JP2013036810A - Sensor module and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は例えば角速度センサーを含む慣性センサーモジュール等に関する。 The present invention relates to an inertial sensor module including an angular velocity sensor, for example.
例えば多軸角速度センサーといったセンサーモジュールは広く知られる。特許文献1に開示されるように、センサーモジュールは立方体の支持部材を備える。直交する3面に個々に一軸角速度センサーが実装される。実装にあたって支持部材の表面にはフレキシブル基板が張り付けられる。 For example, sensor modules such as multi-axis angular velocity sensors are widely known. As disclosed in Patent Document 1, the sensor module includes a cubic support member. Uniaxial angular velocity sensors are individually mounted on three orthogonal surfaces. In mounting, a flexible substrate is attached to the surface of the support member.
前述のセンサーモジュールは例えば電子機器への組み込みにあたって電子機器に固有の基板(以下「電子機器基板」という)に実装される。実装にあたって立方体の一面は電子機器基板への取り付け面として利用される。その結果、立方体の支持部材上で電子部品の実装面積は減少してしまう。 For example, the above-described sensor module is mounted on a board unique to the electronic apparatus (hereinafter referred to as “electronic apparatus board”) when incorporated into the electronic apparatus. In mounting, one surface of the cube is used as a mounting surface to the electronic device substrate. As a result, the mounting area of the electronic component is reduced on the cubic support member.
本発明の少なくとも1つの態様によれば、体積の増加を伴わずに従来に比べて電子部品の実装面積を増加させることができるセンサーモジュールは提供されることができる。 According to at least one aspect of the present invention, it is possible to provide a sensor module that can increase the mounting area of an electronic component as compared with the conventional case without increasing the volume.
(1)本発明の一態様は、脚体および前記脚体の一端に接続された天井体を含むマウント部材と、センサー素子を含む電子部品とを備え、前記マウント部材には、相互に非平行な垂線ベクトルを有する固定面が複数設けられ、前記固定面の少なくとも2つには前記センサー素子が備えられ、かつ、前記脚体と前記天井体とにより区画されるキャビティ内に前記電子部品の少なくとも1つが配置されていることを特徴とするセンサーモジュールに関する。 (1) One aspect of the present invention includes a mount member including a leg body and a ceiling body connected to one end of the leg body, and an electronic component including a sensor element, and the mount members are not parallel to each other. A plurality of fixing surfaces each having a perpendicular vector, at least two of the fixing surfaces are provided with the sensor elements, and at least the electronic component is disposed in a cavity defined by the legs and the ceiling body. It is related with the sensor module characterized by one being arrange | positioned.
こうしたセンサーモジュールによれば、少なくとも2つのセンサー素子が1対の固定面に固定されることで、センサー素子同士の軸合わせは簡単に実現されることができる。しかも、キャビティ内に電子部品の少なくとも1つが配置されることから、従来の立方体形状のマウント部材に比べて体積の増加を伴わずに電子部品の実装面積は増加することができる。 According to such a sensor module, at least two sensor elements are fixed to a pair of fixed surfaces, so that axial alignment of the sensor elements can be easily realized. In addition, since at least one of the electronic components is arranged in the cavity, the mounting area of the electronic component can be increased without increasing the volume as compared with the conventional cubic mounting member.
(2)センサーモジュールは、複数の実装面を有する実装基板を有することができ、前記電子部品は前記複数の実装面の各々に実装されることができる。こうして電子部品は実装基板を介して簡単にマウント部材に実装されることができる。 (2) The sensor module may include a mounting substrate having a plurality of mounting surfaces, and the electronic component may be mounted on each of the plurality of mounting surfaces. Thus, the electronic component can be easily mounted on the mount member via the mounting board.
(3)前記実装基板には第1インターフェース基板が連結されることができ、前記第1インターフェース基板は前記脚体に接続されることができる。こうしてセンサーモジュールの電気信号の入出力は第1インターフェース基板で一括して管理されることができる。 (3) A first interface board may be connected to the mounting board, and the first interface board may be connected to the leg. In this way, input / output of electric signals of the sensor module can be collectively managed by the first interface board.
(4)前記脚体は、前記一端とは反対側の他端に弾性部材を備えることができる。こうしてセンサーモジュールは弾性部材を介して対象物に取り付けられることができる。対象物からセンサー素子に伝達される振動は弾性部材で吸収されることができる。こうした弾性部材でセンサー素子の固有振動数を含む帯域の振動が除去されれば、不要なセンサー素子の共振は回避されることができる。センサー素子の誤作動は防止されることができる。 (4) The leg may include an elastic member at the other end opposite to the one end. Thus, the sensor module can be attached to the object via the elastic member. Vibration transmitted from the object to the sensor element can be absorbed by the elastic member. If the vibration of the band including the natural frequency of the sensor element is removed by such an elastic member, unnecessary resonance of the sensor element can be avoided. A malfunction of the sensor element can be prevented.
