JP2023102346A

JP2023102346A - センサ

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Publication number: JP2023102346A
Application number: JP2022002757A
Authority: JP
Inventors: 萍王; Ping Wang; 宏明山崎; Hiroaki Yamazaki
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2022-01-12
Filing date: 2022-01-12
Publication date: 2023-07-25
Also published as: US20230221269A1

Abstract

【課題】精度を向上可能なセンサを提供する。【解決手段】一実施形態によれば、検出部を含む。検出部は、第１抵抗部材、第２抵抗部材、第３抵抗部材及び導電部材を含む。前記第１抵抗部材から前記第２抵抗部材への第１方向における前記第３抵抗部材の位置は、前記第１方向における前記第１抵抗部材の位置と、前記第１方向における前記第２抵抗部材の位置と、の間にある。前記導電部材から前記第３抵抗部材への第２方向は、前記第１方向と交差する。前記第３抵抗部材の第３電気抵抗は、前記検出部の周りの対象物質に応じて変化可能である。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、センサに関する。

例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子などを用いたセンサがある。センサにおいて、精度の向上が望まれる。

特開２０２０－４１８９３号公報

実施形態は、精度を向上可能なセンサを提供する。

実施形態によれば、センサは、検出部を含む。検出部は、第１抵抗部材、第２抵抗部材、第３抵抗部材及び導電部材を含む。前記第１抵抗部材から前記第２抵抗部材への第１方向における前記第３抵抗部材の位置は、前記第１方向における前記第１抵抗部材の位置と、前記第１方向における前記第２抵抗部材の位置と、の間にある。前記導電部材から前記第３抵抗部材への第２方向は、前記第１方向と交差する。前記第３抵抗部材の第３電気抵抗は、前記検出部の周りの対象物質に応じて変化可能である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１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２は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面である。図４は、センサにおける特性を例示するグラフである。図５は、第１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６は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。図７は、第１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は、第１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９は、第２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１０は、第２実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
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。

（第１実施形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１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２は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面である。
図１（ａ）は、図２のＸ１－Ｘ２線断面図である。図１（ｂ）は、図２のＹ１－Ｙ２線断面図である。

図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、検出部１０Ｄを含む。検出部１０Ｄは、第１抵抗部材１１、第２抵抗部材１２、第３抵抗部材１３及び導電部材２１を含む。

第１抵抗部材１１から第２抵抗部材１２への方向を第１方向Ｄ１とする。第１方向Ｄ１における第３抵抗部材１３の位置は、第１方向Ｄ１における第１抵抗部材１１の位置と、第１方向Ｄ１における第２抵抗部材１２の位置と、の間にある。

第１方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸方向に対して垂直な１つの方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。例えば、第３抵抗部材１３は、第１方向Ｄ１において、第１抵抗部材１１と第２抵抗部材１２との間にある。

導電部材２１から第３抵抗部材１３への第２方向Ｄ２は、第１方向と交差する。第２方向Ｄ２は、例えばＺ軸方向である。

後述するように、第３抵抗部材１３の第３電気抵抗は、検出部１０Ｄの周りの対象物質（例えばガス）に応じて変化可能である。第３抵抗部材１３は、例えば、ガスセンサ部として機能する。第１抵抗部材１１及び第２抵抗部材１２は、例えば、ガスフローセンサ部として機能する。

