(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸の検出軸を有する第１センサー部品が実装された第１実装基板と、
前記第１軸と交差する第２軸の検出軸を有する第２センサー部品が実装された第２実装基板と、
前記第１軸および前記第２軸と交差する第３軸の検出軸を有する第３センサー部品が実装された第３実装基板と、
前記第１実装基板、前記第２実装基板およびを前記第３実装基板を搭載する台座と、を備え、
前記台座の主面には第１突出部、第２突出部、第３突出部および凹部が設けられ、
前記第１実装基板は、前記第１突出部の第１側面と前記第３突出部の側面とに前記第１センサー部品が前記第１突出部と前記第３突出部との間に位置するように固定され、
前記第２実装基板は、前記第１突出部の第２側面と前記第２突出部の側面とに前記第２センサー部品が前記第１突出部と前記第２突出部との間に位置するように固定され、
前記第３実装基板は、前記凹部の周囲における離間した４か所に前記第３センサー部品が前記凹部側に位置するよう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】
前記凹部には、充填剤が充填されている請求項１に記載のセンサーデバイス。
【請求項３】
前記第１センサー部品、前記第２センサー部品および前記第３センサー部品は、角速度センサーおよび加速度センサーの少なくとも一方である請求項１または２に記載のセンサーデバイス。
【請求項４】
前記凹部は、前記台座の主面方向からの平面視で、前記第１突出部と前記第３突出部との間の領域を含むように設けられ、
前記第１実装基板と前記第３実装基板とを連結するフレキシブル基板は、前記凹部の前記第１突出部と前記第３突出部との間の領域において曲げられて配置されている請求項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】
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。
【０００３】
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】
【０００４】
【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】
【０００５】
本発明の目的は、小型化を図りつつ、電子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】
【０００６】
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、第１軸の検出軸を有する第１センサー部品が実装された第１実装基板と、前記第１実装基板を搭載する台座と、を備え、前記台座の主面には第１突出部が設けられ、前記第１実装基板は、前記第１突出部の側面に固定されていることを特徴とする。また、前記第１軸と交差する第２軸の検出軸を有する第２センサー部品が実装された第２実装基板を備え、前記台座の主面には第２突出部が設けられ、前記第２実装基板は、前記第２突出部の側面に固定されていることを特徴とする。また、前記第３センサーは前記台座の主面に配置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、電子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。
【０００７】
本発明のセンサーデバイスでは、前記第２突出部は、前記第１突出部と並んで設けられ、前記第２実装基板は、前記第１突出部と前記第２突出部の側面に固定されていることが好ましい。また、前記台座の主面には、前記第１突出部と並んで第３突出部が設けられ、前記第１実装基板は、前記第１突出部と前記第３突出部の側面に固定されていることが好ましい。
これにより、少なくとも１つの実装基板を、位置決めしつつ安定的に台座に固定することができる。
【０００８】
本発明のセンサーデバイスでは、前記基部は、前記第１軸および前記第２軸に沿う面に凹部が設けられていることが好ましい。
これにより、小型化を図ることができる。
本発明のセンサーデバイスでは、前記第１固定面は、前記凹部の周縁に設けられていることが好ましい。
これにより、実装基板を第１固定面に安定的に固定することができる。
【０００９】
本発明のセンサーデバイスでは、前記第１固定面に支持された前記実装基板は、前記センサー部品の実装面が前記凹部側を向くように支持されていることが好ましい。
これにより、凹部内にセンサー部品を収納でき、装置の小型化を図ることができる。
本発明のセンサーデバイスでは、前記凹部には、充填剤が充填されていることが好ましい。
これにより、センサー部品の不本意な破損等を防止することができる。
【００１０】
本発明のセンサーデバイスでは、前記突出部は、前記第１固定面よりも上方に位置し、且つ、前記第１軸および前記第２軸を含む第４固定面を有していることが好ましい。
これにより、２つの実装基板を第３軸方向に重ねて配置できるため、装置の小型化を図ることができる。
本発明のセンサーデバイスでは、アナログ回路を有するアナログ回路基板と、デジタル回路を有するデジタル回路基板と、を含み、
前記第１固定面および前記第４固定面の一方には前記アナログ回路基板が支持され、他方には前記デジタル回路基板が支持されていることが好ましい。
これにより、アナログ回路とデジタル回路を比較的大きく離間させることができるため、ノイズの伝達を抑制することができる。
【００１１】
本発明のセンサーデバイスでは、前記複数の実装基板は、それぞれ、折り曲げ可能な連結部によって接続されていることが好ましい。
これにより、実装基板の固定が簡単となる。
本発明のセンサーデバイスでは、前記センサー部品は、角速度センサーおよび加速度センサーの少なくとも一方であることが好ましい。
これにより、角速度または加速度を検出することのできるセンサーデバイスとなる。
