JP2023128270A - 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、第１固定電極及び第２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固定部に支持される。可動部は、複数の環状部と、複数の接続部と、を含む。複数の環状部は、基体から第１固定部への第１方向と交差する第１平面内において、第１固定部を中心とした同心状である。複数の環状部は、第１～第３環状部を含む。第２環状部は、第１固定部と第１環状部との間にある。第３環状部は、第１固定部と第２環状部との間にある。第２環状部は、第１可動部電極を含む。第１固定部は、基体に固定され第１環状部の一部と対向する。第２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固定電極は、第１櫛歯電極対の一方である。第１可動部電極は、第１櫛歯電極対の他方である。【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。

米国特許第７０４０１６３号明細書

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、第１固定電極及び第２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、前記第１固定部に支持される。前記基体と前記可動部との間に第１間隙が設けられる。前記可動部は、複数の環状部と、複数の接続部と、を含む。前記複数の環状部は、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平面内において、前記第１固定部を中心とした同心状である。前記複数の接続部の１つは、前記複数の環状部の１つと前記複数の環状部の別の１つとを接続する。前記複数の環状部は、第１環状部と、第２環状部と、第３環状部と、を含む。前記第２環状部は、前記第１固定部と前記第１環状部との間にある。前記第３環状部は、前記第１固定部と前記第２環状部との間にある。前記第２環状部は、第１可動部電極を含む。前記第１固定電極は、前記基体に固定され前記第１環状部の一部と対向する。前記第２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２固定電極は、第１櫛歯電極対の一方である。前記第１可動部電極は、前記第１櫛歯電極対の他方である。

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平面図である。 図４（ａ）及び図４（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５は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的斜視図である。 図６は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的斜視図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、センサの特性を例示するグラフである。 図８は、センサの特性を例示するグラフである。 図９は、センサの動作を例示する模式的平面図である。 図１０は、センサの動作を例示する模式的平面図である。 図１１は、センサの動作を例示する模式的平面図である。 図１２は、センサの動作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～図３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、図１の部分Ｐ１及び部分Ｐ２を拡大して示す。図３は、図１の部分Ｐ３及び部分Ｐ４を拡大して示す。
図４（ａ）及び図４（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４（ａ）は、図１のＡ１－Ａ２線断面図である。図４（ｂ）は、図１のＢ１－Ｂ２線断面図である。

図１、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す実施形態に係るセンサは、基体２０と、第１固定部２１と、可動部１０と、第１固定電極４１と、第２固定電極４２と、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。基体２０から第１固定部２１への第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固定部に支持される。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、基体２０と可動部１０との間に第１間隙ｇ１が設けられる。

例えば、第１固定部２１及び可動部１０は、導電性である。可動部１０は、第１固定部２１と電気的に接続される。

図１に示すように、可動部１０は、複数の環状部１０Ａと、複数の接続部１０Ｂと、を含む。基体２０から第１固定部２１への第１方向Ｄ１と交差する平面を第１平面とする。第１平面は、例えば、Ｘ－Ｙ平面である。複数の環状部１０Ａは、第１平面内において、第１固定部２１を中心とした同心状である。複数の接続部１０Ｂの１つは、複数の環状部１０Ａの１つと、複数の環状部１０Ａの別の１つとを接続する。図１に示すように、複数の接続部１０Ｂは、第１固定部２１を通り第１平面に沿う軸方向に沿って延びる。軸方向は、例えば放射方向である。

例えば、複数の環状部１０Ａは、Ｘ－Ｙ平面に沿う。複数の環状部１０Ａは、実質的に円形で良い。

複数の環状部１０Ａは、第１環状部１１と、第２環状部１２と、第３環状部１３と、を含む。第２環状部１２は、第１固定部２１と第１環状部１１との間にある。第３環状部１３は、第１固定部２１と第２環状部１２との間にある。

図１に示すように、可動部１０は、内縁部１０ｉ及び外縁部１０ｏを含む。例えば、第１環状部１１は、外縁部１０ｏを含む。第３環状部１３は、内縁部１０ｉを含む。第１環状部１１は、複数の環状部１０Ａのうちで最も外側である。第３環状部１３は、複数の環状部１０Ａのうちで最も内側である。図２に示すように、第２環状部１２は、第１可動部電極１２Ａを含む。

図５及び図６は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的斜視図である。
図５及び図６においては、可動部１０が例示されている。図５においては、図１のＡ１－Ａ２線断面における固定電極４０が例示されている。図６においては、図１のＢ１－Ｂ２線断面における固定電極４０が例示されている。これらの図において、固定電極４０について、これらの断面以外の部分は、省略されている。

図４（ａ）及び図５に示すように、第１固定電極４１は、基体２０に固定される。図１及び図２に示すように、第１固定電極４１は、第１環状部１１の一部と対向する。第１固定電極４１は、複数の固定電極４０の１つである。

図４（ａ）及び図５に示すように、第２固定電極４２は、基体２０に固定される。第２固定電極４２は、複数の固定電極４０の１つである。図２に示すように、第２固定電極４２は、第１可動部電極１２Ａと対向する。第２固定電極４１は、第１櫛歯電極対３１Ｔの一方である。第１可動部電極１２Ａは、第１櫛歯電極対３１Ｔの他方である。

図２に示すように、第１可動部電極１２Ａは、第１可動基部１２Ａｂと、複数の第１可動突出部１２Ａｐと、を含む。複数の第１可動突出部１２Ａｐは、第１可動基部１２Ａｂと接続される。

