動基部への第2方向は、前記基体から前記第1可動部への第1方向と交差した前記第2可動基部と、
前記第1可動基部と前記第2可動基部との間に設けられ、前記第2可動基部を前記第1可動基部と接続する接続基部と、
第1可動梁であって、前記第1可動梁は、第1梁端部、第1梁他端部及び第1梁中間部を含み、前記第1梁端部は前記第1可動基部と接続され、前記第1梁他端部は前記第2可動基部と接続され、前記第1梁中間部は、前記第1梁端部と前記第1梁他端部との間にある、前記第1可動梁と、
第2可動梁であって、前記第2可動梁は、第2梁端部、第2梁他端部及び第2梁中間部を含み、前記第2梁端部は前記第1可動基部と接続され、前記第2梁他端部は前記第2可動基部と接続され、前記第2梁中間部は、前記第2梁端部と前記第2梁他端部との間にあり、前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と交差する第3方向において、前記接続基部は、前記第1梁中間部と前記第2梁中間部との間にある、前記第2可動梁と、
前記第1梁中間部と接続された第1可動導電部であって、前記第1梁中間部は、前記第3方向において前記第1可動導電部と前記接続基部との間にあり、前記第1可動導電部は、
前記第1梁中間部と接続され前記第3方向に沿って延びる第1交差導電部と、
前記第1交差導電部と接続され前記第2方向に沿って延びる第1延在導電部と、
前記第1交差導電部と接続され前記第2方向に沿って延びる第1他延在導電部であって、前記第1他延在導電部は、前記第3方向において前記第1延在導電部と前記第1梁中間部との間にある、前記第1他延導電部と、
を含む、前記第1可動導電部と、
前記第2梁中間部と接続された第2可動導電部であって、前記第2梁中間部は、前記第3方向において前記接続基部と前記第2可動導電部との間にあり、前記第2可動導電部は、
前記第2梁中間部と接続され前記第3方向に沿って延びる第2交差導電部と、
前記第2交差導電部と接続され前記第2方向に沿って延びる第2延在導電部と、
前記第2交差導電部と接続され前記第2方向に沿って延びる第2他延在導電部であって、前記第2他延在導電部は、前記第3方向において前記第2梁中間部と前記第2延在導電部との間にある、前記第2他延在導電部と、
を含む、前記第2可動導電部と、
を備えた、センサ。
前記第1他延在導電部の前記第2方向に沿う長さは、前記第1延在導電部の前記第2方向に沿う長さよりも長く、
前記第2他延在導電部の前記第2方向に沿う長さは、前記第2延在導電部の前記第2方向に沿う長さよりも長い、構成1に記載のセンサ。
前記第1他延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さは、前記第1延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さの1.2倍以上であり、
前記第2他延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さは、前記第2延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さの1.2倍以上である、構成2に記載のセンサ。
前記第1他延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さは、前記第1他延在導電部の前記第3方向に沿う長さよりも長く、
前記第2他延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さは、前記第2他延在導電部の前記第3方向に沿う長さよりも長い、構成2または3に記載のセンサ。
前記第1延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さは、前記第1交差導電部の前記第2方向に沿う長さよりも長く、
前記第2延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さは、前記第2交差導電部の前記第2方向に沿う長さよりも長い、構成2~4のいずれか1つに記載のセンサ。
前記第1可動導電部は、第1中間延在導電部をさらに含み、
前記第1中間延在導電部は、前記第1交差導電部と接続され前記第2方向に沿って延び、
前記第1中間延在導電部は、前記第3方向において前記第1延在導電部と前記第1他延在導電部との間にあり、
