(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内底面と、外側面に貫通する貫通孔が開口している内側面と、を備えた固定部材と、
前記固定部材の前記内底面と対向している開口を塞ぐように固定されている蓋部材と、
第１のセンサー部品を搭載した第１の基板と、
第２のセンサー部品を搭載し、且つ前記第１の基板に接続されている第２の基板と、
前記第１のセンサー部品の出力信号および第２のセンサー部品の出力信号に基づく信号を出力するコネクターを搭載した第３の基板と、を
含み、
前記第１の基板は前記内底面に固定され、前記第２の基板は前記内側面の前記貫通孔とは異なる位置に固定され、前記第３の基板は前記貫通孔を塞ぐように且つ前記コネクターが前記貫通孔の内部に位置するように前記内側面に固定されていることを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項２】
前記固定部材の前記内底面には窪み部が設けられ、
前記第１の基板は前記窪み部の周縁に固定され、
前記第１のセンサー部品は、前記第１の基板の前記窪み部がある面側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサーデバイス。
【請求項３】
前記固定部材の前記内側面には窪み部が設けられ、
前記第２の基板は前記窪み部の周縁に固定され、
前記第２のセンサー部品は、前記第２の基板の前記窪み部がある面側に配置されている請求項１または２に記載のセンサーデバイス。
【請求項４】
前記第１のセンサー部品は、絶縁性有機材を介して前記内底面に接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のセンサーデバイス。
【請求項５】
前記第２のセンサー部品は、接着剤を介して前記内側面に接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のセンサーデバイス。
【請求項６】
前記第１の基板と前記第２の基板とは、折り曲げ可能な部材で接続されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のセンサーデバイス。
【請求項７】
前記第１のセンサー部品の検出軸と前記第２のセンサー部品の検出軸は互いに交差していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のセンサーデバイス。
【請求項８】
前記固定部材は、前記内底面を含む部材と前記内側面を含む部材とを含んで構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のセンサーデバイス。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載のセンサーデバイスを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーデバイスおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に開示されているようなセンサーユニット（センサーデバイス）が知られている。特許文献１に記載のセンサーユニットは、直方体形状をなし、互いに直交する３つの面を有する固定部材（ｍｏｕｎｔｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒ）と、３つの面それぞれに実装されたセンサー素子（ｓｅｎｓｏｒ  ｄｅｖｉｃｅｓ）とを有している。
このようなセンサー素子を回路基板等に実装する場合、センサー素子を回路基板に直接実装することは困難であり、台座と蓋部材とからなるケーシングに収容した状態で実装するのが一般的である。しかし、このようなケーシングに収容すると、センサー素子が大型化する問題がある。また、センサー素子がケーシングに対して傾いて固定されると、センサー素子の検出軸が傾いてしまい、検出精度が低下するという問題もある。すなわち、小型化を図りつつ、センサー素子の位置決めが正確に行われたセンサーデバイスが待ち望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７０４０９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、小型化を図りつつ、センサー部品の位置決めを簡単かつ正確に行うことができるセンサーデバイスおよび電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のセンサーデバイスは、内底面および内側面を備えた固定部材と、第１のセンサー部品を搭載した第１の基板と、第２のセンサー部品を搭載し、且つ前記第１の基板に接続されている第２の基板と、を含み、前記第１の基板は前記内底面に固定され、前記第２の基板は前記内側面に固定されていることを特徴とする。また、前記固定部材の前記内底面には窪み部が設けられ、前記第１の基板は前記窪み部の周縁に固定され、前記第１のセンサー部品は、前記第１の基板の前記窪み部がある面側に配置されていることを特徴とする。また、前記固定部材の前記内側面には窪み部が設けられ、前記第２の基板は前記窪み部の周縁に固定され、前記第２のセンサー部品は、前記第２の基板の前記窪み部がある面側に配置されていることを特徴とする。また、前記第１の基板は、前記第１のセンサー部品を介して前記内底面に固定されていることを特徴とする。また、前記第２の基板は、前記第２のセンサー部品を介して前記内側面に固定されていることを特徴とする。また、前記第１の基板と前記第２の基板とは、折り曲げ可能な部材で接続されていることを特徴とする。また、前記第１のセンサー部品の検出軸と前記第２のセンサー部品の検出軸は互いに交差していることを特徴とする。また、外部と接続されるコネクターを搭載した第３の基板を含み、前記第３の基板は、前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方に接続されていることを特徴とする。