図２に示すように、第２固定電極４２は、第２固定基部４２ｂと、複数の第２固定突出部４２ｐと、を含む。複数の第２固定突出部４２ｐは、第２固定基部４２ｂと接続される。

複数の第１可動突出部１２Ａｐの１つの少なくとも一部は、複数の第２固定突出部４２ｐの１つと、複数の第２固定突出部４２ｐの別の１つと、の間にある。複数の第２固定突出部４２ｐの１つの少なくとも一部は、複数の第１可動突出部１２Ａｐの１つと、複数の第１可動突出部１２Ａｐの別の１つとの間にある。

図２に示すように、第１固定電極４１は、第１固定電極面４１ｆを含む。第１固定電極面４１ｆは、第１環状部１１の一部と対向する。第１固定電極面４１ｆは、第１固定部２１を中心とする弧状である。第１環状部１１の一部は、第１環状面１１ｆを含む。第１環状面１１ｆは、第１固定電極４１と対向する。第１環状面１１ｆは、第１固定部２１を中心とする弧状である。第１固定電極面４１ｆは、例えば、第１環状面１１ｆと実質的に平行である。第１固定電極４１及び第１環状部１１は、例えば平行板電極対である。

このように、外側の第１固定電極４１及び第１環状部１１は、例えば平行板電極対である。これらの電極よりも内側の第２固定電極４２及び第１可動部電極１２Ａ（第２環状部１２）は、櫛歯電極対である。

図１に示すように、制御部７０が設けられて良い。制御部７０は、センサ１１０に含まれて良い。制御部７０は、センサ１１０とは別に設けられても良い。制御部７０は、第１固定部２１に電気的に接続される。これにより、制御部７０は、可動部１０と電気的に接続される。制御部７０は、第１固定電極４１及び第２固定電極４２と電気的に接続される。制御部７０により、可動部１０と第１固定電極４１との間に信号（電圧）が印加される。制御部７０により、可動部１０と第２固定電極４２との間に信号（電圧）が印加される。印加された信号により、可動部１０が変位する。

例えば、可動部１０と第１固定電極４１との間に信号が印加されることで、可動部１０が振動する。例えば、外部から力（角速度）が印加されることで可動部１０の振動の状態が変化する。例えば、信号の印加に基づく振動の方向と交差する方向の振動が生じる。振動状態の変化を検出することで、力（角速度）を検出できる。例えば、センサ１１０により角度を検出することができる。第１固定電極４１は、例えば、駆動用電極または検出用電極として機能できる。

例えば、第１可動部電極１２Ａ（第２環状部１２）と第２固定電極４２との間に電圧が印加される。第１可動部電極１２Ａ及び第２固定電極４２への電流経路のインピーダンスを制御することで、例えば、可動部１０の振動の減衰特性が制御される。第２固定電極４２は、例えば、調整用電極として機能できる。

平行板電極対に電圧が印加されることで、可動部１０は、効率的に変位する。大きな変位が得られる。例えば、平行板電極対においては、微少変位によっても大きな信号が得られる。平行板電極対が外側に設けられることで、より大きな変位量が得られる。平行板電極対が外側に設けられることで、より高い感度の信号が得られる。しかしながら、平行板電極対において、大きな振幅で振動させると、印加電圧に対する変位の線形性が低下し易い。

一方、櫛歯電極対に信号が印加されることで、可動部１０は、印加される信号に対して高い線形性で変位できる。櫛歯電極対においては、高い線形性で変位できる範囲が広い。例えば、櫛歯電極対における変位の線形性は、平行板電極対における変位の線形性よりも高い。

実施形態においては、外側に平行板電極対が設けられ、その内側に櫛歯電極対が設けられる。これにより、大きな変位量と、高い線形性の変位と、が得られる。これにより、例えば、低ノイズで角度を検出できる。

実施形態においては、線形性の高い櫛歯電極対により、例えば、より高い精度で振動を制御できる。目的とする振動が得易い。これにより、安定して角度を検出できる。実施形態により、特性を向上できるセンサが提供できる。

図１に示すように、センサ１１０は、検出電極４１Ｂを含んで良い。検出電極４１Ｂは、複数の固定電極４０に含まれて良い。検出電極４１Ｂは、基体２０に固定される。制御部７０は、検出信号Ｓｄ１を検出電極４１Ｂから取得可能である。検出信号Ｓｄ１は、外力に応じる。検出信号Ｓｄ１は、例えば、外力に応じた可動部１０の振動の変化に応じる。

図１に示すように、第１固定部２１から第１固定電極４１への第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１と交差する。第２方向Ｄ２は、第１平面（例えば、Ｘ－Ｙ平面）に沿う。第２方向Ｄ２は、例えば、Ｘ軸方向である。第２固定電極４２は、第２方向Ｄ２において、第１固定部２１と第１固定電極４１との間にある。

図１に示すように、センサ１１０は、第３固定電極４３を含んで良い。図４（ｂ）及び図６に示すように、第３固定電極４３は、基体２０に固定される。第３固定電極４３は、複数の固定電極４０の１つでもある。第３固定電極４３は、第１環状部１１の別の一部と対向する。第１固定部２１から第３固定電極４３への第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１と交差する。第３方向Ｄ３は、第１平面（例えばＸ－Ｙ平面）に沿う。第３方向Ｄ３は、第２方向Ｄ２に対して傾斜する。

