JP5935244B2 - モジュールおよび電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、モジュールおよび電子機器に関するものである。

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。
しかしながら、特許文献１のセンサーユニットでは、センサー素子がセンサーユニットの外部に露出している。そのため、センサーユニットの製造時または動作確認時、センサーユニットを他の電子機器に組み込む工程時に、製造機器等の各種機器や作業者がセンサー素子に直接接触し、当該接触によって、センサー素子が破損し、優れた検出精度を発揮することができないという問題がある。

米国特許第７０４０９２２号明細書

本発明の目的は、信頼性を高め、小型薄型で、且つ優れた検出精度を発揮することのできるモジュールおよび電子機器を提供することにある。

このような目的の少なくとも１つは、下記の本発明により達成される。
本発明のモジュールは、センサー素子と、
回路要素と、
基板を複数備え、且つ隣接する前記基板の間が折り曲げ可能な実装基板と、
固定面を複数備えた支持部材と、を有し、
前記基板の各々は、前記固定面の各々に接触して固定され、
少なくとも１つの前記基板は、前記支持部材側に位置する第１実装面と、前記支持部材と反対側に位置する第２実装面と、を有し、
前記第１実装面に前記センサー素子が配置され、前記第２実装面に複数の前記回路要素が配置されており、
前記複数の回路要素のうちの最も小さい前記回路要素を除いた中から選択した１つの前記回路要素が前記第２実装面の中央部に配置されていることを特徴とする。
これにより、モジュールの製造時または動作確認時にセンサー素子の破損等を防止でき、信頼性が向上したモジュールを提供することができる。

本発明のモジュールでは、前記支持部材は、前記固定面の垂線が互いに交差していることが好ましい。
本発明のモジュールでは、前記支持部材は、前記固定面の垂線が互いに直交していることが好ましい。
これにより、センサー素子を例えば角速度センサーや加速度センサーとし、互いに交差または直交する固定面にセンサー素子を配置すれば、複数軸まわりの角速度または加速度を精度よく検出することができる。
本発明のモジュールでは、前記センサー素子と前記固定面との間が接合されていることが好ましい。
これにより、実装基板と支持基板の接合を強固にでき、信頼性が高まると共に外力によりセンサー素子が動くのを防止することができるので、検出精度を高めることができる。

本発明のモジュールでは、前記支持部材は直方体であることが好ましい。
これにより、直方体を形成する各面を固定面として用いることができ、容易に固定面の垂線を互いに直交させることができ、センサー素子を例えば角速度センサーや加速度センサーとし、各固定面にセンサー素子を配置すれば、複数軸まわりの角速度または加速度を精度よく検出することができる。

本発明のモジュールでは、前記支持部材は貫通孔を有し、前記貫通孔に前記センサー素子の少なくとも一部が収容されることが好ましい。
本発明のモジュールでは、前記支持部材は逃げ部を有し、前記逃げ部に前記センサー素子の少なくとも一部が収容されることが好ましい。
これにより、貫通孔の内部にセンサー素子の少なくとも一部を収容することが可能となり、モジュールの小型・薄型化に寄与できる。
本発明のモジュールでは、前記基板および前記固定面の一方には突起部が設けられ、他方には孔部が設けられ、
前記突起部と前記孔部とが係合することが好ましい。
これにより、基板と固定面とを接着剤等を用いずに容易に接合することができる。

本発明のモジュールでは、前記支持部材には、金属材料が用いられることが好ましい。
これにより、支持部材を金属材料のような高い導電率を有する材料で構成すると、支持部材によって、例えば実装面に実装されているマイクロコントローラー等から発生する放射ノイズを遮断することができる。そのため、このような放射ノイズが、他の実装面に実装されているセンサー素子に到達して悪影響を与えるのを防ぐことが可能となる。

本発明のモジュールでは、前記基板は、硬質基板が用いられ、
前記基板の間は、フレキシブル基板で接続されていることが好ましい。
これにより、実装基板を容易に変形させることができ、実装基板の支持部材への固定を簡単に行うことができる。
本発明のモジュールでは、前記基板は、第１基板、第２基板、および第３基板を含み、
前記センサー素子は、前記第１〜第３基板の各々に実装され、且つ、検出軸が互いに交差することが好ましい。

