JP7378358B2 - センサ及び電子装置 - Google Patents

センサ及び電子装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7378358B2
JP7378358B2 JP2020106260A JP2020106260A JP7378358B2 JP 7378358 B2 JP7378358 B2 JP 7378358B2 JP 2020106260 A JP2020106260 A JP 2020106260A JP 2020106260 A JP2020106260 A JP 2020106260A JP 7378358 B2 JP7378358 B2 JP 7378358B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
movable
conductive part
base
beam portion
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020106260A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022001828A (ja
Inventor
桂 増西
泰 冨澤
悦治 小川
竜之介 丸藤
志織 加治
広貴 平賀
史登 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2020106260A priority Critical patent/JP7378358B2/ja
Priority to US17/249,462 priority patent/US11531042B2/en
Publication of JP2022001828A publication Critical patent/JP2022001828A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7378358B2 publication Critical patent/JP7378358B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/097—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by vibratory elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0018—Structures acting upon the moving or flexible element for transforming energy into mechanical movement or vice versa, i.e. actuators, sensors, generators
    • B81B3/0021—Transducers for transforming electrical into mechanical energy or vice versa
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0035—Constitution or structural means for controlling the movement of the flexible or deformable elements
    • B81B3/004—Angular deflection
    • B81B3/0045—Improve properties related to angular swinging, e.g. control resonance frequency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0228—Inertial sensors
    • B81B2201/0235—Accelerometers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/01—Suspended structures, i.e. structures allowing a movement
    • B81B2203/0118—Cantilevers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/01—Suspended structures, i.e. structures allowing a movement
    • B81B2203/0181—See-saws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0808—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
    • G01P2015/0811—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0817—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for pivoting movement of the mass, e.g. in-plane pendulum