実施形態においては、１つの検出部１０Ｄは、ガスセンサ部及びフローセンサ部を含むこれにより、高い精度で対象物質を検出できる。

図２に示すように、センサ１１０は、制御部７０を含んでもよい。制御部７０は、例えば、回路部７０Ｄ及び処理部７０Ｐを含む。

例えば、導電部材２１に電流が供給される。電流の供給は、例えば、回路部７０Ｄにより行われる。例えば、導電部材２１に電圧が印加される。電圧の印加は、例えば、回路部７０Ｄにより行われる。導電部材２１に供給される電流（及び電圧）により、導電部材２１の温度が上昇する。温度の上昇は、ジュール熱による。これにより、第３抵抗部材１３の温度が上昇する。第３抵抗部材１３の熱量は、第３抵抗部材１３の周囲の空間に含まれる対象物質に応じて変化する。熱量の変化の程度は、周囲の空間に含まれる検出対象の熱伝導率に依存する。第３抵抗部材１３の温度の変化に伴い、第３抵抗部材１３の電気抵抗（第３電気抵抗）が変化する。第３電気抵抗の変化が、例えば、処理部７０Ｐにより検出される。第３電気抵抗の変化を検出することで、空間に含まれる検出対象が検出できる。

対象物質が流れて移動する場合、第３抵抗部材１３による検出対象の検出の精度が低下する場合がある。例えば、対象物質の流れの有無または流量（例えば流速）により、熱伝導特性が変化する。第３抵抗部材１３の温度は、対象物質の流れの影響を受ける。これにより、高い精度での検出が困難になる場合がある。

一方、第１抵抗部材１１の温度及び第２抵抗部材１２の温度は、対象物質の流れの影響を受ける。例えば、第１抵抗部材１１が対象物質の流れの上流にあり、第２抵抗部材１２が対象物質の流れの下流にある場合、第１抵抗部材１１の温度は第２抵抗部材１２の温度よりも低い。第１抵抗部材１１の温度と、第２抵抗部材１２の温度と、の差に応じて、第１抵抗部材１１の第１電気抵抗と、第２抵抗部材１２の第２電気抵抗と、の間に差が生じる。電気抵抗の差は、対象物質の流量に依存する。

実施形態においては、第１電気抵抗と第２電気抵抗と差の変化に応じて、第３電気抵抗から得られる値が補正される。すなわち、対象物質の流量を用いた補正が行われる、これにより、対象物質の流量の影響が抑制される。精度を向上可能なセンサが提供できる。

図１（ａ）に示すように、検出部１０Ｄは、絶縁部材１８をさらに含む。絶縁部材１８の一部１８ｐは、第３抵抗部材１３と導電部材２１との間に設けられる。絶縁部材１８の別の一部１８ｑは、第１抵抗部材１１と第３抵抗部材１３との間、及び、第２抵抗部材１２と第３抵抗部材１３との間に設けられる。検出部１０Ｄは、一体的である。

このような構成において、第１抵抗部材１１、第２抵抗部材１２及び第３抵抗部材１３の特性は、これらの抵抗部材が分離されて設けられる場合に比べて、安定である。より高い精度の検出が可能である。

図１（ｂ）に示すように、センサ１１０は、基体４１及び支持部材３０を含んで良い。この例では、基体４１は、基板４１ｓ及び絶縁膜４１ｉを含む。基板４１ｓは、例えば半導体基板（例えばシリコン基板）などで良い。基板４１ｓは、例えば、半導体回路などを含んでも良い。基板４１ｓは、ビア電極などの接続部材を含んで良い。

支持部材３０は、基体４１に固定される。支持部材３０は、検出部１０Ｄを支持する。基体４１と検出部１０Ｄとの間に第１間隙ｇ１が設けられる。第１間隙ｇ１により、検出部１０Ｄからの基体４１に向けての熱伝導が抑制できる。より高い精度の検出が可能になる。

図１（ｂ）に示すように、この例では、支持部材３０は、第３支持部３３を含む。第３支持部３３は、第３固定部３３ｆ及び第３接続部３３ｃを含む。第３固定部３３ｆは、基体４１に固定される。第３接続部３３ｃは、第３固定部３３ｆに支持される。第３接続部３３ｃは、検出部１０Ｄを支持する。基体４１と第３接続部３３ｃとの間にも間隙ｇ１が設けられる。

