JP5028341B2 - Attitude detection sensor and portable device - Google Patents
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Description
本発明は、電極間の導通状態に応じて姿勢検出信号を出力する姿勢検出センサおよび携帯機器に関する。 The present invention relates to an attitude detection sensor and a portable device that output an attitude detection signal according to a conduction state between electrodes.
近年、携帯電話器等のディスプレイ付きの携帯機器においては、ディスプレイの多機能化に伴い、携帯機器の姿勢に連動してディスプレイの表示が適切な表示に切り替わることが望まれている。このような携帯機器には、携帯機器の姿勢に応じた検出信号を出力する姿勢検出センサが内蔵されており、この姿勢検出センサにより出力された検出信号に連動してディスプレイの表示が切り替えられるようになっている。 In recent years, in portable devices with a display such as a mobile phone, it has been desired that the display on the display is switched to an appropriate display in conjunction with the posture of the portable device as the display becomes multifunctional. Such a portable device has a built-in posture detection sensor that outputs a detection signal corresponding to the posture of the portable device, and the display on the display can be switched in conjunction with the detection signal output by the posture detection sensor. It has become.
従来、このような姿勢検出センサとして、複数の加速度センサを用いて携帯機器の姿勢を検出するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この複数の加速度センサは、固定電極と可動電極とからなるコンデンサを有し、可動電極に加速度が作用してコンデンサの静電容量が変化するようになっており、この静電容量の変化から加速度を演算し、演算結果に基づいて電子機器の姿勢を検出するようになっている。
しかしながら、従来の姿勢検出センサは、コンデンサの静電容量の変化から加速度を演算しているため、演算用のICチップを組み込む必要があり、制御が煩雑になるとともに、生産コストが高くなるという問題があった。 However, since the conventional attitude detection sensor calculates the acceleration from the change in the capacitance of the capacitor, it is necessary to incorporate an IC chip for calculation, and the control becomes complicated and the production cost increases. was there.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、簡易な機械的構成で姿勢検出でき、生産コストを低減させることができる姿勢検出センサおよび携帯機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide an attitude detection sensor and a portable device that can detect an attitude with a simple mechanical configuration and can reduce production costs.
本発明の姿勢検出センサは、電極間の導通状態に応じて姿勢検出信号を出力する姿勢検出センサであって、導電性を有し、電極に接続された支持部と、導電性を有し、一端部が前記支持部に接続されたバネ部と、導電性を有し、前記バネ部を介して前記支持部に接続され、前記支持部の下方に位置する姿勢では前記支持部に揺動自在に支持される錘部と、前記支持部を中心として前記錘部が下方に位置する姿勢時の当該錘部の揺動範囲内に設置された接点電極とを備え、前記錘部が前記支持部の下方に位置する姿勢時には前記錘部と前記接点電極とが接触し、前記錘部が前記支持部の下方に位置しない姿勢時には前記錘部と前記接点電極とが非接触となることを特徴とする。 The posture detection sensor of the present invention is a posture detection sensor that outputs a posture detection signal according to the conduction state between the electrodes, has conductivity, has a support part connected to the electrodes, and has conductivity. A spring part having one end connected to the support part and conductive, connected to the support part via the spring part, and swingable to the support part in a posture positioned below the support part And a contact electrode installed in a swing range of the weight portion when the weight portion is positioned downward with the support portion as a center, and the weight portion is the support portion. The weight portion and the contact electrode are in contact with each other when the posture is positioned below, and the weight portion and the contact electrode are not in contact with each other when the weight portion is not positioned below the support portion. To do.
この構成によれば、錘部が支持部の下方に位置する姿勢時には、錘部と接点電極とが接触して支持部側の電極と接点電極とが導通し、錘部が支持部の下方に位置しない姿勢時には、錘部と接点電極とが非接触となって支持部側の電極と接点電極とが導通しない。したがって、支持部側の電極と接点電極とが導通する場合と導通しない場合とで2種類の姿勢検出信号を出力することができる。例えば、支持部側の電極と接点電極とが導通した場合に縦向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力し、支持部側の電極と接点電極とが導通しない場合に横向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力することができる。
また、錘部の自重を利用して姿勢に対応した姿勢検出信号を出力しているため、演算用のICチップを設けて複雑な演算をする必要がなく、錘部とバネ部と接点電極といった簡易な機械的構成で姿勢検出でき、生産コストを低減させることができる。
According to this configuration, when the weight portion is positioned below the support portion, the weight portion and the contact electrode are in contact with each other, the electrode on the support portion side and the contact electrode are electrically connected, and the weight portion is below the support portion. When the posture is not positioned, the weight portion and the contact electrode are not in contact with each other, and the electrode on the support portion side and the contact electrode are not conducted. Therefore, two types of attitude detection signals can be output depending on whether the electrode on the support portion side and the contact electrode are conductive or not. For example, a posture detection signal indicating a vertical posture is output when the electrode on the support portion side and the contact electrode are conductive, and a posture detection signal indicating a horizontal posture is output when the electrode on the support portion side and the contact electrode are not conductive. Can be output.
