JP2000205940A

JP2000205940A - センサ素子及び振動波センサ

Info

Publication number: JP2000205940A
Application number: JP11005695A
Authority: JP
Inventors: Muneo Harada; 宗生原田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2000-07-28
Anticipated expiration: 2019-01-12
Also published as: JP3374775B2

Abstract

(57)【要約】【課題】支持体に一端を支持された板状の検出子に、
これの一面に形成された被膜の作用により生じる振動阻
害を抑制し得るセンサ素子を提供し、このセンサ素子を
用いることにより、センサ特性及び検出精度に優れた振
動波センサを提供する。【解決手段】支持体としての横断ビーム３、及びこれ
に支持された検出子としてのカンチレバー５，５…の一
面を覆う被膜９の形成域を、カンチレバー５，５…の根
元部近傍に検知部として設けられたピエゾ抵抗６，６…
の形成部分、これに付随する回路配線としての出力線
７，７…及び給電線８の形成部分に限り、カンチレバー
５，５…の先端側に被膜９の非形成域を設けて、この被
膜９の作用による各カンチレバー５，５…の振動阻害を
抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定周波数の振動
波に共振すべく寸法設定された板状のカンチレバー（共
振子）の振動を利用して前記振動波を検出する構成とし
てあり、共振周波数が異なる複数のカンチレバーを備え
ることにより、コンパクトな構成でありながら周波数分
解機能を持たせることができ、音声認識、音響計測、振
動計測等の技術分野において好便に用い得る振動波セン
サ、及びこの振動波センサに用いられるセンサ素子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】各種の音声をコンピュータに認識させる
ための音声認識システム等の技術分野においては、種々
の周波数成分を有する振動波として与えられる振動（音
声）を周波数分解して検出する機能を有するコンパクト
な構成の振動波センサの開発が重要な課題となってお
り、この課題に応え得る振動波センサの一つとして、例
えば、W.Benecke et al., "A Frequency-Selective, Pi
ezoresistive Silicon Vibration Sensor," Digest of
Technical Papersof TRANSDUCERS '85, pp.105-108(198
5)、又はE.Peeters et al., "Vibration Signature Ana
lysis Sensors forPredictive Diagnostics," Proceedi
ngs of SPIE '97, vol.3224, pp-220-230(1997) 等に記
載された共振子アレイ形の振動波センサが知られてい
る。

【０００３】この振動波センサは、夫々異なる周波数の
振動波に対して共振するように寸法設定された複数のカ
ンチレバー（共振子）を、夫々の端部を共通の支持体に
支持させてアレイ状に並設してなるセンサ素子を用い、
前記カンチレバーの一面に、夫々の振動に応じた電気的
出力を発する検知部を各別に形成して、前記支持体を介
して伝播する振動波により前記カンチレバーのいずれか
が共振したとき、対応する検知部の出力により、周波数
毎の振動レベルが得られるように構成したものである。

【０００４】前記検知部は、例えば、各カンチレバーの
一面に形成したピエゾ抵抗とし、夫々に対応するカンチ
レバーの共振によって生じる抵抗値の変化を、各ピエゾ
抵抗を含めて構成された各別のホイートストンブリッジ
の出力として取り出す構成とすることができる。複数の
カンチレバーは、これらの基部を支持する支持体等と共
に、マイクロマシン加工技術を用いて半導体シリコン基
板上に一体形成されている。

