(57)【要約】【課題】信頼性が高く、被装着物の振動に対しても検出精度の安定したセンサーユニットを提供すること。【解決手段】センサーユニット１００は、慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）が実装された基板１５と、基板１５が搭載されたインナーケース２０と、を含んで構成されたセンサーモジュール２５と、センサーモジュール２５を収容するアウターケース１と、を備え、インナーケース２０には凹部３１が形成されており、基板１５の厚み方向からみた平面視において凹部３１と重なる領域に慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）が配置されて、且つ、基板１５および凹部３１により形成される空間に充填部材５０が充填され、センサーモジュール２５は、アウターケース１の底壁５に接合部材１０を介して接合されていることを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
慣性センサーと、
前記慣性センサーを搭載したセンサーモジュールと、
底壁と該底壁に接する側壁とを有して前記センサーモジュールを収容するアウターケースと、を備え、
前記センサーモジュールは、前記アウターケースの前記底壁に接合部材を介して接合されていることを特徴とするセンサーユニット。
【請求項２】
前記接合部材は、前記アウターケースよりも弾性率の小さい材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサーユニット。
【請求項３】
前記アウターケースは、前記底壁と対向する一面を開口面とする箱状をなしており、前記開口面の開口部を塞ぐように前記センサーモジュールが収納され、
前記底壁には、周縁部に中央部よりも前記開口面からの距離が小さい第１接合面が形成されており、
前記第１接合面に接触して、前記接合部材が配置されることを特徴とする請求項２に記載のセンサーユニット。
【請求項４】
前記センサーモジュールの露出面の前記底壁の外面からの高さは、前記アウターケースの前記開口面の前記底壁の外面からの高さより低いことを特徴とする請求項３に記載のセンサーユニット。
【請求項５】
前記アウターケースと前記センサーモジュールとは、前記底壁に設けられた貫通孔から挿入される締結部材により締結されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサーユニット。
【請求項６】
前記接合部材は、前記アウターケースの前記側壁に接触していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサーユニット。
【請求項７】
前記センサーモジュールは、
前記慣性センサーと、
前記慣性センサーが実装された基板と、
前記基板が搭載されたインナーケースと、を含んで構成され、
前記インナーケースにおける前記底壁と対向している側の周縁部には、前記接合部材と重なる第２接合面が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のセンサーユニット。
【請求項８】
前記基板は、前記インナーケースに対して、固化状態において弾性を有する接着剤で接着されていることを特徴とする請求項７に記載のセンサーユニット。
【請求項９】
前記基板には、外部と接続するためのコネクターが実装されており、
前記インナーケースには、前記アウターケースの前記開口面から前記コネクターを外部に露出するように開口部が形成されていることを特徴とする請求項７または８に記載のセンサーユニット。
【請求項１０】
前記インナーケースには凹部が形成されており、前記基板の厚み方向からみた平面視において前記凹部と重なる領域に前記慣性センサーが配置されて、且つ、前記基板および前記凹部により形成される空間に充填部材が充填されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のセンサーユニット。
【請求項１１】
前記慣性センサーは、前記センサーモジュールの前記空間にボディーの少なくとも一部が配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のセンサーユニット。
【請求項１２】
前記凹部の周縁の一部に、前記インナーケースの厚み方向において前記凹部の凹底面よりも高い棚部が形成されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載のセンサーユニット。
【請求項１３】
前記基板の厚み方向からみた平面視において前記凹部と重なる領域に、前記凹部側に開口した溝部または貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のセンサーユニット。
【請求項１４】
前記接合部材は、ゴム、エラストマー、多孔質部材、および接着剤のいずれかであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のセンサーユニット。
【請求項１５】
前記接合部材は、複数配置されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のセンサーユニット。
【請求項１６】
前記アウターケースには、被装着体に固定するための固定部が形成されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のセンサーユニット。
【請求項１７】
前記慣性センサーは、複数あり、加速度センサーと、角速度センサーとを含んでいることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載のセンサーユニット。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載のセンサーユニットを備えた電子機器。
【請求項１９】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載のセンサーユニットを備えた移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーユニット、当該ユニットを備えた電子機器、および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定の検出軸に基づく慣性を検出する慣性センサーを搭載したセンサーユニットとして、図２７に示すように、箱状のケース８０の内部に角速度センサー８３を搭載した構成のセンサーユニット９１（装置）が知られていた。詳しくは、箱状のケース８０の内部における底面８１に、角速度センサー８３が実装された基板８２を直接固定する構成となっていた。角速度センサー８３は、半導体基板上に、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて、錘や、櫛歯状の電極を有する櫛歯アクチュエーター８４を形成し、角速度が加わる際に働くコリオリ力で生じる動きを電気的に（例えば、容量変化として）読み出していた。
他方、このような従来構成では、被装着面８５（装置）から伝達される固有の振動（ノイズ振動）の影響を受け易く、検出精度への影響が否めないという問題があった。例えば、センサーユニット９１をカーナビゲーションシステムに取付けた場合、自動車のエンジン動作に起因するノイズ振動が、ケース８０の底面８１から角速度センサー８３に直接伝わってしまう恐れがあった。これは、角速度センサーのパッケージ構成に限らず、加速度センサーなどの慣性センサー全般のパッケージ構成に共通する問題であった。
【０００３】
上記問題に鑑み、特許文献１では、図２８〜図３０で示すセンサー装置を提案している。図２８のセンサー装置９２では、ケース８０を伏せた（天地反転）状態として、ケース８０の底面８１から、金属製のバネ８６により、角速度センサー８３を含む基板８２を吊るす構成としている。また、図２９のセンサー装置９３では、ケース８０の外周縁から、フレキシブル基板８７を用いて、角速度センサー８３を含む基板８２を吊るす構成としている。また、図３０のセンサー装置９４では、ケース８０内部の周縁部に階段状の段差８８を形成し、当該段差８８から複数のボンディングワイヤー８９を出して、角速度センサー８３を含む基板８２を吊るす構成としている。当該文献によれば、センサー装置９２〜９４の構成により、ノイズ振動の影響を十分に減衰できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９４６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のセンサー装置９２〜９４では、信頼性が乏しく、安定した検出精度を得ることは困難であるという課題があった。詳しくは、センサー装置９２〜９４のいずれの構成においても、角速度センサー８３を含む基板８２の位置が、ケース８０の内部に浮いた状態となっているため、自重や、経時変化により、角速度センサー８３が傾いてしまう。角速度センサー８３が傾くと、重力の影響で櫛歯アクチュエーター８４にバイアスが掛ってしまうため、検出結果に影響が及んでしまい、信頼性に乏しかった。
また、バネ８６で基板８２を吊るす構成の場合、ノイズ振動の影響により、基板８２が上下に振動してしまう恐れもあった。この上下振動も、検出結果に影響を及ぼす恐れがあり、安定した検出精度を得ることは困難であった。なお、センサー装置９３，９４においても、弾性を有する部材で基板８２を吊るす構成であることから、ノイズ振動の影響による基板８２の振動は生じるため、同様に、安定した検出精度を得ることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
【０００７】
（適用例）
センサーユニットは、慣性センサーと、前記慣性センサーを搭載したセンサーモジュールと、底壁と該底壁に接する側壁とを有して前記センサーモジュールを収容するアウターケースと、を備え、前記センサーモジュールは、前記アウターケースの前記底壁に接合部材を介して接合されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、センサーモジュールは、アウターケースの底壁に接合部材を介して接合されている。好適には、センサーモジュールをアウターケースの内部に篏合させて、当該篏合部に沿ってリング状の接合部材を配置して両者を接合する。接合部材は、接着性を持っていても良く、両者は接合部材を圧縮した状態で接合される。
また、アウターケース、接合部材、およびセンサーモジュール（ケース部分）は、切削加工や、金型で精度良く形成可能であり、これらの部位を順番に重ねて組立てる構成となるため、従来技術のように慣性センサーを宙吊り状態とした構成とは異なり、慣性センサーを搭載したセンサーモジュールを精度良く位置決めできる
従って、適用例のセンサーユニットによれば、慣性センサーの位置が安定しているため信頼性が高められるとともに、防振性がある接合部材を備えているためノイズ振動の影響を受け難く、検出精度が安定する。従って、信頼性が高く、検出精度の安定したセンサーユニットを提供することができる。
【０００９】
また、接合部材は、アウターケースよりも弾性率の小さい材料から構成されていることが好ましい。前述したように、好適には、リング状の接合部材を用いて両者を接着するため、気密性を確保することができる。このように、接合部材としてアウターケースよりも弾性率の小さい材質を用いることにより、接合部材が防振部材としても機能するため、アウターケースからセンサーモジュールにノイズ振動が伝わることを抑制することができる。
よって、外部環境の影響を受け難くなり、より信頼性を高めることができる。
【００１０】
また、アウターケースは、底壁と対向する一面を開口面とする箱状をなしており、開口面の開口部を塞ぐようにセンサーモジュールが収納され、底壁には、周縁部に中央部よりも開口面からの距離が小さい第１接合面が形成されており、第１接合面に接触して、接合部材が配置されることが好ましい。
【００１１】
またセンサーモジュールの露出面の底壁の外面からの高さは、アウターケースの開口面の底壁の外面からの高さより低いことが好ましい。
この構成によれば、センサーユニットを外部機器などの被装着面に装着したときに、被装着面にはアウターケースの上面だけが接触している構造になるので、外部機器側からセンサーユニットに伝播するノイズ振動を、接合部材により抑制することができる。
【００１２】
また、アウターケースとセンサーモジュールとは、底壁に設けられた貫通孔から挿入される締結部材により締結されていることが好ましい。