図３に示すように、第３固定電極４３は、第３固定電極面４３ｆを含む。第３固定電極面４３ｆは、第１環状部１１の別の一部と対向する。第３固定電極面４３ｆは、第１固定部２１を中心とする弧状である。第１環状部１１の別の一部は、第３固定電極４３と対向する面１１ｆａを含む。第３固定電極４３と対向する面１１ｆａは、第１固定部２１を中心とする弧状である。第３固定電極４３及び第１環状部１１は、平行板電極対である。例えば、最外周に平行板電極対が設けられる。

この例では、第２方向Ｄ２と第３方向Ｄ３との間の角度は、２２．５度である。この角度は、例えば、０度よりも大きく２２度以下でも良い。この角度は、例えば、１２度以上３３度以下でも良い。この角度は、例えば、５７度以上７８度以下でも良い。この角度は、０度よりも大きく２２度以下でも良い。

図１に示すように、第３固定電極４３は、第１固定部２１を中心とする円上において、第１固定電極４１の隣である。第１固定電極４１と第３固定電極４３との間に他の固定電極は設けられない。

図１、図３、図４（ｂ）及び図６に示すように、センサ１１０は、第４固定電極４４を含んでも良い。第４固定電極４４は、基体２０に固定される。第４固定電極４４は、複数の固定電極４０の１つである。図３に示すように、第２環状部１２は、第２可動電極１２Ｂを含む。第４固定電極４４は、第２可動部電極１２Ｂと対向する。第４固定電極４４は、第２櫛歯電極対３２Ｔの一方である。第２可動部電極１２Ｂは、第２櫛歯電極対３２Ｔの他方である。

図３に示すように、第２可動部電極１２Ｂは、第２可動基部１２Ｂｂと、複数の第２可動突出部１２Ｂｐと、を含む。複数の第２可動突出部１２Ｂｐは、第２可動基部１２Ｂｂと接続される。

図３に示すように、第４固定電極４４は、第４固定基部４４ｂと、複数の第４固定突出部４４ｐと、を含む。複数の第４固定突出部４４ｐは、第４固定基部４４ｂと接続される。

複数の第２可動突出部１２Ｂｐの１つの少なくとも一部は、複数の第４固定突出部４４ｐの１つと、複数の第４固定突出部４４ｐの別の１つと、の間にある。複数の第４固定突出部４４ｐの１つの少なくとも一部は、複数の第２可動突出部１２Ｂｐの１つと、複数の第２可動突出部１２Ｂｐの別の１つとの間にある。

図１に示すように、第４固定電極４４は、第１固定部２１と第３固定電極４３との間にある。最外周から離れた内側部分に、櫛歯電極対が設けられる。

例えば、第３固定電極４３と第１環状部１１との間に信号（電圧）が印加されることで、可動部１０の振動特性（または振動状態）が調整されても良い。一方、第２櫛歯電極対３２Ｔの第４固定電極４４と第２可動部電極１２Ｂとの間に信号が印加されなくても良い。例えば、第２櫛歯電極対３２Ｔは、駆動、ダンパまたは調整などの動作に用いられなくて良い。動作に用いられない櫛歯電極対が設けられることで、可動部１０の振動特性において、良好な対称性が得られる。高精度の制御が容易になる。特性をより向上し易くなる。

例えば、制御部７０は、以下に説明する第１動作及び第２動作を実施可能でも良い。図２は、第１動作ＯＰ１を例示している。図２に示すように、制御部７０は、第１動作ＯＰ１において、第１固定部２１と第１固定電極４１との間に第１信号Ｓｇ１を印加する。制御部７０は、第１動作ＯＰ１において、第１固定部２１と第２固定電極４２との間に第２信号を印加する。例えば、第１信号Ｓｇ１により、可動部１０が振動する。第２信号Ｓｇ２により、可動部１０の振動の特性が制御される。例えば、振動の減衰特性が制御される。

図３は、第２動作ＯＰ２を例示している。制御部７０は、第２動作ＯＰ２において、第１固定部２１と第３固定電極４３との間に第３信号Ｓｇ３を印加する。第２動作ＯＰ２において、制御部７０は、第１固定部２１と第４固定電極４４との間に信号を印加しない。信号が印加されない第４固定電極４４に櫛歯電極対の構成が適用されることで、良好な対象が得られる。

実施形態において、可動部１０は、同心の複数の環状部１０Ａを含む。複数の可動部１０のそれぞれの変位量は、外側ほど大きい。変位の大きい最外周部には、振動の駆動用電極（例えば、第１固定電極４１など）、調整用電極（例えば、第３固定電極４３）、または、検出電極４１Ｂなどが設けられることが好ましい。例えば、良好な線形性が得られ減衰特性を可変にできる櫛歯電極対は、最外周の内側に設けられることが好ましい。櫛歯電極対が過度に内側に設けられると、減衰特性の制御性が低くなる場合がある。従って、櫛歯電極対は、最外周からは内側で、過度に内側に設けられないことが好ましい。例えば、櫛歯電極対は、内側と外側の中間、または、中間と最外周との間に設けられることが好ましい。

例えば、図１に示すように、第１環状部１１は、外縁部１０ｏを含む。第３環状部１３は、内縁部１０ｉを含み、第１環状部１１と第２環状部１２との間に設けられる環状部１０Ａの数は、第２環状部１２と第３環状部１３との間に設けられる環状部１０Ａの数以下であることが好ましい。または、第２環状部１２と第３環状部１３との間に複数の環状部１０Ａの一部が設けられ、第１環状部１１と第２環状部１２との間に環状部１０Ａが設けられないことが好ましい。