Also, since the posture detection signal corresponding to the posture is output using the weight of the weight portion, it is not necessary to provide an IC chip for calculation and perform complicated calculations, such as a weight portion, a spring portion, and a contact electrode. The posture can be detected with a simple mechanical configuration, and the production cost can be reduced.
本発明の他の姿勢検出センサは、電極間の導通状態に応じて姿勢検出信号を出力する姿勢検出センサであって、導電性を有し、電極に接続された支持部と、導電性を有し、前記支持部を中心として複数方向にそれぞれ設けられ、一端部がそれぞれ前記支持部に接続された複数のバネ部と、前記複数のバネ部が設けられた各方向にそれぞれ設けられ、導電性を有し、同一方向の前記バネ部を介して前記支持部に接続され、前記支持部の下方に位置する姿勢では前記同一方向の支持部に揺動自在に支持される複数の錘部と、前記各方向の錘部に対応してそれぞれ設けられ、各方向において対応する錘部が下方に位置する姿勢での当該錘部の揺動範囲内に設置された複数の接点電極とを備え、前記複数の錘部のうち少なくとも1以上の錘部が前記支持部の下方に位置する姿勢時には前記1以上の錘部と当該1以上の錘部に対応した接点電極とが接触し、前記1以上の錘部以外の錘部と当該1以上の錘部以外の錘部に対応した接点電極とが非接触となることを特徴とする。 Another posture detection sensor of the present invention is a posture detection sensor that outputs a posture detection signal in accordance with a conduction state between electrodes, and has conductivity, and has a support portion connected to the electrodes and conductivity. A plurality of spring portions each provided in a plurality of directions around the support portion, each having one end portion connected to the support portion, and provided in each direction in which the plurality of spring portions are provided. A plurality of weight parts that are connected to the support part via the spring part in the same direction and are swingably supported by the support part in the same direction in a posture positioned below the support part; A plurality of contact electrodes provided in correspondence with the weight portions in each direction, and installed in a swing range of the weight portion in a posture in which the corresponding weight portions are positioned below in each direction, At least one of the plurality of weights is the support. The one or more weight parts and the contact electrode corresponding to the one or more weight parts are in contact with each other at the time of the posture positioned below the part, and the weight parts other than the one or more weight parts and the other than the one or more weight parts The contact electrode corresponding to the weight portion is non-contact.
この構成によれば、複数の錘部のうち少なくとも1以上の錘部が支持部の下方に位置する姿勢時には、1以上の錘部と当該1以上の錘部に対応した接点電極とが接触し、1以上の錘部以外の錘部と当該1以上の錘部以外の錘部に対応した接点電極とが非接触となって、支持部側の電極と1以上の錘部に対応した接点電極とが導通する。したがって、支持部側の電極に導通した接点電極に応じて複数種類の姿勢検出信号を出力することができる。例えば、縦向き姿勢や横向き姿勢にそれぞれ対応するように接点電極を設けることにより、縦向き姿勢に対応した接点電極が導通し、横向き姿勢に対応した接点電極が導通しない場合には、縦向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力し、縦向き姿勢に対応した接点電極が導通せず、横向き姿勢に対応した接点電極が導通した場合には、横向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力することができる。
また、錘部の自重を利用して姿勢に対応した姿勢検出信号を出力しているため、演算用のICチップを設けて複雑な演算をする必要がなく、錘部とバネ部と接点電極といった簡易な機械的構成で姿勢検出でき、生産コストを低減させることができる。
According to this configuration, when at least one of the plurality of weight portions is positioned below the support portion, the one or more weight portions and the contact electrodes corresponding to the one or more weight portions are in contact with each other. The weight part other than the one or more weight parts and the contact electrode corresponding to the weight part other than the one or more weight parts are in non-contact, and the electrode on the support part side and the contact electrode corresponding to the one or more weight parts And conduct. Therefore, it is possible to output a plurality of types of posture detection signals according to the contact electrodes that are conducted to the electrode on the support portion side. For example, if the contact electrodes corresponding to the vertical orientation are conducted and the contact electrodes corresponding to the horizontal orientation are not conducted by providing the contact electrodes corresponding to the vertical orientation and the horizontal orientation, the vertical orientation is used. When the contact electrode corresponding to the vertical orientation is not conducted and the contact electrode corresponding to the lateral orientation is conducted, the orientation detection signal indicating the lateral orientation can be output.
