特許ウォッチ

公開番号2024041344
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-27
出願番号2022146096
出願日2022-09-14
発明の名称センサ及び電子装置
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類G01P 15/10 20060101AFI20240319BHJP(測定;試験)
要約【課題】安定した検出が可能なセンサ及び電子装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、センサは、基体、支持部及び第1部材を含む。基体と第1部材の一部との間に間隙が設けられる。第1部材は、被支持領域、第1可動領域、第1構造体、第1支持構造体、第1接続構造体、第1接続部及び第1梁を含む。第1梁は、第2方向に沿って延びる。第1梁の第1端は第1接続構造体と接続される。第1梁の第1他端は、被支持領域と接続される。第1構造体は、第1部分、第1他部分及び第1中間部分を含む。第1部分から第1他部分への第3方向は、第1方向及び第2方向を含む平面と交差する。第1部分は、第1接続構造体と接続される。第1他部分は、第1可動領域と接続される。第1中間部分は、第1支持構造体と接続される。第1接続部は、第1接続構造体を第1支持構造体と接続する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基体と、
前記基体に固定された支持部と、
前記支持部に支持された第１部材と、
を備え、
前記基体と、前記第１部材の一部と、の間に間隙が設けられ、
前記第１部材は、被支持領域、第１可動領域、第１構造体、第１支持構造体、第１接続構造体、第１接続部及び第１梁を含み、
前記支持部は、前記基体から前記支持部への第１方向において、前記基体と前記被支持領域との間にあり、
前記第１梁は、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延び、
前記第１梁の前記第２方向における第１梁位置は、前記第１可動領域の前記第２方向における第１可動領域位置と、前記支持部の前記第２方向における支持部位置と、の間にあり、
前記第１梁の第１端は前記第１接続構造体と接続され、
前記第１梁の第１他端は、前記被支持領域と接続され、
前記第１構造体の前記第２方向における第１構造体位置は、前記第１可動領域位置と、前記第１梁位置と、の間にあり、
前記第１接続構造体の前記第２方向における第１接続構造体位置は、前記第１構造体位置と、前記第１梁位置と、の間にあり、
前記第１支持構造体の前記第２方向における第１支持構造体位置は、前記第１構造体位置と、前記支持部位置と、の間にあり、
前記第１構造体は、第１部分、第１他部分及び第１中間部分を含み、
前記第１部分から前記第１他部分への第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差し、
前記第１中間部分は、前記第１部分と前記第１他部分との間にあり、
前記第１部分は、前記第１接続構造体と接続され、
前記第１他部分は、前記第１可動領域と接続され、
前記第１中間部分は、前記第１支持構造体と接続され、
前記第１接続部は、前記第１接続構造体を前記第１支持構造体と接続する、センサ。
続きを表示（約 4,700 文字）【請求項２】
前記第１接続部の前記第３方向に沿う第１長さは、前記第１接続部の前記第２方向に沿う第２長さよりも長い、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記第１部材は、第２構造体、第２支持構造体及び第２接続部を含み、
前記第２構造体の前記第２方向における第２構造体位置は、前記第１可動領域位置と、前記第１梁位置と、の間にあり、
前記第２支持構造体の前記第２方向における第２支持構造体位置は、前記第２構造体位置と、前記支持部位置と、の間にあり、
前記第２構造体は、第２部分、第２他部分及び第２中間部分を含み、
前記第２他部分から前記第２部分への方向は、前記第３方向に沿い、
前記第２中間部分は、前記第２他部分と前記第２部分との間にあり、
前記第２部分は、前記第１接続構造体と接続され、
前記第２他部分は、前記第１可動領域と接続され、
前記第２中間部分は、前記第２支持構造体と接続され、
前記第２接続部は、前記第１接続構造体を前記第２支持構造体と接続し、
前記第３方向において、前記第１接続構造体は、前記第２支持構造体の少なくとも一部と、前記第１支持構造体の少なくとも一部と、の間にあり、
前記第３方向において、前記第１接続部は、前記第１接続構造体と、前記第１支持構造体の前記少なくとも一部と、の間にあり、
前記第３方向において、前記第２接続部は、前記第２支持構造体の前記少なくとも一部と、前記第１接続構造体と、の間にある、請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記基体に固定された第１電極と、
前記基体に固定された第１対向電極と、
をさらに備え、
前記第１部材は、前記第１梁に接続された第１梁電極と、前記第１梁に接続された第１対向梁電極と、をさらに含み、
前記第３方向において、前記第１梁は、前記第１対向梁電極と前記第１梁電極との間にあり、
前記第１電極は、前記第１梁電極と対向し、
前記第１対向電極は、前記第１対向梁電極と対向する、請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第１電極と前記第１梁電極との間に交流成分を含む駆動信号を印加可能であり、
前記制御部は、前記第１対向電極と前記第１対向梁電極との間に生じる電気信号を検出可能である、請求項４に記載のセンサ。
【請求項６】
前記第１部材は、第２可動領域、第３構造体、第３支持構造体、第２接続構造体、第３接続部及び第２梁を含み、