本発明のモジュールでは、前記センサー素子は、角速度センサーまたは加速度センサーであることが好ましい。
これにより、センサー素子を角速度センサーや加速度センサーとし、互いに交差または直交する第１〜第３の実装面にセンサー素子を実装すれば、複数軸まわりの角速度または加速度が検出可能なモジュールを提供できる。
本発明のモジュールは、第１面および該第１面と交わる第２面を備えた支持部材と、
前記第１面に実装された第１センサー素子と、
前記第１センサー素子を実装し、前記第１面と平行に配置された第１基板と、
前記第１基板の前記第１センサー素子が実装された面とは反対側の面に実装された複数の回路要素と、
前記第２面に実装された第２センサー素子と、
前記第２センサー素子を実装し、前記第２面と平行に配置され、かつ前記第１基板と接続されている第２基板と、を備え、
前記複数の回路要素のうちの最も小さい前記回路要素を除いた中から選択した１つの前記回路要素が前記反対側の面の中央部に配置されていることを特徴とする。
本発明の電子機器は、本発明のモジュールを備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を発揮することのできる電子機器を提供することができる。

本発明のモジュールの第１実施形態を示す斜視図である。 図１に示すモジュールが備える実装基板の展開図である。 図２に示す実装基板を組み立てた状態を示す斜視図である。 図１に示すモジュールが備える角速度センサーの一例を示す平面図である。 図１に示すモジュールが備える支持部材を示す斜視図である。 図１に示すモジュールの横断面図である。 本発明の第２実施形態にかかるモジュールの断面図である。 本発明の第３実施形態にかかるモジュールの断面図である。 モジュールを搭載した電子機器の構成の一例を示す図である。

以下、本発明のモジュール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．モジュール
まず、本発明のモジュールについて説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明のモジュールの第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示すモジュールが備える実装基板の展開図、図３は、図２に示す実装基板を組み立てた状態を示す斜視図、図４は、図１に示すモジュールが備える角速度センサーの一例を示す平面図、図５は、図１に示すモジュールが備える支持部材を示す斜視図、図６は、図１に示すモジュールの横断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１、図３および図５中の図面上側を「上」、図面下側を「下」として説明を行う。また、図１に示すように、互いに直交する３軸を「ｘ軸」、「ｙ軸」および「ｚ軸」とする。

本実施形態のモジュール１は、センサー素子４としての角速度センサー４１１〜４１３を備えており、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モジュールである。このようなモジュール１は、利便性に優れ、例えば、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等に好適に利用することができる。
図１に示すように、モジュール１は、角速度センサー４１１〜４１３等のセンサー素子４が実装された実装基板２と、実装基板２を支持（固定）する支持部材３とを有している。なお、モジュール１は、さらに、実装基板２および支持部材３を収容するケーシングを有していてもよい。以下、これら各部材について順次説明する。

［実装基板］
実装基板２は、硬質で変形し難いリジッド基板（硬質基板）と、軟質で変形し易い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。
ここで、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を図２（ａ）とは反対の面側から見た平面図である。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、実装基板２は、互いに離間して配置された第１のリジッド基板２１、第２のリジッド基板２２、第３のリジッド基板２３、第４のリジッド基板２４および第５のリジッド基板２５と、これらを連結するフレキシブル基板２６とで構成されている。
フレキシブル基板２６は、第１のリジッド基板２１と第３のリジッド基板２３とを連結する連結部２６１、第２のリジッド基板２２と第３のリジッド基板２３とを連結する連結部２６２、第３のリジッド基板２３と第４のリジッド基板２４とを連結する連結部２６３および第４のリジッド基板２４と第５のリジッド基板２５とを連結する連結部２６４を有している。

また、第１のリジッド基板２１の両端部には孔部２１ａ、２１ｂが形成されており、第２のリジッド基板２２の両端部には孔部２２ａ、２２ｂが形成されており、第３のリジッド基板２３の両端部（対角関係にある両角部）には孔部２３ａ、２３ｂが形成されており、第４のリジッド基板２４の両端部（対角関係にある両角部）には孔部２４ａ、２４ｂが形成されており、第５のリジッド基板２５の両端部には孔部２５ａ、２５ｂが形成されている。これら孔部２１ａ〜２５ｂは、リジッド基板２１〜２５を支持部材３に固定するために用いられる。なお、孔部とは、一方の面から他方の面を貫通した構造と、一方の面に開口を有し他方の面に貫通しない構造の両方を含む。

また、各リジッド基板２１〜２５およびフレキシブル基板２６には、導体パターン（図示せず）が形成されており、この導体パターンを介して複数のセンサー素子４が適切に電気接続されている。
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。

このような実装基板２は、フレキシブル基板２６の各連結部２６１〜２６４を折り曲げることで、図３に示すような直方体状に変形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を折り曲げる（湾曲させる）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３のリジッド基板２３を底面とすると、第４のリジッド基板２４が頂面をなし、第１、第２、第５のリジッド基板２１、２２、２５が側面をなす。図１に示すように、実装基板２は、このように変形した状態で支持部材３に固定されている。言い換えれば、実装基板２は、支持部材３に対応した形状に変形できるように設計されている。