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Description

本発明の実施形態は、センサ及び電子装置に関する。
例えば、ＭＥＭＳ構造を利用したセンサがある。センサにおいて、検出精度の向上が望まれる。
特開平４－１１５１６５号公報
実施形態は、検出精度を向上できるセンサ及び電子装置を提供する。
実施形態によれば、センサは、基体と、前記基体に固定された第１支持部と、前記基体から離れた第１可動部と、を含む。前記第１可動部は、前記第１支持部に支持された第１可動基部と、前記第１可動基部と接続された第２可動基部と、第１可動梁と、を含む。前記第１可動梁は、第１梁と、第１可動導電部と、第１接続領域と、を含む。前記第１梁は、第１梁部分、第２梁部分、前記第１梁部分と前記第２梁部分との間の第３梁部分と、を含む。前記第１梁部分は、前記第１可動基部と接続される。前記第２梁部分は、前記第２可動基部と接続される。前記第１接続領域は、前記第３梁部分と前記第１可動導電部とを接続する。前記第１梁部分から前記第２梁部分への第１方向に沿う前記第１可動導電部の長さは、前記第１方向に沿う前記第１接続領域の長さよりも長い。
図１（ａ）、図１（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２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）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５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）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６（ａ）及び図６（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７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８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９（ａ）及び図９（ｂ）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１０（ａ）及び図１０（ｂ）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１１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１２は、第３実施形態に係る電子装置を例示する模式図である。 図１３（ａ）～図１３（ｈ）は、電子装置の応用を例示する模式図である。
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）、図１（ｂ）、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）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、平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ１－Ｘ２線断面図である。図２（ａ）は、図１のＡ１－Ａ２線断面図である。図２（ｂ）は、図１のＢ１－Ｂ２線断面図である。図２（ｃ）は、図１のＣ１－Ｃ２線断面図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、基体５０Ｓ、第１支持部５０Ａ及び第１可動部１０を含む。第１支持部５０Ａ及び第１可動部１０は、素子部１０Ｕに含まれる。
第１支持部５０Ａは、基体５０Ｓに固定される。第１可動部１０は、第１支持部５０Ａに支持される。第１可動部１０は、基体５０Ｓから離れる。
基体５０Ｓと第１可動部１０との間には、間隙１０Ｚが設けられている。例えば、基体５０Ｓは、第１面５０Ｓｆを含む。第１面５０Ｓｆと第１可動部１０との間に、間隙１０Ｚがある。
第１面５０Ｓｆに対して垂直な方向を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。
図１（ａ）に示すように、第１可動部１０は、第１可動基部１０Ａ、第２可動基部１０Ｂ及び第１可動梁１１Ｍを含む。第１可動基部１０Ａは、第１支持部５０Ａに支持される。第２可動基部１０Ｂは、第１可動基部１０Ａと接続される。第１可動基部１０Ａが第１支持部５０Ａに支持されることで、第１可動部１０は第１支持部５０Ａに支持される。
この例では、第１可動部１０は、接続部１０Ｐをさらに含む。接続部１０Ｐは、第１可動基部１０Ａと第２可動基部１０Ｂとの間に設けられる。接続部１０Ｐは、第２可動基部１０Ｂを第１可動基部１０Ａと接続する。接続部１０Ｐは、例えば、ピポット部またはヒンジ部である。例えば、接続部１０ＰのＹ軸方向に沿う長さは、第１可動基部１０ＡのＹ軸方向に沿う長さよりも短く、第２可動基部１０ＢのＹ軸方向に沿う長さよりも短い。例えば、接続部１０ＰのＸ軸方向に沿う長さは、第１可動基部１０ＡのＸ軸方向に沿う長さよりも短く、第２可動基部１０ＢのＸ軸方向に沿う長さよりも短い。
図１に示すように、第１可動梁１１Ｍは、第１梁１１、第１可動導電部２１、及び、第１接続領域１１Ｃを含む。第１梁１１は、第１梁部分１１ａ、第２梁部分１１ｂ及び第３梁部分１１ｃを含む。第３梁部分１１ｃは、第１梁部分１１ａと第２梁部分１１ｂとの間にある。第１梁部分１１ａは、第１可動基部１０Ａと接続される。第２梁部分１１ｂは、第２可動基部１０Ｂと接続される。
この例では、第１梁部分１１ａから第２梁部分１１ｂへの第１方向は、Ｘ軸方向に沿う。第１梁１１は、Ｘ軸方向に沿って延びる。第３梁部分１１ｃは、例えば、第１梁１１のＸ軸方向の中央部分である。
第１接続領域１１Ｃは、第３梁部分１１ｃと第１可動導電部２１とを接続する。例えば、第１接続領域１１Ｃと第１可動基部１０Ａとの間のＸ軸方向に沿った距離は、第１接続領域１１Ｃと第２可動基部１０Ｂとの間のＸ軸方向に沿った距離と実質的に同じで良い。
第１可動導電部２１は、部分２１ａ、部分２１ｂ及び部分２１ｃを含む。部分２１ｃは、部分２１ａと部分２１ｂとの間にある。部分２１ａから部分２１ｂへの方向は、例えば、第１方向（Ｘ軸方向）に沿う。部分２１ｃは、例えば、第１可動導電部２１のＸ軸方向における中央部分である。第１接続領域１１Ｃは、第３梁部分１１ｃと部分２１ｃとを接続する。第１接続領域１１Ｃは、例えば、Ｙ軸方向に沿って延びる。
第１方向（Ｘ軸方向）に沿う第１可動導電部２１の長さを長さＬ２１とする。第１方向（Ｘ軸方向）に沿う第１接続領域１１Ｃの長さを長さＬ１１Ｃとする。実施形態においては、長さＬ２１は、長さＬ１１Ｃよりも長い。このような構成により、第１可動導電部２１と、第１可動導電部２１と対向する対向導電部と、が重なる面積が大きくできる。例えば、第１可動導電部２１と対向する対向導電部との間の電気容量が大きくできる。第１可動梁１１Ｍの第１梁１１が変位したときに生じる電気容量の変化が大きくできる。または、第１可動導電部２１と、第１可動導電部２１と対向する対向導電部と、が重なる面積が大きくできるため、対向導電部に交流電圧を印加して第１可動梁１１Ｍを効率的に振動させることができる。実施形態によれば、検出精度を向上できるセンサを提供できる。
図１（ａ）に示すように、例えば、センサ１１０は、第１対向導電部５１をさらに含む。図２（ｃ）に示すように、第１対向導電部５１は、例えば、絶縁部材５１Ａを介して、基体５０Ｓに固定される。第１対向導電部５１は、第１可動導電部２１と対向する。例えば、第１対向導電部５１と電気的に接続された電極５１Ｅが設けられても良い。
図１に示すように、センサ１１０は、制御部７０をさらに含んでも良い。制御部７０は、例えば、配線７０ａにより第１可動梁１１Ｍと電気的に接続される。制御部７０は、例えば、配線７０ｂ及び電極５１Ｅにより、第１対向導電部５１と電気的に接続される。制御部７０は、例えば、第１可動導電部２１と第１対向導電部５１との間の電気容量を検出しても良い。上記のように、第１可動導電部２１と第１対向導電部５１とが重なる面積が大きくできる。これにより、例えば、第１梁１１が変位したときに生じる電気容量の変化が大きくなり、第１梁１１の変位を効率的に検出できる。制御部７０は、例えば、第１可動導電部２１と第１対向導電部５１との間に交流電圧を印加して、第１可動梁１１Ｍを振動させても良い。この場合に、第１可動梁１１Ｍを効率的に振動させることができる。
