JP2013164394A - センサーモジュールおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】構造体の基板の固有振動のＱ値を低くして、構造体の外部からの振動によりセンサー出力の変動が生じることを低減したセンサーモジュールを提供する。
【解決手段】構造体１８は第１基板２５、２７および第２基板２６を備える。第１基板２５、２７および第２基板２６は板面同士を互いに交差させて連結される。第１基板２５、２７および第２基板２６は収納空間の側壁をなす。第１基板２５、２７の収納空間側の板面に第１センサー５３、５７は支持される。第２基板２６の収納空間側の板面に第２センサー５４が支持される。収納空間における第１基板２５、２７の板面の面積および第２基板２６の板面の面積は互いに相違する。
【選択図】図８

Description

本発明は、複数の基板を連結して構造体を形成するセンサーモジュール等に関する。

センサーモジュールでは、例えば特許文献１〜３に開示されるように、複数の基板の各々にセンサーを実装し、基板同士を連結して組み立てた構造体が知られている。センサーには所定軸の回りの角速度または加速度を検出するセンサーが用いられ、各々のセンサーが直交関係となるように基板同士が相互に連結されて構造体が形成される。

特開平７−３０６０４７号公報 特開２００５−１９７４９３号公報 特開平１１−２１１４８１号公報

センサーモジュールの外部から振動が入力されたときのセンサーの応答について考えると、センサーが実装された構造体の外部から振動（例えば、使用環境下による加圧、落下時の衝撃等）が入力されると、構造体を構成する基板では、その材質および形状によって決まる固有振動数で共振が発生し、基板に実装されているセンサーの振動が誘引され、センサー出力の変動を引き起こすおそれがある。基板の固有振動のＱ値が高いほど共振の振幅は大きくなりセンサー出力への影響は大きくなる。

本発明の少なくとも１つの態様によれば、構造体の基板の固有振動のＱ値を低くして、構造体の外部からの振動によりセンサー出力の変動が生じることを低減したセンサーモジュールを提供することができる。

（１）本発明の一態様は、収納空間の側壁をなし、板面同士が互いに交差して連結された第１基板および第２基板を含む構造体と、前記第１基板の前記収納空間側の板面に支持された第１センサーと、前記第２基板の前記収納空間側の板面に支持された第２センサーとを備え、前記収納空間における前記第１基板の板面の面積および前記第２基板の板面の面積は互いに相違するセンサーモジュールに関する。

構造体の外部から振動が入力されたとしても、第１基板および第２基板の基板間の不連続部分（連結部分）で振動エネルギーのロスが発生し振動のＱ値は低下する。さらに、構造体の収納空間側の第１基板の面積と第２基板の面積とを互いに相違させることにより、構造体の対称性が崩れて、エネルギーの分散が大きくなり、固有振動のＱ値は低下する。これにより、第１基板および第２基板の各々に実装されたセンサーはそれぞれ高い精度で角速度や加速度等の物理量を検出することができる。

（２）前記第１基板における前記第２基板の連結部から前記第１センサーまでの距離は、前記第２基板における前記第１基板の連結部から前記第２センサーまでの距離と相違することができる。第１基板の振動や第２基板の振動は第１基板および第２基板の連結部からの距離に応じて異なる挙動を示すことから、２つの距離が相違すれば、第１基板の振動と第２基板の振動との間で相互の影響は回避されることができる。こうしたことは相互干渉の防止に大いに貢献することができる。

（３）前記第２基板側から前記収納空間を見たときに、前記第２センサーの少なくとも一部は前記第１センサーと重なることができる。こうして第１センサーおよび第２基板の間の空間は有効利用されることができる。こうした空間の利用はセンサーモジュールの小型化に寄与することができる。

（４）センサーモジュールでは、前記第１センサーおよび前記第２センサーは振動ジャイロセンサーであることができる。

（５）センサーモジュールでは、前記第１センサーは加速度センサーであり、前記第２センサーは振動ジャイロセンサーであることができる。

（６）センサーモジュールは、前記第１基板および前記第２基板に交差して連結され、前記収納空間の側壁をなす第３基板と、前記第３基板の前記収納空間側の板面に支持された第３センサーとをさらに備え、前記収納空間における前記第１基板の板面の面積、前記第２基板の板面の面積および前記第３基板の板面の面積は互いに相違することができる。

構造体の外部から振動が入力されたとしても、第１基板および第３基板の基板間の不連続部分（連結部分）、および第２基板および第３基板の基板間の不連続部分（連結部分）で振動エネルギーのロスが発生し振動のＱ値は低下する。さらに、構造体の収納空間側の第１基板の面積と第３基板の面積とを互いに相違させ第２基板の面積と第３基板の面積とを互いに相違させることにより、構造体の対称性が崩れて、エネルギーの分散が大きくなり、固有振動のＱ値は低下する。これにより、第１基板、第２基板および第３基板の各々に実装されたセンサーはそれぞれ高い精度で角速度や加速度等の物理量を検出することができる。

（７）前記第１基板における前記第３基板の連結部から前記第１センサーまでの距離は前記第３基板における前記第１基板の連結部から前記第３センサーまでの距離と相違することができる。第１基板の振動や第３基板の振動は第１基板および第３基板の連結部からの距離に応じて異なる挙動を示すことから、２つの距離が相違すれば、第１基板の振動と第３基板の振動との間で相互の影響は回避されることができる。こうしたことは相互干渉の防止に大いに貢献することができる。

（８）前記第１基板側から前記収納空間を見たときに、前記第１センサーの少なくとも一部は前記第３センサーと重なることができる。こうして第３センサーおよび第１基板の間の空間は有効利用されることができる。こうした空間の利用はセンサーモジュールの小型化に寄与することができる。