以上、実装基板２について説明した。実装基板２を上記のような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の支持部材３への固定が簡単となる。また、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の支持部材３への固定を簡単かつ円滑に行うことができる。また、リジッド基板にセンサー素子４を実装することにより、センサー素子４（特に、角速度センサー４１１〜４１３）の不要な振動を抑制でき、モジュール１の検出精度が向上する。
なお、実装基板２には、グランド層（図示せず）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、図３に示す状態にて、実装基板２の内側にあるセンサー素子４（表側実装面２１１〜２５１に実装されているセンサー素子４）については、外部磁場による影響を排除することができる。

［センサー素子］
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、実装基板２には複数のセンサー素子４が実装されている。
実装基板２には、センサー素子４として、１軸検出型の３つの角速度センサー４１１〜４１３と、３軸検出型の加速度センサー４２とが実装されている。また、実装基板２には、センサー素子４（角速度センサー４１１〜４１３、加速度センサー４２）等を駆動するための電源回路４３と、センサー素子４からの出力信号を増幅する増幅回路４４と、増幅回路４４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４５と、所望の制御を行うマイクロコントローラー４６と、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリー４７と、方位を検出する方位センサー（磁気センサー）４８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）４９とが実装されている。

以下、これらセンサー素子４および電子部品の配置について詳細に説明する。
（第１のリジッド基板２１）
第１のリジッド基板２１の表側実装面２１１には、ｘ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー４１１が実装されている。
（第２のリジッド基板２２）
第２のリジッド基板２２の表側実装面２２１には、ｙ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー４１２が実装されている。

（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、ｚ軸まわりの角速度を検出する角速度センサー４１３および加速度センサー４２が実装されている。また、裏側実装面２３２には、電源回路４３、増幅回路４４およびアナログ／デジタル変換回路４５が実装されている。なお、角速度センサー４１３および加速度センサー４２を裏側実装面２３２に実装し、電源回路４３、増幅回路４４およびアナログ／デジタル変換回路４５を表側実装面２３１に実装しても良い。

ここで、アナログ／デジタル変換回路４５は、裏側実装面２３２に実装されている他の電子部品（電源回路４３および増幅回路４４）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４５を裏側実装面２３２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４５を第３のリジッド基板２３の強度を補強する補強部材として効果的に用いることができる。そのため、第３のリジッド基板２３の撓み変形に起因する不本意な振動が抑えられ、角速度センサー４１１〜４１３に不要な振動が伝わらず、角速度センサー４１１〜４１３（特に第３のリジッド基板２３に実装されている角速度センサー４１３）による角速度の検出精度が高まる。

また、加速度センサー４２は、表側実装面２３１の縁部（特に、孔部２３ａ、２３ｂのいずれか一方の近傍。ただし、支持部材３の下面３２と重なる部分は除く。）に配置するのが好ましい。後述するように、第３のリジッド基板２３は、その縁部が支持部材３の下面３２に支持されるとともに、孔部２３ａ、２３ｂを介してネジ止めされることにより支持部材３に固定される。そのため、第３のリジッド基板２３の縁部は、変形し難く、不要な振動が発生し難い。よって、このような場所に加速度センサー４２を配置することで、より高精度に加速度を検出することができる。

（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、マイクロコントローラー４６が実装され、裏側実装面２４２には、不揮発性メモリー４７および方位センサー４８が実装されている。
ここで、マイクロコントローラー４６は、第４のリジッド基板２４に実装された他の電子部品（不揮発性メモリー４７および方位センサー４８）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４６を表側実装面２４１の中央部に配置するのが好ましい。これにより、マイクロコントローラー４６を第４のリジッド基板２４の強度を補強する補強部材として効果的に用いることができる。そのため、第４のリジッド基板２４の撓み変形による不要な振動が抑えられ、角速度センサー４１１〜４１３に不要な振動が伝わらず、角速度センサー４１１〜４１３による角速度の検出精度が高まる。
また、マイクロコントローラー４６から発生する放射ノイズを第４のリジッド基板２４の前記グランド層によって遮断することができるため、方位センサー４８をマイクロコントローラー４６と反対の実装面に実装することにより、前記放射ノイズが方位センサー４８に達し、方位センサー４８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４８の検出精度を向上させることができる。
（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４９が実装されている。
以上、センサー素子４および電子部品の配置について詳細に説明した。

