JP2023122722A - センサ - Google Patents

Abstract

【課題】特性を向上できるセンサを提供する。【解決手段】実施形態によれば、センサは、基体、第１固定部、可動部、接続部及び第１固定電極を含む。第１固定部は、基体に固定される。可動部は、第１固定部の周りに設けられる。可動部は、第１固定部を中心とする環状の第１～第３部分領域を含む。第２部分領域は、第１部分領域と第１固定部との間に設けられる。第３部分領域は、第１部分領域と第２部分領域との間に設けられる。第３部分領域は、第１可動部電極を含む、接続部は、第２部分領域を第１固定部と接続する。基体と可動部との間、及び、基体と接続部との間に第１間隙が設けられる。第１固定電極は、基体に固定され、第１可動部電極と対向する。第２部分領域の第２面積は、第１部分領域の第１面積以上である。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、センサに関する。

ジャイロセンサなどのセンサがある。センサにおいて、特性の向上が望まれる。

特開２０２０－１４４０６５号公報

本発明の実施形態は、特性を向上できるセンサを提供する。

本発明の実施形態によれば、センサは、基体、第１固定部、可動部、接続部及び第１固定電極を含む。前記第１固定部は、前記基体に固定される。前記可動部は、前記基体から前記第１固定部への第１方向と交差する第１平面内で前記第１固定部の周りに設けられる。前記可動部は、第１部分領域、第２部分領域及び第３部分領域を含む。前記第１部分領域は、前記第１固定部を中心とする環状である。前記第２部分領域は、前記第１部分領域と前記第１固定部との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状である。前記第３部分領域は、前記第１部分領域と前記第２部分領域との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状である。前記第３部分領域は、第１可動部電極を含む、前記接続部は、前記第１固定部と前記第２部分領域との間に設けられ、前記第２部分領域を前記第１固定部と接続する。前記基体と前記可動部との間、及び、前記基体と前記接続部との間に第１間隙が設けられる。前記第１固定電極は、前記基体に固定され、前記第１可動部電極と対向する。前記第１平面における前記第２部分領域の第２面積は、前記第１平面における前記第１部分領域の第１面積以上である。

図１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２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３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４（ａ）～図４（ｄ）は、センサの特性を例示するグラフである。 図５（ａ）～図５（ｄ）は、センサの特性を例示するグラフである。 図６（ａ）～図６（ｄ）は、センサの特性を例示するグラフである。 図７（ａ）～図７（ｄ）は、センサの特性を例示するグラフである。 図８（ａ）及び図８（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図である。 図９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図である。 図１０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図である。 図１１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図である。 図１２は、第２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１３は、第２実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。

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及び図２は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図３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３は、図１のＡ１－Ａ２線断面図である。
図１～図３に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、基体２０、第１固定部２１、可動部１０、接続部３１及び第１固定電極４１を含む。

基体２０は、例えば、シリコン基板などを含んで良い。第１固定部２１は、基体２０に固定される。第１固定部２１の少なくとも一部は、導電性である。

基体２０から第１固定部２１への方向を第１方向Ｄ１とする。第１方向Ｄ１をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。

可動部１０は、第１方向Ｄ１と交差する第１平面内で第１固定部２１の周りに設けられる。第１平面は、例えばＸ－Ｙ平面である。可動部１０は、第１固定部２１を中心とする環状である。可動部１０は、外縁部１０ｏ及び内縁部１０ｉを含む。内縁部１０ｉは、第１固定部２１と外縁部１０ｏとの間にある。例えば、外縁部１０ｏは、第１固定部２１を中心とする円状である。例えば、内縁部１０ｉは、第１固定部２１を中心とする円状である。可動部１０は、導電性である。外縁部１０ｏ及び内縁部１０ｉの少なくともいずれかは、多角形でも良い。

可動部１０は、第１部分領域１１、第２部分領域１２及び第３部分領域１３を含む。図２は、第１部分領域１１、第２部分領域１２及び第３部分領域１３を例示している。第１部分領域１１は、第１固定部２１を中心とする環状である。第１部分領域１１は、外縁部１０ｏを含む。第２部分領域１２は、第１部分領域１１と第１固定部２１との間に設けられる。第２部分領域１２は、第１固定部２１を中心とする環状である。第２部分領域１２は、内縁部１０ｉを含む。

第３部分領域１３は、第１部分領域１１と第２部分領域１２との間に設けられる。第３部分領域１３は、第１固定部２１を中心とする環状である。第３部分領域１３は、第１可動部電極１３Ｅを含む。第３部分領域１３は、電極が設けられる領域である。第１部分領域１１は、外側領域である。第２部分領域１２は、内側領域である。

接続部３１は、第１固定部２１と第２部分領域１２との間に設けられる。接続部３１は、第２部分領域１２を第１固定部２１と接続する。接続部３１は、導電性である。

図３に示すように、基体２０と可動部１０との間、及び、基体２０と接続部３１との間に第１間隙ｇ１が設けられる。接続部３１は、例えば、ばね部である。接続部３１は、ミアンダ構造を有して良い。