(5)センサーモジュールは、前記第1インターフェース基板に平面視で重ね合わせられる第2インターフェース基板を備え、前記第1インターフェース基板と前記第2インターフェース基板との間に弾性部材を備えることができる。 (5) The sensor module may include a second interface substrate that is superimposed on the first interface substrate in a plan view, and may include an elastic member between the first interface substrate and the second interface substrate.
こうしたセンサーモジュールによれば、振動の吸収にあたって弾性部材は第1インターフェース基板および第2インターフェース基板の間に挟み込まれる。第1インターフェース基板の表面には直接に脚体が実装されることができる。脚体の表面に直接に配線パターンが形成されることができる。 According to such a sensor module, the elastic member is sandwiched between the first interface board and the second interface board when absorbing vibration. A leg can be directly mounted on the surface of the first interface board. A wiring pattern can be formed directly on the surface of the leg.
(6)センサーモジュールは、少なくとも1対の前記脚体を備えることができる。こうして2つの脚体が天井体で連結されれば、脚体の支持は安定化する。脚体の実装作業や固着作業にあたって脚体を支える治具は必要とされない。脚体の実装作業や固着作業は簡略化されることができる。 (6) The sensor module may include at least one pair of the legs. Thus, if the two legs are connected by the ceiling, the support of the legs is stabilized. A jig for supporting the legs is not required for the mounting and fixing work of the legs. Leg mounting and fixing operations can be simplified.
(7)前記キャビティ内で前記天井体には中央演算処理装置(CPU)が配置されることができる。CPU上に例えばヒートシンクといった放熱部材が重ねられる際でも、放熱部材はキャビティ内に収められることができる。したがって、センサーモジュール全体の大型化は回避されることができる。しかも、天井体が導体材料から形成されれば、天井体はCPUの電磁シールドとして機能することができる。 (7) A central processing unit (CPU) may be disposed on the ceiling body in the cavity. Even when a heat dissipation member such as a heat sink is stacked on the CPU, the heat dissipation member can be accommodated in the cavity. Therefore, an increase in the size of the entire sensor module can be avoided. Moreover, if the ceiling body is made of a conductive material, the ceiling body can function as an electromagnetic shield for the CPU.
(8)センサーモジュールは様々な電子機器で利用されることができる。電子機器には、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、ヘッドマウンティングディスプレイ、携帯電話機、自走式掃除ロボット、ラジコンヘリコプターが例示されることができる。 (8) The sensor module can be used in various electronic devices. Examples of the electronic apparatus include a digital still camera, a video camera, a navigation device, a vehicle body posture detection device, a pointing device, a game controller, a head mounting display, a mobile phone, a self-propelled cleaning robot, and a radio control helicopter.
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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are essential as means for solving the present invention. Not necessarily.
(1)第1実施形態に係るセンサーモジュール
図1は本発明の第1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はインターフェース基板12を備える。インターフェース基板12の表面には箱形の外装体13が固定される。外装体13はインターフェース基板12に接着されればよい。外装体13はインターフェース基板12の表面との間に直方体の空間を区画する。インターフェース基板12の裏面には例えばマトリクス状にはんだバンプ14が取り付けられることができる。こうしたはんだバンプ14でセンサーモジュール11は電子機器への組み込みにあたって電子機器に固有の基板(以下「電子機器基板」という)に実装されることができる。センサーモジュール11の電気信号の入出力はインターフェース基板12で一括して管理されることができ、したがって、センサーモジュール11の実装は簡略化されることができる。外装体13の形状やインターフェース基板12の輪郭、空間の形状は任意に設定されることができる。