【０００５】前記ピエゾ抵抗は、各カンチレバーの基部
近傍の一面にポリシリコンを積層して形成され、これら
の支持体の表面に導電性金属によりパターン形成された
出力取り出し用の回路パターンに接続されており、後者
の文献（Vibration Signature Analysis Sensors for P
redictive Diagnostics,）に記載されているように、各
ピエゾ抵抗を含むホイートストンブリッジを構成し、各
ホイートストンブリッジの出力をマルチプレクサにより
スイッチングして逐次読み出し、周波数毎の振動レベル
を得るようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】さて、以上の如く構成
された振動波センサにおいて、各カンチレバーの一面に
おけるピエゾ抵抗の形成部分、及び前記回路パターンの
形成部分は、その絶縁を確保する必要があることから、
複数のカンチレバー及びこれらの支持体における前記ピ
エゾ抵抗及び回路パターンの形成面の全面に、ＳｉＯ₂
等の絶縁材料製の被膜を成膜してピエゾ抵抗及び回路パ
ターンの形成部分を覆い、前記絶縁を確保する構成とす
る必要がある。

【０００７】ところが、前記カンチレバーの夫々は、数
μｍ〜十数μｍ程度の厚みと、数十μｍ程度の幅とを有
する薄肉細幅のビームとして構成されており、これらの
一面に前記被膜を形成した場合、該被膜の内部応力の作
用により各カンチレバーに反りが発生すると共に、これ
らの振動が阻害されて各別に設定された共振周波数に狂
いが生じ、センサ特性及び検出精度の低下を招くという
問題があることが新たに判明した。

【０００８】また、前述したセンサ素子を用いた振動波
センサとして、カンチレバーの先端近傍に形成された可
動電極と、これに対向配置された固定電極とによりコン
デンサを構成とし、カンチレバーの振動に伴う可動電極
の変位による前記コンデンサの静電容量の変化を出力と
して取り出す構成とした場合、前記可動電極の絶縁確保
のために、該可動電極の形成面の全面を、カンチレバー
及びこれの支持体を含めて絶縁性の被膜により覆う必要
があるが、この被膜によりカンチレバーの振動が阻害さ
れ、センサ特性及び検出精度の低下を招くという問題が
同様に発生することが新たに判明した。

【０００９】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、板状の支持体と、該支持体に支持された板状の
共振子（カンチレバー）とを備えるセンサ素子における
被膜の形成範囲を限定し、この被膜形成による共振子の
振動阻害を可及的に低減して、このセンサ素子を用いる
ことにより、センサ特性及び検出精度に優れた振動波セ
ンサを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明に係る
センサ素子は、板状の支持体と、該支持体に支持された
板状の共振子とを備え、これらの一方の面に被膜を形成
して構成されたセンサ素子において、前記一方の面の少
なくとも前記共振子の一部に、前記被膜の非形成域を備
えることを特徴とする。

【００１１】この発明においては、支持体に支持された
共振子の一部に被膜の非形成域が設けてあり、支持体を
介して伝播する振動波に共振して生じる共振子の振動が
前記被膜の存在により阻害される程度を軽減する。前記
共振子は、好適にはカンチレバーとして構成される。

【００１２】本発明の第２発明に係る振動波センサは、
板状の支持体に支持された板状の共振子の一方の面に、
該面を覆って形成された被膜と、前記支持体から伝播す
る振動波の作用による前記共振子の共振を検知する検知
部とを備え、該検知部の電気的出力によって前記振動波
を検出する構成とした振動波センサにおいて、前記一方
の面の少なくとも前記共振子の一部に、前記被膜の非形
成域を備えることを特徴とする。

【００１３】この発明においては、支持体に支持された
共振子の一部に被膜の非形成域が設けてあり、支持体を
介して伝播する振動波に共振して生じる共振子の振動が
前記被膜の存在により阻害される程度が軽減され、これ
により共振子の一部に設けた検知部の電気的出力により
前記振動を高精度に検出することを可能とする。

【００１４】本発明の第３発明に係る振動波センサは、
板状の支持体に支持された板状の共振子の一方の面に、
該面を覆って形成された被膜と、前記支持体から伝播す
る振動波の作用による前記共振子の共振を検知する検知
部とを備え、該検知部の電気的出力によって前記振動波
を検出する構成とした振動波センサにおいて、前記被膜
の形成域が、少なくとも前記検知部、及び該検知部から
の回路配線の形成部分を含むことを特徴とする。