これにより、小型化を図りつつ、センサー部品の位置決めを簡単かつ正確に行うことが
できるセンサーデバイスを提供することができる。
【０００６】
本発明のセンサーデバイスでは、前記固定部材は、本体と、前記本体の外周面に開放する凹部とを有することが好ましい。
これにより、固定部材の構成が簡単となる。
本発明のセンサーデバイスでは、前記固定面は、少なくとも、互いに交差する第１の固定面、第２の固定面および第３の固定面を有し、前記第１の固定面側、前記第２の固定面側および前記第３の固定面側には、それぞれ、前記センサー部品が固定されていることが好ましい。
これにより、互いに交差する３軸の各軸まわりの物理量を検出することのできるセンサーデバイスとなる。
【０００７】
本発明のセンサーデバイスでは、前記ケーシングは、前記固定部材と、前記固定部材の前記凹部上に載置された蓋部材とを有していることが好ましい。
これにより、ケーシング内への埃等の侵入を防止することができる。
本発明のセンサーデバイスでは、前記固定部材は、本体と、前記本体を貫通する貫通孔を有することが好ましい。
これにより、固定部材の構成が簡単となる。
【０００８】
本発明のセンサーデバイスでは、前記固定面は、互いに交差する第１の固定面および第２の固定面を有することが好ましい。
これにより、センサー部品の検出軸を直交させることができる。
本発明のセンサーデバイスでは、前記ケーシングは、前記貫通孔の一方の開口を覆う第１の蓋部材と、他方の開口を覆う第２の蓋部材とを有していることが好ましい。
これにより、ケーシング内への埃等の侵入を防止することができる。
【０００９】
本発明のセンサーデバイスでは、前記第１の蓋部材の前記貫通孔に臨む内面は、前記第１の固定面および前記第２の固定面に対して交差していることが好ましい。
これにより、この内面にもセンサー部品を固定することができ、センサー部品の配置の自由度が増す。
本発明のセンサーデバイスでは、前記固定面は、窪み部を有し、
前記窪み部に前記センサー部品が収容されていることが好ましい。
これにより、固定部材のスペースを有効利用することができ、センサーデバイスの小型化を図ることができる。
【００１０】
本発明のセンサーデバイスでは、前記センサー部品は、実装基板に実装され、
前記実装基板は、前記電子部品が実装された複数の基板を有し、
前記複数の基板間は、折り曲げ可能であることが好ましい。
これにより、センサー部品の固定面への固定が容易となる。
本発明の電子機器は、本発明のセンサーデバイスを備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を発揮することのできる電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のセンサーデバイスの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すセンサーデバイスの断面図である。
【図３】図１に示すセンサーデバイスが有する実装基板の展開図である。
【図４】図１に示すセンサーデバイスが備える角速度センサーの一例を示す平面図である。
【図５】本発明のセンサーデバイスの第２実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明のセンサーデバイスの第３実施形態の断面図である。
【図７】図６に示すセンサーデバイスが有する実装基板の展開図である。
【図８】図６に示すセンサーデバイスの変形例を示す断面図である。
【図９】本発明のセンサーデバイスを搭載した電子機器の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のセンサーデバイスおよび電子機器を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．センサーデバイス
＜第１実施形態＞
まず、本発明のセンサーデバイスの第１実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明のセンサーデバイスの第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示すセンサーデバイスの断面図、図３は、図１に示すセンサーデバイスが有する実装基板の展開図、図４は、図１に示すセンサーデバイスが備える角速度センサーの一例を示す平面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。また、図１に示すように、互いに直交する３軸を「ｘ軸」、「ｙ軸」および「ｚ軸」とする。ｚ軸は、台座４の厚さ方向と平行な軸であり、ｘ軸は、台座の平面視にて、台座の対向する１組の辺の延在方向と平行な軸であり、ｙ軸は、台座の対向する他の１組の辺の延在方向と平行な軸である。
【００１４】
また、以下では、ｘ軸と平行な方向を「ｘ軸方向」とし、ｙ軸と平行な方向を「ｙ軸方向」とし、ｚ軸と平行な方向を「ｚ軸方向」とする。また、ｘ軸とｙ軸とで形成される平面を「ｘｙ平面」とし、ｙ軸とｚ軸とで形成される平面を「ｙｚ平面」とし、ｚ軸とｘ軸とで形成される平面を「ｘｚ平面」とする。
センサーデバイス１は、角速度センサー７１１、７１２、７１３を備え、互いに直交するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各軸まわりの角速度を検出することのできる３軸ジャイロセンサーデバイスである。このようなセンサーデバイス１は、利便性に優れ、例えば、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等に好適に利用することができる。
