JP7389767B2 - センサ及び電子装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、センサ及び電子装置に関する。
ジャイロセンサなどのセンサがある。センサ及び電子装置において、検出精度の向上が望まれる。
本発明の実施形態は、精度を向上できるセンサ及び電子装置を提供する。
本発明の実施形態によれば、センサは、センサ部を含む。前記センサ部は、支持部及び可動部を含む。前記可動部は、第１平面において前記支持部の周りに設けられた可動部材と、前記支持部と前記可動部材との間に設けられ前記可動部材を前記支持部と接続する折れ曲がり状の複数の構造部材と、を含む。前記可動部材は振動可能である。前記可動部は、前記支持部を中心として回転対称である。前記可動部は、複数の鏡映面を有する。前記複数の鏡映面は、前記回転対称の中心を通り前記第１平面と交差する。
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。
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１に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、センサ部１０Ｕを含む。センサ１１０は、回路部７０を含んでも良い。センサ部１０Ｕは、支持部１８及び可動部３８を含む。
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１に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、センサ部１０Ｕを含む。センサ１１０は、回路部７０を含んでも良い。センサ部１０Ｕは、支持部１８及び可動部３８を含む。
可動部３８は、可動部材３８Ｍと、折れ曲がり状の複数の構造部材３２を含む。可動部材３８Ｍは、第１平面において支持部１８の周りに設けられる。第１平面は、例えば、Ｘ－Ｙ平面である。Ｘ－Ｙ平面に沿う１つの方向をＸ軸方向とする。Ｘ－Ｙ平面に沿いＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。Ｘ－Ｙ平面に対して垂直な方向に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。
複数の構造部材３２は、支持部１８と可動部材３８Ｍとの間に設けられる。この例では、複数の構造部材３２は、例えば、第１～第８構造部材３２ａ～３２ｈを含む。複数の構造部材３２のそれぞれは、折れ曲がり状である。複数の構造部材３２のそれぞれは、例えば、折り返し部を含む。複数の構造部材３２のそれぞれは、例えば、ミアンダ状である。折れ曲がり状の複数の構造部材３２の１つは、折り返し部を含む。複数の構造部材３２は、可動部材３８Ｍを支持部１８と接続する。複数の構造部材３２は、例えば、ばね構造体である。
可動部材３８Ｍは、リング状である。可動部材３８Ｍは、振動可能である。後述するように、センサ部１０Ｕに加わる回転の力に応じて、可動部材３８Ｍの振動の状態が変化する。振動の状態の変化を検出することで、回転の力が検出できる。センサ１１０は、例えばジャイロセンサである。
図１に示すように、可動部３８は、支持部１８を中心とする回転対称である。支持部１８は、Ｘ－Ｙ平面における中心１８ｃを含む。可動部３８は、支持部１８の中心１８ｃを中心とする回転対称である。可動部３８の回転対称の中心は、支持部１８の中心１８ｃに対応する。
可動部３８は、ｎ回回転対称である。「ｎ」は、例えば、３、４または６である。この例では、可動部３８は、４回回転対称である。
可動部３８は、複数の鏡映面を有する。例えば、可動部３８は、Ｚ軸方向に沿って見たときに、複数の鏡映面を有する。この例では、複数の鏡映面は、第１鏡映面Ｌａ１及び第２鏡映面Ｌａ２を含む。この例では、複数の鏡映面は、第３鏡映面Ｌａ３及び第４鏡映面Ｌａ４をさらに含む。複数の鏡映面（第１鏡映面Ｌａ１、第２鏡映面Ｌａ２、第３鏡映面Ｌａ３及び第４鏡映面Ｌａ４）は、回転対称の中心（中心１８ｃ）を通る。複数の鏡映面（例えば、第１鏡映面Ｌａ１及び第２鏡映面Ｌａ２）は、第１平面（Ｘ－Ｙ平面）と交差する。複数の鏡映面は、互いに交差する。
複数の構造部材３２は、複数の鏡映面（第１鏡映面Ｌａ１及び第２鏡映面Ｌａ２）を有する。この例では、第１構造部材３２ａ及び第２構造部材３２ｂを含む領域が、第１要素となる。第３構造部材３２ｃ及び第４構造部材３２ｄを含む領域が、第２要素となる。第５構造部材３２ｅ及び第６構造部材３２ｆを含む領域が、第３要素となる。第７構造部材３２ｇ及び第８構造部材３２ｈを含む領域が、第４要素となる。
例えば、複数の構造部材３２の１つは、可動部３８の回転対称の中心（中心１８ｃ）を通る放射方向（Ｘ－Ｙ平面に沿う１つの方向）を軸にして非対称である。例えば、第１構造部材３２ａ及び第２構造部材３２ｂは、鏡面対称である。
