JP3923659B2 - チルトセンサー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器等の方向、角度等を容易に検出するための光学的チルトセンサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の民生用電子機器の傾きの検出にチルトセンサーが使用されている。図６〜図８は、従来の一般的なチルトセンサーに係わり、図６は、チルトセンサーの斜視図である。図７は、従来の一般的なフォトインタラプタの構成を示す説明図である。図８は、モールド成形された筺体の中に金属ボールを入れたチルトセンサーの検出位置を示す説明図である。それぞれの図によりその概要を説明する。
【０００３】
図６は、発光素子と受光素子で構成された既存のフォトインタラプタ１０の受発光素子間のギャップＧにモールド成形したモールド体４の中に金属ボール１を入れ、前記金属ボール１が動いて位置を変えることによって、２相出力からの信号により、３方向、角度等を検知する構成になっている。
【０００４】
図７において、フォトインタラプタ１０は、ケースの対向する部分に発光素子３（例えば、赤外ＬＥＤ）と受光素子２（例えば、フォトトランジスタＰ−Ｔｒ）とを配設し、発光素子３からの光をギャップＧを介して受光素子２が受光するように構成されている。上記構成によりギャップＧ内に被検出物が入り光を遮断すると受光素子２側の出力が変化し、この出力変化をスイッチング信号として使用するものである。
【０００５】
図８において、前記モールド成形された筺体のボール収納部は平面形状を略三角形状に形成し、前記ボール収納部に１個の金属ボール１を組み込み、モールド体４ａの受光側面に２個の受光窓７ａ、７ｂを形成する。図７（ａ）は、金属ボール１が矢印下方向に転がり、受光窓７ａ、７ｂが共に受光状態になる。図７（ｂ）は、金属ボール１が矢印左方向に転がり受光窓７ａが遮光状態、受光窓７ｂが受光状態になる。図７（ｃ）は、金属ボール１が矢印右方向に転がり受光窓７ａが受光状態、受光窓７ｂが遮光状態になる。従って、１個のチルトセンサーので左右２方向と下方向の３方向の角度が検出できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したチルトセンサーには次のような問題点がある。即ち、１個のチルトセンサーで２方向若しくは３方向までは検出出来るが、４方向の検出を行う場合は、３個の受光素子を製品に組み込まなければならない。また、ｎ方向の検出を行う際には、（ｎ−１）個の受光素子を組み込まなければならない。従って、コスト及びサイズの双方の面から見て問題となった。
【０００７】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、受光デバイスの数を最少化することにより、パッケージをより小さくでき、コストも低減できるチルトセンサーを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるチルトセンサーは、発光素子からの光をギャップを介して受光素子が受光して被検出物の有無を無接点で検出するフォトインタラプタの受発光素子間の前記ギャップに金属ボールを介在させて、このボールの位置によって複数出力からの信号により、方向、角度等を検知するチルトセンサーにおいて、前記発光素子１個に対し受光素子複数個を配設し、且つ、複数個の金属ボールを収納する筺体のボール収納部は多角形形状にすることにより、同一平面上の４方向以上の検出を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記金属ボールを収納する筺体のボール収納部は平面形状をｎ角形（ｎ＝４以上の偶数）に形成し、金属ボール数はｎ／２個とし、筺体の受光面側に前記金属ボール数と同数の受光窓を形成し、デバイスが受光窓と一体となるごとく配置することにより、チルトセンサーの傾きにより金属ボールが移動しその金属ボールが受光窓を遮光し、１個のチルトセンサーで同一平面上のｎ方向の検出を可能にしたことを特徴とするものである。尚、本発明におけるｎ角形とは、金属ボールが作用する実質的な辺の数を言い、金属ボールへの影響がない範囲でのコーナーの面取り等は含まないものである。
【００１０】