Also, since the posture detection signal corresponding to the posture is output using the weight of the weight portion, it is not necessary to provide an IC chip for calculation and perform complicated calculations, such as a weight portion, a spring portion, and a contact electrode. The posture can be detected with a simple mechanical configuration, and the production cost can be reduced.
また本発明は、上記姿勢検出センサにおいて、前記複数の錘部は、それぞれ接続された前記バネ部により同一基板上から浮いた状態で支持され、前記複数の錘部のうち少なくとも1以上の錘部に対向した基板上に基板電極が形成されていることを特徴とする。 Further, the present invention provides the posture detection sensor, wherein the plurality of weight portions are supported in a state of being floated from the same substrate by the connected spring portions, and at least one weight portion of the plurality of weight portions. A substrate electrode is formed on a substrate opposed to the substrate.
この構成によれば、基板電極が錘部の下方に位置する姿勢時には、支持部側の電極と基板電極とが導通し、基板電極が下側となる姿勢を示す姿勢検出信号を出力することができる。 According to this configuration, when the substrate electrode is positioned below the weight portion, the support-side electrode and the substrate electrode are electrically connected, and the posture detection signal indicating the posture where the substrate electrode is on the lower side can be output. it can.
また本発明は、上記姿勢検出センサにおいて、前記支持部、前記バネ部、前記錘部は、前記基板上に絶縁層を介して形成された同一導電層を加工してなることを特徴とする。 In the posture detection sensor according to the present invention, the support portion, the spring portion, and the weight portion are formed by processing the same conductive layer formed on the substrate via an insulating layer.
この構成によれば、支持部、バネ部、錘部が同一導電層で形成されているため、部品間の電気的特性を揃え易く、しかも各部品を後から取り付ける作業を排除でき、製造コストの削減を図ることができる。 According to this configuration, since the support portion, the spring portion, and the weight portion are formed of the same conductive layer, it is easy to align the electrical characteristics between the components, and it is possible to eliminate the work of attaching each component later, thereby reducing the manufacturing cost. Reduction can be achieved.
本発明の携帯機器は、上記の姿勢検出センサを備え、前記姿勢検出センサから出力された姿勢検出信号に連動して表示画像の姿勢を制御することを特徴とする。 A portable device according to the present invention includes the posture detection sensor described above, and controls the posture of a display image in conjunction with a posture detection signal output from the posture detection sensor.
この構成によれば、姿勢検出センサから出力された姿勢検出信号に連動して携帯機器の表示画像の姿勢が制御されるため、携帯機器の姿勢に関わらずユーザに対して表示画像を目視し易い姿勢に切り替えることができる。 According to this configuration, since the posture of the display image of the mobile device is controlled in conjunction with the posture detection signal output from the posture detection sensor, the user can easily view the display image regardless of the posture of the mobile device. You can switch to a posture.
本発明によれば、簡易な機械的構成で姿勢検出でき、生産コストを低減させることができる姿勢検出センサおよび携帯機器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an attitude detection sensor and a portable device that can detect an attitude with a simple mechanical configuration and can reduce production costs.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図1は姿勢検出センサの上面模式図、図2は図1のA−A断面における断面図、図3は姿勢検出センサの揺動バネ部の拡大図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a schematic top view of the posture detection sensor, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a swinging spring portion of the posture detection sensor.
