JP7844404B2

JP7844404B2 - センサ、センサシステム及び電子装置

Info

Publication number: JP7844404B2
Application number: JP2023139070A
Authority: JP
Inventors: 泰冨澤; 秀明村瀬; 史登宮崎; 大騎小野; 桂増西; 健悟内田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2023-08-29
Filing date: 2023-08-29
Publication date: 2026-04-13
Anticipated expiration: 2043-08-29
Also published as: US20250076089A1; JP2025033381A

Description

本発明の実施形態は、センサ、センサシステム及び電子装置に関する。

例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）構造のセンサがある。センサにより得られた情報により電子装置などが制御される場合もある。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、特性の向上が可能なセンサ、センサシステム及び電子装置を提供する。

実施形態によれば、センサは、第１面を含む基体と、前記第１面に固定された内側構造体と、前記第１面に固定された固定部と、前記固定部に支持された可動部と、前記第１面に固定された複数の固定電極と、複数の接続部材と、を含む。前記第１面と前記可動部との間に第１間隙が設けられる。前記固定部は、前記第１面に沿う第１平面における前記内側構造体の第１中心を中心として前記内側構造体の周りに設けられる。前記可動部は、第１環状部と、第１接続部と、を含む。前記第１環状部は、前記固定部を中心として前記固定部の周りに設けられる。前記第１接続部は、前記固定部と前記第１環状部との間に設けられる。前記第１接続部は、前記第１環状部を前記固定部と直接的または間接的に接続する。前記複数の固定電極は、前記第１環状部と対向する第１固定電極及び第１対向固定電極を含む。前記第１中心は、前記第１固定電極と前記第１対向固定電極との間に設けられる。前記内側構造体は、第１導電部を含む。前記第１導電部は、第１領域及び第１対向領域を含む。前記第１中心は、前記第１領域と前記第１対向領域との間に設けられる。前記複数の接続部材は、第１接続部材及び第１対向接続部材を含む。前記第１接続部材は、前記第１領域と前記第１固定電極とを電気的に接続する。前記第１対向接続部材は、前記第１対向領域と前記第１対向固定電極とを電気的に接続する。

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断面図である。図３は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。図４は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。図５は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。図６は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。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２実施形態に係る電子装置を例示する模式図である。図９（ａ）～図９（ｈ）は、実施形態に係る電子装置の応用を例示する模式図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、実施形態に係るセンサの応用を例示する模式図である。

（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断面図である。
図２は、図１のＡ１－Ａ２線断面図である。図３は、図１のＡ３－Ａ４線断面図である。
図１～図３に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、基体５０ｓ、内側構造体６０、固定部１０Ｆ、可動部１０Ｍ、複数の固定電極３０、及び、複数の接続部材８０と、を含む。

図２及び図３に示すように、基体５０ｓは、第１面５０ａを含む。内側構造体６０は、第１面５０ａに固定される。固定部１０Ｆは、第１面５０ａに固定される。可動部１０Ｍは、固定部１０Ｆに支持される。複数の固定電極３０は、第１面５０ａに固定される。

図２及び図３に示すように、第１面５０ａと可動部１０Ｍとの間に第１間隙Ｇ１が設けられる。例えば、第１面５０ａに絶縁部材５５が設けられる。絶縁部材５５の上に内側構造体６０及び固定部１０Ｆが設けられる。第１面５０ａと可動部１０Ｍとの間に絶縁部材５５が設けられない。

可動部１０Ｍは、導電性である。可動部１０Ｍは、例えば、導電性のシリコンなどを含んで良い。固定部１０Ｆは、導電性である。固定部１０Ｆは、例えば、導電性のシリコンなどを含んで良い。固定部１０Ｆは、可動部１０Ｍと電気的に接続される。絶縁部材５５は、例えば、酸化シリコンなどを含んで良い。

図１に示すように、内側構造体６０は、第１面５０ａに沿う第１平面ＰＬ１における第１中心６０Ｃを含む。固定部１０Ｆは、内側構造体６０の第１中心６０Ｃを中心として、内側構造体６０の周りに設けられる。内側構造体６０は、例えば、環状である。

第１平面ＰＬ１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。第１平面ＰＬ１は、Ｘ－Ｙ平面に対して平行である。

図１に示すように、可動部１０Ｍは、第１環状部１１と、第１接続部２１と、を含む。可動部１０Ｍは、複数の環状部１０、及び、複数の接続部２０と、を含んで良い。複数の環状部１０は、第１環状部１１及び第２環状部１２などを含んで良い。複数の環状部１０は、外側環状部１０ｏを含んで良い。第１環状部１１は、複数の環状部１０のうちで、最も外側でも良い。この場合、第１環状部１１は、外側環状部１０ｏに対応する。第１環状部１１は、複数の環状部１０のうちで、最も内側でも良い。

複数の環状部１０は、固定部１０Ｆを中心として固定部１０Ｆの周りに設けられる。例えば、第１環状部１１は、固定部１０Ｆを中心として固定部１０Ｆの周りに設けられて良い。