実装基板２では、第３のリジッド基板２３に電源回路４３、増幅回路４４、アナログ／デジタル変換回路４５を含むアナログ回路をまとめて形成し、第４のリジッド基板２４にマイクロコントローラー４６を含むデジタル回路をまとめて形成している。そのため、デジタル回路から生じる高周波ノイズがアナログ回路に伝播されるのを抑制でき、優れた信頼性および検出精度を発揮することができる。
角速度センサー４１１〜４１３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４１１〜４１３としては、例えば、図４に示すような振動片５を有するセンサーを用いることができる。

振動片５は、水晶（圧電材料）で構成されている。また、振動片５は、基部５１と、基部５１の両側から紙面縦方向へ延出する一対の検出用振動腕５２、５３と、基部５１の両側から紙面横方向へ延出する一対の連結腕５４、５５と、各連結腕５４、５５の先端部の両側から紙面縦方向へ延出する各一対の駆動用振動腕５６、５７、５８、５９とを有している。また、各検出用振動腕５２、５３の表面には検出用電極（図示せず）が形成されており、駆動用振動腕５６、５７、５８、５９の表面には駆動用電極（図示せず）が形成されている。

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（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。

［支持部材］
図５および図６に示すように、支持部材３は、略直方体状をなし、対向配置された上面３１および下面３２と、これらを接続する４つの側面３３、３４、３５、３６とを有している。このような支持部材３では、少なくとも下面３２、側面３３および側面３４は、垂線が互いに直交するように精度よく形成されている。

側面３３、側面３４および下面３２は、後述するように、角速度センサー４１１〜４１３が実装された第１〜第３のリジッド基板２１〜２３を固定する面であるため、これら３つの面を互いに直交するよう形成することで、角速度センサー４１１〜４１３をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各軸に対して正確に配置することができる。そのため、モジュール１によれば、各軸まわりの角速度を高精度に検出することができる。

（側面３３）
側面３３は、第１のリジッド基板２１を固定する固定面（第１の固定面）を構成する。第１のリジッド基板２１は、その表側実装面２１１を支持部材３側（内側）に向けた状態で側面３３に固定されている。具体的には、支持部材３は、側面３３の両端部から突出する２つの突起３３２、３３３を有している。この突起３３２、３３３に第１のリジッド基板２１に形成された孔部２１ａ、２１ｂが係合しており、これにより、第１のリジッド基板２１が側面３３に固定されている。

このように２つの突起３３２、３３３を用いることにより、側面３３に対する第１のリジッド基板２１の位置決めを行いつつ、側面３３に第１のリジッド基板２１を固定することができる。特に、側面３３の両端部に突起３３２、３３３を形成することで、突起３３２、３３３の離間距離が長くなり、第１のリジッド基板２１の位置決めをより精度よく行うことができる。

第１のリジッド基板２１の側面３３への固定は、さらに、接着剤による接着を併用することが好ましい。これにより、第１のリジッド基板２１を側面３３により強固に固定することができる。このことは、後述する第２〜第５のリジッド基板２２〜２５についても同様である。
また、支持部材３は、側面３３に逃げ部３３１を有している。この逃げ部３３１は、角速度センサー４１１の位置および外形に対応して形成されており、第１のリジッド基板２１が側面３３に固定された状態では、逃げ部３３１内に角速度センサー４１１が収容されている。すなわち、逃げ部３３１は、支持部材３と角速度センサー４１１との接触を防止するための逃げ部として機能させてもよい。

また、センサー素子４の天頂面（第１のリジッド基板２１に実装された面とは反対側の面）と支持部材の逃げ部３３１の表面とを接着剤等により接合しても良い。このような構成とすることにより、センサー素子と支持部材との接合を強固なものとすることができる。
このような逃げ部３３１を形成することにより、支持部材３の内部スペースを有効活用することができ、モジュール１の小型化を図ることができる。

（側面３４）
側面３４は、第２のリジッド基板２２を固定する固定面（第２の固定面）を構成する。第２のリジッド基板２２は、その表側実装面２２１を支持部材３側（内側）に向けた状態で側面３４に固定されている。具体的には、支持部材３は、側面３４の両端部から突出する２つの突起３４２、３４３を有している。この突起３４２、３４３に第２のリジッド基板２２に形成された孔部２２ａ、２２ｂが係合しており、これにより、第２のリジッド基板２２が側面３４に固定されている。

また、支持部材３は、側面３４に逃げ部３４１を有している。この逃げ部３４１は、角速度センサー４１２の位置および外形に対応して形成されており、第２のリジッド基板２２が側面３４に固定された状態では、逃げ部３４１内に角速度センサー４１２が収容されている。すなわち、逃げ部３４１は、支持部材３と角速度センサー４１２との接触を防止するための逃げ部として機能させても良い。