図1および図2に示すように、姿勢検出センサ1は、携帯電話等の携帯機器の姿勢に応じた姿勢検出信号を出力するものであり、シリコン基板に形成され、ベース部3とベース部3の表面に絶縁部4を介して接合されたスイッチ部5とから構成されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
スイッチ部5は、シリコン基板の導電層を加工して形成されており、電極間の導電状態に応じて4種類の姿勢に応じた姿勢検出信号を出力するようになっている。また、スイッチ部5は、矩形の頂点となる位置に配設された4つの周辺アンカー11、12、13、14と、周辺アンカー11、14間に配設されたアンカー15と、周辺アンカー11、12間、周辺アンカー12、13間、周辺アンカー13、14間にそれぞれ配設された3つの接点電極17、18、19と、各接点電極17、18、19のそれぞれに対応して配置された3つの錘部21、22、23とを備えている。
The
また、4つの周辺アンカー11、12、13、14、アンカー15、3つの接点電極17、18、19は、絶縁部4上に固定されており、3つの錘部21、22、23は、絶縁部4が除去されて形成されたキャビティ25の上方に位置し、周辺アンカー11、12、13、14およびアンカー15によりベース部3の上方に浮いた状態で揺動自在に支持されている。
Also, the four
姿勢検出センサ1は、携帯機器の後述する実装基板7に取り付けられるようになっており、携帯機器が基本姿勢となる縦向き姿勢をとった場合に、アンカー15が鉛直方向上側、接点電極18が鉛直方向下側、接点電極17が水平方向右側、接点電極19が水平方向左側に位置するように取り付けられる。つまり、アンカー15に対して縦方向に位置する接点電極18は縦向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力するための電極、アンカー15に対して右方向に位置する接点電極17は右横向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力するための電極、アンカー15に対して左方向に位置する接点電極19は左横向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力するための電極となっている。
The
また、キャビティ25により露出されたベース部3の表面部分は、後向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力するための電極になっている。そして、姿勢検出センサ1は、接点電極17、18、19およびベース部3が携帯機器の実装基板7に電気的に接続されることにより、姿勢検出信号を出力するようになっている。このように、本実施の形態では、ベース部3が本発明に係る基板電極を構成している。なお、いずれかの錘部21、22、23と対向するベース部3上に基板電極を設けてもよい。この場合、ベース部3は非導電性部材で構成される。
Further, the surface portion of the base portion 3 exposed by the
アンカー15は、一対の斜辺部を有して略ベース状に形成され、コモン電極に接続されたアンカー本体15aと、アンカー本体15aの短辺部からスイッチ部5の中央に向かって延在する支持部15bとから構成されている。支持部15bには各接点電極17、18、19に向かって延在する3つの揺動バネ部27、28、29が接続されており、この揺動バネ部27、28、29を介して各錘部21、22、23が支持部15bに支持されている。
The
各錘部21、22、23は、アンカー本体15aの一対の斜辺部と同一の傾斜角を有する台形部21a、22a、23aと、各台形部21a、22a、23aの長辺部からそれぞれ対応する接点電極17、18、19に向かって延在し、各接点電極17、18、19に対して離接する接点部21b、22b、23bとから構成されている。各台形部21a、22a、23aは、アンカー本体15aとともに支持部15bの四方を囲う様に配置され、各部材間には絶縁用の隙間が形成されている。また、各台形部21a、22a、23aは、それぞれ短辺部に接続された揺動バネ部27、28、29により支持部15bに支持され、長辺部の両端部に接続された一対の支えバネ部31、32、33により周辺アンカー11、12、13、14に支持されている。
The
各接点部21b、22b、23bは、各錘部21、22、23作用する重力と揺動バネ部27、28、29および支えバネ部31、32、33の支持力とにより、対応する接点電極17、18、19に接触する接触位置と、対応する接点電極17、18、19から離間した離間位置との間を揺動するようになっている。各接点部21b、22b、23bが対応する接点電極17、18、19に接触すると、各接点電極17、18、19が錘部21、22、23、揺動バネ部27、28、29、アンカー15を介してコモン電極に導通するようになっている。
Each
図3に示すように、揺動バネ部27、28、29は、幅方向に長く形成された9つの横梁部35と、伸縮方向に短く形成された8つの縦梁部36とが同一面内において蛇行するように構成されている。揺動バネ部27、28、29は、長く形成された横梁部35と短く形成された縦梁部36とを同一面内において蛇行させて構成されているため、幅方向に働く力により変形し難く、伸縮方向に働く力により伸縮し、伸縮方向および幅方向のそれぞれに対して垂直な厚み方向に働く力によりわずかに撓むようになっている。
As shown in FIG. 3, the swinging
