JP6923494B2 - センサ - Google Patents
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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(d)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2(a)及び図2(b)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)は、斜視図である。図1(b)は、図1(a)の矢印ARからみた平面図である。図1(c)は、図1(a)のA1−A2線断面図である。図1(d)は、センサの一部の断面図である。図2(a)は、図1(a)のA3−A4線断面図である。図2(b)は、センサの別の一部の断面図である。
図3は、第1実施形態に係るセンサの特性を例示するグラフ図である。
図3は、第1素子51の特性を例示している。第2素子52の特性は、例えば、第1素子51と同様である。図3の横軸は、膜部60の歪みε(単位は任意)である。歪みεは、センサ110が受ける外力(例えば音など)に応じる。例えば、音が大きいと、歪みεが大きくなる。縦軸は、第1素子51の電気抵抗R1(任意単位)である。
図4(a)〜図4(d)は、第1実施形態に係るセンサの一部を例示する模式図である。
図4(a)は、第1素子51、及び、膜部60の一部を例示する斜視図である。図4(b)は、第1素子51、膜部60の一部、第1磁性部21の一部を例示する模式的平面図である。図4(c)は、第2素子52、及び、膜部60の一部を例示する斜視図である。図4(d)は、第2素子52、膜部60の一部、第2磁性部22の一部を例示する模式的平面図である。
図5(a)及び図5(c)は、第1素子51を例示している。図5(b)及び図5(d)は、第2素子52を例示している。
図6(a)に示すように、センサ111においては、第1磁性部21は、Y軸方向において、第1素子51に含まれる、第1電極領域er1及び第1積層部11Sと重なる。第1磁性部21は、Y軸方向において、第1対向電極領域ero1の少なくとも一部とさらに重なる。
図7(a)〜図7(d)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8(a)及び図8(b)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(a)は、斜視図である。図7(b)は、図7(a)の矢印ARからみた平面図である。図7(c)は、図7(a)のA1−A2線断面図である。図7(d)は、センサの一部の断面図である。図8(a)は、図7(a)のA3−A4線断面図である。図8(b)は、センサの別の一部の断面図である。
図9は、回路部70の1つの例を示している。センサ120aにおいては、第1素子51及び第1参照素子R51を用いて検知が行われる。
図10は、回路部70の1つの例を示している。センサ120bにおいては、第1素子51、第1参照素子R51、第2素子52及び第2参照素子R52を用いて検知が行われる。センサ120bにおいては、回路部70は、フルブリッジ構成により、信号を出力する。
図11(a)及び図11(b)は、第1参照素子R51及び第2参照素子R52を例示する斜視図である。
図12(a)及び図12(c)は、第1参照素子R51を例示している。図12(b)及び図12(d)は、第2参照素子R52を例示している。
図13に示すように、複数の第1磁性部21、及び、複数の第2磁性部22が設けられても良い。複数の第1磁性部21の1つが、複数の第1素子の少なくとも2つと対向しても良い。複数の第2磁性部22の1つが、複数の第2素子の少なくとも2つと対向しても良い。