この構成によれば、アウターケースとセンサーモジュールとを、締結部材によって強固に固定することができる。ここで、アウターケースとセンサーモジュールとの間に接合部材が配置されているので、締結部材によるアウターケースとセンサーモジュールとの締結構造において、アウターケースからセンサーモジュールへのノイズ振動の伝播が抑えることができるとともに、気密性が高められるという効果を奏する。
また、接合部材は、アウターケースの側壁（または底壁、あるいは、底壁の一部である第１接合面）とともに側壁にも接触していることがさらに好ましい。
【００１３】
また、センサーモジュールは、慣性センサーと、慣性センサーが実装された基板と、基板が搭載されたインナーケースと、を含んで構成され、インナーケースにおける底壁と対向している側の周縁部には、接合部材と重なる第２接合面が形成されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、アウターケースに、インナーケースを入れ子状に篏合させる構造であるため、小型で、堅牢なパッケージ構成を実現することができる。また、アウターケース、接合部材、インナーケース（センサーモジュール）を重ねる構成のため、組立て易く、製造効率が良い。
【００１５】
また、基板は、インナーケースに対して、固化状態において弾性を有する接着剤で接着されていることが好ましい。この構成によれば、防振部材が２段階構成となるため、ノイズ振動の影響をさらに低減でき、より信頼性を高めることができる。
【００１６】
また、基板には、外部と接続するためのコネクターが実装されており、インナーケースには、アウターケースの開口面からコネクターを外部に露出するように開口部が形成されていることが好ましい。
【００１７】
また、インナーケースには凹部が形成されており、前記基板の厚み方向からみた平面視において前記凹部と重なる領域に前記慣性センサーが配置されて、且つ、前記基板および前記凹部により形成される空間に充填部材が充填され、前記センサーモジュールは、前記アウターケースの前記底壁に接合部材を介して接合されていることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、慣性センサーが搭載された基板とインナーケースとにより構成されたセンサーモジュールにおいて、基板とインナーケースの凹部とにより形成される空間に充填部材が充填されている。これにより、センサーモジュールの共振周波数を外部からのノイズ振動の帯域から外すようにシフトさせて、ノイズ振動の影響を低減させることができる。特に、センサーモジュールにおいて、基板の厚み方向からみた平面視において凹部と重なる領域に慣性センサーが配置されているので、慣性センサーが外部からのノイズ振動の影響を受け難くさせることができる。
従って、ノイズ振動の影響を受け難く、検出精度の安定したセンサーユニットを提供することができる。
【００１９】
また、前記慣性センサーは、前記センサーモジュールの前記空間にボディーの少なくとも一部が配置されていることが好ましい。
【００２０】
本適用例において、センサーモジュールのボディーとは、センサーモジュール本体のことをいい、基板に搭載された状態のセンサーモジュールの外形を指す。
この構成によれば、基板と凹部とにより形成される空間に充填される充填部材に慣性センサーの少なくとも一部が覆われるので、慣性サンサーが外部からのノイズ振動の影響をより効果的に抑えることができる。
なお、基板と凹部とによる空間には、慣性センサーのボディー全体またはボディーの大部分が配置される構成とした方が、ノイズ振動の影響をさらに受け難くなるのでより好ましい。
【００２１】
また、前記凹部の周縁の一部に、前記インナーケースの厚み方向において前記凹部の凹底面よりも高い棚部が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、センサーモジュールの組立工程において、センサーモジュールの基板とインナーケースの凹部とにより形成される空間に充填される充填部材が空間の容積よりも多くなった場合に、過剰分の充填部材が凹部の周縁部に設けられた棚部に収容される。これにより、過剰分の充填部材が望まない箇所に溢れ出すのを抑えることができる。
したがって、製造工程において凹部に充填する充填部材の充填量の管理がし易いセンサーユニットを提供することができる。
【００２３】
また、前記基板の厚み方向からみた平面視において前記凹部と重なる領域に、前記凹部側に開口した溝部または貫通孔部が形成されていることが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、センサーモジュールの組立工程において、センサーモジュールの基板とインナーケースの凹部とにより形成される空間に充填される充填部材が空間の容積よりも多くなった場合に、過剰分の充填部材が基板の溝部または貫通孔部に収容される。これにより、過剰分の充填部材が望まない箇所に溢れ出すのを抑えることができるとともに、基板と凹部とにより形成される空間を充填部材で満たすことが可能になる。
したがって、製造工程における凹部への充填部材の充填量の管理がし易く、また、充填部材によるノイズ振動の影響の抑制効果がより顕著に得られるセンサーユニットを提供することができる。
【００２５】
また、接合部材は、ゴム、エラストマー、多孔質部材、および接着剤のいずれかであることが好ましい。また、接合部材は、複数配置されていることが好ましい。
【００２６】
また、アウターケースには、被装着体に固定するための固定部が形成されていることが好ましい。また、慣性センサーは、複数あり、加速度センサーと、角速度センサーとを含んでいることが好ましい。
【００２７】
上記センサーユニットは、電子機器、または移動体に搭載しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態１に係るセンサーユニットが被装着面に固定された状態を示す斜視図。
【図２】センサーユニットの概要を図１の被装着面側からみて示す斜視図。
【図３】図２と同じ方向からみて示すセンサーユニットの分解斜視図。
【図４】基板の斜視図。
【図５】図２のｆ−ｆ断面における斜視図。
【図６】図１と同じ方向からみたセンサーユニットの分解斜視図。
【図７】センサーユニットにおける振動伝達抑制構造を示す断面図。
【図８】実施形態２に係るセンサーユニットに搭載される基板を示す平面図。
【図９】実施形態２に係るセンサーユニットにおける振動伝達抑制構造を示す断面図。
【図１０】変形例１に係る一態様の断面図。
【図１１】変形例１に係る一態様の断面図。
【図１２】変形例２に係る一態様の断面図。
【図１３】変形例２に係る一態様の断面図。
【図１４】変形例３に係るセンサーユニットの斜視図。
【図１５】変形例４に係るセンサーユニットの分解斜視図。
【図１６】変形例４に係るセンサーユニットの断面斜視図。
【図１７】変形例５に係るセンサーユニットの一例を示す断面図。
【図１８】変形例５に係るセンサーユニットの一例を示す断面図。
【図１９】変形例６に係るセンサーユニットが被装着面に固定された状態を示す斜視図。
【図２０】変形例６に係るセンサーユニットの概要を図１９の被装着面側からみて示す斜視図。
【図２１】変形例６に係るセンサーユニットを図１９と同じ方向からみて示す分解斜視図。
【図２２】変形例６に係るセンサーユニットにおける振動伝達抑制構造を示す断面図。
【図２３】変形例７に係るセンサーユニットの一例を示す断面図。
【図２４】電子機器の一例を示す外観図。
【図２５】電子機器の一例を示す外観図。
【図２６】移動体の一例を示す外観図。
【図２７】従来のパッケージ構成を示す断面図。
【図２８】従来のパッケージ構成の一例を示す断面図。
【図２９】従来のパッケージ構成の一例を示す断面図。
【図３０】従来のパッケージ構成の一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならしめてある。
【００３０】
（実施形態１）
《センサーユニットの概要》
図１は、実施形態１に係るセンサーユニットが被装着面に固定された状態を示す斜視図である。また、図２は、センサーユニットの概要を図１の被装着面側からみて示す斜視図である。まず、本実施形態に係るセンサーユニット１００の概要について説明する。
図１において、センサーユニット１００は、自動車や、ロボットなどの運動体（被装着装置）の姿勢や、挙動（慣性運動量）を検出する慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）である。センサーユニット１００は、３軸の加速度センサーと、３軸の角速度センサーとを備えた、いわゆる６軸モーションセンサーとして機能する。
センサーユニット１００は、平面形状が略正方形の直方体であり、正方形の一辺の長さが約３ｃｍで、厚さが約１ｃｍのサイズである。正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に、固定部としてのネジ穴２が形成されている。この２ヶ所のネジ穴２に、２本のネジ７０を通して、自動車などの被装着体（装置）の被装着面７１に、センサーユニット１００を固定した状態で使用する。なお、上記サイズは一例であり、部品の選定や設計変更により、例えば、スマートフォンや、デジタルカメラに搭載可能なサイズに小型化することも可能である。
【００３１】
センサーユニット１００は、被装着面７１から伝わって来る自動車のエンジン振動などのノイズ振動を抑制するための特長あるパッケージ構成を採用している。この構成により、従来のセンサーユニットよりも、高い信頼性と、検出精度の安定性とを実現している。以下、この特長あるパッケージ構成について、詳しく説明する。なお、この構成は、６軸モーションセンサーを備えたＩＭＵに限定するものではなく、慣性センサーを備えたユニット、またはデバイスであれば適用可能である。
【００３２】
図２に示すように、センサーユニット１００の被装着面側からみた表面には、開口部２１が形成されている。開口部２１の内部（内側）には、プラグ型（オス）のコネクター１６が配置されている。コネクター１６は、複数のピンを有しており、複数のピンが図２に正対して横方向に延在配置されている。なお、以下説明において、この複数のピンの延在方向をＸ軸方向とする。換言すれば、センサーユニット１００の正方形状において、図２に正対して横方向となる辺の延在方向をＸ軸方向とする。また、正方形状においてＸ軸方向と直交する方向の辺の延在方向をＹ軸方向とする。そして、センサーユニット１００の厚さ方向をＺ軸方向として説明する。
コネクター１６には、被装着装置からソケット型（メス）のコネクター（図示せず）が接続されて、センサーユニット１００の電力や、検出データなどの電気信号の送受信が両者間で行われる。
【００３３】
《センサーユニットの構成》
図３は、図２と同じ方向からみて示すセンサーユニットの分解斜視図である。
続いて、図３を主体に、適宜図１および図２を交えながらセンサーユニットの構成について詳細に説明する。
図３に示すように、センサーユニット１００は、アウターケース１、接合部材１０、センサーモジュール２５などから構成されている。換言すれば、アウターケース１の内部３に、接合部材１０を介在させて、センサーモジュール２５を篏合（挿入）した構成となっている。センサーモジュール２５は、インナーケース２０と、基板１５とから構成されている。なお、説明を解り易くするために、部位名をアウターケース、インナーケースとしているが、第１ケース、第２ケースと呼び換えても良い。
【００３４】
アウターケース１は、アルミニウムを箱状に削り出した台座である。材質は、アルミニウムに限定するものではなく、亜鉛やステンレスなど他の金属や、樹脂、または、金属と樹脂の複合材などを用いても良い。アウターケース１の外形は、前述したセンサーユニット１００の全体形状と同様に、平面形状が略正方形の直方体であり、正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に、それぞれネジ穴２が形成されている。なお、ネジ穴２に限定するものではなく、例えば、ネジによりネジ止めすることが可能な切り欠き（ネジ穴２のアウターケース１コーナー部に切り欠きを形成する構造）を形成してネジ止めする構成としてもよいし、あるいは、アウターケース１の側面にフランジ（耳）を形成して、フランジ部分をネジ止めする構成としても良い。ただし、前者の切り欠き穴を固定部としてネジ止めする場合に、切り欠き穴の切り欠きがネジ径よりも広く開いていると、ネジ止めする際にネジが切り欠きからずれ出して斜めになってしまい、ネジ止めの固定が外れやすくなったり、ずれたネジによってアウターケースの切り欠き穴部分が変形してしまったり削れたりする虞がある。このため、固定部として切り欠き穴を設ける場合には、切り欠き穴の切り欠きをネジの径よりも小さく設けることが好ましい。