（９）前記第２基板における前記第３基板の連結部から前記第２センサーまでの距離は、前記第３基板における前記第２基板の連結部から前記第３センサーまでの距離と相違することができる。第２基板の振動や第３基板の振動は第２基板および第３基板の連結部からの距離に応じて異なる挙動を示すことから、２つの距離が相違すれば、第２基板の振動と第３基板の振動との間で相互の影響は回避されることができる。こうしたことは相互干渉の防止に大いに貢献することができる。

（１０）前記第２基板側から前記収納空間を見たときに、前記第２センサーの少なくとも一部は前記第３センサーと重なることができる。こうして第３センサーおよび第２基板の間の空間は有効利用されることができる。こうした空間の利用はセンサーモジュールの小型化に寄与することができる。

（１１）センサーモジュールでは、前記第３センサーは振動ジャイロセンサーであることができる。

（１２）前記構造体は、前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方に連結され、前記収納空間の側壁をなすインターフェイス基板をさらに備えることができ、前記インターフェイス基板には、前記インターフェイス基板の前記収納空間側の板面に支持された演算処理回路と、前記収納空間側の板面とは反対側の板面で支持されたインターフェイス部品と、が搭載されることができる。

センサーモジュールはインターフェイス部品でプリント配線基板に実装されることができる。インターフェイス部品は演算処理回路とプリント配線基板との間で導通を確立する。一般に導通材料は熱伝達率が高いことから、インターフェイス部品は効率的に演算処理回路の熱をプリント配線基板に伝達することができる。こうして演算処理回路の放熱は促進されることができる。

（１３）前記構造体には温度センサーが備えられることができる。前記温度センサーは前記インターフェイス基板以外の基板に取り付けられることができる。こうして温度センサーは演算処理回路から遠ざけられることができる。温度センサーは演算処理回路の熱からできるだけ分離されることができる。その結果、温度センサーは収納空間内の温度を適確に検出することができる。

（１４）センサーモジュールは電子器に組み込まれて利用されることができる。電子機器はセンサーモジュールを備えればよい。

一実施形態に係るセンサーモジュールの外観を概略的に示す斜視図である。 裏からセンサーモジュールの外観を概略的に示す斜視図である。 基板組立体のインターフェイス基板を概略的に示すセンサーモジュールの部分分解斜視図である。 基板組立体の全体構造を概略的に示す基板組立体の透視図である。 基板組立体の外観を概略的に示す基板組立体の斜視図である。 基板組立体の正面図である。 基板組立体の構成を概略的に示す収納空間の側面図である。 基板組立体の構成を概略的に示す収納空間の平面図である。 基板組立体の構成を概略的に示す収納空間の側面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

（１）センサーモジュールの構成
図１は一実施形態に係るセンサーモジュール１１を概略的に示す。センサーモジュール１１は筐体１２を備える。筐体１２は例えば直方体の箱形に形成される。筐体１２は直方体の内部空間を区画する。筐体１２は箱体１２ａおよびベース１２ｂに分割されることができる。箱体１２ａは内部空間の天面および４つの側面を覆う。ベース１２ｂは内部空間の底面を覆う。箱体１２ａおよびベース１２ｂは例えばアルミニウム材から成形されることができる。箱体１２ａおよびベース１２ｂの表面は例えばニッケルのめっき膜で覆われることができる。

図２に示されるように、ベース１２ｂは箱体１２ａの開放面を塞ぐ。ベース１２ｂの輪郭に沿ってベース１２ｂおよび箱体１２ａの隙間には封止材１３が詰められる。ベース１２ｂには開口１４が形成される。開口１４内にはコネクター（インターフェイス部品）１５が配置される。コネクター１５は導通部材１６を有する。導通部材１６は導電性を有するとともに高い熱伝導性能を有する。導通部材１６は例えば金属材料から形成されることができる。コネクター１５は受け側のコネクター（図示されず）に受け止められることができる。コネクター１５はセンサーモジュール１１の外部端子を構成する。コネクター１５の輪郭に沿ってコネクター１５およびベース１２ｂの隙間には封止材１７が詰められる。こうして筐体１２の内部空間は気密に密閉される。

図３に示されるように、箱体１２ａの内部空間には構造体１８が収容される。構造体１８はインターフェイス基板１９を備える。インターフェイス基板１９はリジッド基板で構成される。リジッド基板の基体は例えば樹脂板やセラミック板で形成されることができる。樹脂板は例えばガラス繊維に含浸された樹脂材で形成されることができる。インターフェイス基板１９の外向きの板面（インターフェイス基板の裏面に相当）２１にコネクター１５が実装される。導通部材１６は少なくともインターフェイス基板１９の基体の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有すればよい。

インターフェイス基板１９の裏面にはグラウンド端子２２が形成される。個々のグラウンド端子２２に対応してベース１２ｂの縁には切り欠き２３が形成される。切り欠き２３の内側でグラウンド端子２２にははんだ（図示されず）が盛られる。はんだはグラウンド端子２２にベース１２ｂを接合する。こうしてインターフェイス基板１９はベース１２ｂに接地される。

図４に示されるように、構造体１８は、インターフェイス基板１９のほか、１枚の天板（第３基板）２４、第１側板（第２基板）２５、第２側板（第２基板）２６、第３側板（第１基板）２７および第４側板２８を備える。インターフェイス基板１９、天板２４および側板２５〜２８で６面体の箱体が形成される。天板２４および第１〜第４側板２５〜２８はリジッド基板で構成される。リジッド基板の基体は例えば樹脂板やセラミック板で形成されることができる。樹脂板は例えばガラス繊維に含浸された樹脂材で形成されることができる。

