CN101449128A - 翻转传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种翻转传感器(1)，其具有：至少一个本体(3)，所述本体能够沿预给定的线路(24)运动；光电子单元，用于所述本体(3)的位置确定，其中翻转传感器(1)能够表面安装。此外，本发明还涉及一种翻转传感器装置(17)。

Description

翻转传感器

本发明涉及一种翻转传感器和翻转传感器装置。

本专利申请要求德国专利申请102006016523.3的优先权，其公开内容通过引用结合于此。

在公开文献US 2003/0057361 A1中描述了一种翻转开关，该翻转开关具有球体和带有发射和接收光的单元的光电子传感器。该传感器和球体设置在绝缘的壳体中。

在JP 11351845 A的摘要中公开了一种翻转传感器，该翻转传感器具有壳体，在该壳体中设置有金属球体、发射光的元件和多个与发射光的元件关联的接收光的元件。壳体多边形地构建，以便能够在四个测量方向上实现检测。

在公开文献DE 102 61 961 A1中描述了一种倾斜传感器，该倾斜传感器具有由注塑聚合物塑料构成的导轨和可沿着该导轨运动的元件。可沿着导轨运动的元件的位置可以通过电极结构以电容性方式或以电流方式来确定。

在公开文献WO 2004/020943 A1中公开了一种翻转传感器，该传感器具有本体、在本体中的空腔和可定位在空腔中的元件。当本体绕轴线旋转时，该元件在重力影响下可以在空腔中的至少两个位置之间运动。此外，该翻转传感器在本体中包括检测器，当元件在两个位置中的一个位置时，该检测器进行检测。本体由彼此堆叠的层制成。

本发明的任务是给出一种翻转传感器，该翻转传感器具有紧凑的结构。该任务通过根据权利要求1所述的翻转传感器来解决。

本发明的另一任务是给出一种翻转传感器装置，借助该翻转传感器装置可以实现比使用单个的翻转传感器更好的位置确定。该任务通过根据权利要求31所述的翻转传感器装置来解决。

翻转传感器和翻转传感器装置的有利的改进方案在从属权利要求中予以说明。

根据本发明的翻转传感器是可表面安装的，并且包括至少一个本体，所述本体可在预给定的面上沿着预给定的线路运动，并且还包括用于对本体进行位置确定的光电子单元。

在此，预给定的线路不应理解为实体的组成部件，而是应该理解为轨道的投影，本体的质量重心沿着该轨道在面法线方向上运动到预给定的面上。预给定的面抵抗本体的重力。线路通过本体的引导装置来预给定，即本体的运动受到强制条件约束。

光电子单元在此包括至少一个发射辐射的单元和至少一个接收辐射的检测单元。此外，光电子单元优选包括电路单元。

可表面安装的翻转传感器也可以称作SMD(表面安装器件)翻转传感器。该翻转传感器可理解为可以以无线方式电连接在印刷电路板上或者在其他基板上的翻转传感器。这种类型的安装能够实现简单的电接触并且同时能够实现翻转传感器的简单固定。

根据一种优选的变形方案，该翻转传感器可绕翻转轴线旋转，使得本体从第一位置运动到第二位置。由此，翻转传感器的旋转可被转换为可运动的本体的运动，其中借助光电子单元可以确定本体的位置改变。在将翻转传感器使用在设备中时，通过这样的方式可以有利地指示设备的地点改变。在此，第一位置可以对应于设备的纵向轴线的垂直取向，而第二位置可以对应于设备的纵向轴线的水平取向。

根据一种特别优选的变形方案，当本体处于第一位置时，光电栅栏(Lichtschranke)的光路闭合，该光电栅栏借助发射辐射的单元和接收辐射的检测单元来形成。

优选地，当本体处于第二位置时，借助发射辐射的单元和接收辐射的检测单元产生的光路被中断。本体基本上对发射辐射的单元所发射的和被检测单元接收的辐射是不透射的。

应理解的是，本发明并不限于该装置。更为确切地说，当本体处于第一位置时，光路也可以被中断，而当本体处于第二位置中时，光路因此闭合。

有利的是，光电子单元根据本发明足以确定本体的两个不同的位置。

此外，可以设计的是，在翻转传感器旋转翻转角度α＝90°之后，本体处于第二位置。在这样的情况下，可以借助翻转传感器确定旋转为α＝90°。在将翻转传感器用于移动设备、尤其是照相机的情况下，通过这样的方式有利的是，可能区分肖像模式与全景模式。肖像模式可以对应于设备的纵向轴线的垂直取向，而全景模式可以对应于设备的纵向轴线的水平取向。