この例では、支持部材３０は、第３対向支持部３３Ａを含む。第３対向支持部３３Ａは、第３対向固定部３３Ａｆ及び第３対向接続部３３Ａｃを含む。第３対向固定部３３Ａｆは、基体４１に固定される。第３対向接続部３３Ａｃは、第３対向固定部３３Ａｆに支持される。第３対向接続部３３Ａｃは、検出部１０Ｄを支持する。基体４１と第３対向接続部３３Ａｃとの間にも間隙ｇ１が設けられる。第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２を含む平面と交差する第３方向Ｄ３において、検出部１０Ｄは、第３固定部３３ｆと第３対向固定部３３Ａｆとの間にある。第３方向Ｄ３は、例えばＹ軸方向である。

第３固定部３３ｆ、第３対向固定部３３Ａｆ、第３接続部３３ｃ及び第３対向接続部３３Ａｃ中を、第３抵抗部材１３と電気的に接続された導電部材（図示しない）が通過して良い。第３固定部３３ｆ、第３対向固定部３３Ａｆ、第３接続部３３ｃ及び第３対向接続部３３Ａｃ中を、導電部材２１と電気的に接続された導電部材（図示しない）が通過して良い。

図２に示すように、例えば、導電部材端子２１Ｐ及び対向導電部材端子２１Ｑが設けられる。導電部材端子２１Ｐは、導電部材２１の一端と電気的に接続される。対向導電部材端子２１Ｑは、導電部材２１の他端と電気的に接続される。これらの端子を介して、回路部７０Ｄから導電部材２１に電流が供給される。これらの端子を介して、回路部７０Ｄにより導電部材２１に電圧が印加される。

図２に示すように、例えば、第３抵抗端子１３Ｐ及び第３対向抵抗端子１３Ｑが設けられる。第３抵抗端子１３Ｐは、第３抵抗部材１３の一端と電気的に接続される。第３対向抵抗端子１３Ｑは、第３抵抗部材１３の他端と電気的に接続される。これらの端子を介して、第３抵抗部材１３の第３電気抵抗に対応する第３値Ｖ３が、処理部７０Ｐにより検出される。

図２に示すように、例えば、第１抵抗端子１１Ｐ及び第１対向抵抗端子１１Ｑが設けられる。第１抵抗端子１１Ｐは、第１抵抗部材１１の一端と電気的に接続される。第１対向抵抗端子１１Ｑは、第１抵抗部材１１の他端と電気的に接続される。これらの端子を介して、第１抵抗部材１１の第１電気抵抗に対応する第１値Ｖ１が、処理部７０Ｐにより検出される。

図２に示すように、例えば、第２抵抗端子１２Ｐ及び第２対向抵抗端子１２Ｑが設けられる。第２抵抗端子１２Ｐは、第２抵抗部材１２の一端と電気的に接続される。第２対向抵抗端子１２Ｑは、第２抵抗部材１２の他端と電気的に接続される。これらの端子を介して、第２抵抗部材１２の第２電気抵抗に対応する第２値Ｖ２が、処理部７０Ｐにより検出される。

図２に示すように、この例では、支持部材３０は、第１支持部３１を含む。第１支持部３１は、第１固定部３１ｆ及び第１接続部３１ｃを含む。第１固定部３１ｆは、基体４１に固定される。第１接続部３１ｃは、第１固定部３１ｆに支持される。第１接続部３１ｃは、検出部１０Ｄを支持する。基体４１と第１接続部３１ｃとの間にも間隙ｇ１が設けられる。

支持部材３０は、第１対向支持部３１Ａを含む。第１対向支持部３１Ａは、第１対向固定部３１Ａｆ及び第１対向接続部３１Ａｃを含む。第１対向固定部３１Ａｆは、基体４１に固定される。第１対向接続部３１Ａｃは、第１対向固定部３１Ａｆに支持される。第１対向接続部３１Ａｃは、検出部１０Ｄを支持する。基体４１と第１対向接続部３１Ａｃとの間にも間隙ｇ１が設けられる。第３方向Ｄ３において、検出部１０Ｄは、第１固定部３１ｆと第１対向固定部３１Ａｆとの間にある。