図１に示すように、センサ１１０は、第２対向導電部５２をさらに含んでも良い。第２対向導電部５２は、基体５０Ｓに固定される。第２対向導電部５２は、第１可動導電部２１と対向する。この例では、第２対向導電部５２は、第１可動導電部２１の部分２１ａと対向する。この例では、第１可動導電部２１の少なくとも一部（部分２１ａ）は、第１方向（Ｘ軸方向）と交差する方向（この例では、Ｙ軸方向）において、第２対向導電部５２と第１対向導電部５１との間にある。例えば、第２対向導電部５２と電気的に接続された電極５２Ｅが設けられても良い。
図１に示すように、制御部７０は、例えば、配線７０ｃ及び電極５２Ｅにより、第２対向導電部５２と電気的に接続される。制御部７０は、例えば、第１可動導電部２１と第２対向導電部５２との間に交流電圧を印加して、第１可動梁１１Ｍを振動させても良い。この場合に、第１可動梁１１Ｍを効率的に振動させることができる。
図１に示すように、センサ１１０は、第３対向導電部５３をさらに含んでも良い。第３対向導電部５３は、基体５０Ｓに固定される。第３対向導電部５３は、第１可動導電部２１と対向する。例えば、第１可動導電部２１の一部（部分２１ｂ）は、第１方向（Ｘ軸方向）と交差する方向（この例では、Ｙ軸方向）において、第３対向導電部５３と第１対向導電部５１との間にある。この例では、第１接続領域１１Ｃの少なくとも一部は、第１方向（Ｘ軸方向）において、第２対向導電部５２と第３対向導電部５３との間にある。例えば、第３対向導電部５３と電気的に接続された電極５３Ｅが設けられても良い。
図１に示すように、制御部７０は、例えば、配線７０ｄ及び電極５３Ｅにより、第３対向導電部５３と電気的に接続される。制御部７０は、例えば、第１可動導電部２１と第３対向導電部５３との間に交流電圧を印加して、第１可動梁１１Ｍを振動させても良い。この場合に、第１可動梁１１Ｍを効率的に振動させることができる。
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。
例えば、第１可動導電部２１と第２対向導電部５２との間、第１可動導電部２１と第３対向導電部５３との間に交流電圧を印加することで、図３に示すように、第１可動梁１１Ｍが振動する。例えば、第１可動梁１１Ｍの第１梁１１は、Ｙ軸方向に沿って振動する。例えば、交流電圧の振動数を適切に制御することで、第１梁１１において、共振が生じる。第１梁１１は、例えば、共振梁である。
第１梁１１の振動が大きい中央部分（第３梁部分１１ｃ）が、第１接続領域１１Ｃにより、第１可動導電部２１と接続される。例えば、共振梁の最大振幅を利用できる。例えば、第１可動導電部２１は、共振梁の最大振幅で変位可能である。例えば、効率的な振動が得られる。例えば、振動を生じさせるための交流電圧を低くすることができる。例えば、低電圧駆動が得られる。
例えば、第１可動導電部２１と第１対向導電部５１との間に生じる信号（例えば電気容量の変化に応じた信号）が、効率的に得られる。例えば、高い容量感度が得られる。例えば、高精度の検出が可能になる。実施形態において、共振梁の駆動と、検出と、が、上記の記載に対して互いに入れ替えられて行われても良い。
上記のような第１可動導電部２１を設けることで、第１可動梁１１Ｍ（第１梁１１）の共振周波数を低くすることができる。例えば、第１可動導電部２１の質量を利用することで、第１可動梁１１Ｍ（第１梁１１）を長くしないで、共振周波数を低くすることが容易になる。
センサ１１０は、例えば、共振型加速度センサである。後述するように、センサ１１０に含まれる基体５０Ｓ及び素子部１０Ｕなどが、減圧された容器などの中に設けられる。例えば、センサ１１０に加わる加速度により、第１可動梁１１Ｍ（第１梁１１）の共振周波数が変化する。共振周波数の変化は、例えば、加速度により生じる第１梁１１の歪に起因する。共振周波数の変化を検出することで、センサ１１０に加わる加速度を、高感度で、高精度で検出できる。
このように、センサ１１０において、制御部７０は、第２対向導電部５２（及び／または第３対向導電部５３）と前記第１可動導電部との間に交流電圧を印加しても良い。制御部７０は、第１対向導電部５１と第１可動導電部２１との間の信号を検出して、第１可動梁１１Ｍ（例えば、第１梁１１）の共振周波数の変化を検出可能でも良い。例えば、効率的な共振駆動が得られる。例えば、共振周波数の変化を高い精度で検出できる。
実施形態においては、例えば、機械的な高いＱ値が得られる。例えば、高い容量感度が得られる。高いＳ／Ｎ比が得られる。実施形態によれば、検出精度を向上できるセンサを提供できる。
図４、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）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４は、平面図である。図５（ａ）は、図４のＤ１－Ｄ２線断面図である。図５（ｂ）は、図４のＥ１－Ｅ２線断面図である。図５（ｃ）は、図４のＦ１－Ｆ２線断面図である。
図４、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、実施形態に係るセンサ１１１も、第１可動部１０を含む。センサ１１１は、基体５０Ｓ及び第１支持部５０Ａ（図１（ａ）及び図１（ｂ）参照）を含む。図４においては、基体５０Ｓ及び第１支持部５０Ａは省略されている。第１可動部１０は、第１可動梁１１Ｍに加えて、第２可動梁１２Ｍをさらに含む。センサ１１１における第１可動梁１１Ｍは、センサ１１０における第１可動梁１１Ｍと同様で良い。以下、第２可動梁１２Ｍの例について説明する。
図４に示すように、第１方向（Ｘ軸方向）と交差する第２方向（この例では、Ｙ軸方向）における接続部１０Ｐの位置は、第２方向（Ｙ軸方向）における第２可動梁１２Ｍの位置と、第２方向（Ｙ軸方向）における第１可動梁１１Ｍの位置との間にある。例えば、Ｘ－Ｙ平面において、接続部１０Ｐは、第２可動梁１２Ｍと第１可動梁１１Ｍとの間にある。
第２可動梁１２Ｍは、第２梁１２、第２可動導電部２２及び第２接続領域１２Ｃを含む。第２梁１２は、第４梁部分１２ｄ、第５梁部分１２ｅ及び第６梁部分１２ｆを含む。第６梁部分１２ｆは、第４梁部分１２ｄと第５梁部分１２ｅとの間にある。第４梁部分１２ｄは、第１可動基部１０Ａと接続される。第５梁部分１２ｅは、第２可動基部１０Ｂと接続される。第４梁部分１２ｄから第５梁部分１２ｅへの方向は、第１方向（Ｘ軸方向）に沿う。
第２接続領域１２Ｃは、第６梁部分１２ｆと第２可動導電部２２とを接続する。例えば、第２接続領域１２Ｃと第１可動基部１０Ａとの間のＸ軸方向に沿った距離は、第２接続領域１２Ｃと第２可動基部１０Ｂとの間のＸ軸方向に沿った距離と実質的に同じで良い。
第２可動導電部２２は、部分２２ｄ、部分２２ｅ及び部分２２ｆを含む。部分２２ｆは、部分２２ｄと部分２２ｅとの間にある。部分２２ｄから部分２２ｅへの方向は、例えば、第１方向（Ｘ軸方向）に沿う。部分２２ｄは、例えば、第２可動導電部２２のＸ軸方向における中央部分である。第２接続領域１２Ｃは、第６梁部分１２ｆと部分２２ｆとを接続する。第２接続領域１２Ｃは、例えば、Ｙ軸方向に沿って延びる。
第１方向（Ｘ軸方向）に沿う第２可動導電部２２の長さＬ２２は、第１方向に沿う第２接続領域１２Ｃの長さＬ１２Ｃよりも長い。このような構成により、第２可動導電部２２と、第２可動導電部２２と対向する対向導電部と、が重なる面積が大きくできる。例えば、第２可動導電部２２と対向する対向導電部との間の電気容量が大きくできる。第２可動梁１２Ｍの第２梁１２が変位したときに生じる電気容量の変化が大きくできる。例えば、第２可動梁１２Ｍの第２梁１２が変位したとき、第２梁１２の最大変位で第２可動導電部２２が変位しても良い。これにより、生じる電気容量の変化が大きくできる。または、第２可動導電部２２と、第２可動導電部２２と対向する対向導電部と、が重なる面積が大きくできるため、対向導電部に交流電圧を印加して第２可動梁１２Ｍを効率的に振動させることができる。実施形態によれば、検出精度を向上できるセンサを提供できる。
上記のような第２可動導電部２２を設けることで、第２可動梁１２Ｍ（第２梁１２）の共振周波数を低くすることができる。例えば、第２可動導電部２２の質量を利用することで、第２可動梁１２Ｍ（第２梁１２）を長くしないで共振周波数を低くすることが容易になる。例えば、第２可動導電部２２は、第１可動導電部２１と電気的に接続される。
図４に示すように、この例では、第２方向（Ｙ軸方向）において、第２可動導電部２２と第１可動導電部２１との間に接続部１０Ｐがある。第２方向（Ｙ軸方向）において、第２可動導電部２２と接続部１０Ｐとの間に、第２梁１２がある。第２方向（Ｙ軸方向）において、接続部１０Ｐと第１可動導電部２１との間に、第１梁１１がある。
例えば、第１可動梁１１Ｍと第２可動梁１２Ｍとは、接続部１０Ｐを通り第１方向に沿う線分に関して、対称である。