図14は、第3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14に示すように、本実施形態に係るセンサ130も、支持部81、膜部60、第1素子51及び第1磁性部21を含む。この例においては、膜部60は、「片持ち梁」である。センサ130におけるこれ以外の構成は、センサ110と同じでも良い。
図15(a)に示すように、センサ131においては、複数の膜部60が設けられる。複数の膜部60の1つに、1つ以上の第1素子51が設けられても良い。複数の膜部60のそれぞれは、第1端部60eaにより支持部81(図14参照)に支持される。
図16に示すように、本実施形態に係る電子機器750は、例えば、情報端末710である。情報端末710には、例えば、マイクロフォン610が設けられる。
図17(a)及び図17(b)に示すように、電子機器750(例えば、マイクロフォン370(音響マイクロフォン))は、筐体360と、カバー362と、センサ310と、を含む。筐体360は、例えば、基板361(例えばプリント基板)と、カバー362と、を含む。基板361は、例えばアンプなどの回路を含む。
(構成1)
第1支持部分及び第2支持部分を含む支持部と、
前記第1支持部分に支持された第1部分領域を含む膜部と、
前記第1部分領域に設けられた第1素子であって、前記第1素子は、第1電極領域と、第1対向電極領域と、前記第1電極領域と前記第1対向電極領域との間に設けられた第1磁性層と、を含む、前記第1素子と、
第1磁性部と、
を備え、
前記第2支持部分から前記第1磁性部への方向は、前記第1対向電極領域から前記第1電極領域への第1方向に沿い、
前記第1磁性部の少なくとも一部は、前記第1方向と交差する方向において前記第1素子の少なくとも一部と重なる、センサ。
第1支持部分及び第2支持部分を含む支持部と、
前記第1支持部分に支持された第1部分領域を含む膜部と、
前記第1部分領域に設けられた第1素子であって、前記第1素子は、第1電極領域と、第1対向電極領域と、前記第1電極領域と前記第1対向電極領域との間に設けられた第1磁性層と、を含む、前記第1素子と、
第1磁性部と、
を備え、
前記第2支持部分から前記第1磁性部への方向は、前記第1対向電極領域から前記第1電極領域への第1方向に沿い、
前記第1方向において前記第1部分領域と前記第1電極領域との間に前記第1対向電極領域が設けられ、
前記第1電極領域は、第1電極面及び第2電極面を含み、前記第2電極面は、前記第1方向において前記第1電極面と前記第1磁性層との間にあり、
前記第1磁性部は、前記支持部の側の第1磁性部面を含み、
前記第1磁性部面の前記第1方向における位置は、前記第1電極面の前記第1方向における位置と、前記支持部の前記第1方向における位置と、の間にある、センサ。
第2素子と、
第2磁性部と、
をさらに備え、
前記支持部は、第3支持部分及び第4支持部分を含み、
前記第2支持部分と前記第4支持部分との間に前記第1支持部分があり、
前記第1支持部分と前記第4支持部分との間に前記第3支持部分があり、
前記膜部は、前記第3支持部分に支持された第2部分領域をさらに含み、
前記第2素子は、前記第2部分領域に設けられ、
前記第2素子は、第2電極領域と、第2対向電極領域と、前記第2電極領域と前記第2対向電極領域との間に設けられた第2磁性層と、を含み、
前記第4支持部分から前記第2磁性部への方向は、前記第1方向に沿う、構成1または2に記載のセンサ。
前記第1素子と前記第1磁性部との間の距離は、前記第2素子と前記第1磁性部との間の距離よりも短く、
前記第2素子と前記第2磁性部との間の距離は、前記第1素子と前記第2磁性部との間の距離よりも短い、構成3記載のセンサ。
前記第1部分領域は、前記第1支持部分に支持された第1端部を含み、
前記第2部分領域は、前記第3支持部分に支持された第2端部を含み、
前記第1端部及び前記第2端部は、前記第1方向と交差する端部延在方向に沿って延び、
前記第1端部の前記端部延在方向に沿う長さ、及び、第2端部の前記端部延在方向に沿う長さのそれぞれは、前記第1端部と前記第2端部との間の距離よりも長く、