例えば、センサ部１０Ｕに回転の力が加わる。第１構造部材３２ａに時計周りの回転の力が加わったときの第１構造部材３２ａにおける振動の状態は、第１構造部材３２ａに反時計周りの回転の力が加わったときの第１構造部材３２ａにおける振動の状態とは異なる。このような回転方向の違いによる振動の状態の違いは、第１構造部材３２ａ及び第２構造部材３２ｂの組み合わせにおいて、抑制される。
例えば、全ての複数の構造部材の形状が同じ参考例が考えられる。参考例において、可動部３８が鏡映面を有しない。参考例において、このような回転方向の違いによる振動の状態の違いがキャンセルされない。力が加わって生じた変位の検出において、回転方向の違いによる差が生じる。
実施形態においては、回転方向の違いによる振動の状態の違いが抑制される。これにより、より精度の高い検出が可能になる。実施形態によれば、精度を向上できるセンサが提供できる。
実施形態において、複数の鏡映面の数は、例えば、３以上６以下である。複数の鏡映面の数が３以上において、例えば、＋Ｘ軸方向の変位検出と、－Ｘ軸方向の変位検出と、の間の誤差が生じ難くなる。複数の鏡映面の数が２以下において、例えば、－Ｘ軸方向の変位検出と、の間の誤差が生じ易くなる。複数の鏡映面の数が２以下の場合、例えば、印加された外力に応じた可動部３８の変位の変化において、外力の方向によって差が生じる。例えば、複数の鏡映面の数が４の場合、印加された外力に応じた可動部３８の変位の変化において、外力の方向による応答性の差が抑制される。例えば、複数の鏡映面の数が３または６の場合印加された外力に応じた可動部３８の変位の変化において、外力の方向による応答性の差が、より抑制される。
複数の構造部材３２の数は、例えば、６以上である。
図１に示すように、基体１０ｓを含む。支持部１８は、基体１０ｓに固定される。基体１０ｓは、例えば、第１平面（Ｘ－Ｙ平面）に沿う。可動部３８がｎ回回転対称であるときに、基体１０ｓは、ｎ角形、または、２ｎ角形である。基体１０ｓがこのような形状であるときに、回転方向の違いによる振動の状態の違いがより抑制される。より高い精度が得易くなる。
図１に示すように、センサ部１０Ｕは、複数の電極（例えば、第１～第８電極１１ａ～１１ｈ）を含む。回転対称の中心（中心１８ｃ）から第１電極１１ａへの方向は、第１方向Ｄ１に沿う。第１方向Ｄ１は、第１平面（Ｘ－Ｙ平面）に沿う。
回転対称の中心（中心１８ｃ）から第２電極１１ｂへの方向は、第２方向Ｄ２に沿う。第２方向Ｄ２は、第１平面（Ｘ－Ｙ平面）に沿う。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１と交差する。
例えば、複数の構造部材３２の１つ（例えば第１構造部材３２ａ）は、支持部１８と第１電極１１ａとの間にある。複数の構造部材３２の上記の１つ（第１構造部材３２ａ）は、第１方向Ｄ１を軸にして非対称である。
例えば、複数の構造部材３２の別の１つ（例えば第２構造部材３２ｂ）は、支持部１８と第２電極１１ｂとの間にある。複数の構造部材３２の上記の別の１つ（第２構造部材３２ｂ）は、第２方向Ｄ２を軸にして非対称である。複数の構造部材３２の１つ（例えば第１構造部材３２ａ）、及び、複数の構造部材３２の上記の別の１つ（第２構造部材３２ｂ）は、例えば、鏡面対称である。
第１電極１１ａは、可動部材３８Ｍの振動の第１方向Ｄ１に沿う成分をより高感度に検出可能である。第２電極１１ｂは、可動部材３８Ｍの振動の第２方向Ｄ２に沿う成分をより高感度に検出可能である。
可動部材３８Ｍは、第１対向部３１ａ及び第２対向部３１ｂを含む。第１対向部３１ａは、第１電極１１ａと対向する。第１対向部３１ａ及び第１電極１１ａは、櫛歯状にかみ合う。第２対向部３１ｂは、第２電極１１ｂと対向する。第２対向部３１ｂ及び第２電極１１ｂは、櫛歯状にかみ合う。例えば、第１電極１１ａ及び第１対向部３１ａとの間の電気容量は、可動部材３８Ｍの振動に応じて変化する。例えば、第２電極１１ｂ及び第２対向部３１ｂとの間の電気容量は、可動部材３８Ｍの振動に応じて変化する。
異なる２つの方向に沿う振動の状態を検出して検出結果を処理することで、任意の方向の回転を検出できる。図１の例において、「第１電極」が第１電極１１ａであるときに、「第２電極」が、他の電極（例えば第６電極１１ｆなど）でも良い。
第１電極１１ａから得られる第１信号は、可動部材３８Ｍに加わる回転角速度に応じている。第２電極１１ｂから得られる第２信号は、可動部材３８Ｍに加わる回転角速度に応じる。
第１電極１１ａから得られる第１信号は、第１方向Ｄ１と交差する方向に沿って振動する可動部材３８Ｍに生じる第１方向Ｄ１の振動の振幅に応じる。第２電極１１ｂから得られる第２信号は、第２方向Ｄ２と交差する方向に沿って振動する可動部材３８Ｍに生じる第２方向Ｄ２の振動の振幅に応じる。
可動部材３８Ｍに生じる第１方向Ｄ１の振動は、例えば、可動部３８に作用するコリオリ力に基づいている。可動部材３８Ｍに生じる第２方向Ｄ２の振動は、可動部３８に作用するコリオリ力に基づく。第１電極１１ａ及び第２電極１１ｂは、例えば検出用の電極である。