図４に示すように、センサ１１１は、第４対向導電部５４を含んでも良い。図５（ｃ）に示すように、第４対向導電部５４は、例えば、絶縁部材５４Ａを介して、基体５０Ｓに固定される。第４対向導電部５４は、第２可動導電部２２と対向する。例えば、第４対向導電部５４と電気的に接続された電極５４Ｅが設けられても良い。
図４に示すように、制御部７０は、例えば、配線７０ｅ及び電極５４Ｅにより、第４対向導電部５４と電気的に接続される。制御部７０は、例えば、第２可動導電部２２と第４対向導電部５４との間の電気容量を検出しても良い。上記のように、第２可動導電部２２と第４対向導電部５４とが重なる面積が大きくできる。これにより、例えば、第２梁１２が変位したときに生じる電気容量の変化が大きくなり、第２梁１２の変位を効率的に検出できる。制御部７０は、例えば、第２可動導電部２２と第４対向導電部５４との間に交流電圧を印加して、第２可動梁１２Ｍを振動させても良い。この場合に、第２可動梁１２Ｍを効率的に振動させることができる。
図４に示すように、センサ１１１は、第５対向導電部５５をさらに含んでも良い。第５対向導電部５５は、基体５０Ｓに固定される。第５対向導電部５５は、第２可動導電部２２と対向する。例えば、第２可動導電部２２の少なくとも一部（部分２２ｄ）は、第２方向（Ｙ軸方向）において、第４対向導電部５４と第５対向導電部５５との間にある。例えば、第５対向導電部５５と電気的に接続された電極５５Ｅが設けられても良い。
図４に示すように、センサ１１１は、第６対向導電部５６をさらに含んでも良い。第６対向導電部５６は、基体５０Ｓに固定される。第６対向導電部５６は、第２可動導電部２２と対向する。第２可動導電部２２の一部（部分２２ｅ）は、第２方向（Ｙ軸方向）において、第６対向導電部５６と第４対向導電部５４との間にある。この例では、第２接続領域１２Ｃの少なくとも一部は、第１方向（Ｘ軸方向）において、第５対向導電部５５と第６対向導電部５６との間にある。例えば、第６対向導電部５６と電気的に接続された電極５６Ｅが設けられても良い。
図４に示すように、制御部７０は、例えば、配線７０ｆ及び電極５５Ｅにより、第５対向導電部５５と電気的に接続される。制御部７０は、例えば、第２可動導電部２２と第５対向導電部５５との間に交流電圧を印加して、第２可動梁１２Ｍを振動させても良い。この場合に、第２可動梁１２Ｍを効率的に振動させることができる。
図４に示すように、制御部７０は、例えば、配線７０ｇ及び電極５６Ｅにより、第６対向導電部５６と電気的に接続される。制御部７０は、例えば、第２可動導電部２２と第６対向導電部５６との間に交流電圧を印加して、第２可動梁１２Ｍを振動させても良い。この場合に、第２可動梁１２Ｍを効率的に振動させることができる。
制御部７０は、例えば、第２対向導電部５２（及び／または第３対向導電部５３）と第１可動導電部２１との間、及び、第５対向導電部５５（及び／または第６対向導電部５６）との間に交流電圧を印加する。制御部７０は、第１対向導電部５１と第１可動導電部２１との間の信号、及び、第４対向導電部５４と第２可動導電部２２との間の信号を検出して、第１可動梁１１Ｍ（例えば第１梁１１）の共振周波数と、第２可動梁１２Ｍ（第２梁１２）の共振周波数と、の差に関する値を検出可能である。実施形態において、共振梁の駆動と、検出と、が、上記の記載に対して互いに入れ替えられて行われても良い。
例えば、センサ１１１に加わる加速度により、第１可動梁１１Ｍ（第１梁１１）、及び、例えば、第２可動梁１２Ｍ（第２梁１２）の共振周波数が変化する。共振周波数の変化は、例えば、加速度により生じる第１梁１１及び第２梁１２の歪に起因する。例えば、第１梁１１に引っ張り歪が生じるときに、第２梁１２に圧縮歪が生じる。例えば、第１梁１１に圧縮歪が生じるときに、第２梁１２に引っ張り歪が生じる。これらの歪により、共振周波数が変化する。第１梁１１における共振周波数の増減の方向は、第２梁１２における共振周波数の増減の方向と逆である。第１梁１１における共振周波数と、第２梁１２における共振周波数と、の差に対応する値を検出することで、センサ１１１に加わる加速度を、高感度で、高精度で検出できる。
このように、センサ１１１において、制御部７０は、第１可動梁１１Ｍに関する共振周波数に対応した特性と、第２可動梁１２Ｍに関する共振周波数に対応した特性と、の差を検出することで、加速度をより高い精度で検出できる。センサ１１１は、例えば、差動共振型加速度センサ（ＤＲＡ：Differential Resonant Accelerometer）である。例えば、センサ１１１に含まれる基体５０Ｓ及び素子部１０Ｕなどが、減圧された容器などの中に設けられて良い。
実施形態においては、例えば、機械的な高いＱ値が得られる。例えば、高い容量感度が得られる。高いＳ／Ｎ比が得られる。実施形態によれば、検出精度を向上できるセンサを提供できる。
図６（ａ）、図６（ｂ）、図７、及び、図８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、図６（ａ）の一部の拡大図である。図８は、図７の一部の拡大図である。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、実施形態に係るセンサ１１２において、第１可動部１０は、第１可動基部１０Ａ、第２可動基部１０Ｂ、第１可動梁１１Ｍ及び第２可動梁１２Ｍに加えて、可動部材１０Ｘを含む。可動部材１０Ｘは、例えば、可動質量である。
可動部材１０Ｘは、第２可動基部１０Ｂに接続されている。可動部材１０Ｘは、第１可動導電部２１よりも大きい。例えば、可動部材１０Ｘの質量は、第１可動導電部２１の質量よりも大きい。
例えば、Ｙ軸方向に沿う成分を有する加速度が可動部材１０Ｘに加わる。この加速度により、可動部材１０Ｘは、接続部１０Ｐを中心として回転変位する。可動部材１０Ｘの動きに応じて、第１梁１１及び第２梁１２に歪が生じる。例えば、第１梁１１に引っ張り歪が生じるときに、第２梁１２に圧縮歪が生じる。例えば、第１梁１１に圧縮歪が生じるときに、第２梁１２に引っ張り歪が生じる。これらの歪により、共振周波数が変化する。
可動部材１０Ｘが設けられることにより、より効果的に歪が発生する。共振周波数をより効果的に変化させることができる。加速度をより高精度で検出できる。
制御部７０（図４参照）は、例えば、第２対向導電部５２（及び／または第３対向導電部５３）と第１可動導電部２１との間に、及び、第５対向導電部５５（及び／または第６対向導電部５６）と第２可動導電部２２との間に交流電圧を印加する。制御部７０は、例えば、第１対向導電部５１と第１可動導電部２１との間の信号、及び、第４対向導電部５４と第２可動導電部２２との間の信号を検出して、第１可動梁１１Ｍ（第１梁１１）の共振周波数と、第２可動梁１２Ｍ（第２梁１２）の共振周波数と、の差に関する値を検出可能である。この値は、可動部材１０Ｘの動きに応じている。
図６（ａ）に示すように、この例では、可動部材１０Ｘと対向する第７対向導電部５７及び第８対向導電部５８が設けられている。第７対向導電部５７と電気的に接続された電極５７Ｅ、及び、第８対向導電部５８と電気的に接続された電極５８Ｅが設けられても良い。例えば、制御部７０は、第７対向導電部５７と可動部材１０Ｘとの間の電気容量に対応する値、及び／または、第８対向導電部５８と可動部材１０Ｘとの間の電気容量に対応する値を検出可能でも良い。例えば、制御部７０は、第７対向導電部５７及び第８対向導電部５８に印加する電圧を調整して、可動部材１０Ｘを制御しても良い。例えば、第７対向導電部５７及び第８対向導電部５８の電位が、可動部材１０Ｘの電位と同じに設定されても良い。例えば、第７対向導電部５７及び第８対向導電部５８は、ショートを抑制するストッパとして機能しても良い。第７対向導電部５７の側部に突起５７Ｂが設けられても良い。第８対向導電部５８の側部に突起５８Ｂが設けられても良い。
図６に示すように、第９対向導電部５９が設けられても良い。第９対向導電部５９は、例えば、他の対向導電部の周りに設けられる。第９対向導電部５９に電気的に接続された電極５９Ｅが設けられても良い。制御部７０は、電極５９Ｅ（第９対向導電部５９）をグランド電位に設定しても良い。例えば、信号のノイズが抑制される。
図６に示すように、電極１０Ｅが設けられても良い。電極１０Ｅは、第１可動部１０と電気的に接続される。電極１０Ｅを用いて上記の動作が実施されても良い。センサ１１２は、例えば、差動共振型加速度センサ（ＤＲＡ）である。
図７に示すように、第１可動導電部２１は、孔２１Ｈを含んでも良い。第２可動導電部２２は、孔２２Ｈを含んでも良い。孔が設けられることで、例えば、共振周波数を調整できる。