第１接続部２１は、複数の接続部２０に含まれる。複数の接続部２０は、複数の環状部１０の２つを接続する。複数の接続部２０は、放射方向Ｄｒに沿って良い。第１接続部２１は、固定部１０Ｆと第１環状部１１との間に設けられる。第１接続部２１は、第１環状部１１を固定部１０Ｆと、直接的または間接的に接続する。この例では、第１接続部２１は、第２環状部１２、及び、他の接続部２０を介して、第１環状部１１を固定部１０Ｆと間接的に接続する。複数の接続部２０（第１接続部２１を含む）は、例えば、放射方向Ｄｒに沿って延びる。

複数の固定電極３０は、第１固定電極３１ａ及び第１対向固定電極３１ｂを含む。第１固定電極３１ａ及び第１対向固定電極３１ｂは、第１環状部１１と対向する。第１固定電極３１ａ及び第１対向固定電極３１ｂは、第１環状部１１の内側でも良く、外側でも良い。

第１中心６０Ｃは、第１固定電極３１ａと第１対向固定電極３１ｂとの間に設けられる。

内側構造体６０は、第１導電部６１Ｌを含む。第１導電部６１Ｌは、第１領域６１ａ及び第１対向領域６１ｂを含む。第１中心６０Ｃは、第１領域６１ａと第１対向領域６１ｂとの間に設けられる。

複数の接続部材８０は、第１接続部材８１ａ及び第１対向接続部材８１ｂを含む。第１接続部材８１ａは、第１領域６１ａと第１固定電極３１ａとを電気的に接続する。第１対向接続部材８１ｂは、第１対向領域６１ｂと第１対向固定電極３１ｂとを電気的に接続する。

センサ１１０においては、第１固定電極３１ａ及び第１対向固定電極３１ｂは、第１接続部材８１ａ、第１対向接続部材８１ｂ、及び、第１導電部６１Ｌを介して互いに電気的に接続される。小さい面積の第１導電部６１Ｌにより、これらの固定電極が互いに電気的に接続される。例えば、センサ１１０において、サイズを小さくした場合においても、目的とする動作が安定して得られる。実施形態によれば、特性を向上できるセンサを提供できる。

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、第１導電部６１Ｌと固定部１０Ｆとの間に、交流を含む電気信号を供給可能である。電気信号により、第１固定電極３１ａと第１環状部１１との間、及び、第１対向固定電極３１ｂと第１環状部１１との間に、交流の静電力が作用する。これにより、可動部１０Ｍ（第１環状部１１など）は振動可能である。例えば、振動している可動部１０Ｍ（第１環状部１１など）に外力が加わると、振動状態が変化する。振動状態の変化は、例えば、コリオリ力に基づく。振動状態の変化を検出することで、外力が検出できる。複数の固定電極３０に含まれる別の固定電極により可動部１０Ｍが振動し、第１固定電極３１ａ及び第１対向固定電極３１ｂが振動状態の検出に用いられて良い。

上記のように、実施形態においては、固定部１０Ｆの内側に設けられる内側構造体６０が第１導電部６１Ｌを含む。第１導電部６１Ｌに含まれる２つの領域（第１領域６１ａ及び第１対向領域６１ｂ）を介して電気的な接続が行われる。第１導電部６１Ｌは、電気的な接続の中継点として機能する。小さい面積の第１導電部６１Ｌにより、効率的に電気的な接続が行われる。

複数の接続部材８０は、例えば、ボンディングワイヤなどで良い。複数の接続部材８０は、例えば、金、銀、銅及びアルミニウムよりなる群から選択された少なくとも１つを含んで良い。複数の導電部６１は、例えば、可動部１０Ｍの材料と同じ材料を含んで良い。

第１対向領域６１ｂは、第１領域６１ａと電気的に接続される。例えば、第１対向領域６１ｂは、第１領域６１ａと連続して良い。例えば、第１導電部６１Ｌは、第１中心６０Ｃを中心とする環状で良い。

図１に示すように、第１導電部６１Ｌは、第１接続領域６１ｃをさらに含んで良い。第１接続領域６１ｃは、第１領域６１ａ及び第１対向領域６１ｂと連続する。例えば、第１接続領域６１ｃの少なくとも一部は、第１中心６０Ｃを中心とする周方向Ｄｃに沿って延びる。

図４は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。
図４において、図１の一部が拡大されて示されている。
図４に示すように、放射方向Ｄｒは、第１中心６０Ｃを通過し、第１平面ＰＬ１（Ｘ－Ｙ平面）に沿う。第１領域６１ａの少なくとも一部の放射方向Ｄｒにおける長さを第１領域長ｗ６１ａとする。第１対向領域６１ｂの少なくとも一部の放射方向Ｄｒにおける長さを第１対向領域長ｗ６１ｂとする。第１接続領域６１ｃの少なくとも一部の放射方向Ｄｒにおける長さを第１接続領域長ｗ６１ｃとする。第１領域長ｗ６１ａは、第１接続領域長ｗ６１ｃよりも長い。第１対向領域長ｗ６１ｂは、例えば、第１接続領域長ｗ６１ｃよりも長い。

第１領域長ｗ６１ａ及び第１対向領域長ｗ６１ｂが長いことで、これらの領域の面積が大きくできる。これらの領域に、ワイヤを容易に接続できる。安定した接続によりノイズが抑制できる。例えば、サイズが小さい場合にも良好な電気的な接続が安定して得られる。

図１に示すように、複数の固定電極３０は、第２固定電極３２ａ及び第２対向固定電極３２ｂをさらに含んで良い。第２固定電極３２ａ及び第２対向固定電極３２ｂは、第１環状部１１と対向する。第１中心６０Ｃは、第２固定電極３２ａと第２対向固定電極３２ｂとの間に設けられる。