例えば、第１電極１１ａ及び第２電極１１ｂは、回路部７０と電気的に接続される。第１電極１１ａから得られる第１信号が、回路部７０により処理されても良い。第２電極１１ｂから得られる第２信号が、回路部７０により処理されても良い。
回路部７０は、第１電極１１ａから得られる第１信号、及び、第２電極１１ｂから得られる第２信号に基づく情報を出力可能である。出力される情報は、センサ部１０Ｕの回転角速度、及び、回転角度である。回転角度は、回転角速度を積算（例えば積分）に対応する。
図１に示すように、この例では、センサ部１０Ｕは、第３電極１１ｃ及び第４電極１１ｄを含む。支持部１８は、第１方向Ｄ１において、第３電極１１ｃと第１電極１１ａとの間にある。支持部１８は、第２方向Ｄ２において、第４電極１１ｄと第２電極１１ｂとの間にある。第３電極１１ｃに印加される電圧に応じて、可動部材３８Ｍは、第１方向Ｄ１に沿って振動可能である。第４電極１１ｄに印加される電圧に応じて、可動部材３８Ｍは、第２方向Ｄ２に沿って振動可能である。
例えば、可動部材３８Ｍは、第３対向部３１ｃ及び第４対向部３１ｄを含む。第３対向部３１ｃは、第３電極１１ｃと対向する。第３対向部３１ｃ及び第３電極１１ｃは、櫛歯状にかみ合う。第４対向部３１ｄは、第４電極１１ｄと対向する。第４対向部３１ｄ及び第４電極１１ｄは、櫛歯状にかみ合う。第３電極１１ｃと第３対向部３１ｃとの間に生じる静電力により、可動部材３８Ｍが振動する。第４電極１１ｄと第４対向部３１ｄとの間に生じる静電力により、可動部材３８Ｍが振動する。第３電極１１ｃ及び第４電極１１ｄは、例えば、駆動用の電極である。
例えば、第３電極１１ｃ及び第４電極１１ｄは、回路部７０と電気的に接続される。回路部７０から第３電極１１ｃ及び第４電極１１ｄに電圧（例えば交流電圧）が供給される。電圧に応じて可動部材３８Ｍが振動する。
図１に示すように、第５電極１１ｅと第７電極１１ｇとの間に支持部１８が設けられる。第６電極１１ｆと第８電極１１ｈとの間に支持部１８が設けられる。例えば、第７電極１１ｇから第５電極１１ｅへの方向は、Ｘ－Ｙ平面に沿い、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２と交差する。例えば、第８電極１１ｈから第６電極１１ｆへの方向は、Ｘ－Ｙ平面に沿い、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２と交差する。
第５～第８電極１１ｅ～１１ｈは、回路部７０と電気的に接続される。第７電極１１ｇ及び第８電極１１ｈは、例えば駆動用の電極である。
例えば、可動部材３８Ｍは、第５～第８対向部３１ｅ～３１ｈを含む。第５対向部３１ｅは、第５電極１１ｅと対向する。第５対向部３１ｅ及び第５電極１１ｅは、櫛歯状にかみ合う。第６対向部３１ｆは、第６電極１１ｆと対向する。第６対向部３１ｆ及び第６電極１１ｆは、櫛歯状にかみ合う。第７対向部３１ｇは、第７電極１１ｇと対向する。第７対向部３１ｇ及び第７電極１１ｇは、櫛歯状にかみ合う。第８対向部３１ｈは、第８電極１１ｈと対向する。第８対向部３１ｈ及び第８電極１１ｈは、櫛歯状にかみ合う。
図２及び図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に示すように、実施形態に係るセンサ１１１も、センサ部１０Ｕを含む。センサ１１０は、回路部７０を含んでも良い。センサ部１０Ｕは、支持部１８及び可動部３８を含む。センサ１１１において、センサ部１０Ｕは、複数の調整電極（例えば第１～第８調整電極１３ａ～１３ｈなど）を含む。センサ部１０Ｕは、複数の抵抗（例えば第１～第８抵抗Ｒ１～Ｒ８など）を含む。可動部材３８Ｍは、複数の調整対向部（例えば第１～第８調整対向部３３ａ～３３ｈなど）を含む。センサ１１１におけるこれ以外の構成は、センサ１１０の構成と同様で良い。
図２に示すように、実施形態に係るセンサ１１１も、センサ部１０Ｕを含む。センサ１１０は、回路部７０を含んでも良い。センサ部１０Ｕは、支持部１８及び可動部３８を含む。センサ１１１において、センサ部１０Ｕは、複数の調整電極（例えば第１～第８調整電極１３ａ～１３ｈなど）を含む。センサ部１０Ｕは、複数の抵抗（例えば第１～第８抵抗Ｒ１～Ｒ８など）を含む。可動部材３８Ｍは、複数の調整対向部（例えば第１～第８調整対向部３３ａ～３３ｈなど）を含む。センサ１１１におけるこれ以外の構成は、センサ１１０の構成と同様で良い。
センサ１１１において、センサ部１０Ｕは、第１調整電極１３ａ及び第１抵抗Ｒ１を含む。第１抵抗Ｒ１は、第１調整電極１３ａと電気的に接続される。支持部１８から第１調整電極１３ａへの向きは、第１平面（Ｘ－Ｙ平面）に沿う。第１調整電極１３ａ及び第１抵抗Ｒ１に印加された電圧に応じて、可動部材３８Ｍの振動状態が変化可能である。例えば、回路部７０から第１調整電極１３ａ及び第１抵抗Ｒ１に電圧が印加される。電圧により、可動部材３８Ｍの振動状態が変化する。第１調整電極１３ａ及び第１抵抗Ｒ１は、例えば、電気的ダンパとして機能できる。第１調整電極１３ａ、第１抵抗Ｒ１、及び、電圧により、例えば、振動の時定数が変更可能である。第１抵抗Ｒ１は、例えば、可変抵抗で良い。