アウターケース１は、外形が直方体で蓋のない箱状であり、その内部３（内側）は、底壁５と側壁４とで囲まれた内部空間（容器）となっている。換言すれば、アウターケース１は、底壁５と対向する一面を開口面とする箱状をなしており、その開口面の開口部のほとんどを覆うように（開口部を塞ぐように）センサーモジュール２５が収納され、センサーモジュール２５が開口部から露出した状態となる（図２を参照）。ここで、底壁５と対向する開口面とは、アウターケース１の上面７と同一面である。また、アウターケース１の内部３の平面形状は、正方形の２つの頂点部分の角を面取りした６角形であり、面取りされた２つの頂点部分はネジ穴２の位置に対応している。また、内部３の断面形状（厚さ方向）において、底壁５には、内部３即ち内部空間における周縁部に中央部よりも一段高い底壁としての第１接合面６が形成されている。即ち、第１接合面６は、底壁５の一部であり、平面的に底壁５の中央部を囲ってリング状に形成された一段の階段状の部位であり、底壁５よりも開口面（上面７と同一面）からの距離が小さい面である。
なお、アウターケース１の外形が、平面形状が略正方形の直方体で蓋のない箱状である一例について説明したが、これに限らず、アウターケース１の外形の平面形状は、例えば６角形や８角形などの多角形であってもよいし、その多角形の頂点部分の角が面取りされていたり、各辺が曲線である平面形状であっったりしてもよい。また、アウターケース１の内部３（内側）の平面形状も、上述した６角形に限らず、正方形などの方形（４角形）や、８角形などの他の多角形状であってもよい。また、アウターケース１の外形と内部３の平面形状とは相似形であってもよいし、相似形でなくてもよい。
【００３５】
インナーケース２０は、基板１５を支持する部材であり、アウターケース１の内部３に収まる形状となっている。詳しくは、平面的には、正方形の２つの頂点部分の角を面取りした６角形であり、その中に長方形の貫通穴である開口部２１と、基板１５を支持する側の面に設けられた凹部３１とが形成されている。面取りされた２つの頂点部分はアウターケース１のネジ穴２の位置に対応している。厚さ方向（Ｚ軸方向）は、アウターケース１の上面７から第１接合面６までの高さよりも、低くなっている。好適例では、インナーケース２０もアルミニウムを削り出して形成しているが、アウターケース１と同様に他の材質を用いても良い。
インナーケース２０の裏面（アウターケース１側の面）には、基板１５を位置決めするための案内ピンや、支持面（いずれも図示せず）が形成されている。基板１５は、当該案内ピンや、支持面にセット（位置決め搭載）されてインナーケース２０の裏面に接着される。なお、基板１５の詳細については後述する。インナーケース２０の裏面の周縁部は、リング状の平面からなる第２接合面２２となっている。第２接合面２２は、平面的にアウターケース１の第１接合面６と略同様な形状であり、インナーケース２０をアウターケース１にセットした際には、接合部材１０を挟持した状態で２つの面が向い合うことになる。なお、アウターケース１およびインナーケース２０の構造については、一実施例であり、この構造に限定されるものではない。
【００３６】
《センサー基板の構成》
図４は、基板の斜視図である。
続いて、慣性センサーが実装された基板１５の構成について説明する。基板１５は、複数のスルーホールが形成された多層基板であり、ガラスエポキシ基板を用いている。なお、ガラエポ基板に限定するものではなく、複数の慣性センサーや、電子部品、コネクターなどを実装可能なリジット基板であれば良い。例えば、コンポジット基板や、セラミック基板を用いても良い。
基板１５の表面（インナーケース２０側の面）には、コネクター１６、角速度センサー１７ｚ、加速度センサー１８などが実装されている。コネクター１６は、プラグ型（オス）のコネクターであり、Ｘ軸方向に等ピッチで配置された２列の接続端子を備えている。好適には、１列１０ビンで合計２０ピンの接続端子としているが、端子数は、設計仕様に応じて適宜変更しても良い。
【００３７】
慣性センサーとしての角速度センサー１７ｚは、Ｚ軸方向における１軸の角速度を検出するジャイロセンサーである。好適例として、水晶を振動子として用い、振動する物体に加わるコリオリの力から角速度を検出する振動ジャイロセンサーを用いている。なお、振動ジャイロセンサーに限定するものではなく、角速度を検出可能なセンサーで有れば良い。例えば、振動子としてセラミックや、シリコンを用いたセンサーを用いても良い。
また、基板１５のＸ軸方向の側面には、実装面（搭載面）がＸ軸と直交するように、Ｘ軸方向における１軸の角速度を検出する角速度センサー１７ｘが実装されている。同様に、基板１５のＹ軸方向の側面には、実装面（搭載面）がＹ軸と直交するように、Ｙ軸方向における１軸の角速度を検出する角速度センサー１７ｙが実装されている。なお、軸ごとの３つの角速度センサーを用いる構成に限定するものではなく、３軸の角速度が検出可能なセンサーであれば良く、例えば、後述する加速度センサー１８のように、１デバイス（パッケージ）で３軸の角速度が検出（検知）可能なセンサーデバイスを用いても良い。
【００３８】
慣性センサーとしての加速度センサー１８は、１デバイスでＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向（３軸）の加速度を検出（検知）可能な、シリコン基板をＭＥＭＳ技術で加工した静電容量型の加速度センサーを用いている。なお、このセンサーに限定するものではなく、加速度が検出可能なセンサーであれば良い。例えば、ピエゾ抵抗型加速度センサーや、熱検知型加速度センサーであっても良い、または、前述の角速度センサーのように、軸ごとに１つの加速度センサーを設ける構成であっても良い。
基板１５の裏面（アウターケース１側の面）には、制御ＩＣ１９が実装されている。
制御ＩＣ１９は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）であり、不揮発性メモリーを含む記憶部や、Ａ／Ｄコンバーターなどを内蔵しており、センサーユニット１００の各部を制御する。記憶部には、加速度、および角速度を検出するための順序と内容を規定したプログラムや、検出データをデジタル化してパケットデータに組込むプログラム、付随するデータなどが記憶されている。なお、基板１５には、その他にも複数の電子部品が実装されている。
【００３９】
《各部の接合構成》
図５は、図２のｆ−ｆ断面におけるセンサーユニットの断面斜視図である。
続いて、センサーユニット１００の特長あるパッケージ構成の要部について、適宜、図３を交えて詳しく説明する。
まず、基板１５は、インナーケース２０に対して、硬化後の固化状態において弾性を有する（柔軟性がある）接着剤（図示せず）で接着されている。好適例としては、シリコーンゴム系の接着剤を用いている。なお、シリコーンゴム系に限定するものではなく、固化状態においてアウターケース１よりも柔軟性がある接着剤であれば良く、常温硬化型、２液混合型、熱硬化型、紫外線硬化型、またはこれらの複合型であっても良い。例えば、ゴム系接着剤や、ホットメルト（ボンド）を用いて接着固定しても良い。また、コネクター１６の周囲も隙間なく接着剤が塗布されているため、外気（外部）との気密性（密封性）は確保されており、外気の基板１５裏側への入り込みを防止している。
【００４０】
基板１５と、インナーケース２０の凹部３１とにより形成される空間には、充填部材５０が充填されて固化されている。詳しくは後述するが、基板１５の厚み方向からみた平面視において凹部３１と重なる領域には加速度センサー１８や角速度センサー１７ｙなどの慣性センサーが配置され、それら慣性センサーのボディーの一部または全部が充填部材５０に覆われるように配置される。ここで、慣性センサーのボディーとは、慣性センサー本体のことをいい、基板１５に搭載された状態の慣性センサーの外形を指す。また、充填部材５０は、例えば、半導体実装で用いられるモールド材などを好適に用いることができるが、上記したインナーケース２０と基板１５とを接着する接着剤と同様に、硬化後の固化状態において所定の弾性を有する接着剤など、種々のタイプの接着剤を、基板１５の剛性などの物性や、基板１５に搭載する慣性センサーなどの電子部品の物性や仕様などに応じた適当なものを充填部材５０として用いることができる。
上記のように、基板１５のインナーケース２０に接着される側の面には、コネクター１６が配置されている第１領域と、複数の慣性センサー（１７ｙ，１８など）が配置されている第２領域とが形成されている。そして、第１領域においてはコネクター１６がインナーケース２０の開口部から露出し、且つ、第２領域への水、空気の進入を防ぐようにコネクター１６の周囲の基板１５部分は接着剤によってインナーケース２０と接着されている。また、第２領域はインナーケース２０の凹部３１との間に空間を形成するが、充填部材５０で満たされた閉空間を形成すると充填部材５０と基板１５との熱膨張率の違いによる圧縮応力等を慣性センサー（１７ｙ，１８など）が受けてしまい出力変動を引き起こすので好ましくない。そこで第２領域にはインナーケース２０側とアウターケース１側とを連通する連通路が形成されているのが好ましい。
【００４１】
接合部材１０は、図３に示すように、アウターケース１の第１接合面６に沿ったリング状の平面形状で、１ｍｍ程度の厚さのパッキン（ガスケット）である。好適例として、専用の金型を用いてコンプレッション成型法で形成した、断面が楕円形状のパッキンを採用している。なお、断面形状は、円形状でも良いし、長方形であっても良い。好適例として自己接着性を有するシリコーンゴム製のパッキンを用いている。当該パッキンは、シリコーンゴム系の接着剤を含浸しているため、アウターケース１の第１接合面６と、インナーケース２０の第２接合面２２とを接着（接合）する役割を果たす。なお、この構成に限定するものではなく、接合部材１０はアウターケース１よりも弾性率が小さい材質であれば良い。例えば、ゴムや、エラストマーを用いても良いし、スポンジのような多孔質部材を用いても良い。また、これらの材料でパッキンを形成し、組立て時に接着剤を塗布して接着性を持たせても良いし、これらの材料が、自己粘着性、自己接着性、タック性を有することで、接着性を持たせても良い。例えば、自己粘着性を有するシリコーンゲルシートを接合部材１０として適用できる。
【００４２】
または、前述した基板１５用の接着剤を用いても良い。例えば、インナーケース２０の第２接合面２２に、熱硬化型の接着剤をインクジェット法などにより塗布した後、一次（予備）硬化して半硬化状態の接合部材１０を形成しておき、アウターケース１に組込んだ後に、二次（本）硬化することでも良い。好適例では、アウターケース１、インナーケース２０ともに、熱伝導性が良いアルミニウムを用いているため、組立て後であっても、効率良く接合部材１０を硬化することができる。
【００４３】
図５に戻る。
センサーモジュール２５（インナーケース２０）をアウターケース１に組込むと、アウターケース１の第１接合面６とインナーケース２０の第２接合面２２とで、接合部材１０を挟み込んだ状態となる。詳しくは、２つの面で接合部材１０を圧縮して、少し潰した状態となっている。換言すれば、第１接合面６と、接合部材１０と、第２接合面２２とが重なり合った構成となっている。
ここで、図５に示すように、インナーケース２０の外形と、アウターケース１との間には、全周に渡って一定の隙間が形成されている。換言すれば、インナーケース２０と、アウターケース１とは、接合部材１０のみを介して接合されている。また、センサーモジュール２５（インナーケース２０）の上面２７の高さは、アウターケース１の上面７よりも低くなっている。換言すれば、アウターケース１に対して、インナーケース２０が落し蓋のように篏合されている。これらの隙間や、インナーケース２０の厚さの設定は、設計段階において意図的に定めている。なお、センサーユニット１００におけるセンサーモジュール２５の上面２７とアウターケース１の上面７との高さ関係、およびその効果などの詳細については後述する。
【００４４】
図６は、センサーユニット１００を図１と同じ方向からみた分解斜視図である。また、図７は、センサーユニット１００における振動（ノイズ振動）伝達抑制構造を示す断面図である。以下、これらの図を用いて、本実施形態のセンサーユニット１００が有するノイズ振動の伝達抑制構造などについて詳細に説明する。
図６に示すように、インナーケース２０と基板１５とから構成されたセンサーモジュール２５と、アウターケース１とを、接合部材を介在させて嵌合したセンサーユニット１００において、センサーモジュール２５と、アウターケース１とは、締結部材としてのネジ１７０により締結（固定）されている。本実施形態では、締結部材として２本のネジ１７０が用いられているが、ネジ１７０の数はこの限りではない。また、２本のネジ１７０は、アウターケース１に設けられた貫通孔９に底面８側から挿入され、接合部材１０および基板１５を挟んで、インナーケース２０にネジ止め・固定されている。