第１固定電極４１は、基体２０に固定される。第１固定電極４１は、第１可動部電極１３Ｅと対向する。例えば、第１固定電極４１は、第１平面内（例えばＸ－Ｙ平面内）で、第１可動部電極１３Ｅと対向する。

例えば、第１可動部電極１３Ｅは、第１部分領域１１の内側端に接する。例えば、第１可動部電極１３Ｅは、第３部分領域１３の外側の端に接する。後述するように、第２固定電極４２がさらに設けられても良い。図１に示すように、第２固定電極４２は、第２可動部電極１３Ｆと対向する。例えば、第２可動部電極１３Ｆは、第２部分領域１２の外側の端に接する。例えば、第２可動部電極１３Ｆは、第３部分領域１３の内側の端に接する。

後述するように、第３部分領域１３は、第１固定電極用孔１３ＥＨ（図８（ａ）参照）を含む。第１固定電極４１は、第１固定電極用孔１３ＥＨを通過する。例えば、第１固定電極用孔１３ＥＨは、第１部分領域１１の内側端に接する。後述するように、第３部分領域１３は、第２固定電極用孔１３ＦＨ（図９参照）を含む。第２固定電極４２は、第２固定電極用孔１３ＦＨを通過する。例えば、第２固定電極用孔１３ＦＨ第２部分領域１２の外側の端に接する。

実施形態において、第１固定部２１を中心とし、第１固定電極４１の外側の端を通る円が定義できる。便宜的に、この円が第１部分領域１１の内側端に対応すると見なしても良い。第１固定部２１を中心とし、第２固定電極４２の内側の端を通る円が定義できる。便宜的に、この円が第２部分領域１２の外側の端に対応すると見なしても良い。

例えば、センサ１１０は、制御部７０を含んでも良い。制御部７０は、センサ１１０とは別に設けられて良い。制御部７０は、可動部１０と第１固定電極４１との間に電圧を印加可能である。例えば、第１固定部２１の上に電極２１Ｅが設けられる。制御部７０は、電極２１Ｅ、第１固定部２１及び接続部３１を介して、可動部１０と電気的に接続される。制御部７０は、可動部１０と第１固定電極４１との間に交流電圧を印加して、可動部１０を振動させることが可能である。これにより、可動部１０は、例えば、Ｘ－Ｙ平面に沿って振動可能である。振動は、例えば、面内並進振動である。１つの例において、Ｘ軸方向に沿う並進振動が生じる。

実施形態において、例えば、初期状態においてＸ軸方向に振動する可動部に、力（角速度）が加わると、可動部１０の振動状態が変化する。例えば、可動部１０において、Ｙ軸方向の成分を含む振動が生じる。例えば、可動部１０は、加わった角速度に応じて、初期状態とは異なる方向に振動する。振動状態の変化は、例えば、コリオリ力に基づく。振動状態の変化を検出することで、力（角速度）が検出できる。

可動部１０は、面内並進とは異なる共振モードを有する。例えば、可動部１０において、面内回転の共振、面外捻りの共振、及び、面外並進の共振が存在する。面内回転の共振は、例えば、第１固定部２１を中心する、Ｘ－Ｙ平面内の回転の共振である。面外捻りの共振は、例えば、Ｘ軸方向などを中心としたＸ－Ｙ平面外への回転の成分を含む共振である。面外並進の共振は、例えば、Ｚ軸方向に沿う共振である。これらの共振は、面内並進よりも低次の共振である。

センサ１１０が検出する検出結果は、これらの低次の共振の影響を受ける。例えば、目的とする面内並進の共振周波数を維持しつつ、低次の共振の周波数を高く維持することで、低次の共振の影響を抑制できる。これにより目的とする力（加速度）を高い精度で検出できる。

実施形態においては、例えば、内側の第２部分領域１２の面積は、外側の第１部分領域１１の面積以上である。例えば、第２部分領域１２の体積は、第１部分領域１１の体積以上である。例えば、第２部分領域１２の質量は、第１部分領域１１の質量以上である。これにより、低次の共振の周波数を高く維持できる。低次の共振の影響を抑制できる。実施形態によれば、特性を向上できるセンサを提供できる。共振の特性の例については、後述する。

図２に示すように、第１固定部２１を通り第１平面（Ｘ－Ｙ平面）に沿う１つの方向を放射方向Ｄｒとする。放射方向Ｄｒに沿う第１部分領域１１の長さを第１長さＬ１とする。放射方向Ｄｒに沿う第２部分領域１２の長さを第２長さＬ２とする。第２長さＬ２は、第１長さＬ１以上である。このような構成により、低次の共振の周波数を高く維持できる。低次の共振の影響を抑制できる。