内側構造体６０は、第２導電部６２Ｌをさらに含んで良い。第２導電部６２Ｌは、第２領域６２ａ及び第２対向領域６２ｂを含む。第１中心６０Ｃは、第２領域６２ａと第２対向領域６２ｂとの間に設けられる。

複数の接続部材８０は、第２接続部材８２ａ及び第２対向接続部材８２ｂを含む。第２接続部材８２ａは、第２領域６２ａと第２固定電極３２ａとを電気的に接続する。第２対向接続部材８２ｂは、第２対向領域６２ｂと第２対向固定電極３２ｂとを電気的に接続する。

第１固定電極３１ａから第１対向固定電極３１ｂへの方向を第１方向Ｄｘ１とする。第２固定電極３２ａから第２対向固定電極３２ｂへの方向を第２方向Ｄｘ２とする。第２方向Ｄｘ２は、第１方向Ｄｘ１と交差する。例えば、第１固定電極３１ａ及び第１対向固定電極３１ｂは、第１方向Ｄｘ１に沿う振動を発生可能である。または、第１固定電極３１ａ及び第１対向固定電極３１ｂは、第１方向Ｄｘ１に沿う振動を検出可能である。例えば、第２固定電極３２ａ及び第２対向固定電極３２ｂは、第２方向Ｄｘ２に沿う振動を発生可能である。または、第２固定電極３２ａ及び第２対向固定電極３２ｂは、第２方向Ｄｘ２に沿う振動を検出可能である。

第１参考例において、第１固定電極３１ａと第１対向固定電極３１ｂとが１つの接続部材で直接的に、電気的に接続される。さらに、第２固定電極３２ａと第２対向固定電極３２ｂとが別の接続部材で直接的に、電気的に接続される。第１参考例においては、これらの接続部材は、環状部１０の中心で、互いに交差する。例えば、これらの接続部材が容量的にカップリングし、ノイズが発生する。第１参考例においては、ノイズの影響により、高い検出精度が不十分になる可能性がある。さらに、第１参考例において、上記の接続部材が接触し、ショートが発生すると、誤動作を起こす可能性がある。

これに対して、実施形態においては、第１固定電極３１ａと第１対向固定電極３１ｂとが、第１導電部６１Ｌを介して、電気的に接続される。第２固定電極３２ａと第２対向固定電極３２ｂとが、第２導電部６２Ｌを介して、電気的に接続される。これらの電気的な接続において、容量的なカップリングが抑制される。ノイズが抑制される。実施形態においては、高い精度の検出が可能である。実施形態によれば、特性を向上できるセンサを提供できる。実施形態においては、ショートが抑制され、誤動作が抑制される。

１つの例において、第１方向Ｄｘ１と第２方向Ｄｘ２との間の角度は、８０度以上１００度以下である。第１方向Ｄｘ１と第２方向Ｄｘ２との間の角度は、実質的に９０度で良い。例えば、この角度は、９０度以外でも良い。第２方向Ｄｘ２は、第１方向Ｄｘ１に対して傾斜しても良い。

第２対向領域６２ｂは、第２領域６２ａと電気的に接続される。例えば、第２対向領域６２ｂは、第２領域６２ａと連続して良い。

第２導電部６２Ｌは、第２接続領域６２ｃをさらに含んで良い。第２接続領域６２ｃは、第２領域６２ａ及び第２対向領域６２ｂと連続する。第２接続領域６２ｃの少なくとも一部は、第１中心６０Ｃを中心とする周方向Ｄｃに沿って延びる。第２導電部６２Ｌは、第１中心６０Ｃを中心とする環状で良い。例えば、第２導電部６２Ｌは、第１導電部６１Ｌと同心である。

図４に示すように、第２領域６２ａの少なくとも一部の放射方向Ｄｒにおける長さを第２領域長ｗ６２ａとする。第２対向領域６２ｂの少なくとも一部の放射方向Ｄｒにおける長さを第２対向領域長ｗ６２ｂとする。第２接続領域６２ｃの少なくとも一部の放射方向Ｄｒにおける長さを第２接続領域長ｗ６２ｃとする。第２領域長ｗ６２ａは、第２接続領域長ｗ６２ｃよりも長い。第２対向領域長ｗ６２ｂは、例えば、第２接続領域長ｗ６２ｃよりも長い。

第２領域長ｗ６２ａ及び第２対向領域長ｗ６２ｂが長いことで、これらの領域の面積が大きくできる。これらの領域に、ワイヤを容易に接続できる。安定した接続によりノイズが抑制できる。例えば、サイズが小さい場合にも良好な電気的な接続が安定して得られる。

１つの例において、第１領域長ｗ６１ａは、第１接続領域長ｗ６１ｃの３倍以上４倍以下である。第１対向領域長ｗ６１ｂは、第１接続領域長ｗ６１ｃの３倍以上４倍以下である。第１領域長ｗ６１ａは、例えば、１３０μｍ以上２８０μｍ以下で良い。第１対向領域長ｗ６１ｂは、例えば、１３０μｍ以上２８０μｍ以下で良い。第１接続領域長ｗ６１ｃは、例えば、２０μｍ以上１３０μｍ以下で良い。