図８に示すように、第１可動基部１０Ａ及び第２可動基部１０Ｂの少なくともいずれかは、孔１０Ｈを含んでも良い。孔１０Ｈが設けられることで、例えば、可動部材１０Ｘによる共振周波数を調整できる。可動部材１０Ｘは、孔１０ＸＨを含んでも良い。孔１０ＸＨが設けられることで、例えば、可動部材１０Ｘによる共振周波数を調整できる。
図９（ａ）及び図９（ｂ）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９（ａ）に示すように、実施形態に係るセンサ１１３において、第１可動導電部２１及び第１対向導電部５１は、櫛歯電極状である。例えば、第１可動導電部２１に複数の突出部２１ｐが設けられる。例えば、第１対向導電部５１に複数の突出部５１ｐが設けられる。複数の突出部２１ｐ及び複数の突出部５１ｐが、櫛歯状に並ぶ。櫛歯電極状の導電部により、互いに対向する面積が大きくできる。例えば、検出用の電気容量の線形性を向上できる。
図９（ｂ）に示すように、実施形態に係るセンサ１１３において、第２可動導電部２２及び第４対向導電部５４は、櫛歯電極状である。例えば、第２可動導電部２２に複数の突出部２２ｐが設けられる。例えば、第４対向導電部５４に複数の突出部５４ｐが設けられる。複数の突出部２２ｐ及び複数の突出部５４ｐが、櫛歯状に並ぶ。櫛歯電極状の導電部により、互いに対向する面積が大きくできる。例えば、検出用の電気容量の線形性を向上できる。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）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１０（ａ）に示すように、実施形態に係るセンサ１１４において、第１可動導電部２１及び第２対向導電部５２は、櫛歯電極状である。第１可動導電部２１及び第３対向導電部５３は、櫛歯電極状である。例えば、第１可動導電部２１に複数の突出部２１ｑ及び複数の突出部２１ｒが設けられる。例えば、第２対向導電部５２に複数の突出部５２ｐが設けられる。例えば、第３対向導電部５３に複数の突出部５３ｐが設けられる。複数の突出部２１ｑ及び複数の突出部５２ｐが、櫛歯状に並ぶ。複数の突出部２１ｒ及び複数の突出部５３ｐが、櫛歯状に並ぶ。櫛歯電極状の導電部により、互いに対向する面積が大きくできる。例えば、第１可動導電部２１及び第１対向導電部５１は、櫛歯電極状である。例えば、第１可動導電部２１に複数の突出部２１ｐが設けられる。例えば、第１対向導電部５１に複数の突出部５１ｐが設けられる。複数の突出部２１ｐ及び複数の突出部５１ｐが、櫛歯状に並ぶ。櫛歯電極状の導電部により、互いに対向する面積が大きくできる。例えば、検出用の電気容量の線形性を向上できる。例えば、高い制御性が得易くなる。
図１０（ｂ）に示すように、実施形態に係るセンサ１１４において、第２可動導電部２２及び第５対向導電部５５は、櫛歯電極状である。第２可動導電部２２及び第６対向導電部５６は、櫛歯電極状である。例えば、第２可動導電部２２に複数の突出部２２ｑ及び複数の突出部２２ｒが設けられる。例えば、第５対向導電部５５に複数の突出部５５ｐが設けられる。例えば、第６対向導電部５６に複数の突出部５６ｐが設けられる。複数の突出部２２ｑ及び複数の突出部５５ｐが、櫛歯状に並ぶ。複数の突出部２２ｒ及び複数の突出部５６ｐが、櫛歯状に並ぶ。櫛歯電極状の導電部により、互いに対向する面積が大きくできる。例えば、第２可動導電部２２及び第４対向導電部５４は、櫛歯電極状である。例えば、第２可動導電部２２に複数の突出部２２ｐが設けられる。例えば、第４対向導電部５４に複数の突出部５４ｐが設けられる。複数の突出部２２ｐ及び複数の突出部５４ｐが、櫛歯状に並ぶ。櫛歯電極状の導電部により、互いに対向する面積が大きくできる。例えば、検出用の電気容量の線形性を向上できる。例えば、高い制御性が得易くなる。
（第２実施形態）
図１１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１１に示すように、実施形態に係るセンサ１２０は、第１実施形態に関して説明した構成（例えば、基体５０Ｓ、第１支持部５０Ａ及び第１可動部１０）に加えて、第２支持部５０Ｂ及び第２可動部１０Ｓを含む。第２支持部５０Ｂは、基体５０Ｓに固定される。第２可動部１０Ｓは、第２支持部５０Ｂに支持され、基体５０Ｓから離れている。センサ１２０は、第２可動部１０Ｓの動きに応じた信号により、センサ１２０の角度を検出可能である。例えば、第２可動部１０Ｓの少なくとも一部が、振動される。角度の変化に応じて変化する振動状態を検出することで、角度が検出できる。例えば、フーコーの振り子の原理に基づく角度の検出が行われる。第２可動部１０Ｓは、例えば、角度直接検出型ジャイロ（ＲＩＧ：Rate Integrating Gyroscope）である。センサ１２０は、例えば、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）である。
センサ１２０において、基体５０Ｓ、第１支持部５０Ａ及び第１可動部１０などの構成は、第１実施形態に関して説明した構成が適用できる。
図１１に示すように、センサ１２０において、蓋部１０Ｒが設けられても良い。蓋部１０Ｒは、基体５０Ｓに接続される。基体５０Ｓと蓋部１０Ｒとの間に、第１支持部５０Ａ、第１可動部１０、第２支持部５０Ｂ及び第２可動部１０Ｓがある。例えば、基体５０Ｓと蓋部１０Ｒとにより囲まれた空間ＳＰは、１気圧未満である。空間ＳＰが減圧されることで、より高精度の検出が実施できる。空間ＳＰは、例えば、０．１Ｐａ以下である。
図１１に示すように、第１可動部１０から得られる電気信号、及び、第２可動部１０Ｓから得られる電気信号が、処理回路７５に供給されても良い。例えば、配線７８ａにより、第１可動部１０と処理回路７５とが電気的に接続される。配線７８ｂにより、第２可動部１０Ｓと処理回路７５とが電気的に接続される。処理回路７５は、例えば、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路である。処理回路７５は、例えば、制御部７０に含まれる。処理回路７５により、第１可動部１０から得られる共振周波数の変化が検出できる。これにより、例えば、加速度が検出できる。処理回路７５により、第２可動部１０Ｓから得られる共振周波数の変化が検出できる。これにより、例えば、角度が検出できる。角速度が検出されても良い。小型のセンサが得られる。
（第３実施形態）
第３実施形態は、電子装置に係る。
図１２は、第３実施形態に係る電子装置を例示する模式図である。
図１２に示すように、第３実施形態に係る電子装置３１０は、第１実施形態または第２実施形態に係るセンサと、回路制御部１７０と、を含む。図１３の例では、センサとして、センサ１１０が描かれている。回路制御部１７０は、センサから得られる信号Ｓ１に基づいて回路１８０を制御可能である。回路１８０は、例えば駆動装置１８５の制御回路などである。実施形態によれば、高精度の検出結果に基づいて、駆動装置１８５を制御するための回路１８０などを高精度で制御できる。
図１３（ａ）～図１３（ｈ）は、電子装置の応用を例示する模式図である。
図１３（ａ）に示すように、電子装置３１０は、ロボットの少なくとも一部でも良い。図１３（ｂ）に示すように、電子装置３１０は、製造工場などに設けられる工作ロボットの少なくとも一部でも良い。図１３（ｃ）に示すように、電子装置３１０は、工場内などの自動搬送車の少なくとも一部でも良い。図１３（ｄ）に示すように、電子装置３１０は、ドローン（無人航空機）の少なくとも一部でも良い。図１３（ｅ）に示すように、電子装置３１０は、飛行機の少なくとも一部でも良い。図１３（ｆ）に示すように、電子装置３１０は、船舶の少なくとも一部でも良い。図１３（ｇ）に示すように、電子装置３１０は、潜水艦の少なくとも一部でも良い。図１３（ｈ）に示すように、電子装置３１０は、自動車の少なくとも一部でも良い。第３実施形態に係る電子装置３１０は、例えば、ロボット及び移動体の少なくともいずれかを含んでも良い。
実施形態においては、例えば、２つの共振梁（第１梁１１及び第２梁１２）のそれぞれの中心位置に、接続領域及び可動導電部が設けられる。接続領域及び可動導電部は、「Ｔ字状」の剛体質量である。可動導電部の幅（長さ）は、接続領域の幅（長さ）よりも大きい。例えば、駆動電圧を低くできる。例えば、検出精度を向上できる。
実施形態は、以下の構成（例えば、技術案）を含む。
（構成１）
基体と、
前記基体に固定された第１支持部と、
前記基体から離れた第１可動部と、
を備え、
前記第１可動部は、
前記第１支持部に支持された第１可動基部と、
前記第１可動基部と接続された第２可動基部と、
第１可動梁と、
を含み、
前記第１可動梁は、
第１梁と、