根据一种优选的实施形式，重力引起本体沿预给定的轨道运动。例如，在翻转传感器在重力场中旋转时，本体可以从第一位置运动到第二位置。根据本发明的翻转传感器因此基于有利地简单的工作原理。

根据另一优选的实施形式，翻转传感器具有壳体。本体可以设置在壳体的凹处中。优选地，该凹处沟道状地构建。这尤其是具有如下优点：可能借助该凹处来引导本体。相应地，本体的线路可以借助凹处的形状来预给定。

在另一扩展方案中，壳体在凹处内具有至少一个突出部或者凹槽。

特别地，突出部或者凹槽设置在壳体的形成凹处的边界的内表面上。这对于本体的运动不是障碍，因为突出部或者凹槽例如沿着本体的运动方向延伸。

突出部或者凹槽特别优选地构建为使得在本体与内表面之间的接触面减小。通过这样的方式，可以有利地减小静摩擦，使得本体在旋转时可以较不受阻碍地置于运动中。

例如，突出部可以屋顶状地在内表面上延伸。凹槽可以特别是流槽状(rinnenfoermig)地构建。突出部或者凹槽优选具有弯曲的表面。表面的构型在横截面上例如可以与三角形或者半圆形相似。

突出部或者凹槽特别优选是壳体的一部分并且与该壳体一体式地构建。

在一种优选的扩展方案中，壳体包含导电的材料。这可以有利地防止静电充电。通过这样的方式，可以减小在壳体与本体之间由电荷造成的吸引力，该吸引力可能对本体的运动有不利影响。优选地，针对壳体而设计的材料掺杂有导电的材料，例如，导电的塑料材料适于壳体。

特别地，为了改进导电能力，壳体包含碳素纤维或者炭黑颗粒。通过这样的方式，同时可以使壳体变黑，并且有效地减小了可能干扰检测信号的散射光影响。为了实现后一效果，此外有利的是，为壳体设计一种弱反射的材料。作为进一步的措施，可以使壳体的内表面粗糙。

导电的材料可以嵌到具有高的硬度和耐热性的基本材料中。例如可以将LCP(液晶聚合物)或者PPA(聚邻苯二甲苯酰胺)用作壳体的基本材料。

在另一实施形式中，翻转传感器具有印刷电路板，该印刷电路板与壳体相连。印刷电路板也可以具有用于减小散射光影响的涂层。该涂层例如可以是黑色的阻焊漆(Loetstopplack)。

根据一种有利的改进方案，印刷电路板用作翻转传感器的底板。该双重功能有助于翻转传感器的紧凑构造。此外，设置在印刷电路板的角上的并且尤其是四分之一圆形构造的通孔覆镀能够实现减小零件大小。翻转传感器的尺寸优选采用一位的毫米范围中的值。特别优选地，尺寸采用在4mm x 4mm x 1mm与5mm x 5mm x 3mm之间的值。例如，翻转传感器可以具有4mm x 4mm x 1.7mm的尺寸。

特别有利地，通孔覆镀将上侧的连接面与背侧的焊接接触部连接。借助背侧的焊接接触部，可电连接并且尤其是可表面安装翻转传感器。

壳体与底板优选形状配合地相连。特别优选地，壳体位于印刷电路板上，使得其中设置有本体的凹处至少在一侧通过印刷电路板形成边界。

此外优选的是，光电子单元设置在印刷电路板上。有利的是，在壳体罩上光电子单元之前，光电子单元可以安装到印刷电路板上，例如粘合到印刷电路板上。由此，光电子单元的简单安装是可能的。

除了用于本体的凹处之外，壳体还可以具有另一凹处，在该凹处中设置有光电子单元。借助该壳体，保护光电子单元免受外部的机械负荷或者热负荷。

用于光电子单元的凹处可以构建为使得减小干扰的散射光影响。对此，发射光的单元和接收光的检测单元可以通过壳体的壁很大程度上与周围环境屏蔽。仅仅一个隧道状的、尤其是弯曲的连接通道可以设置在发射辐射的单元和接收辐射的检测单元之间。