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、信頼性の高い電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のセンサーデバイスの好適な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が有する実装基板の展開図である。
【図３】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４】図１に示すセンサーデバイスが有する台座の斜視図である。
【図５】図４に示す台座の平面図である。
【図６】図４に示す台座に実装基板を固定した状態を示す斜視図である。
【図７】本発明の電子機器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】
【００１３】
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
図１は、本発明のセンサーデバイスの好適な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が有する実装基板の展開図、図３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、図４は、図１に示すセンサーデバイスが有する台座の斜視図、図５は、図４に示す台座の平面図、図６は、図４に示す台座に実装基板を固定した状態を示す斜視図である。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（第１軸）、ｙ軸（第２軸）およびｚ軸（第３軸）とする。ｚ軸は、台座３の法線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。また、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軸とで形成された平面を「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。
【００１４】
図１に示すセンサーデバイス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。
【００１５】
図１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を支持する台座３と、実装基板２を覆うように台座３に固定された蓋部材８とを有している。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）から蓋部材８を省略した図である。
以下、これら各部材について順次説明する。
【００１６】
［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。
【００１７】
図２（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２（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２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（実装部）２１、第２のリジッド基板（実装部）２２、第３のリジッド基板（実装部）２３、第４のリジッド基板（実装部）２４および第５のリジッド基板（実装部）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。
なお、以下では、説明の便宜上、各リジッド基板２１〜２５の図２（ａ）にて図示されている面を「表側実装面」と言い、図２（ｂ）にて図示されている面を「裏側実装面」と言う。
【００１８】
フレキシブル基板２６は、第１のリジッド基板２１と第２のリジッド基板２２とを連結する第１の連結部２６１、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２の連結部２６２、第１のリジッド基板２１と第４のリジッド基板２４とを連結する第３の連結部２６３および第２のリジッド基板２２と第５のリジッド基板２５とを連結する第４の連結部２６４を有している。第１の連結部２６１、第２の連結部２６２、第３の連結部２６３および第４の連結部２６４は、それぞれ、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。
【００１９】
また、第１のリジッド基板２１の縁部（対角関係にある両角部）には孔２１ａ、２１ｂが形成されており、第２のリジッド基板２２の縁部（対角関係にある両角部）には孔２２ａ、２２ｂが形成されており、第３のリジッド基板２３の一方の端部には孔２３ａが形成されており、第４のリジッド基板２４の一方の端部には孔２４ａが形成されており、第５のリジッド基板２５の両端部には孔２５ａ、２５ｂが形成されている。これらの孔は、第１〜第５のリジッド基板２１〜２５を台座３にネジ止めし、固定するのに用いられる孔である。
【００２０】
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２１〜２６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、第１のリジッド基板２１が下面をなし、第２のリジッド基板２２が上面をなし、第３、第４、第５のリジッド基板２３、２４、２５が側面をなしている。実装基板２は、このように変形した状態で台座３に固定される。
【００２１】
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の台座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の台座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。
【００２２】