(1) Sensor Module According to First Embodiment FIG. 1 schematically shows a
図2〜図4に示されるように、外装体13内の空間でインターフェース基板12の表面にはマウント部材ユニット15が固定される。マウント部材ユニット15はマウント部材16と防振材(弾性部材)17とを備える。防振材17はインターフェース基板12の表面とマウント部材16との間に挟まれる。マウント部材16は防振材17のみを介してインターフェース基板12に連結される。すなわち、マウント部材16およびインターフェース基板12の間で直接の接触は回避される。防振材17は例えばシリコーンといった弾性材料から形成されればよい。弾性材料は、例えばはんだバンプ14のリフロー工程で高温に曝されても弾性を維持することができる耐熱性を有することが望まれる。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
マウント部材16は少なくとも1対の脚体18、19(以下「第1脚体」「第2脚体」という)と天井体21とを備える。第1脚体18は、仮想平面22に接しながら、仮想平面22に交差する壁面23でキャビティ25の第1壁面を区画する。ここでは、第1脚体18の壁面23は仮想平面22に直交する。第2脚体19は、第1脚体18から所定の距離で離れた位置で仮想平面22に接する。第2脚体19には、仮想平面22に交差しつつ第1脚体18の壁面23に向き合う壁面24が形成される。第2脚体19の壁面24はキャビティ25の第2壁面を区画する。ここでは、第2脚体19の壁面24は仮想平面22に直交する。こうして向き合う壁面23、24同士の間にキャビティ25は挟み込まれる。ただし、キャビティ25の形成にあたって壁面23、24は必ずしも仮想平面22に直交する必要はない。壁面23、24は所定の傾斜角で仮想平面22に交差してもよい。
The
天井体21は第1脚体18および第2脚体19を相互に接続する。天井体21には、一端で第1脚体18の壁面23の上端に接続され、他端で第2脚体19の壁面24の上端に接続される天井面26が形成される。天井面26はキャビティ25の天井面を区画する。第1および第2脚体18、19および天井体21は例えば樹脂材から成型されてもよく金属材から成型されてもよい。マウント部材16は絶縁体から形成されてもよく導電体から形成されてもよく絶縁体の表面が導電体で覆われてもよい。第1および第2脚体18、19は、一体成型されてもよく、個々に成型された後に相互に接着剤で接合されてもよい。いずれの場合でも、第1および第2脚体18、19および天井体21は所定の剛性を有する。2つの脚体18、19が天井体21で連結されることから、インターフェース基板12上で脚体18、19の支持は安定化する。脚体18、19の固着作業にあたって脚体18、19を支える治具は必要とされない。脚体18、19の固着作業は簡略化されることができる。
The
仮想平面22は第1脚体18および第2脚体19にそれぞれ接合面27を仕切る。個々の接合面27には個別に防振材17が結合される。防振材17は接合面27を覆う。同様に、防振材17には接合面28が形成される。防振材17の接合面28は、仮想平面22に平行な第2の仮想平面で仕切られることができる。防振材17は第2の接合面でインターフェース基板12の表面に接合される。これら第1および第2脚体18、19、防振材17およびインターフェース基板12の接合にあたって例えば熱硬化樹脂製の接着剤が利用されることができる。
The
天井面26はキャビティ25を挟んでインターフェース基板12の表面に向き合う。こうして第1脚体18の壁面23、第2脚体19の壁面24、防振材17の壁面、天井体21の天井面26およびインターフェース基板12の表面でキャビティ25は仕切られる。キャビティ25では第1壁面および第2壁面以外の壁面すなわち第3壁面および第4壁面は開放されればよい。
The
インターフェース基板12はいわゆるリジッド基板で構成される。インターフェース基板12には実装基板すなわちフレキシブル基板31が結合される。こうしてインターフェース基板12およびフレキシブル基板31はいわゆるリジッドフレキシブル基板を構成する。フレキシブル基板31はマウント部材16の外表面に接合される。接合にあたってフレキシブル基板31はマウント部材16の外表面に重ね合わせられる。フレキシブル基板31の外向きの実装面には電子部品群が実装されることができる。電子部品群の個々の電子部品32、33、34は、インターフェース基板12上およびフレキシブル基板31上の配線パターンやインターフェース基板12内のビアを通じてはんだバンプ14に電気的に接続されることができる。
The
電子部品群には少なくとも2つの一軸角速度センサー(センサー素子)32、33が含まれる。一軸角速度センサー32、33は少なくとも1対の固定面35、36上でフレキシブル基板31の実装面に実装される。固定面35、36は第1脚体18、第2脚体19および天井体21のいずれかに形成されることができる。個々の固定面35、36は例えば平面で構成されることができる。これら固定面35、36は相互に非平行な垂線ベクトルを確立する。2つの固定面35、36を規定する2本の垂線ベクトルが相互に直交すれば、2つの固定面35、36にそれぞれ支持される一軸角速度センサー32、33で二軸角速度センサーが提供されることができる。一軸角速度センサー32、33の回転軸は例えば固定面35、36に垂直に設定されればよい。こうした一軸角速度センサー32、33に代えて、あるいは、こうした一軸角速度センサー32、33に加えて、固定面35、36には一軸加速度センサーが固定されてもよい。一軸加速度センサーの検出軸は例えば固定面35、36に平行に設定されればよい。一軸角速度センサー32、33や一軸加速度センサーは例えばシリコン(MEMS)や水晶、セラミックから形成されることができる。
The electronic component group includes at least two uniaxial angular velocity sensors (sensor elements) 32 and 33. The uniaxial
こうしたセンサーモジュール11によれば、少なくとも2つの一軸角速度センサー32、33がマウント部材16の複数の固定面35、36に固定されることで、一軸角速度センサー32、33同士の軸合わせは簡単に実現されることができる。しかも、電子部品34はキャビティ25内に配置される。インターフェース基板12に向き合う天井面26で電子部品34の実装面積が確保されることから、従来の立方体形状のマウント部材に比べて体積の増加を伴わずに電子部品の実装面積は増加することができる。
According to such a