１つの例において、第２領域長ｗ６２ａは、第２接続領域長ｗ６２ｃの３倍以上４倍以下である。第２対向領域長ｗ６２ｂは、第２接続領域長ｗ６２ｃの３倍以上４倍以下である。第２領域長ｗ６２ａは、例えば、１３０μｍ以上２８０μｍ以下で良い。第２対向領域長ｗ６２ｂは、例えば、１３０μｍ以上２８０μｍ以下で良い。第２接続領域長ｗ６２ｃは、例えば、２０μｍ以上１３０μｍ以下で良い。

第２領域６２ａの少なくとも一部は、第１中心６０Ｃを中心とする周方向Ｄｃにおいて、第１領域６１ａと重なって良い。第２領域６２ａの少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第１対向領域６１ｂと重なって良い。第２対向領域６２ｂの少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第１領域６１ａと重なって良い。第２対向領域６２ｂの少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第１対向領域６１ｂと重なって良い。

例えば、第２領域６２ａの少なくとも一部は、第１中心６０Ｃを中心とする周方向Ｄｃにおいて、第１領域６１ａと第１対向領域６１ｂとの間に設けられる。例えば、第１領域６１ａの少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第２領域６２ａと第２対向領域６２ｂとの間に設けられる。小さい面積の領域に、サイズが大きいこれらの領域を設けることが容易になる。

例えば、第２導電部６２Ｌは、第１導電部６１Ｌと同心である。第２導電部６２Ｌは、第１中心６０Ｃを中心とする環状で良い。

図１に示すように、第２固定電極３２ａの少なくとも一部は、第１中心６０Ｃを中心とする周方向Ｄｃにおいて、第１固定電極３１ａと第１対向固定電極３１ｂとの間に設けられる。第１固定電極３１ａの少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第２固定電極３２ａと第２対向固定電極３２ｂとの間に設けられる。これらの固定電極３０は、周方向Ｄｃにおいて並ぶ。

この例では、第２導電部６２Ｌは、第１中心６０Ｃと第１導電部６１Ｌとの間に設けられる。実施形態において、第１導電部６１Ｌは、第１中心６０Ｃと第２導電部６２Ｌとの間に設けられて良い。

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１１１において、複数の固定電極３０は、第３固定電極３３ａ及び第３対向固定電極３３ｂなどをさらに含む。これを除くセンサ１１１の構成は、センサ１１０の構成と同様で良い。

図５に示すように、センサ１１１において、複数の固定電極３０は、第３固定電極３３ａ及び第３対向固定電極３３ｂをさらに含む。第３固定電極３３ａ及び第３対向固定電極３３ｂは、第１環状部１１と対向する。

内側構造体６０は、第３導電部６３Ｌをさらに含む。例えば、第３導電部６３Ｌは、第１中心６０Ｃと第２導電部６２Ｌとの間にある。第３導電部６３Ｌは、第３領域６３ａ及び第３対向領域６３ｂを含む。第１中心６０Ｃは、第３領域６３ａと第３対向領域６３ｂとの間に設けられる。

複数の接続部材８０は、第３接続部材８３ａ及び第３対向接続部材８３ｂをさらに含む。図５においては、第１接続部材８１ａ、第１対向接続部材８１ｂ、第２接続部材８２ａ及び第２対向接続部材８２ｂは、省略されている。第３接続部材８３ａは、第３領域６３ａと第３固定電極３３ａとを電気的に接続する。第３対向接続部材８３ｂは、第３対向領域６３ｂと第３対向固定電極３３ｂとを電気的に接続する。小さい面積で、電気的な接続が実施される。

第３領域６３ａの少なくとも一部は、第１中心６０Ｃを中心とする周方向Ｄｃにおいて、第２領域６２ａと重なって良い。第３領域６３ａの少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第２対向領域６２ｂと重なって良い。第３対向領域６３ｂの少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第２領域６２ａと重なって良い。第３対向領域６３ｂの少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第２対向領域６２ｂと重なって良い。

例えば、第３領域６３ａの少なくとも一部は、第１中心６０Ｃを中心とする周方向Ｄｃにおいて、第２領域６２ａと第２対向領域６２ｂとの間に設けられる。例えば、第２領域６２ａの少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第３領域６３ａと第３対向領域６３ｂとの間に設けられる。小さい面積の領域に、サイズが大きいこれらの領域を設けることが容易になる。

図５に示すように、センサ１１１において、複数の固定電極３０は、第４固定電極３４ａ及び第４対向固定電極３４ｂをさらに含んで良い。第４固定電極３４ａ及び第４対向固定電極３４ｂは、第１環状部１１と対向する。

内側構造体６０は、第４導電部６４Ｌをさらに含む。例えば、第４導電部６４Ｌは、第１中心６０Ｃと第３導電部６３Ｌとの間にある。第４導電部６４Ｌは、第４領域６４ａ及び第４対向領域６４ｂを含む。第１中心６０Ｃは、第４領域６４ａと第４対向領域６４ｂとの間に設けられる。

複数の接続部材８０は、第４接続部材８４ａ及び第４対向接続部材８４ｂをさらに含んで良い。第４接続部材８４ａは、第４領域６４ａと第４固定電極３４ａとを電気的に接続する。第４対向接続部材８４ｂは、第４対向領域６４ｂと第４対向固定電極３４ｂとを電気的に接続する。小さい面積で、電気的な接続が実施される。