また、前記金属ボールを収納するモールド体のボール収納部は平面形状をｎ角形（ｎ＝５以上の奇数）に形成し、金属ボール数は（ｎ−１）／２個とし、筺体の受光面側に（ｎ＋１）／２個の受光窓を形成し、受光デバイスが受光窓と一体になるごとく配置することにより、チルトセンサーの傾きにより金属ボールが移動しその金属ボールが受光窓を遮光し、１個のチルトセンサーで同一平面上のｎ方向の検出を可能にしたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記筺体のボール収納部は平面形状を略四角形状又は略六角形状に形成し、前記ボール収納部に２個又は３個の金属ボールを組み込み、筺体の受光側面に２個又は３個の受光窓を形成し、受光デバイスが受光窓と一体となるごとく配置することにより、チルトセンサーの傾きにより２個又は３個の金属ボールが移動しその金属ボールが受光窓を遮光し、１個のチルトセンサーで同一平面上の４方向又は６方向の検出を可能にしたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記金属ボールを収納する筺体は、プラスチック樹脂をモールド成形したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記金属ボールを収納するモールド体のボール収納部の内周辺の少なくとも一辺の中央部に中心に向かう突出部を形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明におけるチルトセンサーについて説明する。図１、図２及び図３は本発明の第１の実施の形態であり、図１は、チルトセンサーの外観を示す斜視図である。図２は、図１の内部構造を示す断面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面でモールド体内の受光窓と金属ボールの位置関係により受光・遮光状態を示す説明図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００１５】
図１及び図２において、チルトセンサーの構成は、ガラスエポキシ樹脂等よりなる２枚の基板５上に、それぞれ発光素子３（ＬＥＤ）を１個及び受光素子２（Ｐ−Ｔｒ）を２個ダイボンド及びワイヤーボンド実装され、封止樹脂６で樹脂封止さている。前記受、発光素子間には金属ボール１を収納された筺体は２つのモールド体４ａ、４ｂにより構成されている。前記２つのモールド体４ａ、４ｂは受光窓７（スリット）と発光窓８（スリット）が対向し所定の位置になるように位置合わせして接合されている。Ａ−Ａはその接合面である。金属ボール１を収納するモールド体のボール収納部は平面形状が略四角形状等の多角形状に形成されている。
【００１６】
図３は、モールド体のボール収納部は平面形状が略四角形状で２個の受光窓７ａ、７ｂが形成され、２個の金属ボール１が収納されている。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、矢印方向に９０度ずつ回転させた場合の２個の金属ボール１と２個の受光窓７ａ、７ｂとの位置関係を示したものである。図３（ａ）は、受光窓７ａ、７ｂが共に受光状態である。図３（ｂ）は、受光窓７ａが受光状態、受光窓７ｂが遮光状態である。図３（ｃ）は、受光窓７ａ、７ｂが共に遮光状態である。図３（ｄ）は、受光窓７ａが遮光状態、受光窓７ｂが受光状態である。即ち、金属ボールを収納する筺体のボール収納部は平面形状を略四角形に形成し、金属ボール数は２個とし、モールド体の受光面側に前記金属ボール数と同数の２個の受光窓を形成することにより、チルトセンサーの傾きにより金属ボールが移動しその金属ボールが受光窓を遮光し、１個のチルトセンサーで４方向の検出を可能にしたものである。
【００１７】
図４は、本発明の第２の実施の形態であり、受光窓と金属ボールの位置関係を示す説明図である。図４に示すように、モールド体のボール収納部は平面形状が略六角形状で３個の受光窓７ａ、７ｂ、７ｃが形成され、３個の金属ボール１が収納されている。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、矢印方向に６０度ずつ回転させた場合で、図４（ａ）は、受光窓７ａ、７ｂ、７ｃが共に受光状態である。図４（ｂ）は、受光窓７ａ、７ｂが受光状態、受光窓７ｃが遮光状態である。図４（ｃ）は、受光窓７ａが受光状態、受光窓７ｂ、７ｃが遮光状態である。図４（ｄ）は、受光窓７ａ、７ｂ、７ｃが共に遮光状態である。図４（ｅ）は、受光窓７ａ７ｂが遮光状態、受光窓７ｃが受光状態である。図４（ｆ）は、７ａが遮光状態、受光窓７ｂ、７ｃが受光状態である。即ち、金属ボールを収納する筺体のボール収納部は平面形状を略六角形に形成し、金属ボール数は３個とし、モールド体の受光面側に前記金属ボール数と同数の３個の受光窓を形成することにより、チルトセンサーの傾きにより金属ボールが移動しその金属ボールが受光窓を遮光し、１個のチルトセンサーで６方向の検出を可能にしたものである。
【００１９】
上述した２つの実施の形態で説明したように、前記金属ボールを収納するモールド体のボール収納部は平面形状をｎ角形（ｎ＝４以上の偶数）に形成し、金属ボール数はｎ／２個とし、モールド体の受光面側に前記金属ボール数と同数の受光窓、即ちｎ／２個を形成することにより、チルトセンサーの傾きにより金属ボールが移動しその金属ボールが受光窓を遮光し、１個のチルトセンサーでｎ方向の検出を可能にしたものである。