構造体１８では第１〜第４側板２５〜２８で枠組み２９が形成される。第１〜第４側板２５〜２８は相互に連結される。枠組み２９は収納空間３１を囲む。枠組み２９は６面体の収納空間３１の４側面を塞ぐ。第１〜第４側板２５〜２８にはそれぞれ外向きの第１板面２５ａ、２６ａ、２７ａ、２８ａが規定される。第１板面２５ａ〜２８ａの裏側に内向きの第２板面２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８ｂが規定される。第１〜第４側板２５〜２８は第１板面２５ａ〜２８ａの裏側すなわち第２板面２５ｂ〜２８ｂで収納空間３１を仕切る。枠組み２９はインターフェイス基板１９および天板２４の間に挟まれる。インターフェイス基板１９は６面体の収納空間３１の底面を塞ぐ。天板２４は６面体の収納空間３１の上面を塞ぐ。インターフェイス基板１９および天板２４は板面１９ａ、２４ａ同士で向き合う。インターフェイス基板１９、天板２４および第１〜第４側伊田２５〜２８はそれぞれ収納空間３１の側壁をなす。

第１側板２５および第３側板２７は相互に平行に広がる。第１側板２５の第２板面２５ｂと第３側板２７の第２板面２７ｂとは相互に向き合う。こうして第１側板２５および第３側板２７の間に収納空間３１は挟まれる。収納空間３１に面する第２板面２５ｂ、２７ｂは第１大きさ（面積）Ｌ×Ｈに形成される。ここでは、第１大きさＬ×Ｈは第１側板２５および第３側板２７の大きさに相当する。

第２側板２６および第４側板２８は相互に平行に広がる。第２側板２６の第２板面２６ｂと第４側板２８の第２板面２８ｂとは相互に向き合う。第１側板２５および第３側板２７は第２側板２６および第４側板２８の間に挟まれる。こうして収納空間３１は第２側板２６の第２板面２６ｂおよび第４側板２８の第２板面２８ｂの間に挟まれる。収納空間３１に面する第２板面２６ｂ、２８ｂは第１大きさＬ×Ｈより小さい第２大きさ（面積）Ｗ×Ｈ（Ｗ＜Ｌ）に形成される。ここでは、第２側板２６および第４側板２８そのものの大きさは第１側板２５および第３側板２７の大きさから相違する。

第１側板２５および第３側板２７は端面２５ｃ、２７ｃで第２側板２６および第４側板２８の第２板面２６ｂ、２８ｂに突き当てられる。第１および第３側板２５、２７は第２側板２６の第２板面２６ｂおよび第４側板２８の第２板面２８ｂに交差する。交差角は任意に設定されることができる。ここでは、交差角は直角に設定される。このとき、「突き当て」には、第１および第３側板２５、２７の端面２５ｃ、２７ｃが直接に底板第２側板２６または第４側板２８の第２板面２６ｂ、２８ｂに接触する場合だけでなく、接合材等の挟み込みにより端面２５ｃ、２７ｃが間接的に第２板面２６ｂ、２８ｂに支持される場合や、端面２５ｃ、２７ｃおよび第２板面２６ｂ、２８ｂの間に間隔が形成される場合も含まれるものとする。以下、「突き当て」の定義は同様とする。

第２側板２６および第４側板２８には張り出し域３２が形成される。張り出し域３２は、収納空間３１から外側に向かって第１側板２５の第１板面２５ａまたは第３側板２７の第１板面２７ａから張り出す第２側板２６および第４側板２８で形成される。張り出し域３２の張り出し量は第１長さＧに設定される。張り出し量は第１側板２５または第３側板２７の第１板面２５ａ、２７ａから垂直方向に測定されればよい。

インターフェイス基板１９および天板２４は相互に平行に広がる。インターフェイス基板１９および天板２４の輪郭は長方形に接する４辺を有する。インターフェイス基板１９の板面１９ａと天板２４の板面２４ａとは相互に向き合う。こうしてインターフェイス基板１９および天板２４の間に収納空間３１は挟まれる。収納空間３１に面する板面１９ａ、２４ａは第１大きさＬ×Ｈおよび第２大きさＷ×Ｈよりも大きい第３大きさ（面積）Ｌ×Ｗに形成される。ここでは、インターフェイス基板１９および天板２４そのものの大きさは第１〜第４側板２５〜２８の大きさから相違する。

第１〜第４側板２５〜２８は端面２５ｄ〜２８ｄでインターフェイス基板１９の板面１９ａおよび天板２４の板面２４ａに突き当てられる。第１〜第４側板２５〜２８はインターフェイス基板１９の板面１９ａおよび天板２４の板面２４ａに交差する。交差角は任意に設定されることができる。ここでは、交差角は直角に設定される。

インターフェイス基板１９および天板２４には第１張り出し域３３および第２張り出し域３４が形成される。第１張り出し域３３は、収納空間３１から外側に向かって第２側板２６の第１板面２６ａまたは第４側板２８の第１板面２８ａから張り出すインターフェイス基板１９および天板２４で形成される。第１張り出し域３３の張り出し量は第２長さＦに設定される。その結果、インターフェイス基板１９の第１張り出し域３３と天板２４の第１張り出し域３３とは第１ポケット空間ＰＫ１を挟む。張り出し量は第２側板２６または第４側板２８の第１板面２６ａ、２８ａから垂直方向に測定されればよい。第２側板２６の第１板面２６ａおよび第４側板２８の第１板面２８ａに沿って第１張り出し域３３で第１ポケット空間ＰＫ１が区画される。

第２張り出し域３４は、収納空間３１から外側に向かって第１側板２５の第１板面２５ａまたは第３側板２７の第１板面２７ａから張り出すインターフェイス基板１９および天板２４で形成される。第２張り出し域３４の張り出し量は第１長さＧに設定される。その結果、第２側板２６および第４側板２８の張り出し域３２とインターフェイス基板１９および天板２４の第２張り出し域３４とはいずれも第２ポケット空間ＰＫ２を挟む。張り出し量は第１側板２５または第３側板２７の第１板面２５ａ、２７ａから垂直方向に測定されればよい。第１側板２５および第３側板２７の第１板面２５ａ、２７ａに沿って張り出し域３２および第２張り出し域３４で第２ポケット空間ＰＫ２は区画される。