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）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。
【００２３】
ここで、本実施形態では、第１のリジッド基板２１は、その縁（外周）に開放する第１の欠損部２１ｃ、第２の欠損部２１ｄ、第３の欠損部２１ｅを有している。第１の欠損部２１ｃは、第１のリジッド基板２１の図２（ａ）中右側の辺に対して段差を付けて形成されており、この第１の欠損部２１ｃから第１の連結部２６１が延出している。また、第２の欠損部２１ｄは、第１のリジッド基板２１の図２（ａ）中上側の辺に対して段差を付けて形成されており、この第２の欠損部２１ｄから第２の連結部２６２が延出している。また、第３の欠損部２１ｅは、第１のリジッド基板２１の図２（ａ）中左側の辺に対して段差を付けて形成されており、この第３の欠損部２１ｅから第３の連結部２６３が延出している。
【００２４】
第１のリジッド基板２１に第１の欠損部２１ｃを形成することにより、第１の連結部２６１を、第１のリジッド基板２１との接続部付近（より第１のリジッド基板２１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。第２の欠損部２１ｄおよび第３の欠損部２１ｅについても同様の効果が得られる。
【００２５】
また、本実施形態では、第２のリジッド基板２２は、その縁（外周）に開放する第４の欠損部２２ｃおよび第５の欠損部２２ｄを有している。第４の欠損部２２ｃは、第２のリジッド基板２２の図２（ａ）中左側の辺に対して段差を付けて形成されており、この第４の欠損部２２ｃから第１の連結部２６１が延出している。同様に、第５の欠損部２２ｄは、第２のリジッド基板２２の図２（ａ）中下側の辺に対して段差を付けて形成されており、この第５の欠損部２２ｅから第４の連結部２６４が延出している。
【００２６】
第２のリジッド基板２２に第４の欠損部２２ｃを形成することにより、第１の連結部２６１を、第２のリジッド基板２２との接続部付近（より第２のリジッド基板２２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２のリジッド基板２２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。第５の欠損部２２ｄ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。
【００２７】
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、台座３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。
【００２８】
［電子部品７］
図２（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、前記センサー部品（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。
以下、これら電子部品７の配置について詳細に説明する。
【００２９】
（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、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２１２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２１１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１のリジッド基板２１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１のリジッド基板２１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１のリジッド基板２１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。
【００３０】
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２１１の角部付近に配置するのが好ましい。後述するように、第１のリジッド基板２１は、接着剤を介して四隅が台座３に固定される。そのため、第１のリジッド基板２１の角部は、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を配置することで、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。
【００３１】
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２１２に実装することにより、実装基板２が台座３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１のリジッド基板２１の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。
【００３２】
（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、マイクロコントローラー７６が実装され、裏側実装面２２２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２のリジッド基板２２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２２１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２のリジッド基板２２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２のリジッド基板２２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。
【００３３】