第４領域６４ａの少なくとも一部は、第１中心６０Ｃを中心とする周方向Ｄｃにおいて、第３領域６３ａと重なって良い。第４領域６４ａの少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第３対向領域６３ｂと重なって良い。第４対向領域６４ｂの少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第３領域６３ａと重なって良い。第４対向領域６４ｂの少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第３対向領域６３ｂと重なって良い。

例えば、第４領域６４ａの少なくとも一部は、第１中心６０Ｃを中心とする周方向Ｄｃにおいて、第３領域６３ａと第３対向領域６３ｂとの間に設けられる。例えば、第３領域６３ａの少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第４領域６４ａと第４対向領域６４ｂとの間に設けられる。小さい面積の領域に、サイズが大きいこれらの領域を設けることが容易になる。

図６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６に示すように、実施形態に係るセンサ１１２において、内側構造体６０は、第５導電部６５Ｌをさらに含む。これを除くセンサ１１２の構成は、センサ１１１の構成と同様で良い。

図６に示すように、センサ１１２において、第５導電部６５Ｌは、第５領域６５ａ及び第５対向領域６５ｂを含む。これらの領域は、電気的に接続されていなくて良い。これらの領域は、他の電極（または可動部１０Ｍ）の電気的な接続に利用されて良い。

図６に示すように、この例では、第４導電部６４Ｌは、他の接続領域６４ｄをさらに含む。他の接続領域６４ｄは、第４領域６４ａと第４対向領域６４ｂとを電気的に接続する。他の接続領域６４ｄは、第５領域６５ａと第５対向領域６５ｂとの間に設けられて良い。内側構造体６０において、種々の変形が適用されて良い。

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７は、固定部１０Ｆ及び可動部１０Ｍを例示している。実施形態に係るセンサ１２０において、複数の固定電極３０の少なくとも１つは、複数の部分電極を含む。これを除くセンサ１２０の構成は、センサ１１０などの構成と同様で良い。

この例では、複数の固定電極３０の少なくとも１つは、第１固定電極３１ａである。第１固定電極３１ａは、複数の部分電極を含む。複数の部分電極は、第１部分電極３０ａ及び第２部分電極３０ｂを含む。第１部分電極３０ａ及び第２部分電極３０ｂは、周方向Ｄｃに並ぶ。この例では、２つの第２部分電極３０ｂが設けられる。第１部分電極３０ａは、周方向Ｄｃにおいて、２つの部分電極の間に設けられる。複数の部分電極に、互いに異なる信号が供給されて良い。複数の部分電極から得られる信号が処理されて、検出が行われて良い。

図７に示すように、複数の環状部１０は、第１環状部１１、第２環状部１２、第３環状部１３、第４環状部１４、第５環状部１５及び第６環状部１６を含む。これらの環状部１０は、同心状に並ぶ。

図７に示すように、複数の接続部２０は、第１接続部２１、第２接続部２２及び第３接続部２３などを含む。第１接続部２１は、第１環状部１１と第２環状部１２とを互いに接続する。第２接続部２２は、第２環状部１２と第３環状部１３とを互いに接続する。第３接続部２３は、第３環状部１３と第４環状部１４とを互いに接続する。

図７に示すように、可動部１０Ｍは、第１放射構造体２８ｐをさらに含んで良い。第１放射構造体２８ｐは、複数の環状部１０の１つと接続される。この例では、第１放射構造体２８ｐは、第４環状部１４と接続される。第１放射構造体２８ｐは、複数の環状部１０の１つから第１放射方向Ｄｒ１に沿って延びる。第１放射構造体２８ｐは、第１放射方向Ｄｒ１において、複数の環状部１０の別の１つから離れている。この例では、第１放射構造体２８ｐは、第１放射方向Ｄｒ１において、第５環状部１５から離れている。複数の環状部１０の上記の別の１つは、複数の環状部１０のうちで複数の環状部１０の上記の１つの隣である。複数の環状部１０の上記の別の１つは、複数の環状部１０のうちで複数の環状部１０の上記の１つに最も近い。

可動部１０Ｍは、第２放射構造体２８ｑをさらに含んで良い。第２放射構造体２８ｑは、複数の環状部１０の上記の１つと接続される。第２放射構造体２８ｑは、第５環状部１５と接続される。第２放射構造体２８ｑは、複数の環状部１０の上記の別の１つから複数の環状部１０の上記の１つに向かって、第１放射方向Ｄｒ１に沿って延びる。第２放射構造体２８ｑは、第５環状部１５から第４環状部１４に向かって第１放射方向Ｄｒ１に沿って延びる。第２放射構造体２８ｑは、第１放射方向Ｄｒ１において第１放射構造体２８ｐから離れている。

このような放射構造体が設けられることで、隣り合う環状部１０を接続することなく、全体の質量の分布を均一化できる。より高い特性が得やすくなる。

図７に示すように、この例では、第２接続部２２の延びる方向（第１放射方向Ｄｒ１）は、第３接続部２３の延びる方向に沿っている。例えば、強度の高い検出信号が得やすくなる。

図７に示すように、可動部１０Ｍは、第１環状部１１に接続された第１構造体４１を含んで良い。第１構造体４１は、例えば、重りとして機能する。ノイズがより抑制される。この例では、第１構造体４１は、第１環状部１１の外側に設けられる。可動部１０Ｍは、第２構造体４２を含んで良い。第２構造体４２は、第１環状部１１の内側に設けられる。第２構造体４２は、第１環状部１１または第１接続部２１に接続されて良い。