また、センサー素子４の天頂面（第２のリジッド基板２２に実装された面とは反対側の面）と支持部材の逃げ部３４１の表面とを接着剤等により接合しても良い。このような構成とすることにより、センサー素子と支持部材との接合を強固なものとすることができる。
このような逃げ部３４１を形成することにより、支持部材３の内部スペースを有効活用することができ、モジュール１の小型化を図ることができる。

（側面３５）
側面３５は、第５のリジッド基板２５を固定する固定面を構成する。第５のリジッド基板２５は、その表側実装面２５１を支持部材３側（内側）に向けた状態で側面３５に固定されている。すなわち、第５のリジッド基板２５は、コネクター４９をモジュール１の外側に露出させた状態で側面３５に固定されている。具体的には、支持部材３は、側面３５の両端部から突出する２つの突起３５２、３５３を有し、この突起３５２、３５３に第５のリジッド基板２５に形成された孔部２５ａ、２５ｂが係合しており、これにより、第５のリジッド基板２５が側面３５に固定されている。
なお、上記では突起３４２、３４３、４５２、３５３を支持部材３側に設け、孔部２２ａ、２２ｂ、２５ａ、２５ｂをリジッド基板側に設けているが、突起をリジッド基板側に設け、孔部を支持部材側に設けても良い。

（下面３２）
下面３２は、第３のリジッド基板２３を固定する固定面（第３の固定面）を構成する。第３のリジッド基板２３は、その表側実装面２３１を支持部材３側（内側）に向けた状態で下面３２に固定されている。具体的には、支持部材３は、下面３２の対角関係にある２つの角部に形成された２つのネジ穴３２ａ、３２ｂを有している。このネジ穴３２ａ、３２ｂに、第３のリジッド基板２３に形成された孔部２３ａ、２３ｂを合わせ、ネジ８１、８２によりネジ止めすることにより、第３のリジッド基板２３が下面３２に固定されている。

また、支持部材３は、上面３１と下面３２とを貫通する貫通孔３７を有しおり、外観が枠形状となっている。第３のリジッド基板２３を下面３２に固定した状態では、貫通孔３７内に、表側実装面２３１に実装された角速度センサー４１３および加速度センサー４２が収容されている。すなわち、貫通孔３７は、角速度センサー４１３および加速度センサー４２の収容空間となっており、モジュールの小型化、薄型化に寄与する。また、貫通孔３７は、支持部材３と角速度センサー４１３および加速度センサー４２との接触を防止するための逃げ部としても機能している。このような貫通孔３７を形成することにより、支持部材３の内部スペースを有効活用することができ、モジュール１の小型化（薄型化）を図ることができる。

（上面３１）
上面３１は、第４のリジッド基板２４を固定する固定面を構成する。第４のリジッド基板２４は、その表側実装面２４１を支持部材３側（内側）に向けた状態で上面３１に固定されている。具体的には、支持部材３は、上面３１の対角関係にある２つの角部に形成された２つのネジ穴３１ａ、３１ｂを有している。このネジ穴３１ａ、３１ｂに、第４のリジッド基板２４に形成された孔部２４ａ、２４ｂを合わせ、ネジ８３、８４によりネジ止めすることにより、第４のリジッド基板２４が上面３１に固定されている。

また、前述したように、支持部材３は、貫通孔３７を有している。第４のリジッド基板２４を上面３１に固定した状態では、貫通孔３７内に、表側実装面２４１に実装されたマイクロコントローラー４６が収容されている。また、貫通孔３７は、支持部材３とマイクロコントローラー４６との接触を防止するための逃げ部としても機能している。このような貫通孔３７を形成することにより、支持部材３の内部スペースを有効活用することができ、モジュール１の小型化（薄型化）を図ることができる。

以上、支持部材３の形状について詳細に説明した。
また、支持部材３の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、外部から圧力が加わったときに変形を防止するために、硬質な材料であるのが好ましい。これにより、下面３２、側面３３および側面３４が互いに直交した状態をより確実に維持することができ、モジュール１の検出精度を高く維持することができる。

このような材料としては、特に限定されず、例えば、鉄、ニッケル、銅、アルミニウム等の各種金属、またはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金または金属間化合物、さらには、これらの金属の酸化物等が挙げられる。このうち、合金としては、例えば、ステンレス鋼、インコネル、その他例えばジュラルミン等の各種アルミニウム系合金が挙げられる。