优选地，光电子单元由多个部件组成。特别地，发射辐射的单元可以由至少一个发射辐射的芯片形成，接收辐射的检测单元由至少一个接收辐射的芯片形成，以及电路单元由具有集成半导体电路的电路芯片形成。发射辐射的芯片和接收辐射的芯片与电路芯片连接。电路芯片可以实施为IC(集成电路)。为了避免翻转传感器的不稳定或者不明确的状态(例如由于壳体的振动或者瞬态振荡过程而会出现的状态)，在电路芯片中设置有施密特触发单元。在此，优选针对由接收辐射的芯片提供给电路芯片的光电流定义两个开关阈值。在这样的情况下，电路芯片用于分析光电流。此外，发射辐射的单元的供电通过电路芯片来进行。必要时，该电路芯片可以分配有另外的这种功能。

发射辐射的芯片可以是发光二极管，该发光二极管例如发射在红外范围中的辐射。也可能的是，发射辐射的芯片是激光二极管。接收辐射的芯片可以是光电二极管或者光电晶体管，光电二极管或者光电晶体管对于由发射辐射的芯片所发射的辐射是敏感的。接收辐射的芯片设置为，使得该芯片可以接收对信号足够的、由发射辐射的芯片所发射的辐射的部分。发射的辐射优选直接到达接收辐射的芯片。发射辐射的芯片例如可以在所有空间方向发射辐射。

同样，可能的是，所发射的辐射间接地到达接收辐射的芯片，其中发射辐射的芯片和接收辐射的芯片并排地设置在用于本体的凹处的一侧上。由发射辐射的芯片所发射的辐射通过本体或者设置在凹处的对置的侧上的反射元件朝着接收辐射的芯片的方向反射。

有利地可以通过以下方式来保持翻转传感器的低电流消耗：发射辐射的芯片被个别地供电，并且此外翻转传感器信号被以比较大的、而对设备用户而言足够小的时间间隔(例如数百毫秒)来读取和分析。此外，这导致了有利的振动衰减。电流消耗在此可被限于大约50μA或者更小的平均值。

优选地，在用于本体的凹处的范围中，金属面施加在印刷电路板上。特别地，金属面设计用于连接到地电势上。这具有如下优点：很大程度上防止了静电充电，并且由此由于减小了电荷引起的吸引力而使本体的基本上不受妨碍的运动成为可能。出于同样的原因，不绝缘的且至少略微导电的本体证明是有利的。此外，反射或者吸收比较好的材料是适合的，由此该本体对由发射辐射的芯片所发射的辐射基本上是不透射辐射的。例如，该本体可以包含钢、硅或者陶瓷原料。例如，碳化钨适合作为陶瓷原料，碳化钨是特别硬的高密度的材料。在翻转传感器的小型化的过程中，本体的直径可以变得更小。这导致了重量的减小，由此影响了本体的运动。通过较重的材料如碳化钨可以有利地补偿重量的减小。

本体优选很少或者完全不磁相互作用。本体例如可以包含略微铁磁性的钢。这种本体的优点在于在制造和进一步处理中，借助强磁体对翻转传感器的功能作用的可测试性。然而，铁磁性成分应该低到使得地磁场不能对本体施加明显影响。

根据一种优选的变形方案，翻转传感器提供了数字输出信号。这在翻转传感器使用于数字设备(例如数字照相机)方面是特别有利的，例如为了在窄像幅取向与横像幅取向之间进行区分。

根据另一优选的变形方案，预给定的线路在印刷电路板上伸展。例如，印刷电路板可以平坦地构建，其中本体的导向只通过壳体中的凹处来进行。此外，预给定的线路可以在壳体的内表面上伸展。线路是在印刷电路板上伸展还是在内表面上伸展典型地取决于翻转传感器如何安装或者翻转轴线在哪个方向上延伸。当预给定的线路在印刷电路板上伸展时，则翻转轴线在平行于印刷电路板的平面中延伸。而当预给定的线路在内表面上伸展时，翻转轴线垂直于印刷电路板延伸。

预给定的线路例如可以直线地伸展。在线路的第二端所处于的第二位置中，优选在凹处的第一侧上设置有发射辐射的芯片，而与发射辐射的芯片对置地在凹处的第二侧上设置有接收辐射的芯片。在翻转传感器在重力场中旋转之后，本体处于发射辐射的芯片与接收辐射的芯片之间的第二位置中。在旋转之前，芯片处于第一位置中，其中线路的第一端处于该第一位置中。