【００２０】
図５は、本発明の第３の実施の形態であり、略四角形状をしたモールド体のボール収納部の内周形状を示す説明図である。図５において、モールド体４ａのボール収納部の内周の四辺の略中央部に略三角形状の突出部４ｃが形成されている。前述したように、チルトセンサーの傾きにより２個の金属ボール１が移動するが、金属ボール１が移動した後、この突出部４ｃの両側に金属ボール１が落ちつき、金属ボール１の位置を安定化させる機能を有するものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、１個のチルトセンサーで同一平面上（２次元）の４方向以上の検出が出来るので、部品代、組立費の低減、省スペース化、軽量化が図られ、製品の高機能化、小型化・薄型化が可能で安価なチルトセンサーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるチルトセンサーの外観を示す斜視図である。
【図２】図１の内部構造を示す説明図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面で、略四角形状のモールド体内の受光窓と金属ボールの位置関係により受光・遮光状態を示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わる略六角形状のモールド体内の受光窓と金属ボールの位置関係により受光・遮光状態を示す説明図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係わる略四角形状をしたモールド体のボール収納部の内周形状を示す説明図である。
【図６】従来の表面実装型チルトセンサーの斜視図である。
【図７】従来の一般的なフォトインタラプタの構成を示す説明図である。
【図８】従来の表面実装型チルトセンサーの検出位置を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 金属ボール
２ 受光素子（Ｐ−Ｔｒ）
３ 発光素子（ＬＥＤ）
４、４ａ、４ｂ モールド体
４ｃ 突出部
５ 基板
６ 封止樹脂
７ａ、７ｂ、７ｃ 受光窓（スリット）
８ 発光窓（スリット）
Ｇ ギャップ

Claims (6)

1. 発光素子からの光をギャップを介して受光素子が受光して被検出物の有無を無接点で検出するフォトインタラプタの受発光素子間の前記ギャップに金属ボールを介在させて、このボールの位置によって複数出力からの信号により、方向、角度等を検知するチルトセンサーにおいて、前記発光素子１個に対し受光素子複数個を配設し、且つ、複数個の金属ボールを収納する筺体のボール収納部は多角形形状にすることにより、同一平面上の４方向以上の検出を行うことを特徴とするチルトセンサー。
2. 前記金属ボールを収納するモールド体のボール収納部は平面形状をｎ角形（ｎ＝４以上の偶数）に形成し、金属ボール数はｎ／２個とし、筺体の受光面側に前記金属ボール数と同数の受光窓を形成し、受光デバイスが受光窓と一体になるごとく配置することにより、チルトセンサーの傾きにより金属ボールが移動しその金属ボールが受光窓を遮光し、１個のチルトセンサーで同一平面上のｎ方向の検出を可能にしたことを特徴とする請求項１記載のチルトセンサー。
3. 前記金属ボールを収納するモールド体のボール収納部は平面形状をｎ角形（ｎ＝５以上の奇数）に形成し、金属ボール数は（ｎ−１）／２個とし、筺体の受光面側に（ｎ＋１）／２個の受光窓を形成し、受光デバイスが受光窓と一体になるごとく配置することにより、チルトセンサーの傾きにより金属ボールが移動しその金属ボールが受光窓を遮光し、１個のチルトセンサーで同一平面上のｎ方向の検出を可能にしたことを特徴とする請求項１記載のチルトセンサー。
4. 前記筺体のボール収納部は平面形状を略四角形状又は略六角形状に形成し、前記ボール収納部に２個又は３個の金属ボールを組み込み、筺体の受光側面に２個又は３個の受光窓を形成し、受光デバイスが受光窓と一体となるごとく配置することにより、チルトセンサーの傾きにより２個又は３個の金属ボールが移動しその金属ボールが受光窓を遮光し、１個のチルトセンサーで同一平面上の４方向又は６方向の検出を可能にしたことを特徴とする請求項２記載のチルトセンサー。
5. 前記金属ボールを収納する筺体は、プラスチック樹脂をモールド成形したことを特徴とする請求項１〜４のいづれかに記載のチルトセンサー。
6. 前記金属ボールを収納するモールド体のボール収納部の内周辺の少なくとも一辺の中央部に中心に向かう突出部を形成したことを特徴とする請求項１〜５のいづれかに記載のチルトセンサー。

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