前記第1素子と前記第1端部との間の距離は、前記第2素子と前記第1端部との間の距離よりも短く、
前記第2素子と前記第2端部との間の距離は、前記第1素子と前記第2端部との間の距離よりも短い、構成3または4に記載のセンサ。
複数の前記第1素子が設けられ、前記複数の第1素子は、前記端部延在方向に沿って並ぶ、構成5記載のセンサ。
前記第1素子は、
前記第1磁性層と前記第1対向電極領域との間に設けられた第1対向磁性層と、
前記第1磁性層と前記第1対向磁性層との間に設けられた非磁性の第1中間層と、
をさらに備えた、構成5記載のセンサ。
前記第1素子は、前記第1対向磁性層と前記第1対向電極領域との間に設けられた第1対向反強磁性層をさらに含む、構成5〜7のいずれか1つに記載のセンサ。
前記第1素子は、前記第1磁性層と前記第1電極領域との間に設けられた第1反強磁性層をさらに含み、
前記第1磁性層の磁化は、前記端部延在方向に対して傾斜した、構成5〜7のいずれか1つに記載のセンサ。
第1支持部分、第2支持部分及び第3支持部分を含む支持部と、
前記第1支持部分に支持された第1部分領域を含む膜部と、
前記第1部分領域に設けられた第1素子であって、前記第1素子は、第1電極領域と、第1対向電極領域と、前記第1電極領域と前記第1対向電極領域との間に設けられた第1磁性層と、を含む、前記第1素子と、
第1参照素子
第1磁性部と、
を備え、
前記第2支持部分から前記第1磁性部への方向は、前記第1対向電極領域から前記第1電極領域への第1方向に沿い、
前記第3支持部分から前記第1参照素子への方向は、前記第1方向に沿い、
前記第1参照素子から前記第1素子への第1素子方向における前記第1磁性部の位置は、前記第1素子方向における前記第1参照素子の位置と、前記第1素子方向における前記第1素子の位置と、の間にあり、
前記第1参照素子は、第1参照電極領域と、第1参照対向電極領域と、前記第1参照電極領域と前記第1参照対向電極領域との間に設けられた第1参照磁性層と、を含む、センサ。
前記第1電極領域、前記第1対向電極領域、前記第1参照電極領域及び前記第1参照対向電極領域と電気的に接続された回路部をさらに備え、
前記第1電極領域及び前記第1対向電極領域の一方と、前記第1参照電極領域及び前記第1参照対向電極領域の一方と、が互いに電気的に接続され、
前記回路部は、前記第1電極領域及び前記第1対向電極領域の前記一方と、前記第1参照電極領域及び前記第1参照対向電極領域の前記一方との第1接続点の電位の変化に応じた信号を出力可能である、構成10記載のセンサ。
第2素子と、
第2参照素子と、
第2磁性部と、
をさらに備え、
前記支持部は、第4支持部分、第5支持部分及び第6支持部分を含み、
前記第3支持部分と前記第6支持部分との間に前記第2支持部分があり、
前記第2支持部分と前記第6支持部分との間に前記第1支持部分があり、
前記第1支持部分と前記第6支持部分との間に前記第4支持部分があり、
前記第4支持部分と前記第6支持部分との間に前記第5支持部分があり、
前記膜部は、前記第4支持部分に支持された第2部分領域をさらに含み、
前記第2素子は、前記第2部分領域に設けられ、
前記第2素子は、第2電極領域と、第2対向電極領域と、前記第2電極領域と前記第2対向電極領域との間に設けられた第2磁性層と、を含み、
前記第5支持部分から前記第2磁性部への方向は、前記第1方向に沿い、
前記第6支持部分から前記第2参照素子への方向は、前記第1方向に沿い、
前記第2素子から前記第2参照素子への第2素子方向における前記第2磁性部の位置は、前記第2素子方向における前記第2参照素子の位置と、前記第2素子方向における前記第2素子の位置と、の間にあり、
前記第2参照素子は、第2参照電極領域と、第2参照対向電極領域と、前記第2参照電極領域と前記第2参照対向電極領域との間に設けられた第2参照磁性層と、を含む、構成10記載のセンサ。
