JP6922552B2 - 物理量センサー、物理量センサーデバイス、電子機器、携帯型電子機器および移動体 - Google Patents
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Description
前記基板に固定されている固定部と、
前記固定部に対して第1方向に変位可能な可動部と、
前記可動部に設けられている可動電極部と、
前記基板に固定され、前記可動電極部と前記第1方向に対向するように配置されている固定電極部と、
前記可動部の前記第1方向の可動範囲を規制する規制部と、
を含み、
前記可動部は、
前記第1方向の一方側に、前記第1方向と直交する第2方向に沿って配置されている第1外縁部と、
前記第1方向の他方側に、前記第2方向に沿って配置されている第2外縁部と、
を含み、
前記規制部は、
前記第1外縁部の前記固定部の側とは反対側に、前記第1外縁部と隙間を介して配置されている第1規制部、
および、前記第2外縁部の前記固定部の側とは反対側に、前記第2外縁部と隙間を介して配置されている第2規制部、
の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。
これにより、優れた耐衝撃性を有する物理量センサーが得られる。
前記第2規制部は、前記第2外縁部の外縁に沿って配置されていることが好ましい。
これにより、可動部が第1方向に過度に変位した際、より確実に、可動部を第1規制部または第2規制部に接触させることができる。
これにより、可動部と規制部との接触時の衝撃を緩和することができ、可動部の破損を効果的に低減することができる。
これにより、比較的簡単な構成で、第1、第2規制部を第1軸方向に弾性を有するものとすることができる。
これにより、第1、第2規制部を第1方向に撓み変形させることができる。そのため、可動部と規制部との接触時の衝撃を緩和することができ、可動部の破損を効果的に低減することができる。
これにより、隣り合う部分の間にある隙間に配線を引き回すことができ、配線と規制部との重なりを防止でき、これらの間に寄生容量が形成されてしまうのを低減することができる。
前記第2方向の他方側に、前記第1方向に沿って配置されている第4外縁部と、
を含み、
前記規制部は、
前記第3外縁部の前記固定部の側とは反対側に、前記第3外縁部と隙間を介して配置されている第3規制部と、
前記第4外縁部の前記固定部の側とは反対側に、前記第4外縁部と隙間を介して配置されている第4規制部と、
を含むことが好ましい。
これにより、可動部が第2方向に変位すると、可動部が第3規制部または第4規制部に接触し、第2方向へのそれ以上の変位が低減される。そのため、可動部の第2方向への過度な変位を低減することができる。
前記固定電極部は、長手方向が前記第2方向に沿って、前記可動電極指と前記第1方向に対向するように配置されている固定電極指を含み、
互いに対向している前記可動電極指と前記固定電極指との前記第1方向に沿った離間距離をG1、
前記第1外縁部と前記第1規制部との前記第1方向に沿った離間距離をG2、
前記第2外縁部と前記第2規制部との前記第1方向に沿った離間距離をG3としたとき、
G1>G2およびG1>G3
を満足していることが好ましい。
これにより、可動電極指と固定電極指との接触を効果的に低減することができ、これらの破損を効果的に低減することができる。
これにより、規制部と可動部との間に寄生容量が発生せず、寄生容量に起因した検出精度の低下を効果的に低減することができる。
これにより、可動部と規制部との硬さを揃えることができ、これらが接触した際に、一方が強度負けして破損してしまうことを効果的に低減することができる。
これにより、可動部と規制部との接触の衝撃が分散され、これらの破損を効果的に低減することができる。
第1質量部と第2質量部を含む可動部、平面視で前記第1質量部と前記第2質量部との間に配置され前記基板に支持されている固定部、および前記可動部と前記固定部とを連結している連結部を含む揺動体と、
前記第1質量部と対向するように前記基板に配置されている第1固定電極部と、
前記第2質量部と対向するように前記基板に配置されている第2固定電極部と、
前記基板の法線方向からの平面視で、前記第1質量部と前記第2質量部とが並んでいる方向の前記揺動体の可動範囲を規制する規制部と、
を含み、
前記規制部は、
前記可動部の前記第1質量部側に位置している第1端部に対して前記固定部の側とは反対側に、前記第1端部と隙間を介して配置されている第1規制部、
および、前記可動部の前記第2質量部側に位置している第2端部に対して前記固定部の側とは反対側に、前記第2端部と隙間を介して配置されている第2規制部、
の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。
これにより、優れた耐衝撃性を有する物理量センサーが得られる。
回路素子と、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い物理量センサーデバイスが得られる。
これにより、物理量センサーデバイスの小型化を図ることができる。
加速度センサーと、
角速度センサーと、を含むことが好ましい。
これにより、物理量センサーデバイスを異なる物理量を検出できる複合センサーとして利用することができ、その利便性が向上する。