図５に示されるように、インターフェイス基板１９は第１導電配線３５を有する。第１導電配線３５は導電材から形成される。導電材には例えば銅といった金属材料が用いられることができる。第１導電配線３５は第１導電パッド３５ａおよび第２導電パッド３５ｂを有する。第１導電パッド３５ａおよび第２導電パッド３５ｂは枠組み２９の外側でインターフェイス基板１９の板面１９ａに形成される。第１導電パッド３５ａはインターフェイス基板１９の輪郭の一辺と第１側板２５の第１板面２５ａとの間に一列に配置される。当該一辺は第１板面２５ａに平行に延びる。第２導電パッド３５ｂはインターフェイス基板１９の輪郭の一辺と第２側板２６の第２板面２６ａとの間に一列に配置される。当該一辺は第１板面２６ａに平行に延びる。第１導電パッド３５ａおよび第２導電パッド３５ｂは基体の表面に広がる薄膜として形成されることができる。

第１〜第４側板２５〜２８は第２導電配線３６を有する。第２導電配線３６は導電材から形成される。導電材には例えば銅といった金属材料が用いられることができる。第２導電配線３６は第１接続端子３６ａおよび第２接続端子３６ｂを有する。第１接続端子３６ａは第１側板２５の第１板面２５ａに形成される。第２接続端子３６ｂは第２側板２６の第１板面２６ａに形成される。第１接続端子３６ａおよび第２接続端子３６ｂはそれぞれ基体の端面に進入せずに基体の板面に広がる薄膜として形成されることができる。各側板２５〜２８の端面には基体の絶縁体が露出する。各側板２５〜２８の端面は絶縁体で形成される。

構造体１８は第１接合材３７を備える。第１接合材３７は第１導電配線３５および第２導電配線３６に接合される。第１接合材３７は個々に第１導電パッド３５ａおよび第１側板２５の対応の第１接続端子３６ａに同時に固着される。第１導電パッド３５ａは第１接続端子３６ａに１対１で接続される。同様に、第１接合材３７は個々に第２導電パッド３５ｂおよび第２側板２６の対応の第２接続端子３６ｂに同時に固着される。第２導電パッド３５ｂは第２接続端子３６ｂに１対１で接続される。第１接合材３７は導電性を有する。第１接合材３７は例えばはんだ材で形成される。はんだ材に代えて例えば導電接着剤が用いられてもよい。第１接合材３７でインターフェイス基板１９および第１側板２５は相互に連結される。同様に第１接合材３７でインターフェイス基板１９および第２側板２６は相互に連結される。

第１側板２５および第２側板２６では第１板面２５ａ、２６ａに電子部品３８が実装される。電子部品３８は例えば第２導電配線３６に電気的に接続されることができる。電子部品３８はポケット空間ＰＫ１、ＰＫ２内に収容される。第１長さＧおよび第２長さＦは電子部品３８の最大高さｈよりも大きく設定される。最大高さｈは第１側板２５または第２側板２６の第１板面２５ａ、２６ａから垂直方向に測定されればよい。

図６に示されるように、天板２４は第３導電配線４１を有する。第３導電配線４１は第１導電配線３５と同様に構成される。第３導電配線４１は第３導電パッド４１ａおよび第４導電パッド４１ｂを有する。第３導電パッド４１ａおよび第４導電パッド４１ｂは枠組み２９の外側で天板２４の板面２４ａに形成される。第３導電パッド４１ａは天板２４の輪郭の一辺と第１側板２５の第１板面２５ａとの間に一列に配置される。当該一辺は第１板面２５ａに平行に延びる。第４導電パッド４１ｂは天板２４の輪郭の一辺と第２側板２６の第２板面２６ａとの間に一列に配置される。当該一辺は第１板面２６ａに平行に延びる。

第１〜第４側板２５〜２８は第４導電配線４２を有する。第４導電配線４２は第２導電配線３６と同様に構成される。第４導電配線４２は第３接続端子４２ａおよび第４接続端子４２ｂを有する。第３接続端子４２ａは第１側板２５の第１板面２５ａに形成される。第４接続端子４２ｂは第２側板２６の第１板面２６ａに形成される。

構造体１８は第２接合材４３を備える。第２接合材４３は第３導電配線４１および第４導電配線４２に接合される。第２接合材４３は個々に第３導電パッド４１ａおよび第１側板２５の対応の第３接続端子４２ａに同時に固着される。第３導電パッド４１ａは第３接続端子４２ａに１対１で接続される。同様に、第２接合材４３は個々に第４導電パッド４１ｂおよび第２側板２６の対応の第４接続端子４２ｂに同時に固着される。第４導電パッド４１ｂは第４接続端子４２ｂに１対１で接続される。第２接合材４３は導電性を有する。第２接合材４３は例えばはんだ材で形成される。はんだ材に代えて例えば導電接着剤が用いられてもよい。第２接合材４３で天板２４および第１側板２５は相互に連結される。同様に第２接合材４３で天板２４および第２側板２６は相互に連結される。

第２側板２６は第１金属パッド４４を有する。第１金属パッド４４は第２側板２６の第２板面２６ｂに形成される。第１金属パッド４４は収納空間３１の外側で第２側板２６の張り出し域３２に配置される。第１金属パッド４４は基体の表面に広がる薄膜として形成されることができる。第１金属パッド４４は導電性を有することができる。第１金属パッド４４は第２導電配線３６および（または）第４導電配線４２に接続されることができる。第１金属パッド４４は第２導電配線３６および第４導電配線４２と同一材料で形成されることができる。

第１側板２５は第２金属パッド４５を有する。第２金属パッド４５は第１側板２５の第１板面２５ａに形成される。第２金属パッド４５は基体の端面に進入せずに基体の板面に広がる薄膜として形成されることができる。第２金属パッド４５は導電性を有することができる。第２金属パッド４５は第２導電配線３６および（または）第４導電配線４２に接続されることができる。第２金属パッド４５は第２導電配線３６および第４導電配線４２と同一材料で形成されることができる。