そして、各錘部21、22、23は、それぞれ揺動方向と同方向に重力が作用した場合に、揺動バネ部27、28、29および支えバネ部31、32、33の支持力に抗して揺動方向の変位量が最大となり、接点部21b、22b、23bが対応する接点電極17、18、19に接触するようになっている。また、各錘部21、22、23は、揺動方向に対して垂直な幅方向に重力が作用した場合に、後述するように錘部21、22、23の自重が揺動バネ部27、28、29の揺動方向に掛らなくなるため、揺動バネ部27、28、29および支えバネ部31、32、33の支持力により変位量が最小となり、接点部21b、22b、23bが接点電極17、18、19から最も離間した位置で保持されるようになっている。
Each of the
さらに、各錘部21、22、23は、揺動方向および幅方向のそれぞれに対して垂直な厚み方向に重力が作用した場合に、揺動バネ部27、28、29および支えバネ部31、32、33の支持力に抗して撓み量が最大となり、基板電極として機能するベース部3に接触するようになっている。
Further, each of the
例えば、姿勢検出センサ1が、アンカー15が上側となる縦向き姿勢をとった場合には、アンカー15に対して下側に位置する錘部22の揺動方向と重力方向とが一致し、アンカー15に対して左側に位置する錘部23およびアンカー15に対して右側に位置する錘部21の揺動方向と重力方向とが垂直に交わる。したがって、錘部22に作用する重力の揺動方向の成分が最大となり、錘部21、23に作用した重力の揺動方向の成分が最少となって、錘部22の接点部22bが接点電極18に接触し、錘部21、23の接点部21b、23bが接点電極17、19から離間する。これにより、アンカー15に接続されたコモン電極と接点電極18とが導通し、携帯機器の実装基板7に縦向きの姿勢を示す姿勢検出信号が出力されるようになっている。
For example, when the
このように、錘部21、22、23に作用する重力の揺動方向の成分の大きさによって、錘部21、22、23の変位量が可変するため、姿勢検出センサ1の傾斜時における検出感度が、接点部21b、22b、23bと接点電極17、18、19との間隔dにより調整される。以下、図4を参照して、姿勢検出センサ1の検出感度について説明する。なお、錘部21、22、23は、上記したように同一の構成であるため、アンカー15に対して右側に位置する錘部21を用いて、姿勢検出センサ1を縦向き姿勢から右向き姿勢に倒していく場合を例として説明する。
As described above, since the amount of displacement of the
図4は、錘部の傾き角度と変位量との関係を示したグラフである。
図4に示すように、錘部21の傾き角度が0度[degree]のときに、錘部21の変位量は0.0μmとなっている。これは、錘部21の揺動方向が重力方向に対して垂直であり、錘部21に作用する重力の揺動方向の成分の大きさが最少であることを示している。この状態から、錘部21の揺動方向が重力方向に近付くように錘部21の傾き角度を大きくすると、錘部21に作用する重力の揺動方向の成分の大きさが増加して変位量が増加する。そして、錘部21の傾き角度が90度[degree]のときに、すなわち錘部21の揺動方向と重力方向とが一致したときには、錘部21に作用する重力の揺動方向の成分の大きさが最大となり、錘部21の変位量は2.7μmになる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the inclination angle of the weight portion and the displacement amount.
As shown in FIG. 4, when the tilt angle of the
したがって、錘部21の揺動範囲は、最小0μmから最大2.7μmであり、この揺動範囲内で間隔dを設定することにより、姿勢検出センサ1の傾斜時における検出感度を調整することができるようになっている。例えば、間隔dを1.4μmに設定した場合には、姿勢検出センサ1を30度[degree]以上傾けると姿勢検出信号が出力され、間隔dを2.4μmに設定した場合には、姿勢検出センサ1を60度[degree]以上傾けると姿勢検出信号が出力される。よって、姿勢検出センサ1の検出感度を高くしたい場合には、0μmから2.7μmの間で間隔dを狭くし、姿勢検出センサ1の検出感度を低くしたい場合には、0μmから2.7μmの間で間隔dを広くする。
Therefore, the swing range of the
なお、本実施の形態においては、上記したように間隔dを設定することにより姿勢検出センサ1の検出感度を調整したが、錘部21の質量、揺動バネ部27のバネ係数および支えバネ部31のバネ係数を変更することによって姿勢検出センサ1の検出感度を調整することも可能である。
In the present embodiment, the detection sensitivity of the
図5および図6を参照して、上記構成を有する姿勢検出センサの製造方法の一例について説明する。図5(a)から(e)、図6(a)、(b)は、姿勢検出センサの製造方法を示す遷移図である。なお、図5および図6は、主に揺動バネ部について図示した模式的な遷移図であり、錘部については省略している。 With reference to FIG. 5 and FIG. 6, an example of a manufacturing method of the attitude detection sensor having the above-described configuration will be described. 5 (a) to 5 (e), 6 (a), and 6 (b) are transition diagrams showing a method for manufacturing the attitude detection sensor. 5 and 6 are schematic transition diagrams mainly illustrating the swinging spring portion, and the weight portion is omitted.