図１および図２に示すように、このようなセンサーデバイス１は、電子部品７が実装された実装基板２と、実装基板２を収容するケーシング１０とを有している。以下、これら各部材について順次説明する。
【００１５】
［実装基板２］
実装基板２は、硬質で変形し難いリジッド基板（基板）と、軟質で変形し易い可撓性を有するフレキシブル基板とを組み合わせたリジッドフレキシブル基板であり、リジッド基板間で折り曲げ可能となっている。このような実装基板２としては、例えば、フレキシブル基板の両側にガラスエポキシ基板等の硬質層を貼り付け、この部分をリジッド基板として用いるもの等、公知のリジッドフレキシブル基板を用いることができる。
【００１６】
図３（ａ）は、展開した状態の実装基板２を一方の面側から見た平面図であり、図３（ｂ）は、展開した状態の実装基板２を他方の面側から見た平面図である。図３に示すように、実装基板２は、互いに離間して配置された第１のリジッド基板２１と、第２のリジッド基板２２、第３のリジッド基板２３と、第４のリジッド基板２４と、第５のリジッド基板２５と、これらを連結するフレキシブル基板２６とで構成されている。
【００１７】
なお、以下では、説明の便宜上、各リジッド基板２１〜２５の図３（ａ）にて図示されている面を「表側実装面」と言い、図３（ｂ）にて図示されている面を「裏側実装面」と言う。
フレキシブル基板２６は、第１のリジッド基板２１と第３のリジッド基板２３とを連結する第１の連結部２６１と、第２のリジッド基板２２と第３のリジッド基板２３とを連結する第２の連結部２６２と、第３のリジッド基板２３と第４のリジッド基板２４とを連結する第３の連結部２６３と、第４のリジッド基板２４と第５のリジッド基板２５とを連結する第４の連結部２６４とを有している。各連結部２６１〜２６４は、可撓性を有しており、面方向への曲げ変形を容易に行うことができる。
【００１８】
実装基板２は、フレキシブル基板２６の各連結部２６１〜２６４を曲げることで、リジッド基板２１〜２５同士の姿勢を変化させることができる。具体的には、各リジッド基板２１〜２５の表側実装面２１１〜２５１が内側を向くように連結部２６１〜２６４を曲げることで、隣接するリジッド基板同士が直交する直方体状に変形させることができる。この状態では、例えば、第３のリジッド基板２３を下面とすると、第４のリジッド基板２４が上面をなし、第１、第２、第５のリジッド基板２１、２２、２５がそれぞれ側面をなす。
【００１９】
このように、実装基板２をリジッドフレキシブル基板で構成することにより、実装基板２を容易に変形させることができるため、実装基板２の固定部材３への固定が簡単となる。また、連結部２６１〜２６４によって各リジッド基板２１〜２５がひとまとまりに連結されているため、この点でも、実装基板２の固定部材３への固定を簡単かつ円滑に行うことができる。また、複数のリジッド基板を備えることによって、電子部品７の配置の自由度が増す。
【００２０】
また、硬質なリジッド基板に電子部品７を実装することにより、電子部品７（特に、角速度センサー７１１〜７１３、加速度センサー７２）の不要な振動を抑制でき、センサーデバイス１の検出精度が向上する。また、実装基板２に電子部品７を実装し易い。また、電子部品７の平行度が取り易く、特に、角速度センサー７１１〜７１３を簡単に所望の姿勢とし、かつその姿勢を維持することができる。また、電子部品７を高密度実装することもできる。
【００２１】
ここで、本実施形態では、第３のリジッド基板２３は、その縁（外周）に開放する欠損部２３ｃ、欠損部２３ｄ、欠損部２３ｅを有している。欠損部２３ｃは、第３のリジッド基板２３の図３（ａ）中上側の辺に対して段差を付けて形成されており、この欠損部２３ｃから第１の連結部２６１が延出している。また、欠損部２３ｄは、第１のリジッド基板２３の図３（ａ）中左側の辺に対して段差を付けて形成されており、この欠損部２３ｄから第２の連結部２６２が延出している。また、欠損部２３ｅは、第３のリジッド基板２３の図３（ａ）中右側の辺に対して段差を付けて形成されており、この欠損部２３ｅから第３の連結部２６３が延出している。
【００２２】
第３のリジッド基板２３に欠損部２３ｃを形成することにより、第１の連結部２６１を、第３のリジッド基板２３との接続部付近（より第３のリジッド基板２３側）にて簡単に曲げ変形させることができ、また、曲げ変形させたときの曲率半径を比較的大きく保つことができる。また、第１の連結部２６１の過度な突出が抑制され、センサーデバイス１の小型化を図ることができる。欠損部２３ｄ、２３ｅについても同様の効果が得られる。
【００２３】
また、本実施形態では、第４のリジッド基板２４は、その縁（外周）に開放する欠損部２４ｃおよび欠損部２４ｄを有している。欠損部２４ｃは、第４のリジッド基板２４の図３（ａ）中左側の辺に対して段差を付けて形成されており、この欠損部２４ｃから第３の連結部２６３が延出している。同様に、欠損部２４ｄは、第４のリジッド基板２４の図３（ａ）中下側の辺に対して段差を付けて形成されており、この欠損部２４ｄから第４の連結部２６４が延出している。
【００２４】
第４のリジッド基板２４に欠損部２４ｃを形成することにより、第３の連結部２６３を、第４のリジッド基板２４との接続部付近（より第４のリジッド基板２４側）にて簡単に曲げ変形させることができ、また、曲げ変形させたときの曲率半径を比較的大きく保つことができる。また、折り曲がった部分の、第４のリジッド基板２４の外周からの過度な突出が抑制され、センサーデバイス１の小型化を図ることができる。欠損部２４ｄについても同様の効果が得られる。
以上、実装基板２について説明した。なお、実装基板２の各リジッド基板２１〜２５およびフレキシブル基板２６には、図示しない導体パターンが形成されており、この導体パターンを介して複数の電子部品７が適切に電気接続されている。
【００２５】