なお、インナーケース２０と基板１５との接着に用いる接着剤として、固化後に弾性を有する樹脂である接着剤を用いた場合は、ネジ１７０によるネジ締めによって固化後の接着剤が圧縮されてより気密性が高められる。
以上、説明したセンサーユニット１００の各部の締結構造、および、その締結構造におけるノイズ振動の伝達抑制構造について、以下、詳細に説明する。
【００４５】
図７において、アウターケース１の底面８側には、ネジ１７０用の貫通孔９が設けられている。本実施形態では、アウターケース１の底面８の対角付近に２つの貫通孔９が設けられている（図６を参照）。接合部材１０の貫通孔９と平面視で重なる位置には貫通孔が設けられ、インナーケース２０の貫通孔９と平面視で重なる位置にはネジ穴２９が形成されている。そして、アウターケース１の貫通孔９から挿入された締結部材としてのネジ１７０がインナーケース２０のネジ穴２９にネジ締めされることにより、アウターケース１内に、センサーモジュール２５が接合部材１０（弾性部材）を介して締結・固定されている。ここで、アウターケース１の貫通孔９形成部分の底面８側には、ネジ１７０のネジ頭を収容する凹部が形成され、その凹部において、ネジ１７０がアウターケース１の貫通孔９に弾性部材３１０を介して挿入されている。また、締結状態のネジ１７０のネジ頭が底面８より外側に突出しないように凹部の深さが設定されている。なお、弾性部材３１０は、アウターケース１よりも弾性率が小さい材質であれば良い。例えば、ゴムや、エラストマーを用いても良いし、スポンジのような多孔質部材を用いても良い。
【００４６】
また、図７に示すように、インナーケース２０に基板１５が接着されたセンサーモジュール２５において、基板１５の厚み方向からみた平面視において凹部３１と重なる領域に、各慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）が配置されている。本実施形態では、各慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）のボディーの一部分または全部が凹部３１および基板１５により形成される空間に配置されている。そして、基板１５および凹部３１により形成される空間内に充填部材５０が充填され固化されている。ここで、基板１５および凹部３１により形成される空間（凹部空間）に充填する充填部材５０により、凹部３１空間内の各慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）や他の電子素子などのボディーのなるべく多くの部分が充填部材５０に覆われている状態にすることが望ましい。本実施形態では、横置きの慣性センサーである角速度センサー１７ｚおよび加速度センサー１８のボディー全体が充填部材５０で覆われ、縦置きの慣性センサーである角速度センサー１７ｘ，１７ｙのボディーの半分程度が接着剤に覆われている。以上述べた、凹部３１空間に充填部材５０が充填された構成により、基板１５および該基板１５に実装された各慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）の一部分または全部が充填部材５０に覆われることによって、充填部材５０が無い場合からセンサーモジュール２５全体の共振周波数を、外部からのノイズ振動の帯域から外すようにシフトさせている。
【００４７】
また、図７において、アウターケース１とセンサーモジュール２５のインナーケース２０との間に介在する接合部材１０は、アウターケース１の底壁５の一部としての第１接合面６に接触するとともに、第１接合面６（底壁５）から立ち上がる側壁４にも接触するように配置されている。即ち、接合部材１０は、断面がＬ字状（クランク状）に形成されている。
また、図７に示すように、センサーモジュール２５をアウターケース１に収納した状態において、センサーモジュール２５の上面（即ち、インナーケース２０の底面）２７の高さは、アウターケース１の上面７の高さより低くなっている。換言すると、センサーモジュール２５をアウターケース１に収納した状態のセンサーユニット１００において、アウターケース１から露出するセンサーモジュール２５の露出面（上面２７）の、底壁５の外面（アウターケース１の底面８）からの高さは、アウターケース１の開口面（上面７と同一面）の、底壁５の外面（底面８）からの高さ良い低くなっている。なお、図７に示す構成において、接合部材１０が弾性部材により構成されていることから、アウターケース１の上面７の高さに対するセンサーモジュール２５の上面２７の高さは、センサーユニット１００の組み立て工程において、ネジ１７０の締め付けトルクによって調整することが可能である。
【００４８】
以上述べたように、本実施形態に係るセンサーユニット１００によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態のセンサーユニット１００では、各種慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）などが搭載された基板１５を搭載したインナーケース２０を含んだセンサーモジュール２５において、インナーケース２０には凹部３１が形成されており、基板１５の厚み方向からみた平面視において凹部３１と重なる領域に各慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）を配置した。特に、本実施形態では、各慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）のボディーの一部分または全部が、基板１５および凹部３１により形成される空間内に配置されるようにした。そして、基板１５および凹部３１により形成される空間に充填部材５０を充填して固化させた構成とした。
これにより、基板１５に搭載された各慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）が凹部３１に充填された充填部材５０に覆われ、基板１５とインナーケース２０とを含んで構成されたセンサーモジュール２５の共振周波数を、外部からのノイズ振動の帯域から外すようにシフトさせて、外部からのノイズ振動の影響を低減させることができる。従って、センサーモジュール２５における各慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）が、外部からのノイズ振動の影響を受け難くさせることができるので、比較的大きな振動を有する非検出物に対しても、安定した検出精度を保持することが可能なセンサーユニット１００を提供することができる。
【００４９】
また、センサーモジュール２５（インナーケース２０）は、アウターケース１の底壁５の一部である第１接合面６に接合部材１０を介して接合されている。インナーケース２０は、アウターケース１に組込んだ際に、全周に渡って一定の隙間が形成されるサイズに設定されているため、両者は、接合部材１０のみを介して接合される構成となっている。
ここで、接合部材１０は、アウターケース１よりも弾性率が小さい（柔軟性（がある）材質で構成されているため、アウターケース１から伝わって来るノイズ振動を吸収（減衰）する作用を果たす。換言すれば、接合部材１０は、防振性を有する防振部材としてノイズ振動がインナーケース２０に及ぶことを抑制している。または、ノイズ振動を緩和する緩衝部材と言い換えても良い。特に、ＭＥＭＳ技術を用いた慣性センサーは、櫛歯状の電極構造などを備えた微小機械であるため、当該構造に拠る固有の共振周波数成分の振動に対して大きな反応を示し、計測結果にノイズが含まれてしまう恐れがあったが、これらの構成によれば、ノイズ振動を確実に抑制することができる。
【００５０】
また、センサーモジュール２５（インナーケース２０）の上面２７の高さは、アウターケース１の上面７よりも低く、落し蓋状に収納されているため、例えば、インナーケース２０側を被装着装置に向けて固定する場合でも、インナーケース２０が被装着面と接触しないため、ノイズ振動の伝播を防止することができる。従って、天地（上下）を反転しても使用可能な使い勝手の良いセンサーユニット１００を提供することができる。
【００５１】
また、上記実施形態のセンサーユニット１００によれば、アウターケース１とセンサーモジュール２５とは、アウターケース１に設けられた貫通孔９から挿入されるネジ１７０により締結され、アウターケース１とセンサーモジュール２５との間に弾性部材としての接合部材１０、および、ネジ１７０のネジ頭とアウターケース１との間に弾性部材３１０が配置される構成とした。
この構成によれば、アウターケース１とセンサーモジュール２５との間に弾性を有する接合部材１０および弾性部材３１０が配置されることにより、ネジ１７０によるアウターケース１とセンサーモジュール２５との締結構造において、アウターケース１からセンサーモジュール２５へのノイズ振動の伝播をより確実に抑えることができる。
【００５２】
また、接合部材１０は、アウターケース１の底壁５の一部である第１接合面６とともに、その第１接合面６から立ち上がる側壁４にも接触させる構成とした。これにより、センサーモジュール２５がアウターケース１の側壁４と接触することによるノイズ振動の伝播を抑制することができるとともに、組立工程において、接合部材１０をセンサーモジュール２５のアウターケース１に対する位置決めガイドとして用いることにより、組立の作業性を向上させる効果が期待できる。
【００５３】
さらに、切削加工や、金型で精度良く形成されたアウターケース１、接合部材１０、インナーケース２０を、この順番で重ねて組立てる構成であるため、従来技術のように慣性センサーを宙吊り状態とした構成とは異なり、慣性センサーを搭載した基板１５（センサーモジュール２５）を精度良く位置決めできる。換言すれば、慣性センサーの位置が常に安定している。また、重ねて組立てる構成は、作業し易く製造効率が良い。
よって、センサーユニット１００によれば、慣性センサーの位置が安定しているため信頼性が高く、防振性がある接合部材１０を備えているためノイズ振動の影響を受け難く、検出精度が安定する。
従って、信頼性が高く、検出精度の安定したセンサーユニット１００を提供することができる。また、アルミ製のアウターケース１に、同じくアルミ製のインナーケース２０を入れ子状に篏合させる構造であるため、小型（コンパクト）で、かつ、堅牢（強固）なパッケージ構成となっている。従って、設置場所の選択肢が広く、かつ、耐久性に優れたセンサーユニット１００を提供することができる。
【００５４】
さらに、接合部材１０として気密性に優れたシリコーンゴム製のパッキンを用いている。よって、接合部材１０は、アウターケース１の第１接合面６と、インナーケース２０の第２接合面２２とを接着するだけでなく、リング状の接合面の気密性も確保している。また、コネクター１６の周囲も隙間なく接着剤が塗布されているため、インナーケース２０の開口部２１も気密性が確保されている。これらの構成により、センサーユニット１００の内部は、外部からの気密性（防水性）が確保されている。よって、センサーユニット１００の内部環境は、外部環境の影響を受け難くなり、常に略一定の安定した環境下で慣性力の測定を行うことができる。換言すれば、使用可能な環境条件が広くなる。
従って、使用可能な環境条件が広く、信頼性が高いセンサーユニット１００を提供することができる。なお、気密性は、前述した接合部材１０用の他の材料を用いた場合であっても、同様に確保することが可能である。
【００５５】
また、基板１５は、インナーケース２０に対して、固化状態において弾性を有する（柔軟性がある）接着剤で接着されているため、この接着剤も、インナーケース２０から基板１５へのノイズ振動を抑制する防振部材、緩衝部材として機能する。
よって、接合部材１０に加えて、基板の接着剤も防振部材、緩衝部材として機能するため、より効果的にノイズ振動を低減することができる。
従って、より信頼性が高く、検出精度の安定したセンサーユニット１００を提供することができる。
【００５６】
（実施形態２）
図８は、実施形態２に係るセンサーユニットに搭載される基板を示す平面図である。また、図９は、実施形態２に係るセンサーユニットにおける振動伝達抑制構造を示す断面図である。
以下、実施形態２に係るセンサーユニットの構成について、これらの図を参照して説明する。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
【００５７】