構造体１８は第３接合材４６を備える。第３接合材４６は第１金属パッド４４および第２金属パッド４５に接合される。第３接合材４６は第１金属パッド４４および対応の第２金属パッド４５に同時に固着される。第１金属パッド４４は第２金属パッド４５に１対１で接続される。第３接合材４６は導電性を有することができる。第３接合材４６は例えばはんだ材で形成される。はんだ材に代えて例えば導電接着剤が用いられてもよい。第３接合材４６は第１接合材３７と同一材料で形成されることができる。第１側板２５および第２側板２６は相互に連結される。

図６から明らかなように、第４側板２８は第２側板２６と同様な構造を有する。第４側板２８の第１板面２８ａには第２接続端子３６ｂおよび第４接続端子４２ｂが第２側板２６と同様に形成される。これに対応して第１導電配線３５は第２導電パッド３５ｂを有する。第２導電パッド３５ｂはインターフェイス基板１９の輪郭の一辺と第４側板２８の第１板面２８ａとの間に一列に配置される。当該一辺は第１板面２８ａに平行に延びる。第１接合材３７は個々に第２導電パッド３５ｂおよび第４側板２８の対応の第２接続端子３５ｂに同時に固着される。第２導電パッド３５ｂは第２接続端子３５ｂに１対１で接続される。同様に、第３導電配線４１は第４導電パッド４１ｂを有する。第４導電パッド４１ｂは天板２４の輪郭の一辺と第４側板２８の第１板面２８ａとの間に一列に配置される。当該一辺は第１板面２８ａに平行に延びる。第２接合材４３は個々に第４導電パッド４１ｂおよび第４側板２８の対応の第４接続端子４２ｂに同時に固着される。第４導電パッド４１ｂは第４接続端子４２ｂに１対１で接続される。第４側板２８の第１板面２８ａに接して第１ポケット空間ＰＫ１は形成されることができる。

第１側板２５と同様に第４側板２８は第１金属パッド４４を有する。第１金属パッド４４は第４側板２８の第２板面２８ｂに形成される。第１金属パッド４４は収納空間の外側で第４側板２８の張り出し域に配置される。張り出し域は、収納空間から外側に向かって第１側板２５の第１板面２５ａから張り出す第４側板２８で形成される。なお、第３側板２７の構造は第１側板２５と同様に構成される。したがって、重複する説明は割愛される。

図７に示されるように、収納空間３１には電子部品群が収容される。電子部品群は演算処理回路すなわちマイクロプロセッサーユニット（ＭＰＵ）５１、発振器５２、第１センサー５３、第２センサー５４および第３センサー５５を含む。第１〜第３センサー５３〜５５は例えば振動ジャイロセンサーで構成される。振動ジャイロセンサーは、振動片の振動に伴う検出片の振動から測定軸回りの角速度を検出する。振動ジャイロセンサーには、例えば特許第３９９９３７７号公報に示されるように、基部からＸ軸に沿って左右に１対の駆動振動腕を延ばすとともに基部からＹ軸に沿って上下に１対の検出振動腕を延ばすいわゆる振動型のジャイロセンサーがある。この振動型のジャイロセンサーでは、駆動振動腕がＸ軸方向に常に駆動され、Ｚ軸回りに回転（角速度）が印加されると、駆動振動腕が回転軸のＺ軸および振動方向のＸ軸の両方に直交するＹ軸方向にコリオリ力を受け駆動振動腕がＹ軸方向に沿って振動する。それにより検出振動腕がＸ軸方向に振動し、その振動歪により生じた電荷が検出されることによりＺ軸回りの角速度が検出される。特許第３９９９３７７号公報においては、水晶を用いて各振動腕が構成され、水晶の圧電特性を利用して駆動振動腕を振動させたり検出振動腕に電荷を発生させたりする。なお、圧電以外にも静電力を利用した静電駆動型の振動ジャイロセンサーもある。

ＭＰＵ５１はインターフェイス基板１９の板面１９ａに実装される。ＭＰＵ５１は第１導電配線３５に電気的に接続される。ＭＰＵ５１には第１導電配線３５を通じてコネクター１５に接続されることができる。こうした接続にあたってインターフェイス基板１９の基体内には導通ビアや配線パターンが形成されることができる。ＭＰＵ５１はコネクター１５を通じて外部と信号をやりとりすることができる。

発振器５２は例えば第４側板２８の第２板面２８ｂに実装される。発振器５２は少なくとも第２導電配線３６に電気的に接続される。第２導電配線３６の第２接続端子３６ｂは第１導電配線３５の第２導電パッド３５ｂに接続されることから、発振器５２は第２導電配線３６および第１導電配線３５経由でＭＰＵ５１に電気的に接続されることができる。こうした接続にあたって第４側板２８の基体内には導通ビアや配線パターンが形成されることができる。発振器５２はＭＰＵ５１にクロック信号を供給することができる。

第３センサー５５は天板２４の板面２４ａに実装される。第３センサー５５は天板２４の板面２４ａに直交する垂直軸に単一の測定軸を有する。第３センサー５５は第３導電配線４１に電気的に接続される。第３導電配線４１の第３導電パッド４１ａおよび（または）第４導電パッド４１ｂは第４導電配線４２の第３接続端子４２ａおよび（または）第４接続端子４２ｂに接続され、個々の側板２５〜２８ごとに第４導電配線４２は第２導電配線３６に接続され、第２導電配線３６の第１接続端子３６ａおよび（または）第２接続端子３６ｂは第１導電配線３５の第１導電パッド３５ａおよび（または）第２導電パッド３５ｂに接続されることから、第３センサー５５の検出信号は第３導電配線４１、第４導電配線４２、第２導電配線３６および第１導電配線３５経由でＭＰＵ５１に供給されることができる。ＭＰＵ５１は第３センサー５５に制御信号を供給することができる。こうした接続にあたって天板２４の基体内には導通ビアや配線パターンが形成されることができる。