実施形態においては、可動部１０の内側部分に、可動部１０の質量を集中させる。これにより、低次の共振の周波数を高く維持できる。低次の共振の影響を抑制できる。

以下、第１部分領域１１及び第２部分領域１２の質量を変化させたときの共振周波数の変化に関するシミュレーション結果の例について説明する。

図４（ａ）～図４（ｄ）は、センサの特性を例示するグラフである。
これらの図の横軸は、質量比Ｒ１である。第１部分領域１１の質量を第１質量Ｍ１とする。第２部分領域１２の質量を第２質量Ｍ２とする。質量比Ｒ１は、第１質量Ｍ１に対する第２質量Ｍ２の比（Ｍ２／Ｍ１）である。図４（ａ）の縦軸は、面内回転の共振周波数ｆ１である。図４（ｂ）の縦軸は、面外捻りの共振周波数ｆ２である。面外捻りの共振において、異なる２種類の共振が存在する。この２種類の共振の共振周波数は互いに近い。共振周波数ｆ２は、これらの２種類の共振の１つ（相対的に低周波数の共振）に関する共振周波数である。面外捻りに関する２種類の共振の別の１つ（相対的に高周波数の共振）に関する共振周波数の特性は、共振周波数ｆ２の特性と実質的に同じであるので、図示が省略される。図４（ｃ）の縦軸は、面外並進の共振周波数ｆ３である。図４（ｄ）の縦軸は、面内並進の共振周波数ｆ４である。面内並進の共振において、異なる２種類の共振が存在する。この２種類の共振の周波数は互いに近い。共振周波数ｆ４は、これらの２種類の共振の１つ（相対的に低周波数の共振）に関する共振周波数である。面内並進に関する２種類の共振の別の１つ（相対的に高周波数の共振）に関する共振周波数の特性は、共振周波数ｆ４の特性と実質的に同じであるので、図示が省略される。このシミュレーションでは、面内並進の周波数ｆ４を一定としつつ、質量比Ｒ１が変更される。図４（ａ）～図４（ｄ）において、可動部１０の質量は、約２ｍｇである。この例において、可動部１０のＸ軸方向に沿う幅（例えば径）は、２５００μｍである。

図４（ａ）～図４（ｃ）に示すように、質量比Ｒ１が低くなると、面内回転の共振周波数ｆ１、面外捻りの共振周波数ｆ２、及び、面外並進の共振周波数ｆ３が低下する。質量比Ｒ１が１以上において、これらの共振周波数が、高く維持される。質量比Ｒ１は、１．２以上でも良い。共振周波数が、より安定して高く維持される。

図５（ａ）～図５（ｄ）は、センサの特性を例示するグラフである。
これらの図の横軸は、質量比Ｒ１である。図５（ａ）の縦軸は、面内回転の共振周波数ｆ１である。図５（ｂ）の縦軸は、面外捻りの共振周波数ｆ２である。図５（ｃ）の縦軸は、面外並進の共振周波数ｆ３である。図５（ｄ）の縦軸は、面内並進の共振周波数ｆ４である。このシミュレーションでは、面内並進の周波数を一定としつつ、質量比Ｒ１が変更される。図５（ａ）～図５（ｄ）の例において、可動部１０の質量は、約１ｍｇである。この例では、可動部１０のＸ軸方向に沿う幅（例えば径）は、２０００μｍである。図５（ｂ）においても、面外捻りに関する種類の共振の別の１つに関する共振周波数の特性については、図示が省略される。図５（ｄ）においても、面内並進に関する２種類の別の１つに関する共振周波数の特性については、図示が省略される。

図５（ａ）～図５（ｃ）に示すように、質量比Ｒ１が低くなると、面内回転の共振周波数ｆ１、面外捻りの共振周波数ｆ２、及び、面外並進の共振周波数ｆ３が低下する。質量比Ｒ１が１以上において、これらの共振周波数が、高く維持される。質量比Ｒ１が１．２以上において、これらの共振周波数は、より安定して高く維持される。

実施形態においては、質量比Ｒ１は、１以上である。これにより、面内回転の共振周波数ｆ１、面外捻りの共振周波数ｆ２、及び、面外並進の共振周波数ｆ３は、高く維持される。質量比Ｒ１は、例えば１．２以上でも良い。質量比Ｒ１は、例えば２以上でも良い。質量比Ｒ１は、例えば３以上でも良い。

例えば、第１部分領域１１の比重は、第２部分領域１２の比重と実質的に同じで良い。この場合、質量比Ｒ１は、体積比に対応する。体積比は、第１部分領域１１の体積に対する第２部分領域１２の体積の比である。実施形態において、体積比は、１以上である。体積比は、例えば１．２以上でも良い。体積比は、例えば２以上でも良い。体積比は、例えば３以上でも良い。

例えば、第１部分領域１１の厚さは、第２部分領域１２の厚さと実質的に同じで良い。厚さは、Ｚ軸方向に沿う長さである。この場合、質量比Ｒ１は、面積比に対応する。面積比は、第１部分領域１１の面積に対する第２部分領域１２の面積の比である。実施形態において、面積比は、１以上である。面積比は、例えば１．２以上でも良い。面積比は、例えば２以上でも良い。面積比は、例えば３以上でも良い。