替换地，预给定的线路可以弯曲。在弯曲的线路的情况下，在凹处的第一侧上的发射辐射的芯片优选设置在第一位置和第二位置之间的中央，而多个接收辐射的芯片并排地设置在凹处的第二侧上。在起始状态中，本体可以位于第一位置中，并且在翻转传感器旋转时沿弯曲的线路运动到第二位置(结束状态)。在运动时，第一数目的接收辐射的芯片被本体遮蔽，而第二数目的接收辐射的芯片被照射。通过各瞬时信号的全部可以确定本体的瞬时位置。

合乎目的地，本体是滚动体、翻滚体或者滑动体。特别地，该本体是球体、圆柱体或者圆盘。也可能的是，代替一个球体而设置多个球体，以便通过这样的方式减小散射光影响。

优选根据上述扩展方案之一构建的翻转传感器可以安装在设备中，例如安装在移动设备中，如移动电话、照相机或者袖珍PC中，在此，翻转传感器优选安装为使得在设备的纵向轴线的垂直取向与设备的纵向轴线的水平取向之间进行区分成为可能。

优选地，翻转传感器安装在设备中，使得线路关于设备的支承边具有角度偏移γ>0°。在翻转传感器的纵向轴线垂直取向以及线路直线伸展的情况下，线路相对于支承边特别优选地具有角度偏移γ＝45°。其他角度偏移也是可能的。以这样的角度偏移γ，在倾度传感器翻转的情况下只有当翻转传感器翻转翻转角α≥γ时才将该本体置于运动中。这有利地提高了翻转传感器对抗震动的稳定性。

在弯曲的线路的情况下，线路的端点之间的直线连接可以具有角度偏移γ>0°。

根据翻转传感器的一种优选的改进方案，该翻转传感器包括：第一本体，该第一本体可沿第一预给定的线路运动；以及第二本体，该第二本体可以沿着第二预给定的线路运动，其中第一和第二线路在共同的平面中伸展。有利地，借助这种具有两个本体的翻转传感器可以比借助具有一个本体的翻转传感器更为精确地确定翻转角。因为借助这两个本体能够确定四个不同的翻转位置，而不是两个不同的翻转位置(窄像幅取向和横像幅取向)。

优选地，第一和第二线路线性地伸展并且夹角度μ>0°。特别优选的是角度为μ＝90°。

在这样的情况下，一个发射辐射的单元或者发射辐射的芯片足够照亮两个本体。发射辐射的单元或者发射辐射的芯片可以设置在第一和第二线路的交叉点上。因此，优选在第一和第二线路的与发射辐射的单元或者发射辐射的芯片的对置侧上分别设置有接收辐射的单元或者接收辐射的芯片。

此外，带有两个本体的翻转传感器具有与带有一个本体的翻转传感器对应的工作原理和对应的结构。

根据本发明的翻转传感器装置具有根据上述扩展方案之一的第一和第二翻转传感器。

根据一种优选的实施形式，第一翻转传感器和第二翻转传感器设置在共同的平面中。有利地，通过这样的方式可能更精确地确定翻转角。因为借助两个翻转传感器可以确定四个不同的翻转位置，而不是两个不同的翻转位置(窄像幅取向和横像幅取向)，其中优选的是，每两个彼此相继的翻转位置具有90°的翻转角度差。

根据一种可替换的实施形式，第一翻转传感器设置在第一平面中，而第二翻转传感器设置在与第一平面横向伸展的第二平面中。这具有如下优点：除了确定翻转传感器的翻转之外还可以确定翻转传感器的倾斜。通过使其在重力场中绕倾斜轴线旋转而使翻转传感器倾斜，其中倾斜轴线垂直于翻转轴线伸展。当预给定的线路在印刷电路板上伸展时，倾斜轴线如翻转轴线那样在平行于印刷电路板的平面中伸展。而当预给定的线路在内表面上伸展时，倾斜轴线垂直于印刷电路板延伸。

优选地，翻转传感器相对彼此设置为使得其预给定的线路彼此横向伸展。在整个装置绕翻转轴线旋转时，借助翻转传感器可以区分四个不同的翻转角。由此，借助该装置可以比借助唯一的翻转传感器更好地确定位置。

类似于翻转传感器，翻转传感器装置可以用于移动设备，例如移动电话、照相机或者袖珍PC。此外，这两个翻转传感器中的至少一个可以安装在设备中，使得线路相对于设备的支承边具有角度偏移γ>0°。该角度偏移可以为45°。相应地，第二翻转传感器具有角度偏移γ＝135°。