このように、支持部材３を金属材料で構成することにより、次のような効果を発揮することができる。すなわち、支持部材３を金属材料のような高い導電率を有する材料で構成すると、支持部材３によって、マイクロコントローラー４６等から発生する放射ノイズを遮断することができる。そのため、このような放射ノイズが、逃げ部３３１、３４１内の角速度センサー４１１、４１２に到達し、これらセンサーに悪影響を与えるのを防ぐことができる。その結果、角速度センサー４１１、４１２によって高精度に角速度を検出することができる。

また、前記硬質な材料としては、上記金属材料の他、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。

また、支持部材３の構成材料として、不要な振動を吸収する防振、免振機能を発揮することのできる弾性材料であるのも好ましい。このような材料としては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料（特に加硫処理したもの）や、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
また、支持部材３の構成材料として、変形のし難さと、防振、免振機能とを両立させるために免振鋼を用いるのも好ましい。
以上、モジュール１について説明した。

このようなモジュール１では、支持部材３が互いに直交する３つの面、すなわち下面３２、側面３３および側面３４を有しており、下面３２に角速度センサー４１３が実装された第３のリジッド基板２３を固定し、側面３３に角速度センサー４１１が実装された第１のリジッド基板２１を固定し、側面３４に角速度センサー４１２が実装された第２のリジッド基板２２を固定する。このように、実装基板２を支持部材３に固定するだけで、簡単かつ確実に、３つの角速度センサー４１１〜４１３を互いに直交して配置することができる。そのため、モジュール１によれば、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸まわりの角速度を正確に検出することができる。すなわち、角速度センサー４１１の検出軸がｘ軸と平行となり、角速度センサー４１２の検出軸がｙ軸と平行となり、角速度センサー４１３の検出軸がｚ軸と平行となるように、３つの角速度センサー４１１〜４１３を配置することができる。

また、角速度センサー４１１〜４１３および加速度センサー４２が、実装基板２と支持部材３との間に位置している。そのため、角速度センサー４１１は、第１のリジッド基板２１によってモジュール１の外部への露出が防止され、角速度センサー４１２は、第２のリジッド基板２２によってモジュール１の外部への露出が防止され、角速度センサー４１３および加速度センサー４２は、第３のリジッド基板２３によってモジュール１の外部への露出が防止されている。

このような配置によれば、例えば、モジュール１の製造時や、モジュール１を他の電子機器に組み込む際に、角速度センサー４１１〜４１３および加速度センサー４２が、作業者や製造機器等と接触することがなく、これらセンサー類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４１１〜４１３および加速度センサー４２が前記磁場の影響を受けることなく、これらセンサー類によって、精度よく、角速度および加速度を検出することができる。

特に、センサー素子４（角速度センサー４１１〜４１３および加速度センサー４２）は、破損し易く、磁場の影響を受け易いため、これらセンサー素子４を上記のような配置とすることにより、モジュール１の信頼性および検出特性をともに向上させることができる。
なお、複数のセンサー素子４の配置は、少なくとも１つのセンサー素子４が実装基板２と支持部材３との間に位置していれば、特に限定されない。例えば、コネクター４９を除く全てのセンサー素子４が各リジッド基板２１〜２５の表側実装面２１１〜２５１に実装され、実装基板２と支持部材３との間に位置していてもよい。

＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態にかかるモジュールの断面図である。
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかるモジュールは、支持部材の構成が異なること以外は、第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

図７に示すように、モジュール１Ａが有する支持部材３Ａは、上面３１に設けた逃げ部（凹部）３８１Ａと、下面３２に設けた逃げ部（凹部）３８２Ａとを有している。言い換えれば、支持部材３Ａは、前述した第１実施形態が有する貫通孔３７を途中で遮断する遮断部３８３Ａを有しており、断面がＨ型の形状となっている。
第４のリジッド基板２４を上面３１に固定した状態では、逃げ部３８１Ａ内にマイクロコントローラー４６が収容されている。また、逃げ部３８１Ａは、支持部材３Ａとマイクロコントローラー４６との接触を防止するための逃げ部として機能させても良い。このような逃げ部３８１Ａを形成することにより、支持部材３Ａの内部スペースを有効活用することができ、モジュール１の小型化（特に、薄型化）を図ることができる。