可動部材３８Ｍは、第１調整対向部３３ａを含む。第１調整対向部３３ａは、第１調整電極１３ａと対向する。第１調整電極１３ａ及び第１調整対向部３３ａは、櫛歯状にかみ合う。可動部材３８Ｍは、第２～第８調整対向部３３ｂ～３３ｈを含む。第２～第８調整対向部３３ｂ～３３ｈは、第２～第８調整電極１３ｂ～１３ｈとそれぞれ対向する。第２～第８調整電極１３ｂ～１３ｈ及び第２～第８調整対向部３３ｂ～３３ｈは、それぞれ櫛歯状にかみ合う。
図２に示すように、センサ部１０Ｕは、固定部１４を含んでも良い。複数の固定部１４は、例えば、基体１０ｓに固定されている。
図３は、固定部１４を含む領域を拡大して示している。図３に示すように、可動部材３８Ｍは、固定対向部３４を含む。固定対向部３４は、固定部１４に対向する。この例では、固定対向部３４は、固定部１４の周りに設けれる。固定対向部３４は、可動部材３８Ｍの一部の領域である。
図３に示すように、この例では、固定部１４及び固定対向部３４の少なくともいずれかは、突起部を含む。例えば、固定部１４に突起部１４ｐが設けられる。例えば、固定対向部３４に突起部３４ｐが設けられる。
図４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に示すように、実施形態に係るセンサ１２０は、センサ部１０Ｕを含む。センサ１１０は、回路部７０を含んでも良い。センサ１２０においても、センサ部１０Ｕは、支持部１８及び可動部３８を含む。
図４に示すように、実施形態に係るセンサ１２０は、センサ部１０Ｕを含む。センサ１１０は、回路部７０を含んでも良い。センサ１２０においても、センサ部１０Ｕは、支持部１８及び可動部３８を含む。
可動部３８は、可動部材３８Ｍと、折れ曲がり状の複数の構造部材３２を含む。可動部材３８Ｍは、第１平面（Ｘ－Ｙ平面）において支持部１８の周りに設けられる。複数の構造部材３２は、支持部１８と可動部材３８Ｍとの間に設けられる。この例では、複数の構造部材３２は、第１～第６構造部材３２ａ～３２ｆを含む。
センサ１２０においても、可動部３８は、支持部１８を中心とする回転対称である。可動部３８は、支持部１８の中心１８ｃを中心とする回転対称である。可動部３８は、ｎ回回転対称である。この例では、可動部３８は、３回回転対称である。可動部３８は、複数の鏡映面を有する。この例では、複数の鏡映面は、第１鏡映面Ｌａ１、第２鏡映面Ｌａ２及び第３鏡映面Ｌａ３を含む。複数の鏡映面（第１～第３鏡映面Ｌａ１～Ｌａ３）は、回転対称の中心（中心１８ｃ）を通る。
センサ１２０においても、回転方向の違いによる振動の状態の違いが抑制される。これにより、より精度の高い検出が可能になる。実施形態によれば、精度を向上できるセンサが提供できる。
センサ１１０に関して説明した構成が、センサ１２０に適用されて良い。例えば、図４に示すように、センサ部１０Ｕは、基体１０ｓを含む。支持部１８は、基体１０ｓに固定される。この例では、可動部３８は、３回回転対称である。基体１０ｓは、６角形である。基体１０ｓがこのような形状であるときに、回転方向の違いによる振動の状態の違いがより抑制される。より高い精度が得易くなる。
図４に示すように、センサ部１０Ｕは、複数の電極（例えば、第１～第６電極１１ａ～１１ｆ）を含む。回転対称の中心（中心１８ｃ）から第１電極１１ａへの方向は、第１方向Ｄ１に沿う。回転対称の中心（中心１８ｃ）から第２電極１１ｂへの方向は、第２方向Ｄ２に沿う。第２方向Ｄ２は、第１平面（Ｘ－Ｙ平面）に沿う。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１と交差する。
例えば、複数の構造部材３２の１つ（例えば第１構造部材３２ａ）は、支持部１８と第１電極１１ａとの間にある。複数の構造部材３２の上記の１つ（第１構造部材３２ａ）は、第１方向Ｄ１を軸にして非対称である。
例えば、複数の構造部材３２の別の１つ（例えば第２構造部材３２ｂ）は、支持部１８と第２電極１１ｂとの間にある。複数の構造部材３２の上記の別の１つ（第２構造部材３２ｂ）は、第２方向Ｄ２を軸にして非対称である。複数の構造部材３２の１つ（例えば第１構造部材３２ａ）、及び、複数の構造部材３２の上記の別の１つ（第２構造部材３２ｂ）は、例えば、鏡面対称である。
第１電極１１ａは、可動部材３８Ｍの振動の第１方向Ｄ１に沿う成分を検出可能である。第２電極１１ｂは、可動部材３８Ｍの振動の第２方向Ｄ２に沿う成分を検出可能である。
可動部材３８Ｍは、第１～第６対向部３１ａ～３１ｆを含む。第１～第６対向部３１ａ～３１ｆは、第１～第６電極１１ａ～１１ｆとそれぞれ対向する。第１～第６対向部３１ａ～３１ｆは、第１～第６電極１１ａ～１１ｆとそれぞれ櫛歯状にかみ合う。