前記第1電極領域、前記第1対向電極領域、前記第1参照電極領域、前記第1参照対向電極領域、前記第2電極領域、前記第2対向電極領域、前記第2参照電極領域、及び、前記第2参照対向電極領域と電気的に接続された回路部をさらに備え、
前記第1素子の第1端は、前記第1電極領域及び前記第1対向電極領域の一方であり、
前記第1素子の第2端は、前記第1電極領域及び前記第1対向電極領域の他方であり、
前記第1参照素子の第3端は、前記第1参照電極領域及び前記第1参照対向電極領域の一方であり、
前記第1参照素子の第4端は、前記第1参照電極領域及び前記第1参照対向電極領域の他方であり、
前記第2素子の第5端は、前記第2電極領域及び前記第2対向電極領域の一方であり、
前記第2素子の第6端は、前記第2電極領域及び前記第2対向電極領域の他方であり、
前記第2参照素子の第7端は、前記第2参照電極領域及び前記第2参照対向電極領域の一方であり、
前記第2参照素子の第8端は、前記第2参照電極領域及び前記第2参照対向電極領域の他方であり、
前記第1端は、前記第5端と電気的に接続され、
前記第2端は、前記第3端と電気的に接続され、
前記第4端は、前記第8端と電気的に接続され、
前記第6端は、前記第7端と電気的に接続され、
前記回路部は、前記第2端と前記第3端との第1接続点の電位と、前記第6端と前記第7端との第2接続点の電位と、の差に応じた信号を出力可能である、構成12記載のセンサ。
前記回路部は、前記第1端と前記第5端との第3接続点と、前記第4端と前記第8端との第4接続点と、の間に電圧を印加する、構成13記載のセンサ。
前記第1部分領域は、前記第1支持部分に支持された第1端部を含み、
前記第2部分領域は、前記第3支持部分に支持された第2端部を含み、
前記第1端部及び前記第2端部は、前記第1方向と交差する端部延在方向に沿って延び、
前記第1端部の前記端部延在方向に沿う長さ、及び、第2端部の前記端部延在方向に沿う長さのそれぞれは、前記第1端部と前記第2端部との間の距離よりも長く、
前記第1素子と前記第1端部との間の距離は、前記第2素子と前記第1端部との間の距離よりも短く、
前記第2素子と前記第2端部との間の距離は、前記第1素子と前記第2端部との間の距離よりも短い、構成12〜14のいずれか1つ記載のセンサ。
複数の前記第1素子が設けられ、前記複数の第1素子は、前記端部延在方向に沿って並ぶ、構成15記載のセンサ。
前記第1素子は、
前記第1磁性層と前記第1対向電極領域との間に設けられた第1対向磁性層と、
前記第1磁性層と前記第1対向磁性層との間に設けられた非磁性の第1中間層と、
をさらに備えた、構成15記載のセンサ。
前記第1素子は、前記第1対向磁性層と前記第1対向電極領域との間に設けられた第1対向反強磁性層をさらに含む、構成15〜17のいずれか1つに記載のセンサ。
前記第1素子は、前記第1磁性層と前記第1電極領域との間に設けられた第1反強磁性層をさらに含み、
前記第1磁性層の磁化は、前記端部延在方向に対して傾斜した、構成18記載のセンサ。
前記第1部分領域は変形可能であり、
前記第1素子の電気抵抗は、前記第1部分領域の変形に応じて変化可能である、構成1〜19のいずれか1つに記載のセンサ。
Claims (9)
- 第1支持部分及び第2支持部分を含む支持部と、
前記第1支持部分に支持された第1部分領域を含む膜部と、
前記第1部分領域に設けられた第1素子であって、前記第1素子は、第1電極領域と、第1対向電極領域と、前記第1電極領域と前記第1対向電極領域との間に設けられた第1磁性層と、を含む、前記第1素子と、
第1磁性部と、
を備え、
前記第2支持部分から前記第1磁性部への方向は、前記第1対向電極領域から前記第1電極領域への第1方向に沿い、
前記第1方向において前記第1部分領域と前記第1電極領域との間に前記第1対向電極領域が設けられ、
前記第1電極領域は、第1電極面及び第2電極面を含み、前記第2電極面は、前記第1方向において前記第1電極面と前記第1磁性層との間にあり、
前記第1磁性部は、前記支持部の側の第1磁性部面を含み、