前記第1中間延在導電部の前記第2方向に沿う長さは、前記第1延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さと、前記第1他延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さと、の間であり、
前記第2可動導電部は、第2中間延在導電部をさらに含み、
前記第2中間延在導電部は、前記第2交差導電部と接続され前記第2方向に沿って延び、
前記第2中間延在導電部は、前記第3方向において前記第2他延在導電部と前記第2延在導電部との間にあり、
前記第2中間延在導電部の前記第2方向に沿う長さは、前記第2他延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さと、前記第2延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さと、の間である、構成2~5のいずれか1つに記載のセンサ。
前記第2可動導電部の質量は、前記第1可動導電部の質量とは異なる、構成1~6のいずれか1つに記載のセンサ。
前記第1可動導電部は、第1孔を含み、
前記第2可動導電部は、孔を含まない、または、前記第2可動導電部は第2孔を含み、
前記第2方向及び前記第3方向を含む平面における前記第2孔の面積は、前記平面における前記第1孔の面積と異なる、構成1~7のいずれか1つに記載のセンサ。
前記第1可動導電部は、複数の第1孔を含み、
前記第2可動導電部は、複数の第2孔を含み、
前記第2方向及び前記第3方向を含む平面における前記複数の第2孔の面積の和は、前記平面における前記複数の第1孔の面積の和と異なる、構成1~7のいずれか1つに記載のセンサ。
前記第1可動導電部は、複数の第1孔を含み、
前記第2可動導電部は、複数の第2孔を含み、
前記複数の第2孔の数は、前記複数の第1孔の数と異なる、構成1~7のいずれか1つに記載のセンサ。
基体と、
前記基体に固定された第1支持部と、
前記第1支持部に支持され前記基体から離れた第1可動部と、
を備え、
前記第1可動部は、
前記第1支持部に支持された第1可動基部と、
第2可動基部であって、前記第1可動基部から前記第1可動基部への第2方向は、前記基体から前記第1可動部への第1方向と交差した前記第2可動基部と、
前記第1可動基部と前記第2可動基部との間に設けられ、前記第2可動基部を前記第1可動基部と接続する接続基部と、
第1可動梁であって、前記第1可動梁は、第1梁端部、第1梁他端部及び第1梁中間部を含み、前記第1梁端部は前記第1可動基部と接続され、前記第1梁他端部は前記第2可動基部と接続され、前記第1梁中間部は、前記第1梁端部と前記第1梁他端部との間にある、前記第1可動梁と、
第2可動梁であって、前記第2可動梁は、第2梁端部、第2梁他端部及び第2梁中間部を含み、前記第2梁端部は前記第1可動基部と接続され、前記第2梁他端部は前記第2可動基部と接続され、前記第2梁中間部は、前記第2梁端部と前記第2梁他端部との間にあり、前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と交差する第3方向において、前記接続基部は、前記第1梁中間部と前記第2梁中間部との間にある、前記第2可動梁と、
前記第1梁中間部と接続された第1可動導電部であって、前記第1梁中間部は、前記第3方向において前記第1可動導電部と前記接続基部との間にあり、前記第1可動導電部は、前記第2方向に沿って延びる第1延在導電部を含む、前記第1可動導電部と、
前記第2梁中間部と接続された第2可動導電部であって、前記第2梁中間部は、前記第3方向において前記接続基部と前記第2可動導電部との間にあり、前記第2可動導電部は、前記第2方向に沿って延びる第2延在導電部を含む、前記第2可動導電部と、
を備え、
前記第1可動導電部は、1または複数の第1孔を含み、
前記第2可動導電部は、1または複数の第2孔を含み、
前記第2方向及び前記第3方向を含む平面における前記1または複数の第2孔の面積の和は、前記平面における前記1または複数の第1孔の面積の和と異なる、センサ。
前記第1可動導電部は、複数の前記第1孔を含み、
前記第2可動導電部は、複数の前記第2孔を含み、
前記複数の第2孔の数は、前記複数の第1孔の数と異なる、構成11に記載のセンサ。
前記第2可動導電部の質量は、前記第1可動導電部の質量とは異なる、構成11または12に記載のセンサ。
前記第1可動導電部の少なくとも一部と対向する第1対向導電部と、
前記第2可動導電部の少なくとも一部と対応する第2対向導電部と、
をさらに備えた、構成1~13のいずれか1つに記載のセンサ。