制御回路と、
補正回路と、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い電子機器が得られる。
前記物理量センサーが収容されているケースと、
前記ケースに収容され、前記物理量センサーからの出力データを処理する処理部と、
前記ケースに収容されている表示部と、
前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い携帯型電子機器が得られる。
姿勢制御部と、
を含むことを特徴とする。
これにより、本発明の物理量センサーの効果を享受でき、信頼性の高い移動体が得られる。
まず、本発明の第1実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
図1に示すように、基板2は、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。また、基板2は、上面側に開放する凹部21を有している。Z軸方向からの平面視で、凹部21は、素子部3を内側に内包するように、素子部3よりも大きく形成されている。凹部21は、素子部3と基板2との接触を防止するための逃げ部として機能する。なお、基板2の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、三角形、矩形以外の四角形、五角形等の多角形、円形、楕円形、異形等いかなる形状であってもよい。
図1に示すように、蓋体10は、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。また、図2に示すように、蓋体10は、下面側に開放する凹部11を有している。また、蓋体10は、凹部11内に素子部3を収納するようにして、基板2に接合されている。そして、蓋体10および基板2によって、素子部3を収納する収納空間Sが形成されている。なお、蓋体10の平面視形状としては、特に限定されず、基板2の平面視形状に合わせて決定され、例えば、三角形、矩形以外の四角形、五角形等の多角形、円形、楕円形、異形等いかなる形状であってもよい。
図1および図3に示すように、素子部3は、基板2に固定されている固定電極部4と、基板2に固定されている固定部51と、固定部51に対してX軸方向に変位可能な可動部52と、固定部51と可動部52とを連結するばね部53、54と、可動部52に設けられている可動電極部6と、を有している。このうち、固定部51、可動部52、ばね部53、54および可動電極部6は、一体的に形成されている。
図1に示すように、可動部52の周囲には、可動部52の可動範囲を規制する規制部9が配置されている。このような規制部9は、例えば、リン(P)、ボロン(B)等の不純物がドープされたシリコン基板をエッチング(特にドライエッチング)によってパターニングすることで形成することができる。すなわち、規制部9は、素子部3と同じ材料で構成されている。また、規制部9は、陽極接合によって基板2の上面に接合されている。
次に、本発明の第2実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
図5は、本発明の第2実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。
次に、本発明の第3実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
図6は、本発明の第3実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。
次に、本発明の第4実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第5実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第6実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第7実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第8実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第9実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第10実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第11実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第12実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第13実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第14実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第15実施形態に係る物理量センサーについて説明する。
次に、本発明の第16実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
次に、本発明の第17実施形態に係る物理量センサーデバイスについて説明する。