（第２実施形態）
第２実施形態は、電子装置に係る。
図８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８に示すように、実施形態に係る電子装置３１０は、第１実施形態に係るセンサ（例えばセンサ１１０）と、回路制御部１７０と、を含む。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、例えば、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８に示すように、実施形態に係るセンサシステム２１０は、第１実施形態に係るセンサ（例えばセンサ１１０）と、検出対象部材８１と、を含む。センサ１１０は、検出対象部材８１に固定される。センサ１１０は、検出対象部材８１の信号を検出できる。

図９（ａ）～図９（ｈ）は、実施形態に係る電子装置の応用を例示する模式図である。
図９（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９（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９（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９（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９（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９（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９（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９（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１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、実施形態に係るセンサの応用を例示する模式図である。
図１０（ａ）に示すように、実施形態に係るセンサ４３０は、第１実施形態に係るセンサと、送受信部４２０と、を含む。図１０（ａ）の例では、センサとして、センサ１１０が描かれている。送受信部４２０は、センサ１１０から得られる信号を、例えば、無線及び有線の少なくともいずれかの方法により送信可能である。センサ４３０は、例えば、道路４００などのスロープ面４１０などに設けられる。センサ４３０は、例えば、施設（例えばインフラストラクチャ）などの状態をモニタリングできる。センサ４３０は、例えば状態モニタリング装置で良い。

例えば、センサ４３０により、道路４００のスロープ面４１０の状態の変化が高精度で検出される。スロープ面４１０の状態の変化は、例えば、傾斜角度の変化、及び、振動状態の変化の少なくともいずれかを含む。センサ１１０から得られた信号（検査結果）が、送受信部４２０により伝達される。施設（例えばインフラストラクチャ）の状態を、例えば、連続的に、監視できる。

図１０（ｂ）に示すように、センサ４３０は、例えば、橋梁４６０の一部に設けられる。橋梁４６０は、河川４７０の上に設けられる。例えば、橋梁４６０は、主桁４５０及び橋脚４４０の少なくともいずれかを含む。センサ４３０は、主桁４５０及び橋脚４４０の少なくともいずれかに設けられる。例えば、劣化などに起因して、主桁４５０及び橋脚４４０の少なくともいずれかの角度が変化する場合がある。例えば、主桁４５０及び橋脚４４０の少なくともいずれかにおいて、振動状態が変化する場合がある。センサ４３０により、これらの変化が高精度で検出される。検出結果が、送受信部４２０により、任意の場所に伝達できる。異常を効果的に検知することができる。

実施形態は、以下の技術案を含んでも良い。
（技術案１）
第１面を含む基体と、
前記第１面に固定された内側構造体と、
前記第１面に固定された固定部と、
前記固定部に支持された可動部と、
前記第１面に固定された複数の固定電極と、
複数の接続部材と、
を備え、
前記第１面と前記可動部との間に第１間隙が設けられ、
前記固定部は、前記第１面に沿う第１平面における前記内側構造体の第１中心を中心として前記内側構造体の周りに設けられ、
前記可動部は、第１環状部と、第１接続部と、を含み、
前記第１環状部は、前記固定部を中心として前記固定部の周りに設けられ、
前記第１接続部は、前記固定部と前記第１環状部との間に設けられ、
前記第１接続部は、前記第１環状部を前記固定部と直接的または間接的に接続し、
前記複数の固定電極は、前記第１環状部と対向する第１固定電極及び第１対向固定電極を含み、
前記第１中心は、前記第１固定電極と前記第１対向固定電極との間に設けられ、
前記内側構造体は、第１導電部を含み、
前記第１導電部は、第１領域及び第１対向領域を含み、
前記第１中心は、前記第１領域と前記第１対向領域との間に設けられ、
前記複数の接続部材は、第１接続部材及び第１対向接続部材を含み、
前記第１接続部材は、前記第１領域と前記第１固定電極とを電気的に接続し、
前記第１対向接続部材は、前記第１対向領域と前記第１対向固定電極とを電気的に接続する、センサ。

（技術案２）
前記第１対向領域は、前記第１領域と連続している、技術案１に記載のセンサ。

（技術案３）
前記第１導電部は、第１接続領域をさらに含み、
前記第１接続領域は、前記第１領域及び前記第１対向領域と連続し、
前記第１接続領域の少なくとも一部は、前記第１中心を中心とする周方向に沿って延びる、技術案１または２に記載のセンサ。

（技術案４）
前記第１領域の少なくとも一部の放射方向における第１領域長は、前記第１接続領域の前記少なくとも一部の前記放射方向における第１接続領域長よりも長く、
前記第１対向領域の少なくとも一部の前記放射方向における第１対向領域長は、前記第１接続領域長よりも長く、
前記放射方向は、前記第１中心を通過し前記第１平面に沿う、技術案３に記載のセンサ。