第１固定部３１ｆ、第１対向固定部３１Ａｆ、第１接続部３１ｃ及び第１対向接続部３１Ａｃ中を、第１抵抗部材１１と電気的に接続された導電部材（図示しない）が通過して良い。

図２に示すように、この例では、支持部材３０は、第２支持部３２を含む。第２支持部３２は、第２固定部３２ｆ及び第２接続部３２ｃを含む。第２固定部３２ｆは、基体４１に固定される。第２接続部３２ｃは、第２固定部３２ｆに支持される。第２接続部３２ｃは、検出部１０Ｄを支持する。基体４１と第２接続部３２ｃとの間にも間隙ｇ１が設けられる。

支持部材３０は、第２対向支持部３２Ａを含む。第２対向支持部３２Ａは、第２対向固定部３２Ａｆ及び第２対向接続部３２Ａｃを含む。第２対向固定部３２Ａｆは、基体４１に固定される。第２対向接続部３２Ａｃは、第２対向固定部３２Ａｆに支持される。第２対向接続部３２Ａｃは、検出部１０Ｄを支持する。基体４１と第２対向接続部３２Ａｃとの間にも間隙ｇ１が設けられる。第３方向Ｄ３において、検出部１０Ｄは、第２固定部３２ｆと第２対向固定部３２Ａｆとの間にある。

第２固定部３２ｆ、第２対向固定部３２Ａｆ、第２接続部３２ｃ及び第２対向接続部３２Ａｃ中を、第２抵抗部材１２と電気的に接続された導電部材（図示しない）が通過して良い。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面である。
図３（ａ）は、センサ１１０における、第１抵抗部材１１、第２抵抗部材１２及び第３抵抗部材１３のパターンを例示している。図３（ｂ）は、センサ１１０における、導電部材２１のパターンを例示している。抵抗部材は、ミアンダ構造を有して良い。導電部材２１は、ミアンダ構造を有して良い。

以下、センサ１１０の特性の例について説明する。
図４は、センサにおける特性を例示するグラフである。
図４の横軸は、第１検出部１０Ｄの周りの空間における検出対象（物質）の濃度Ｃ１である。この例では、検出対象（物質）は、二酸化炭素である。縦軸は、第３抵抗部材１３から得られる信号（第３値Ｖ３）である。信号（第３値Ｖ３）は、例えば、第３抵抗部材１３の第３電気抵抗に対応する。第３値Ｖ３は例えば電圧である。図３には、対象物質（ガス）の流量が１Ｌ／ｍｉｎの場合の特性と、５Ｌ／ｍｉｎの場合の特性と、が例示されている。

図３に示すように、同じ濃度Ｃ１における信号（第３値Ｖ３）は、流量が異なると変化する。この変化の特性を基に信号（第３値Ｖ３）を補正することで、流量の影響が抑制された濃度Ｃ１が得られる。

上記のように、流量が、第１抵抗部材１１及び第２抵抗部材１２により検出できる。例えば、第１抵抗部材１１から第２抵抗部材１２への向きの対象物質の流量に応じて、第１抵抗部材１１の第１温度と、第２抵抗部材１２の第２温度と、の差が変化する。例えば、第１抵抗部材１１から第２抵抗部材１２への向きの対象物質の流量に応じて、第１抵抗部材１１の第１電気抵抗と、第２抵抗部材１２の第２電気抵抗と、の差が変化する。

制御部７０の処理部７０Ｐ（図２参照）は、第１抵抗部材１１の第１電気抵抗に対応する第１値Ｖ１、第２抵抗部材１２の第２電気抵抗に対応する第２値Ｖ２、及び、第３抵抗部材１３の第３電気抵抗に対応する第３値Ｖ３を入手可能である（図２参照）。既に説明したように、第３値Ｖ３は、対象物質に応じて変化する。例えば、第３値Ｖ３は、対象物質の種類、空間における対象物質の濃度、及び、対象物質の流量により変化する。

