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公開番号2025035356
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023142342
出願日2023-09-01
発明の名称センサ、センサシステム及び電子装置
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類G01C 19/5621 20120101AFI20250306BHJP(測定;試験)
要約【課題】精度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。
【解決手段】実施形態によれば、センサは、第1部材、第1基板、及び、センサ部を含む。前記第1部材から前記第1基板への方向は第1方向に沿う。前記第1部材の前記第1方向に沿う第1部材厚は、前記第1基板の前記第1方向に沿う第1基板厚よりも厚い。前記センサ部は、前記第1部材と前記第1基板との間に設けられる。前記センサ部は前記第1部材に固定される。前記第1基板は前記センサ部に固定される。前記センサ部は、筐体と、前記筐体の中に設けられたセンサ素子と、を含む。前記センサ素子は、センサ基体と、前記センサ基体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、を含む。前記固定部から前記センサ基体への方向は、前記第1方向に沿う。前記センサ基体と前記可動部との間に第1空隙が設けられる。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１部材と、
第１基板であって、前記第１部材から前記第１基板への方向は第１方向に沿い、前記第１部材の前記第１方向に沿う第１部材厚は、前記第１基板の前記第１方向に沿う第１基板厚よりも厚い、前記第１基板と、
前記第１部材と前記第１基板との間に設けられたセンサ部であって、前記センサ部は前記第１部材に固定され、前記第１基板は前記センサ部に固定され、前記センサ部は、筐体と、前記筐体の中に設けられたセンサ素子と、を含み、前記センサ素子は、センサ基体と、前記センサ基体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、を含み、前記固定部から前記センサ基体への方向は、前記第１方向に沿い、前記センサ基体と前記可動部との間に第１空隙が設けられた、前記センサ部と、
を備えたセンサ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１基板は、第１面と、第２面と、を含み、
前記第２面は、前記第１方向において、前記センサ部と前記第１面との間にあり、
前記第２面は、前記センサ部と対向し、
前記第１面は、前記第１基板が固定される検出部材と対向する、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記第１部材の密度は、前記第１基板の密度よりも高い、請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記第１部材の質量は、前記可動部の質量よりも大きい、請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項５】
前記可動部は、第１周波数（単位：Ｈｚ）で共振可能であり、
前記第１部材における横波の第１音速（単位：ｍ／ｓ）は、前記第１周波数と、前記第１部材における前記横波の第１波長（単位：ｍ）と、の積であり、
前記第１部材厚は、前記第１波長の１／４倍以上である、請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項６】
前記第１部材は、前記第１方向に対して垂直な第２方向における第１部材長を有し、
前記筐体は、前記第２方向における筐体長を有し、
前記第１部材長は、前記筐体長の０．９倍以上５倍以下である、請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項７】
前記可動部は、第１周波数（単位：Ｈｚ）で共振可能であり、
前記第１部材は、前記第１方向に対して垂直な第２方向における第１部材長（単位：ｍ）を有し、
前記第１部材における縦波の第２音速（単位：ｍ／ｓ）は、前記第１周波数と、前記第１部材における前記縦波の第２波長（ｍ）と、の積であり、
前記第１部材長は、前記第２波長の１／４倍以上である、請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項８】
前記第１部材は、第１部分領域及び第２部分領域を含み、
前記第２部分領域は、前記第１部分領域と前記筐体との間に設けられ、
前記第２部分領域の第２材料は、前記第１部分領域の第１材料と異なる、請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項９】
請求項２に記載のセンサと、
前記検出部材と、
を備えたセンサシステム。
【請求項１０】
請求項１または２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、センサシステム及び電子装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
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譲歩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、精度の向上が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６５３３５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、精度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。
【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、第１部材、第１基板、及び、センサ部を含む。前記第１部材から前記第１基板への方向は第１方向に沿う。前記第１部材の前記第１方向に沿う第１部材厚は、前記第１基板の前記第１方向に沿う第１基板厚よりも厚い。前記センサ部は、前記第１部材と前記第１基板との間に設けられる。前記センサ部は前記第１部材に固定される。前記第１基板は前記センサ部に固定される。前記センサ部は、筐体と、前記筐体の中に設けられたセンサ素子と、を含む。前記センサ素子は、センサ基体と、前記センサ基体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、を含む。前記固定部から前記センサ基体への方向は、前記第１方向に沿う。前記センサ基体と前記可動部との間に第１空隙が設けられる。
【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断面図である。
図２は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図３は、センサの特性を例示するグラフである。
図４は、センサの特性を例示するグラフである。
図５は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図６は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図７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８（ａ）～図８（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）及び図９（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】
（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断面図である。
図２は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図１は、図２のＡ１－Ａ２線断面図である。
図１に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、第１部材４１、第１基板５１、及び、センサ部１０を含む。
【０００８】
第１部材４１から第１基板５１への方向は、第１方向Ｄ１に沿う。第１方向Ｄ１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。
【０００９】
センサ部１０は、第１部材４１と第１基板５１との間に設けられる。センサ部１０は、第１部材４１に固定される。第１基板５１はセンサ部１０に固定される。この例では、センサ１１０は、第１固定部材５１Ｆをさらに含む。例えば、第１固定部材５１Ｆは、センサ部１０と第１基板５１との間に設けられる。第１固定部材５１Ｆは、センサ部１０を第１基板５１に固定する。第１固定部材５１Ｆは、センサ部１０の側部を第１基板５１に固定しても良い。複数の第１固定部材５１Ｆが設けられても良い。第１固定部材５１Ｆは、例えば金属を含む。第１固定部材５１Ｆは、例えば、はんだなどを含んで良い。安定した強固な固定が得られる。
【００１０】
センサ部１０は、筐体１８と、筐体１８の中に設けられたセンサ素子１０Ｅと、を含む。筐体１８の中の圧力は、１気圧よりも低い。筐体１８の中が減圧状態であることで、例えば、筐体１８の外部の温度変化などの影響が抑制される。
（【００１１】以降は省略されています）

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