図８において、実施形態２に係るセンサーユニット１００Ｂ（図９を参照）に搭載される基板１５´は、上記実施形態１のセンサーユニット１００における基板１５（図４などを参照のこと）と概ね同じ構成を有している。実施形態２に係る基板１５´の厚み方向からみた平面視において凹部３１と重なる領域には、貫通孔部９０が形成されている。貫通孔部９０は、本実施形態では、各種慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）が実装された領域の近傍に形成されているが、これに限られるものではない。貫通孔部９０は、基板１５´の基材のどの部分に設けられていてもよく、基板１５´の外周のうち、基板１５およびインナーケース２０の凹部３１により形成される空間に充填部材５０を充填したときに、充填部材５０の溢れ出しが起こると支障が生じる箇所の近傍に形成することが好ましい。
また、貫通孔部９０の形状や個数についても、図８の貫通孔部９０の形状や個数に限られるものではなく、貫通孔部の形状や個数を適宜に形成することができる。好ましくは、貫通孔部９０を、基板１５の平面視で少なくとも一つの慣性センサーより基板１５の中央側に配置するとよく、更に好ましくは、凹部３１と基板１５とにより形成される空間において、インナーケース２０側とアウターケース１側とを連通する連通路に対して、慣性センサーを挟んだ反対側に位置するとよい。これによって、凹部３１に充填部材５０を入れた後に、慣性センサーなどが実装された基板１５を搭載したときに、充填部材５０が空間の解放部分である連通路とともに貫通孔部９０側にも移動するので、基板１５と凹部３１とにより形成される空間に充填部材５０が均等に行き渡らせることができ、充填部材５０により慣性センサーを均等に覆うことができる。
【００５８】
図９に示すように、基板１５´をインナーケース２０に搭載したセンサーモジュール２５において、基板１５´および凹部３１により形成される空間に充填された充填部材５０は、空間の容積を越えた分が貫通孔部９０に収容される。この構成により、センサーモジュール２５の組立工程において、工程管理が容易になったり、充填部材５０が不要な部位に溢れ出してしまうなどの不具合を防止したりする効果を得ることができる。以下、図６を用いて詳細に説明する。
【００５９】
図６において、センサーユニット１００を製造する際には、まず、インナーケース２０に基板１５を搭載（接着）してセンサーモジュール２５を組立て、そのセンサーモジュール２５を、接合部材１０を間に介してアウターケース１に収容してネジ１７０によりネジ止め・固定する工順がとられる。
このセンサーユニットの組立工程における、センサーモジュール２５を組立てる工程について詳述すると、まず、上述した基板１５とインナーケース２０とを接着する接着剤を、インナーケース２０または基板１５の所定の位置に塗布するとともに、インナーケース２０の凹部３１に充填部材５０を所定量充填する。そして、インナーケース２０と基板１５とを位置合わせして重ね合わせ、その後、基板１５とインナーケース２０とを接着する接着剤、および凹部３１空間に充填された充填部材５０を硬化させる。
【００６０】
ここで、インナーケース２０の凹部３１に充填する充填部材５０の「所定量」は、インナーケース２０に基板１５´を搭載（接着）したときに、基板１５および凹部３１により形成される空間内に配置される各慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）や他の電子部品などの隙間に充填部材５０が行き渡るように充填されて、且つ、空間から外部へ溢れ出す余分な充填部材５０がない量であることが望ましい。換言すれば、基板１５および凹部３１により形成される空間の容積から、空間内に配置される各慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）およびその他の電子素子等の合計の体積を差し引いた量が「所定量」であるといえる。
【００６１】
例えば、接着剤の充填量を管理して充填する工程で一般的に用いられるディスペンサーにより充填部材５０の充填を行う場合、周辺の温度の変化や、充填部材５０の経時的な粘度変化などにより、充填部材５０の充填量が変化してしまうことによって充填量が正確に管理できなくなり、充填部材５０の充填不足、または、凹部３１空間から望まない部位への充填部材５０の溢れ出しが起こる虞がある。本実施形態では、基板１５´の厚み方向において平面視において凹部３１と重なる領域に貫通孔部９０が形成されているので、基板１５´および凹部３１により形成される空間に充填部材５０を充填したときに、凹部３１空間の容積を越えた過剰分の充填部材５０は貫通孔部９０内に収容される。つまり、上記したディスペンサーによる充填部材５０吐出量の変化を予測して、基板１５´の基材の厚み内における貫通孔部９０内部の容積の範囲内で充填部材５０の吐出量を若干多めに設定しておくことにより、充填部材５０の充填不足、または、充填部材５０が不要な部位に溢れ出してしまう不具合を防止することができる。
【００６２】
以上述べたように、本実施形態に係る基板１５´を搭載したセンサーユニット１００Ｂによれば、実施形態１の効果に加えて、センサーユニット１００Ｂの組立工程における充填部材５０の充填量の管理がし易くなり、充填部材５０によるノイズ振動の影響の抑制効果がより顕著に得られるセンサーユニット１００Ｂを提供することができる。
また、貫通孔部９０から充填部材５０の充填状態を視認することができるので、充填部材５０の吐出量管理や、充填部材５０の充填状態のような品質検査がし易いという効果が得られる。
なお、本実施形態では、基板１５´に貫通孔部９０を設ける構成について説明したが、これに限らず、基板の厚み方向からみた平面視において凹部３１と重なる領域に、凹部３１と対向する側の面に開口する溝部を設ける構成としてもよい。この構成によれば、凹部３１空間に収まり切らない過剰な充填部材５０が溝部に収容されるので、上記貫通孔部９０と概ね同様な効果を得ることができる。
【００６３】
本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００６４】
（変形例１）
図１０および図１１は、変形例１に係るセンサーユニットの一態様をそれぞれ示す断面図である。
上記実施形態では、接合部材１０は、１つとして説明したが、この構成に限定するものではなく、複数個用いても良い。以下、変形例１に係るセンサーユニットについて説明する。なお、上記実施形態と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
変形例１のセンサーユニットは、例えば、図１０に示すように、接合部材１０に加えて、インナーケース２０上部（上面）の周縁部に接合部材１１をさらに配置しても良い。この場合、接合部材１０は多孔質部材とし、接合部材１１は断面がＬ字状（クランク状）でシリコーンゴム製としても良い。この構成によれば、接合部材１０により防振性を確保し、接合部材１１で気密性を確保するというように、材料の特性を活かした２つの部材を補完的に用いることにより、必要な防振性と気密性とを確保することができる。さらに、接合部材１０，１１の２ヶ所ともに接着することにより、アウターケース１に対してインナーケース２０（センサーモジュール）を、より確実に接着することができる。
【００６５】
また、インナーケース２０上部に断面がＬ字状の接合部材１１を配置する構成に限定するものではなく、他の部分に接合部材を配置しても良い。例えば、図１１に示すように、インナーケース２０の側面の周囲に溝を形成して、当該溝に接合部材１２を配置することでも良い。この構成でも、同様に、必要な防振性および気密性を確保することができる。さらに、接合部材１２の断面はシンプルな円形で良く、また、外から接合部材１２が見えないので、美観を損なう心配もない。また、接合部材１０は、底壁５において中央部よりも一段高い周縁部である第１接合面６に配置することとして説明したが、これに限定するものではなく、アウターケース１とインナーケース２０とが向かい合う部分に配置する構成であれば良い。例えば、底壁５に第１接合面６を形成せずに、側壁４と底壁５とによるシンブルな構成として、底壁５の周縁部に接合部材１０を直接配置することであっても良い。
【００６６】
（変形例２）
図１２および図１３は、変形例２に係る一態様の部分拡大断面図である。具体的には、図７のセンサーユニット１００における基板１５のコネクター１６実装部分を上下逆にして拡大して示している。
上記実施形態のセンサーユニット１００において、基板１５には、外部と接続するためのコネクター１６が実装されており、インナーケース２０には、コネクター１６を外部に露出するための開口部２１が形成されている。この構成において、コネクター１６には、外部機器としての被装着装置からソケット型（メス）のコネクターが接続されるが、基板１５にコネクター１６の外部接続端子を半田付け等により実装すると、被装着装置が生ずるノイズ振動が、コネクター１６を介してセンサーモジュールに伝播する虞がある。このような不具合を回避する構成として、例えば、図１２に示すように、コネクター１６を、弾性部材２１０を介して基板１５に位置決め・固定し、コネクター１６と基板１５との電気的接続は、フレキシブル基板や被覆ケーブルなどのフレキシブル配線部材２１５を用いて行うものである。
また、図１３に示すように、基板１５とコネクター１６とをフレキシブル配線部材２１６により接続して、コネクター１６の基板１５に対する機械的な固定は行わない構成としてもよい。以上、述べた方法によって基板１５とコネクター１６との接合・接続構造とすることにより、コネクター１６からノイズ振動が伝わって来る虞は低くなる。従って、検出精度の安定性、及び信頼性が高く、かつ、被装着装置との間で確実な通信動作を行うことが可能なセンサーユニット１００を提供することができる。
【００６７】
（変形例３）
図１４は、変形例３に係るセンサーユニットの斜視図である。なお、上記実施形態と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
図１４に示すセンサーユニット１００Ｃは、アルミニウム、亜鉛、ステンレスなどの金属を削り出して形成され、アウターケース１の外面の大部分が絶縁性の塗料により塗装された塗装面８２が形成されている。塗装面８２は、センサーユニット１００Ｃの外観の装飾や、アウターケース１の表面の酸化やキズなどを抑制する表面保護、あるいは絶縁などを目的として施される。
また、平面形状が略正方形の直方体であるアウターケース１の正方形の平面において、対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に形成されたネジ穴２の縁からその周辺部分にかけて、塗装面８２の開口部であり下地の金属面が露出した露出部８１が形成されている。本実施形態の露出部８１は、略正方形の平面の４つのコーナー部のうち１つのコーナー部のネジ穴２周辺の領域にのみ露出部８１が形成されている。この露出部８１が形成されたコーナー部と平面上の対角線方向に位置するコーナー部の２ヶ所のネジ穴２に、金属製の２本のネジ７０を通して、自動車などの被装着体（装置）の被装着面７１にセンサーユニット１００Ｃが固定され、使用される。
【００６８】
本変形例のセンサーユニット１００Ｃによれば、被装着体に金属製のネジ７０を通して固定することにより、被装着体のグランドにセンサーユニット１００Ｃを接地することができるので、より正確な検出結果を得ることが可能なセンサーユニット１００Ｃを提供することができる。
また、本変形例では、アウターケース１の略正方形の平面の４つのコーナー部のうち１つのコーナー部にのみ露出部８１を設ける構成とした。これにより、露出部８１を目安として、被装着体に対するセンサーユニット１００Ｃの取り付け方向を確認することができるという効果を奏する。
なお、露出部８１をセンサーユニット１００Ｃの取り付け方向の目安として用いる必要がなければ、露出部を、上記露出部８１およびそれと対向するコーナー部にも設けて２箇所としてもよいし、その他のコーナー部を含めた３か所、あるいは４か所に設けてもよい。
【００６９】
（変形例４）
図１５は、変形例４に係るセンサーユニットの分解斜視図である。
以下、図１５を主体に、適宜他の図も交えながら変形例４に係るセンサーユニットの構成について詳細に説明する。なお、上記実施形態および変形例と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
図１５に示すように、センサーユニット１００Ｄは、アウターケース１ｄ、接合部材１０、センサーモジュール２５などから構成されている。換言すれば、アウターケース１ｄの内部３に、接合部材１０を介在させて、センサーモジュール２５を篏合（挿入）した構成となっている。センサーモジュール２５は、インナーケース２０と、基板１５とから構成されている。なお、説明を解り易くするために、部位名をアウターケース、インナーケースとしているが、第１ケース、第２ケースと呼び換えても良い。