また、実装基板２には、図示しないグランド層が形成されており、このグランド層が外部磁場を遮断する機能を発揮する。そのため、ケーシング１０に固定された状態にて、実装基板２より内側にある電子部品７（すなわち、表側実装面２１１〜２５１に実装されている電子部品７）については、センサーデバイス１の外部からの外部磁場（外来ノイズ）による影響を排除することができる。
【００２６】
［電子部品７］
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、実装基板２には複数の電子部品７が実装されている。
実装基板２には、電子部品７として、１軸検出型の３つの角速度センサー（センサー部品）７１１〜７１３と、３軸検出型の加速度センサー（センサー部品）７２と、各種電子部品を駆動するための電源回路７３と、センサー部品７１１〜７１３、７２からの出力信号を増幅する増幅回路７４と、増幅回路７４で増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換回路７５と、所望の制御を行うマイクロコントローラー７６と、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリー７７と、方位を検出する方位センサー（磁気センサー）７８と、信号を出力するためのコネクター（インターフェースコネクター）７９とが実装されている。なお、実装する電子部品７としては、これに限定されず、その目的に応じたものを適宜実装すればよい。
【００２７】
以下、これら電子部品７の配置について詳細に説明する。
（第１のリジッド基板２１）
第１のリジッド基板２１の表側実装面２１１には、角速度センサー７１１が実装されている。
（第２のリジッド基板２２）
第２のリジッド基板２２の表側実装面２２１には、角速度センサー７１２が実装されている。
【００２８】
（第３のリジッド基板２３）
第３のリジッド基板２３の表側実装面２３１には、電源回路７３、増幅回路７４およびアナログ／デジタル変換回路７５が実装されており、裏側実装面２３２には、角速度センサー７１３および加速度センサー７２が実装されている。
アナログ／デジタル変換回路７５は、表側実装面２３１に実装されている他の電子部品７（電源回路７３および増幅回路７４）に対してサイズが大きい。そのため、アナログ／デジタル変換回路７５を表側実装面２３１の中央部に配置するのが好ましい。これにより、アナログ／デジタル変換回路７５を第３のリジッド基板２３の強度を補強する補強部材として効果的に用いることができる。そのため、第３のリジッド基板２３の撓み変形に起因する不本意な振動が抑えられ、角速度センサー７１１〜７１３に不要な振動が伝わらず、角速度センサー７１１〜７１３（特に第３のリジッド基板２３に実装されている角速度センサー７１３）による角速度の検出精度が高まる。
【００２９】
また、角速度センサー７１３および加速度センサー７２は、表側実装面２３１の縁部付近に配置するのが好ましい。後述するように、第３のリジッド基板２３は、その縁部が接着剤を介して台座４に固定される。そのため、第３のリジッド基板２３の縁部は、変形し難く、不要な振動が発生し難い。よって、このような場所に角速度センサー７１３および加速度センサー７２を配置することにより、より高精度に角速度および加速度を検出することができる。
【００３０】
また、角速度センサー７１３および加速度センサー７２を裏側実装面２３２に実装することにより、実装基板２がケーシング１０に固定された状態にて、マイクロコントローラー７６との距離をより離間させることができる。また、角速度センサー７１３および加速度センサー７２とマイクロコントローラー７６との間に、第３のリジッド基板２３が有する前記グランド層を位置させることができる。そのため、マイクロコントローラー７６から発生する放射ノイズが、角速度センサー７１３および加速度センサー７２に悪影響を及ぼすのを防止でき、角速度センサー７１３および加速度センサー７２の検出精度を向上させることができる。
【００３１】
（第４のリジッド基板２４）
第４のリジッド基板２４の表側実装面２４１には、マイクロコントローラー７６が実装され、裏側実装面２４２には、不揮発性メモリー７７および方位センサー７８が実装されている。
マイクロコントローラー７６は、第４のリジッド基板２４に実装された他の電子部品７（不揮発性メモリー７７および方位センサー７８）に対してサイズが大きい。そのため、マイクロコントローラー７６を表側実装面２４１の中央部に配置するのが好ましい。これにより、マイクロコントローラー７６を第４のリジッド基板２４の強度を補強する補強部材として効果的に用いることができる。そのため、第４のリジッド基板２４の撓み変形による不要な振動が抑えられ、角速度センサー７１１〜７１３に不要な振動が伝わらず、角速度センサー７１１〜７１３による角速度の検出精度が高まる。
【００３２】
また、方位センサー７８をマイクロコントローラー７６と反対の実装面に実装することにより、マイクロコントローラー７６から発生する放射ノイズを第４のリジッド基板２４の前記グランド層によって遮断することができるため、放射ノイズ（磁場）が方位センサー７８に悪影響を及ぼすことを効果的に防止することができる。そのため、方位センサー７８の検出精度を向上させることができる。
【００３３】
（第５のリジッド基板２５）
第５のリジッド基板２５の裏側実装面２５２には、コネクター７９が実装されている。
以上、電子部品７の配置について詳細に説明した。
実装基板２では、第１のリジッド基板２１に電源回路７３、増幅回路７４、アナログ／デジタル変換回路７５などからなるアナログ回路を形成し、第４のリジッド基板２４にマイクロコントローラー７６および不揮発性メモリー７７などからなるデジタル回路が形成されている。このように、アナログ回路とデジタル回路とを別のリジッド基板上に形成することにより、ノイズの発生および伝達を効果的に抑制することができ、センサーデバイス１の検出精度がより高くなる。
【００３４】