根据一种优选的扩展方案，壳体具有八边形平面图。

制成的翻转传感器优选甚至在高于250℃的焊接温度时还保持不损毁。这尤其是可以通过如下方式来实现：印刷电路板包含软化温度TG>140°的材料。

根据本发明的翻转传感器并不限于已经描述的实施形式。其他扩展方案是可能的，其中翻转传感器所基于的功能原理以其他方式来实现。

在翻转传感器的一种可能的变型方案中，本体是摆动体，该摆动体借助悬挂装置固定在壳体上。优选地，摆动体在翻转传感器翻转时未经历偏转。在起始状态中，在其上设置有发射辐射的和接收辐射的芯片的轴线可以相对于摆动体的轴线以小于90°的角度伸展。因此，在这两个芯片的光路闭合。在翻转传感器翻转并且因此在其上设置有发射辐射的和接收辐射的芯片的轴线翻转之后，这两个轴线在结束状态中成90°的角度。于是，光路被中断。

在翻转传感器的一种可替换的变型方案中，在发射辐射的芯片和接收辐射的芯片之间设置有液柱。液柱可以掺以吸收辐射的颗粒，其在液体中的分布随着翻转角度而改变。因此，辐射根据翻转角度而被较强或较弱地吸收。在如下液柱的情况下可以实现相同的效果：该液柱包含两种不同的透射辐射的、不可混合的液体，或者替换地包含吸收的液体和气泡。

到目前为止的扩展方案的中心是翻转传感器绕翻转轴线旋转。对于绕翻转轴线的旋转的稳定指示，有利的是，翻转传感器绕倾斜轴线的旋转对绕翻转轴线的旋转的影响是可忽略的。这例如当本体在其上运动的面具有障碍时可以实现。因为这妨碍了本体的不受限制的运动。通过这样的方式，翻转传感器对震动和绕倾斜轴线旋转是比较不敏感的。此外，这意味着，从其开始使本体置于运动的翻转角基本上与倾斜角无关。

障碍尤其是可以以沟渠状或者槽状的结构化部的形式来设计，该结构化部横向于本体的运动方向延伸。

根据本发明的翻转传感器其他优选的特点、有利的扩展方案和改进方案以及优点从以下结合图1至12更为详细地阐述的实施例中得到。

其中：

图1示出了根据本发明的翻转传感器的第一实施例的示意性横截面，

图2示出了根据本发明的翻转传感器的第一实施例的示意性俯视图，

图3示出了根据本发明的翻转传感器的第二实施例的示意性俯视图，

图4示出了根据本发明的壳体的实施例的透视图，

图5示出了在图4中所示的根据本发明的壳体的实施例的另一透视图，

图6示出了根据本发明的翻转传感器的第三实施例的示意性俯视图，

图7示出了根据本发明的翻转传感器的第四实施例的示意性图，

图8示出了根据本发明的翻转传感器的第四实施例的另一示意性图，

图9示出了具有根据本发明的翻转传感器的第一设备的示意性图，

图10示出了设备的不同取向的示意性图，

图11示出了根据本发明的翻转传感器装置的第一实施例的示意性图，

图12示出了根据本发明的翻转传感器装置的第二实施例的示意性图。

在图1中以横截面视图A-A示出了翻转传感器1。翻转传感器1具有壳体2、本体3和印刷电路板4。壳体2邻接平坦的印刷电路板4，该印刷电路板同时用作翻转传感器1的底板。

印刷电路板4在壳体2的侧边上略微突出。如图2中所示，在这些部位上施加有通孔覆镀8a至8d。

本体3设置在壳体2的为该本体所设计的凹处6中。优选地，凹处6沟道状地成形。该凹处6的横截面与本体3的横截面仅略微不同，其中凹处6的大小被设计为，使得本体3的不受阻碍的运动是可能的。图1中所示的本体3构建为球体。该球体可以具有大约0.8mm的直径。凹处6的直径可以采用大约1mm范围的值。

在翻转传感器1绕着翻转轴线K旋转，优选旋转翻转角α＝90°的情况下，本体3从第一位置I(如在图2中所示)运动到第二位置II(如在图2中所示)。翻转轴线K垂直于轴线G伸展，该轴线G平行于重力延伸。本体3的导向借助内表面14进行。本体通过这样的方式沿直线线路24(参见图2)运动，其中该线路在印刷电路板4上伸展。印刷电路板4的、线路24在其上伸展的表面对应于上面提及的预给定的面。在这样的情况下，翻转轴线K在平行于印刷电路板4且垂直于线路24的平面中延伸。