図６（ａ）～図６（ｄ）は、センサの特性を例示するグラフである。
これらの図の横軸は、長さ比Ｒ２である。長さ比Ｒ２は、第２長さＬ２の第１長さＬ１に対する比（Ｌ２／Ｌ１）である。図６（ａ）の縦軸は、面内回転の共振周波数ｆ１である。図６（ｂ）の縦軸は、面外捻りの共振周波数ｆ２である。図６（ｃ）の縦軸は、面外並進の共振周波数ｆ３である。図４（ｄ）の縦軸は、面内並進の共振周波数ｆ４である。
図６（ｂ）においても、面外捻りに関する種類の共振の別の１つに関する共振周波数の特性については、図示が省略される。図６（ｄ）においても、面内並進に関する２種類の別の１つに関する共振周波数の特性については、図示が省略される。図６（ａ）～図６（ｄ）の例において、可動部１０の質量は約２ｍｇである。この例において、可動部１０のＸ軸方向に沿う幅（例えば径）は、２５００μｍである。

図６（ａ）～図６（ｃ）に示すように、長さ比Ｒ２が低くなると、面内回転の共振周波数ｆ１、面外捻りの共振周波数ｆ２、及び、面外並進の共振周波数ｆ３が低下する。長さ比Ｒ２が２以上において、これらの共振周波数は、高く維持される。長さ比Ｒ２が２．５以上において、これらの共振周波数が、より安定して高く維持される。

図７（ａ）～図７（ｄ）は、センサの特性を例示するグラフである。
これらの図の横軸は、長さ比Ｒ２である。図７（ａ）の縦軸は、面内回転の共振周波数ｆ１である。図７（ｂ）の縦軸は、面外捻りの共振周波数ｆ２である。図７（ｃ）の縦軸は、面外並進の共振周波数ｆ３である。図７（ｄ）の縦軸は、面内並進の共振周波数ｆ４である。このシミュレーションでは、面内並進の周波数を一定としつつ、質量比Ｒ１が変更される。図７（ａ）～図７（ｄ）の例において、可動部１０の質量は約１ｍｇである。この例では、可動部１０のＸ軸方向に沿う幅（例えば径）は、２０００μｍである。図７（ｂ）においても、面外捻りに関する種類の共振の別の１つに関する共振周波数の特性については、図示が省略される。図７（ｄ）においても、面内並進に関する２種類の別の１つに関する共振周波数の特性については、図示が省略される。

図７（ａ）～図７（ｃ）に示すように、長さ比Ｒ２が低くなると、面内回転の共振周波数ｆ１、面外捻りの共振周波数ｆ２、及び、面外並進の共振周波数ｆ３が低下する。長さＲ２が２．５以上において、これらの共振周波数が、高く維持される。長さＲ２が３．５以上において、これらの共振周波数が、より安定して高く維持される。

実施形態においては、長さ比Ｒ２は、２以上である。長さ比Ｒ２は、２．５以上でも良い。長さ比Ｒ２は、３．５以上でも良い。これにより、面内回転の共振周波数ｆ１、面外捻りの共振周波数ｆ２、及び、面外並進の共振周波数ｆ３は、高く維持される。

実施形態において、第２長さＬ２は、第１長さＬ１以上である。実施形態において、第２長さＬ２は第１長さＬ１の２倍以上であることが好ましい。第２長さＬ２は第１長さＬ１の２．５倍以上でも良い。低次の共振の周波数を効果的に高く維持できる。低次の共振の影響を効果的に抑制できる。

図８（ａ）及び図８（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図である。
これらの図は、第１固定電極４１及び第１可動部電極１３Ｅを拡大して例示している。図８（ａ）に示すように、第３部分領域１３は、第１固定電極用孔１３ＥＨを含む。第１固定電極用孔１３ＥＨは、第１方向Ｄ１に沿って延びる。第１固定電極用孔１３ＥＨに第１可動部電極１３Ｅが設けられる。第１固定電極４１は、第１固定電極用孔１３ＥＨを通る。

この例では、第１可動部電極１３Ｅ及び第１固定電極４１は、櫛歯状である。図８（ｂ）に示すように、第１可動部電極１３Ｅは、第１櫛歯電極対２０Ｔの一方である。第１固定電極４１は、第１櫛歯電極対２０Ｔの他方である。第１可動部電極１３Ｅは、基部１０ｂと、複数の突出部１０ｐと、を含む。複数の突出部１０ｐは、基部１０ｂと接続される。第１固定電極４１は、基部４１ｂと、複数の突出部４１ｐと、を含む。複数の突出部４１ｐは、基部４１ｂと接続される。複数の突出部１０ｐの１つと、複数の突出部１０ｐの別の１つと、の間に、複数の突出部４１ｐの１つの少なくとも一部がある。複数の突出部４１ｐの１つと、複数の突出部４１ｐの別の１つと、の間に、複数の突出部１０ｐの１つの少なくとも一部がある。

図１に示すように、この例では、センサ１１０は、第２固定電極４２をさらに含む。第２固定電極４２は、基体２０に固定される。第３部分領域１３は、第２可動部電極１３Ｆを含む。この例では、第２固定電極４２は、第２部分領域１２と第１固定電極４１との間にある。