【００１５】この発明においては、共振子における被膜
の形成域を、絶縁が必要な検知部、及びこの検知部から
の回路配線の形成部分の近傍に限り、共振子の大部分を
被膜の非形成域とし、該被膜による共振子の振動阻害を
可及的に軽減して高精度での振動波の検出を可能とす
る。

【００１６】本発明の第４発明に係る振動波センサは、
第２又は第３発明の振動波センサにおける検知部が、前
記支持体と前記共振子との連結部近傍に出力端を備え、
該出力端は、前記支持体の一方の面に形成された出力取
り出し用の回路配線に接続してあることを特徴とする。

【００１７】この発明においては、共振子の一方の面に
おける検知部の形成態様を工夫し、この検知部からの回
路配線の形成部分を支持体の一面に限定して、共振子に
おける被膜の形成域を前記検知部の形成部分のみとし、
該被膜による共振子の振動阻害を可及的に軽減して高精
度での振動波の検出を可能とする。

【００１８】本発明の第５発明に係る振動波センサは、
第２乃至第４発明のいずれかの振動波センサにおいて、
前記被膜が、電気的絶縁状態を確保するための絶縁膜で
あることを特徴とする。

【００１９】この発明においては、共振子の一方の面を
覆う被膜を、電気的絶縁状態の確保のために不可欠な絶
縁膜に限り、この被膜による共振子の振動阻害を可及的
に軽減して高精度での振動波の検出を可能とする。

【００２０】本発明の第６発明に係る振動波センサは、
第２乃至第５発明のいずれかの振動波センサにおいて、
共通の支持体に夫々の両面を揃えて支持され、各別に異
なる共振周波数を有する複数の共振子を備えることを特
徴とする。

【００２１】この発明においては、第２乃至第５発明の
振動波センサを、共振周波数が異なる複数の共振子を共
通の支持体に支持させてなるセンサ素子を用いて構成
し、種々の周波数成分を含む振動波を、周波数毎の振動
レベルを含めて精度良く検出する。

【００２２】本発明の第７発明に係る振動波センサは、
第２乃至第５発明のいずれかの振動波センサの検知部
が、前記共振子の振動に応じてその抵抗値を変えるピエ
ゾ抵抗であることを特徴とする。

【００２３】この発明においては、被膜の影響を軽減さ
れて生じる共振子の振動を、これの一部に形成したピエ
ゾ抵抗の抵抗値の変化として精度良く検出する。

【００２４】本発明の第８発明に係る振動波センサは、
第２乃至第５発明のいずれかの振動波センサの検知部
が、前記共振子の振動に応じて変位する可動電極と、こ
れと対向配置された固定電極とを備え、両電極間の静電
容量の変化を出力として取り出す構成としてあることを
特徴とする。

【００２５】この発明においては、被膜の影響を軽減さ
れて生じる共振子の振動を、該共振子の一部に形成され
た可動電極と、これと対向配置された固定電極との間の
静電容量の変化として精度良く検出する。

【００２６】本発明の第９発明に係る振動波センサは、
第８発明の振動波センサにおける被膜の形成域が、前記
可動電極の形成部分を含むことを特徴とする。

【００２７】この発明においては、共振子における被膜
の形成域を、絶縁が必要な可動電極の近傍に限り、共振
子の大部分を被膜の非形成域とし、該被膜による振動阻
害を可及的に軽減して高精度での振動波の検出を可能と
する。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明の振動波セ
ンサの第１の実施の形態を示す平面図である。図示の如
く振動波センサは、振動波を受ける板状のダイヤフラム
２と、該ダイヤフラム２にその一端を連設された横断ビ
ーム３と、該横断ビーム３の他端に連設された終止板４
とを備え、該終止板４と前記ダイヤフラム２との間にて
前記横断ビーム３の一方の側に、これの長手方向に複数
本のカンチレバー（共振子）５，５…を並設して構成さ
れたセンサ素子１を備えている。このようなセンサ素子
１は、マイクロマシン加工技術により、図示の如く半導
体シリコン基板20の一部に一体形成することができる。