処理部７０Ｐは、第１値Ｖ１と第２値Ｖ２との差に基づいて第３値Ｖ３を補正した第４値Ｖ４を出力可能である。第１値Ｖ１と第２値Ｖ２との差に基づいた補正により、対象物質の流量の影響が抑制される。補正により得られる第４値Ｖ４は、高い精度を有する。

図１（ａ）に示すように、第１抵抗部材１１と第３抵抗部材１３との間の第１方向Ｄ１に沿う距離を第１距離Ｌ１とする。第２抵抗部材１２と第３抵抗部材１３との間の第１方向Ｄ１に沿う距離を第２距離Ｌ２とする。第１距離Ｌ１は、第２距離Ｌ２と実質的に同じである。例えば、第１距離Ｌ１は、第２距離Ｌ２の０．９倍以上１．１倍以下である。第１抵抗部材１１及び第２抵抗部材１２は、第３抵抗部材１３を中心にして、実質的に対称な位置に設けられる。これにより、第１抵抗部材１１の特性は、第２抵抗部材１２の特性と実質的に同じになる。より高い精度の補正が実施できる。

図１（ａ）に示すように、第３抵抗部材１３は、第１方向Ｄ１において第１抵抗部材１１と第２抵抗部材１２との間にある。例えば、第３抵抗部材１３は、第１抵抗部材１１と同層である。例えば、第３抵抗部材１３は、第２抵抗部材１２と同層である。

図５は、第１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６は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図５は、図６のＸ３－Ｘ４線断面図である。図５及び図６に示すように、実施形態に係るセンサ１１１において、絶縁部材１８は、孔１８ｈを含む。孔１８ｈは、第２方向Ｄ２に延びる。孔１８ｈは、絶縁部材１８を第２方向Ｄ２に沿って貫通する。孔１８ｈが設けられることで、検出部１０Ｄの熱容量を小さくできる。より速い応答の検出が可能になる。

複数の孔１８ｈが設けられても良い。複数の孔１８ｈの１つは、第１抵抗部材１１と第３抵抗部材１３との間にある。複数の孔１８ｈの別の１つは、第３抵抗部材１３と第２抵抗部材１２との間にある。孔１８ｈにより、第１抵抗部材１１と第３抵抗部材１３との間における熱伝導が抑制される。孔１８ｈにより、第３抵抗部材１３と第２抵抗部材１２との間における熱伝導が抑制される。より高い精度で、流量が検出できる。

図７は、第１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７に示すように、実施形態に係るセンサ１１２において、導電部材２１は、第１方向Ｄ１において、第１抵抗部材１１と第２抵抗部材１２との間にある。例えば、導電部材２１は、第１抵抗部材１１と同層である。例えば、導電部材２１は、第２抵抗部材１２と同層である。

センサ１１０～１１２においては、導電部材２１の少なくとも一部は、第２方向Ｄ２において第３抵抗部材１３と重なる。第１抵抗部材１１は、第２方向Ｄ２において導電部材２１と重ならない領域を含む。第２抵抗部材１２は、第２方向Ｄ２において導電部材２１と重ならない領域を含む。

図８は、第１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に示すように、実施形態に係るセンサ１１３のように、第１抵抗部材１１は、第２方向Ｄ２において導電部材２１と重なる領域を含んでも良い。第２抵抗部材１２は、第２方向Ｄ２において導電部材２１と重なる領域を含んでも良い。

（第２実施形態）
図９は、第２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９に示すように、実施形態に係るセンサ１２０は、第１構造体６１を含む。これ以外の構成は、第１実施形態に係るセンサと同様で良い。