図5(a)に示すように、導電層41、絶縁層42およびベース層43を積層してシリコン基板38が形成され、図5(b)に示すように、導電層41上の所定の位置に、スパッタリングにより電極材料が被着される。
As shown in FIG. 5A, a
次に、図5(c)に示すように、キャビティ45の外形形状がパターニングされたマスクによりフォトリソグラフィが行われ、その後、ドライエッチングにより導電層41の表面の一部が薄く除去されてキャビティが形成される。
Next, as shown in FIG. 5C, photolithography is performed using a mask in which the outer shape of the
次に、図5(d)に示すように、姿勢検出センサ1の細部がパターンニングされたマスクによりフォトリソグラフィが行われ、その後、ドライエッチングにより錘部21、22、23、揺動バネ部27、28、29、周辺アンカー11、12、13、14、アンカー15、支えバネ部31、32、33の外形形状を残して除去される。このときのドライエッジング後の深さが、錘部21、22、23および揺動バネ部27、28、29の厚みに相当する。
Next, as shown in FIG. 5D, photolithography is performed by using a mask in which the details of the
最後に、図5(e)に示すように、ウェットエッチングにより絶縁層42が部分的に腐食溶融されて、シリコン基板38に姿勢検出センサ1が形成される。このように、錘部21、22、23、揺動バネ部27、28、29、周辺アンカー11、12、13、14、アンカー15、支えバネ部31、32、33は、導電層41から不要な部分を除去することによって一体に形成されるようになっている。
Finally, as shown in FIG. 5 (e), the insulating
そして、図5(a)から(e)の各工程を経て形成された姿勢検出センサ1は、図6(a)に示す上向き状態から図6(b)に示す下向き状態に上下反転され、携帯機器の実装基板7に取り付けられる。
The
上記した姿勢検出センサを実装した携帯機器の使用例について説明する。なお、携帯機器としては、携帯電話、PDA、携帯テレビ、携帯ゲーム機器等があるが、説明の便宜上、携帯機器として携帯電話が用いられるものとして説明する。図7は姿勢検出センサを実装した携帯電話の使用例を示す説明図、図8は姿勢検出センサを実装した携帯電話の他の使用例を示す説明図、図9は携帯電話の制御ブロック図である。 A usage example of a portable device in which the above-described posture detection sensor is mounted will be described. In addition, although there exist a mobile phone, PDA, a portable television, a portable game device etc. as a portable device, for convenience of explanation, it demonstrates as what uses a mobile phone as a portable device. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of use of a mobile phone equipped with a posture detection sensor, FIG. 8 is an explanatory diagram showing another usage example of a mobile phone equipped with a posture detection sensor, and FIG. 9 is a control block diagram of the mobile phone. is there.
図7に示すように、携帯電話51は、長方形の表示部52を有する第1の筺体53と、入力部54を有する第2の筺体55とがヒンジ部56を介して折り畳み可能に接続されており、第2の筺体55には、姿勢検出センサ1が内蔵されている。姿勢検出センサ1は、第2の筺体55の矩形状の周面のそれぞれに対して平行となるように取り付けられており、検出電極17が携帯電話51の正面右側、接点電極18が携帯電話51の正面下側、接点電極19が携帯電話51の正面左側を向くようになっている。
As shown in FIG. 7, the
また、図9に示すように、携帯電話51は、姿勢検出センサ1および表示部52に接続された表示制御部57を備えており、表示制御部57は、処理プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)、一時的にデータを記憶するRAM(Random Access Memory)、処理プログラムに従って演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)等の電子部品を有して構成されている。そして、表示制御部57は、姿勢検出センサ1から姿勢検出信号が入力されると、入力された姿勢検出信号に基づいて画像データを回転させて、表示部52に出力するようになっている。
As shown in FIG. 9, the
そして、図7に示すように、携帯電話51が縦向き姿勢をとっている場合、姿勢検出センサ1から表示制御部57に縦向き姿勢を示す姿勢検出信号が出力され、表示部52には長手方向を縦方向とした表示画像59が表示される。この縦向き姿勢から携帯電話51を矢印A方向に倒すと、姿勢検出センサ1から表示制御部57に右横向き姿勢を示す姿勢検出信号が出力され、表示部52には表示画像59が90度左側に回転されて縦向き姿勢で表示される。逆に、縦向き姿勢から携帯電話51を矢印B方向に倒すと、姿勢検出センサ1から表示制御部57に左横向き姿勢を示す姿勢検出信号が出力され、表示部52には表示画像59が90度右側に回転されて縦向き姿勢で表示される。
Then, as shown in FIG. 7, when the
また、図8に示すように、縦向き姿勢から携帯電話51を矢印C方向に倒すと、姿勢検出センサ1から図示しない駆動制御部に後向き姿勢を示す姿勢検出信号が出力され、携帯電話51の電源ON・OFFが切り替えられる。このように、姿勢検出センサ1により携帯電話51の姿勢に応じた姿勢検出信号が出力されることにより、携帯電話51の姿勢に応じて携帯電話51に様々な機能を追加できるようになっている。
Further, as shown in FIG. 8, when the
次に、図10および図11を参照して、携帯電話の姿勢変更にともなう姿勢検出センサの内部動作について説明する。図10は、姿勢検出センサの動作説明図であり、(a)は錘部と接点電極とが離間している状態を示し、(b)は錘部と接点電極とが接触している状態を示している。また、図11は、姿勢検出センサの他の動作説明図であり、(a)は錘部とベース部とが離間している状態を示し、(b)は錘部とベース部とが接触している状態を示している。なお、ここでは、アンカー15に対して右側に位置する錘部21を用いて説明する。