このような位置に櫛歯電極対が設けられることで、振動の駆動用電極（例えば、第１固定電極４１など）、調整用電極（例えば、第３固定電極４３）、または、検出電極４１Ｂなどが最外周に設けられる。櫛歯電極対が過度に内側に設けられない。減衰特性の高い制御性が得られる。

以下、センサの特性のシミュレーション結果の例について説明する。シミュレーションにおいては、複数の環状部１０Ａの数は、９である。複数の環状部１０Ａの番号を番号Ｎ１とする。中心（第１固定部２１）に一番近い環状部１０Ａの番号Ｎ１が、１とされる。中心（第１固定部２１）から一番遠い環状部１０Ａの番号Ｎ１が９とされる。シミュレーションにおいては、複数の環状部１０Ａの１つの幅が、複数の環状部１０Ａの他の幅よりも大きい。幅は、例えば放射方向（例えばＸ軸方向でも良い）に沿う長さである。シミュレーションにおいて、幅が他と異なる環状部１０Ａの位置が、数Ｎ１が１～９の範囲で変更される。幅が異なる環状部１０Ａは、櫛歯電極対が設けられる環状部１０Ａに対応する。

図７（ａ）及び図７（ｂ）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、複数の環状部１０Ａの番号Ｎ１に対応する。縦軸は、共振周波数ｆ１である。図７（ａ）は、Ｘ軸方向に沿う振動に対応する。図７（ｂ）は、Ｘ軸方向を基準にして、４５度傾斜した方向に沿う振動に対応する。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、番号Ｎ１が大きくなると共振周波数ｆ１は減少する。これらの図には、複数の環状部１０Ａの全ての幅が同じ場合の共振周波数ｆ０が示されている。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、実施形態において、番号Ｎ１は、７以下であることが好ましい。これにより、共振周波数ｆ１の低下が抑制できる。

図８は、センサの特性を例示するグラフである。
図８の横軸は、複数の環状部１０Ａの番号Ｎ１に対応する。図８の縦軸は、番号Ｎ１のそれぞれにおける変位比ＤＰ１である。変位比ＤＰ１は、番号Ｎ１の環状部１０Ａのそれぞれの振動における変位量の、番号Ｎ１が９である環状部１０Ａの振動における変位量に対する比である。図８に示すように、番号Ｎ１が７以下において、番号Ｎ１が小さくなると変位比ＤＰ１が小さくなる。実施形態において、変位比ＤＰ１は０．７以上であることが好ましい。これにより、櫛歯電極対において、実用的に大きい変位比ＤＰ１が得られる。図８の結果から、番号Ｎ１は５以上であることが好ましい。

図７（ａ）、図７（ｂ）及び図８の結果から、数Ｎ１は、５以上７以下であることが好ましい。実施形態において、複数の環状部１０Ａの数をＮＭ１とする。櫛歯電極対が設けられる環状部１０Ａの番号は、第１整数以上であり、第２整数以下であることが好ましい。第１整数は、ＮＭ１の１／２以上の最小の整数である。第２整数は、ＮＭ１の７／１０以下の最大の整数である。

図１に示すように、実施形態において、第２固定電極４２に可変抵抗Ｒｃ１が電気的に接続されても良い。可変抵抗Ｒｃ１は、制御部７０に含まれても良い。可変抵抗Ｒｃ１は、可動部１０及び第１固定電極４１などを含む素子部に含まれても良い。可変抵抗Ｒｃ１と第２固定電極４２との間にスイッチ４２ｓが設けられても良い。制御部７０は、可変抵抗Ｒｃ１を介して、第１可動部電極１２Ａ（第２環状部１２）と第２固定電極４２との間に電圧を印加可能である。可変抵抗Ｒｃ１の抵抗を変更することで、第１可動部電極１２Ａ及び第２固定電極４２は、可変ダンパとして機能する。可動部１０の振動の減衰特性（例えばダンピング係数）が制御できる。

例えば、ダンピング係数を適切に制御することで、可動部１０の振動特性の非対称性を抑制できる。これにより、角度ドリフトを抑制でき、より高い精度が得られる。

図１に示すように、第１固定部２１を中心として、第１固定電極４１と点対称の位置に平行板電極対の別の固定電極が設けられても良い。第１固定部２１から第１固定電極４１への方向に対して垂直な方向に、平行板電極対の別の固定電極が設けられても良い。第１固定部２１から第１固定電極４１への方向に対して４５度の方向に、平行板電極対の別の固定電極が設けられても良い。平行板電極対の別の固定電極は、第１固定電極４１と同様に動作しても良い。

図１に示すように、第１固定部２１を中心として、第２固定電極４２と点対称の位置に櫛歯状電極対の別の固定電極が設けられても良い。第１固定部２１から第２固定電極４２への方向に対して垂直な方向に、櫛歯状電極対の別の固定電極が設けられても良い。第１固定部２１から第２固定電極４２への方向に対して４５度の方向に、櫛歯状電極対の別の固定電極が設けられても良い。櫛歯状電極対の別の固定電極は、第２固定電極４２と同様に動作しても良い。

図１に示すように、第１固定部２１を中心として、第３固定電極４３と点対称の位置に平行板電極対の別の固定電極が設けられても良い。第１固定部２１から第３固定電極４３への方向に対して垂直な方向に、平行板電極対の別の固定電極が設けられても良い。第１固定部２１から第３固定電極４３への方向に対して４５度の方向に、平行板電極対の別の固定電極が設けられても良い。平行板電極対の別の固定電極は、第３固定電極４３と同様に動作しても良い。