加えて、センサーモジュール11ではマウント部材16とインターフェース基板12との間に防振材17が挟み込まれることから、はんだバンプ14からインターフェース基板12を通じて伝達される振動は防振材17で吸収されることができる。こうした防振材で一軸角速度センサー(または一軸加速度センサー)32、33の固有振動数を含む帯域の振動が除去されれば、不要な一軸角速度センサー(一軸加速度センサー)32、33の共振は回避されることができる。一軸角速度センサー(一軸加速度センサー)32、33の誤作動は防止されることができる。その他、防振材17で吸収する振動の周波数の設定にあたってはセンサーモジュール11の用途が考慮されてもよい。例えばセンサーモジュール11が人体の動作を検知するモーションセンシングに用いられるのであれば、数百Hz以下の帯域でインターフェース基板12の動きは一軸角速度センサー(一軸加速度センサー)32、33に伝達されればよい。
In addition, since the
電子部品群には少なくとも1つの中央演算処理装置(CPU)34が含まれることができる。CPU34は例えば天井体21の天井面26に固定されることができる。こうしてCPU34がインターフェース基板12に近接して配置されれば、CPU34に接続される多数の配線は短縮化されることができる。フレキシブル基板31上で配線パターンは簡素化されることができる。加えて、CPU34上に例えばヒートシンクといった放熱部材が重ねられる際でも、放熱部材はキャビティ25内に収められることができる。したがって、センサーモジュール11全体の大型化は回避されることができる。しかも、マウント部材16が導体材料から形成されれば、マウント部材16はCPU34の電磁シールドとして機能することができる。その他、CPU34がキャビティ25内でインターフェース基板12の表面に実装されても、こうした技術的効果をセンサーモジュール11は享受することができる。
The electronic component group can include at least one central processing unit (CPU) 34. The
(2)第2実施形態に係るセンサーモジュール
図5〜図7は本発明の第2実施形態に係るセンサーモジュール11aを概略的に示す。この第2実施形態ではマウント部材16の固定面35、36に一軸角速度センサー32、33が直接に固着される。それ以外、前述の第1実施形態と同様に構成される。一軸角速度センサー32、33は固定面35、36に直接に重ね合わせられる。固着にあたって例えば熱硬化樹脂製の接着剤が用いられればよい。こうして一軸角速度センサー32、33はマウント部材16とフレキシブル基板31との間に挟まれる。この第2実施形態では、一軸角速度センサー32、33が直接にマウント部材16の固定面35、36に支持されることから、第1実施形態に比べて一軸角速度センサー32、33同士の軸合わせの精度は簡単に高められることができる。その他、前述の第1実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付され、詳細な説明は割愛される。この第2実施形態に係るセンサーモジュール11aでも前述の第1実施形態に係るセンサーモジュール11と同様な技術的効果が得られることができる。
(2) Sensor Module According to Second Embodiment FIGS. 5 to 7 schematically show a
(3)第3実施形態に係るセンサーモジュール
図8〜図10は本発明の第3実施形態に係るセンサーモジュール11bを概略的に示す。この第3実施形態では、3つの固定面35、36、41を規定する3本の垂線ベクトルが直交三軸を構成する。それ以外、前述の第1実施形態と同様に構成される。固定面35、36、41の垂線ベクトルが直交三軸を構成すれば、3つの固定面35、36、41にそれぞれ支持される一軸角速度センサー32、33、42群で三軸角速度センサーが提供されることができる。その他、前述の第1実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付され、詳細な説明は割愛される。この第3実施形態に係るセンサーモジュール11bでも前述の第1実施形態に係るセンサーモジュール11と同様な技術的効果が得られることができる。この第3実施形態では、前述の第2実施形態と同様に、一軸角速度センサー32、33、42が固定面35、36、41に直接に重ね合わせられてもよい。
(3) Sensor Module According to Third Embodiment FIGS. 8 to 10 schematically show a
(4)第4実施形態に係るセンサーモジュール
図11は本発明の第4実施形態に係るセンサーモジュール11cを概略的に示す。この第4実施形態では個々の固定面35、36に防振材43、44が直接に固着される。それ以外、前述の第1実施形態と同様に構成される。こうした防振材43、44上に個々に一軸角速度センサー32、33は受け止められる。その結果、個々の一軸角速度センサー32、33に伝達される振動の帯域はさらに細かく調整されることができる。この第4実施形態の技術思想は前述の第1〜第3実施形態に係るセンサーモジュール11、11a、11bのいずれにも適用されることができる。
(4) Sensor Module According to Fourth Embodiment FIG. 11 schematically shows a
(5)第5実施形態に係るセンサーモジュール
図12は本発明の第5実施形態に係るセンサーモジュール11dを概略的に示す。センサーモジュール11dは第1インターフェース基板45、防振材(弾性部材)46および第2インターフェース基板47を備える。第1インターフェース基板45の表面には、第1実施形態と同様に、箱形の外装体13が固定される。防振材46は第1インターフェース基板45の裏側に重ね合わせられる。第2インターフェース基板47は防振材46を介して第1インターフェース基板45の裏側に重ね合わせられる。こうして第1インターフェース基板45および第2インターフェース基板47の間に板状の防振材46が挟み込まれる。第1インターフェース基板45と第2インターフェース基板47とにはフレキシブル基板48が接続される。フレキシブル基板48は第1インターフェース基板45と第2インターフェース基板47との間で電気的接続を確立する。第1インターフェース基板45、第2インターフェース基板47およびフレキシブル基板48はいわゆるリジッドフレキシブル基板を構成すればよい。第2インターフェース基板47の裏面には例えばマトリクス状にはんだバンプ14が取り付けられることができる。こうしたはんだバンプ14でセンサーモジュール11dは電子機器への組み込みにあたって電子機器基板に実装されることができる。外装体13の形状や第1および第2インターフェース基板45、47の輪郭、防振材46の輪郭や厚み、空間の形状は任意に設定されることができる。以下、前述の第1〜第4実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付され、詳細な説明は割愛される。
