JP7419202B2 - センサ - Google Patents
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Description
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1は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的斜視図である。
図1に示すように、実施形態に係るセンサ110は、基体50、第1支持部51f及び第1構造体11を含む。第1支持部51fは、基体50に固定される。
図2の横軸は、複数の第1梁部31の1つの幅W1である。縦軸は、共振周波数f1である。幅W1は、図1に示した長さW1aに対応する。特性C4においては、複数の第1梁部31の数は4である。特性C5においては、複数の第1梁部31の数は5である。特性C6においては、複数の第1梁部31の数は6である。
図3(a)~図3(c)及び図4は、第2実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図3(a)は、図3(b)及び図3(c)の矢印AAからみた平面図である。図3(b)は、図3(a)のA1-A2線断面図である。図3(c)は、図3(a)のB1-B2線断面図である。図4は、図3(a)のC1-C2線断面図である。
上記の式(1)において、ktは、ばね定数である。ltは、ばねの長さである。Wは、ばねの幅である。Hは、ばねの厚さである。Gtは剛性率である。実施形態において、H>Wである。Nは、ばねの数(対の数)である。実施形態においてNは、3以上である。αは、相互作用に関する係数である。
図5の横軸は、複数の第1梁部31の数N1である。縦軸は、複数の第1梁部31間に生じる相互作用の大きさ(係数α)を示す。
第3実施形態は、電子装置に係る。
図6(a)~図6(c)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6(a)に示すように、第3実施形態に係る電子装置310は、第1実施形態または第2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120)が用いられている。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)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。第3実施形態に係る電子装置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。
(構成1)
基体と、
前記基体に固定された第1支持部と、
第1構造体であって、前記第1構造体は、可動部と、前記第1支持部に支持された複数の第1梁部と、を含み、前記可動部は、第1領域及び第2領域を含み、前記第1領域から前記第2領域への方向は、第1方向に沿い、前記複数の第1梁部は、前記第1方向と交差する第2方向に延び、前記複数の第1梁部は、前記第1領域と接続され、前記第2領域と前記基体との間の、前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と交差する第3方向に沿う距離が可変である、前記第1構造体と、
を備え、
前記複数の第1梁部の数は、3以上である、センサ。
前記基体に固定された第2支持部をさらに備え、
前記第1構造体は、前記第2支持部に支持され前記第2方向に延びる複数の第2梁部をさらに、を含み、
前記第2方向において、前記第1支持部と前記第2支持部との間に前記第1領域の少なくとも一部があり、
前記第2方向において、前記第1支持部と前記第1領域との間に前記複数の第1梁部があり、
前記第2方向において、前記第2支持部と前記第1領域との間に前記複数の第2梁部があり、
前記複数の第2梁部の数は、前記複数の第1梁部の前記数と同じである、構成1記載のセンサ。
前記複数の第1梁部の1つの前記第2方向に沿った長さは、前記複数の第2梁部の1つの前記第2方向に沿った長さと実質的に同じである、構成2記載のセンサ。
前記複数の第1梁部の1つの前記第2方向に沿った長さは、前記複数の第1梁部の別の1つの前記第2方向に沿った長さと実質的に同じある、構成1または2に記載のセンサ。
前記複数の第1梁部の1つの前記第3方向に沿った長さは、前記複数の第2梁部の1つの前記第3方向に沿った長さと実質的に同じである、構成1または2に記載のセンサ。
前記複数の第1梁部の1つの前記第3方向に沿った長さは、前記複数の第1梁部の別の1つの前記第3方向に沿った長さと実質的に同じである、構成2記載のセンサ。
前記複数の第1梁部の1つの前記第1方向に沿った長さは、前記複数の第2梁部の1つの前記第1方向に沿った長さと実質的に同じである、構成2記載のセンサ。
前記複数の第1梁部の1つの前記第1方向に沿った長さは、前記複数の第1梁部の別の1つの前記第1方向に沿った長さと実質的に同じである、構成1または2に記載のセンサ。
前記複数の第1梁部の1つの前記第2方向に沿った長さは、前記複数の第1梁部の前記1つの前記第1方向に沿った長さよりも長い、構成1または2に記載のセンサ。
前記複数の第1梁部の1つの前記第2方向に沿った長さは、前記複数の第1梁部の前記1つの前記第3方向に沿った長さよりも長い、構成1または2に記載のセンサ。