【００７０】
アウターケース１ｄは、アルミニウムを箱状に削り出した台座である。材質は、アルミニウムに限定するものではなく、ステンレスなど他の金属や、樹脂、または、金属と樹脂の複合材などを用いても良い。アウターケース１ｄの外形は、前述したセンサーユニット１００ｄの全体形状と同様に、平面形状が略正方形の直方体であり、正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に、固定部としての切欠き穴２ｄが形成されている。なお、切欠き穴２ｄに限定するものではなく、アウターケース１ｄの側面にフランジ（耳）を形成して、フランジ部分をネジ止めする構成としても良い。
アウターケース１ｄは、外形が直方体で蓋のない箱状であり、その内部３（内側）は、底壁５と側壁４とで囲まれた内部空間（容器）となっている。内部３の平面形状は、正方形の３つの頂点部分の角を面取りした７角形であり、面取りされた３つの頂点部分のうち、２ヶ所は切欠き穴２ｄの位置に対応している。また、内部３の断面形状（厚さ方向）において、底壁５と側壁４との間には、底壁５よりも一段高い第１接合面６が形成されている。第１接合面６は、側壁４の一部であり、平面的に底壁５を囲ってリング状に形成された一段の階段状の部位である。
【００７１】
インナーケース２０は、基板１５を支持する部材であり、アウターケース１ｄの内部３に収まる形状となっている。詳しくは、平面的には、正方形の３つの頂点部分の角を面取りした７角形であり、その中に長方形の貫通穴である開口部２１が形成されている。面取りされた３つの頂点部分のうち、２ヶ所はアウターケース１ｄの切欠き穴２ｄの位置に対応している。厚さ方向（Ｚ軸方向）は、アウターケース１ｄの上面７から第１接合面６までの高さよりも、低くなっている。好適例では、インナーケース２０もアルミニウムを削り出して形成しているが、アウターケース１ｄと同様に他の材質を用いても良い。
インナーケース２０の裏面（アウターケース１ｄ側の面）には、基板１５を位置決めするための案内ピンや、支持面（いずれも図示せず）が形成されている。基板１５は、当該案内ピンや、支持面にセット（位置決め搭載）されてインナーケース２０の裏面に接着される。なお、基板１５の詳細については後述する。インナーケース２０の裏面の周縁部は、リング状の平面からなる第２接合面２２となっている。第２接合面２２は、平面的にアウターケース１ｄの第１接合面６と略同様な形状であり、インナーケース２０をアウターケース１ｄにセットした際には、接合部材１０を挟持した状態で２つの面が向い合うことになる。なお、アウターケース１ｄおよびインナーケース２０の構造については、一例を示すものであり、この構造に限定されるものではない。
【００７２】
図１６は、本変形例に係るセンサーユニットの断面斜視図である。
続いて、センサーユニット１００Ｄの特長あるパッケージ構成の要部について、適宜、図１５を交えて詳しく説明する。
まず、基板１５は、インナーケース２０に対して、硬化後も柔軟性（弾性）がある接着剤（図示せず）で接着されている。好適例としては、シリコーンゴム系の接着剤を用いている。なお、シリコーンゴム系に限定するものではなく、硬化後においてアウターケース１よりも柔軟性がある接着剤であれば良く、常温硬化型、２液混合型、熱硬化型、紫外線硬化型、またはこれらの複合型であっても良い。例えば、ゴム系接着剤や、ホットメルト（ボンド）を用いて接着固定しても良い。また、コネクター１６の周囲も隙間なく接着剤が塗布されているため、外気（外部）との気密性（密封性）は確保されており、外気の基板１５裏側への入り込みを防止している。
【００７３】
接合部材１０は、図１５に示すように、アウターケース１ｄの第１接合面６に沿ったリング状の平面形状で、１ｍｍ程度の厚さのパッキン（ガスケット）である。好適例として、専用の金型を用いてコンプレッション成型法で形成した、断面が楕円形状のパッキンを採用している。なお、断面形状は、円形状でも良いし、長方形であっても良い。好適例として自己接着性を有するシリコーンゴム製のパッキンを用いている。当該パッキンは、シリコーンゴム系の接着剤を含浸しているため、アウターケース１ｄの第１接合面６と、インナーケース２０の第２接合面２２とを接着（接合）する役割を果たす。なお、この構成に限定するものではなく、接合部材１０はアウターケース１ｄよりも柔軟性（弾性）がある材質であれば良い。例えば、ゴムや、エラストマーを用いても良いし、スポンジのような多孔質部材を用いても良い。また、これらの材料でパッキンを形成し、組立て時に接着剤を塗布して接着性を持たせても良い。
【００７４】
または、前述した基板１５用の接着剤を用いても良い。例えば、インナーケース２０の第２接合面２２に、熱硬化型の接着剤をインクジェット法などにより塗布した後、一次（予備）硬化して半硬化状態の接合部材１０を形成しておき、アウターケース１ｄに組込んだ後に、二次（本）硬化することでも良い。好適例では、アウターケース１ｄ、インナーケース２０ともに、熱伝導性が良いアルミニウムを用いているため、組立て後であっても、効率良く接合部材１０を硬化することができる。
【００７５】
図１６に戻る。
センサーモジュール２５（インナーケース２０）をアウターケース１ｄに組込むと、アウターケース１ｄの第１接合面６とインナーケース２０の第２接合面２２とで、接合部材１０を挟み込んだ状態となる。詳しくは、２つの面で接合部材１０を圧縮して、少し潰した状態となっている。換言すれば、第１接合面６と、接合部材１０と、第２接合面２２とが重なり合った構成となっている。
ここで、図１６に示すように、インナーケース２０の外形と、アウターケース１ｄとの間には、全周に渡って一定の隙間が形成されている。換言すれば、インナーケース２０と、アウターケース１ｄとは、接合部材１０のみを介して接合されている。また、センサーモジュール２５（インナーケース２０）の上面の高さは、アウターケース１ｄの上面７よりも低くなっている。換言すれば、アウターケース１ｄに対して、インナーケース２０が落し蓋のように篏合されている。これらの隙間や、インナーケース２０の厚さの設定は、設計段階において意図的に定めている。
【００７６】
以上述べたように、本変形例に係るセンサーユニット１００Ｄによれば、以下の効果を得ることができる。
センサーモジュール２５（インナーケース２０）は、アウターケース１ｄの内壁面に接合部材１０を介して接合されている。インナーケース２０は、アウターケース１ｄに組込んだ際に、全周に渡って一定の隙間が形成されるサイズに設定されているため、両者は、接合部材１０のみを介して接合される構成となっている。
ここで、接合部材１０は、アウターケース１ｄよりも柔軟性（弾性）がある材質で構成されているため、アウターケース１ｄから伝わって来るノイズ振動を吸収（減衰）する作用を果たす。換言すれば、接合部材１０は、防振性を有する防振部材としてノイズ振動がインナーケース２０に及ぶことを抑制している。または、ノイズ振動を緩和する緩衝部材と言い換えても良い。特に、ＭＥＭＳ技術を用いた慣性センサーは、櫛歯状の電極構造などを備えた微小機械であるため、当該構造に拠る固有の共振周波数成分の振動に対して大きな反応を示し、計測結果にノイズが含まれてしまう恐れがあったが、これらの構成によれば、ノイズ振動を確実に抑制することができる。
【００７７】
さらに、切削加工や、金型で精度良く形成されたアウターケース１ｄ、接合部材１０、インナーケース２０を、この順番で重ねて組立てる構成であるため、従来技術のように慣性センサーを宙吊り状態とした構成とは異なり、慣性センサーを搭載した基板１５（センサーモジュール２５）を精度良く位置決めできる。換言すれば、慣性センサーの位置が常に安定している。また、重ねて組立てる構成は、作業し易く製造効率が良い。
よって、センサーユニット１００Ｄによれば、慣性センサーの位置が安定しているため信頼性が高く、防振性がある接合部材１０を備えているためノイズ振動の影響を受け難く、検出精度が安定する。
従って、信頼性が高く、検出精度の安定したセンサーユニット１００Ｄを提供することができる。また、アルミ製のアウターケース１ｄに、同じくアルミ製のインナーケース２０を入れ子状に篏合させる構造であるため、小型（コンパクト）で、かつ、堅牢（強固）なパッケージ構成となっている。従って、設置場所の選択肢が広く、かつ、耐久性に優れたセンサーユニット１００Ｄを提供することができる。
【００７８】
さらに、接合部材１０として気密性に優れたシリコーンゴム製のパッキンを用いている。よって、接合部材１０は、アウターケース１ｄの第１接合面６と、インナーケース２０の第２接合面２２とを接着するだけでなく、リング状の接合面の気密性も確保している。また、コネクター１６の周囲も隙間なく接着剤が塗布されているため、インナーケース２０の開口部２１も気密性が確保されている。これらの構成により、センサーユニット１００Ｄの内部は、外部からの気密性（防水性）が確保されている。よって、センサーユニット１００Ｄの内部環境は、外部環境の影響を受け難くなり、常に略一定の安定した環境下で慣性力の測定を行うことができる。換言すれば、使用可能な環境条件が広くなる。
従って、使用可能な環境条件が広く、信頼性が高いセンサーユニット１００Ｄを提供することができる。なお、気密性は、前述した接合部材１０用の他の材料を用いた場合であっても、同様に確保することが可能である。
【００７９】
また、基板１５は、インナーケース２０に対して、硬化後も柔軟性がある接着剤で接着されているため、この接着剤も、インナーケース２０から基板１５へのノイズ振動を抑制する防振部材、緩衝部材として機能する。
よって、接合部材１０に加えて、基板の接着剤も防振部材、緩衝部材として機能するため、より効果的にノイズ振動を低減することができる。
従って、より信頼性が高く、検出精度の安定したセンサーユニット１００Ｄを提供することができる。
【００８０】
また、基板１５には、外部と接続するためのコネクター１６が実装されており、インナーケース２０には、コネクター１６を外部に露出するための開口部２１が形成されている。コネクター１６には、被装着装置からソケット型（メス）のコネクターが接続されるが、配線部分はフレキシブル基板や被覆ケーブルなどの柔軟性のある配線部材が用いられるため、コネクター１６からノイズ振動が伝わって来る恐れは低い。従って、検出精度の安定性、及び信頼性が高く、かつ、被装着装置との間で確実な通信動作を行うことが可能なセンサーユニット１００Ｄを提供することができる。
また、センサーモジュール２５（インナーケース２０）の上面の高さは、アウターケース１ｄの上面７よりも低く、落し蓋状に収納されているため、例えば、インナーケース２０側を被装着装置に向けて固定する場合でも、インナーケース２０が被装着面と接触しないため、ノイズ振動の伝播を防止することができる。従って、天地（上下）を反転しても使用可能な使い勝手の良いセンサーユニット１００Ｄを提供することができる。
【００８１】
（変形例５）
図１７および図１８は、変形例５に係るセンサーユニットの一例を示す断面図である。
上記変形例４では、接合部材１０は、１つとして説明したが、この構成に限定するものではなく、複数個用いても良い。例えば、図１７に示すように、接合部材１０に加えて、インナーケース２０上部（上面）の周縁部に接合部材１１をさらに配置しても良い。この場合、接合部材１０は多孔質部材とし、接合部材１１は断面がＬ字状（クランク状）でシリコーンゴム製としても良い。この構成によれば、接合部材１０により防振性を確保し、接合部材１１で気密性を確保するというように、材料の特性を活かした２つの部材を補完的に用いることにより、必要な防振性と気密性とを確保することができる。さらに、接合部材１０，１１の２ヶ所ともに接着することにより、アウターケース１に対してインナーケース２０（センサーモジュール）を、より確実に接着することができる。
【００８２】
また、インナーケース２０上部に断面がＬ字状の接合部材１１を配置する構成に限定するものではなく、他の部分に接合部材を配置しても良い。例えば、図１８に示すように、インナーケース２０の側面の周囲に溝を形成して、当該溝に接合部材１２を配置することでも良い。この構成でも、同様に、必要な防振性および気密性を確保することができる。さらに、接合部材１２の断面はシンプルな円形で良く、また、外から接合部材１２が見えないので、美観を損なう心配もない。また、接合部材１０は、底壁５よりも一段高い第１接合面６に配置することとして説明したが、これに限定するものではなく、アウターケース１ｄとインナーケース２０とが向かい合う部分に配置する構成であれば良い。例えば、第１接合面６を形成せずに、側壁４と底壁５とによるシンブルな構成として、底壁５の周縁部に接合部材１０を直接配置することであっても良い。
【００８３】
（変形例６）