第１可動導電部と、
第１接続領域と、
を含み、
前記第１梁は、第１梁部分、第２梁部分、前記第１梁部分と前記第２梁部分との間の第３梁部分と、を含み、前記第１梁部分は、前記第１可動基部と接続され、前記第２梁部分は、前記第２可動基部と接続され、
前記第１接続領域は、前記第３梁部分と前記第１可動導電部とを接続し、
前記第１梁部分から前記第２梁部分への第１方向に沿う前記第１可動導電部の長さは、前記第１方向に沿う前記第１接続領域の長さよりも長い、センサ。
（構成２）
前記基体に固定され、前記第１可動導電部と対向する第１対向導電部をさらに備えた、構成１記載のセンサ。
（構成３）
前記基体に固定され、前記第１可動導電部と対向する第２対向導電部をさらに備え、
前記第１可動導電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２対向導電部と前記第１対向導電部との間にある、構成２記載のセンサ。
（構成４）
前記基体に固定され、前記第１可動導電部と対向する第３対向導電部をさらに備え、
前記第１可動導電部の一部は、前記第１方向と交差する前記方向において、前記第３対向導電部と前記第１対向導電部との間にあり、
前記第１接続領域の少なくとも一部は、前記第１方向において、前記第２対向導電部と前記第３対向導電部との間にある、構成３記載のセンサ。
（構成５）
前記第１可動導電部及び前記第２対向導電部は、櫛歯電極状であり、
前記第１可動導電部及び前記第３対向導電部は、櫛歯電極状である、構成４記載のセンサ。
（構成６）
前記第１可動導電部及び前記第１対向導電部は、櫛歯電極状である、構成２～５のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成７）
制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第２対向導電部と前記第１可動導電部との間に交流電圧を印加し、
前記制御部は、前記第１対向導電部と前記第１可動導電部との間の信号を検出して、前記第１可動梁の共振周波数の変化を検出可能である、構成３または４に記載のセンサ。
（構成８）
前記第１可動部は、第２可動梁と、接続部と、をさらに含み、
前記接続部は、前記第１可動基部と前記第２可動基部との間に設けられ、前記第２可動基部を前記第１可動基部と接続し、
前記第１方向と交差する第２方向における前記接続部の位置は、前記第２方向における前記第２可動梁の位置と、前記第２方向における前記第１可動梁の位置との間にあり、
前記第２可動梁は、
第２梁と、
第２可動導電部と、
第２接続領域と、
を含み、
前記第２梁は、第４梁部分、第５梁部分、前記第４梁部分と前記第５梁部分との間の第６梁部分と、を含み、前記第４梁部分は、前記第１可動基部と接続され、前記第５梁部分は、前記第２可動基部と接続され、前記第４梁部分から前記第５梁部分への方向は、前記第１方向に沿い、
前記第２接続領域は、前記第６梁部分と前記第２可動導電部とを接続し、
前記第１方向に沿う前記第２可動導電部の長さは、前記第１方向に沿う前記第２接続領域の長さよりも長い、構成１～６のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成９）
前記第２方向において、前記第２可動導電部と前記第１可動導電部との間に前記接続部があり、
前記第２方向において、前記第２可動導電部と前記接続部との間に、前記第２梁があり、
前記第２方向において、前記接続部と前記第１可動導電部との間に、前記第１梁がある、構成８記載のセンサ。
（構成１０）
前記基体に固定され、前記第２可動導電部と対向する第４対向導電部をさらに備えた、構成６または７に記載のセンサ。
（構成１１）
前記基体に固定され、前記第２可動導電部と対向する第５対向導電部をさらに備え、
前記第２可動導電部の少なくとも一部は、前記第２方向において、前記第４対向導電部と前記第５対向導電部との間にある、構成１０記載のセンサ。
（構成１２）
前記基体に固定され、前記第２可動導電部と対向する第６対向導電部をさらに備え、
前記第２可動導電部の一部は、前記第２方向において、前記第６対向導電部と前記第４対向導電部との間にあり、
前記第２接続領域の少なくとも一部は、前記第１方向において、前記第５対向導電部と前記第６対向導電部との間にある、構成１１記載のセンサ。
（構成１３）
前記第２可動導電部及び前記第５対向導電部は、櫛歯電極状であり、
前記第２可動導電部及び前記第６対向導電部は、櫛歯電極状である、構成１２記載のセンサ。
（構成１４）
前記第２可動導電部及び前記第４対向導電部は、櫛歯電極状である、構成１０～１３のいずれか１つの記載のセンサ。
（構成１５）
制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第２対向導電部と前記第１可動導電部との間に、及び、前記第５対向導電部と前記第２可動導電部との間に交流電圧を印加し、
前記制御部は、前記第１対向導電部と前記第１可動導電部との間の信号、及び、前記第４対向導電部と前記第２可動導電部との間の信号を検出して、前記第１可動梁の共振周波数と、前記第２可動梁の共振周波数と、の差に関する値を検出可能である、構成１１記載のセンサ。
（構成１６）
前記第１可動部は、前記第２可動基部に接続された可動部材をさらに含み、
前記可動部材は、前記第１可動導電部よりも大きい、構成１～１５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、
前記第１可動部は、前記第２可動基部に接続された可動部材をさらに含み、
前記可動部材は、前記第１可動導電部よりも大きく、
前記制御部は、前記第２対向導電部と前記第１可動導電部との間に、及び、前記第５対向導電部と前記第２可動導電部との間に交流電圧を印加し、
前記制御部は、前記第１対向導電部と前記第１可動導電部との間の信号、及び、前記第４対向導電部と前記第２可動導電部との間の信号を検出して、前記第１可動梁の共振周波数と、前記第２可動梁の共振周波数と、の差に関する値を検出可能であり、
前記値は、前記可動部材の動きに応じている、構成１１記載のセンサ。
（構成１８）
前記基体に固定された第２支持部と、
前記第２支持部に支持され前記基体から離れた第２可動部と、
をさらに備え、
前記第２可動部の動きに応じた信号により角度を検出可能である、構成１～１７のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１９）
前記基体に接続された蓋部をさらに備え、
前記基体と前記蓋部との間に、前記第１支持部、前記第１可動部、前記第２支持部及び前記第２可動部があり、
前記基体と前記蓋部とにより囲まれた空間は１気圧未満である、構成１８記載のセンサ。
（構成２０）
構成１～１９のいずれか１つに記載のセンサと、
前記センサから得られる信号に基づいて回路を制御可能な回路制御部と、
を備えた電子装置。
実施形態によれば、検出精度を向上できるセンサ及び電子装置が提供できる。
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、センサに含まれる基体、支持部、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及び電子装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのセンサ及び電子装置も、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…第１可動部、 １０Ａ、１０Ｂ…第１、第２可動基部、 １０Ｅ…電極、 １０Ｈ…孔、 １０Ｐ…接続部、 １０Ｒ…蓋部、 １０Ｓ…第２可動部、 １０Ｕ…素子部、 １０Ｘ…可動部材、 １０ＸＨ…孔、 １０Ｚ…間隙、 １１、１２…第１、第２梁、 １１Ｃ、１２Ｃ…第１、第２接続領域、 １１、１２ＭＭ…第１、第２可動梁、 １１ａ～１１ｃ…第１～第３梁部分、 １２ｄ…１２ｆ…第４～第６梁部分、 ２１、２２…第１、第２可動導電部、 ２１Ｈ、２２Ｈ…孔、 ２１ａ～２１ｃ、２２ｄ～２２ｆ…部分、 ２１ｐ、２１ｑ、２１ｒ、２２ｐ、２２ｑ、２２ｒ…突出部、 ５０Ａ、５０Ｂ…第１、第２支持部、 ５０Ｓ…基体、 ５０Ｓｆ…第１面、 ５１～５９…第１～第９対向導電部、 ５１Ａ、５４Ａ…絶縁部材、 ５１Ｅ～５９Ｅ…電極、 ５１ｐ～５６ｐ…突出部、 ５７Ｂ、５８Ｂ…突起、 ７０…制御部、 ７０ａ～７０ｇ…配線、 ７５…処理回路、 ７８ａ、７８ｂ…配線、 １１０～１１４、１２０…センサ、 １７０…回路制御部、 １８０…回路、 １８５…駆動装置、 ３１０…電子装置、 Ｌ１１Ｃ、Ｌ１２Ｃ、Ｌ２１、Ｌ２２…長さ、 Ｓ１…信号、 ＳＰ…空間

