特許ウォッチ

公開番号2025127819
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-02
出願番号2024024740
出願日2024-02-21
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 15/097 20060101AFI20250826BHJP(測定;試験)
要約【課題】安定した特性を得ることができる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、基体と、素子部と、を含む。素子部は、基体に固定された第1固定部及び第1固定電極と、第1可動部と、を含む。第1可動部は、第1可動基部と、第1他可動基部と、第1可動構造体と、を含む。第1可動構造体は、第1梁と、第1可動電極と、第1接続部と、を含む。第1梁は、第1可動基部と第1他可動基部と接続される。第1接続部は、第1可動電極を第1梁に接続する。第1可動電極は、第1可動電極基部と、第1可動電極基部に接続された複数の第1可動突出部と、を含む。第1固定電極は、第1固定電極基部と、第1固定電極基部と接続された複数の第1固定突出部と、を含む。複数の第1可動突出部は、複数の第1固定突出部と櫛歯状に噛みあう。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
基体と、
素子部と、
を備え、
前記素子部は、
前記基体に固定された第１固定部と、
前記基体に固定された第１固定電極と、
第１可動部と、
を含み、
前記基体と前記第１可動部との間に第１間隙が設けられ、
前記第１可動部は、
前記第１固定部に支持された第１可動基部と、
前記第１可動基部と接続された第１他可動基部と、
第１可動構造体と、
を含み、
前記第１可動構造体は、
第１梁と、
第１可動電極と、
第１接続部と、
を含み、
前記第１梁は、第１梁部、第１他梁部、前記第１梁部と前記第１他梁部との間の第１中間梁部と、を含み、
前記第１梁部から前記第１他梁部への第２方向は、前記基体から前記第１固定部への第１方向と交差し、
前記第１梁部は、前記第１可動基部と接続され、
前記第１他梁部は、前記第１他可動基部と接続され、
前記第１梁から前記第１可動電極への第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向と含む平面と交差し、
前記第１接続部は、前記第１可動電極を前記第１中間梁部に接続し、
前記第１可動電極は、第１可動電極基部と、前記第１可動電極基部に接続され前記第２方向に沿って並ぶ複数の第１可動突出部と、を含み、
前記第１固定電極は、第１固定電極基部と、前記第１固定電極基部と接続され、前記第２方向に沿って並ぶ複数の第１固定突出部と、を含み、
前記複数の第１可動突出部は、前記複数の第１固定突出部と櫛歯状に噛みあい、
前記複数の第１可動突出部は、第１可動端突出部と、第１可動他端突出部と、複数の第１可動中間突出部と、を含み、
前記第１可動端突出部は、前記複数の第１可動突出部のうちで前記第２方向における１つの端であり、
前記第１可動他端突出部は、前記複数の第１可動突出部のうちで前記第２方向における別の端であり、
前記複数の第１可動中間突出部は、前記第１可動端突出部と、前記第１可動他端突出部と、の間にあり、
前記第１可動端突出部の前記第２方向に沿う第１可動端突出部幅は、前記第１可動他端突出部の前記第２方向に沿う第１可動他端突出部幅と同じである、センサ。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記複数の第１固定突出部は、前記第１可動端突出部と前記第１可動他端突出部との間にあり、
前記第１可動端突出部幅は、前記複数の第１可動中間突出部のそれぞれの前記第２方向に沿う第１可動中間突出部幅よりも大きく、
前記第１可動他端突出部幅は、前記第１可動中間突出部幅よりも大きい、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記第１可動電極は、第１線に対して線対称であり、
前記第１線は、前記第１中間梁部を通り、前記第３方向に沿う、請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記複数の第１固定突出部は、第１固定端突出部と、第１固定他端突出部と、複数の第１固定中間突出部と、を含み、
前記第１固定端突出部は、前記複数の第１固定突出部のうちで前記第２方向における１つの端であり、
前記第１固定他端突出部は、前記複数の第１固定突出部のうちで前記第２方向における別の端であり、
前記複数の第１固定中間突出部は、前記第１固定端突出部と、前記第１固定他端突出部と、の間にあり、
前記第１固定端突出部の前記第２方向に沿う第１固定端突出部幅は、前記第１固定他端突出部の前記第２方向に沿う第１固定他端突出部幅と同じである、請求項１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可動電極と前記第１固定電極との間に生じる信号を検出するように構成された、請求項１～４のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項６】
前記第１可動構造体は、複数の前記第１可動電極を含み、
前記第１接続部は、前記複数の第１可動電極を前記第１中間梁部に接続し、
前記複数の第１可動電極の１つは、前記複数の第１可動電極の別の１つと前記第１梁との間に設けられ、
前記複数の第１可動電極の前記１つの前記第２方向に沿う長さは、前記複数の第１可動電極の前記別の１つの前記第２方向に沿う長さよりも長い、請求項１に記載のセンサ。
【請求項７】
前記素子部は、前記基体に固定された第２固定電極をさらに含み、
前記第１可動部は、第２可動構造体をさらに含み、
前記第２可動構造体は、
第２梁と、
第２可動電極と、
第２接続部と、
を含み、
前記第２梁は、第２梁部、第２他梁部、前記第２梁部と前記第２他梁部との間の第２中間梁部と、を含み、
前記第２梁部から前記第２他梁部への方向は、前記第２方向に沿い、
前記第２梁部は、前記第１可動基部と接続され、
前記第２他梁部は、前記第１他可動基部と接続され、
前記第２接続部は、前記第２可動電極を前記第２中間梁部に接続し、
前記第２可動電極は、第２可動電極基部と、前記第２可動電極基部に接続され前記第２方向に沿って並ぶ複数の第２可動突出部と、を含み、
前記第２固定電極は、第２固定電極基部と、前記第２固定電極基部と接続され前記第２方向に沿って並ぶ複数の第２固定突出部と、を含み、
前記複数の第２可動突出部は、前記複数の第２固定突出部と櫛歯状に噛みあう、請求項１に記載のセンサ。
【請求項８】
前記素子部は、前記基体に固定された第１対向固定電極をさらに含み、
前記第１可動電極の少なくとも一部は、前記第３方向において、前記第１対向固定電極と前記第１固定電極との間にある、請求項１に記載のセンサ。
【請求項９】
前記素子部は、前記基体に固定された第１対向固定電極をさらに含み、
前記第１可動電極の少なくとも一部は、前記第３方向において、前記第１対向固定電極と前記第１固定電極との間にあり、
前記第１可動電極は、前記第１可動電極基部に接続され前記第２方向に沿って並ぶ複数の第１対向可動突出部をさらに含み、
前記第１可動電極基部は、前記複数の第１対向可動突出部と、前記複数の第１可動突出部と、の間に設けられ、
前記第１対向固定電極は、第１対向固定電極基部と、前記第１対向固定電極基部と接続され、前記第２方向に沿って並ぶ複数の第１対向固定突出部と、を含み、
前記複数の第１対向可動突出部は、前記複数の第１対向固定突出部と櫛歯状に噛みあう、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１０】
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、