図９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図である。
図９は、第２固定電極４２及び第２可動部電極１３Ｆを例示している。第２固定電極４２は、第２可動部電極１３Ｆと対向する。第３部分領域１３は、第２固定電極用孔１３ＦＨを含む。第２固定電極用孔１３ＦＨに、第２可動部電極１３Ｆが設けられる。第２固定電極用孔１３ＦＨは、第１方向Ｄ１に延びる。第２固定電極４２は、第２固定電極用孔１３ＦＨを通る。第２固定電極４２は、第１平面内（Ｘ－Ｙ平面内）で第２可動部電極１３Ｆと対向する。第２固定電極４２と第２可動部電極１３Ｆとの間に電圧が印加されても良い。後述するように、第２固定電極４２及び第２可動部電極１３Ｆは、櫛歯電極対でも良い。

図１に示すように、複数の第１可動部電極１３Ｅ、及び、複数の第１固定電極４１が設けられて良い。複数の第１可動部電極１３Ｅは、第１固定部２１を中心とした円状に並ぶ。複数の第１固定電極４１は、第１固定部２１を中心とした円状に並ぶ。

図１に示すように、センサ１１０は、第３固定電極４３をさらに含んで良い。この例では、複数の第３固定電極４３が設けられる。複数の第３固定電極３は、基体２０に固定される。第３部分領域１３は、複数の第３可動部電極１３Ｇを含む。例えば、複数の第３固定電極４３及び複数の第１固定電極４１は、第１固定部２１を中心とした円に沿って交互に並ぶ。

図１０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図である。
図１０は、複数の第３固定電極４３の１つ、及び、複数の第３可動部電極１３Ｇの１つを例示している。複数の第３固定電極４３の１つは、複数の第３可動部電極１３Ｇの１つと対向する。第３部分領域１３は、第３固定電極用孔１３ＧＨを含む。第３固定電極用孔１３ＧＨに、第３可動部電極１３Ｇが設けられる。第３固定電極用孔１３ＧＨは、第１方向Ｄ１に延びる。第３固定電極４３は、第３固定電極用孔１３ＧＨを通る。第３固定電極４３は、第１平面内（Ｘ－Ｙ平面内）で第３可動部電極１３Ｇと対向する。第３固定電極４３と第３可動部電極１３Ｇとの間に電圧が印加されても良い。

図１に示すように、センサ１１０は、第２固定部２２をさらに含んでも良い。第２固定部２２は、基体２０に固定される。

図１１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図である。
図１１は、第２固定部２２を例示している。第３部分領域１３は、第２固定部用孔１３Ｈを含む。第２固定部２２は、第２固定部用孔１３Ｈを通る。第２固定部２２は、例えば、ストッパとして機能する。

この例では、第２固定部２２は、突出部２２ｐを含む。突出部２２ｐが設けられることで、可動部１０が大きく変位したときに第２固定部２２が可動部１０と接する面積が小さくなる。可動部１０の損傷などが抑制される。このような突出部は、可動部１０に設けられても良い。

（第２実施形態）
図１２は、第２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１２に示すように、実施形態に係るセンサ１１１において、可動部１０は複数の孔を含む。これを除くセンサ１１１の構成は、センサ１１０と同様で良い。すなわち、センサ１１１も、基体２０、第１固定部２１、可動部１０、接続部３１及び第１固定電極４１を含む。可動部１０は、第１部分領域１１、第２部分領域１２、及び、第３部分領域１３を含む。

第１部分領域１１は、複数の第１孔１１Ｈを含む。複数の第１孔１１Ｈは、第１幅Ｗ１、及び、第１密度を有する。第１幅Ｗ１は、複数の第１孔１１Ｈの１つの、第１放射方向に沿う長さである。第１放射方向は、第１固定部２１を通り、第１平面（Ｘ－Ｙ平面）に沿う。例えば、第１放射方向は、Ｘ軸方向で良い。第１密度は、複数の第１孔１１Ｈの第１平面（Ｘ－Ｙ平面）における密度である。

第２部分領域１２は、複数の第２孔１２Ｈを含む。複数の第２孔１２Ｈは、第１幅Ｗ１よりも小さい第２幅Ｗ２、及び、第１密度よりも低い第２密度の少なくともいずれかを有する。第２幅Ｗ２は、複数の第２孔１２Ｈの１つの、第２放射方向に沿う長さである。第２放射方向は、第１固定部２１を通り第１平面（Ｘ－Ｙ平面）に沿う。例えば、第２放射方向は、Ｘ軸方向で良い。第２密度は、複数の第２孔１２Ｈの第１平面（Ｘ－Ｙ平面）における密度である。

このような複数の第１孔１１Ｈが設けられることで、第１部分領域１１の質量が第２部分領域１２の質量よりも小さくなり易い。低次の共振の周波数を効果的に高く維持できる。低次の共振の影響を効果的に抑制できる。

例えば、可動部１０及び接続部３１の形成の際に、エッチャントが複数の第１孔１１Ｈ及び複数の第２孔１２Ｈを通過する。これにより、第１間隙ｇ１（図３参照）が形成できる。