【００２９】カンチレバー５，５…の支持体としての横
断ビーム３は、ダイヤフラム２の側が広幅であり、終止
板４の側が狭幅であって、これらの間にて連続的に変化
する幅を有して形成されている。このような横断ビーム
３の一方側に並設された複数本のカンチレバー５，５…
は、夫々が異なる周波数の振動に共振するように、即
ち、夫々が異なる共振周波数を有するように寸法設定さ
れた薄肉細幅のビームであり、夫々の長手方向の一端を
横断ビーム３に片持ち支持させ、これと略直交する向き
に突設されている。

【００３０】以上の如きカンチレバー５，５…の寸法
は、夫々を共振させるべき共振周波数ｆを与えたとき、
下記（１）式に従って設定することができる。ｆ＝（ＣａＹ^1/2）／（Ｘ²ｓ^1/2） …（１）但し、Ｃ：実験的に決定される定数ａ：各カンチレバー５の厚さＸ：各カンチレバー５の長さＹ：材料物質（半導体シリコン）のヤング率ｓ：材料物質（半導体シリコン）の密度

【００３１】なお実際には、夫々のカンチレバー５，５
…の厚さａは、ダイヤフラム２，横断ビーム３及び終止
板４を含めて一定とし、夫々の長さＸを変えることによ
り各別の共振周波数ｆを得るようにしている。このよう
にして定められた夫々の長さＸを有するカンチレバー
５，５…は、支持体としての横断ビーム３に、図におけ
る右側（ダイヤフラム２側）から左側（終止板４側）に
向かうにつれて順次長くなるように並設され、各カンチ
レバー５，５…の共振周波数が、ダイヤフラム２の側か
ら終止板４の側に向かうに従って高周波数から低周波数
に移行するように配置されている。

【００３２】以上の如く構成されたセンサ素子１におい
て、音声、音響等、種々の周波数の振動を含む振動波が
大面積のダイヤフラム２に入力されると、該ダイヤフラ
ム２が振動し、この振動が横断ビーム３を経て終止板４
にまで伝播する間に、該横断ビーム３に片持ち支持され
た複数のカンチレバー５，５…が、前記振動波に含まれ
る夫々の共振周波数の振動成分に応答して共振する。

【００３３】各カンチレバー５，５…は、夫々の根元部
（横断ビーム３との連設部）近傍の一面に、検知部とし
てのピエゾ抵抗６，６…を備えている。これらのピエゾ
抵抗６，６…は、前述した振動の伝播により該当するカ
ンチレバー５，５…が共振したとき、これにより、自身
に生じる歪みに応じてその抵抗値を変える公知の抵抗素
子である。

【００３４】図２は、カンチレバー５，５…の根元部近
傍におけるピエゾ抵抗６，６…の形成態様の説明図であ
る。図示の如くピエゾ抵抗６，６…は、夫々のカンチレ
バー５，５…の一面に、これらに長手方向を沿わせた矩
形の平面形状を有するシリコン基板の表面に、拡散抵抗
として形成されている。これらのピエゾ抵抗６，６…の
カンチレバー５，５…の先端側の端部は、共通の給電線
８により図示しない直流電源に接続されており、また各
ピエゾ抵抗６，６…のカンチレバー５，５…の根元側の
端部は、各別の出力線７，７…により図示しない出力回
路に並列接続されている。

【００３５】以上の如く構成されたピエゾ抵抗６，６…
には、前記直流電源から所定のバイアス電圧が、共通の
給電線８を介して印加されており、前述の如く伝播する
振動波によりカンチレバー５，５…が共振したとき、こ
れに応じた各別のピエゾ抵抗６，６…の抵抗値の変化
が、前記出力線７，７…を介して接続された出力回路の
出力として各別に検出され、前記振動波に含まれる周波
数毎の振動レベルが得られるようになっている。