図１に示すように、第１固定部２１を中心として、第４固定電極４４と点対称の位置に櫛歯状電極対の別の固定電極が設けられても良い。第１固定部２１から第４固定電極４４への方向に対して垂直な方向に、櫛歯状電極対の別の固定電極が設けられても良い。第１固定部２１から第４固定電極４４への方向に対して４５度の方向に、櫛歯状電極対の別の固定電極が設けられても良い。

以下、センサ１１０で実施されるいくつかの動作の例について説明する。
図９～図１２は、センサの動作を例示する模式的平面図である。
図９に例示する動作ＰＰ１においては、制御部７０から第１固定電極４１及び別の固定電極４１Ａに励振用の信号が供給される。この例では、第１固定部２１から第１固定電極４１への方向と、第１固定部２１から別の固定電極４１Ａへの方向と、の間の角度は、実質的に４５度である。動作ＰＰ１は、例えば、励振動作である。例えば、動作ＰＰ１において、可変抵抗Ｒｃ（図１参照）を介して、第２固定電極４２に信号が印加される。例えば、減衰特性が調整される。

図１０に例示する動作ＰＰ２においては、検出電極４１Ｂに生じる信号、及び、別の固定電極４１Ｄに生じる信号が、制御部７０で検出される。第１固定部２１から検出電極４１Ｂへの方向と、第１固定部２１から別の固定電極４１Ｄへの方向と、の間の角度は、実質的に９０度である。この例では、第１固定部２１から検出電極４１Ｂへの方向と、第１固定部２１から第１固定電極４１への方向と、の間の角度は、実質的に９０度である。

動作ＰＰ２において、例えば、別の固定電極４１Ｃに生じる信号、及び、別の固定電極４１Ｅに生じる信号が、制御部７０で検出されても良い。第１固定部２１から別の固定電極４１Ｃへの方向と、第１固定部２１から別の固定電極４１Ｅへの方向と、の間の角度は、実質的に９０度である。

動作ＰＰ２において、例えば、別の固定電極４１Ｇに生じる信号、及び、別の固定電極４１Ｅに生じる信号が、制御部７０で検出されても良い。第１固定部２１から別の固定電極４１Ｇへの方向と、第１固定部２１から別の固定電極４１Ｅへの方向と、の間の角度は、実質的に９０度である。

図１１に例示する動作ＰＰ３においては、制御部７０から別の固定電極４１Ｅ及び別の固定電極４１Ｅの少なくともいずれかに、周波数調整用の信号が供給される。第１固定部２１から別の固定電極４１Ｅへの方向と、第１固定部２１から別の固定電極４１Ｆへの方向と、の間の角度は、実質的に９０度である。この例では、第１固定部２１から第１固定電極４１への方向と、第１固定部２１から別の固定電極４１Ｆへの方向と、の間の角度は、実質的に４５度である。動作ＰＰ１は、例えば、周波数調整動作である。

図１２に例示する動作ＰＰ４における１つの例において、制御部７０から、第３固定電極４３、別の固定電極４３Ｂ、別の固定電極４３Ｄ、及び、別の固定電極４３Ｆに振動調整用の信号が供給される。動作ＰＰ４における別の例において、制御部７０から、別の固定電極４３Ａ、別の固定電極４３Ｃ、別の固定電極４３Ｅ、及び、別の固定電極４３Ｄに振動調整用の信号が供給される。第１固定部２１から第３固定電極４３への方向と、第１固定部２１から別の固定電極４３Ｂへの方向と、の間の角度は、実質的に９０度である。第１固定部２１から第３固定電極４３への方向から、第１固定部２１から別の固定電極４３Ｄへの方向までの角度は、実質的に１８０度である。第１固定部２１から第３固定電極４３への方向から、第１固定部２１から別の固定電極４３Ｆへの方向までの角度は、実質的に２７０度である。第１固定部２１から第３固定電極４３への方向から、第１固定部２１から別の固定電極４３Ａへの方向までの角度は、実質的に４５度である。第１固定部２１から別の固定電極４３Ａへの方向から、第１固定部２１から別の固定電極４３Ｃへの方向までの角度は、実質的に９０度である。第１固定部２１から別の固定電極４３Ａへの方向から、第１固定部２１から別の固定電極４３Ｅへの方向までの角度は、実質的に１８０度である。第１固定部２１から別の固定電極４３Ａへの方向から、第１固定部２１から別の固定電極４３Ｇへの方向までの角度は、実質的に１８０度である。動作ＰＰ４は、例えば、クアドラチャの制御動作である。

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）
基体と、
前記基体に固定された第１固定部と、
前記第１固定部に支持された可動部であって、前記基体と前記可動部との間に第１間隙が設けられ、前記可動部は、複数の環状部と、複数の接続部と、を含み、前記複数の環状部は、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平面内において、前記第１固定部を中心とした同心状であり、前記複数の接続部の１つは、前記複数の環状部の１つと前記複数の環状部の別の１つとを接続し、前記複数の環状部は、第１環状部と、第２環状部と、第３環状部と、を含み、前記第２環状部は、前記第１固定部と前記第１環状部との間にあり、前記第３環状部は、前記第１固定部と前記第２環状部との間にあり、前記第２環状部は、第１可動部電極を含む、前記可動部と、
前記基体に固定され前記第１環状部の一部と対向する第１固定電極と、
前記基体に固定され前記第１可動部電極と対向する第２固定電極であって、前記第２固定電極は、第１櫛歯電極対の一方であり、前記第１可動部電極は、前記第１櫛歯電極対の他方である、前記第２固定電極と、
を備えたセンサ。