前記第２方向において、前記被支持領域は、前記第１可動領域と前記第２可動領域との間にあり、
前記第２梁は、前記第２方向に沿って延び、
前記第２梁の前記第２方向における第２梁位置は、前記支持部位置と、前記第２可動領域の前記第２方向における第２可動領域位置と、の間にあり、
前記第２梁の第２端は前記第２接続構造体と接続され、
前記第２梁の第２他端は、前記被支持領域と接続され、
前記第３構造体の前記第２方向における第３構造体位置は、前記第２梁位置と、前記第２可動領域位置と、の間にあり、
前記第２接続構造体の前記第２方向における第２接続構造体位置は、前記第２梁位置と、前記第３構造体位置と、の間にあり、
前記第３支持構造体の前記第２方向における第３支持構造体位置は、前記支持部位置と、前記第３構造体位置と、の間にあり、
前記第３構造体は、第３部分、第３他部分及び第３中間部分を含み、
前記第３部分から前記第３他部分への方向は、前記第３方向に沿い、
前記第３中間部分は、前記第３部分と前記第３他部分との間にあり、
前記第３部分は、前記第２接続構造体と接続され、
前記第３他部分は、前記第２可動領域と接続され、
前記第３中間部分は、前記第３支持構造体と接続され、
前記第３接続部は、前記第２接続構造体を前記第３支持構造体と接続する、請求項３に記載のセンサ。
【請求項７】
前記第１部材は、第４構造体、第４支持構造体及び第４接続部を含み、
前記第４構造体の前記第２方向における第４構造体位置は、前記第２梁位置と、前記第２可動領域位置と、の間にあり、
前記第４支持構造体の前記第２方向における第４支持構造体位置は、前記支持部位置と、前記第４構造体位置と、の間にあり、
前記第４構造体は、第４部分、第４他部分及び第４中間部分を含み、
前記第４他部分から前記第４部分への方向は、前記第３方向に沿い、
前記第４中間部分は、前記第４他部分と前記第４部分との間にあり、
前記第４部分は、前記第２接続構造体と接続され、
前記第４他部分は、前記第２可動領域と接続され、
前記第４中間部分は、前記第４支持構造体と接続され、
前記第４接続部は、前記第２接続構造体を前記第４支持構造体と接続し、
前記第３方向において、前記第２接続構造体は、前記第４支持構造体の少なくとも一部と、前記第３支持構造体の少なくとも一部と、の間にあり、
前記第３方向において、前記第３接続部は、前記第２接続構造体と、前記第３支持構造体の前記少なくとも一部と、の間にあり、
前記第３方向において、前記第４接続部は、前記第４支持構造体の前記少なくとも一部と、前記第２接続構造体と、の間にある、請求項６に記載のセンサ。
【請求項８】
前記第１部材は、第２構造体、第２支持構造体、第２接続部及び第１対向梁を含み、
前記第１対向梁は、前記第２方向に沿って延び、
前記第２構造体の前記第２方向における第２構造体位置は、前記第１可動領域位置と、前記第１対向梁の前記第２方向における第１対向梁位置と、の間にあり、
前記第１対向梁の第１対向梁端は前記第１接続構造体と接続され、
前記第１対向梁の第１対向梁他端は、前記被支持領域と接続され、
前記第２支持構造体の前記第２方向における第２支持構造体位置は、前記第２構造体位置と、前記支持部位置と、の間にあり、
前記第２構造体は、第２部分、第２他部分及び第２中間部分を含み、
前記第２他部分から前記第２部分への方向は、前記第３方向に沿い、
前記第２中間部分は、前記第２他部分と前記第２部分との間にあり、
前記第２部分は、前記第１接続構造体と接続され、
前記第２他部分は、前記第１可動領域と接続され、
前記第２中間部分は、前記第２支持構造体と接続され、
前記第２接続部は、前記第１接続構造体を前記第２支持構造体と接続し、
前記第３方向において、前記第１接続構造体は、前記第２支持構造体の少なくとも一部と、前記第１支持構造体の少なくとも一部と、の間にあり、
前記第３方向において、前記第１接続部は、前記第１接続構造体と、前記第１支持構造体の前記少なくとも一部と、の間にあり、
前記第３方向において、前記第２接続部は、前記第２支持構造体の前記少なくとも一部と、前記第１接続構造体と、の間にあり、
前記第３方向において、前記第１対向梁は、前記第２支持構造体と前記第１梁との間にある、請求項１に記載のセンサ。
【請求項９】
前記第１部材は、第２可動領域、第３構造体、第３支持構造体、第２接続構造体、第３接続部及び第２梁を含み、
前記第２方向において、前記被支持領域は、前記第１可動領域と前記第２可動領域との間にあり、
前記第２梁は、前記第２方向に沿って延び、
前記第２梁の前記第２方向における第２梁位置は、前記支持部位置と、前記第２可動領域の前記第２方向における第２可動領域位置と、の間にあり、
前記第２梁の第２端は前記第２接続構造体と接続され、
前記第２梁の第２他端は、前記被支持領域と接続され、
前記第３構造体の前記第２方向における第３構造体位置は、前記第２梁位置と、前記第２可動領域位置と、の間にあり、
前記第２接続構造体の前記第２方向における第２接続構造体位置は、前記第２梁位置と、前記第３構造体位置と、の間にあり、
前記第３支持構造体の前記第２方向における第３支持構造体位置は、前記支持部位置と、前記第３構造体位置と、の間にあり、
前記第３構造体は、第３部分、第３他部分及び第３中間部分を含み、
前記第３部分から前記第３他部分への方向は、前記第３方向に沿い、
前記第３中間部分は、前記第３部分と前記第３他部分との間にあり、
前記第３部分は、前記第２接続構造体と接続され、
前記第３他部分は、前記第２可動領域と接続され、
前記第３中間部分は、前記第３支持構造体と接続され、
前記第３接続部は、前記第２接続構造体を前記第３支持構造体と接続し、
前記第１部材は、第４構造体、第４支持構造体、第４接続部及び第２対向梁を含み、
前記第２対向梁は、前記第２方向に沿って延び、
前記第４構造体の前記第２方向における第４構造体位置は、前記第２対向梁の前記第２方向における第２対向梁位置と、前記第２可動領域位置と、の間にあり、