(5) Sensor Module According to Fifth Embodiment FIG. 12 schematically shows a
図13に示されるように、外装体13内の空間で第1インターフェース基板45の表面にはマウント部材51が固定される。マウント部材51は、前述と同様に、1対の脚体52、53(以下「第1脚体」「第2脚体」という)と天井体54とを備える。この第5実施形態では、第1脚体52および第2脚体53の接合面55でマウント部材51は直接に第1インターフェース基板45の表面に接合される。マウント部材51は第1インターフェース基板45に実装されることができる。こうして第1脚体52の壁面56、第2脚体53の壁面57、天井体54の天井面58および第1インターフェース基板45の表面でキャビティ59は仕切られる。
As shown in FIG. 13, the
マウント部材51の外表面には配線パターン61が形成される。第1脚体52および第2脚体53の接合面55にははんだバンプ(図示されず)が取り付けられることができる。はんだバンプは第1インターフェース基板45に対してマウント部材51の実装を実現する。はんだバンプは第1インターフェース基板45上の配線とマウント部材51上の配線パターン61との間で導通を確立する。配線パターン61を除いてマウント部材51は前述のマウント部材16と同様に構成されることができる。
A
マウント部材51の外表面には電子部品群が実装されることができる。電子部品62、63、64同士は例えばマウント部材51上の配線パターン61で相互に電気的に接続される。電子部品62、63、64の電気信号は、マウント部材51上の配線パターン61、はんだバンプ、第1インターフェース基板45上の配線、フレキシブル基板48上の配線パターン、そして第2インターフェース基板47を経て、はんだバンプ14から取り出されることができる。反対に、はんだバンプ14から、第2インターフェース基板47、フレキシブル基板48上の配線パターン、第1インターフェース基板45上の配線、はんだバンプ、そしてマウント部材51上の配線パターン61を経て個々の電子部品62、63、64に電気信号は供給されることができる。
An electronic component group can be mounted on the outer surface of the
電子部品群には少なくとも2つの一軸角速度センサー(センサー素子)62、63が含まれる。マウント部材51の固定面65、66に一軸角速度センサー62、63が実装される。この第5実施形態では、一軸角速度センサー62、63が直接にマウント部材51の固定面65、66に支持されることから、第1実施形態に比べて一軸角速度センサー62、63同士の軸合わせの精度は簡単に高められることができる。しかも、電子部品群の配線にあたってフレキシブル基板が省略されることから、センサーモジュール11dは軽量化されることができる。その他、前述の第1〜第4実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。この第5実施形態に係るセンサーモジュール11dでも前述の第1〜第3実施形態に係るセンサーモジュールと同様な技術的効果が得られることができる。
The electronic component group includes at least two uniaxial angular velocity sensors (sensor elements) 62 and 63. Uniaxial
加えて、センサーモジュール11dでは第1インターフェース基板45と第2インターフェース基板47との間に防振材46が挟み込まれることから、はんだバンプ14から第2インターフェース基板47を通じて伝達される振動は防振材46で吸収される。こうした防振材46で一軸角速度センサー(または一軸加速度センサー)62、63の固有振動数を含む帯域の振動が除去されれば、前述と同様に、不要な一軸角速度センサー(一軸加速度センサー)62、63の共振は回避されることができ、一軸角速度センサー(一軸加速度センサー)62、63の誤作動は防止されることができる。
In addition, since the
(6)第6実施形態に係るセンサーモジュール
図14および図15は本発明の第6実施形態に係るセンサーモジュール11eを概略的に示す。センサーモジュール11eはインターフェース基板68、防振材(弾性部材)69およびインターフェースコネクター71を備える。それ以外、前述の第5実施形態と同様に構成される。インターフェース基板68の表面には、第5実施形態と同様に、箱形の外装体13が固定される。防振材69はインターフェース基板68の裏側に重ね合わせられる。防振材69は板状に形成されればよい。防振材69の裏面には取り付け面72が形成される。この取り付け面72は、仮想平面に平行な第2の仮想平面で仕切られることができる。こうした防振材69の取り付け面72でセンサーモジュール11eは電子機器への組み込みにあたって電子機器基板に取り付けられることができる。取り付けにあたって例えば防振材69の取り付け面72は電子機器基板の表面に接着されればよい。
(6) Sensor Module According to Sixth Embodiment FIGS. 14 and 15 schematically show a
インターフェースコネクター71とインターフェース基板68とはフレキシブル基板73で相互に接続される。フレキシブル基板73はインターフェースコネクター71とインターフェース基板68との間で電気的接続を確立する。インターフェースコネクター71、インターフェース基板68およびフレキシブル基板73はいわゆるリジッドフレキシブル基板を構成してもよい。インターフェースコネクター71は電子機器への組み込みにあたって例えば電子機器基板に実装される受け側のコネクターにコネクター接続される。前述の第5実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付され、詳細な説明は割愛される。
The
(7)第7実施形態に係るセンサーモジュール
図16は本発明の第7実施形態に係るセンサーモジュール11fを概略的に示す。センサーモジュール1fはインターフェース基板12を備える。インターフェース基板12の表面にはアングル部材ユニット75が固定される。アングル部材ユニット75以外、前述の第1実施形態と同様に構成される。アングル部材ユニット75はアングル部材76と防振材(弾性部材)77とを備える。防振材77はインターフェース基板12の表面とアングル部材76との間に挟まれる。インターフェース基板12の裏面には例えばマトリクス状にはんだバンプ14が取り付けられることができる。こうしたはんだバンプ14でセンサーモジュール11fは電子機器への組み込みにあたって電子機器基板に実装されることができる。