（構成２）
前記可動部は、内縁部及び外縁部を含み、
前記第１環状部は、前記外縁部を含み、
前記第３環状部は、前記内縁部を含み、
前記第１環状部と前記第２環状部との間に設けられる前記環状部の数は、前記第２環状部と前記第３環状部との間に設けられる前記環状部の数以下である、構成１に記載のセンサ。

（構成３）
前記可動部は、内縁部及び外縁部を含み、
前記第１環状部は、前記外縁部を含み、
前記第３環状部は、前記内縁部を含み、
前記第２環状部と前記第３環状部との間に前記複数の環状部の一部が設けられ、
前記第１環状部と前記第２環状部との間に前記複数の環状部の一部が設けられない、構成１に記載のセンサ。

（構成４）
前記複数の環状部は、実質的に円形である、構成１～３のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成５）
前記複数の接続部は、前記第１固定部を通り前記第１平面に沿う軸方向に沿って延びる、構成１～６のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成６）
前記第１可動部電極は、第１可動基部と、複数の第１可動突出部と、を含み、
前記複数の第１可動突出部は、前記第１可動基部と接続され、
前記第２固定電極は、第２固定基部と、複数の第２固定突出部と、を含み、
前記複数の第２固定突出部は、前記第２固定基部と接続され、
前記複数の第２環状部突出部の１つの少なくとも一部は、前記複数の第２固定突出部の１つと、前記複数の第２固定突出部の別の１つと、の間にあり、
前記複数の第２固定突出部の前記１つの少なくとも一部は、前記複数の第１可動突出部の前記１つと、前記複数の第１可動突出部の別の１つとの間にある、構成１～５のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成７）
前記第１固定電極は、前記第１環状部の前記一部と対向する第１固定電極面を含み、前記第１固定電極面は、前記第１固定部を中心とする弧状であり、
前記第１環状部の前記一部は、前記第１固定電極と対向する第１環状部面を含み、前記第１環状部面は、前記第１固定部を中心とする弧状である、構成１～６のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成８）
前記第１固定部から前記第１固定電極への第２方向は、前記第１方向と交差し、前記第１平面に沿い、
前記第２固定電極は、前記第２方向において、前記第１固定部と前記第１固定電極との間にある、構成１～７のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成９）
前記基体に固定された第３固定電極をさらに備え、
前記第３固定電極は、前記第１環状部の別の一部と対向し、
前記第１固定部から前記第３固定電極への第３方向は、前記第１方向と交差し、前記第１平面に沿い、
前記第３方向は、前記第２方向に対して傾斜した、構成８に記載のセンサ。

（構成１０）
前記第３固定電極は、前記第１環状部の前記別の一部と対向する第３固定電極面を含み、前記第３固定電極面は、前記第１固定部を中心とする弧状であり、
前記第１環状部の前記別の一部は、前記第３固定電極と対向する面を含み、前記第３固定電極と対向する前記面は、前記第１固定部を中心とする弧状である、構成９に記載のセンサ。

（構成１１）
前記第２方向と前記第３方向との間の角度は、１２度以上３３度以下、または、５７度以上７８度以下である、構成９または１０に記載のセンサ。

（構成１２）
前記第３固定電極は、前記第１固定部を中心とする円上において、前記第１固定電極の隣である、構成９または１０に記載のセンサ。

（構成１３）
前記基体に固定された第４固定電極をさらに備え、
前記第２環状部は、第２可動電極を含み、
前記第４固定電極は、前記第２可動部電極と対向し、
前記第４固定電極は、第２櫛歯電極対の一方であり、前記第２可動部電極は、前記第２櫛歯電極対の他方である、構成９または１０に記載のセンサ。

（構成１４）
前記第４固定電極は、前記第１固定部と前記第３固定電極との間にある、構成１３に記載のセンサ。

（構成１５）
前記第２方向と前記第３方向との間の角度は、０度よりも大きく２２度以下である、構成１３に記載のセンサ。

（構成１６）
前記第１固定部及び前記可動部は、導電性であり、
前記可動部は、前記第１固定部と電気的に接続された、構成１３～１５のいずれか１つに記載のセンサ。

（構成１７）
制御部をさらに備え、
前記制御部は、第１動作を実施することが可能であり、
前記制御部は、前記第１動作において、前記第１固定部と前記第１固定電極との間に第１信号を印加し、前記第１固定部と前記第２固定電極との間に第２信号を印加する、構成１６に記載のセンサ。

（構成１８）
前記第２信号により前記可動部の前記振動の特性が制御される、構成１７に記載のセンサ。

（構成１９）
前記制御部は、第２動作を実施することが可能であり、
前記制御部は、前記第２動作において、前記第１固定部と前記第３固定電極との間に第３信号を印加し、前記第１固定部と前記第４固定電極との間に信号を印加しない、構成１７または１８に記載のセンサ。

（構成２０）
前記基体に固定された検出電極をさらに含み、
前記制御部は、外力に応じた検出信号を前記検出電極から取得可能である、構成１７～１９のずれか１つに記載のセンサ。