次に、本発明の第18実施形態に係る電子機器について説明する。
図48は、本発明の第18実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
次に、本発明の第19実施形態に係る電子機器について説明する。
図49は、本発明の第19実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
次に、本発明の第20実施形態に係る電子機器について説明する。
図50は、本発明の第20実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
次に、本発明の第21実施形態に係る携帯型電子機器について説明する。
1.距離:高精度のGPS機能により計測開始からの合計距離を計測する。
2.ペース:ペース距離計測から、現在の走行ペースを表示する。
3.平均スピード:平均スピード走行開始から現在までの平均スピードを算出し表示する。
4.標高:GPS機能により、標高を計測し表示する。
5.ストライド:GPS電波が届かないトンネル内などでも歩幅を計測し表示する。
6.ピッチ:1分あたりの歩数を計測し表示する。
7.心拍数:脈拍センサーにより心拍数を計測し表示する。
8.勾配:山間部でのトレーニングやトレイルランにおいて、地面の勾配を計測し表示する。
9.オートラップ:事前に設定した一定距離や一定時間を走った時に、自動でラップ計
測を行う。
10.運動消費カロリー:消費カロリーを表示する。
11.歩数:運動開始からの歩数の合計を表示する。
次に、本発明の第22実施形態に係る移動体について説明する。
図53は、本発明の第22実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
Claims (18)
- 基板と、
前記基板に固定されている固定部と、
前記固定部に対して第1方向に変位可能な可動部と、
前記可動部に設けられている可動電極部と、
前記基板に固定され、前記可動電極部と前記第1方向に対向するように配置されている固定電極部と、
前記可動部の前記第1方向および前記第1方向と直交する第2方向の可動範囲を規制する規制部と、
を含み、
前記可動部は、前記固定部を囲む枠部を含み、
前記枠部は、
前記第1方向の一方側に、前記第2方向に沿って配置されている第1外縁部と、
前記第1方向の他方側に、前記第2方向に沿って配置されている第2外縁部と、
前記第2方向の一方側に、前記第1方向に沿って配置されている第3外縁部と、
前記第2方向の他方側に、前記第1方向に沿って配置されている第4外縁部と、
を含み、
前記規制部は、
前記第1外縁部の前記固定部の側とは反対側に、前記第1外縁部と隙間を介して配置されている第1規制部と、
前記第2外縁部の前記固定部の側とは反対側に、前記第2外縁部と隙間を介して配置されている第2規制部と、
前記第3外縁部の前記固定部の側とは反対側に、前記第3外縁部と隙間を介して配置されている第3規制部と、
前記第4外縁部の前記固定部の側とは反対側に、前記第4外縁部と隙間を介して配置されている第4規制部と、
を含み、
前記第3規制部は、
前記第1方向の前記一方側に位置し、前記第1規制部の前記第2方向の前記一方側の端部に接続された第1部分と、
前記第1方向の前記他方側に位置し、前記第2規制部の前記第2方向の前記一方側の端部に接続された第2部分と、
を含み、
前記第4規制部は、
前記第1方向の前記一方側に位置し、前記第1規制部の前記第2方向の前記他方側の端部に接続された第1部分と、
前記第1方向の前記他方側に位置し、前記第2規制部の前記第2方向の前記他方側の端部に接続された第2部分と、
を含み、
前記第3規制部の前記第1部分と、前記第3規制部の前記第2部分との間に、隙間が形成され、
前記第4規制部の前記第1部分と、前記第4規制部の前記第2部分との間に、隙間が形成されていることを特徴とする物理量センサー。 - 請求項1において、
前記第1規制部は、前記第1外縁部の外縁に沿って配置され、
前記第2規制部は、前記第2外縁部の外縁に沿って配置されている物理量センサー。 - 請求項1または2において、
前記第1規制部および前記第2規制部の少なくとも一方は、前記第1方向に弾性を有する物理量センサー。 - 請求項3において、
前記基板の法線方向からの平面視で、前記第1規制部および前記第2規制部の少なくともいずれか一方は、前記第2方向に沿ったスリットを有している物理量センサー。 - 請求項1ないし4のいずれか一項において、
前記第1規制部および前記第2規制部の少なくともいずれか一方と前記基板との間に隙間が形成されている物理量センサー。 - 請求項1ないし5のいずれか一項において、
前記基板の法線方向からの平面視で、前記可動電極部は、長手方向が前記第2方向に沿って配置されている可動電極指を含み、
前記固定電極部は、長手方向が前記第2方向に沿って、前記可動電極指と前記第1方向に対向するように配置されている固定電極指を含み、
互いに対向している前記可動電極指と前記固定電極指との前記第1方向に沿った離間距離をG1、
前記第1外縁部と前記第1規制部との前記第1方向に沿った離間距離をG2、
前記第2外縁部と前記第2規制部との前記第1方向に沿った離間距離をG3としたとき、
G1>G2およびG1>G3