基体４１と第１構造体６１との間に検出部１０Ｄがある。検出部１０Ｄと第１構造体６１との間に第２間隙ｇ２が設けられる。対象物質８１は、第２間隙ｇ２を通過可能である。

例えば、対象物質８１は、第１方向Ｄ１に沿って第２間隙ｇ２を通過する。対象物質８１と検出部１０Ｄとの接触状態が安定化する。高い精度の検出が安定して実施できる。

センサ１２０は、第２構造体６２及び第３構造体６３をさらに含んでも良い。第２構造体６２及び第１構造体６１により、第１開口部６１ａが形成される。第３構造体６３及び第１構造体６１により、第２開口部６１ｂが形成される。第１開口部６１ａから対象物質８１が第２間隙ｇ２に流入可能である。第２間隙ｇ２に流入した対象物質８１は、第２開口部６１ｂから外部に流出可能である。

図１０は、第２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１０に示すように、実施形態に係るセンサ１２１において、構造体の構造が、センサ１２０における構造体の構造と異なる。これを除くセンサ１２１の構成は、センサ１２０の構成と同様で良い。

センサ１２１において、第２構造体６２の一部から第１構造体６１の一部への方向は、第１方向Ｄ１に沿う。第１構造体６１の一部から第３構造体６３の一部への方向は、第１方向Ｄ１に沿う。第２構造体６２の一部と、第１構造体６１の一部と、の間に第３間隙ｇ３が設けられる。第１構造体６１の一部と、第３構造体６３の一部と、の間に第４間隙ｇ４が設けられる。対象物質８１は、第３間隙ｇ３、第２間隙ｇ２及び第４間隙ｇ４を通過可能である。

実施形態において、対象物質８１は、例えば、二酸化炭素、ヘリウム、メタン、塩素、六フッ化硫黄（ＳＦ６）及び水素よりなる群から選択された１つを含む。第２物質は、例えば、二酸化炭素、ヘリウム、メタン、塩素、六フッ化硫黄（ＳＦ６）及び水素よりなる群から選択された別の１つを含む。

実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んで良い。
（構成１）
第１抵抗部材と、
第２抵抗部材と、
第３抵抗部材であって、前記第１抵抗部材から前記第２抵抗部材への第１方向における前記第３抵抗部材の位置は、前記第１方向における前記第１抵抗部材の位置と、前記第１方向における前記第２抵抗部材の位置と、の間にある、前記第３抵抗部材と、
導電部材であって、前記導電部材から前記第３抵抗部材への第２方向は、前記第１方向と交差した、前記導電部材と、
を含む検出部を備え、
前記第３抵抗部材の第３電気抵抗は、前記検出部の周りの対象物質に応じて変化可能なセンサ。

（構成２）
前記検出部は、絶縁部材をさらに含み、
前記絶縁部材の一部は、前記第３抵抗部材と前記導電部材との間に設けられた、構成１に記載のセンサ。

（構成３）
前記絶縁部材の別の一部は、前記第１抵抗部材と前記第３抵抗部材との間、及び、前記第２抵抗部材と前記第３抵抗部材との間に設けられた、構成２に記載のセンサ。

（構成４）
前記絶縁部材は、前記第２方向に延びる孔を含む、構成２または３に記載のセンサ。

（構成５）
前記絶縁部材は、前記第２方向に延びる複数の孔を含み、
前記複数の孔の１つは、前記第１抵抗部材と前記第３抵抗部材との間にあり、
前記複数の孔の別の１つは、前記第３抵抗部材と前記第２抵抗部材との間にある、構成２または３に記載のセンサ。

（構成６）
前記第１抵抗部材と前記第３抵抗部材との間の前記第１方向に沿う距離は、前記第２抵抗部材と前記第３抵抗部材との間の前記第１方向に沿う距離の０．９倍以上１．１倍以下である、構成１～５のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成７）
基体と、
前記基体に固定された支持部材と、
をさらに備え、
前記支持部材は、前記検出部を支持し、
前記基体と前記検出部との間に第１間隙が設けられた、構成１～６のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成８）
第１構造体をさらに備え、
前記基体と前記第１構造体との間に前記検出部があり、
前記検出部と前記第１構造体との間に第２間隙が設けられ、
前記対象物質は、前記第２間隙を通過可能である、構成７に記載のセンサ。