前記第２対向梁の第２対向梁端は前記第２接続構造体と接続され、
前記第２対向梁の第２対向梁他端は、前記被支持領域と接続され、
前記第４支持構造体の前記第２方向における第４支持構造体位置は、前記支持部位置と、前記第４構造体位置と、の間にあり、
前記第４構造体は、第４部分、第４他部分及び第４中間部分を含み、
前記第４他部分から前記第４部分への方向は、前記第３方向に沿い、
前記第４中間部分は、前記第４他部分と前記第４部分との間にあり、
前記第４部分は、前記第２接続構造体と接続され、
前記第４他部分は、前記第２可動領域と接続され、
前記第４中間部分は、前記第４支持構造体と接続され、
前記第４接続部は、前記第２接続構造体を前記第４支持構造体と接続し、
前記第３方向において、前記第２接続構造体は、前記第４支持構造体の少なくとも一部と、前記第３支持構造体の少なくとも一部と、の間にあり、
前記第３方向において、前記第３接続部は、前記第２接続構造体と、前記第３支持構造体の前記少なくとも一部と、の間にあり、
前記第３方向において、前記第４接続部は、前記第４支持構造体の前記少なくとも一部と、前記第２接続構造体と、の間にあり、
前記第３方向において、前記第２対向梁は、前記第４支持構造体と前記第２梁との間にある、請求項８に記載のセンサ。
【請求項１０】
請求項１～９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。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、センサ及び電子装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、ＭＥＭＳ構造を利用したセンサがある。センサにおいて、安定した検出が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第１０５６６２５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態は、安定した検出が可能なセンサ及び電子装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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支持部と、前記支持部に支持された第１部材と、を含む。前記基体と、前記第１部材の一部と、の間に間隙が設けられる。前記第１部材は、被支持領域、第１可動領域、第１構造体、第１支持構造体、第１接続構造体、第１接続部及び第１梁を含む。前記支持部は、前記基体から前記支持部への第１方向において、前記基体と前記被支持領域との間にある。前記第１梁は、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延びる。前記第１梁の前記第２方向における第１梁位置は、前記第１可動領域の前記第２方向における第１可動領域位置と、前記支持部の前記第２方向における支持部位置と、の間にある。前記第１梁の第１端は前記第１接続構造体と接続される。前記第１梁の第１他端は、前記被支持領域と接続される。前記第１構造体の前記第２方向における第１構造体位置は、前記第１可動領域位置と、前記第１梁位置と、の間にある。前記第１接続構造体の前記第２方向における第１接続構造体位置は、前記第１構造体位置と、前記第１梁位置と、の間にある。前記第１支持構造体の前記第２方向における第１支持構造体位置は、前記第１構造体位置と、前記支持部位置と、の間にある。前記第１構造体は、第１部分、第１他部分及び第１中間部分を含む。前記第１部分から前記第１他部分への第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する。前記第１中間部分は、前記第１部分と前記第１他部分との間にある。前記第１部分は、前記第１接続構造体と接続される。前記第１他部分は、前記第１可動領域と接続される。前記第１中間部分は、前記第１支持構造体と接続される。前記第１接続部は、前記第１接続構造体を前記第１支持構造体と接続する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
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の一部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２実施形態に係る電子装置を例示する模式図である。
図７（ａ）～図７（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８（ａ）及び図８（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。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
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。
【０００８】
（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。
【０００９】
図１及び図２に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、基体５０Ｓ、支持部１０Ｓ及び第１部材１０Ｍを含む。
【００１０】
図２に示すように、支持部１０Ｓは、基体５０Ｓに固定される。第１部材１０Ｍは、支持部１０Ｓに支持される。基体５０Ｓと、第１部材１０Ｍの一部と、の間に間隙ｇ１が設けられる。第１部材１０Ｍの少なくとも一部は、導電性で良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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