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２のリジッド基板２２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に達し、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。
【００３４】
（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、角速度センサー７１１が実装されている。
（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、角速度センサー７１２が実装されている。
（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。
【００３５】
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２のリジッド基板２２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等からなるデジタル回路が形成されている。このように、アナログ回路基板である第１のリジッド基板と、デジタル回路基板である第２のリジッド基板２２と設け、アナログ回路とデジタル回路とをそれぞれ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。
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３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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、厚さ方向を検出軸とするように対応するリジッド基板に実装される。
【００３８】
［台座３］
図４、図５および図６に示すように、台座３は、板状の基部３１と、基部３１に設けられた第１の支持部３２、第２の支持部３３、第３の支持部３４、第４の支持部３５および第５の支持部３６とを有している。以下、台座３について図４〜図６に基づいて説明するが、図６では、説明の便宜上、一部の部材の図示を省略している。
【００３９】
（基部）
基部３１は、ｚ軸方向を厚さ方向とし、ｘ軸およびｙ軸により形成されるｘｙ平面と平行な下面および上面３１２を有している。また、基部３１は、上面３１２に開放する凹部３１３を有している。凹部３１３は、上面３１２の縁部を除く中央部に開放しており、基部３１の側面には開放していない。すなわち、凹部３１３は、周囲が側壁により囲まれた槽状をなしている。
【００４０】
このような凹部３１３は、台座３に実装基板２を固定した状態にて、第１のリジッド基板２１の裏側実装面２１２に実装された角速度センサー７１１および加速度センサー７２を収納する収納部として機能する。言い換えれば、凹部３１３は、台座３と角速度センサー７１１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３１３を形成することによって、台座３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。
【００４１】
（第１の支持部）
図５に示すように、第１の支持部３２は、凹部３１３の周囲に設けられた４つの固定面３２１、３２２、３２３、３２４を有している。４つの固定面３２１〜３２４は、台座３に対する第１のリジッド基板２１の位置決めを行いつつ、台座３に第１のリジッド基板２１を固定するための面である。具体的には、固定面３２１〜３２４は、角速度センサー７１１の検出軸がｚ軸と平行となるように、台座３に対して第１のリジッド基板２１を位置決めし、固定する機能を有している。
【００４２】
固定面（第１固定面）３２１〜３２４は、第１のリジッド基板２１の四隅に対応するように、凹部３１３の周囲に形成されている。このような固定面３２１〜３２４は、それぞれ、上面３１２で構成れている。このように、上面３１２を固定面３２１〜３２４として利用することにより、第１の支持部３２を簡単かつ精度よく形成することができる。
固定面３２１〜３２４は、互いにｘｙ平面と平行な同一平面上に位置しているため、図６に示すように、固定面３２１〜３２４に第１のリジッド基板２１を載置すると、角速度センサー７１１の検出軸Ａ１がｚ軸と平行となる。このように、固定面３２１〜３２４に第１のリジッド基板２１を載置するだけで、簡単に、台座３に対する角速度センサー７１１の位置決め（検出軸Ａ１の軸合わせ）を精度よく行うことができる。
【００４３】
なお、固定面３２１〜３２４へ第１のリジッド基板２１を固定する方法としては、特に限定されないが、本実施形態では、接着剤による固定と、ネジ止めとを併用している。具体的には、まず、接着剤によって、各固定面３２１〜３２４と第１のリジッド基板２１とを固定する。この状態では、第１のリジッド基板２１に形成された孔２１ａ、２１ｂが固定面３２１、３２３上に位置するため、孔２１ａ、２１ｂを介して、第１のリジッド基板２１を固定面３２１、３２３（基部３１）にネジ止めする。これにより、第１の支持部３２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、台座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、台座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。
【００４４】
なお、凹部３１３には、図示しない充填剤が充填されており、この充填剤によって、台座３と第１のリジッド基板２１との隙間が埋められている。これにより、第１のリジッド基板２１（角速度センサー７１１、加速度センサー７２）や、第１のリジッド基板２１から延出する連結部２６１、２６２、２６３が固定され、第１のリジッド基板２１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。