天板２４の板面２４ａにはさらに温度センサー５６が実装される。温度センサー５６は空間を挟んでＭＰＵ５１に向き合わせられる。温度センサー５６は収納空間３１内の温度を検出する。温度センサー５６は第３導電配線４１に電気的に接続される。第３センサー５５と同様に、温度センサー５６はＭＰＵ５１に電気的に接続されることができる。温度センサー５６は温度情報信号をＭＰＵ５１に供給する。温度情報信号は温度センサー５６の検出温度を特定する。ＭＰＵ５１は温度センサー５６の検出温度に応じて第１センサー５３、第２センサー５４および第３センサー５５の温度補償を実施することができる。

第２センサー５４は第２側板２６の第２板面２６ｂに実装される。第２センサー５４は第２側板２６の第２板面２６ｂに直交する垂直軸に単一の測定軸を有する。第２センサー５４は少なくとも第２導電配線３６に電気的に接続される。第２導電配線３６の第２接続端子３６ｂは第１導電配線３５の第２導電パッド３５ｂに接続されることから、第２センサー５４の検出信号は第２導電配線３６および第１導電配線３５経由でＭＰＵ５１に供給されることができる。ＭＰＵ５１は第２センサー５４に制御信号を供給することができる。こうした接続にあたって第２側板２６の基体内には導通ビアや配線パターンが形成されることができる。

第２側板２６から第３センサー５５までの第１距離Ｄ１は天板２４から第２センサー５４までの第２距離Ｄ２と相違する。ここでは、第１距離Ｄ１は第２距離Ｄ２に比べて大きく設定される。第２センサー５４は、第２側板２６および第３センサー５５の間の空間Ｓ１に部分的に進入する。言い換えると、第２側板２６側から板面に垂直方向に収納空間３１を見たときに、第２センサー５４の少なくとも一部が第３センサー５５と重なっている。その結果、第３センサー５５の設置に拘わらず第２距離Ｄ２はできる限り縮小されることができる。こうして第３センサー５５はできる限りインターフェイス基板１９の板面１９ａに接近することができる。その結果、センサーモジュール１１は薄型化されることができる。第４側板２８から第３センサー５５までの第３距離Ｄ３は第１距離Ｄ１から相違する。したがって、第３センサー５５は天板２４の板面２４ａで中心位置（重心位置）から偏倚して配置される。

図８から明らかなように、第１センサー５３は第３側板２７の第２板面２７ｂに実装される。第１センサー５３は第３側板２７の第２板面２７ｂに直交する垂直軸に測定軸を有する。第１センサー５３は少なくとも第２導電配線３６に電気的に接続される。第２導電配線３６の第１接続端子３６ａは第１導電配線３５の第１導電パッド３５ａに接続されることから、第１センサー５３の検出信号は第２導電配線３６および第１導電配線３５経由でＭＰＵ５１に供給されることができる。ＭＰＵ５１は第１センサー５３に制御信号を供給することができる。こうした接続にあたって第３側板２７の基体内には導通ビアや配線パターンが形成されることができる。

電子部品群は第４センサー５７をさらに含む。第４センサー５７は第１側板２５の第２板面２５ｂに実装される。第４センサー５７は例えば三軸検出型の加速度センサーで構成される。加速度センサーは、振動片の振動に伴う検出片の振動から軸方向に加速度を検出する。第４センサー５７は、天板２４の板面２４ａに直交する垂直軸、第２側板２６の第２板面２６ｂに直交する垂直軸、および、第３側板２７の第２板面２７ｂに直交する垂直軸の方向に加速度を検出することができる。第４センサー５７は少なくとも第２導電配線３６に電気的に接続される。第２導電配線３６の第１接続端子３６ａは第１導電配線３５の第１導電パッド３５ａに接続されることから、第４センサー５７の検出信号は第２導電配線３６および第１導電配線３５経由でＭＰＵ５１に供給されることができる。ＭＰＵ５１は第４センサー５７に制御信号を供給することができる。こうした接続にあたって第１側板２５の基体内には導通ビアや配線パターンが形成されることができる。

第２側板２６から第１センサー５３までの第４距離Ｄ４は第２側板２７から第２センサー５４までの第５距離Ｄ５と相違する。ここでは、第４距離Ｄ４は第５距離Ｄ５に比べて大きく設定される。第２センサー５４は、第２側板２６および第１センサー５３の間の空間Ｓ２に部分的に進入する。言い換えれば、第２側板２６側から板面の垂直方向に収納空間３１を見たときに、第２センサー５４の少なくとも一部が第１センサー５３と重なっている。その結果、第１センサー５３の設置に拘わらず第５距離Ｄ５はできる限り縮小されることができる。こうして第１センサー５３はできる限り第１側板２５の第２板面２５ｂに接近することができる。その結果、センサーモジュール１１は小型化されることができる。第４側板２８から第１センサー５３までの第６距離Ｄ６は第４距離Ｄ４から相違する。したがって、第１センサー５３は第３側板２７の第２板面２７ｂで中心位置（重心位置）から偏倚して配置される。

第２側板２６から第４センサー５７までの第７距離Ｄ７は第１側板２５から第２センサー５４までの第８距離Ｄ８と相違する。ここでは、第７距離Ｄ７は第８距離Ｄ８に比べて大きく設定される。第２センサー５４は、第２側板２６および第４センサー５７の間の空間Ｓ３に部分的に進入する。言い換えれば、第２側板２６側から板面の垂直方向に収納空間３１を見たときに、第２センサー５４の少なくとも一部が第４センサー５７と重なっている。その結果、第４センサー５７の設置に拘わらず第８距離Ｄ８はできる限り縮小されることができる。こうして第４センサー５７はできる限り第３側板２７の第２板面２７ｂに接近することができる。その結果、センサーモジュール１１は小型化されることができる。ここでは、第５距離Ｄ５は第８距離Ｄ８から相違する。したがって、第２センサー５４は第２側板２６の第２板面２６ｂで中心位置（重心位置）から偏倚して配置される。同様に、第４側板２８から第４センサー５７までの第９距離Ｄ９は第７距離Ｄ７から相違する。したがって、第４センサー５７は第１側板２５の第２板面２５ｂで中心位置（重心位置）から偏倚して配置される。

