CN100549621C

CN100549621C - 倾斜传感器

Info

Publication number: CN100549621C
Application number: CNB2005101069471A
Authority: CN
Inventors: 黑瀬泉; 永治一浩; 中尾秀之; 村冈东树
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: US20070251108A1; US7318283B2; EP1640689A3; JP2006090796A; EP1640689A2; CN1752716A; JP4033183B2

Abstract

本发明公开了一种倾斜传感器，包括：壳体，具有在其前表面上从横向伸出的转轴部；磁性检测装置，其固定在转轴部的上侧；一对磁铁，平行地固定在将要位于磁性检测装置两侧上的壳体的后表面；摆体，其由转轴部轴向支承，以自由转动；以及一对铁磁体，其固定在摆体的与壳体相对的表面上。当壳体倾斜时，铁磁体中的一个接近磁性检测装置，磁路由所述一对磁铁和一个所述铁磁体封闭。磁铁的磁通量穿过磁性检测装置的前后表面。

Description

倾斜传感器

技术领域

本发明涉及一种倾斜传感器，更具体的是涉及一种用在数字照相机、摄影机等中的小型磁性倾斜传感器。

背景技术

作为小型磁性倾斜传感器，常规上有例如JA-A-2000-146580中公开的倾斜传感器。在该倾斜传感器中，极化运动被轴向支承在壳体上以自由转动，并且当壳体转动预定角度或更大时，布置在壳体上的霍尔元件检测运动的磁力。因而，倾斜传感器检测壳体的倾斜状态。

但是，由于受轴向支承以自由转动的运动受到极化，所以倾斜传感器易受外界磁场影响。例如，当在倾斜传感器附近有产生大的磁力的线圈、扬声器等时，运动受到磁力影响而转动。可能的是，倾斜传感器输出表示倾斜状态的信号，尽管事实是壳体并未倾斜。因此，在使用倾斜传感器时，有必要设计倾斜传感器以避免外界磁场的影响。结果，设计结合了倾斜传感器的电子设备的制造费用较大，而设计的自由度却很小。特别是，当将倾斜传感器安装在要求尺寸减小而元件密度高的电子设备例如数字照相机上时，由于有许多限制，所以倾斜传感器的应用范围受限。

发明内容

本发明针对所述问题提出，本发明的目的是提供一种倾斜传感器，其很少受到外界磁场的影响并具有宽的可应用范围。

为了解决该问题，根据本发明的倾斜传感器包括：壳体，具有在其前表面上从横向伸出的转轴部；磁性检测装置，其固定在转轴部的上侧；一对磁铁，平行地固定在将要位于磁性检测装置两侧上的壳体的后表面；摆体，其由转轴部轴向支承，以自由转动；以及一对铁磁体，其固定在摆体的与壳体相对的表面上。当壳体倾斜时，铁磁体中的一个接近磁性检测装置，磁路由所述一对磁铁和一个所述铁磁体封闭。磁铁的磁通量穿过磁性检测装置的前后表面。

根据本发明，磁铁固定到壳体的后表面而不固定到摆体上。因此，与传统示例不同，摆体永不受外界磁场影响而转动和发生故障。因此，在设计尺寸减小而密度大的电子设备时，不需要为避免外界磁场的影响而设计电子设备。结果，获得了方便实用并且应用范围广的倾斜传感器。

作为本发明的实施例，磁性检测装置可以是由至少一个霍尔元件构成的霍尔集成电路(hall IC)。

根据该实施例，可以以少量元件在左右方向上检测倾斜状态。

作为本发明另一个实施例，摆体和铁磁体可由同样的磁性材料整体形成。

根据该实施例，获得了具有少量元件、少量组装工时和高生产率的倾斜传感器。

作为本发明再一个实施例，用于位置调节的突出部可设置在壳体与摆体相对表面中的至少一个表面上，用于位置调节的凹陷部可设置在相对表面中的另一个表面上，用于位置调节的突出部锁定于该凹陷部中。