図４に示すように、この例では、センサ部１０Ｕは、第３電極１１ｃ及び第４電極１１ｄを含む。支持部１８は、第１方向Ｄ１において、第３電極１１ｃと第１電極１１ａとの間にある。支持部１８は、第２方向Ｄ２において、第４電極１１ｄと第２電極１１ｂとの間にある。第３電極１１ｃに印加される電圧に応じて、可動部材３８Ｍは、第１方向Ｄ１に沿って振動可能である。第４電極１１ｄに印加される電圧に応じて、可動部材３８Ｍは、第２方向Ｄ２に沿って振動可能である。
図５は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図５に示すように、実施形態に係るセンサ１３０は、センサ部１０Ｕを含む。センサ１１０は、回路部７０を含んでも良い。センサ１３０においても、センサ部１０Ｕは、支持部１８及び可動部３８を含む。
図５に示すように、実施形態に係るセンサ１３０は、センサ部１０Ｕを含む。センサ１１０は、回路部７０を含んでも良い。センサ１３０においても、センサ部１０Ｕは、支持部１８及び可動部３８を含む。
可動部３８は、可動部材３８Ｍと、折れ曲がり状の複数の構造部材３２を含む。可動部材３８Ｍは、第１平面（Ｘ－Ｙ平面）において支持部１８の周りに設けられる。複数の構造部材３２は、支持部１８と可動部材３８Ｍとの間に設けられる。この例では、複数の構造部材３２は、第１～第１２構造部材３２ａ～３２ｌを含む。
センサ１３０においても、可動部３８は、支持部１８を中心とする回転対称である。可動部３８は、支持部１８の中心１８ｃを中心とする回転対称である。可動部３８は、ｎ回回転対称である。この例では、可動部３８は、３回回転対称である。可動部３８は、複数の鏡映面を有する。この例では、複数の鏡映面は、第１鏡映面Ｌａ１、第２鏡映面Ｌａ２、第３鏡映面Ｌａ３、第４鏡映面Ｌａ４、第５鏡映面Ｌａ５及び第６鏡映面Ｌａ６を含む。複数の鏡映面（第１～第６鏡映面Ｌａ１～Ｌａ６）は、回転対称の中心（中心１８ｃ）を通る。
センサ１３０においても、回転方向の違いによる振動の状態の違いが抑制される。これにより、より精度の高い検出が可能になる。実施形態によれば、精度を向上できるセンサが提供できる。
例えば、センサ１１１に関して説明した構成が、センサ１２０及び１３０に適用されても良い。例えば、第１～第６調整電極１３ａ～１３ｆ、及び、第１～第６調整対向部３３ａ～３３ｆがセンサ１２０及び１３０に設けられて良い。固定部１４及び固定対向部３４がセンサ１２０及び１３０に設けられても良い。
センサ１１０、１１１、１２０及び１３０において、回路部７０は、センサ１１０、１１１、１２０及び１３０とは別に設けられても良い。
例えば、実施形態においては、例えば、励振軸とは交差する方向に沿う振動特性における差が抑制できる。例えば、変位方向に沿う応答特性における差が抑制される。
（第２実施形態）
第２実施形態は、電子装置に係る。
図６は、第２実施形態に係る電子装置を例示する模式図である。
図６に示すように、実施形態に係る電子装置３１０は、実施形態に係るセンサと、回路制御部１７０と、を含む。図６の例では、センサとして、センサ１１０（またはセンサ装置２１０）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。
第２実施形態は、電子装置に係る。
図６は、第２実施形態に係る電子装置を例示する模式図である。
図６に示すように、実施形態に係る電子装置３１０は、実施形態に係るセンサと、回路制御部１７０と、を含む。図６の例では、センサとして、センサ１１０（またはセンサ装置２１０）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７（ａ）～図７（ｈ）は、電子装置の応用を例示する模式図である。
図７（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７（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７（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７（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７（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７（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７（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７（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。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。