角速度センサー７１１〜７１３としては、角速度を検出することができれば、特に限定されず、公知の１軸検出型の角速度センサーを用いることができる。このような角速度センサー７１１〜７１３としては、例えば、図４に示すような振動片５を有するセンサーを用いることができる。
振動片５は、水晶（圧電材料）で構成されている。また、振動片５は、基部５１と、基部５１の両側から紙面縦方向へ延出する一対の検出用振動腕５２、５３と、基部５１の両側から紙面横方向へ延出する一対の連結腕５４、５５と、各連結腕５４、５５の先端部の両側から紙面縦方向へ延出する各一対の駆動用振動腕５６、５７、５８、５９とを有している。また、各検出用振動腕５２、５３の表面には検出用電極（図示せず）が形成されており、駆動用振動腕５６、５７、５８、５９の表面には駆動用電極（図示せず）が形成されている。
【００３５】
このような振動片５では、駆動用電極に電圧を印加することにより、駆動用振動腕５６、５８および駆動用振動腕５７、５９を、互いに接近・離間を繰り返すように振動させた状態にて、振動片５の法線Ａ（検出軸Ａ）まわりの角速度ωが加わると、振動片５にコリオリ力が加わり、検出用振動腕５２、５３の振動が励起される。そして、検出用振動腕５２、５３の振動により発生した検出用振動腕５２、５３の歪みを検出用電極で検出することにより、振動片５に加わった角速度を求めることができる。
以上のような構成の角速度センサー７１１〜７１３は、それぞれ、リジッド基板の厚さ方向を検出軸とするように第１〜第３のリジッド基板２１〜２３に実装される。
【００３６】
［ケーシング］
図２に示すように、ケーシング１０は、固定部材３と、台座（第１の蓋部材）４と、蓋部材（第２の蓋部材）８とを有している。すなわち、固定部材３は、ケーシング１０の一部を構成している。このように、固定部材３をケーシング１０の一部として用いることによりセンサーデバイス１の部品手数を削減することができるため、センサーデバイス１の小型化を図ることができる。
【００３７】
このようなケーシング１０は、第１のリジッド基板２１を固定する固定面（第１の固定面）１０１と、第２のリジッド基板２２を固定する固定面１０２（第２の固定面）と、第３のリジッド基板２３を固定する固定面（第３の固定面）１０３と、第４のリジッド基板２４を固定する固定面（第４の固定面）１０４と、第５のリジッド基板２５を固定する固定面（第５の固定面）１０５とを有している。
【００３８】
以下、固定部材３、台座４および蓋部材８について、順次詳細に説明する。
（固定部材）
図２に示すように、固定部材３は、本体３１と、本体３１の上面および下面に開放する貫通孔３２とを有している。貫通孔３２内の空間は、電子部品７を収納する収納空間として機能する。
【００３９】
本実施形態では、ｘｙ平面視での本体３１の外形形状は、矩形である。また、上面および下面は、ともにｘｙ平面に平行な平面である。また、貫通孔３２は、ｚ軸方向に延在し略矩形の横断面形状を有している。
貫通孔３２に臨む内面３３は、ｙｚ平面と平行な一対の面３３１、３３３と、ｘｚ平面と平行な一対の面３３２、３３４とで構成されている。これら４つの面３３１〜３３４のうち、面３３１が固定面１０１を構成し、面３３２が固定面１０２を構成し、面３３３が固定面１０５を構成する。
【００４０】
図２に示すように、固定面１０１には、第１のリジッド基板２１が裏側実装面２１２を固定面１０１側にして固定されている。これにより、角速度センサー７１１が第１のリジッド基板２１を介して固定面１０１に間接的に固定される。前述のように固定面１０１はｙｚ平面と平行な面であるため、固定面１０１に第１のリジッド基板２１が固定された状態では、角速度センサー７１１の検出軸がｘ軸と平行となる。このように、固定面１０１に第１のリジッド基板２１を固定するだけで、簡単に、ケーシング１０に対する角速度センサー７１１の位置決めを行うことができる。
【００４１】
また、角速度センサー７１１を第１のリジッド基板２１よりも内側に位置させることにより、第１のリジッド基板２１が有する前記グランド層によって外部磁場を遮断することができるため、外部磁場の影響が緩和され、角速度センサー７１１の検出精度が向上する。
固定面１０１へ第１のリジッド基板２１を固定する方法は、特に限定されないが、接着剤による固定とネジ止めとを併用するのが好ましい。これにより、固定面１０１への第１のリジッド基板２１の固定を確実に行うことができる。また、固定部材３と第１のリジッド基板２１との間に接着剤の層が介在するため、固定部材３からの振動を接着剤が吸収、緩和し、第１のリジッド基板２１の不要な振動が抑制される。その結果、センサーデバイス１の検出精度がより向上する。
【００４２】
図２に示すように、固定面１０２には、第２のリジッド基板２２が裏側実装面２２２を固定面１０２側にして固定されている。これにより、角速度センサー７１２が第２のリジッド基板２２を介して固定面１０２に間接的に固定される。前述のように固定面１０２はｘｚ平面と平行な面であるため、固定面１０２に第２のリジッド基板２２が固定された状態では、角速度センサー７１２の検出軸がｙ軸と平行となる。このように、固定面１０２に第２のリジッド基板２２を固定するだけで、簡単に、ケーシング１０に対する角速度センサー７１２の位置決めを行うことができる。
【００４３】
また、角速度センサー７１２を第２のリジッド基板２２よりも内側に位置させることにより、第２のリジッド基板２２が有する前記グランド層によって外部磁場を遮断することができるため、外部磁場の影響が緩和され、角速度センサー７１２の検出精度が向上する。
固定面１０２へ第２のリジッド基板２２を固定する方法は、特に限定されないが、接着剤による固定とネジ止めとを併用するのが好ましい。これにより、固定面１０２への第２のリジッド基板２２の固定を確実に行うことができる。また、固定部材３と第２のリジッド基板２２との間に接着剤の層が介在するため、固定部材３からの振動を接着剤が吸収、緩和し、第２のリジッド基板２２の不要な振動が抑制される。その結果、センサーデバイス１の検出精度がより向上する。