第３側板２７から第３センサー５５までの第１０距離Ｄ１０は天板２４から第１センサー５３までの第１１距離Ｄ１１と相違する。ここでは、第１０距離Ｄ１０は第１１距離Ｄ１１に比べて大きく設定される。第１センサー５３は、第３側板２７および第３センサー５５の間の空間Ｓ４に部分的に進入する。（第３側板２７側から収納空間３１を見たときに、第１センサー５３の少なくとも一部が第３センサー５５と重なっているとも言える。）その結果、第３センサー５５の設置に拘わらず第１１距離Ｄ１１はできる限り縮小されることができる。こうして第３センサー５５はできる限りインターフェイス基板１９の板面１９ａに接近することができる。その結果、センサーモジュール１１は薄型化されることができる。インターフェイス基板１９から第１センサー５３までの第１２距離Ｄ１２は第１１距離Ｄ１１から相違してもよい。

第１側板２５から第３センサー５５までの第１３距離Ｄ１３は天板２４から第４センサー５７までの第１４距離Ｄ１４と相違する。ここでは、第１３距離Ｄ１３は第１４距離Ｄ１４に比べて大きく設定される。第４センサー５７は、第１側板２５および第３センサー５５の間の空間Ｓ５に部分的に進入する。言い換えれば、第１側板２５側から板面の垂直方向に収納空間３１を見たときに、第４センサー５７の少なくとも一部が第３センサー５５と重なっている。その結果、第３センサー５５の設置に拘わらず第１４距離Ｄ１４はできる限り縮小されることができる。こうして第３センサー５５はできる限りインターフェイス基板１９の板面１９ａに接近することができる。その結果、センサーモジュール１１は薄型化されることができる。インターフェイス基板１９から第４センサー５７までの第１５距離Ｄ１５は第１４距離Ｄ１４から相違してもよい。第１０距離Ｄ１０および第１３距離Ｄ１３は相互に相違してもよい。

（２）センサーモジュールの動作
センサーモジュール１１では、直交三軸の軸方向に第４センサー５７で加速度が検出され、第１センサー５３、第２センサー５４および第３センサー５５で各軸回りの角速度が検出される。第１〜第４センサー８７〜７９の検出信号はＭＰＵ５１に供給される。ＭＰＵ５１は検出信号に基づき加速度および角速度を算出する。算出結果はコネクター１５から外部に出力されることができる。センサーモジュール１１は慣性計測ユニット（ＩＭＵ）として機能することができる。

このような構成とすることにより、構造体１８の外部から振動が入力されたとしても、インターフェイス基板１９、天板２４および第１〜第４側板２５〜２８の各々の基板間の不連続部分（連結部分）で振動エネルギーのロスが発生し振動のＱ値は低下する。さらに本発明の特徴として、収納空間３１に接する第３側板２７の大きさ、第２側板２６の大きさおよび天板２４の大きさはそれぞれ相違するので、構造体１８の対称性が崩れて、エネルギーの分散が大きくなり、固有振動のＱ値は低下する。これにより、第１センサー５３、第２センサー５４および第３センサー５５ではそれぞれ高い精度で角速度は検出されることができる。

しかも、収納空間３１に接する第１側板２５の大きさは、収納空間３１に接する第２側板２６の大きさおよび天板２４の大きさからそれぞれ相違するので、構造体１８の対称性が崩れて、エネルギーの分散が大きくなり、固有振動のＱ値は低下する。これにより、第４センサー５７、第２センサー５４および第３センサー５５ではそれぞれ高い精度で角速度は検出されることができる。

また、センサー５３、５４、５５に振動ジャイロセンサーを用いる場合、第３側板２７、第２側板２６および天板２４に実装されたセンサー５３、５４、５５は、構造体１８の外部からの振動の入力に応じて出力信号の変動に曝される受信体として働くと同時に、自身の駆動振動を周囲に放射する振動の発信源ともなる。すなわち、センサー５３、５４、５５の駆動振動が加速度センサー５７に伝搬し、第４センサー５７（加速度センサー）の出力信号にノイズとして現れ検出感度を劣化させてしまうおそれがある。しかし、本実施形態のようにセンサー５３、５４、５５（振動ジャイロセンサー）とセンサー５７（加速度センサー）とが別の基板に実装され、かつ、収納空間３１の側壁の大きさが相違して対称性が崩されることにより、振動ジャイロセンサーの駆動振動が加速度センサーに伝搬することは抑制されることができる。

しかも、第１〜第４センサー５３、５４、５５、５７は第３側板板２７、第２側板２６、天板２４および第１側板２５上でそれぞれの重心位置から偏倚して配置される。こうした偏倚に応じて構造体１８の対称性は崩されることができる。その結果、固有振動のＱ値は確実に低下することができる。

第１距離Ｄ１は天板２４および第２側板２６の連結点から第３センサー５５までの距離に相当する。同様に、第２距離Ｄ２は天板２４および第２側板２６の連結点から第２センサー５４までの距離に相当する。天板２４の振動や第２側板２６の振動は天板２４および第２側板２６の連結点からの距離に応じて異なる挙動を示すことから、２つの距離が相違すれば、天板２４の振動と第２側板２６の振動との間で相互の影響は回避されることができる。こうしたことは相互干渉の防止に大いに貢献することができる。同様に、第４距離Ｄ４および第５距離Ｄ５の関係、第７距離Ｄ７および第８距離Ｄ８の関係、第１０距離Ｄ１０および第１１距離Ｄ１１の関係、並びに、第１３距離Ｄ１３および第１４距離Ｄ１４の関係は相互干渉の防止に大いに貢献することができる。