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 3,200 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、安定した特性が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態は、安定した特性を得ることができる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、素子部と、を含む。前記素子部は、前記基体に固定された第１固定部と、前記基体に固定された第１固定電極と、第１可動部と、を含む。前記基体と前記第１可動部との間に第１間隙が設けられる。前記第１可動部は、前記第１固定部に支持された第１可動基部と、前記第１可動基部と接続された第１他可動基部と、第１可動構造体と、を含む。前記第１可動構造体は、第１梁と、第１可動電極と、第１接続部と、を含む。前記第１梁は、第１梁部、第１他梁部、前記第１梁部と前記第１他梁部との間の第１中間梁部と、を含む。前記第１梁部から前記第１他梁部への第２方向は、前記基体から前記第１固定部への第１方向と交差する。前記第１梁部は、前記第１可動基部と接続される。前記第１他梁部は、前記第１他可動基部と接続される。前記第１梁から前記第１可動電極への第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向と含む平面と交差する。前記第１接続部は、前記第１可動電極を前記第１中間梁部に接続する。前記第１可動電極は、第１可動電極基部と、前記第１可動電極基部に接続され前記第２方向に沿って並ぶ複数の第１可動突出部と、を含む。前記第１固定電極は、第１固定電極基部と、前記第１固定電極基部と接続され、前記第２方向に沿って並ぶ複数の第１固定突出部と、を含む。前記複数の第１可動突出部は、前記複数の第１固定突出部と櫛歯状に噛みあう。前記複数の第１可動突出部は、第１可動端突出部と、第１可動他端突出部と、複数の第１可動中間突出部と、を含む。前記第１可動端突出部は、前記複数の第１可動突出部のうちで前記第２方向における１つの端である。前記第１可動他端突出部は、前記複数の第１可動突出部のうちで前記第２方向における別の端である。前記複数の第１可動中間突出部は、前記第１可動端突出部と、前記第１可動他端突出部と、の間にある。前記第１可動端突出部の前記第２方向に沿う第１可動端突出部幅は、前記第１可動他端突出部の前記第２方向に沿う第１可動他端突出部幅と同じである。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）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（ａ）～図３（ｃ）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を例示する模式的断面図である。
図５（ａ）及び図５（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６は、第１実施形態に係るセンサの特性を例示するグラフである。
図７（ａ）及び図７（ｂ）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８（ａ）及び図８（ｂ）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９（ａ）及び図９（ｂ）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１０（ａ）及び図１０（ｂ）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１１（ａ）及び図１１（ｂ）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１２（ａ）及び図１２（ｂ）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１３（ａ）及び図１３（ｂ）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１４（ａ）及び図１４（ｂ）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１５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１６（ａ）及び図１６（ｂ）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１７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１８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１９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２０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２１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２２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２３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２４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２５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２６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２７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２８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２９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３０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３１（ａ）～図３１（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３２（ａ）及び図３２（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（ａ）及び図１（ｂ）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（ａ）～図３（ｃ）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を例示する模式的断面図である。
図３（ａ）は、図２のＹ１－Ｙ２線断面図である。図３（ｂ）は、図２のＹ３－Ｙ４線断面図である。図３（ｃ）は、図２のＹ５－Ｙ６線断面図である。図４は、図２のＸ１－Ｘ２線断面図である。
【０００９】
図２、図３（ａ）～図３（ｃ）、及び、図４に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、基体５０Ｓと、素子部１０Ｕと、を含む。素子部１０Ｕは、基体５０Ｓに固定された第１固定部１０Ｆと、基体５０Ｓに固定された第１固定電極５１と、第１可動部１０と、を含む。基体５０Ｓと第１可動部１０との間に第１間隙１０Ｚが設けられる。
【００１０】
第１可動部１０は、第１固定部１０Ｆに支持された第１可動基部１０Ａと、第１可動基部１０Ａと接続された第１他可動基部１０Ｂと、第１可動構造体１１Ｍと、を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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