前記第1対向導電部の少なくとも一部は、前記第3方向において前記第1他延在導電部と前記第1延在導電部との間にあり、
前記第2対向導電部の少なくとも一部は、前記第3方向において前記第2他延在導電部と前記第2延在導電部との間にある、構成14に記載のセンサ。
前記第1可動導電部の少なくとも一部と対向する第1対向電極と、
前記第2可動導電部の少なくとも一部と対応する第2対向電極と、
をさらに備えた、構成1~13のいずれか1つに記載のセンサ。
前記基体に固定された第1構造体及び第2構造体をさらに備え、
前記第1構造体の少なくとも一部は、前記第3方向において前記第1可動導電部の少なくとも一部と対向し、
前記第2構造体の少なくとも一部は、前記第3方向において前記第2可動導電部の少なくとも一部と対向する、構成1~13のいずれか1つに記載のセンサ。
前記第1可動基部の前記第3方向に沿う長さは、前記接続基部の前記第3方向に沿う長さよりも長く、
前記第2可動基部の前記第3方向に沿う長さは、前記接続基部の前記第3方向に沿う前記長さよりも長い、構成1~17のいずれか1つに記載のセンサ。
前記第1可動部は、可動部材をさらに含み、
前記第2方向において前記第1可動基部と前記可動部材との間に前記第2可動基部が設けられ、
前記可動部材の前記第3方向に沿う長さは、前記第2可動基部の前記第3方向に沿う長さよりも長い、構成1~17のいずれか1つに記載のセンサ。
構成1~19のいずれか1つに記載のセンサと、
前記センサから得られる信号に基づいて回路を制御可能な回路処理部と、
を備えた電子装置。
Claims (10)
- 基体と、
前記基体に固定された第1支持部と、
前記第1支持部に支持され前記基体から離れた第1可動部と、
を備え、
前記第1可動部は、
前記第1支持部に支持された第1可動基部と、
第2可動基部であって、前記第1可動基部から前記第2可動基部への第2方向は、前記基体から前記第1可動部への第1方向と交差した前記第2可動基部と、
前記第1可動基部と前記第2可動基部との間に設けられ、前記第2可動基部を前記第1可動基部と接続する接続基部と、
第1可動梁であって、前記第1可動梁は、第1梁端部、第1梁他端部及び第1梁中間部を含み、前記第1梁端部は前記第1可動基部と接続され、前記第1梁他端部は前記第2可動基部と接続され、前記第1梁中間部は、前記第1梁端部と前記第1梁他端部との間にある、前記第1可動梁と、
第2可動梁であって、前記第2可動梁は、第2梁端部、第2梁他端部及び第2梁中間部を含み、前記第2梁端部は前記第1可動基部と接続され、前記第2梁他端部は前記第2可動基部と接続され、前記第2梁中間部は、前記第2梁端部と前記第2梁他端部との間にあり、前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と交差する第3方向において、前記接続基部は、前記第1梁中間部と前記第2梁中間部との間にある、前記第2可動梁と、
前記第1梁中間部と接続された第1可動導電部であって、前記第1梁中間部は、前記第3方向において前記第1可動導電部と前記接続基部との間にあり、前記第1可動導電部は、
前記第1梁中間部と接続され前記第3方向に沿って延びる第1交差導電部と、
前記第1交差導電部と接続され前記第2方向に沿って延びる第1延在導電部と、
前記第1交差導電部と接続され前記第2方向に沿って延びる第1他延在導電部であって、前記第1他延在導電部は、前記第3方向において前記第1延在導電部と前記第1梁中間部との間にある、前記第1他延導電部と、
を含む、前記第1可動導電部と、
前記第2梁中間部と接続された第2可動導電部であって、前記第2梁中間部は、前記第3方向において前記接続基部と前記第2可動導電部との間にあり、前記第2可動導電部は、
前記第2梁中間部と接続され前記第3方向に沿って延びる第2交差導電部と、
前記第2交差導電部と接続され前記第2方向に沿って延びる第2延在導電部と、
前記第2交差導電部と接続され前記第2方向に沿って延びる第2他延在導電部であって、前記第2他延在導電部は、前記第3方向において前記第2梁中間部と前記第2延在導電部との間にある、前記第2他延在導電部と、
を含む、前記第2可動導電部と、
を備えた、センサ。 - 前記第1他延在導電部の前記第2方向に沿う長さは、前記第1延在導電部の前記第2方向に沿う長さよりも長く、
前記第2他延在導電部の前記第2方向に沿う長さは、前記第2延在導電部の前記第2方向に沿う長さよりも長い、請求項1に記載のセンサ。 - 前記第1可動導電部は、第1中間延在導電部をさらに含み、