前記第2領域の前記第1方向に沿った長さは、前記第1領域の前記第1方向に沿った長さよりも長い、構成1~10のいずれか1つに記載のセンサ。
前記可動部は、第3領域を含み、
前記第1領域は、前記第1方向において、前記第2領域と前記第3領域との間であり、
前記第2領域の前記第1方向に沿った長さは、前記第3領域の前記第1方向に沿った長さよりも長い、構成1~10のいずれか1つに記載のセンサ。
前記第1構造体は、前記第2領域に保持された複数の第1電極を含み、
前記複数の第1電極と前記基体との間の前記第3方向に沿う距離は可変である、構成1~12のいずれか1つに記載のセンサ。
複数の第2電極を含む第2構造体をさらに備え、
前記複数の第2電極の1つは、前記複数の第1電極の前記1つと前記複数の第1電極の前記別の1つとの間にある、構成13記載のセンサ。
前記複数の第2電極と前記基体との間の距離は、実質的に固定された、構成14記載のセンサ。
前記複数の第1電極と前記複数の第2電極との間の静電容量は、前記複数の第1電極と前記基体との間の前記距離の変化に応じて変化する、構成14または15に記載のセンサ。
前記第1構造体は、前記第3領域に保持された複数の第4電極を含み、
前記複数の第4電極と前記基体との間の前記第3方向に沿う距離は可変である、請求項12記載のセンサ。
複数の第3電極を含む第3構造体をさらに備え、
前記複数の第3電極の1つは、前記複数の第4電極の前記1つと前記複数の第4電極の前記別の1つとの間にある、構成17記載のセンサ。
前記複数の第1梁部の前記数は、10以下である、構成1~18のいずれか1つに記載のセンサ。
前記基体はシリコンを含み、
前記第1構造体は、シリコン及び第1元素を含み、
前記第1元素は、ゲルマニウム、リン、ヒ素、アンチモン、ホウ素、ガリウム及びインジウムよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、構成1~19のいずれか1つに記載のセンサ。
Claims (9)
- 基体と、
前記基体に固定された第1支持部と、
第1構造体であって、前記第1構造体は、可動部と、前記第1支持部に支持された3以上の第1梁部と、を含み、前記可動部は、第1領域及び第2領域を含み、前記第1領域から前記第2領域への方向は、第1方向に沿い、前記3以上の第1梁部は、前記第1方向と交差する第2方向に延び、前記3以上の第1梁部は、前記第1領域と接続され、前記第2領域と前記基体との間の、前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と交差する第3方向に沿う距離が可変である、前記第1構造体と、
前記基体に固定された第2支持部と、
を備え、
前記3以上の第1梁部は、前記第1方向において互いに隣であり、
前記3以上の第1梁部のそれぞれは、前記第2方向に延び前記第3方向に対して平行な側面を含み、
前記3以上の第1梁部において、前記側面の前記第3方向に沿う長さは互いに同じであり、
前記第1構造体は、前記第2支持部に支持され前記第2方向に延びる3以上の第2梁部をさらに、を含み、
前記第2方向において、前記第1支持部と前記第2支持部との間に前記第1領域の少なくとも一部があり、
前記第2方向において、前記第1支持部と前記第1領域との間に前記3以上の第1梁部があり、
前記第2方向において、前記第2支持部と前記第1領域との間に前記3以上の第2梁部があり、
前記3以上の第2梁部の数は、前記3以上の第1梁部の前記数と同じであり、
前記3以上の第1梁部のそれぞれの前記第1方向に沿った長さは、前記第2方向において一定であり、
前記3以上の第2梁部のそれぞれの前記第1方向に沿った長さは、前記第2方向において一定である、センサ。 - 前記3以上の第1梁部の1つの前記第2方向に沿った長さは、前記3以上の第2梁部の1つの前記第2方向に沿った長さと実質的に同じである、請求項1に記載のセンサ。
- 前記3以上の第1梁部の1つの前記第2方向に沿った長さは、前記3以上の第1梁部の別の1つの前記第2方向に沿った長さと実質的に同じある、請求項1に記載のセンサ。
- 前記3以上の第1梁部の1つの前記第3方向に沿った長さは、前記3以上の第2梁部の1つの前記第3方向に沿った長さと実質的に同じである、請求項1に記載のセンサ。
- 前記3以上の第1梁部の1つの前記第3方向に沿った長さは、前記3以上の第1梁部の別の1つの前記第3方向に沿った長さと実質的に同じである、請求項1に記載のセンサ。
- 前記3以上の第1梁部のそれぞれの前記第1方向に沿った前記長さは、前記3以上の第2梁部のそれぞれの前記第1方向に沿った前記長さと実質的に同じである、請求項1に記載のセンサ。
- 前記3以上の第1梁部の1つの前記第1方向に沿った長さは、前記3以上の第1梁部の別の1つの前記第1方向に沿った長さと実質的に同じである、請求項1に記載のセンサ。
- 前記第2領域の前記第1方向に沿った長さは、前記第1領域の前記第1方向に沿った長さよりも長い、請求項1~7のいずれか1つに記載のセンサ。
- 前記可動部は、第3領域を含み、
前記第1領域は、前記第1方向において、前記第2領域と前記第3領域との間であり、
前記第2領域の前記第1方向に沿った長さは、前記第3領域の前記第1方向に沿った長さよりも長い、請求項1~8のいずれか1つに記載のセンサ。
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