JP2006226794A - Tilt sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器等の傾きを検出するために用いられる傾斜センサに関する。 The present invention relates to an inclination sensor used for detecting an inclination of an electronic device or the like.
従来、デジタルカメラ、ビデオカメラや携帯電話等の電子機器の傾きを検出するために用いられている傾斜センサの中に、例えば、1個の発光素子を実装した基板と前記発光素子から出光した光を受光する2個の受光素子を実装した別の基板との間に、傾斜センサの姿勢に応じて重力により移動可能な金属ボールを収納した空間を有する樹脂モールドを挟んで構成し、傾斜センサの姿勢に応じて前記金属ボールにより前記発光素子から前記受光素子への光路を遮ることにより、前記受光素子からの出力信号の有無を検出して、無接点で傾斜センサの姿勢を認識するようにしたフォトインタラプタ方式のものがある(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、従来のこのような傾斜センサは、例えば基板が2枚、プラスチックモールドが2個、ボールが1個、フォトトランジスタが2個、赤外線発光素子が1個から構成され、部品点数が8個と多い。また、この傾斜センサをマザーボードに実装する場合にはマザーボードが水平方向のものに限られてしまうという難点があった。 However, such a conventional tilt sensor is composed of, for example, two substrates, two plastic molds, one ball, two phototransistors and one infrared light emitting element, and has eight parts. Many. Further, when this tilt sensor is mounted on a mother board, there is a problem that the mother board is limited to a horizontal one.
上記発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、部品点数を少なくしてコストダウンが図れる傾斜センサを提供することである。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the invention is to provide an inclination sensor that can reduce the number of parts and reduce the cost.
上記目的を達成するための本発明の手段は、発光素子とこの発光素子から出光した光を受光する複数の受光素子とを備え、前記発光素子から前記受光素子へ至る光路の途中に重力に応じて移動可能な遮光物体を収納した空間を有する傾斜センサであって、この傾斜センサの姿勢に応じて前記光路を前記遮光物体によって遮ることにより、前記受光素子からの出力信号の有無を検出して前記傾斜センサの姿勢を認識するようにした傾斜センサにおいて、前記発光素子と複数の前記受光素子とは同一基板に実装されており、この基板の実装面に対向して反射面を配設したことを特徴とする。 Means of the present invention for achieving the above object comprises a light emitting element and a plurality of light receiving elements for receiving light emitted from the light emitting element, and is adapted to gravity in the middle of an optical path from the light emitting element to the light receiving element. A tilt sensor having a space containing a movable light shielding object, and detecting the presence or absence of an output signal from the light receiving element by blocking the light path by the light shielding object according to a posture of the tilt sensor. In the inclination sensor configured to recognize the attitude of the inclination sensor, the light emitting element and the plurality of light receiving elements are mounted on the same substrate, and a reflecting surface is disposed opposite to the mounting surface of the substrate. It is characterized by.
また、前記反射面に開口して前記遮光物体を収納する凹部、並びに前記基板の実装面に開口して前記発光素子を収納する凹部及び前記受光素子を収納する凹部を形成した樹脂モールドを有するとともに、この樹脂モールドには前記遮光物体を収納する凹部と前記発光素子を収納する凹部とを連通する発光窓並びに前記遮光物体を収納する凹部と前記受光素子を収納する凹部とを連通する受光窓とを有することを特徴とする。 And a resin mold having a recess that opens to the reflecting surface and stores the light shielding object, a recess that opens to the mounting surface of the substrate and stores the light emitting element, and a recess that stores the light receiving element. The resin mold has a light emitting window that communicates the concave portion that accommodates the light shielding object and the concave portion that accommodates the light emitting element, and a light receiving window that communicates the concave portion that accommodates the light shielding object and the concave portion that accommodates the light receiving element. It is characterized by having.
また、前記遮光物体は円盤であることを特徴とする。 The light-shielding object is a disk.
また、前記遮光物体は球体であることを特徴とする。 The light-shielding object is a sphere.
以上説明したように、本発明によれば、発光素子とこの発光素子から出光した光を受光する複数の受光素子とを備え、前記発光素子から前記受光素子へ至る光路の途中に重力に応じて移動可能な遮光物体を収納した空間を有した傾斜センサであって、この傾斜センサの姿勢に応じて前記光路を前記遮光物体によって遮ることにより、前記受光素子からの出力信号の有無を検出して前記傾斜センサの姿勢を認識するようにした傾斜センサにおいて、前記発光素子と複数の前記受光素子とは同一基板に実装されており、この基板の実装面に対向して反射面を配設したので、受発光素子を1枚の基板に実装することができて部品点数を削減し、工程の簡略化ができた。 As described above, according to the present invention, a light emitting element and a plurality of light receiving elements that receive light emitted from the light emitting element are provided, and in accordance with gravity in the middle of an optical path from the light emitting element to the light receiving element. A tilt sensor having a space for storing a movable light shielding object, and detecting the presence or absence of an output signal from the light receiving element by blocking the light path with the light shielding object according to the posture of the tilt sensor. In the inclination sensor configured to recognize the attitude of the inclination sensor, the light emitting element and the plurality of light receiving elements are mounted on the same substrate, and a reflection surface is disposed opposite to the mounting surface of the substrate. The light emitting / receiving element can be mounted on one substrate, the number of parts can be reduced, and the process can be simplified.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の第一の実施の形態である傾斜センサの斜視図、図2は図1の中央縦断面図、図3は受発光素子の実装面を示す基板の平面図、図4はこの傾斜センサの背面図、図5は図2のA−A矢視断面を示す断面図、図6は図2のB−B矢視断面を示す断面図、図7及び図8はこの傾斜センサの動作を示す断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a tilt sensor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a central longitudinal sectional view of FIG. 1, FIG. 3 is a plan view of a substrate showing a mounting surface of a light emitting / receiving element, and FIG. 5 is a rear view of the tilt sensor, FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line AA in FIG. 2, FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross section taken along arrow BB in FIG. It is sectional drawing which shows this operation | movement.