【００４５】
充填剤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、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。
【００４６】
（第２の支持部）
図５に示すように、第２の支持部３３は、台座３に対する第３のリジッド基板２３の位置決めを行うとともに、台座３に第３のリジッド基板２３を固定するための部位である。具体的には、第２の支持部３３は、角速度センサー７１２の検出軸がｘ軸と平行となるように、台座３に対して第３のリジッド基板２３を位置決めし、固定する機能を有している。
【００４７】
このような第２の支持部３３は、基部３１の上面から突出し、ｙ軸方向に離間して設けられた一対の突出部４１、４２と、これらの間に形成された空間６１とを有している。突出部４１、４２には、それぞれ、台座３の外側に臨むとともに、ｙｚ平面と平行な面（第３固定面）４１１、４２１が形成されている。また、これら面４１１、４２１は、互いに同一平面上に位置している。そして、このような面４１１、４２１が第３のリジッド基板２３を固定するための固定面（以下、「固定面４１１」および「固定面４２１」と言う）として機能する。
【００４８】
固定面４１１、４２１は、互いにｙｚ平面と平行な同一平面上に位置しているため、図６に示すように固定面４１１、４２１に第３のリジッド基板２３を固定すると、角速度センサー７１１の検出軸がｘ軸と平行となる。すなわち、固定面４１１、４２１に第３のリジッド基板２３を固定するだけで、簡単に、台座３に対する角速度センサー７１１の位置決め（検出軸の軸合わせ）を精度よく行うことができる。
【００４９】
固定面４１１、４２１へ第３のリジッド基板２３を固定する方法としては、特に限定されないが、本実施形態では、接着剤による固定と、ネジ止めとを併用している。具体的には、まず、接着剤によって、各固定面４１１、４２１と第３のリジッド基板２３とを固定する。この状態では、第３のリジッド基板２３に形成された孔２３ａが固定面４１１上に位置するため、孔２３ａを介して、第３のリジッド基板２３を突出部４１にネジ止めする。これにより、第２の支持部３３への第３のリジッド基板２３の固定を確実に行うことができる。また、台座３と第３のリジッド基板２３との間に接着剤の層が介在するため、台座３からの振動を接着剤が吸収、緩和し、第３のリジッド基板２３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。
【００５０】
第３のリジッド基板２３が固定面４１１、４２１に固定された状態では、角速度センサー７１１は、一対の突起４１、４２の間の空間６１内に位置している。このことから、空間６１は、台座３と角速度センサー７１２との接触を防止するための逃げ部（以下、「逃げ部６１」と言う）を構成していると言える。このような逃げ部６１を形成することにより、角速度センサー７１２の破損を防止するとともに、センサーデバイス１の小型化を図ることができる。
【００５１】
また、逃げ部６１は、凹部３１３内の空間と繋がっており、凹部３１３は、ｘｙ平面視にて、固定面４１１、４２１よりも台座３の外周側へ突出する領域３１３ａを有している。このような構成とすることにより、逃げ部６１や領域３１３ａの内側に、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２の連結部２６２を過度な変形をさせることなく配置することができる。そのため、過度な変形による実装基板２の破損が効果的に防止され、センサーデバイス１の信頼性が向上する。
【００５２】
また、第３のリジッド基板２３が固定面４１１、４２１に固定された状態では、角速度センサー７１１が第３のリジッド基板２３よりも内側に位置している。そのため、例えばセンサーデバイス１の製造時などに、角速度センサー７１１と作業者や製造機器等との接触が抑制され、角速度センサー７１１の破損を効果的に防止することができる。また、前述したように、実装基板２が有する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、角速度センサー７１１の検出精度が向上する。
【００５３】
（第３の支持部）
第３の支持部３４は、台座３に対する第４のリジッド基板２４の位置決めを行うとともに、台座３に第４のリジッド基板２４を固定するための部位である。具体的には、第３の支持部３４は、角速度センサー７１２の検出軸がｙ軸と平行となるように、台座３に対して第４のリジッド基板２４を位置決めし、固定する機能を有している。
【００５４】
このような第３の支持部３４は、基部３１の上面から突出し、ｘ軸方向に離間して設けられた一対の突出部４２、４３と、これらの間に形成された空間６２とを有している。突出部４２、４３には、それぞれ、台座３の外側に臨むとともに、ｘｚ平面と平行な面（第２固定面）４２２、４３１が形成されている。また、これら面４２２、４３１は、互いに同一平面上に位置している。そして、このような面４２２、４３１が第４のリジッド基板２４を固定するための固定面（以下、「固定面４２２」および「固定面４３１」と言う）として機能する。
【００５５】
固定面４２２、４３１は、互いにｘｚ平面と平行な同一平面上に位置しているため、図６に示すように、固定面４２２、４３１に第４のリジッド基板２４を固定すると、角速度センサー７１２の検出軸がｙ軸と平行となる。すなわち、固定面４２２、４３１に第４のリジッド基板２４を固定するだけで、簡単に、台座３に対する角速度センサー７１２の位置決め（検出軸の軸合わせ）を精度よく行うことができる。
【００５６】