図７（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７（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７（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７（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７（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７（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７（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７（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。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。
実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。
（構成１）
センサ部を備え、
前記センサ部は、支持部及び可動部を含み、
前記可動部は、
第１平面において前記支持部の周りに設けられた可動部材と、
前記支持部と前記可動部材との間に設けられ前記可動部材を前記支持部と接続する折れ曲がり状の複数の構造部材と、
を含み、
前記可動部材は振動可能であり、
前記可動部は、前記支持部を中心とする回転対称であり、
前記可動部は、複数の鏡映面を有し、
前記複数の鏡映面は、前記回転対称の中心を通り前記第１平面と交差する、センサ。
（構成１）
センサ部を備え、
前記センサ部は、支持部及び可動部を含み、
前記可動部は、
第１平面において前記支持部の周りに設けられた可動部材と、
前記支持部と前記可動部材との間に設けられ前記可動部材を前記支持部と接続する折れ曲がり状の複数の構造部材と、
を含み、
前記可動部材は振動可能であり、
前記可動部は、前記支持部を中心とする回転対称であり、
前記可動部は、複数の鏡映面を有し、
前記複数の鏡映面は、前記回転対称の中心を通り前記第１平面と交差する、センサ。
（構成２）
前記複数の鏡映面の数は、３以上６以下である、構成１記載のセンサ。
前記複数の鏡映面の数は、３以上６以下である、構成１記載のセンサ。
（構成３）
前記複数の構造部材の数は、６以上である、構成１または２に記載のセンサ。
前記複数の構造部材の数は、６以上である、構成１または２に記載のセンサ。
（構成４）
前記可動部は、ｎ回回転対称であり、前記ｎは、３、４または６である、構成１～３のいずれか１つに記載のセンサ。
前記可動部は、ｎ回回転対称であり、前記ｎは、３、４または６である、構成１～３のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成５）
前記センサ部は、前記支持部が固定される基体を含み、
前記基体は、ｎ角形、または、２ｎ角形である、構成４記載のセンサ。
前記センサ部は、前記支持部が固定される基体を含み、
前記基体は、ｎ角形、または、２ｎ角形である、構成４記載のセンサ。
（構成６）
前記センサ部は、第１電極及び第２電極をさらに含み、
前記回転対称の前記中心から前記第１電極への方向は、前記第１平面に沿う第１方向に沿い、
前記回転対称の前記中心から前記第２電極への方向は、前記第１平面に沿う第２方向に沿い、前記第２方向は、前記第１方向と交差した、構成１～５のいずれか１つに記載のセンサ。
前記センサ部は、第１電極及び第２電極をさらに含み、
前記回転対称の前記中心から前記第１電極への方向は、前記第１平面に沿う第１方向に沿い、
前記回転対称の前記中心から前記第２電極への方向は、前記第１平面に沿う第２方向に沿い、前記第２方向は、前記第１方向と交差した、構成１～５のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成７）
前記複数の構造部材の１つは、前記支持部と前記第１電極との間にあり、
前記複数の構造部材の前記１つは、前記第１方向を軸にして非対称である、構成６記載のセンサ。
前記複数の構造部材の１つは、前記支持部と前記第１電極との間にあり、
前記複数の構造部材の前記１つは、前記第１方向を軸にして非対称である、構成６記載のセンサ。
（構成８）
前記第１電極は、前記可動部材の振動の前記第１方向に沿う成分を検出可能であり、
前記第２電極は、前記可動部材の前記振動の前記第２方向に沿う成分を検出可能である、構成６または７に記載のセンサ。
前記第１電極は、前記可動部材の振動の前記第１方向に沿う成分を検出可能であり、
前記第２電極は、前記可動部材の前記振動の前記第２方向に沿う成分を検出可能である、構成６または７に記載のセンサ。
（構成９）
前記第１電極から得られる第１信号は、前記可動部材に加わる回転角速度に応じ、
前記第２電極から得られる第２信号は、前記回転角速度に応じる、構成６または７に記載のセンサ。
前記第１電極から得られる第１信号は、前記可動部材に加わる回転角速度に応じ、
前記第２電極から得られる第２信号は、前記回転角速度に応じる、構成６または７に記載のセンサ。
（構成１０）