（技術案５）
前記第１導電部は、前記第１中心を中心とする環状である、技術案１～４のいずれか１つに記載のセンサ。

（技術案６）
前記複数の固定電極は、前記第１環状部と対向する第２固定電極及び第２対向固定電極を含み、
前記第１中心は、前記第２固定電極と前記第２対向固定電極との間に設けられ、
前記内側構造体は、第２導電部をさらに含み、
前記第２導電部は、第２領域及び第２対向領域をさらに含み、
前記第１中心は、前記第２領域と前記第２対向領域との間に設けられ、
前記複数の接続部材は、第２接続部材及び第２対向接続部材をさらに含み、
前記第２接続部材は、前記第２領域と前記第２固定電極とを電気的に接続し、
前記第２対向接続部材は、前記第２対向領域と前記第２対向固定電極とを電気的に接続する、技術案１または２に記載のセンサ。

（技術案７）
前記第２固定電極から前記第２対向固定電極への第２方向は、前記第１固定電極から前記第１対向固定電極への第１方向と交差する、技術案６に記載のセンサ。

（技術案８）
前記第１方向と前記第２方向との間の角度は、８０度以上１００度以下である、技術案７に記載のセンサ。

（技術案９）
前記第２領域の少なくとも一部は、前記第１中心を中心とする周方向において、前記第１領域と重なる、技術案６～８のいずれか１つに記載のセンサ。

（技術案１０）
前記第２領域の少なくとも一部は、前記第１中心を中心とする周方向において、前記第１領域と前記第１対向領域との間に設けられ、
前記第１領域の少なくとも一部は、前記周方向において、前記第２領域と前記第２対向領域との間に設けられる、技術案６～８のいずれか１つに記載のセンサ。

（技術案１１）
前記第２対向領域は、前記第２領域と連続している、技術案６～１０のいずれか１つに記載のセンサ。

（技術案１２）
前記第２導電部は、第２接続領域をさらに含み、
前記第２接続領域は、前記第２領域及び前記第２対向領域と連続し、
前記第２接続領域の少なくとも一部は、前記第１中心を中心とする周方向に沿って延びる、技術案６～８のいずれか１つに記載のセンサ。

（技術案１３）
前記第２領域の少なくとも一部の放射方向における第２領域長は、前記第２接続領域の前記少なくとも一部の前記放射方向における第２接続領域長よりも長く、
前記第２対向領域の少なくとも一部の前記放射方向における第２対向領域長は、前記第２接続領域長よりも長く、
前記放射方向は、前記第１中心を通過し前記第１平面に沿う、技術案１２に記載のセンサ。

（技術案１４）
前記第２固定電極の少なくとも一部は、前記第１中心を中心とする周方向において、前記第１固定電極と前記第１対向固定電極との間に設けられ、
前記第１固定電極の少なくとも一部は、前記周方向において、前記第２固定電極と前記第２対向固定電極との間に設けられる、技術案６～８のいずれか１つに記載のセンサ。

（技術案１５）
前記第２導電部は、前記第１中心を中心とする環状である、技術案６～１４のいずれか１つに記載のセンサ。

（技術案１６）
前記第２導電部は、前記第１中心と前記第１導電部との間に設けられた、技術案６～１５のいずれか１つに記載のセンサ。

（技術案１７）
前記複数の固定電極は、前記第１環状部と対向する第３固定電極及び第３対向固定電極をさらに含み、
前記内側構造体は、第３導電部をさらに含み、
前記第３導電部は、前記第１中心と前記第２導電部との間にあり、
前記第３導電部は、第３領域及び第３対向領域をさらに含み、
前記第１中心は、前記第３領域と前記第３対向領域との間に設けられ、
前記複数の接続部材は、第３接続部材及び第３対向接続部材を含み、
前記第３接続部材は、前記第３領域と前記第３固定電極とを電気的に接続し、
前記第３対向接続部材は、前記第３対向領域と前記第３対向固定電極とを電気的に接続する、技術案６～１６のいずれか１つに記載のセンサ。

（技術案１８）
前記複数の固定電極は、前記第１環状部と対向する第４固定電極及び第４対向固定電極をさらに含み、
前記内側構造体は、第４導電部をさらに含み、
前記第４導電部は、前記第１中心と前記第３導電部との間にあり、
前記第４導電部は、第４領域及び第４対向領域をさらに含み、
前記第１中心は、前記第４領域と前記第４対向領域との間に設けられ、
前記複数の接続部材は、第４接続部材及び第４対向接続部材を含み、
前記第４接続部材は、前記第４領域と前記第４固定電極とを電気的に接続し、
前記第４対向接続部材は、前記第４対向領域と前記第４対向固定電極とを電気的に接続する、技術案１７に記載のセンサ。