根据该实施例，效果是用于位置调节的突出部可锁定在用于位置调节的凹陷部的内周表面，以调节摆体的摆动和转动并防止故障。

附图说明

附图中：

图1是示出根据本发明的倾斜传感器的第一实施例的总体透视图；

图2是图1所示的倾斜传感器的分解透视图；

图3是从不同角度观察的图1所示的倾斜传感器的总体透视图；

图4是图3所示的倾斜传感器的分解透视图；

图5(A)是图1所示的倾斜传感器的正视图；

图5(B)是图1所示的倾斜传感器的纵向剖视图；

图5(C)是图1所示的倾斜传感器的横向剖视图；

图6(A)是从图1所示的倾斜传感器取下盖子时的状态的正视图；

图6(B)是从图1所示的倾斜传感器取下盖子时的状态的纵向剖视图；

图6(C)是从图1所示的倾斜传感器取下盖子时的状态的横向剖视图；

图7(A)是倾斜传感器工作之前状态的正视图；

图7(B)是倾斜传感器工作之前状态的示意性正视图；

图7(C)是倾斜传感器工作之前状态的示意性右视图；

图7(D)是倾斜传感器工作之前状态的示意性平面图；

图8(A)是倾斜传感器工作之后状态的正视图；

图8(B)是倾斜传感器工作之后状态的示意性正视图；

图8(C)是倾斜传感器工作之后状态的示意性右视图；

图8(D)是倾斜传感器工作之后状态的示意性平面图；

图9(A)是倾斜传感器在不同方向工作之后状态的正视图；

图9(B)是倾斜传感器在不同方向工作之后状态的示意性正视图；

图9(C)是倾斜传感器在不同方向工作之后状态的示意性右视图；

图9(D)是倾斜传感器在不同方向工作之后状态的示意性平面图；

图10(A)和(B)是在霍尔集成电路用作磁性检测装置情况下的输出状态的曲线图；

图11(A)和(B)是在利用霍尔元件作为磁性检测装置的第二实施例中的输出状态的曲线图。

具体实施方式

本发明的实施例将参照附图解释。

如图1至10所示，根据第一实施例的倾斜传感器包括：壳体10、用作磁性检测装置的霍尔集成电路20、一对永久磁铁25和26、装配有一对铁磁体35和36的摆体30、以及盖子40。值得注意的是，根据该实施例的倾斜传感器体的尺寸为7mm宽、7mm高和2mm厚。

如图2所示，壳体10是树脂模制的制品，前面为基本上正方形的盒子形状，其中夹物模压了四个引线端子11、12、13和14。转轴部15在横向上伸进壳体10的前部中心。容纳随后描述的霍尔集成电路20的外壳凹陷部16以及用于位置调节的凹陷部17设置在转轴部15的垂直方向上彼此相对的位置，该凹陷部17在位置上调节随后描述的摆体30的运转。引线端子11至14的连接部11a至14a暴露于外壳凹陷部16的开口边缘。如图4所示，其中装配并固定有一对正方形磁铁25和26的装配凹陷部18a和18b形成在壳体10的后表面上。另一方面，配合突出部19伸出于壳体10的彼此相对的外侧表面上。

霍尔集成电路20具有能够将霍尔集成电路20容纳在外壳凹陷部16中的外形。霍尔集成电路20的中心具有圆形磁通量检测区(未示出)。弯曲的VSS端子21、第二输出端子22、VDD端子23和第一输出端子24作为引线端子从外侧表面横向伸出。在装配在壳体10的外壳凹陷部16中并定位之后，端子21至24被焊接并电性连接到引线端子11至14的连接部11a至14a。值得注意的是，霍尔集成电路20可由一个霍尔元件构成或者可由两个霍尔元件构成。

摆体30由弱磁性体或具有大比重的抗磁体构成。摆体30具有轴承孔31，该轴承孔由壳体10的转轴部15轴向支承而能够转动。此外，所述一对铁磁体35和36的下端从横向组装在装配槽33和34中(见图4)，装配槽设置在与壳体10相对的表面上。铁磁体35和36是用于形成由磁铁25和26所发出的磁通量所用的磁路的铁磁体。壳体10的转轴部15通过组装有一对铁磁体35和36的摆体30的轴承孔31插入，从而摆体30受到支承能够旋转。

盖子40具有能够覆盖壳体10的前表面的前部形状。抵靠于并在位置上调节摆体30的环形肋41在盖子40的中心伸出。在盖子40中，配合棘爪42在彼此相对的两侧面上的边缘处延伸。另一方面，定位肋43在彼此相对的两侧面上的剩余边缘处延伸。盖子40的配合棘爪42与壳体10的配合突出部19配合，由此环形肋41与摆体30的轴承孔31的开口边缘形成抵靠，以防止摆体30掉落(图5)。