【００４４】
図２に示すように、固定面１０５には、第５のリジッド基板２５が裏側実装面２５２を固定面１０５側にして固定されている。また、固定部材３には、固定面１０５と外周面とを貫通する貫通孔３５が形成されており、第５のリジッド基板２５は、コネクター７９を貫通孔３５内に挿入した状態で固定面１０５に固定されている。これにより、コネクター７９が貫通孔３５を介してセンサーデバイス１の外部へ露出し、センサーデバイス１からの信号の出力を簡単に行うことができる。なお、第５のリジッド基板２５は、貫通孔３５の開口を覆うように固定面１０５に固定されているのが好ましい。これにより、ケーシング１０内への埃等の浸入を防止することができ、センサーデバイス１の信頼性を維持することができる。
【００４５】
固定面１０５へ第５のリジッド基板２５を固定する方法は、特に限定されないが、接着剤による固定とネジ止めとを併用するのが好ましい。これにより、固定面１０５への第５のリジッド基板２５の固定を確実に行うことができる。また、固定部材３と第５のリジッド基板２５との間に接着剤の層が介在するため、固定部材３からの振動を接着剤が吸収、緩和し、第５のリジッド基板２５の不要な振動が抑制される。その結果、センサーデバイス１の検出精度がより向上する。
【００４６】
このような固定部材３の構成材料としては、特に限定されないが、制振特性を有する材料であるのが好ましい。これにより、固定部材３の不要な振動が抑えられ、角速度センサー７１１〜７１３等の検出精度が向上する。このような材料としては、例えば、マグネシウム合金、鉄系合金、銅合金、マンガン合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金などの各種制振合金が挙げられる。
【００４７】
（台座４）
台座４は、固定部材３の下側開口を塞ぐように、固定部材３に固定されている。固定部材３へ台座４を固定方法は、特に限定されず、例えば、接着剤を用いた固定方法を用いることができる。
このような台座４は、ｚ軸方向を厚さ方向とする板状をなし、ｘｙ平面と平行な下面および上面４１を有している。また、上面４１は、第３のリジッド基板２３を固定するための固定面１０３を構成する。
【００４８】
図４に示すように、固定面１０３には、第３のリジッド基板２３が裏側実装面２３２を固定面１０３側にして固定されている。これにより、角速度センサー７１３が第３のリジッド基板２３を介して固定面１０３に間接的に固定される。前述のように固定面１０３は、ｘｙ平面と平行な面であるため、固定面１０３に第３のリジッド基板２３が固定された状態では、角速度センサー７１３の検出軸がｚ軸と平行となる。このように、固定面１０３に第３のリジッド基板２３を固定するだけで、簡単に、ケーシング１０に対する角速度センサー７１３の位置決めを行うことができる。
【００４９】
また、台座４は、固定面１０３に開放する凹部４２を有している。凹部４２は、固定面１０３の縁部を除く中央部に開放しており、台座４の側面には開放していない。すなわち、凹部４２は、周囲が側壁により囲まれた槽状をなしている。
固定面１０３に第３のリジッド基板２３を固定した状態では、第３のリジッド基板２３の裏側実装面２３２に実装された角速度センサー７１３および加速度センサー７２が凹部４２内に位置している。すなわち、凹部４２は、台座４と角速度センサー７１３および加速度センサー７２との接触を防止するための逃げ部を構成する。このような凹部４２を形成することによって、台座４のスペースを有効活用でき、センサーデバイス１の小型化（薄型化、低背化）を図ることができる。
【００５０】
また、凹部４２には、充填剤９が充填されており、この充填剤９によって、台座４と第３のリジッド基板２３との隙間が埋められている。これにより、第３のリジッド基板２３（角速度センサー７１３、加速度センサー７２）や、第３のリジッド基板２３から延出する連結部２６１、２６２、２６３が固定され、第３のリジッド基板２３に不要な振動が発生するのを効果的に防止することができる。そのため、センサーデバイス１の検出精度が向上する。
【００５１】
充填剤９の構成材料としては、絶縁性を有するものが好ましい。このような材料としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリ−（４−メチルペンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような台座４の構成材料としては、特に限定されず、例えば、固定部材３と同様の材料が挙げられる。
【００５２】
（蓋部材８）
蓋部材８は、固定部材３の上側開口を塞ぐように、固定部材３に固定されている。固定部材３へ蓋部材８を固定する方法は、特に限定されず、例えば、接着剤を用いた固定方法を用いることができる。
このような蓋部材８は、ｚ軸方向を厚さ方向とする板状をなし、ｘｙ平面と平行な下面８１を有している。下面８１は、第４のリジッド基板２４を固定するための固定面１０４を構成する。
【００５３】
図４に示すように、固定面１０４には、第４のリジッド基板２４が裏側実装面２４２を固定面１０４側にして固定されている。前述のように固定面１０４は、ｘｙ平面と平行な面であるため、固定面１０４に固定された第４のリジッド基板２４は、第３のリジッド基板２３とｚ軸方向に対向するとともに、第３のリジッド基板２３と平行に配置される。このように、第３、第４のリジッド基板２３、２４をｚ軸方向に重ねて配置することにより、センサーデバイス１のｘｙ平面視における小型化を図ることができる。加えて、第３、第４のリジッド基板２３、２４を平行とすることにより、センサーデバイス１のｚ軸方向の長さ（高さ）を短くすることができ、この点でも、センサーデバイス１の小型化を図ることができる。
【００５４】