Next, with reference to FIGS. 10 and 11, the internal operation of the posture detection sensor accompanying the posture change of the mobile phone will be described. FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining the operation of the posture detection sensor. FIG. 10A shows a state in which the weight portion and the contact electrode are separated from each other, and FIG. 10B shows a state in which the weight portion and the contact electrode are in contact with each other. Show. FIG. 11 is a diagram for explaining another operation of the posture detection sensor. FIG. 11A shows a state in which the weight portion and the base portion are separated from each other, and FIG. It shows the state. Here, the description will be made using the
図10(a)に示すように、錘部21の揺動方向に対して垂直な幅方向に重力が作用している場合には、錘部21の接点部21bが接点電極17から離間した位置に保持される。この状態から、図10(b)に示すように、姿勢検出センサ1が右方向に所定の角度傾くと、錘部21に作用する重力の揺動方向の成分が大きくなって錘部21の接点部21bが接点電極17に接触する。そして、錘部21の接点部21bと接点電極17とが接触すると、アンカー15に接続されたコモン電極と接点電極17とが導通して、姿勢検出センサ1から携帯電話51の表示制御部57に右横向き姿勢を示す姿勢検出信号が出力され、表示部52の画像の姿勢が制御される。
As shown in FIG. 10A, when gravity acts in the width direction perpendicular to the swinging direction of the
また、図11(a)に示すように、錘部21の揺動方向に重力が作用する場合には、錘部21の接点部21bが接点電極17に接触するとともに、ベース部3から離間した位置に保持される。この状態から、図11(b)に示すように、姿勢検出センサ1が後方向に所定の角度傾くと、錘部21に作用する重力の厚み方向の成分が大きくなって錘部21がベース部3に接触する。そして、錘部21がベース部3の電極に接触すると、アンカー15に接続されたコモン電極とベース部3とが導通して、姿勢検出センサ1から駆動制御部に後向き姿勢を示す姿勢検出信号が出力され、携帯電話51のON・OFFが制御される。
Further, as shown in FIG. 11A, when gravity acts in the swinging direction of the
以上のように、本実施の形態に係る姿勢検出センサ1によれば、3つの錘部21、22、23のうちいずれかの錘部がアンカー15の下方に位置する姿勢時には、アンカー15の下方に位置する錘部と当該錘部に対応した接点電極とが接触して、コモン電極と接点電極とが導通する。したがって、アンカー15に導通した接点電極に応じて複数種類の姿勢検出信号を出力することができる。
また、錘部の自重を利用して姿勢に対応した姿勢検出信号を出力しているため、演算用のICチップを設けて複雑な演算をする必要がなく、簡易な機械的構成で姿勢検出でき、生産コストを低減させることができる。
As described above, according to the
In addition, since the posture detection signal corresponding to the posture is output using the weight of the weight part, it is not necessary to perform a complicated calculation by providing an IC chip for calculation, and the posture can be detected with a simple mechanical configuration. , Production costs can be reduced.
なお、本実施の形態においては、アンカー15に対して3方向に錘部21、22、23、揺動バネ部27、28、29および接点電極17、18、19を設ける構成としたが、図12に示すように、アンカー62に対して1方向に錘部63、揺動バネ部64および接点電極65を設ける構成としてもよい。この構成により、コモン電極と接点電極65とが導通した場合と導通しない場合とで2種類の姿勢検出信号を出力することができる。例えば、コモン電極と接点電極65とが導通した場合に縦向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力し、コモン電極と接点電極65とが導通しない場合に横向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、コモン電極と3つの接点電極17、18、19のうちいずれか1つの接点電極との導通により姿勢検出信号を出力するようにしたが、コモン電極と複数の接点電極との導通により姿勢検出信号を出力するようにしてもよい。
In the present embodiment, the posture detection signal is output by conduction between the common electrode and any one of the three
また、本実施の形態においては、図13(a)に示すように、シリコン基板から形成された姿勢検出センサ1を上下反転させて実装基板7の上側に取り付けたが、図13(b)に示すように、上下反転せずに蓋状に形成した実装基板8の下側に取り付けるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 13A, the
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
以上説明したように、本発明は、簡易な機械的構成で姿勢検出でき、生産コストを低減させることができるという効果を有し、特に電極間の導通状態に応じて姿勢検出信号を出力する姿勢検出センサおよび携帯機器に有用である。 As described above, the present invention has an effect that the posture can be detected with a simple mechanical configuration and the production cost can be reduced, and in particular, the posture that outputs the posture detection signal according to the conduction state between the electrodes. Useful for detection sensors and portable devices.