将在下文解释包括上述各元件的倾斜传感器的操作。

如图7所示，当壳体10没有倾斜时，铁磁体35和36永远都不会与霍尔集成电路20交叠。因此，磁铁25和26的磁通量流过霍尔集成电路20的两侧，以封闭磁路(图7(D))。因此，霍尔集成电路20的输出总是高的(图10)。

如图8所示，当壳体顺时针倾斜并且铁磁体36接近且交叠霍尔集成电路20时，从磁铁25发出的磁通量通过铁磁体36流入磁铁26以封闭磁路。因此，磁通量从霍尔集成电路20的后表面向前表面横穿霍尔集成电路20流动，以形成垂直于霍尔集成电路20的磁通量分量。当磁通量分量超过预定阈值时，霍尔集成电路20的输出从高变低(图10)。

随后，当壳体10返回到初始位置，铁磁铁36与霍尔集成电路20分开，磁路只由磁铁25和26封闭，磁通量流过霍尔集成电路20的两侧。因此，霍尔集成电路20的输出从低变高(图10)。

相反，如图9所示，当壳体10逆时针倾斜并且铁磁体35接近且交叠霍尔集成电路20时，从磁铁25发出的磁通量通过铁磁体36流入磁铁26以封闭磁路。因此，磁通量从霍尔集成电路20的前表面向后表面横穿霍尔集成电路20流动，以形成垂直于霍尔集成电路20的前表面的磁通量分量。当磁通量分量超过预定阈值时，霍尔集成电路20的输出从高变低(图10)。

随后，当壳体10返回到初始位置，铁磁体36与霍尔集成电路20分开，磁路只由磁铁25和26封闭，磁通量流过霍尔集成电路20的两侧。因此，霍尔集成电路20的输出从低变高(图10)。

在第二实施例中，如图11所示，霍尔元件25用作磁性检测装置。在霍尔元件25中，负输出端子21、负输入端子22、正输入端子23和正输出端子24作为引线端子从其两侧在横向上伸出。当装配在壳体10的外壳凹陷部16中并定位之后，端子21至24被焊接并电性连接到引线端子11至14的连接部11a至14a。值得注意的是，磁性检测装置可由一个霍尔元件构成以通过外界控制电路检测两个方向上的倾斜状态，或者可由两个霍尔元件构成以检测两个方向上的倾斜状态。

根据该实施例，霍尔元件25的输出电压根据壳体10的倾斜角而在正负区域中线性改变。因此，优点在于：不仅可从一个霍尔元件25的输出电压判断倾斜传感器的倾斜方向，而且可一个接一个地检测倾斜角。

在本发明中，用于只在一个方向检测倾斜的霍尔集成电路可用作磁性检测装置。或者，两个方向上的倾斜可分别由两个霍尔集成电路电路检测。

在上述实施例的说明中，单独的铁磁体组装到摆体上。但是，本发明不限于这种情况。摆体和铁磁体可由相同的磁性材料整体地形成。从而，优点在于可获得具有少量元件和少量组装工时的倾斜传感器。

根据本发明的倾斜传感器不限于数字照相机、摄影机等的倾斜的检测。倾斜传感器还可安装在电子设备上，例如安装在蜂窝电话和便携式音乐播放器上。

Claims

1.一种倾斜传感器，包括：壳体，其具有在其前表面上从横向伸出的转轴部；磁性检测装置，其固定在转轴部的上侧；一对磁铁，平行地固定在所述壳体的后表面从而位于所述磁性检测装置两侧上；摆体，其由转轴部轴向支承，以自由转动；以及一对铁磁体，固定在摆体的与壳体相对的表面上，其中

当壳体倾斜时，铁磁体中的一个接近磁性检测装置，磁路由所述一对磁铁和一个所述铁磁体封闭，磁铁的磁通量穿过磁性检测装置的前后表面。

2.如权利要求1所述的倾斜传感器，其中磁性检测装置是由至少一个霍尔元件构成的霍尔集成电路。

3.如权利要求1或2所述的倾斜传感器，其中摆体和铁磁体由同样的磁性材料整体形成。

4.如权利要求1或2所述的倾斜传感器，其中用于位置调节的突出部设置在壳体与摆体相对表面中的至少一个表面上，用于位置调节的凹陷部设置在相对表面中的另一个表面上，用于位置调节的突出部锁定于该凹陷部中。