実施形態によれば、安定した検出が可能な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、 １０Ａ…環状部、 １０Ｂ…接続部、 １０ｉ…内縁部、 １０ｏ…外縁部、 １１～１３…第１～第３環状部、 １１ｆ…第１環状面、 １１ｆａ…面、 １２Ａ、１２Ｂ…第１、第２可動部電極、 １２Ａｂ、１２Ｂｂ…第１、第２可動基部、 １２Ａｐ、１２Ｂｐ…第１、第２可動突出部、 ２０…基体、 ２１…第１固定部、 ３１Ｔ、３２Ｔ…第１、第２櫛歯電極対、 ４０…固定電極、 ４１～４４…第１～第４固定電極、 ４１Ａ～４１Ｄ、４１Ｆ、４１Ｇ…固定電極、 ４１Ｅ…検出電極、 ４１ｆ…第１固定電極面、 ４２ｂ…第２固定基部、 ４２ｐ…第２固定突出部、 ４２ｓ…スイッチ、 ４３ｆ…第３固定電極面、 ４３Ａ～４３Ｇ…固定電極、 ４４ｂ…第４固定基部、 ４４ｐ…第４固定突出部、 ７０…制御部、 １１０…センサ、 Ｄ１～Ｄ３…第１～第３方向、 ＯＰ１、ＯＰ２…第１、第２動作、 Ｐ１～Ｐ４…部分、 Ｒｃ１…可変抵抗、 Ｓｄ１…検出信号、 Ｓｇ１～Ｓｇ３…第１～第３信号、 ｇ１…第１間隙

図４（ａ）及び図５に示すように、第２固定電極４２は、基体２０に固定される。第２固定電極４２は、複数の固定電極４０の１つである。図２に示すように、第２固定電極４２は、第１可動部電極１２Ａと対向する。第２固定電極４２は、第１櫛歯電極対３１Ｔの一方である。第１可動部電極１２Ａは、第１櫛歯電極対３１Ｔの他方である。

この例では、第２方向Ｄ２と第３方向Ｄ３との間の角度は、２２．５度である。この角度は、例えば、０度よりも大きく２２度以下でも良い。この角度は、例えば、１２度以上３３度以下でも良い。この角度は、例えば、５７度以上７８度以下でも良い。

図１、図３、図４（ｂ）及び図６に示すように、センサ１１０は、第４固定電極４４を含んでも良い。第４固定電極４４は、基体２０に固定される。第４固定電極４４は、複数の固定電極４０の１つである。図３に示すように、第２環状部１２は、第２可動部電極１２Ｂを含む。第４固定電極４４は、第２可動部電極１２Ｂと対向する。第４固定電極４４は、第２櫛歯電極対３２Ｔの一方である。第２可動部電極１２Ｂは、第２櫛歯電極対３２Ｔの他方である。

例えば、制御部７０は、以下に説明する第１動作及び第２動作を実施可能でも良い。図２は、第１動作ＯＰ１を例示している。図２に示すように、制御部７０は、第１動作ＯＰ１において、第１固定部２１と第１固定電極４１との間に第１信号Ｓｇ１を印加する。制御部７０は、第１動作ＯＰ１において、第１固定部２１と第２固定電極４２との間に第２信号Ｓｇ２を印加する。例えば、第１信号Ｓｇ１により、可動部１０が振動する。第２信号Ｓｇ２により、可動部１０の振動の特性が制御される。例えば、振動の減衰特性が制御される。

図３は、第２動作ＯＰ２を例示している。制御部７０は、第２動作ＯＰ２において、第１固定部２１と第３固定電極４３との間に第３信号Ｓｇ３を印加する。第２動作ＯＰ２において、制御部７０は、第１固定部２１と第４固定電極４４との間に信号を印加しない。信号が印加されない第４固定電極４４に櫛歯電極対の構成が適用されることで、良好な対称性が得られる。

図１１に例示する動作ＰＰ３においては、制御部７０から別の固定電極４１Ｅ及び別の固定電極４１Ｅの少なくともいずれかに、周波数調整用の信号が供給される。第１固定部２１から別の固定電極４１Ｅへの方向と、第１固定部２１から別の固定電極４１Ｆへの方向と、の間の角度は、実質的に４５度である。この例では、第１固定部２１から第１固定電極４１への方向と、第１固定部２１から別の固定電極４１Ｆへの方向と、の間の角度は、実質的に９０度である。動作ＰＰ１は、例えば、周波数調整動作である。

図１２に例示する動作ＰＰ４における１つの例において、制御部７０から、第３固定電極４３、別の固定電極４３Ｂ、別の固定電極４３Ｄ、及び、別の固定電極４３Ｆに振動調整用の信号が供給される。動作ＰＰ４における別の例において、制御部７０から、別の固定電極４３Ａ、別の固定電極４３Ｃ、別の固定電極４３Ｅ、及び、別の固定電極４３Ｅに振動調整用の信号が供給される。第１固定部２１から第３固定電極４３への方向と、第１固定部２１から別の固定電極４３Ｂへの方向と、の間の角度は、実質的に９０度である。第１固定部２１から第３固定電極４３への方向から、第１固定部２１から別の固定電極４３Ｄへの方向までの角度は、実質的に１８０度である。第１固定部２１から第３固定電極４３への方向から、第１固定部２１から別の固定電極４３Ｆへの方向までの角度は、実質的に２７０度である。第１固定部２１から第３固定電極４３への方向から、第１固定部２１から別の固定電極４３Ａへの方向までの角度は、実質的に４５度である。第１固定部２１から別の固定電極４３Ａへの方向から、第１固定部２１から別の固定電極４３Ｃへの方向までの角度は、実質的に９０度である。第１固定部２１から別の固定電極４３Ａへの方向から、第１固定部２１から別の固定電極４３Ｅへの方向までの角度は、実質的に２７０度である。第１固定部２１から別の固定電極４３Ａへの方向から、第１固定部２１から別の固定電極４３Ｇへの方向までの角度は、実質的に１８０度である。動作ＰＰ４は、例えば、クアドラチャの制御動作である。