また、蓋部材８は、固定面１０４に開放する凹部８２を有している。凹部８２は、固定面１０４の縁部を除く中央部に開放しており、蓋部材８の側面には開放していない。すなわち、凹部８２は、周囲が側壁により囲まれた槽状をなしている。
固定面１０４に第４のリジッド基板２４を固定した状態では、第４のリジッド基板２４の裏側実装面２４２に実装された不揮発性メモリー７７および方位センサー７８が凹部８２内に位置している。すなわち、凹部８２は、蓋部材８と不揮発性メモリー７７および方位センサー７８との接触を防止するための逃げ部を構成する。このような凹部８２を形成することによって、蓋部材８のスペースを有効活用でき、センサーデバイス１の小型化（薄型化、低背化）を図ることができる。なお、このような凹部８２には、前述した凹部４２のように充填剤９が充填されていてもよい。
【００５５】
このような蓋部材８の構成材料としては、特に限定されず、例えば、固定部材３と同様の材料が挙げられる。
以上、センサーデバイス１について詳細に説明した。
このようなセンサーデバイス１によれば、ケーシング１０に直接、実装基板２を固定するため、部品点数が少なく、その分、小型化を図ることができる。また、各リジッド基板２１〜２５の位置決めを簡単かつ正確に行うことができるため、優れた検出能力および信頼性を発揮することができる。
【００５６】
なお、センサーデバイス１をマザーボード等の回路基板に実装する場合には、台座４の直交する２つの側面４ａ、４ｂを基準とすることで、角速度センサー７１１、７１２の検出軸を簡単に所望の方向に向けることができる。具体的には、側面４ａは、角速度センサー７１１の検出軸と平行な面であり、側面４ｂは、角速度センサー７１２の検出軸と平行な面である。そのため、これら側面４ａ、４ｂを基準に回路基板に対する位置決めを行うことにより、簡単かつ確実に、角速度センサー７１１、７１２の検出軸を所望の方向に向けることができる。
【００５７】
＜第２実施形態＞
次いで、本発明のセンサーデバイスの第２実施形態について説明する。
図５は、本発明のセンサーデバイスの第２実施形態を示す断面図である。
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００５８】
本実施形態にかかるセンサーデバイスは、ケーシングの構成が異なる以外は、第１実施形態のセンサーデバイスと同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図５に示すように、本実施形態のセンサーデバイス１が有するケーシング１０Ａは、固定部材３Ａと、蓋部材８とを有している。すなわち、本実施形態では、前述した第１実施形態の台座４を固定部材３と一体的に形成している。
【００５９】
固定部材３Ａは、本体３１Ａと、本体３１の上面に開放する凹部３２Ａとを有している。凹部３２Ａ内の空間は、電子部品７を収納する収納空間として機能する。凹部３２Ａの横断面形状は、矩形である。
凹部３２Ａに臨む内面３３Ａは、ｙｚ平面と平行な一対の面３３１Ａ、３３３Ａと、ｘｚ平面と平行な一対の面３３２Ａ、３３４Ａと、ｘｙ平面と平行な面３３５Ａとで構成されている。これら５つの面３３１Ａ〜３３５Ａのうち、面３３１Ａが固定面１０１を構成し、面３３２Ａが固定面１０２を構成し、面３３３Ａが固定面１０５を構成し、面３３５Ａが固定面１０３を構成する。
【００６０】
固定面１０１には、第１のリジッド基板２１が裏側実装面２１２を固定面１０１側にして固定されている。これにより、角速度センサー７１１の検出軸がｘ軸と平行となる。
固定面１０２には、第２のリジッド基板２２が裏側実装面２２２を固定面１０２側にして固定されている。これにより、角速度センサー７１２の検出軸がｙ軸と平行となる。
固定面１０３には、第１のリジッド基板２１が裏側実装面２１２を固定面１０３側にして固定されている。これにより、角速度センサー７１３の検出軸がｚ軸と平行となる。また、固定部材３Ａは、固定面１０３に開放する凹部３９Ａを有している。凹部３９Ａは、固定面１０３の縁部を除く中央部に開放しており、固定面１０３に第３のリジッド基板２３を固定した状態では、角速度センサー７１３および加速度センサー７２が凹部３９Ａ内に位置している。また、凹部３９Ａには、充填剤９が充填されている。
【００６１】
固定面１０５には、第５のリジッド基板２５が裏側実装面２５２を固定面１０５側にして固定されている。また、固定部材３Ａは、固定面１０５と外周面とを貫通する貫通孔３５を有し、第５のリジッド基板２５は、コネクター７９を貫通孔３５内に挿入した状態で、固定面１０５に固定されている。
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６２】
＜第３実施形態＞
次いで、本発明のセンサーデバイスの第３実施形態について説明する。
図６は、本発明のセンサーデバイスの第３実施形態の断面図、図７は、図６に示すセンサーデバイスが有する実装基板の展開図、図８は、図６に示すセンサーデバイスの変形例を示す断面図である。
【００６３】
以下、第３実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態のセンサーデバイスは、実装基板２に対する角速度センサーの実装位置が異なる以外は、第１実施形態のセンサーデバイスと同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６４】
図７に示すように、本実施形態の実装基板２では、角速度センサーが第１のリジッド基板２１の裏側実装面２１２に実装され、角速度センサー７１２が第２のリジッド基板２２の裏側実装面２２２に実装されている。
そして、図６に示すように、第１の実装基板２１は、角速度センサー７１１を固定面１０１側にし、角速度センサー７１１と固定面１０１とを接着剤等によって直接固定することにより固定面１０１に固定されている。同様に、第２の実装基板２２は、角速度センサー７１２を固定面１０２側にし、角速度センサー７１２と固定面１０２とを接着剤等によって直接固定することにより固定面１０２に固定されている。