また、第３のリジッド基板２３を下面３２に固定した状態では、逃げ部３８２Ａ内に角速度センサー４１３および加速度センサー４２が収容されている。すなわち、逃げ部３８２Ａは、支持部材３Ａと角速度センサー４１３および加速度センサー４２との接触を防止するための逃げ部として機能させても良い。このような逃げ部３８２Ａを形成することにより、支持部材３Ａの内部スペースを有効活用することができ、モジュール１の小型化（特に、薄型化）を図ることができる。
なお、上述の通り、センサー素子４の天頂面（第２のリジッド基板２２に実装された面とは反対側の面）と支持部材３Ａの逃げ部３４１の表面とを接着剤等により接合しても良い。このような構成とすることで、センサー素子と支持部材との接合を強固なものとすることができる。

このような支持部材３Ａでは、遮断部３８３Ａが支持部材３Ａの変形を抑制する補強部として機能するため、例えば、前述した第１実施形態の支持部材３と比較して、より変形し難い構成となる。そのため、角速度センサー４１１〜４１３が互いに直交した状態をより確実に維持することができ、より優れた検出特性を発揮することができる。
また、本実施形態では、マイクロコントローラー４６が収容された逃げ部３８１Ａが角速度センサー４１１〜４１３が収容された逃げ部３３１、３４１、３８２Ａと空間的に仕切られている。そのため、例えば、支持部材３Ａを金属材料等の導電率の高い材料で構成した場合には、マイクロコントローラー４６から発生する放射ノイズを支持部材３Ａによって遮断することができ、前記放射ノイズが角速度センサー４１１〜４１３に到達し、悪影響を与えるのを防ぐことができる。その結果、角速度センサー４１１〜４１３によって高精度に角速度を検出することができる。

また、図７に示すように、第１のリジッド基板２１を、支持部材３Ａには直接的に支持されておらず、第３のリジッド基板２３および第４のリジッド基板２４の側面を用いて支持しても良い。この形態において、第３のリジッド基板２３および第４のリジッド基板２４のｘ軸方向の長さを、支持部材３Ａのｘ軸方向の長さよりも大きくすることで、第３のリジッド基板２３および第４のリジッド基板２４で挟まれる空間を逃げ部として機能させている。このようにすることで、支持部材３Ａの側壁に逃げ部を形成するよりも支持部材の剛性を高めることができる。なお、この形態は、本実施形態に限らず他の実施形態においても適用可能である。

＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態にかかるモジュールの断面図である。
以下、第３実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第３実施形態にかかるモジュールは、支持部材の構成が異なること以外は、第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

図８に示すように、モジュール１Ｂが有する支持部材３Ｂは、略直方体のブロック状をなしている。そして、この支持部材３Ｂの外周を覆うように実装基板２が配置されている。
このようなモジュール１Ｂでは、実装基板２の各表側実装面２１１〜２５１に実装されたセンサー素子４を介して、実装基板２が支持部材３Ｂに固定されている。すなわち、第１のリジッド基板２１は、その表側実装面２１１に実装された角速度センサー４１１を支持部材３Ｂの側面３３Ｂに固定することにより支持部材３Ｂに固定されている。側面３３Ｂへの角速度センサー４１１の固定は、特に限定されず、例えば、接着剤を用いて行うことができる。他の第２〜第４のリジッド基板２２〜２４についても同様である。なお、第５のリジッド基板２５については、表側実装面２５１にセンサー素子４が実装されていないため、第５のリジッド基板２５が直接、側面３５に固定されている。

２．電子機器
以上のようなモジュール１（１Ａ、１Ｂについても同様）は、各種電子機器に組み込むことができる。以下、モジュール１を搭載した本発明の電子機器について説明する。図９は、モジュール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。

図９に示す電子機器５００は、モジュール１を備える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、本発明のモジュール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。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、前述した実施形態では、実装基板としてリジッドフレキシブル基板を用いた構成について説明したが、実装基板の構成は、これに限定されず、例えば、それぞれ別体の複数のリジッド基板（５枚のリジッド基板）で構成されていてもよい。このような場合には、例えば、各リジッド基板を支持部材に固定した後、これらリジッド基板間をコネクター等を用いて電気的に接続すればよい。
また、前述した実施形態では、支持部材の第１の固定面および第２の固定面の垂線は互いに直交した例について説明したが、必ずしもこれに限定されない。例えば、支持部材を三角錐状にして三角錐の側面に沿って実装基板を配置しても良い。