（構成１３）
前記基体に固定された第４固定電極をさらに備え、
前記第２環状部は、第２可動部電極を含み、
前記第４固定電極は、前記第２可動部電極と対向し、
前記第４固定電極は、第２櫛歯電極対の一方であり、前記第２可動部電極は、前記第２櫛歯電極対の他方である、構成９または１０に記載のセンサ。

Claims (12)

1. 基体と、
   前記基体に固定された第１固定部と、
   前記第１固定部に支持された可動部であって、前記基体と前記可動部との間に第１間隙が設けられ、前記可動部は、複数の環状部と、複数の接続部と、を含み、前記複数の環状部は、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平面内において、前記第１固定部を中心とした同心状であり、前記複数の接続部の１つは、前記複数の環状部の１つと前記複数の環状部の別の１つとを接続し、前記複数の環状部は、第１環状部と、第２環状部と、第３環状部と、を含み、前記第２環状部は、前記第１固定部と前記第１環状部との間にあり、前記第３環状部は、前記第１固定部と前記第２環状部との間にあり、前記第２環状部は、第１可動部電極を含む、前記可動部と、
   前記基体に固定され前記第１環状部の一部と対向する第１固定電極と、
   前記基体に固定され前記第１可動部電極と対向する第２固定電極であって、前記第２固定電極は、第１櫛歯電極対の一方であり、前記第１可動部電極は、前記第１櫛歯電極対の他方である、前記第２固定電極と、
   を備えたセンサ。
2. 前記可動部は、内縁部及び外縁部を含み、
   前記第１環状部は、前記外縁部を含み、
   前記第３環状部は、前記内縁部を含み、
   前記第１環状部と前記第２環状部との間に設けられる前記環状部の数は、前記第２環状部と前記第３環状部との間に設けられる前記環状部の数以下である、請求項１に記載のセンサ。
3. 前記可動部は、内縁部及び外縁部を含み、
   前記第１環状部は、前記外縁部を含み、
   前記第３環状部は、前記内縁部を含み、
   前記第２環状部と前記第３環状部との間に前記複数の環状部の一部が設けられ、
   前記第１環状部と前記第２環状部との間に前記複数の環状部の一部が設けられない、請求項１に記載のセンサ。
4. 前記第１固定電極は、前記第１環状部の前記一部と対向する第１固定電極面を含み、前記第１固定電極面は、前記第１固定部を中心とする弧状であり、
   前記第１環状部の前記一部は、前記第１固定電極と対向する第１環状部面を含み、前記第１環状部面は、前記第１固定部を中心とする弧状である、請求項１～３のいずれか１つに記載のセンサ。
5. 前記第１固定部から前記第１固定電極への第２方向は、前記第１方向と交差し、前記第１平面に沿い、
   前記第２固定電極は、前記第２方向において、前記第１固定部と前記第１固定電極との間にある、請求項１～４のいずれか１つに記載のセンサ。
6. 前記基体に固定された第３固定電極をさらに備え、
   前記第３固定電極は、前記第１環状部の別の一部と対向し、
   前記第１固定部から前記第３固定電極への第３方向は、前記第１方向と交差し、前記第１平面に沿い、
   前記第３方向は、前記第２方向に対して傾斜した、請求項５に記載のセンサ。
7. 前記第３固定電極は、前記第１環状部の前記別の一部と対向する第３固定電極面を含み、前記第３固定電極面は、前記第１固定部を中心とする弧状であり、
   前記第１環状部の前記別の一部は、前記第３固定電極と対向する面を含み、前記第３固定電極と対向する前記面は、前記第１固定部を中心とする弧状である、請求項６に記載のセンサ。
8. 前記基体に固定された第４固定電極をさらに備え、
   前記第２環状部は、第２可動電極を含み、
   前記第４固定電極は、前記第２可動部電極と対向し、
   前記第４固定電極は、第２櫛歯電極対の一方であり、前記第２可動部電極は、前記第２櫛歯電極対の他方である、請求項６または７に記載のセンサ。
9. 前記第４固定電極は、前記第１固定部と前記第３固定電極との間にある、請求項８に記載のセンサ。
10. 前記第１固定部及び前記可動部は、導電性であり、
    前記可動部は、前記第１固定部と電気的に接続された、請求項８または９に記載のセンサ。
11. 制御部をさらに備え、
    前記制御部は、第１動作を実施することが可能であり、
    前記制御部は、前記第１動作において、前記第１固定部と前記第１固定電極との間に第１信号を印加し、前記第１固定部と前記第２固定電極との間に第２信号を印加する、請求項１０に記載のセンサ。
12. 前記制御部は、第２動作を実施することが可能であり、
    前記制御部は、前記第２動作において、前記第１固定部と前記第３固定電極との間に第３信号を印加し、前記第１固定部と前記第４固定電極との間に信号を印加しない、請求項１１に記載のセンサ。

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