【００６５】
なお、本実施形態の変形例として、図８に示すように、固定面１０１は、角速度センサー７１１に対応する位置に凹部１０１ａを有しており、凹部１０１ａ内に角速度センサー７１１の一部を収容するようにしてもよい。凹部１０１ａの深さは、第１の実装基板２１と固定面１０１との接触を防止するために、角速度センサー７１１の厚さよりも若干浅く設定されている。
【００６６】
同様に、固定面１０２は、角速度センサー７１２に対応する位置に凹部１０２ａを有しており、凹部１０２ａ内に角速度センサー７１２の一部を収容するようにしてもよい。凹部１０２ａの深さは、第２の実装基板２２と固定面１０２との接触を防止するために、角速度センサー７１２の厚さよりも若干浅く設定されている。
このように、固定面１０１、１０２に凹部１０１ａ、１０２ａを形成することで、固定部材３のスペースを有効利用することができる、センサーデバイス１の小型化を図ることができる。
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６７】
２．電子機器
以上のようなセンサーデバイス１は、各種電子機器に組み込むことができる。以下、センサーデバイス１を搭載した本発明の電子機器について説明する。図９は、センサーデバイス１を搭載した電子機器５００の構成の一例を示す図である。電子機器５００としては、特に限定されず、例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カーナビゲーションシステム、携帯電話、モバイルＰＣ、ロボット、ゲーム機、ゲームコントローラーなどが挙げられる。
【００６８】
図９に示す電子機器５００は、センサーデバイス１を含むセンサーモジュール５１０と、処理部５２０と、メモリー５３０と、操作部５４０と、表示部５５０とを有している。これらは、バス５６０にて接続されている。処理部（ＣＰＵ、ＭＰＵ等）５２０は、センサーモジュール５１０等の制御や電子機器５００の全体制御を行う。また処理部５２０は、センサーモジュール５１０により検出された角速度情報に基づいて処理を行う。例えば、角速度情報に基づいて、手ぶれ補正、姿勢制御、ＧＰＳ自律航法などのための処理を行う。メモリー５３０は、制御プログラムや各種データを記憶し、また、ワーク領域やデータ格納領域として機能する。操作部５４０は、ユーザーが電子機器５００を操作するためのものである。表示部５５０は、種々の情報をユーザーに表示するものである。
以上、本発明のセンサーデバイスおよび電子機器について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
【００６９】
また、前述した実施形態では、実装基板に３つの角速度センサーが実装された構成について説明したが、角速度センサーの数は、これに限定されず、１つでもよいし、２つでもよい。また、角速度センサーの数に応じて、リジッド基板の数も変更してもよい。
また、前述した実施形態では、実装基板がリジッドフレキシブル基板で構成されていたが、実装基板の構成は、これに限定されず、例えば、互いに連結していない複数のリジッド基板で構成されていてもよい。この場合には、各リジッド基板を台座に固定した後、コネクター等を用いてリジッド基板同士を電気的に接続することができる。
また、前述した実施形態では、実装基板に実装された電子部品がケーシングに固定されている構成について説明した、これに限定されず、実装基板を省略し、各電子部品をケーシングに直接固定してもよい。この場合には、電子部品同士を電気的に接続するワイヤー等を別途形成すればよい。
【符号の説明】
【００７０】
１‥‥センサーデバイス  ２‥‥実装基板  ２１‥‥第１のリジッド基板  ２１１‥‥表側実装面  ２１２‥‥裏側実装面  ２２‥‥第２のリジッド基板  ２２１‥‥表側実装面  ２２２‥‥裏側実装面  ２３‥‥第３のリジッド基板  ２３１‥‥表側実装面  ２３２‥‥裏側実装面  ２３ｃ‥‥欠損部  ２３ｄ‥‥欠損部  ２３ｅ‥‥欠損部  ２４‥‥第４のリジッド基板  ２４１‥‥表側実装面  ２４２‥‥裏側実装面  ２４ｃ‥‥欠損部  ２４ｄ‥‥欠損部  ２５‥‥第５のリジッド基板  ２５１‥‥表側実装面  ２５２‥‥裏側実装面  ２６‥‥フレキシブル基板  ２６１‥‥第１の連結部  ２６２‥‥第２の連結部  ２６３‥‥第３の連結部  ２６４‥‥第４の連結部  ３、３Ａ‥‥固定部材  ３１‥‥本体  ３２、３５‥‥貫通孔  ３２Ａ‥‥凹部  ３３、３３Ａ‥‥内面  ３３１、３３１Ａ、３３２、３３２Ａ、３３３、３３３Ａ、３３４、３３４Ａ、３３５Ａ‥‥面  ３９Ａ‥‥凹部  ４‥‥台座  ４ａ、４ｂ‥‥側面  ４１‥‥上面  ４２‥‥凹部  ５‥‥振動片  ５１‥‥基部  ５２、５３‥‥検出用振動腕  ５４、５５‥‥連結腕  ５６、５７、５８、５９‥‥駆動用振動腕  ７‥‥電子部品  ７１１、７１２、７１３‥‥角速度センサー  ７２‥‥加速度センサー  ７３‥‥電源回路  ７４‥‥増幅回路  ７５‥‥アナログ／デジタル変換回路  ７６‥‥マイクロコントローラー  ７７‥‥不揮発性メモリー  ７８‥‥方位センサー  ７９‥‥コネクター  ８‥‥蓋部材  ８１‥‥下面  ８２‥‥凹部  ９‥‥充填剤  １０、１０Ａ‥‥ケーシング  １０１‥‥第１の固定面  １０１ａ、１０２ａ‥‥凹部  １０２‥‥第２の固定面  １０３‥‥第３の固定面  １０４‥‥第４の固定面  １０５‥‥第５の固定面  ５００‥‥電子機器  ５１０‥‥センサーモジュール  ５２０‥‥処理部  ５３０‥‥メモリー  ５４０‥‥操作部  ５５０‥‥表示部  ５６０‥‥バス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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