【００３６】検知部としてのピエゾ抵抗６，６…に連な
る回路配線としての前記給電線８及び出力線７，７…
は、前記カンチレバー５，５…の支持体としての横断ビ
ーム３の一方の面（ピエゾ抵抗６の形成面と同側の面）
に、導電性金属による回路パターンとして形成されてお
り、前記給電線８は、各カンチレバー５，５…と横断ビ
ーム３との連設部において、夫々のピエゾ抵抗６，６…
の形成部分を囲うように先端側に延長され、この延長部
の中途にて各ピエゾ抵抗６，６…の他端に接続されてい
る。

【００３７】以上の如くピエゾ抵抗６，６…、出力線
７，７…及び給電線８及びが形成されたカンチレバー
５，５…並びに横断ビーム３の一方の面は、検知部とし
てのピエゾ抵抗６，６…、並びに回路配線としての出力
線７，７…及び給電線８の形成部分における絶縁確保の
ために、シリコンの熱酸化により得られるＳｉＯ₂膜等
の絶縁材料製の被膜９により覆われているが、本発明に
係る振動波センサにおいては、以上の如き被膜９が、図
２中にハッチングを施して示す如く、絶縁が不可欠な前
記ピエゾ抵抗６，６…、出力線７，７…及び給電線８の
形成域を少なくとも覆うように形成されている。

【００３８】これによりカンチレバー５，５…の一面
は、ピエゾ抵抗６，６…、及びこれらを囲う給電線８が
形成された夫々の根元部近傍のみが前記被膜９により覆
われ、先端側の大部分が被膜９の非形成域として残され
た状態となる。従って、前記被膜９の内部応力の作用に
よる各カンチレバー５，５…の反りの発生を抑えること
ができ、これに起因するカンチレバー５，５…の振動阻
害が抑制されて、前述の如き振動波の伝播に伴う各カン
チレバー５，５…の共振が、前述した寸法設定により決
定された夫々の周波数の振動に対して正確に生じるよう
になり、検知部としてのピエゾ抵抗６，６…の出力によ
り正確な振動波の検出が可能となる。

【００３９】なお、以上の如き被膜９の非形成域は、前
記ＳｉＯ₂膜の場合、例えば、カンチレバー５，５…及
び横断ビーム３を含めたセンサ素子１の一面の全体の熱
酸化により、全面を覆うＳｉＯ₂膜を形成しておき、そ
の後のエッチングにより、各カンチレバー５，５…の先
端側のＳｉＯ₂膜を除去する手順により実現することが
できる。

【００４０】図３は、本発明に係る振動波センサのカン
チレバー５，５…の根元部近傍におけるピエゾ抵抗６，
６…の形成態様の他の実施の形態を示す説明図である。
本図に示すピエゾ抵抗６，６…は、夫々のカンチレバー
５，５…の一面に、これらの根元側、即ち、支持体とし
ての横断ビーム３との連結側にその開口側の端部を臨ま
せたコの字形の平面形状を有して形成され、前記端部の
夫々を、横断ビーム３の一面（ピエゾ抵抗６の形成面と
同側の面）に回路パターンとして形成された各別の出力
線７，７…、及び共通の給電線８に接続して振動波セン
サが構成されている。

【００４１】以上の如く構成された振動波センサにおい
ても、カンチレバー５，５…及び横断ビーム３の一面
は、図３中にハッチングを施して示す如く、絶縁が不可
欠なピエゾ抵抗６，６…、出力線７，７…及び給電線８
の形成部分を絶縁材料製の被膜９により覆ってあり、カ
ンチレバー５，５…の一面は、その先端側の大部分が被
膜９により覆われていない非形成域として残されてい
る。