发射辐射的芯片5a和接收辐射的芯片5b设置为，使得本体3在第二位置II时处于这两个芯片5a和5b之间(参见图2)。工作时，发射辐射的芯片5a朝着接收辐射的芯片5b的方向发射辐射，其中所发射的辐射直接到达接收辐射的芯片5b。当本体3位于这两个芯片5a和5b之间时，光路10被中断。而当本体3未处于这两个芯片5a和5b之间时，光路10闭合。

壳体2除了具有凹处6之外还具有凹处7a，在该凹处中设置有发射辐射的芯片5a；以及还具有凹处7b，在该凹处中设置有接收辐射的芯片5b。

在图2中，示出了图1中所示的翻转传感器1的俯视图。翻转传感器1包括光电子单元，该单元由发射辐射的芯片5a、接收辐射的芯片5b和电路芯片5c组成。发射辐射的芯片5a和接收辐射的芯片5b借助电连接11与电路芯片5c连接。通过这样的连接可以产生光路10和检测信号。

在该实施例中，当本体3处于位置I时，光路10闭合。而当本体3处于位置II时，光路10中断。

优选地，发射辐射的芯片5a是发射红外辐射的发光二极管，接收辐射的芯片5b是光电晶体管以及分析芯片5c是ASIC(专用集成电路)。

优选具有四分之一圆或者四分之一环的形式的通孔覆镀8a至8d与背侧的焊接接触部连接。通过这样的方式，翻转传感器1在安装在电路板上时可以简单地电连接。通孔覆镀8a例如可以连接到地电势上，而通孔覆镀8c设计用于数字输出信号。

图3中所示的翻转传感器1具有金属面9。金属面9尤其是借助印制导线12与通孔覆镀8b连接，并且因此可以连接到地电势。这具有如下优点：可以防止静电充电。同样，本体3可以包含至少略微导电的材料。如在图3中所示，线路24可以在金属面9上伸展。

在图4和5中示出了壳体2，该壳体特别适于根据本发明的翻转传感器。壳体2具有凹处7a、7b和7c，在制成的翻转传感器中发射辐射的芯片5a(未示出)、接收辐射的芯片5b(未示出)和电路芯片5c(未示出)突出进这些凹处中，其中这些芯片形成了光电子单元。此外，在制成的翻转传感器中，本体3(未示出)设置在沟道状的凹处6中，其中本体3在翻转传感器绕翻转轴线旋转时在凹处6的纵向方向上运动。

壳体2可以具有多边形形状、尤其是八边形形状。该形状有利地有助于制成的翻转传感器的紧凑的结构。

为了减小在本体3(未示出)与壳体2的内表面14之间会出现的静摩擦，内表面14具有至少一个突出部13。优选地，该突出部13屋顶状地在内表面14上延伸。

借助突出部13的屋顶状构型使本体3(未示出)与内表面14之间的接触面有利地减小，因为本体3安置在突出部13的边缘25上。

如上面在说明书的发明内容部分已经提及的那样，壳体2优选地包含塑料材料，该塑料材料减小了散射光影响，而散射光影响对光电子单元是不利的。特别优选的是，壳体2还包含电材料，以便避免静电充电。

图6中所示的翻转传感器具有两个本体3，这些本体可分别沿各自的线路24运动。这两个线路在此线性地伸展并且成μ＝90°的角度。有利地，借助这种翻转传感器可以比借助如图1至3中所示的翻转传感器更为精确地确定翻转角。因为借助这两个本体可以确定四个不同的翻转位置而不是两个不同的翻转位置(窄像幅取向和横像幅取向)。

借助发射辐射的芯片5a可以照亮两个本体，其中为了辐射检测而为每个本体3各设置一个发射辐射的芯片5b。

在图7和8中示意性地示出了翻转传感器的剖面的俯视图。

在这样的情况下，壳体具有凹处6，该凹处以环形段的形状构建。该环形段在此并非一定是圆环段。在凹处6的侧上设置有发射辐射的芯片5a。在凹处6的对置的侧上设置有多个接收辐射的芯片5b。