固定面４２２、４３１へ第４のリジッド基板２４を固定する方法としては、特に限定されないが、本実施形態では、接着剤による固定と、ネジ止めとを併用している。具体的には、まず、接着剤によって、各固定面４２２、４３１と第４のリジッド基板２４とを固定する。この状態では、第４のリジッド基板２４に形成された孔２４ａが固定面４２２上に位置するため、孔２４ａを介して、第４のリジッド基板２４を突出部４２にネジ止めする。これにより、第３の支持部３４への第４のリジッド基板２４の固定を確実に行うことができる。また、台座３と第４のリジッド基板２４との間に接着剤の層が介在するため、台座３からの振動を接着剤が吸収、緩和し、第４のリジッド基板２４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。
【００５７】
第４のリジッド基板２４が固定面４２２、４３１に固定された状態では、角速度センサー７１２は、一対の突起４２、４３の間の空間６２内に位置している。このことから、空間６２は、台座３と角速度センサー７１２との接触を防止するための逃げ部（以下、「逃げ部６２」と言う）を構成していると言える。このような逃げ部６２を形成することにより、角速度センサー７１２の破損を防止するとともに、センサーデバイス１の小型化を図ることができる。
【００５８】
また、逃げ部６２は、凹部３１３内の空間と繋がっており、凹部３１３は、ｘｙ平面視にて、固定面４２２、４３１よりも台座３の外周側へ突出する領域３１３ｂを有している。このような構成とすることにより、逃げ部６２や領域３１３ｂの内側に、第１のリジッド基板２１と第４のリジッド基板２４とを連結する第３の連結部２６３を過度な変形をさせることなく配置することができる。そのため、過度な変形による実装基板２の破損が効果的に防止され、センサーデバイス１の信頼性が向上する。
【００５９】
また、第４のリジッド基板２４が固定面４２２、４３１に固定された状態では、角速度センサー７１２が第４のリジッド基板２４よりも内側に位置している。そのため、例えばセンサーデバイス１の製造時などに、角速度センサー７１２と作業者や製造機器等との接触が抑制され、角速度センサー７１２の破損を効果的に防止することができる。また、前述したように、実装基板２が有する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、角速度センサー７１２の検出精度が向上する。
【００６０】
（第４の支持部）
第４の支持部３５は、第２のリジッド基板２２を第１のリジッド基板２１とｚ軸方向に対向するように台座３に固定するための部位である。第２のリジッド基板２２を第１のリジッド基板２１に重ねるようにして固定することにより、センサーデバイス１の小型化（特に、ｘｙ平面視での小型化）を図ることができる。
【００６１】
なお、第２のリジッド基板２２には、角速度センサー７１１〜７１３や加速度センサー７２のような物理量センサーが実装されていないため、第４の支持部３５には、前述したような第１〜第３の支持部３２〜３４ほどの位置決めに関する精密さを要求されていない。ただし、センサーデバイス１の小型化（薄型化、低背化）の観点から、第４の支持部３５は、第２のリジッド基板２２を第１のリジッド基板２１と平行に支持、固定するよう構成されているのが好ましい。
【００６２】
このような第４の支持部３５は、基部３１の上面から突出する４つの突出部４１、４２、４３、４４を有している。突出部４１〜４４は、第２のリジッド基板２２の四隅に対応するように位置している。これら４つの突出部４１、４２、４３、４４の上面４１３、４２３、４３３、４４３は、ｘｙ平面と平行な面（第４固定面）であり、かつ互いに同一平面上に位置している。そして、これら４つの上面４１３〜４４３が第２のリジッド基板２２を固定するための固定面（以下、「固定面４１３」、「固定面４２３」、「固定面４３３」および「固定面４４３」と言う）として機能する。
【００６３】
固定面４１３〜４４３は、互いにｘｙ平面と平行な同一平面上に位置しているため、図１に示すように、固定面４１３〜４４３に第２のリジッド基板２２を固定すると、第２のリジッド基板２２が第１のリジッド基板２１とｚ軸方向に対向するとともにｘｙ平面と平行となる。これにより、センサーデバイス１の小型化を図ることができる。
固定面４１３〜４４３へ第２のリジッド基板２２を固定する方法としては、特に限定されないが、本実施形態では、接着剤による固定と、ネジ止めとを併用している。具体的には、まず、接着剤によって、各固定面４１３〜４４３と第２のリジッド基板２２とを固定する。この状態では、第２のリジッド基板２２に形成された孔２２ａ、２１２が固定面４１３、４３３上に位置するため、孔２２ａ、２２ｂを介して、第２のリジッド基板２２を突出部４１、４３にネジ止めする。これにより、第４の支持部３５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。
【００６４】
（第５の支持部）
第５の支持部３６は、第５のリジッド基板２５を固定するための部位である。なお、第５のリジッド基板２５には、角速度センサー７１１〜７１３や加速度センサー７２のような物理量センサーが実装されていない。そのため、前述の第４の支持部３５と同様に、第５の支持部３６には、前述の第１〜第３の支持部３２〜３４ほどの位置決めに関する精密さは要求されていない。ただし、センサーデバイス１の小型化の観点から、第５の支持部３６は、第５のリジッド基板２５をｙｚ平面と平行となるように支持するよう構成されているのが好ましい。
【００６５】
このような第５の支持部３６は、基部３１の上面から突出する突出部４５を有している。突出部４５は、第２の支持部３３と凹部３１３を介して対向するように設けられており、かつｙ軸方向に延在しいている。このような突出部４５には、台座３の外側に臨むとともに、ｙｚ平面と平行な面４５１が形成されており、当該面４５１が第５のリジッド基板２５を固定するための固定面（以下、「固定面４５１」と言う）として機能する。図６に示すように、このような固定面４５１に第５のリジッド基板２５を固定すると、第５のリジッド基板２５がｙｚ平面と平行となる。これにより、センサーデバイス１の小型化を図ることができる。
【００６６】