1 姿勢検出センサ
3 ベース部(基板電極)
4 絶縁部
5 スイッチ部
7 実装基板
11、12、13、14 周辺アンカー
15 アンカー
15a アンカー本体
15b 支持部
17、18、19 接点電極
21、22、23 錘部
21a、22a、23a 台形部
21b、22b、23b 接点部
25、45 キャビティ
27、28、29 揺動バネ部(バネ部)
31、32、33 支えバネ部
35 横梁部
36 縦梁部
38 シリコン基板
41 導電層
42 絶縁層
43 ベース層
51 携帯電話(携帯機器)
52 表示部
53 第1の筺体
54 入力部
55 第2の筺体
56 ヒンジ部
57 表示制御部
59 表示画像
1 Attitude detection sensor 3 Base part (substrate electrode)
4 Insulating
31, 32, 33 Supporting
52
Claims (5)
導電性を有し、電極に接続された支持部と、
導電性を有し、一端部が前記支持部に接続されたバネ部と、
導電性を有し、前記バネ部を介して前記支持部に接続され、前記支持部の下方に位置する姿勢では前記支持部に揺動自在に支持される錘部と、
前記支持部を中心として前記錘部が下方に位置する姿勢時の当該錘部の揺動範囲内に設置された接点電極とを備え、
前記錘部が前記支持部の下方に位置する姿勢時には前記錘部と前記接点電極とが接触し、前記錘部が前記支持部の下方に位置しない姿勢時には前記錘部と前記接点電極とが非接触となることを特徴とする姿勢検出センサ。 An attitude detection sensor that outputs an attitude detection signal according to a conduction state between electrodes,
A support having electrical conductivity and connected to the electrode;
A spring part having conductivity and having one end connected to the support part;
A weight portion that is electrically conductive and is connected to the support portion via the spring portion, and is swingably supported by the support portion in a posture positioned below the support portion;
A contact electrode installed within a swing range of the weight portion when the weight portion is positioned below the support portion as a center;
When the weight portion is positioned below the support portion, the weight portion and the contact electrode are in contact with each other, and when the weight portion is not positioned below the support portion, the weight portion and the contact electrode are not contacted. An attitude detection sensor characterized by contact.
導電性を有し、電極に接続された支持部と、
導電性を有し、前記支持部を中心として複数方向にそれぞれ設けられ、一端部がそれぞれ前記支持部に接続された複数のバネ部と、
前記複数のバネ部が設けられた各方向にそれぞれ設けられ、導電性を有し、同一方向の前記バネ部を介して前記支持部に接続され、前記支持部の下方に位置する姿勢では前記同一方向の支持部に揺動自在に支持される複数の錘部と、
前記各方向の錘部に対応してそれぞれ設けられ、各方向において対応する錘部が下方に位置する姿勢での当該錘部の揺動範囲内に設置された複数の接点電極とを備え、
前記複数の錘部のうち少なくとも1以上の錘部が前記支持部の下方に位置する姿勢時には前記1以上の錘部と当該1以上の錘部に対応した接点電極とが接触し、前記1以上の錘部以外の錘部と当該1以上の錘部以外の錘部に対応した接点電極とが非接触となることを特徴とする姿勢検出センサ。 An attitude detection sensor that outputs an attitude detection signal according to a conduction state between electrodes,
A support having electrical conductivity and connected to the electrode;
A plurality of spring portions each having conductivity, provided in a plurality of directions around the support portion, each having one end connected to the support portion;
Each of the plurality of spring portions is provided in each direction, has conductivity, is connected to the support portion via the spring portion in the same direction, and is in the posture positioned below the support portion. A plurality of weight portions that are swingably supported by the directional support portion;
A plurality of contact electrodes provided in correspondence with the weight portions in each direction, and installed in a swing range of the weight portion in a posture in which the corresponding weight portions are positioned below in each direction;
When at least one of the plurality of weight parts is positioned below the support part, the one or more weight parts are in contact with contact electrodes corresponding to the one or more weight parts, and the one or more weight parts are in contact with each other. A posture detection sensor, wherein a weight portion other than the weight portion and a contact electrode corresponding to the weight portion other than the one or more weight portions are not in contact with each other.
前記姿勢検出センサから出力された姿勢検出信号に連動して表示画像の姿勢を制御することを特徴とする携帯機器。
The posture detection sensor according to claim 1 is provided,
A portable device that controls a posture of a display image in conjunction with a posture detection signal output from the posture detection sensor.
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