【００４２】ここで、図３に示す実施の形態において
は、カンチレバー５，５…の一面におけるピエゾ抵抗
６，６…が、前述したコの字形の平面形状を有して形成
され、出力線７，７…及び給電線８との接続が、横断ビ
ーム３との連結側に向けた端部においてなされる構成と
してあり、カンチレバー５，５…の一面に出力線７，７
…及び給電線８が形成されていないことから、カンチレ
バー５，５…における前記被膜９の形成域が、ピエゾ抵
抗６，６…の形成部分にのみ限られ、該被膜９の非形成
域をより大きくすることができる。これにより各カンチ
レバー５，５…の反りの発生、及び振動阻害が一層有効
に抑制され、これらのカンチレバー５，５…の共振を予
め設定された共振周波数においてより正確に生ぜしめる
ことができ、検知部としてのピエゾ抵抗６，６…の出力
により正確な振動検出が可能となる。

【００４３】図４は、図２及び図３に示す本発明に係る
振動波センサの出力特性を、カンチレバー５，５…の全
面が被膜９（厚さ５０００ÅのＳｉＯ₂膜）により覆わ
れた従来の振動波センサと比較した結果を示すグラフで
ある。図の横軸は、ダイヤフラム２に入力される振動波
としての音波の音圧レベル、同じく縦軸は、ピエゾ抵抗
６，６…の出力側に得られる出力電圧のレベルであり、
図中の一点鎖線は、従来の振動波センサの出力特性を、
同じく実線は、図２に示す振動波センサの出力特性を、
同じく破線は、図３に示す振動波センサの出力特性を夫
々示している。

【００４４】本図に示す如く、本発明に係る振動波セン
サにより得られる出力電圧のレベルは、従来の振動波セ
ンサのそれよりも極めて高く、同一の音圧レベルの振動
を与えた場合の出力電圧を比較した場合、図２に示す振
動波センサの出力電圧Ｖ₁は、従来の振動波センサの出
力電圧Ｖ₀の略２．３倍、図３に示す振動波センサの出
力電圧Ｖ₂は、従来の振動波センサの出力電圧Ｖ₀の略
２．５倍にも達し、本発明に係る振動波センサによれ
ば、正確な振動検出に加えて、出力特性の改善が図られ
ることが明らかとなった。

【００４５】なお以上の実施の形態においては、カンチ
レバー５の振動を検知する検知部として、これの根元部
に構成されたピエゾ抵抗６を用いた振動波センサについ
て述べたが、前記検知部の構成は、ピエゾ抵抗６に限ら
ず、他の構成とすることも可能である。

【００４６】図５は、カンチレバーの振動を静電容量の
変化を利用して検知する構成とした静電容量形の検知部
を備える本発明に係る振動波センサの側面図である。図
示の振動波センサは、ガラス基板10の一部に積層された
絶縁体製の基層11を介して支持されたシリコン製の支持
基板12の一側に、これに片持ち支持されたカンチレバー
13を備えている。

【００４７】カンチレバー13の先端のガラス基板10との
対向面には可動電極14が形成されており、ガラス基板10
表面の該当位置に形成された固定電極17に対向させてあ
る。またガラス基板10の他部には、その一側を絶縁体製
の基層15により支持してシリコン製の回路基板16が備え
られ、この回路基板16は、バンプ18を介して前記固定電
極17に接続されている。そして、前記カンチレバー13の
先端側の前記固定電極17との対向面は、少なくとも前記
可動電極14の形成部分を含めて絶縁性を有する被膜によ
る覆ってある。

【００４８】以上の如く構成された振動波センサにおい
て、振動波の伝播によりカンチレバー13が共振すると、
この振動に応じてカンチレバー13先端の可動電極14が、
ガラス基板10表面の固定電極17に接離するように変位
し、これらの電極14，17により構成されたコンデンサの
静電容量が変化することから、この静電容量の変化を出
力として取り出すことにより振動波の検出が行われる。