図１９は、変形例６に係るセンサーユニットが被装着面に固定された状態を示す斜視図である。また、図２０は、センサーユニットの概要を図１９の被装着面側からみて示す斜視図である。まず、本変形例に係るセンサーユニット１００Ｅの概要について説明する。なお、上記実施形態と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
図１９において、センサーユニット１００Ｅは、自動車や、ロボットなどの運動体（被装着装置）の姿勢や、挙動（慣性運動量）を検出する慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）である。センサーユニット１００Ｅは、３軸の加速度センサーと、３軸の角速度センサーとを備えた、いわゆる６軸モーションセンサーとして機能する。
センサーユニット１００Ｅは、平面形状が略正方形の直方体であり、正方形の一辺の長さが約３ｃｍで、厚さが約１ｃｍのサイズである。正方形の対角線方向に位置する２ヶ所の頂点近傍に、固定部としての切欠き穴２ｅが形成されている。この２ヶ所の切欠き穴２ｅに、２本のネジ７０を通して、自動車などの被装着体（装置）の被装着面７１に、センサーユニット１００Ｅを固定した状態で使用する。なお、上記サイズは一例であり、部品の選定や設計変更により、例えば、スマートフォンや、デジタルカメラに搭載可能なサイズに小型化することも可能である。
【００８４】
センサーユニット１００Ｅは、被装着面７１から伝わって来る自動車のエンジン振動などのノイズ振動を抑制するための特長あるパッケージ構成を採用している。この構成により、従来のセンサーユニットよりも、高い信頼性と、検出精度の安定性とを実現している。以下、この特長あるパッケージ構成について、詳しく説明する。なお、この構成は、６軸モーションセンサーを備えたＩＭＵに限定するものではなく、慣性センサーを備えたユニット、またはデバイスであれば適用可能である。
【００８５】
図２０に示すように、センサーユニット１００Ｅの表面には、開口部２１が形成されている。開口部２１の内部（内側）には、プラグ型（オス）のコネクター１６が配置されている。コネクター１６は、複数のピンを有しており、複数のピンが図２０に正対して横方向に延在配置されている。なお、以下説明において、この複数のピンの延在方向をＸ軸方向とする。換言すれば、センサーユニット１００Ｅの正方形状において、図２０に正対して横方向となる辺の延在方向をＸ軸方向とする。また、正方形状においてＸ軸方向と直交する方向の辺の延在方向をＹ軸方向とする。そして、センサーユニット１００Ｅの厚さ方向をＺ軸方向として説明する。
コネクター１６には、被装着装置からソケット型（メス）のコネクター（図示せず）が接続されて、センサーユニット１００Ｅの電力や、検出データなどの電気信号の送受信が両者間で行われる。
【００８６】
センサーユニット１００Ｅは、被装着面７１（図１９を参照）から伝わって来る自動車のエンジン振動などのノイズ振動を抑制するための特長あるパッケージ構成を採用している。この構成により、従来のセンサーユニットよりも、高い信頼性と、検出精度の安定性とを実現している。以下、この特長あるパッケージ構成について、詳しく説明する。なお、この構成は、６軸モーションセンサーを備えたＩＭＵに限定するものではなく、慣性センサーを備えたユニット、またはデバイスであれば適用可能である。
【００８７】
図２１は、本変形例のセンサーユニット１００Ｅを図１９と同じ方向からみて示す分解斜視図である。また、図２２は、センサーユニット１００ｅにおける振動（ノイズ振動）伝達抑制構造を示す断面図である。以下、これらの図を用いて、本実施形態のセンサーユニット１００ｅが有するノイズ振動の伝達抑制構造などについて詳細に説明する。
図２１に示すように、インナーケース２０と基板１５とから構成されたセンサーモジュール２５と、アウターケース１ｅとを、接合部材を介在させて嵌合したセンサーユニット１００において、センサーモジュール２５と、アウターケース１ｅとは、締結部材としてのネジ１７０により締結（固定）されている。本実施形態では、締結部材として２本のネジ１７０が用いられているが、ネジ１７０の数はこの限りではない。また、２本のネジ１７０は、アウターケース１ｅに設けられた貫通孔９に底面８側から挿入され、接合部材１０および基板１５を挟んで、インナーケース２０にネジ止め・固定されている。以上、説明したセンサーユニット１００Ｅの各部の締結構造、および、その締結構造におけるノイズ振動の伝達抑制構造について、以下、詳細に説明する。
【００８８】
図２２において、アウターケース１ｅの底面８側には、ネジ１７０用の貫通孔９が設けられている。本実施形態では、アウターケース１の底面８の対角付近に２つの貫通孔９が設けられている（図２１を参照）。接合部材１０の貫通孔９と平面視で重なる位置には貫通孔が設けられ、インナーケース２０の貫通孔９と平面視で重なる位置にはネジ穴２９が形成されている。そして、アウターケース１ｅの貫通孔９から挿入された締結部材としてのネジ１７０がインナーケース２０のネジ穴２９にネジ締めされることにより、アウターケース１ｅ内に、センサーモジュール２５が接合部材１０（弾性部材）を介して締結・固定されている。ここで、アウターケース１ｅの貫通孔９形成部分の底面８側には、ネジ１７０のネジ頭を収容する凹部が形成され、その凹部において、ネジ１７０がアウターケース１の貫通孔９に弾性部材３１０を介して挿入されている。また、締結状態のネジ１７０のネジ頭が底面８より外側に突出しないように凹部の深さが設定されている。
【００８９】
また、図２２において、アウターケース１ｅとセンサーモジュール２５のインナーケース２０との間に介在する接合部材１０は、アウターケース１ｅの底壁５の一部としての第１接合面６に接触するとともに、第１接合面６（底壁５）から立ち上がる側壁４にも接触するように配置されている。即ち、接合部材１０は、断面がＬ字状（クランク状）に形成されている。
また、図２２に示すように、センサーモジュール２５をアウターケース１ｅに収納した状態において、センサーモジュール２５の上面（即ち、インナーケース２０の底面）２７の高さは、アウターケース１ｅの上面７の高さより低くなっている。なお、図２２に示す構成において、接合部材１０が弾性部材により構成されていることから、アウターケース１ｅの上面７の高さに対するセンサーモジュール２５の上面２７の高さは、センサーユニット１００Ｅの組み立て工程において、ネジ１７０の締め付けトルクによって調整することが可能である。
【００９０】
以上述べたように、本変形例に係るセンサーユニット１００Ｅによれば、以下の効果を得ることができる。
センサーモジュール２５（インナーケース２０）は、アウターケース１ｅの底壁５の一部である第１接合面６に接合部材１０を介して接合されている。インナーケース２０は、アウターケース１ｅに組込んだ際に、全周に渡って一定の隙間が形成されるサイズに設定されているため、両者は、接合部材１０のみを介して接合される構成となっている。
ここで、接合部材１０は、アウターケース１ｅよりも弾性率が小さい（柔軟性（がある）材質で構成されているため、アウターケース１ｅから伝わって来るノイズ振動を吸収（減衰）する作用を果たす。換言すれば、接合部材１０は、防振性を有する防振部材としてノイズ振動がインナーケース２０に及ぶことを抑制している。または、ノイズ振動を緩和する緩衝部材と言い換えても良い。特に、ＭＥＭＳ技術を用いた慣性センサーは、櫛歯状の電極構造などを備えた微小機械であるため、当該構造に拠る固有の共振周波数成分の振動に対して大きな反応を示し、計測結果にノイズが含まれてしまう恐れがあったが、これらの構成によれば、ノイズ振動を確実に抑制することができる。
【００９１】
また、センサーモジュール２５（インナーケース２０）の上面２７の高さは、アウターケース１ｅの上面７よりも低く、落し蓋状に収納されているため、例えば、インナーケース２０側を被装着装置に向けて固定する場合でも、インナーケース２０が被装着面と接触しないため、ノイズ振動の伝播を防止することができる。従って、天地（上下）を反転しても使用可能な使い勝手の良いセンサーユニット１００Ｅを提供することができる。
【００９２】
また、上記実施形態のセンサーユニット１００Ｅによれば、アウターケース１ｅとセンサーモジュール２５とは、アウターケース１ｅに設けられた貫通孔９から挿入されるネジ１７０により締結され、アウターケース１ｅとセンサーモジュール２５との間に弾性部材としての接合部材１０、および、ネジ１７０のネジ頭とアウターケース１ｅとの間に弾性部材３１０が配置される構成とした。
この構成によれば、アウターケース１ｅとセンサーモジュール２５との間に弾性を有する接合部材１０および弾性部材３１０が配置されることにより、ネジ１７０によるアウターケース１ｅとセンサーモジュール２５との締結構造において、アウターケース１ｅからセンサーモジュール２５へのノイズ振動の伝播をより確実に抑えることができる。
【００９３】
また、接合部材１０は、アウターケース１ｅの底壁５の一部である第１接合面６とともに、その第１接合面６から立ち上がる側壁４にも接触させる構成とした。これにより、センサーモジュール２５がアウターケース１ｅの側壁４と接触することによるノイズ振動の伝播を抑制することができるとともに、組立工程において、接合部材１０をセンサーモジュール２５のアウターケース１ｅに対する位置決めガイドとして用いることにより、組立の作業性を向上させる効果が期待できる。
【００９４】
さらに、切削加工や、金型で精度良く形成されたアウターケース１ｅ、接合部材１０、インナーケース２０を、この順番で重ねて組立てる構成であるため、従来技術のように慣性センサーを宙吊り状態とした構成とは異なり、慣性センサーを搭載した基板１５（センサーモジュール２５）を精度良く位置決めできる。換言すれば、慣性センサーの位置が常に安定している。また、重ねて組立てる構成は、作業し易く製造効率が良い。
よって、センサーユニット１００Ｅによれば、慣性センサーの位置が安定しているため信頼性が高く、防振性がある接合部材１０を備えているためノイズ振動の影響を受け難く、検出精度が安定する。
従って、信頼性が高く、検出精度の安定したセンサーユニット１００Ｅを提供することができる。また、アルミ製のアウターケース１ｅに、同じくアルミ製のインナーケース２０を入れ子状に篏合させる構造であるため、小型（コンパクト）で、かつ、堅牢（強固）なパッケージ構成となっている。従って、設置場所の選択肢が広く、かつ、耐久性に優れたセンサーユニット１００Ｅを提供することができる。
【００９５】
さらに、接合部材１０として気密性に優れたシリコーンゴム製のパッキンを用いている。よって、接合部材１０は、アウターケース１ｅの第１接合面６と、インナーケース２０の第２接合面２２とを接着するだけでなく、リング状の接合面の気密性も確保している。また、コネクター１６の周囲も隙間なく接着剤が塗布されているため、インナーケース２０の開口部２１も気密性が確保されている。これらの構成により、センサーユニット１００の内部は、外部からの気密性（防水性）が確保されている。よって、センサーユニット１００Ｅの内部環境は、外部環境の影響を受け難くなり、常に略一定の安定した環境下で慣性力の測定を行うことができる。換言すれば、使用可能な環境条件が広くなる。
従って、使用可能な環境条件が広く、信頼性が高いセンサーユニット１００Ｅを提供することができる。なお、気密性は、前述した接合部材１０用の他の材料を用いた場合であっても、同様に確保することが可能である。
【００９６】
また、基板１５は、インナーケース２０に対して、固化状態において弾性を有する（柔軟性がある）接着剤で接着されているため、この接着剤も、インナーケース２０から基板１５へのノイズ振動を抑制する防振部材、緩衝部材として機能する。
よって、接合部材１０に加えて、基板の接着剤も防振部材、緩衝部材として機能するため、より効果的にノイズ振動を低減することができる。
従って、より信頼性が高く、検出精度の安定したセンサーユニット１００Ｅを提供することができる。
【００９７】
（変形例７）
上記実施形態２では、凹部３１空間内に充填する充填部材５０の充填量を適切にして、且つ、製造工程における充填量の管理をし易くするために、基板１５´に貫通孔部９０、または、溝部を設ける構成について説明した。これに限らず、凹部３１が形成されたインナーケース２０側に過剰な充填部材５０を収容するスペースを設ける構成としてもよい。
図２３は、変形例７に係るセンサーユニットを示す断面図である。以下、インナーケース２０側で充填部材の充填量を適切に制御し得る構造の一例について説明する。なお、なお、上記実施形態と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
【００９８】