Claims (11)

  1. 基体と、
    前記基体に固定された第１支持部と、
    前記基体から離れた第１可動部と、
    を備え、
    前記第１可動部は、
    前記第１支持部に支持された第１可動基部と、
    前記第１可動基部と接続された第２可動基部と、
    第１可動梁と、
    接続部と、
    を含み、
    前記第１可動梁は、
    第１梁と、
    第１可動導電部と、
    第１接続領域と、
    を含み、
    前記接続部は、前記第１可動基部と前記第２可動基部との間に設けられ、前記第２可動基部を前記第１可動基部と接続し、
    前記第１梁は、第１梁部分、第２梁部分、前記第１梁部分と前記第２梁部分との間の第３梁部分と、を含み、前記第１梁部分は、前記第１可動基部と接続され、前記第２梁部分は、前記第２可動基部と接続され、
    前記第１接続領域は、前記第３梁部分と前記第１可動導電部とを接続し、
    前記第１梁部分から前記第２梁部分への第１方向に沿う前記第１可動導電部の長さは、前記第１方向に沿う前記第１接続領域の長さよりも長い、センサ。
  2. 前記基体に固定され、前記第１可動導電部と対向する第１対向導電部をさらに備えた、請求項１記載のセンサ。
  3. 前記基体に固定され、前記第１可動導電部と対向する第２対向導電部をさらに備え、
    前記第１可動導電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２対向導電部と前記第１対向導電部との間にある、請求項２記載のセンサ。
  4. 前記基体に固定され、前記第１可動導電部と対向する第３対向導電部をさらに備え、
    前記第１可動導電部の一部は、前記第１方向と交差する前記方向において、前記第３対向導電部と前記第１対向導電部との間にあり、
    前記第１接続領域の少なくとも一部は、前記第１方向において、前記第２対向導電部と前記第３対向導電部との間にある、請求項３記載のセンサ。
  5. 前記第１可動部は、第２可動梁をさらに含み、
    前記第１方向と交差する第２方向における前記接続部の位置は、前記第２方向における前記第２可動梁の位置と、前記第２方向における前記第１可動梁の位置との間にあり、
    前記第２可動梁は、
    第２梁と、
    第２可動導電部と、
    第２接続領域と、
    を含み、
    前記第２梁は、第４梁部分、第５梁部分、前記第４梁部分と前記第５梁部分との間の第６梁部分と、を含み、前記第４梁部分は、前記第１可動基部と接続され、前記第５梁部分は、前記第２可動基部と接続され、前記第４梁部分から前記第５梁部分への方向は、前記第１方向に沿い、
    前記第２接続領域は、前記第６梁部分と前記第２可動導電部とを接続し、
    前記第１方向に沿う前記第２可動導電部の長さは、前記第１方向に沿う前記第２接続領域の長さよりも長い、請求項１～４のいずれか１つに記載のセンサ。
  6. 基体と、
    前記基体に固定された第１支持部と、
    前記基体から離れた第１可動部と、
    を備え、
    前記第１可動部は、
    前記第１支持部に支持された第１可動基部と、
    前記第１可動基部と接続された第２可動基部と、
    第１可動梁と、
    を含み、
    前記第１可動梁は、
    第１梁と、
    第１可動導電部と、
    第１接続領域と、
    を含み、
    前記第１梁は、第１梁部分、第２梁部分、前記第１梁部分と前記第２梁部分との間の第３梁部分と、を含み、前記第１梁部分は、前記第１可動基部と接続され、前記第２梁部分は、前記第２可動基部と接続され、
    前記第１接続領域は、前記第３梁部分と前記第１可動導電部とを接続し、
    前記第１梁部分から前記第２梁部分への第１方向に沿う前記第１可動導電部の長さは、前記第１方向に沿う前記第１接続領域の長さよりも長く、
    前記第１可動部は、第２可動梁と、接続部と、をさらに含み、
    前記接続部は、前記第１可動基部と前記第２可動基部との間に設けられ、前記第２可動基部を前記第１可動基部と接続し、
    前記第１方向と交差する第２方向における前記接続部の位置は、前記第２方向における前記第２可動梁の位置と、前記第２方向における前記第１可動梁の位置との間にあり、
    前記第２可動梁は、
    第２梁と、
    第２可動導電部と、
    第２接続領域と、
    を含み、
    前記第２梁は、第４梁部分、第５梁部分、前記第４梁部分と前記第５梁部分との間の第６梁部分と、を含み、前記第４梁部分は、前記第１可動基部と接続され、前記第５梁部分は、前記第２可動基部と接続され、前記第４梁部分から前記第５梁部分への方向は、前記第１方向に沿い、
    前記第２接続領域は、前記第６梁部分と前記第２可動導電部とを接続し、
    前記第１方向に沿う前記第２可動導電部の長さは、前記第１方向に沿う前記第２接続領域の長さよりも長い、センサ。
  7. 前記第２方向において、前記第２可動導電部と前記第１可動導電部との間に前記接続部があり、
    前記第２方向において、前記第２可動導電部と前記接続部との間に、前記第２梁があり、
    前記第２方向において、前記接続部と前記第１可動導電部との間に、前記第１梁がある、請求項５または６に記載のセンサ。
  8. 前記第１可動部は、前記第２可動基部に接続された可動部材をさらに含み、
    前記可動部材は、前記第１可動導電部よりも大きい、請求項１～７のいずれか１つに記載のセンサ。
  9. 前記基体に固定された第４対向導電部と、
    前記基体に固定された第５対向導電部と、
    制御部をさらに備え、
    前記第１可動部は、第２可動梁をさらに含み、
    前記第２可動梁は、
    第２梁と、
    第２可動導電部と、
    第２接続領域と、
    を含み、
    前記第２梁は、第４梁部分、第５梁部分、前記第４梁部分と前記第５梁部分との間の第６梁部分と、を含み、前記第４梁部分は、前記第１可動基部と接続され、前記第５梁部分は、前記第２可動基部と接続され、前記第４梁部分から前記第５梁部分への方向は、前記第１方向に沿い、
    前記第２接続領域は、前記第６梁部分と前記第２可動導電部とを接続し、
    前記第１方向に沿う前記第２可動導電部の長さは、前記第１方向に沿う前記第２接続領域の長さよりも長く、
    前記第４対向導電部及び前記第５対向導電部は、前記第２可動導電部と対向し、
    前記第２可動導電部の少なくとも一部は、前記第１方向と交差する第２方向において、前記第４対向導電部と前記第５対向導電部との間にあり、
    前記第１可動部は、前記第２可動基部に接続された可動部材をさらに含み、
    前記可動部材は、前記第１可動導電部よりも大きく、
    前記制御部は、前記第２対向導電部と前記第１可動導電部との間に、及び、前記第５対向導電部と前記第２可動導電部との間に交流電圧を印加し、
    前記制御部は、前記第１対向導電部と前記第１可動導電部との間の信号、及び、前記第４対向導電部と前記第２可動導電部との間の信号を検出して、前記第１可動梁の共振周波数と、前記第２可動梁の共振周波数と、の差に関する値を検出可能であり、
    前記値は、前記可動部材の動きに応じている、請求項３記載のセンサ。
  10. 前記基体に固定された第２支持部と、
    前記第２支持部に支持され前記基体から離れた第２可動部と、
    をさらに備え、
    前記第２可動部の動きに応じた信号により角度を検出可能である、請求項１～９のいずれか１つに記載のセンサ。
  11. 請求項１～１０のいずれか１つに記載のセンサと、
    前記センサから得られる信号に基づいて回路を制御可能な回路制御部と、
    を備えた電子装置。
JP2020106260A 2020-06-19 2020-06-19 センサ及び電子装置 Active JP7378358B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020106260A JP7378358B2 (ja) 2020-06-19 2020-06-19 センサ及び電子装置
US17/249,462 US11531042B2 (en) 2020-06-19 2021-03-02 Sensor and electronic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020106260A JP7378358B2 (ja) 2020-06-19 2020-06-19 センサ及び電子装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022001828A JP2022001828A (ja) 2022-01-06
JP7378358B2 true JP7378358B2 (ja) 2023-11-13