前記第1磁性部面の前記第1方向における位置は、前記第1電極面の前記第1方向における位置と、前記支持部の前記第1方向における位置と、の間にある、センサ。 - 第2素子と、
第2磁性部と、
をさらに備え、
前記支持部は、第3支持部分及び第4支持部分を含み、
前記第2支持部分と前記第4支持部分との間に前記第1支持部分があり、
前記第1支持部分と前記第4支持部分との間に前記第3支持部分があり、
前記膜部は、前記第3支持部分に支持された第2部分領域をさらに含み、
前記第2素子は、前記第2部分領域に設けられ、
前記第2素子は、第2電極領域と、第2対向電極領域と、前記第2電極領域と前記第2対向電極領域との間に設けられた第2磁性層と、を含み、
前記第4支持部分から前記第2磁性部への方向は、前記第1方向に沿う、請求項1記載のセンサ。 - 前記第1部分領域は、前記第1支持部分に支持された第1端部を含み、
前記第2部分領域は、前記第3支持部分に指示された第2端部を含み、
前記第1端部及び前記第2端部は、前記第1方向と交差する端部延在方向に沿って延び、
前記第1端部の前記端部延在方向に沿う長さ、及び、第2端部の前記端部延在方向に沿う長さのそれぞれは、前記第1端部と前記第2端部との間の距離よりも長く、
前記第1素子と前記第1端部との間の距離は、前記第2素子と前記第1端部との間の距離よりも短く、
前記第2素子と前記第2端部との間の距離は、前記第1素子と前記第2端部との間の距離よりも短い、請求項2記載のセンサ。 - 複数の前記第1素子が設けられ、前記複数の第1素子は、前記端部延在方向に沿って並ぶ、請求項3記載のセンサ。
- 第1支持部分、第2支持部分及び第3支持部分を含む支持部と、
前記第1支持部分に支持された第1部分領域を含む膜部と、
前記第1部分領域に設けられた第1素子であって、前記第1素子は、第1電極領域と、第1対向電極領域と、前記第1電極領域と前記第1対向電極領域との間に設けられた第1磁性層と、を含む、前記第1素子と、
第1参照素子
第1磁性部と、
を備え、
前記第2支持部分から前記第1磁性部への方向は、前記第1対向電極領域から前記第1電極領域への第1方向に沿い、
前記第3支持部分から前記第1参照素子への方向は、前記第1方向に沿い、
前記第1参照素子から前記第1素子への第1素子方向における前記第1磁性部の位置は、前記第1素子方向における前記第1参照素子の位置と、前記第1素子方向における前記第1素子の位置と、の間にあり、
前記第1参照素子は、第1参照電極領域と、第1参照対向電極領域と、前記第1参照電極領域と前記第1参照対向電極領域との間に設けられた第1参照磁性層と、を含み、
前記第1電極領域、前記第1対向電極領域、前記第1参照電極領域及び前記第1参照対向電極領域と電気的に接続された回路部をさらに備え、
前記第1電極領域及び前記第1対向電極領域の一方と、前記第1参照電極領域及び前記第1参照対向電極領域の一方と、が互いに電気的に接続され、
前記回路部は、前記第1電極領域及び前記第1対向電極領域の前記一方と、前記第1参照電極領域及び前記第1参照対向電極領域の前記一方との第1接続点の電位の変化に応じた信号を出力可能である、センサ。 - 第1支持部分、第2支持部分及び第3支持部分を含む支持部と、
前記第1支持部分に支持された第1部分領域を含む膜部と、
前記第1部分領域に設けられた第1素子であって、前記第1素子は、第1電極領域と、第1対向電極領域と、前記第1電極領域と前記第1対向電極領域との間に設けられた第1磁性層と、を含む、前記第1素子と、
第1参照素子
第1磁性部と、
第2素子と、
第2参照素子と、
第2磁性部と、
を備え、
前記第2支持部分から前記第1磁性部への方向は、前記第1対向電極領域から前記第1電極領域への第1方向に沿い、
前記第3支持部分から前記第1参照素子への方向は、前記第1方向に沿い、
前記第1参照素子から前記第1素子への第1素子方向における前記第1磁性部の位置は、前記第1素子方向における前記第1参照素子の位置と、前記第1素子方向における前記第1素子の位置と、の間にあり、