複数の第１孔１１Ｈ及び複数の第２孔１２Ｈは、センサ１１０における可動部１０に設けられても良い。これらの孔が、センサ１１０における可動部１０に設けられる場合、これらの孔の幅または密度が同じでも良い。

図１３は、実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。
図１３は、可動部１０を拡大して例示している。図１３に示すように、複数の第１孔１１Ｈは、弧状でよい。例えば、複数の第１孔１１Ｈは、第１固定部２１を中心とする弧状である。複数の第２孔１２Ｈは、弧状で良い。例えば、複数の第２孔１２Ｈは、第１固定部２１を中心とする弧状である。

複数の孔は、第３部分領域１３に設けられても良い。図１３に示す例では、第２固定電極４２及び第２可動部電極１３Ｆは、櫛歯電極対である。

実施形態において、Ｘ－Ｙ平面において、可動部１０の周りに別の固定電極が設けられても良い。別の固定電極は、可動部１０（例えば第１部分領域１１）に対向する。別の固定電極及び第１部分領域１１は、平行板電極対となる。複数の別の固定電極が、可動部１０の周りに、周方向に沿って並んで良い。

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、
前記基体に固定された第１固定部と、
前記基体から前記第１固定部への第１方向と交差する第１平面内で前記第１固定部の周りに設けられた可動部であって、前記可動部は、
前記第１固定部を中心とする環状の第１部分領域と、
前記第１部分領域と前記第１固定部との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第２部分領域と、
前記第１部分領域と前記第２部分領域との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第３部分領域であって、前記第３部分領域は、第１可動部電極を含む、前記第３部分領域と、
を含む可動部と、
前記第１固定部と前記第２部分領域との間に設けられ、前記第２部分領域を前記第１固定部と接続する接続部であって、前記基体と前記可動部との間、及び、前記基体と前記接続部との間に第１間隙が設けられた、前記接続部と、
前記基体に固定され、前記第１可動部電極と対向する第１固定電極と、
を備え、
前記第１平面における前記第２部分領域の第２面積は、前記第１平面における前記第１部分領域の第１面積以上である、センサ。

（構成２）
前記第２面積は、前記第１面積の１．２倍以上である、構成１記載のセンサ。

（構成３）
基体と、
前記基体に固定された第１固定部と、
前記基体から前記第１固定部への第１方向と交差する第１平面内で前記第１固定部の周りに設けられた可動部であって、前記可動部は、
前記第１固定部を中心とする環状の第１部分領域と、
前記第１部分領域と前記第１固定部との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第２部分領域と、
前記第１部分領域と前記第２部分領域との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第３部分領域であって、前記第３部分領域は、第１可動部電極を含む、前記第３部分領域と、
を含む可動部と、
前記第１固定部と前記第２部分領域との間に設けられ、前記第２部分領域を前記第１固定部と接続する接続部であって、前記基体と前記可動部との間、及び、前記基体と前記接続部との間に第１間隙が設けられた、前記接続部と、
前記基体に固定され、前記第１可動部電極と対向する第１固定電極と、
を備え、
前記第１固定部を通り前記第１平面に沿う放射方向に沿う前記第２部分領域の第２長さは、前記放射方向に沿う前記第１部分領域の第１長さの２倍以上である、センサ。

（構成４）
前記第２長さは、前記第１長さの２．５倍以上である、構成３に記載のセンサ。

（構成５）
基体と、
前記基体に固定された第１固定部と、
前記基体から前記第１固定部への第１方向と交差する第１平面内で前記第１固定部の周りに設けられた可動部であって、前記可動部は、
前記第１固定部を中心とする環状の第１部分領域と、
前記第１部分領域と前記第１固定部との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第２部分領域と、
前記第１部分領域と前記第２部分領域との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第３部分領域であって、前記第３部分領域は、第１可動部電極を含む、前記第３部分領域と、
を含む可動部と、
前記第１固定部と前記第２部分領域との間に設けられ、前記第２部分領域を前記第１固定部と接続する接続部であって、前記基体と前記可動部との間、及び、前記基体と前記接続部との間に第１間隙が設けられた、前記接続部と、
前記基体に固定され、前記第１可動部電極と対向する第１固定電極と、
を備え、
前記第２部分領域の第２質量は、前記第１部分領域の第１質量以上である、センサ。