（技術案１９）
技術案１に記載のセンサと、
前記センサが固定される検出対象部材と、
を備えたセンサシステム。

（技術案２０）
技術案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、
備えた、電子装置。

実施形態によれば、特性の向上が可能なセンサ、センサシステム及び電子装置が提供できる。

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、センサに含まれる部材、基板、センサ部、筐体、センサ素子、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、センサシステム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、センサシステム及び電子装置も、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：環状部、１０Ｆ：固定部、１０Ｍ：可動部、１０ｏ：外側環状部、１１～１６：第１～第６環状部、２０：接続部、２１～２３：第１～第３接続部、２８ｐ、２８ｑ：第１、第２放射構造体、３０：固定電極、３０ａ、３０ｂ：第１、第２部分電極、３１ａ～３４ａ：第１～第４固定電極、３１ｂ～３４ｂ：第１～第４対向固定電極、４１、４２：第１、第２構造体、５０ａ：第１面、５０ｓ：基体、５５：絶縁部材、６０：内側構造体、６１Ｌ～６５Ｌ：第１～第５導電部、６１ａ～６４ａ：第１～第４領域、６１ｂ～６４ｂ：第１～第４対向領域、６１ｃ、６２ｃ：第１、第２接続領域、６４ｄ：接続領域、７０：制御部、８０：接続部材、８１：検出対象部材、８１ａ～８４ａ：第１～第４接続部材、８１ｂ～８４ｂ：第１～第４対向接続部材、１１０～１１２、１２０：センサ、１７０：回路制御部、１８０：回路、１８５：駆動装置、２１０：センサシステム、３１０：電子装置、４００：道路、４１０：スロープ面、４２０：送受信部、４３０：センサ、４４０：橋脚、４５０：主桁、４６０：橋梁、４７０：河川、Ｄｃ：周方向、Ｄｒ：放射方向、Ｄｒ１：第１放射方向、Ｄｘ１、Ｄｘ２：第１、第２方向、Ｇ１：第１間隙、ＰＬ１：第１平面、Ｓ１：信号、ｗ６１ａ、ｗ６２ａ：第１、第２領域長、ｗ６１ｂ、ｗ６２ｂ：第１、第２対向領域長、ｗ６１ｃ、ｗ６２ｃ：第１、第２接続領域長

Claims

第１面を含む基体と、
前記第１面に固定された内側構造体と、
前記第１面に固定された固定部と、
前記固定部に支持された可動部と、
前記第１面に固定された複数の固定電極と、
複数の接続部材と、
を備え、
前記第１面と前記可動部との間に第１間隙が設けられ、
前記固定部は、前記第１面に沿う第１平面における前記内側構造体の第１中心を中心として前記内側構造体の周りに設けられ、
前記可動部は、第１環状部と、第１接続部と、を含み、
前記第１環状部は、前記固定部を中心として前記固定部の周りに設けられ、
前記第１接続部は、前記固定部と前記第１環状部との間に設けられ、
前記第１接続部は、前記第１環状部を前記固定部と直接的または間接的に接続し、
前記複数の固定電極は、前記第１環状部と対向する第１固定電極及び第１対向固定電極を含み、
前記第１中心は、前記第１固定電極と前記第１対向固定電極との間に設けられ、
前記内側構造体は、第１導電部を含み、
前記第１導電部は、第１領域及び第１対向領域を含み、
前記第１中心は、前記第１領域と前記第１対向領域との間に設けられ、
前記複数の接続部材は、第１接続部材及び第１対向接続部材を含み、
前記第１接続部材は、前記第１領域と前記第１固定電極とを電気的に接続し、
前記第１対向接続部材は、前記第１対向領域と前記第１対向固定電極とを電気的に接続する、センサ。
前記第１導電部は、第１接続領域をさらに含み、
前記第１接続領域は、前記第１領域及び前記第１対向領域と連続し、
前記第１接続領域の少なくとも一部は、前記第１中心を中心とする周方向に沿って延びる、請求項１に記載のセンサ。
前記第１領域の少なくとも一部の放射方向における第１領域長は、前記第１接続領域の前記少なくとも一部の前記放射方向における第１接続領域長よりも長く、
前記第１対向領域の少なくとも一部の前記放射方向における第１対向領域長は、前記第１接続領域長よりも長く、
前記放射方向は、前記第１中心を通過し前記第１平面に沿う、請求項２に記載のセンサ。
前記複数の固定電極は、前記第１環状部と対向する第２固定電極及び第２対向固定電極を含み、
前記第１中心は、前記第２固定電極と前記第２対向固定電極との間に設けられ、
前記内側構造体は、第２導電部をさらに含み、
前記第２導電部は、第２領域及び第２対向領域をさらに含み、
前記第１中心は、前記第２領域と前記第２対向領域との間に設けられ、
前記複数の接続部材は、第２接続部材及び第２対向接続部材をさらに含み、
前記第２接続部材は、前記第２領域と前記第２固定電極とを電気的に接続し、
前記第２対向接続部材は、前記第２対向領域と前記第２対向固定電極とを電気的に接続する、請求項１に記載のセンサ。
前記第２固定電極から前記第２対向固定電極への第２方向は、前記第１固定電極から前記第１対向固定電極への第１方向と交差する、請求項４に記載のセンサ。
前記第２領域の少なくとも一部は、前記第１中心を中心とする周方向において、前記第１領域と重なる、請求項４または５に記載のセンサ。
前記第２導電部は、第２接続領域をさらに含み、
前記第２接続領域は、前記第２領域及び前記第２対向領域と連続し、
前記第２接続領域の少なくとも一部は、前記第１中心を中心とする周方向に沿って延びる、請求項４に記載のセンサ。
前記第２領域の少なくとも一部の放射方向における第２領域長は、前記第２接続領域の前記少なくとも一部の前記放射方向における第２接続領域長よりも長く、
前記第２対向領域の少なくとも一部の前記放射方向における第２対向領域長は、前記第２接続領域長よりも長く、
前記放射方向は、前記第１中心を通過し前記第１平面に沿う、請求項７に記載のセンサ。
請求項１に記載のセンサと、
前記センサが固定される検出対象部材と、
を備えたセンサシステム。
請求項１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、
備えた、電子装置。