第３センサー５５の周囲で区画される空間Ｓ１、Ｓ４、Ｓ５にそれぞれ第２センサー５４、第１センサー５３および第４センサー５７は部分的に進入する。その結果、第２センサー５４の設置に拘わらず第１側板２５および第３側板２７同士はできる限り相互に接近することができる。こうしてセンサーモジュール１１の小型化は実現されることができる。

センサーモジュール１１はコネクター１５で例えば外部のプリント配線基板に実装されることができる。コネクター１５はＭＰＵ５１とプリント配線基板との間で導通を確立する。導通部材は熱伝達率が高いことから、コネクター１５は効率的にＭＰＵ５１の熱をプリント配線基板に伝達することができる。こうしてＭＰＵ５１の放熱は促進されることができる。

温度センサー５６は空間を挟んでＭＰＵ５１に向き合わせられる。こうして温度センサー５６はＭＰＵ５１から遠ざけられることができる。温度センサー５６はＭＰＵ５１の熱からできるだけ分離されることができる。その結果、温度センサー５６は収納空間３１内の温度を適確に検出することができる。

（３）電子機器
以上のような構造体１８およびセンサーモジュール１１は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、ナビゲーション装置、車両の車体姿勢検出装置、ポインティングデバイス、ゲームコントローラー、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、携帯電話、ラジオコントロールヘリコプター、掃除ロボットなどに組み込まれて利用されることができる。ただし、構造体１８およびセンサーモジュール１１の用途はこれら電子機器に限定されるものではない。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、センサーモジュール１１や構造体１８、電子部品、電子装置等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。

１１ センサーモジュール、１５ インターフェイス部品（コネクター）、１８ 構造体、１９ インターフェイス基板、２４ 第３基板（天板）、２５ 第２基板（第１側板）、２６ 第２基板（第２側板）、２７ 第１基板（第３側板）、３１ 収納空間、５１ 演算処理回路（マイクロプロセッサーユニット）、５３ 第１センサー、５４ 第２センサー、５５ 第３センサー、５６ 温度センサー、５７ 第１センサー（第４センサー）、Ｄ１ 距離（第１距離）、Ｄ２ 距離（第２距離）、Ｄ４ 距離（第４距離）、Ｄ５ 距離（第５距離）、Ｄ７ 距離（第７距離）、Ｄ８ 距離（第８距離）、Ｄ１０ 距離（第１０距離）、Ｄ１１ 距離（第１１距離）、Ｄ１３ 距離（第１３距離）、Ｄ１４ 距離（第１４距離）。

Claims (14)

1. 収納空間の側壁をなし、板面同士が互いに交差して連結された第１基板および第２基板を含む構造体と、
   前記第１基板の前記収納空間側の板面に支持された第１センサーと、
   前記第２基板の前記収納空間側の板面に支持された第２センサーと、を備え、
   前記収納空間における前記第１基板の板面の面積および前記第２基板の板面の面積は互いに相違することを特徴とするセンサーモジュール。
2. 請求項１に記載のセンサーモジュールにおいて、
   前記第１基板における前記第２基板の連結部から前記第１センサーまでの距離は、前記第２基板における前記第１基板の連結部から前記第２センサーまでの距離と相違することを特徴とするセンサーモジュール。
3. 請求項１または２に記載のセンサーモジュールにおいて、
   前記第２基板側から前記収納空間を見たときに、前記第２センサーの少なくとも一部は前記第１センサーと重なっていることを特徴とするセンサーモジュール。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサーモジュールにおいて、
   前記第１センサーおよび前記第２センサーは振動ジャイロセンサーであることを特徴とするセンサーモジュール。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサーモジュールにおいて、
   前記第１センサーは加速度センサーであり、
   前記第２センサーは振動ジャイロセンサーであることを特徴とするセンサーモジュール。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサーモジュールにおいて、
   前記第１基板および前記第２基板に交差して連結され、前記収納空間の側壁をなす第３基板と、
   前記第３基板の前記収納空間側の板面に支持された第３センサーと、をさらに備え、
   前記収納空間における、前記第１基板の板面の面積、前記第２基板の板面の面積および前記第３基板の板面の面積は互いに相違することを特徴とするセンサーモジュール。
7. 請求項６に記載のセンサーモジュールにおいて、
   前記第１基板における前記第３基板の連結部から前記第１センサーまでの距離は前記第３基板における前記第１基板の連結部から前記第３センサーまでの距離と相違することを特徴とするセンサーモジュール。
8. 請求項６または７に記載のセンサーモジュールにおいて、
   前記第１基板側から前記収納空間を見たときに、前記第１センサーの少なくとも一部は前記第３センサーと重なっていることを特徴とするセンサーモジュール。
9. 請求項６〜８のいずれか１項に記載のセンサーモジュールにおいて、
   前記第２基板における前記第３基板の連結部から前記第２センサーまでの距離は、前記第３基板における前記第２基板の連結部から前記第３センサーまでの距離と相違することを特徴とするセンサーモジュール。
10. 請求項６〜９のいずれか１項に記載のセンサーモジュールにおいて、
    前記第２基板側から前記収納空間を見たときに、前記第２センサーの少なくとも一部は前記第３センサーと重なっていることを特徴とするセンサーモジュール。
11. 請求項６〜１０のいずれか１項に記載のセンサーモジュールにおいて、
    前記第３センサーは振動ジャイロセンサーであることを特徴とするセンサーモジュール。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のセンサーモジュールにおいて、
    前記構造体は、
    前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方に連結され、前記収納空間の側壁をなすインターフェイス基板をさらに備え、
    前記インターフェイス基板には、前記インターフェイス基板の前記収納空間側の板面に支持された演算処理回路と、前記収納空間側の板面とは反対側の板面で支持されたインターフェイス部品と、が搭載されることを特徴とするセンサーモジュール。
13. 請求項１２に記載のセンサーモジュールにおいて、
    前記構造体には温度センサーが備えられ、
    前記温度センサーは前記インターフェイス基板以外の基板に取り付けられることを特徴とするセンサーモジュール。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載のセンサーモジュールを備えることを特徴とする電子機器。

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