Family

ID=79023383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020106260A Active JP7378358B2 (ja) 2020-06-19 2020-06-19 センサ及び電子装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11531042B2 (ja)
JP (1) JP7378358B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023036260A (ja) 2021-09-02 2023-03-14 株式会社東芝 センサ及び電子装置
JP2023131260A (ja) * 2022-03-09 2023-09-22 株式会社東芝 センサ及び電子装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110313703A1 (en) 2010-06-14 2011-12-22 Eurocopter Inertial measurement device and an aircraft including such a device
WO2017130312A1 (ja) 2016-01-27 2017-08-03 株式会社日立製作所 ジャイロスコープ
JP2017166974A (ja) 2016-03-16 2017-09-21 株式会社東芝 角速度取得装置及び角速度取得用の電子部品
JP2019109141A (ja) 2017-12-19 2019-07-04 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、複合センサー、慣性計測ユニット、携帯型電子機器、電子機器、移動体、および物理量センサーの製造方法
US20200025792A1 (en) 2018-07-20 2020-01-23 Honeywell International Inc. Mechanically-isolated in-plane pendulous vibrating beam accelerometer

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04115165A (ja) 1990-09-05 1992-04-16 Ricoh Co Ltd 加速度センサ
EP1409959A2 (en) * 1999-12-22 2004-04-21 Honeywell International Inc. Method, apparatus and computer program product for estimating airplane attitude with reduced sensor set
JP3709847B2 (ja) * 2002-01-23 2005-10-26 株式会社村田製作所 静電型アクチュエータ
JP5350339B2 (ja) * 2010-08-12 2013-11-27 株式会社日立製作所 微小電気機械システムおよびその製造方法
JP5985451B2 (ja) * 2013-09-06 2016-09-06 株式会社東芝 Ｍｅｍｓデバイス
DE102019205349A1 (de) * 2019-04-12 2020-10-15 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil für eine kapazitive Sensor- oder Schaltervorrichtung
US11383973B2 (en) * 2020-01-22 2022-07-12 Nxp Usa, Inc. Sensor device and method of fabrication

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110313703A1 (en) 2010-06-14 2011-12-22 Eurocopter Inertial measurement device and an aircraft including such a device
WO2017130312A1 (ja) 2016-01-27 2017-08-03 株式会社日立製作所 ジャイロスコープ
JP2017166974A (ja) 2016-03-16 2017-09-21 株式会社東芝 角速度取得装置及び角速度取得用の電子部品
JP2019109141A (ja) 2017-12-19 2019-07-04 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、複合センサー、慣性計測ユニット、携帯型電子機器、電子機器、移動体、および物理量センサーの製造方法
US20200025792A1 (en) 2018-07-20 2020-01-23 Honeywell International Inc. Mechanically-isolated in-plane pendulous vibrating beam accelerometer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022001828A (ja) 2022-01-06
US20210396780A1 (en) 2021-12-23
US11531042B2 (en) 2022-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5780740A (en) Vibratory structure, method for controlling natural frequency thereof, and actuator, sensor, accelerator, gyroscope and gyroscope natural frequency controlling method using vibratory structure
US7513155B2 (en) Inertial sensor
US9551576B2 (en) MEMS inertial sensor and method of inertial sensing
JP5301767B2 (ja) 慣性センサ
US9310202B2 (en) Angular rate sensor with quadrature error compensation
US8943890B2 (en) Inertial sensor
JP7378358B2 (ja) センサ及び電子装置
US20070163346A1 (en) Frequency shifting of rotational harmonics in mems devices
JP2016507731A (ja) マイクロメカニカルｚ軸ジャイロスコープ
EP3335052B1 (en) Accelerometers
JP2009510389A (ja) 音叉ジャイロスコープ、加速度計、および改善されたスケール係数を有する他の検出器
KR100373484B1 (ko) 진동형 마이크로자이로스코프
CN109425332B (zh) 调节驱动频率和感测频率之间的失配的mems陀螺仪
US7308827B2 (en) Integrated gyroscope and temperature sensor
JPH10221083A (ja) 振動型ジャイロ装置
KR101149266B1 (ko) 각속도 센서
US12019092B2 (en) Sensor and electronic device
EP4075096B1 (en) Sensor and electronic device
JP7397782B2 (ja) センサ及び電子装置
US20200393247A1 (en) Torsional oscillator micro electro mechanical systems accelerometer
US20230288202A1 (en) Sensor and electronic device
JP6285128B2 (ja) 角速度センサ
CN111908419A (zh) 一种三明治式mems器件结构

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220912

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230516

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230601

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20230616

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230703

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231002

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231031

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7378358

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151