（構成９）
前記対象物質は、前記第１方向に沿って前記第２間隙を通過する、構成８に記載のセンサ。

（構成１０）
第２構造体及び第３構造体をさらに備え、
前記第２構造体及び前記第１構造体で形成される第１開口部から前記対象物質が前記第２間隙に流入可能であり、
前記第２間隙に流入した前記対象物質は、前記第３構造体及び前記第１構造体で形成される第２開口部から外部に流出可能である、構成８または９に記載のセンサ。

（構成１１）
前記第２構造体の一部から前記第１構造体の一部への方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１構造体の前記一部から前記第３構造体の一部への方向は、前記第１方向に沿う、構成１０に記載のセンサ。

（構成１２）
前記第２構造体の前記一部と、前記第１構造体の前記一部と、の間に第３間隙が設けられ、
前記第１構造体の前記一部と、前記第３構造体の前記一部と、の間に第４間隙が設けられ、
前記対象物質は、前記第３間隙、前記第２間隙及び前記第４間隙を通過可能である、構成１１に記載のセンサ。

（構成１３）
前記導電部材の少なくとも一部は、前記第２方向において前記第３抵抗部材と重なる、構成１～１２のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１４）
前記第１抵抗部材は、前記第２方向において前記導電部材と重ならない領域を含み、
前記第２抵抗部材は、前記第２方向において前記導電部材と重ならない領域を含む、構成１～１３のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１５）
前記第３抵抗部材は、前記第１方向において前記第１抵抗部材と前記第２抵抗部材との間にある、構成１～１４のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１６）
前記導電部材は、前記第１方向において前記第１抵抗部材と前記第２抵抗部材との間にある、構成１～１４のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１７）
前記第１抵抗部材から前記第２抵抗部材への向きの前記対象物質の流量に応じて、前記第１抵抗部材の第１電気抵抗と、前記第２抵抗部材の第２電気抵抗と、の差が変化する、構成１～１６のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１８）
処理部を含む制御部をさらに備え、
前記処理部は、前記第１抵抗部材の第１電気抵抗に対応する第１値、前記第２抵抗部材の第２電気抵抗に対応する第２値、及び、前記第３電気抵抗に対応する第３値を入手可能であり、
前記処理部は、前記第１値と前記第２値との差に基づいて前記第３値を補正した第４値を出力可能である、構成１～１７のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１９）
前記第３値は、前記対象物質に応じて変化する、構成１８に記載のセンサ。

（構成２０）
前記制御部は、前記導電部材への電流の供給及び前記導電部材への電圧の印加の少なくともいずれかが可能な回路部をさらに含む、構成１８または１９に記載のセンサ。

実施形態によれば、特性の向上が可能なセンサが提供できる。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、センサに含まれる検出部、抵抗部材、導電部材、基体及び制御部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。

また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述したセンサを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのセンサも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０Ｄ…検出部、１１～１３…第１～第３抵抗部材、１１Ｐ～１３Ｐ…第１～第３抵抗端子、１１Ｑ～１３Ｑ…第１～第３対向抵抗端子、１８…絶縁部材、１８ｈ…孔、１８ｐ、１８ｑ…一部、２１…導電部材、２１Ｐ…導電部材端子、２１Ｑ…対向導電部材端子、３０…支持部材、３１～３３…第１～第３支持部、３１Ａ～３３Ａ…第１～第３対向支持部、３１Ａｃ～３３Ａｃ…第１～第３対向接続部、３１Ａｆ～３３Ａｆ…第１～第３対向固定部、３１ｃ～３３ｃ…第１～第３接続部、３１ｆ～３３ｆ…第１～第３固定部、４１…基体、４１ｉ…絶縁膜、４１ｓ…基板、６１～６３…第１～第３構造体、６１ａ、６１ｂ…第１、第２開口部、７０…制御部、７０Ｄ…回路部、７０Ｐ…処理部、８１…対象物質、１１０～１１３、１２０、１２１…センサ、Ｃ１…濃度、Ｄ１～Ｄ３…第１～第３方向、Ｌ１、Ｌ２…第１、第２距離、Ｖ１～Ｖ４…第１～第４値、ｇ１～ｇ４…第１～第４間隙