【００４９】このような静電容量形の振動波センサにお
いては、カンチレバー13の変位に伴って可動電極14と固
定電極17とが接触し、両者間に短絡が発生する虞れがあ
ったが、前述の如く、カンチレバー13の可動電極14の形
成面が絶縁性を有する被膜により覆ってあるから、前記
短絡の発生を回避でき、また前記被膜の形成域が、前述
の如く、絶縁が不可欠な可動電極14の形成部分とされ、
カンチレバー13の根元側の大部分が被膜の非形成域とし
てあることにより、該カンチレバー13の振動阻害が抑制
され、センサ特性及び検出精度の向上を図ることができ
る。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明に係るセンサ素子、
及びこれを用いて構成された振動波センサにおいては、
板状の支持体に支持された板状の検出子の一部に被膜の
非形成域を設けたから、前記被膜の内部応力による検出
子の反り、及び振動阻害の発生を抑制でき、良好な特性
下にて正確な振動波の検出が可能となる等、本発明は優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振動波センサの第１の実施の形態
を示す平面図である。

【図２】図１に示す振動波センサのカンチレバーの根元
部近傍におけるピエゾ抵抗の形成態様の説明図である。

【図３】本発明に係る振動波センサのカンチレバーの根
元部近傍におけるピエゾ抵抗の形成態様の他の実施の形
態を示す説明図である。

【図４】本発明の振動波センサによる出力特性の向上効
果の説明図である。

【図５】静電容量形の検知部を備える本発明に係る振動
波センサの側面図である。

【符号の説明】

１センサ素子２ダイヤフラム３横断ビーム４終止板５カンチレバー６ピエゾ抵抗７出力線８給電線９被膜 13 カンチレバー 14 可動電極 17 固定電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板状の支持体と、該支持体に支持された
板状の共振子とを備え、これらの一方の面に被膜を形成
して構成されたセンサ素子において、前記一方の面の少
なくとも前記共振子の一部に、前記被膜の非形成域を備
えることを特徴とするセンサ素子。
【請求項２】板状の支持体に支持された板状の共振子
の一方の面に、該面を覆って形成された被膜と、前記支
持体から伝播する振動波の作用による前記共振子の共振
を検知する検知部とを備え、該検知部の電気的出力によ
って前記振動波を検出する構成とした振動波センサにお
いて、前記一方の面の少なくとも前記共振子の一部に、
前記被膜の非形成域を備えることを特徴とする振動波セ
ンサ。
【請求項３】板状の支持体に支持された板状の共振子
の一方の面に、該面を覆って形成された被膜と、前記支
持体から伝播する振動波の作用による前記共振子の共振
を検知する検知部とを備え、該検知部の電気的出力によ
って前記振動波を検出する構成とした振動波センサにお
いて、前記被膜の形成域が、少なくとも前記検知部、及
び該検知部からの回路配線の形成部分を含むことを特徴
とする振動波センサ。
【請求項４】前記検知部は、前記支持体と前記共振子
との連結部近傍に出力端を備え、該出力端は、前記支持
体の一方の面に形成された出力取り出し用の回路配線に
接続してある請求項２又は請求項３記載の振動波セン
サ。
【請求項５】前記被膜は、電気的絶縁状態を確保する
ための絶縁膜である請求項２乃至請求項４のいずれかに
記載の振動波センサ。
【請求項６】共通の支持体に夫々の両面を揃えて支持
され、各別に異なる共振周波数を有する複数の共振子を
備える請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の振動波
センサ。
【請求項７】前記検知部は、前記共振子の振動に応じ
てその抵抗値を変えるピエゾ抵抗である請求項２乃至請
求項６のいずれかに記載の振動波センサ。
【請求項８】前記検知部は、前記共振子の振動に応じ
て変位する可動電極と、これと対向配置された固定電極
とを備え、両電極間の静電容量の変化を出力として取り
出す構成としてある請求項２乃至請求項６のいずれかに
記載の振動波センサ。
【請求項９】前記被膜の形成域は、前記可動電極の形
成部分を含む請求項８記載の振動波センサ。