を満足している物理量センサー。 - 請求項1ないし6のいずれか一項において、
前記規制部は、前記可動部と同電位である物理量センサー。 - 請求項1ないし7のいずれか一項において、
前記可動部と前記規制部とは、同じ材料で構成されている物理量センサー。 - 請求項1ないし8のいずれか一項において、
前記可動部が前記規制部に接触したとき、前記可動部と前記規制部とは面接触する物理量センサー。 - 請求項1ないし9のいずれか一項において、
前記規制部の前記第1規制部と前記第3規制部の第1部分とが接続されている部分の入隅に、前記枠部とは反対側に窪んだ欠損部が形成され、
前記規制部の前記第1規制部と前記第4規制部の第1部分とが接続されている部分の入隅に、前記枠部とは反対側に窪んだ欠損部が形成され、
前記規制部の前記第2規制部と前記第3規制部の第2部分とが接続されている部分の入隅に、前記枠部とは反対側に窪んだ欠損部が形成され、
前記規制部の前記第2規制部と前記第4規制部の第2部分とが接続されている部分の入隅に、前記枠部とは反対側に窪んだ欠損部が形成されている物理量センサー。 - 基板と、
第1質量部と第2質量部を含む可動部、平面視で前記第1質量部と前記第2質量部との間に配置され前記基板に支持されている固定部、および前記可動部と前記固定部とを連結している連結部を含む揺動体と、
前記第1質量部と対向するように前記基板に配置されている第1固定電極部と、
前記第2質量部と対向するように前記基板に配置されている第2固定電極部と、
前記基板の法線方向からの平面視で、前記第1質量部と前記第2質量部とが並んでいる第1方向および前記第1方向と直交する第2方向の前記揺動体の可動範囲を規制する規制部と、
を含み、
前記規制部は、
前記可動部の前記第1方向の一方側に位置している第1端部に対して前記固定部の側とは反対側に、前記第1端部と隙間を介して配置されている第1規制部と、
前記可動部の前記第1方向の他方側に位置している第2端部に対して前記固定部の側とは反対側に、前記第2端部と隙間を介して配置されている第2規制部と、
前記可動部の前記第2方向の一方側に位置している第3端部に対して前記固定部の側とは反対側に、前記第3端部と隙間を介して配置されている第3規制部と、
前記可動部の前記第2方向の他方側に位置している第4端部に対して前記固定部の側とは反対側に、前記第4端部と隙間を介して配置されている第4規制部と、
を含み、
前記第3規制部は、
前記第1方向の前記一方側に位置し、前記第1規制部の前記第2方向の前記一方側の端部に接続された第1部分と、
前記第1方向の前記他方側に位置し、前記第2規制部の前記第2方向の前記一方側の端部に接続された第2部分と、
を含み、
前記第4規制部は、
前記第1方向の前記一方側に位置し、前記第1規制部の前記第2方向の前記他方側の端部に接続された第1部分と、
前記第1方向の前記他方側に位置し、前記第2規制部の前記第2方向の前記他方側の端部に接続された第2部分と、
を含み、
前記第3規制部の前記第1部分と、前記第3規制部の前記第2部分との間に、隙間が形成され、
前記第4規制部の前記第1部分と、前記第4規制部の前記第2部分との間に、隙間が形成されていることを特徴とする物理量センサー。 - 請求項11において、
前記規制部の前記第1規制部と前記第3規制部の第1部分とが接続されている部分の入隅に、前記可動部とは反対側に窪んだ欠損部が形成され、
前記規制部の前記第1規制部と前記第4規制部の第1部分とが接続されている部分の入隅に、前記可動部とは反対側に窪んだ欠損部が形成され、
前記規制部の前記第2規制部と前記第3規制部の第2部分とが接続されている部分の入隅に、前記可動部とは反対側に窪んだ欠損部が形成され、
前記規制部の前記第2規制部と前記第4規制部の第2部分とが接続されている部分の入隅に、前記可動部とは反対側に窪んだ欠損部が形成されている物理量センサー。 - 請求項1ないし12のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
回路素子と、
を含むことを特徴とする物理量センサーデバイス。 - 請求項13において、
前記回路素子は、前記物理量センサーと重なるように配置されている物理量センサーデバイス。 - 請求項13または14において、
物理量センサーは、
加速度センサーと、
角速度センサーと、
を含む物理量センサーデバイス。 - 請求項1ないし12のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
制御回路と、
補正回路と、
を含むことを特徴とする電子機器。 - 請求項1ないし12のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
前記物理量センサーが収容されているケースと、
前記ケースに収容され、前記物理量センサーからの出力データを処理する処理部と、
前記ケースに収容されている表示部と、
前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、
を含むことを特徴とする携帯型電子機器。 - 請求項1ないし12のいずれか一項に記載の物理量センサーと、
姿勢制御部と、
を含むことを特徴とする移動体。
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