（構成６）
前記第２質量は、前記第１質量の１．２倍以上である、構成５記載のセンサ。

（構成７）
基体と、
前記基体に固定された第１固定部と、
前記基体から前記第１固定部への第１方向と交差する第１平面内で前記第１固定部の周りに設けられた可動部であって、前記可動部は、
前記第１固定部を中心とする環状の第１部分領域と、
前記第１部分領域と前記第１固定部との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第２部分領域と、
前記第１部分領域と前記第２部分領域との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第３部分領域であって、前記第３部分領域は、第１可動部電極を含む、前記第３部分領域と、
を含む可動部と、
前記第１固定部と前記第２部分領域との間に設けられ、前記第２部分領域を前記第１固定部と接続する接続部であって、前記基体と前記可動部との間、及び、前記基体と前記接続部との間に第１間隙が設けられた、前記接続部と、
前記基体に固定され、前記第１可動部電極と対向する第１固定電極と、
を備え、
前記第１部分領域は、複数の第１孔を含み、前記複数の第１孔は、前記第１固定部を通り前記第１平面に沿う第１放射方向に沿う第１幅、及び、前記第１平面における第１密度を有し、
前記第２部分領域は、複数の第２孔を含み、前記複数の第２孔は、前記第１幅よりも小さい第２幅、及び、前記第１密度よりも低い第２密度の少なくともいずれかを有し、前記第２幅は、前記第１固定部を通り前記第１平面に沿う第２放射方向に沿う前記複数の第２孔の幅であり、前記第２密度は、前記複数の第２孔の前記第１平面における密度である、センサ。

（構成８）
前記複数の第１孔は、前記第１固定部を中心とする弧状であり、
前記複数の第２孔は、前記第１固定部を中心とする弧状である、構成７に記載のセンサ。

（構成９）
前記第３部分領域は、前記第１可動部電極が設けられた前記第１固定電極用孔を含み、
前記第１固定電極は、前記第１固定電極用孔を通る、構成１～８のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１０）
前記第１固定電極は、前記第１平面内で前記第１可動部電極と対向する、構成１～９のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１１）
前記第１可動部電極は、第１櫛歯電極対の一方であり、
前記第１固定電極は、前記第１櫛歯電極対の他方である、構成１～１０のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１２）
前記基体に固定された第２固定電極をさらに備え、
前記第３部分領域は、第２可動部電極を含み、
前記第２固定電極は、前記第２可動部電極と対向し、
前記第２固定電極は、前記第２部分領域と前記第１固定電極との間にある、構成１～１１のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１３）
前記第３部分領域は、前記第２可動部電極が設けられた前記第２固定電極用孔を含み、
前記第２固定電極は、前記第２固定電極用孔を通る、構成１２に記載のセンサ。

（構成１４）
前記第２固定電極は、前記第１平面内で前記第２可動部電極と対向する、構成１２または１３に記載のセンサ。

（構成１５）
前記基体に固定された第２固定部をさらに備え、
前記第３部分領域は、第２固定部用孔を含み、
前記第２固定部は、前記第２固定部用孔を通る、構成１～１４のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１６）
複数の前記第１可動部電極、及び、複数の前記第１固定電極が設けられ、
前記複数の第１可動部電極は、前記第１固定部を中心とした円状に並び、
前記複数の第１固定電極は、前記第１固定部を中心として円状に並ぶ、構成１～１５のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１７）
前記基体に固定された複数の第３固定電極をさらに備え、
前記第３部分領域は、複数の第３可動部電極を含み、
前記複数の第３固定電極の１つは、前記複数の第３可動部電極の１つと対向する、構成１６に記載のセンサ。

（構成１８）
前記複数の第３固定電極及び前記複数の第１固定電極は、前記第１固定部を中心とした円に沿って交互に並ぶ、構成１７に記載のセンサ。

（構成１９）
制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記可動部と前記第１固定電極との間に電圧を印加可能である、構成１～１８のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成２０）
前記制御部は、前記可動部と前記第１固定電極との間に交流電圧を印加して、前記可動部を振動させることが可能である、構成１９に記載のセンサ。

実施形態によれば、特性を向上できるセンサが提供できる。

本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。

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、センサに含まれる基体、固定部、可動部、接続部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。

１０…可動部、 １０ｂ…基部、 １０ｉ…内縁部、 １０ｏ…外縁部、 １０ｐ…突出部、 １１～１３…第１～第３部分領域、 １１Ｈ、１２Ｈ…第１、第２孔、 １３Ｅ…第１可動部電極、 １３ＥＨ…第１固定電極用孔、 １３Ｆ…第２可動部電極、 １３ＦＨ…第２固定電極用孔、 １３Ｇ…第３可動部電極、 １３ＧＨ…第３固定電極用孔、 １３Ｈ…第２固定部用孔、 ２０…基体、 ２０Ｔ…第１櫛歯電極対、 ２１、２２…第１、第２固定部、 ２１Ｅ…電極、 ２２ｐ…突出部、 ３１…接続部、 ４１～４３…第１～第３固定電極、 ４１ｂ…基部、 ４１ｐ…突出部、 ７０…制御部、 １１０、１１１…センサ、 Ｄ１…第１方向、 Ｄｒ…放射方向、 Ｌ１、Ｌ２…第１、第２長さ、 Ｒ１…質量比、 Ｒ２…長さ比、 Ｗ１、Ｗ２…第１、第２幅、 ｆ１～ｆ４…共振周波数、 ｇ１…第１間隙

Claims (10)