Claims

第１抵抗部材と、
第２抵抗部材と、
第３抵抗部材であって、前記第１抵抗部材から前記第２抵抗部材への第１方向における前記第３抵抗部材の位置は、前記第１方向における前記第１抵抗部材の位置と、前記第１方向における前記第２抵抗部材の位置と、の間にある、前記第３抵抗部材と、
導電部材であって、前記導電部材から前記第３抵抗部材への第２方向は、前記第１方向と交差した、前記導電部材と、
を含む検出部を備え、
前記第３抵抗部材の第３電気抵抗は、前記検出部の周りの対象物質に応じて変化可能なセンサ。
前記検出部は、絶縁部材をさらに含み、
前記絶縁部材の一部は、前記第３抵抗部材と前記導電部材との間に設けられた、請求項１に記載のセンサ。
前記絶縁部材は、前記第２方向に延びる複数の孔を含み、
前記複数の孔の１つは、前記第１抵抗部材と前記第３抵抗部材との間にあり、
前記複数の孔の別の１つは、前記第３抵抗部材と前記第２抵抗部材との間にある、請求項２に記載のセンサ。
基体と、
前記基体に固定された支持部材と、
をさらに備え、
前記支持部材は、前記検出部を支持し、
前記基体と前記検出部との間に第１間隙が設けられた、請求項１～３のいずれか１つに記載のセンサ。
第１構造体をさらに備え、
前記基体と前記第１構造体との間に前記検出部があり、
前記検出部と前記第１構造体との間に第２間隙が設けられ、
前記対象物質は、前記第２間隙を通過可能である、請求項４に記載のセンサ。
第２構造体及び第３構造体をさらに備え、
前記第２構造体及び前記第１構造体で形成される第１開口部から前記対象物質が前記第２間隙に流入可能であり、
前記第２間隙に流入した前記対象物質は、前記第３構造体及び前記第１構造体で形成される第２開口部から外部に流出可能である、請求項５に記載のセンサ。
前記第２構造体の一部から前記第１構造体の一部への方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１構造体の前記一部から前記第３構造体の一部への方向は、前記第１方向に沿う、請求項６に記載のセンサ。
前記第２構造体の前記一部と、前記第１構造体の前記一部と、の間に第３間隙が設けられ、
前記第１構造体の前記一部と、前記第３構造体の前記一部と、の間に第４間隙が設けられ、
前記対象物質は、前記第３間隙、前記第２間隙及び前記第４間隙を通過可能である、請求項７に記載のセンサ。
前記導電部材の少なくとも一部は、前記第２方向において前記第３抵抗部材と重なる、請求項１～８のいずれか１つに記載のセンサ。
前記第１抵抗部材から前記第２抵抗部材への向きの前記対象物質の流量に応じて、前記第１抵抗部材の第１電気抵抗と、前記第２抵抗部材の第２電気抵抗と、の差が変化する、請求項１～９のいずれか１つに記載のセンサ。
処理部を含む制御部をさらに備え、
前記処理部は、前記第１抵抗部材の第１電気抵抗に対応する第１値、前記第２抵抗部材の第２電気抵抗に対応する第２値、及び、前記第３電気抵抗に対応する第３値を入手可能であり、
前記処理部は、前記第１値と前記第２値との差に基づいて前記第３値を補正した第４値を出力可能である、請求項１～１０のいずれか１つに記載のセンサ。