図２３に示す本変形例のセンサーユニット１００Ｆは、インナーケース２０の凹部３１の周縁の一部に、インナーケース２０の厚み方向において凹部３１の凹底面よりも高い棚部３１ｆが形成されている（図２３においては、凹部３１の凹底面が上に位置し、その凹底部より下に棚部が位置している）。本変形例では、センサーユニット１００Ｆの平面視において、凹部３１のコネクター１６寄りの辺と、それに対向する辺とに沿って棚部３１ｆが形成されているが、これに限らず、いずれか一方の辺に沿って棚部３１ｆを形成してもよく、また、他の辺に沿った棚部を設ける構成としてもよい。棚部３１ｆは、インナーケース２０の凹部３１の周縁の一部に形成された段差、あるいは、凹部３１の深さが浅い領域ということもできる。
なお、凹部３１の周縁の一部に形成される棚部３１ｆは、好ましくは、基板１５の平面視において、少なくとも一つの慣性センサーより基板１５の中央側に配置するとよく、更に好ましくは、凹部３１と基板１５とにより形成される空間において、インナーケース２０側とアウターケース１側とを連通する連通路に対して、慣性センサーを挟んだ反対側に位置するとよい。これによって、棚部３１ｆが設けられた凹部３１に充填部材５０を入れた後に、慣性センサーなどが実装された基板１５を搭載したときに、充填部材５０が空間の解放部分である連通路とともに棚部３１ｆにも移動するので、基板１５と凹部３１とにより形成される空間に充填部材５０を均等に行き渡らせることができる。
【００９９】
この構成によれば、基板１５と凹部３１とにより形成される空間に充填される充填部材５０が空間の容積よりも多くなった場合に、過剰分の充填部材５０が凹部３１の周縁部に設けられた棚部に収容されるので、過剰分の接着剤が望まない箇所に溢れ出すのを抑えることができ、製造工程において凹部３１に充填する充填部材５０の充填量の管理がし易いセンサーユニットを提供することができる。
【０１００】
（電子機器）
図２４は、電子機器の一例としてのスマートフォンの外観図である。
スマートフォン１１０には、上述したセンサーユニット１００，１００Ｂ，１００Ｃが組込まれている。センサーユニット１００，１００Ｂ，１００Ｃが検出した検出データは、スマートフォン１１０の制御部１１１に送信される。制御部１１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成されており、受信した検出データからスマートフォン１１０の姿勢や、挙動を認識して、表示画像を変化させたり、警告音や、効果音を鳴らしたり、振動モーターを駆動して本体を振動させることができる。換言すれば、スマートフォン１１０のモーションセンシングを行い、計測された姿勢や、挙動から、表示内容を変えたり、音や、振動などを発生させたりすることができる。特に、ゲームのアプリケーションを実行する場合には、現実に近い臨場感を味わうことができる。
【０１０１】
図２５は、電子機器の一例としてのデジタルカメラの外観図である。
デジタルカメラ１２０には、上述したセンサーユニット１００，１００Ｂ，１００Ｃが組込まれている。センサーユニット１００，１００Ｂ，１００Ｃが検出した検出データは、デジタルカメラ１２０の制御部（図示せず）に送信される。制御部は、ＣＰＵを含んで構成されており、受信した検出データからデジタルカメラ１２０の姿勢を検出して、検出結果に基づく制御信号を手ぶれ補正装置１２１に送信する。手ぶれ補正装置１２１は、制御信号に応じてレンズセット１２２内の特定のレンズを移動させて手振れ補正を行う。
なお、スマートフォンや、デジタルカメラに限定するものではなく、携帯電話機、携帯型ゲーム機、ゲームコントローラー、カーナビゲーションシステム、ポインティングデバイス、ヘッドマウンティングディスプレイ、タブレットパソコン等の各種電子機器にも、同様にセンサーユニット１００，１００Ｂ，１００Ｃが組込むことができ、同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
（移動体）
図２６は、移動体の一例としての自動車１３０の外観図である。
自動車１３０には、上述したセンサーユニット１００，１００Ｂ，１００Ｃが組込まれている。センサーユニット１００，１００Ｂ，１００Ｃが検出した検出データは、自動車１３０の車体姿勢制御装置１３２に送信される。車体姿勢制御装置１３２は、ＣＰＵを含んで構成されており、受信した検出データから自動車１３０の姿勢や、挙動を検出して、検出結果に基づく制御信号を車輪１３３のブレーキ制御装置や、サスペンション制御装置に送信する。例えば、急なハンドル操作を行ったときや、滑りやすい路面を走行中など、横滑りと認識される姿勢や、挙動が検出された場合、ブレーキ制御装置は、制御信号に従って各車輪１３３のブレーキをかけることにより、車両の進行方向を修正し、元の進行方向を維持するように制御する。換言すれば、車両の進行方向を保つように、ブレーキングする。
なお、自動車に限定するものではなく、二輪車、土木・建設機械、農業機械、農場向け重機、無人機、航空機、ヘリコプター、小型潜水艦、ロボット等の各種移動体にも、同様にセンサーユニット１００，１００Ｂ，１００Ｃが組込むことができ、同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【０１０４】
例えば、上記実施形態では、基板１５に実装する各慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）やその他の電子素子を、基板１５および凹部３１により形成される凹部３１空間内に配置されるように、基板１５の凹部３１側の面に実装する構成とした。そして、凹部３１空間内に配置された各慣性センサー（１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ，１８）やその他の電子素子などのなるべく多くの部分が充填部材５０に覆われている状態にすることが望ましいことを説明した。
これに限らず、凹部３１空間に充填された充填部材５０により、基板１５とインナーケース２０とが所定の強度以上を確保するように固定されていれば、本発明の効果は得られるので、各慣性センサーやその他の電子素子を、基板１５の反対側の面（凹部３１と対向する面とは反対側の面）に配置する構成としてもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、アウターケース１とセンサーモジュール２５のインナーケース２０との間に介在させる接合部材１０を、アウターケース１の底壁５の一部としての第１接合面６に接触するとともに、第１接合面６（底壁５）から立ち上がる側壁４にも接触するように配置させた。これに限らず、センサーモジュール２５がアウターケース１の側壁４に接触しないように隙間を確保して固定することができれば、接合部材１０は、アウターケース１の底壁５および底壁５の一部である第１接合面６に接触するように配置されていればよい。
【０１０６】
また、上記実施形態では、センサーユニット１００において、外部機器などの被装着面７１に装着した際に被装着面７１に接触するアウターケース１の上面７は、枠状の同一である例を図示した。これに限らず、アウターケース１の被装着面７１との接触部分は、被装着面７１に対してセンサーユニット１００が不具合のない程度に固定できればよく、例えば、複数の面に分かれた接触面であってもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１，１ｄ，１ｅ…アウターケース、２…固定部としてのネジ穴、３…内部、４…側壁、５…底壁、６…底壁の一部としての第１接合面、７…アウターケースの上面、９…貫通孔、１０…接合部材、１５，１５´…基板、１６…コネクター、１７ｘ，１７ｙ，１７ｚ…慣性センサーとしての角速度センサー、１８…慣性センサーとしての加速度センサー、１９…制御ＩＣ、２０…インナーケース、２１…開口部、２２…第２接合面、２５…センサーモジュール、２７…センサーモジュールの上面、２９…ネジ穴、３１…凹部、３２…凹部の底面、５０…充填部材、７０…ネジ、７１…被装着面、８１…露出部、８２…塗装面、９０…貫通孔部、１００，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ…センサーユニット、１１０…スマートフォン、１２０…デジタルカメラ、１３０…自動車、１７０…締結部材としてのネジ、２１０，３１０…弾性部材。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年9月17日(2019.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸としたとき、
前記Ｚ軸に直交する互いに表裏の関係にある表面及び裏面、前記Ｘ軸に直交する第１側面、及び前記Ｙ軸に直交する第２側面を含む基板と、
前記基板の前記第１側面に搭載され、前記Ｘ軸方向の角速度を検出する第１のジャイロセンサーと、
前記基板の前記第２側面に搭載され、前記Ｙ軸方向の角速度を検出する第２のジャイロセンサーと、
前記基板の前記表面に搭載され、前記Ｚ軸方向の角速度を検出する第３のジャイロセンサーと、
前記基板の前記表面に搭載され、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向、及び前記Ｚ軸方向の加速度を検出する加速度センサーと、
互いに表裏の関係にある外部接続端子と入出力端子とを含み、前記外部接続端子が前記基板の前記表面に搭載されているコネクターと、
前記Ｚ軸に直交する露出面を含み、前記基板の前記表面側が対向するように前記基板が実装されているインナーケースと、
前記Ｚ軸方向に開口している第１の開口部が設けられ、前記Ｚ軸に直交する底壁及び前記底壁に接している側壁を含むアウターケースと、
を含み、
前記インナーケースは、
前記アウターケースの前記第１の開口部、前記底壁、及び前記側壁により囲まれている空間に収納され、かつ、前記アウターケースの前記底壁に弾性部材を介して搭載され、
前記インナーケースの前記露出面は、前記第１の開口部から露出し、
前記コネクターの前記入出力端子は、前記Ｚ軸の方向を向いていることを特徴とするセンサーユニット。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１のジャイロセンサー、前記第２のジャイロセンサー、前記第３のジャイロセンサー、及び前記加速度センサーを制御する制御ＩＣが、前記基板の前記裏面に搭載されていることを特徴とするセンサーユニット。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記インナーケースは、前記Ｚ軸方向に開口している第２の開口部が設けられ、
前記コネクターの前記入出力端子は、前記第２の開口部から露出していることを特徴とするセンサーユニット。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記弾性部材の弾性率は、前記アウターケース弾性率よりも小さいことを特徴とするセンサーユニット。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記底壁の周縁部には、中央部よりも前記第１の開口部からの距離が小さい第１接合面が設けられ、
前記弾性部材は、前記第１接合面に配置されていることを特徴とするセンサーユニット。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記弾性部材は、前記アウターケースの前記側壁に接触していることを特徴とするセンサーユニット。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、
前記インナーケースは、前記基板側に凹部が設けられ、
前記第１のジャイロセンサー、前記第２のジャイロセンサー、前記第３のジャイロセンサー、及び前記加速度センサーは、前記基板と前記凹部により囲まれている空間に配置されていることを特徴とするセンサーユニット。
【請求項８】
請求項７において、
前記空間は、充填部材が充填され、
前記第１のジャイロセンサー、前記第２のジャイロセンサー、前記第３のジャイロセンサー、及び前記加速度センサーは、前記充填部材により覆われていることを特徴とするセンサーユニット。
【請求項９】
請求項７または８において、
前記Ｚ軸方向からの平面視で、前記基板の前記表面は、前記凹部と重なる領域に、前記凹部側に開口した溝部または貫通孔が設けられていることを特徴とするセンサーユニット。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のセンサーユニットを含むことを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のセンサーユニットを含むことを特徴とする移動体。