在翻转传感器绕垂直于绘图平面伸展的翻转轴线K旋转之前，第一芯片5b借助本体3基本上被遮蔽。即光路被中断。然而，所有另外的光路10闭合，其中从第三至第六芯片5b的检测信号最强烈。

由于翻转传感器旋转翻转角α，所以本体3沿线路24运动，该线路由于凹处6的形状而弯曲。

如图8中所示，本体3可以大致在一半的距离上遮蔽第三和第四芯片5b。而第一和第六芯片5b的光路10闭合。

借助在图7和8中所示的装置有利的是，可以确定本体3的瞬时位置。这又能够实现确定瞬时翻转角α。

在图9中示出了带有翻转传感器1的设备15。该设备15为移动电话，该移动电话横向地设置，使得设备15的纵向轴线B垂直地取向。其中在本体3此外处于位置I中的状态可以定义为初始状态。

翻转传感器1优选地安装到设备15中，使得本体3沿其运动的线路24相对于设备15的侧边16具有角度偏移γ＝45°。侧边16同时形成设备15的支承边。

在图10中示出了设备15绕翻转轴线K的旋转。在逆时针旋转翻转角α＝90°时，本体3从位置I向位置II运动。通过如下方式可以确定位置改变：在位置I中光路10(未示出)闭合，而在位置II中该光路中断。在该实施例中，翻转轴线K垂直于印刷电路板4延伸。此外，翻转传感器1固定在设备15中，使得印刷电路板4垂直于支承面26设置。可替换地，印刷电路板4可以平行于支承面26设置。在垂直设置的情况下，线路在内表面14(未示出)上伸展。在水平设置的情况下，线路(未示出)在印刷电路板4上伸展。

此外，在图10中示出了设备15绕倾斜轴线N的旋转。该旋转可以通过倾斜角度β来说明。倾斜轴线N垂直于翻转轴线K伸展。

如所示的那样，翻转轴线K和倾斜轴线N垂直于平行于重力延伸的轴线G伸展。

在图11中所示的翻转传感器装置17具有两个翻转传感器1。在此，印刷电路板4在共同的平面中延伸。然而，翻转传感器1的线路24彼此横向地伸展，其中它们成角度δ>0°。这种装置能够在绕翻转轴线K旋转时实现唯一地区分四个不同的翻转角α。在δ＝90°时，可唯一确定的翻转角分别差90°。因此，借助这样的翻转传感器装置17可以区分四个不同的取向，例如移动设备的纵向轴线的取向。

借助图12中所示的翻转传感器装置17，也可以确定倾斜角度β的改变。对此，这两个翻转传感器1的印刷电路板4彼此横向地设置，其中角度ε大于0°。如在图10中所示的翻转传感器装置17的情况下，线路同样彼此横向地伸展。

本发明并不限于按照实施例所进行的描述。更为确切地说，即使一些新特征或者一些新组合本身并未明确地在权利要求或者实施例中说明，本发明仍包含这些新特征以及这些新特征的任意组合，尤其是这些特征的任意组合包含在权利要求中。

Claims (38)

1.一种翻转传感器(1)，具有：

-至少一个本体(3)，所述本体能够沿预给定的线路(24)运动，

-光电子单元，用于所述本体(3)的位置确定，其中

所述翻转传感器(1)能够表面安装。

2.根据权利要求1所述的翻转传感器(1)，其中翻转传感器(1)能够绕翻转轴线(K)旋转，使得所述本体(3)从第一位置(I)运动到第二位置(II)。

3.根据权利要求2所述的翻转传感器(1)，其中当所述本体(3)处于第一位置(I)时，借助光电子单元产生的光路(10)闭合。

4.根据权利要求2或者3所述的翻转传感器(1)，其中当所述本体(3)处于第二位置(II)时，借助光电子单元产生的光路(10)中断。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的翻转传感器(1)，其中所述本体(3)在翻转传感器(1)旋转翻转角α＝90°之后处于第二位置(II)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的翻转传感器(1)，其中重力使所述本体(3)沿线路(24)运动。