まず、本発明の第一の実施の形態である傾斜センサの構成について説明する。図1、図2において、10は矢印X、Y及びZが下向きになる3方向の姿勢への傾斜を検出する略立方体形状の傾斜センサである。1は両面プリント回路基板から成る基板であり、一方の面には後述する光素子を実装するための配線パターン並びに上下周縁部には5対のスルーホールである端子部1a、1b、1c、1d及び1eが形成されている。 First, the structure of the inclination sensor which is 1st embodiment of this invention is demonstrated. In FIGS. 1 and 2, reference numeral 10 denotes a substantially cubic-shaped inclination sensor that detects an inclination to a posture in three directions in which arrows X, Y, and Z are directed downward. Reference numeral 1 denotes a substrate composed of a double-sided printed circuit board. One side has a wiring pattern for mounting an optical element to be described later, and terminal portions 1a, 1b, 1c, and 1d that are five pairs of through-holes in the upper and lower peripheral portions. And 1e are formed.
他方の面には端子部1aと1a、1cと1c、1eと1eとを導通する配線パターンが形成されている。図3にも示すように、2は基板1の一方の面の中央下寄りに実装された赤外線発光素子である発光ダイオード(以下Ir−LEDと略す)である。3、4はIr−LED2と同一面の中央上寄りに左右に距離をおいて実装された受光素子であるフォトトランジスタ(以下P−Trと略す)である。端子部1aにはP−Tr3のエミッタが、端子部1bにはIr−LED2のアノードが、端子部1cにはP−Tr3、4のコレクタが、端子部1dにはIr−LED2のカソードが、端子部1eにはP−Tr4のエミッタが接続されている。
On the other surface, a wiring pattern is formed to connect the terminal portions 1a and 1a, 1c and 1c, 1e and 1e. As shown in FIG. 3,
5は基板1に接合された樹脂成形品であるモールドであり、図5に示すように、一方の面にはIr−LED2を収納する空間である凹部5a並びにP−Tr3及び4を収納する空間である凹部5b及び5cが開口して形成されている。また、他方の面には、図6に示すように、平面略正三角形の角がそれぞれ円筒の一部を成している空間である凹部5dが開口して形成されている。また、凹部5a、5b、5cの各々と凹部5dとを貫通する発光窓5e並びに受光窓5f、5gが形成されている。
Reference numeral 5 denotes a mold which is a resin molded product bonded to the substrate 1. As shown in FIG. 5, a recess 5 a which is a space for storing the Ir-
図4において、6はモールド5に接合された片面プリント配線板から成る基板であり、凹部5dに対向する面はAuメッキ等を施された滑らかな反射面6aとなっている。基板6の下端面にはマザーボードへの固定用として3カ所のスルーホールであるダミー端子6bが形成されている。7は光を遮蔽する材料から成る遮光物体としての円盤であり、凹部5d内に傾斜センサ10の姿勢に応じて重力により移動可能に収納されている。 In FIG. 4, 6 is a substrate made of a single-sided printed wiring board bonded to the mold 5, and the surface facing the recess 5d is a smooth reflecting surface 6a to which Au plating or the like is applied. Dummy terminals 6b, which are three through holes, are formed on the lower end surface of the substrate 6 for fixing to the mother board. Reference numeral 7 denotes a disk as a light blocking object made of a light blocking material, and is housed in the recess 5d so as to be movable by gravity according to the posture of the tilt sensor 10.