(7) Sensor Module According to Seventh Embodiment FIG. 16 schematically shows a
アングル部材76は第1板材78および第2板材79を備える。第1板材78および第2板材79はインターフェース基板12の表面から起立する姿勢でインターフェース基板12に固着される。第1板材78は、仮想平面22に接しながら、仮想平面22に交差する第1固定面81でアングル空間82の第1壁面を区画する。第1固定面81は例えば平面で構成されることができる。ここでは、第1板材78の第1固定面81は仮想平面22に直交する。第2板材79には、仮想平面22に交差しつつ第1板材78の第1固定面81に交差する第2固定面83が形成される。第2板材79の第2固定面83はアングル空間82の第2壁面を区画する。第2固定面83は例えば平面で構成されることができる。ここでは、第2板材79の第2固定面83は仮想平面22および第1板材78の第1固定面81に直交する。第1板材78および第2板材79はアングル空間82の1稜線に沿って相互に連結される。こうして隣り合う固定面81、83で直方体のアングル空間82が区画される。アングル空間82の形成にあたって固定面81、83は必ずしも仮想平面22に直交する必要はない。アングル空間82は必ずしも直方体に形成される必要はなくその他の形状に形成されてもよい。
The
第1板材78の第1固定面81および裏側の平面84並びに第2板材79の第2固定面83および裏側の平面85にはフレキシブル基板86が重ねられる。フレキシブル基板86は第1板材78および第2板材79に接合される。フレキシブル基板86の外向き面には電子部品群が実装されることができる。フレキシブル基板86とインターフェース基板12とはいわゆるリジッドフレキシブル基板を構成してもよい。電子部品群の個々の電子部品87、88は、インターフェース基板12上およびフレキシブル基板86上の配線パターンやインターフェース基板12内のビアを通じてはんだバンプ14に電気的に接続されることができる。
A
電子部品群には少なくとも2つの一軸角速度センサー(センサー素子)87、88が含まれる。一軸角速度センサー87、88は少なくとも第1固定面81および第2固定面83上でフレキシブル基板86の外向き面に実装される。これら固定面81、83は相互に非平行な垂線ベクトルを確立する。2つの固定面81、83を規定する2本の垂線ベクトルが相互に直交すれば、2つの固定面81、83にそれぞれ支持される一軸角速度センサー群で二軸角速度センサーが提供されることができる。一軸角速度センサー87、88の回転軸は例えば個々の固定面81、83に垂直に設定されればよい。こうした一軸角速度センサー87、88に代えて、あるいは、こうした一軸角速度センサー87、88に加えて、固定面81、83には一軸加速度センサーが固定されてもよい。一軸加速度センサーの検出軸は固定面81、83に平行に設定されればよい。一軸角速度センサー87、88や一軸加速度センサーは例えばシリコン(MEMS)や水晶、セラミックから形成されることができる。
The electronic component group includes at least two uniaxial angular velocity sensors (sensor elements) 87 and 88. The uniaxial
こうしたセンサーモジュール11fによれば、少なくとも2つの一軸角速度センサー87、88がアングル部材76の複数の固定面81、83に固定されることで、一軸角速度センサー87、88同士の軸合わせは簡単に実現されることができる。しかも、アングル空間82内で第1板材78の第1固定面81および第2板材79の第2固定面83で電子部品の実装面積が確保されることから、従来の立方体形状のマウント部材のように立方体空間の外側に全ての電子部品が実装される場合に比べてセンサーモジュール11f全体の体積は減少することができる。加えて、センサーモジュール11fではアングル部材76とインターフェース基板12との間に防振材77が挟み込まれることから、振動は防振材77で吸収される。前述と同様に、不要な一軸角速度センサー(一軸加速度センサー)87、88の共振は回避されることができる。
According to such a
こうしたセンサーモジュール11fではインターフェース基板12の表面に第3固定面89が確保されてもよい。こうして第1固定面81、第2固定面83および第3固定面89の垂線ベクトルは直交三軸を構成することができる。3つの固定面81、83、89にそれぞれ支持される一軸角速度センサー群87、88、91で三軸角速度センサーが提供されることができる。この場合には、防振材は、第5実施形態や第6実施形態と同様にインターフェース基板12の裏側に重ね合わせられればよい。インターフェース基板12には追加のインターフェース基板47またはインターフェースコネクター71が連結されればよい。防振材は、第5実施形態と同様にインターフェース基板12と追加のインターフェース基板47との間に挟み込まれてもよく、第6実施形態と同様にインターターフェース基板12と電子機器基板との間に挟み込まれてもよい。こういった場合には、アングル部材76は直接にインターフェース基板12に固定されてもよい。その他、前述の第1〜第6実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。第4実施形態の技術思想は第6実施形態に係るセンサーモジュール11fにも適用されることができる。
In such a
(8)第8実施形態に係るセンサーモジュール
図17は本発明の第8実施形態に係るセンサーモジュール11gを概略的に示す。この第8実施形態では、前述のアングル部材76にさらに第3板材92が付加される。第3板材92以外、前述の第7実施形態と同様に構成されればよい。第3板材92はインターフェース基板12の表面から起立する姿勢でインターフェース基板12に固着される。第3板材92は、仮想平面22に接しながら、仮想平面22に交差する第1平面93で第2アングル空間94の第1壁面を区画する。第2板材79の平面85(第2固定面83の裏側)は仮想平面22に交差して第2アングル空間94の第2壁面を区画する。ここでは、第3板材92の第1平面93は仮想平面22および第2板材79の平面85に直交する。第3板材92および第2板材79は第2アングル空間94の1稜線に沿って相互に連結される。こうして隣り合う平面93、85で直方体の第2アングル空間94が区画される。第1板材78および第3板材92は1枚の平板から形成されればよい。