7.根据上述权利要求中任一项所述的翻转传感器(1)，其中该翻转传感器具有壳体(2)。

8.根据权利要求7所述的翻转传感器(1)，其中本体(3)设置在壳体(2)的凹处(6)中。

9.根据权利要求8所述的翻转传感器(1)，其中凹处(6)沟道状地构建。

10.根据权利要求8或者9所述的翻转传感器(1)，其中壳体(2)在凹处(6)内具有至少一个突出部(13)或者凹槽。

11.根据权利要求10所述的翻转传感器(1)，其中所述突出部(13)或者凹槽设置在形成凹处(6)的边界的内表面(14)上。

12.根据权利要求11所述的翻转传感器(1)，其中所述突出部(13)或者凹槽构建为，使得减小在所述本体(13)与内表面(14)之间的接触面。

13.根据权利要求11或者12所述的翻转传感器(1)，其中突出部(13)屋顶状地在内表面(14)上延伸。

14.根据权利要求11或者12所述的翻转传感器(1)，其中凹槽构建为流槽状。

15.根据权利要求7至14中任一项所述的翻转传感器(1)，其中壳体(2)包含导电的材料。

16.根据权利要求15所述的翻转传感器(1)，其中壳体(2)包含碳素纤维或者炭黑颗粒。

17.根据权利要求7至16中任一项所述的翻转传感器(1)，其中该翻转传感器具有印刷电路板(4)，该印刷电路板与壳体(2)相连。

18.根据权利要求17所述的翻转传感器(1)，其中印刷电路板(4)用作翻转传感器(1)的底板。

19.根据权利要求17或者18所述的翻转传感器(1)，其中光电子单元设置在印刷电路板(4)上。

20.根据权利要求8至19中任一项所述的翻转传感器(1)，其中光电子单元设置在壳体(2)的另一凹处(7a，7b，7c)中。

21.根据上述权利要求中任一项所述的翻转传感器(1)，其中光电子单元包括至少一个发射辐射的芯片(5a)、至少一个接收辐射的芯片(5b)并且优选还包括电路芯片(5c)。

22.根据权利要求8或者引用权利要求8的权利要求和权利要求8至21中任一项所述的翻转传感器(1)，其中在用于所述本体(3)的凹处(6)的区域中在印刷电路板(4)上施加有金属面(9)。

23.根据权利要求22所述的翻转传感器(1)，其中金属面(9)被设计用于连接到地电势。

24.根据上述权利要求中任一项所述的翻转传感器(1)，其中翻转传感器提供数字输出信号。

25.根据权利要求18至24中任一项所述的翻转传感器(1)，其中线路(24)在印刷电路板(4)上伸展。

26.根据权利要求18至24中任一项所述的翻转传感器(1)，其中线路(24)在内表面(14)上伸展。

27.根据上述权利要求中任一项所述的翻转传感器(1)，其中线路弯曲地伸展。

28.根据上述权利要求中任一项所述的翻转传感器(1)，其中所述本体(3)是球体、圆柱体或者圆盘。

29.根据上述权利要求中任一项所述的翻转传感器(1)，该翻转传感器安装在移动设备(15)中用于位置确定，例如安装在移动电话、照相机或者袖珍个人计算机中。

30.根据权利要求29所述的翻转传感器(1)，其中翻转传感器(1)安装在设备(15)中，使得线路相对于设备的支承边具有角度偏移γ>0°。

31.根据上述权利要求中任一项所述的翻转传感器(1)，其中翻转传感器(1)具有第一本体(3)，该第一本体能够沿第一预给定的线路(24)运动；以及具有第二本体(3)，该第二本体能够沿第二预给定的线路(24)运动，其中第一和第二线路(24)在共同的平面中伸展。

32.根据权利要求31所述的翻转传感器(1)，其中第一和第二线路(24)线性地伸展并且成角度μ>0°。

33.根据权利要求31或者32所述的翻转传感器(1)，其中发射辐射的单元照亮第一和第二本体(3)。

34.一种翻转传感器装置(17)，该翻转传感器装置具有根据权利要求1至30中任一项所述的第一和第二翻转传感器(1)。

35.根据权利要求34所述的翻转传感器装置(17)，其中第一翻转传感器(1)和第二翻转传感器(1)设置在共同的平面中。

36.根据权利要求34所述的翻转传感器装置(17)，其中第一翻转传感器(1)设置在第一平面中，而第二翻转传感器(1)设置在与第一平面横向伸展的第二平面中。

37.根据权利要求34至36中任一项所述的翻转传感器装置(17)，其中翻转传感器(1)相对于彼此设置，使得线路彼此横向伸展。

38.根据权利要求34至37中任一项所述的翻转传感器装置(17)，该翻转传感器装置安装在移动设备(15)、例如移动电话、照相机或者袖珍个人计算机中。

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