1. 基体と、
   前記基体に固定された第１固定部と、
   前記基体から前記第１固定部への第１方向と交差する第１平面内で前記第１固定部の周りに設けられた可動部であって、前記可動部は、
   前記第１固定部を中心とする環状の第１部分領域と、
   前記第１部分領域と前記第１固定部との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第２部分領域と、
   前記第１部分領域と前記第２部分領域との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第３部分領域であって、前記第３部分領域は、第１可動部電極を含む、前記第３部分領域と、
   を含む可動部と、
   前記第１固定部と前記第２部分領域との間に設けられ、前記第２部分領域を前記第１固定部と接続する接続部であって、前記基体と前記可動部との間、及び、前記基体と前記接続部との間に第１間隙が設けられた、前記接続部と、
   前記基体に固定され、前記第１可動部電極と対向する第１固定電極と、
   を備え、
   前記第１平面における前記第２部分領域の第２面積は、前記第１平面における前記第１部分領域の第１面積以上である、センサ。
2. 前記第２面積は、前記第１面積の１．２倍以上である、請求項１に記載のセンサ。
3. 基体と、
   前記基体に固定された第１固定部と、
   前記基体から前記第１固定部への第１方向と交差する第１平面内で前記第１固定部の周りに設けられた可動部であって、前記可動部は、
   前記第１固定部を中心とする環状の第１部分領域と、
   前記第１部分領域と前記第１固定部との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第２部分領域と、
   前記第１部分領域と前記第２部分領域との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第３部分領域であって、前記第３部分領域は、第１可動部電極を含む、前記第３部分領域と、
   を含む可動部と、
   前記第１固定部と前記第２部分領域との間に設けられ、前記第２部分領域を前記第１固定部と接続する接続部であって、前記基体と前記可動部との間、及び、前記基体と前記接続部との間に第１間隙が設けられた、前記接続部と、
   前記基体に固定され、前記第１可動部電極と対向する第１固定電極と、
   を備え、
   前記第１固定部を通り前記第１平面に沿う放射方向に沿う前記第２部分領域の第２長さは、前記放射方向に沿う前記第１部分領域の第１長さの２倍以上である、センサ。
4. 前記第２長さは、前記第１長さの２．５倍以上である、請求項３に記載のセンサ。
5. 基体と、
   前記基体に固定された第１固定部と、
   前記基体から前記第１固定部への第１方向と交差する第１平面内で前記第１固定部の周りに設けられた可動部であって、前記可動部は、
   前記第１固定部を中心とする環状の第１部分領域と、
   前記第１部分領域と前記第１固定部との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第２部分領域と、
   前記第１部分領域と前記第２部分領域との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第３部分領域であって、前記第３部分領域は、第１可動部電極を含む、前記第３部分領域と、
   を含む可動部と、
   前記第１固定部と前記第２部分領域との間に設けられ、前記第２部分領域を前記第１固定部と接続する接続部であって、前記基体と前記可動部との間、及び、前記基体と前記接続部との間に第１間隙が設けられた、前記接続部と、
   前記基体に固定され、前記第１可動部電極と対向する第１固定電極と、
   を備え、
   前記第２部分領域の第２質量は、前記第１部分領域の第１質量以上である、センサ。
6. 前記第２質量は、前記第１質量の１．２倍以上である、請求項５に記載のセンサ。
7. 基体と、
   前記基体に固定された第１固定部と、
   前記基体から前記第１固定部への第１方向と交差する第１平面内で前記第１固定部の周りに設けられた可動部であって、前記可動部は、
   前記第１固定部を中心とする環状の第１部分領域と、
   前記第１部分領域と前記第１固定部との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第２部分領域と、
   前記第１部分領域と前記第２部分領域との間に設けられ前記第１固定部を中心とする環状の第３部分領域であって、前記第３部分領域は、第１可動部電極を含む、前記第３部分領域と、
   を含む可動部と、
   前記第１固定部と前記第２部分領域との間に設けられ、前記第２部分領域を前記第１固定部と接続する接続部であって、前記基体と前記可動部との間、及び、前記基体と前記接続部との間に第１間隙が設けられた、前記接続部と、
   前記基体に固定され、前記第１可動部電極と対向する第１固定電極と、
   を備え、
   前記第１部分領域は、複数の第１孔を含み、前記複数の第１孔は、前記第１固定部を通り前記第１平面に沿う第１放射方向に沿う第１幅、及び、前記第１平面における第１密度を有し、
   前記第２部分領域は、複数の第２孔を含み、前記複数の第２孔は、前記第１幅よりも小さい第２幅、及び、前記第１密度よりも低い第２密度の少なくともいずれかを有し、前記第２幅は、前記第１固定部を通り前記第１平面に沿う第２放射方向に沿う前記複数の第２孔の幅であり、前記第２密度は、前記複数の第２孔の前記第１平面における密度である、センサ。
8. 前記複数の第１孔は、前記第１固定部を中心とする弧状であり、
   前記複数の第２孔は、前記第１固定部を中心とする弧状である、請求項７に記載のセンサ。
9. 制御部をさらに備え、
   前記制御部は、前記可動部と前記第１固定電極との間に電圧を印加可能である、請求項１～８のいずれか１つに記載のセンサ。
10. 前記制御部は、前記可動部と前記第１固定電極との間に交流電圧を印加して、前記可動部を振動させることが可能である、請求項９に記載のセンサ。

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