前記第１電極から得られる第１信号は、前記第１方向と交差する方向に沿って振動する前記可動部材に生じる前記第１方向の振動の振幅に応じ、
前記第２電極から得られる第２信号は、前記第２方向と交差する方向に沿って振動する前記可動部材に生じる前記第２方向の振動の振幅に応じる、構成６または７に記載のセンサ。
前記第１電極から得られる第１信号は、前記第１方向と交差する方向に沿って振動する前記可動部材に生じる前記第１方向の振動の振幅に応じ、
前記第２電極から得られる第２信号は、前記第２方向と交差する方向に沿って振動する前記可動部材に生じる前記第２方向の振動の振幅に応じる、構成６または７に記載のセンサ。
（構成１１）
前記可動部材は、第１対向部及び第２対向部を含み、
前記第１対向部は、前記第１電極と対向し、
前記第１対向部及び前記第１電極は、櫛歯状にかみ合い、
前記第２対向部は、前記第２電極と対向し、
前記第２対向部及び前記第２電極は、櫛歯状にかみ合う、構成６～１０のいずれか１つに記載のセンサ。
前記可動部材は、第１対向部及び第２対向部を含み、
前記第１対向部は、前記第１電極と対向し、
前記第１対向部及び前記第１電極は、櫛歯状にかみ合い、
前記第２対向部は、前記第２電極と対向し、
前記第２対向部及び前記第２電極は、櫛歯状にかみ合う、構成６～１０のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１２）
前記センサ部は、第３電極及び第４電極をさらに含み、
前記支持部は、前記第１方向において、前記第３電極と前記第１電極との間にあり、
前記支持部は、前記第２方向において、前記第４電極と前記第２電極との間にあり、
前記第３電極に印加される電圧に応じて、前記可動部材は、前記第１方向に沿って振動可能であり、
前記第４電極に印加される電圧に応じて、前記可動部材は、前記第２方向に沿って振動可能である、構成６～１１のいずれか１つに記載のセンサ。
前記センサ部は、第３電極及び第４電極をさらに含み、
前記支持部は、前記第１方向において、前記第３電極と前記第１電極との間にあり、
前記支持部は、前記第２方向において、前記第４電極と前記第２電極との間にあり、
前記第３電極に印加される電圧に応じて、前記可動部材は、前記第１方向に沿って振動可能であり、
前記第４電極に印加される電圧に応じて、前記可動部材は、前記第２方向に沿って振動可能である、構成６～１１のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１３）
前記可動部材は、第３対向部及び第４対向部を含み、
前記第３対向部は、前記第３電極と対向し、
前記第３対向部及び前記第３電極は、櫛歯状にかみ合い、
前記第４対向部は、前記第４電極と対向し、
前記第４対向部及び前記第４電極は、櫛歯状にかみ合う、構成１２記載のセンサ。
前記可動部材は、第３対向部及び第４対向部を含み、
前記第３対向部は、前記第３電極と対向し、
前記第３対向部及び前記第３電極は、櫛歯状にかみ合い、
前記第４対向部は、前記第４電極と対向し、
前記第４対向部及び前記第４電極は、櫛歯状にかみ合う、構成１２記載のセンサ。
（構成１４）
前記センサ部は、第１調整電極と、前記第１調整電極と電気的に接続された第１抵抗と、をさらに含み、
前記支持部から前記第１調整電極への向きは、前記第１平面に沿い、
前記第１調整電極及び前記第１抵抗に印加された電圧に応じて、前記可動部材の振動状態が変化可能である、構成１～１３のいずれか１つに記載のセンサ。
前記センサ部は、第１調整電極と、前記第１調整電極と電気的に接続された第１抵抗と、をさらに含み、
前記支持部から前記第１調整電極への向きは、前記第１平面に沿い、
前記第１調整電極及び前記第１抵抗に印加された電圧に応じて、前記可動部材の振動状態が変化可能である、構成１～１３のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１５）
前記可動部材は、前記第１調整電極と対向する第１調整対向部を含み、
前記第１調整電極及び前記第１調整対向部は、櫛歯状にかみ合う、構成１３記載のセンサ。
前記可動部材は、前記第１調整電極と対向する第１調整対向部を含み、
前記第１調整電極及び前記第１調整対向部は、櫛歯状にかみ合う、構成１３記載のセンサ。
（構成１６）
前記センサ部は、固定部をさらに含み、
前記可動部材は、前記固定部に対向する固定対向部をさらに含み、
前記固定部及び前記固定対向部の少なくともいずれかは、突起部を含む、構成１～１５のいずれか１つに記載のセンサ。
前記センサ部は、固定部をさらに含み、
前記可動部材は、前記固定部に対向する固定対向部をさらに含み、
前記固定部及び前記固定対向部の少なくともいずれかは、突起部を含む、構成１～１５のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１７）
前記固定対向部は、前記固定部の周りに設けられた、構成１６記載のセンサ。
前記固定対向部は、前記固定部の周りに設けられた、構成１６記載のセンサ。