前記第1中間延在導電部は、前記第1交差導電部と接続され前記第2方向に沿って延び、
前記第1中間延在導電部は、前記第3方向において前記第1延在導電部と前記第1他延在導電部との間にあり、
前記第1中間延在導電部の前記第2方向に沿う長さは、前記第1延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さと、前記第1他延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さと、の間であり、
前記第2可動導電部は、第2中間延在導電部をさらに含み、
前記第2中間延在導電部は、前記第2交差導電部と接続され前記第2方向に沿って延び、
前記第2中間延在導電部は、前記第3方向において前記第2他延在導電部と前記第2延在導電部との間にあり、
前記第2中間延在導電部の前記第2方向に沿う長さは、前記第2他延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さと、前記第2延在導電部の前記第2方向に沿う前記長さと、の間である、請求項2に記載のセンサ。 - 前記第2可動導電部の質量は、前記第1可動導電部の質量とは異なる、請求項1~3のいずれか1つに記載のセンサ。
- 前記第1可動導電部は、複数の第1孔を含み、
前記第2可動導電部は、複数の第2孔を含み、
前記複数の第2孔の数は、前記複数の第1孔の数と異なる、請求項1~4のいずれか1つに記載のセンサ。 - 基体と、
前記基体に固定された第1支持部と、
前記第1支持部に支持され前記基体から離れた第1可動部と、
を備え、
前記第1可動部は、
前記第1支持部に支持された第1可動基部と、
第2可動基部であって、前記第1可動基部から前記第1可動基部への第2方向は、前記基体から前記第1可動部への第1方向と交差した前記第2可動基部と、
前記第1可動基部と前記第2可動基部との間に設けられ、前記第2可動基部を前記第1可動基部と接続する接続基部と、
第1可動梁であって、前記第1可動梁は、第1梁端部、第1梁他端部及び第1梁中間部を含み、前記第1梁端部は前記第1可動基部と接続され、前記第1梁他端部は前記第2可動基部と接続され、前記第1梁中間部は、前記第1梁端部と前記第1梁他端部との間にある、前記第1可動梁と、
第2可動梁であって、前記第2可動梁は、第2梁端部、第2梁他端部及び第2梁中間部を含み、前記第2梁端部は前記第1可動基部と接続され、前記第2梁他端部は前記第2可動基部と接続され、前記第2梁中間部は、前記第2梁端部と前記第2梁他端部との間にあり、前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と交差する第3方向において、前記接続基部は、前記第1梁中間部と前記第2梁中間部との間にある、前記第2可動梁と、
前記第1梁中間部と接続された第1可動導電部であって、前記第1梁中間部は、前記第3方向において前記第1可動導電部と前記接続基部との間にあり、前記第1可動導電部は、前記第2方向に沿って延びる第1延在導電部を含む、前記第1可動導電部と、
前記第2梁中間部と接続された第2可動導電部であって、前記第2梁中間部は、前記第3方向において前記接続基部と前記第2可動導電部との間にあり、前記第2可動導電部は、前記第2方向に沿って延びる第2延在導電部を含む、前記第2可動導電部と、
を備え、
前記第1可動導電部は、1または複数の第1孔を含み、
前記第2可動導電部は、1または複数の第2孔を含み、
前記第2方向及び前記第3方向を含む平面における前記1または複数の第2孔の面積の和は、前記平面における前記1または複数の第1孔の面積の和と異なる、センサ。 - 前記第1可動導電部は、複数の前記第1孔を含み、
前記第2可動導電部は、複数の前記第2孔を含み、
前記複数の第2孔の数は、前記複数の第1孔の数と異なる、請求項6に記載のセンサ。 - 前記第1可動導電部の少なくとも一部と対向する第1対向導電部と、
前記第2可動導電部の少なくとも一部と対応する第2対向導電部と、
をさらに備えた、請求項1~7のいずれか1つに記載のセンサ。 - 前記第1可動導電部の少なくとも一部と対向する第1対向電極と、
前記第2可動導電部の少なくとも一部と対応する第2対向電極と、
をさらに備えた、請求項1~8のいずれか1つに記載のセンサ。 - 請求項1~9のいずれか1つに記載のセンサと、
前記センサから得られる信号に基づいて回路を制御可能な回路処理部と、
を備えた電子装置。
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