前記第1参照素子は、第1参照電極領域と、第1参照対向電極領域と、前記第1参照電極領域と前記第1参照対向電極領域との間に設けられた第1参照磁性層と、を含み、
前記支持部は、第4支持部分、第5支持部分及び第6支持部分を含み、
前記第3支持部分と前記第6支持部分との間に前記第2支持部分があり、
前記第2支持部分と前記第6支持部分との間に前記第1支持部分があり、
前記第1支持部分と前記第6支持部分との間に前記第4支持部分があり、
前記第4支持部分と前記第6支持部分との間に前記第5支持部分があり、
前記膜部は、前記第4支持部分に支持された第2部分領域をさらに含み、
前記第2素子は、前記第2部分領域に設けられ、
前記第2素子は、第2電極領域と、第2対向電極領域と、前記第2電極領域と前記第2対向電極領域との間に設けられた第2磁性層と、を含み、
前記第5支持部分から前記第2磁性部への方向は、前記第1方向に沿い、
前記第6支持部分から前記第2参照素子への方向は、前記第1方向に沿い、
前記第2素子から前記第2参照素子への第2素子方向における前記第2磁性部の位置は、前記第2素子方向における前記第2参照素子の位置と、前記第2素子方向における前記第2素子の位置と、の間にあり、
前記第2参照素子は、第2参照電極領域と、第2参照対向電極領域と、前記第2参照電極領域と前記第2参照対向電極領域との間に設けられた第2参照磁性層と、を含み、
前記第1電極領域、前記第1対向電極領域、前記第1参照電極領域、前記第1参照対向電極領域、前記第2電極領域、前記第2対向電極領域、前記第2参照電極領域、及び、前記第2参照対向電極領域と電気的に接続された回路部をさらに備え、
前記第1素子の第1端は、前記第1電極領域及び前記第1対向電極領域の一方であり、
前記第1素子の第2端は、前記第1電極領域及び前記第1対向電極領域の他方であり、
前記第1参照素子の第3端は、前記第1参照電極領域及び前記第1参照対向電極領域の一方であり、
前記第1参照素子の第4端は、前記第1参照電極領域及び前記第1参照対向電極領域の他方であり、
前記第2素子の第5端は、前記第2電極領域及び前記第2対向電極領域の一方であり、
前記第2素子の第6端は、前記第2電極領域及び前記第2対向電極領域の他方であり、
前記第2参照素子の第7端は、前記第2参照電極領域及び前記第2参照対向電極領域の一方であり、
前記第2参照素子の第8端は、前記第2参照電極領域及び前記第2参照対向電極領域の他方であり、
前記第1端は、前記第5端と電気的に接続され、
前記第2端は、前記第3端と電気的に接続され、
前記第4端は、前記第8端と電気的に接続され、
前記第6端は、前記第7端と電気的に接続され、
前記回路部は、前記第2端と前記第3端との第1接続点の電位と、前記第6端と前記第7端との第2接続点の電位と、の差に応じた信号を出力可能である、センサ。 - 前記回路部は、前記第1端と前記第5端との第3接続点と、前記第4端と前記第8端との第4接続点と、の間に電圧を印加する、請求項6記載のセンサ。
- 前記第1部分領域は、前記第1支持部分に支持された第1端部を含み、
前記第2部分領域は、前記第3支持部分に支持された第2端部を含み、
前記第1端部及び前記第2端部は、前記第1方向と交差する端部延在方向に沿って延び、
前記第1端部の前記端部延在方向に沿う長さ、及び、第2端部の前記端部延在方向に沿う長さのそれぞれは、前記第1端部と前記第2端部との間の距離よりも長く、
前記第1素子と前記第1端部との間の距離は、前記第2素子と前記第1端部との間の距離よりも短く、
前記第2素子と前記第2端部との間の距離は、前記第1素子と前記第2端部との間の距離よりも短い、請求項6または7に記載のセンサ。 - 前記第1部分領域は変形可能であり、
前記第1素子の電気抵抗は、前記第1部分領域の変形に応じて変化可能である、請求項1〜8のいずれか1つに記載のセンサ。
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