（構成１８）
前記第１電極及び前記第２電極と電気的に接続された回路部をさらに備え、
前記回路部は、前記第１電極から得られる信号、及び、前記第２電極から得られる信号に基づく情報を出力可能である、構成１～１７のいずれか１つに記載のセンサ。
前記第１電極及び前記第２電極と電気的に接続された回路部をさらに備え、
前記回路部は、前記第１電極から得られる信号、及び、前記第２電極から得られる信号に基づく情報を出力可能である、構成１～１７のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１９）
構成１～１８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。
構成１～１８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。
（構成２０）
前記電子装置は、ロボット及び移動体の少なくともいずれかを含む、構成１９記載の電子装置。
前記電子装置は、ロボット及び移動体の少なくともいずれかを含む、構成１９記載の電子装置。
実施形態によれば、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、センサに含まれるセンサ部、支持部、可動部、可動部材、電極、対向部及び回路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。
１０Ｕ…センサ部、 １０ｓ…基体、 １１ａ～１１ｈ…第１～第８電極、 １３ａ～１３ｈ…第１～第８調整電極、 １４…固定部、 １４ｐ…突起部、 １８…支持部、 １８ｃ…中心、 ３１ａ～３１ｈ…第１～第８対向部、 ３２…構造部材、 ３２ａ～３２ｌ…第１～第１２構造部材、 ３３ａ～３３ｈ…第１～第８調整対向部、 ３４…固定対向部、 ３４ｐ…突起部、 ３８…可動部、 ３８Ｍ…可動部材、 ７０…回路部、 １１０、１１１、１２０、１３０…センサ、 １７０…回路制御部、 １８０…回路、 １８５…駆動装置、 ２１０…センサ装置、 ３１０…電子装置、 Ｄ１、Ｄ２…第１、第２方向、 Ｌａ１～Ｌａ６…第１～第６鏡映面、 Ｒ１…回路、 Ｒ１～Ｒ８…第１～第８抵抗、 Ｒ１～Ｒ８…抵抗、 Ｓ１…信号
Claims (9)
- センサ部を備え、
前記センサ部は、支持部及び可動部を含み、
前記可動部は、
第１平面において前記支持部の周りに設けられた可動部材と、
前記支持部と前記可動部材との間に設けられ前記可動部材を前記支持部と接続する折れ曲がり状の複数の構造部材と、
を含み、
前記可動部材は振動可能であり、
前記可動部は、前記支持部を中心とする回転対称であり、
前記可動部は、複数の鏡映面を有し、
前記複数の鏡映面は、前記回転対称の中心を通り前記第１平面と交差し、
前記センサ部は、第１電極及び第２電極をさらに含み、
前記回転対称の前記中心から前記第１電極への方向は、前記第１平面に沿う第１方向に沿い、
前記回転対称の前記中心から前記第２電極への方向は、前記第１平面に沿う第２方向に沿い、前記第２方向は、前記第１方向と交差する、センサ。 - 前記複数の構造部材の１つは、前記支持部と前記第１電極との間にあり、
前記複数の構造部材の前記１つは、前記第１方向を軸にして非対称である、請求項１に記載のセンサ。 - 前記可動部材は、第１対向部及び第２対向部を含み、
前記第１対向部は、前記第１電極と対向し、
前記第１対向部及び前記第１電極は、櫛歯状にかみ合い、
前記第２対向部は、前記第２電極と対向し、
前記第２対向部及び前記第２電極は、櫛歯状にかみ合う、請求項１または２に記載のセンサ。 - 前記センサ部は、第３電極及び第４電極をさらに含み、
前記支持部は、前記第１方向において、前記第３電極と前記第１電極との間にあり、
前記支持部は、前記第２方向において、前記第４電極と前記第２電極との間にあり、
前記第３電極に印加される電圧に応じて、前記可動部材は、前記第１方向に沿って振動可能であり、
前記第４電極に印加される電圧に応じて、前記可動部材は、前記第２方向に沿って振動可能である、請求項１～３のいずれか１つに記載のセンサ。 - 前記可動部は、ｎ回回転対称であり、前記ｎは、３、４または６である、請求項１～４のいずれか１つに記載のセンサ。
- 前記センサ部は、前記支持部が固定される基体を含み、
前記基体は、ｎ角形、または、２ｎ角形である、請求項５に記載のセンサ。 - 前記第１電極及び前記第２電極と電気的に接続された回路部をさらに備え、
前記回路部は、前記第１電極から得られる信号、及び、前記第２電極から得られる信号に基づく情報を出力可能である、請求項１～６のいずれか１つに記載のセンサ。 - 請求項１～７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。 - 前記電子装置は、ロボット及び移動体の少なくともいずれかを含む、請求項８に記載の電子装置。
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