固定面４５１へ第５のリジッド基板２５を固定する方法としては、特に限定されないが、本実施形態では、接着剤による固定と、ネジ止めとを併用している。具体的には、まず、接着剤によって、固定面４５１と第５のリジッド基板２５とを固定する。この状態では、第５のリジッド基板２５に形成された孔２５ａ、２５ｂが固定面４５１上に位置するため、孔２５ａ、２５ｂを介して第５のリジッド基板２５を突出部４５にネジ止めする。これにより、第５の支持部３６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。
以上、第１〜第５の支持部３２〜３６について説明した。
【００６７】
台座３は、さらに、基部３１の２つの対角関係にある角部から突出する突出部４６、４７を有する。突出部４６は、突出部４１よりも横断面積が大きく、突出部４１と一体的に形成されている。これにより、突出部４１の機械的強度が向上する。一方、突出部４７は、突出部４３よりも横断面積が大きく、突出部４３と一体的に形成されている。これにより、突出部４３の機械的強度が向上する。さらに、突出部４７は、突出部４４、４５とも一体的に形成され、これにより、突出部４４、４５の機械的強度がそれぞれ向上する。このように、突出部４６、４７を設けることにより、第１〜第５の支持部３２〜３６が有する各突出部４１〜４５の機械的強度を向上させることができ、実装基板２をより確実に所望の姿勢にて固定することができる。
【００６８】
このような台座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、実装基板２の不要な振動が抑えられ、センサーデバイス１の検出精度が向上する。このような材料としては、特に限定されず、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。
このような台座３によれば、実装基板２を所定位置に固定するだけで、角速度センサー７１１、７１２、７１３の検出軸をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各軸と平行することができる。そのため、優れた検出精度を発揮することができるセンサーデバイス１が簡単に得られる。
【００６９】
また、センサーデバイス１をマザーボード等の回路基板（対象物）に実装する場合には、台座３の直交する２つの側面３ａ、３ｂ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３ａは、角速度センサー７１２の検出軸と平行な面であり、側面３ｂは、角速度センサー７１１の検出軸と平行な面である。そのため、これら側面３ａ、３ｂ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。
【００７０】
［蓋部材］
蓋部材８は、実装基板２を覆うように台座３に固定される。これにより、電子部品７を保護することができる。また、蓋部材８の側面には、開口が形成されており、蓋部材８が台座３に固定された状態にて、この開口からコネクター７９が外部に露出している。これにより、外部機器とコネクター７９との電気接続を容易に行うことができる。台座３と蓋部材８との固定方法は、特に限定されず、嵌合、螺合、接着剤による接合を用いることができる。
【００７１】
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、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。
【００７２】
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７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。
【００７３】
図７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。
【００７４】
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。
【符号の説明】
【００７５】
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  ２１ａ、２１ｂ‥‥孔  ２１ｃ‥‥第１の欠損部  ２１ｄ‥‥第２の欠損部  ２１ｅ‥‥第３の欠損部  ２２‥‥第２のリジッド基板  ２２１‥‥表側実装面  ２２２‥‥裏側実装面  ２２ａ、２２ｂ‥‥孔  ２２ｃ‥‥第４の欠損部  ２２ｄ‥‥第５の欠損部  ２３‥‥第３のリジッド基板  ２３１‥‥表側実装面  ２３ａ‥‥孔  ２４‥‥第４のリジッド基板  ２４１‥‥表側実装面  ２４ａ‥‥孔  ２５‥‥第５のリジッド基板  ２５１‥‥表側実装面  ２５２‥‥裏側実装面  ２５ａ、２５ｂ‥‥孔  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‥‥台座  ３ａ、３ｂ‥‥側面  ３１‥‥基部  ３１２‥‥上面  ３１３‥‥凹部  ３１３ａ、３１３ｂ‥‥領域  ３２‥‥第１の支持部  ３２１、３２２、３２３、３２４‥‥固定面  ３３‥‥第２の支持部  ３４‥‥第３の支持部  ３５‥‥第４の支持部  ３６‥‥第５の支持部  ４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７‥‥突出部  ４１１、４１３、４２１、４２２、４２３、４３１、４３３、４４３、４５１‥‥固定面  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  ６１、６２‥‥空間  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  ５００‥‥電子機器  ５１０‥‥ジャイロセンサー  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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