次に、傾斜センサ10の動作について説明する。電子機器のマザーボードへ基板1、基板6の端子部を半田付けすることによって配設した傾斜センサ10が、矢印Zが下を向く姿勢であるときには、図6に示すように、円盤7が凹部5dの1隅に落ち着いて窓5eを塞ぐから、Ir−LED2から発した光はP−Tr3及び4の何れにも届かない。従って、P−Tr3、4からエミッタへ信号を出さないことで、その姿勢を認識することができる。
Next, the operation of the tilt sensor 10 will be described. When the inclination sensor 10 disposed by soldering the terminal portions of the substrate 1 and the substrate 6 to the motherboard of the electronic device is in a posture in which the arrow Z faces downward, as shown in FIG. Therefore, the light emitted from the Ir-
傾斜センサ10が、矢印Xが下を向く姿勢であるときには、図7に示すように、円盤7が凹部5dの1隅に落ち着いて窓5fを塞ぐが、窓5gを塞がないので、Ir−LED2から発した光は、窓5eを通って反射面6aで反射して窓5gを通過してP−Tr4には届くが、P−Tr3には届かない。従って、P−Tr4だけからエミッタへ信号を出し、P−Tr3からは信号を出さないことで、その姿勢を認識することができる。
When the tilt sensor 10 is in the posture in which the arrow X faces downward, as shown in FIG. 7, the disk 7 settles at one corner of the recess 5d and closes the window 5f, but does not close the window 5g. The light emitted from the
同様に、矢印Yが下を向く姿勢であるときには、図8に示すように、円盤7が凹部5dの1隅に落ち着いて窓5gを塞ぐが、窓5fを塞がないので、Ir−LED2から発した光は、窓5eを通って反射面6aで反射して、窓5fを通過してP−Tr3には届くが、P−Tr4には届かない。従って、P−Tr3だけからエミッタへ信号を出し、P−Tr4からは信号を出さないことで、その姿勢を認識することができる。
Similarly, when the arrow Y is oriented downward, as shown in FIG. 8, the disk 7 settles at one corner of the recess 5d and closes the window 5g, but does not close the window 5f. The emitted light is reflected by the reflecting surface 6a through the
次に、本実施の第一の実施の形態の効果について説明する。Ir−LED2から発した光を反射面6aにより発光側へ戻すリフレクタ方式なので、P−Tr3(4)をIr−LED2と同じ基板1に実装できて、受発光素子の実装を同時に行えて工程の簡略化ができる。実装基板もモールド部品も1個になるので、製品コストが抑えられる。そして、傾斜センサ10は小型化できて、マザーボードへ表面実装できる。実装に当たってはマザーボードが水平方向垂直方向ともに対応可能となる。また、スイッチが非接触方式のため、動作の信頼性が高い。
Next, the effects of the first embodiment will be described. Since it is a reflector system in which the light emitted from the Ir-
次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。図9は、本発明の第二の実施の形態である傾斜センサの断面図である。図9において、20は傾斜センサである。17は光を遮蔽する材料から成る遮光物体としての球体であり、凹部5d内に重力に応じて移動可能に収納されている。傾斜センサ20が第一の実施の形態である傾斜センサ10と異なるところは、遮光物体の形状だけである。従って、同じ構成要素には同じ符号と名称とを付して詳細な説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a sectional view of a tilt sensor according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, 20 is a tilt sensor. Reference numeral 17 denotes a sphere as a light blocking object made of a light blocking material, and is housed in the recess 5d so as to be movable according to gravity. The difference between the tilt sensor 20 and the tilt sensor 10 of the first embodiment is only the shape of the light shielding object. Accordingly, the same components are denoted by the same reference numerals and names, and detailed description thereof is omitted.
次に、本発明の第二の実施の形態の効果について説明する。傾斜センサ20では遮光物体を球体17としたので、傾斜センサ20をマザーボードへ水平方向にも垂直方向にも実装できて、実装の自由度が増す。遮光物体は球体17にしたので動きがなめらかになる。その他、第一の実施の形態と同じ効果がある。 Next, the effect of the second embodiment of the present invention will be described. In the tilt sensor 20, since the light shielding object is the sphere 17, the tilt sensor 20 can be mounted on the motherboard both in the horizontal direction and in the vertical direction, and the degree of freedom of mounting is increased. Since the light-shielding object is a sphere 17, the movement is smooth. Other effects are the same as those of the first embodiment.
信頼性の高い傾斜センサーとして、広く各種機器のマザーボードへの搭載が可能である。 As a highly reliable tilt sensor, a wide variety of devices can be mounted on the motherboard.
1、6 基板
2 Ir−LED
3、4 P−Tr
5 モールド
5a、5b、5c、5d 凹部
5e 発光窓
5f、5g 受光窓
6a 反射面
7 円盤
10、20 傾斜センサ
17 球体
1, 6
3, 4 P-Tr
5 Mold 5a, 5b, 5c, 5d Recessed
Claims (4)
The tilt sensor according to claim 1, wherein the light shielding object is a sphere.
Priority Applications (1)
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JP2005039879A JP2006226794A (en) | 2005-02-16 | 2005-02-16 | Tilt sensor |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009063349A (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Rohm Co Ltd | Inclination sensor |
JP2009063350A (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Rohm Co Ltd | Inclination sensor |
EP2302320A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-03-30 | Everlight Electronics Co., Ltd. | Tilt sensor |
CN112902879A (en) * | 2021-03-17 | 2021-06-04 | 徐州市昱威电子科技有限公司 | Engineering machinery tilt angle sensor based on internet of things technology |
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2005
- 2005-02-16 JP JP2005039879A patent/JP2006226794A/en active Pending
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