(8) Sensor Module According to Eighth Embodiment FIG. 17 schematically shows a
この第8実施形態では、第1板材78の第1固定面81および裏側の平面84、第2板材79の第2固定面83および裏側の平面85、並びに、第3板材92の第1平面93および裏側の第2平面95にフレキシブル基板86が重ねられる。フレキシブル基板86は第1板材78、第2板材79および第3板材92に接合される。こうして第3板材92の第1平面93および第2平面95には電子部品96が実装されることができる。第3板材92の表裏で電子部品の実装領域は拡大する。その他、前述の第1〜第7実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。第4実施形態の技術思想は第8実施形態に係るセンサーモジュール11gにも適用されることができる。
In the eighth embodiment, the first fixing
(9)第9実施形態に係るセンサーモジュール
図18は本発明の第9実施形態に係るセンサーモジュール11hを概略的に示す。この第9実施形態では、前述のアングル部材76にさらに第4板材97が付加される。第4板材97以外、前述の第8実施形態と同様に構成されればよい。第4板材97はインターフェース基板12の表面から起立する姿勢でインターフェース基板12に固着される。第4板材97は、仮想平面22に接しながら、仮想平面22に交差する第1平面98で第3アングル空間99の第1壁面を区画する。第3板材92の第2平面95(第1平面93の裏側)は仮想平面22に交差して第3アングル空間99の第2壁面を区画する。ここでは、第4板材97の第1平面98は仮想平面22および第3板材92の第2平面95に直交する。第4板材97および第3板材92は第3アングル空間99の1稜線に沿って相互に連結される。こうして隣り合う平面98、95で直方体の第3アングル空間99が区画される。第2板材79および第4板材97は1枚の平板から形成されればよい。
(9) Sensor Module According to Ninth Embodiment FIG. 18 schematically shows a
同時に、第4板材97の第2平面101(第1平面98の裏側)は、仮想平面22に交差して第4アングル空間102の第1壁面を区画する。第1板材78の平面84(第1固定面81の裏側)は仮想平面22に交差して第4アングル空間102の第2壁面を区画する。ここでは、第4板材97の第2平面101は仮想平面22および第1板材78の平面84に直交する。こうして隣り合う平面101、84で直方体の第4アングル空間102が区画される。
At the same time, the second plane 101 (the back side of the first plane 98) of the
この第9実施形態では、第1板材78の第1固定面81および裏側の平面84、第2板材79の第2固定面83および裏側の平面85、第3板材92の第1平面93および裏側の第2平面95、並びに、第4板材97の第1平面98および裏側の第2平面101にフレキシブル基板86が重ねられる。フレキシブル基板86は第1板材78、第2板材79、第3板材92および第4板材97に接合される。こうして第4板材97の第1平面98および第2平面101には電子部品103が実装されることができる。第4板材97の表裏で電子部品の実装領域はさらに拡大する。その他、前述の第1〜第8実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。第4実施形態の技術思想は第6実施形態に係るセンサーモジュール11hにも適用されることができる。
In the ninth embodiment, the first fixing
(10)電子機器
以上のようなセンサーモジュール11、11a、11b、11c、11d、11e、11f、11g、11hは例えばデジタルスチルカメラやビデオカメラに組み込まれることができる。図19はデジタルスチルカメラ111の一具体例を示す。デジタルスチルカメラ111はレンズセット112を備える。レンズセット112は被写体の画像を撮像素子113に映し出す。撮像素子113には例えばCCDまたはCMOSセンサーが用いられればよい。レンズセット112には手ぶれ補正機構114が接続される。手ぶれ補正機構114は手ぶれの大きさに応じてレンズセット112内で特定のレンズを移動させる。その結果、手ぶれは補正され、画像は撮像素子113上で結像する。撮像素子113から画像信号が出力される。手ぶれ補正の実現にあたって手ぶれ補正機構114にはコントローラー115が接続される。コントローラー115には手ぶれ検出装置としてのセンサーモジュール11(11a、11b、11c、11d、11e、11f、11g、11h)が接続される。コントローラー115はセンサーモジュール11(11a、11b、11c、11d、11e、11f、11g、11h)で検出される手ぶれの大きさに応じてレンズの移動量を算出する。その他、前述の実施形態に係るセンサーモジュール11(11a、11b、11c、11d、11e、11f、11g、11h)は、ナビゲーション装置、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、ヘッドマウンティングディスプレイ、携帯電話機、自走式掃除ロボット、ラジコンヘリコプターといった電子機器に組み込まれて使用されることができる。
(10) Electronic device The
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や電子機器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。 Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention. For example, a term described with a different term having a broader meaning or the same meaning at least once in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings. Further, the configuration and operation of the sensor module, the electronic device, and the like are not limited to those described in the present embodiment, and various modifications can be made.