１、１Ａ、１Ｂ‥‥モジュール ２‥‥実装基板 ２１‥‥第１のリジッド基板 ２１１‥‥表側実装面 ２１ａ、２１ｂ‥‥孔部 ２２‥‥第２のリジッド基板 ２２１‥‥表側実装面 ２２ａ、２２ｂ‥‥孔部 ２３‥‥第３のリジッド基板 ２３１‥‥表側実装面 ２３２‥‥裏側実装面 ２３ａ、２３ｂ‥‥孔部 ２４‥‥第４のリジッド基板 ２４１‥‥表側実装面 ２４２‥‥裏側実装面 ２４ａ、２４ｂ‥‥孔部 ２５‥‥第５のリジッド基板 ２５１‥‥表側実装面 ２５２‥‥裏側実装面 ２５ａ、２５ｂ‥‥孔部 ２６‥‥フレキシブル基板 ２６１、２６２、２６３、２６４‥‥連結部 ３、３Ａ、３Ｂ‥‥支持部材 ３１‥‥上面 ３１ａ、３１ｂ‥‥ネジ穴 ３２‥‥下面 ３２ａ、３２ｂ‥‥ネジ穴 ３３、３３Ｂ‥‥側面 ３３１‥‥逃げ部 ３３２、３３３‥‥突起 ３４‥‥側面 ３４１‥‥逃げ部 ３４２、３４３‥‥突起 ３５‥‥側面 ３５２、３５３‥‥突起 ３６‥‥側面 ３７‥‥貫通孔 ３８１Ａ、３８２Ａ‥‥逃げ部 ３８３Ａ‥‥遮断部 ４‥‥センサー素子 ４１１、４１２、４１３‥‥角速度センサー ４２‥‥加速度センサー ４３‥‥電源回路 ４４‥‥増幅回路 ４５‥‥アナログ／デジタル変換回路 ４６‥‥マイクロコントローラー ４７‥‥不揮発性メモリー ４８‥‥方位センサー ４９‥‥コネクター 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 ８１、８２、８３、８４‥‥ネジ ５００‥‥電子機器 ５１０‥‥センサーモジュール ５２０‥‥処理部 ５３０‥‥メモリー ５４０‥‥操作部 ５５０‥‥表示部 ５６０‥‥バス

Claims (14)

1. センサー素子と、
   回路要素と、
   基板を複数備え、且つ隣接する前記基板の間が折り曲げ可能な実装基板と、
   固定面を複数備えた支持部材と、を有し、
   前記基板の各々は、前記固定面の各々に接触して固定され、
   少なくとも１つの前記基板は、前記支持部材側に位置する第１実装面と、前記支持部材と反対側に位置する第２実装面と、を有し、
   前記第１実装面に前記センサー素子が配置され、前記第２実装面に複数の前記回路要素が配置されており、
   前記複数の回路要素のうちの最も小さい前記回路要素を除いた中から選択した１つの前記回路要素が前記第２実装面の中央部に配置されていることを特徴とするモジュール。
2. 前記支持部材は、前記固定面の垂線が互いに交差している、請求項１に記載のモジュール。
3. 前記支持部材は、前記固定面の垂線が互いに直交している、請求項１に記載のモジュール。
4. 前記センサー素子と前記固定面との間が接合されている、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のモジュール。
5. 前記支持部材は直方体である、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のモジュール。
6. 前記支持部材は貫通孔を有し、前記貫通孔に前記センサー素子の少なくとも一部が収容される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のモジュール。
7. 前記支持部材は逃げ部を有し、前記逃げ部に前記センサー素子の少なくとも一部が収容される、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のモジュール。
8. 前記基板および前記固定面の一方には突起部が設けられ、他方には孔部が設けられ、
   前記突起部と前記孔部とが係合する、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のモジュール。
9. 前記支持部材には、金属材料が用いられる請求項１ないし８のいずれか一項に記載のモジュール。
10. 前記基板は、硬質基板が用いられ、
    前記基板の間は、フレキシブル基板で接続されている請求項１ないし９のいずれか一項に記載のモジュール。
11. 前記基板は、第１基板、第２基板、および第３基板を含み、
    前記センサー素子は、前記第１〜第３基板の各々に実装され、且つ、検出軸が互いに交差する、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のモジュール。
12. 前記センサー素子は、角速度センサーまたは加速度センサーである請求項１１に記載のモジュール。
13. 第１面および該第１面と交わる第２面を備えた支持部材と、
    前記第１面に実装された第１センサー素子と、
    前記第１センサー素子を実装し、前記第１面と平行に配置された第１基板と、
    前記第１基板の前記第１センサー素子が実装された面とは反対側の面に実装された複数の回路要素と、
    前記第２面に実装された第２センサー素子と、
    前記第２センサー素子を実装し、前記第２面と平行に配置され、かつ前記第１基板と接続されている第２基板と、を備え、
    前記複数の回路要素のうちの最も小さい前記回路要素を除いた中から選択した１つの前記回路要素が前記反対側の面の中央部に配置されていることを特徴とするモジュール。
14. 請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の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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