11(11a、11b、11c、11d、11e、11f、11g、11h) センサーモジュール、12 第1インターフェース基板、16 マウント部材、17 弾性部材(防振材)、18 脚体(第1脚体)、19 脚体(第2脚体)、21 天井体、25 キャビティ、31 実装基板(フレキシブル基板)、32 センサー素子(一軸角速度センサー)、33 センサー素子(一軸角速度センサー)、34 中央演算処理装置、35 固定面(第1固定面)、36 固定面(第2固定面)、41 固定面、42 センサー素子(一軸角速度センサー)、45 第1インターフェース基板、46 弾性部材(防振材)、47 第2インターフェース基板、52 脚体(第1脚体)、53 脚体(第2脚体)、54 天井体、59 キャビティ、62 センサー素子(一軸角速度センサー)、63 センサー素子(一軸角速度センサー)、68 第1インターフェース基板、111 電子機器(デジタルスチルカメラ)。
11 (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f, 11g, 11h) Sensor module, 12 First interface board, 16 Mount member, 17 Elastic member (vibration isolator), 18 Leg (first leg), DESCRIPTION OF
Claims (8)
センサー素子を含む電子部品と、を備え、
前記マウント部材には、相互に非平行な垂線ベクトルを有する固定面が複数設けられ、前記固定面の少なくとも2つには前記センサー素子が備えられ、
かつ、前記脚体と前記天井体とにより区画されるキャビティ内に前記電子部品の少なくとも1つが配置されていることを特徴とするセンサーモジュール。 A mounting member including a leg and a ceiling connected to one end of the leg;
An electronic component including a sensor element,
The mount member is provided with a plurality of fixed surfaces having perpendicular vectors that are not parallel to each other, and at least two of the fixed surfaces are provided with the sensor element,
And at least 1 of the said electronic component is arrange | positioned in the cavity divided by the said leg and the said ceiling body, The sensor module characterized by the above-mentioned.
複数の実装面を有する実装基板を有し、
前記電子部品は前記複数の実装面の各々に実装されていることを特徴とするセンサーモジュール。 The sensor module according to claim 1,
A mounting board having a plurality of mounting surfaces;
The sensor module, wherein the electronic component is mounted on each of the plurality of mounting surfaces.
前記実装基板に第1インターフェース基板が連結され、
前記第1インターフェース基板は前記脚体に接続されていることを特徴とするセンサーモジュール。 The sensor module according to claim 2,
A first interface board is coupled to the mounting board;
The sensor module, wherein the first interface board is connected to the leg.
前記脚体は、前記一端とは反対側の他端に弾性部材を備えることを特徴とするセンサーモジュール。 In the sensor module according to any one of claims 1 to 3,
The leg module includes an elastic member at the other end opposite to the one end.
前記第1インターフェース基板に平面視で重ね合わせられる第2インターフェース基板を備え、
前記第1インターフェース基板と前記第2インターフェース基板との間に弾性部材を備えることを特徴とするセンサーモジュール。 The sensor module according to claim 3, wherein
A second interface board superposed on the first interface board in plan view;
A sensor module comprising an elastic member between the first interface board and the second interface board.
少なくとも1対の前記脚体を備えることを特徴とするセンサーモジュール。 In the sensor module according to any one of claims 1 to 5,
A sensor module comprising at least one pair of the legs.
前記キャビティ内で前記天井体には中央演算処理装置が配置されていることを特徴とするセンサーモジュール。 In the sensor module according to any one of claims 1 to 6,
A sensor module, wherein a central processing unit is disposed on the ceiling in the cavity.
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