JP5165459B2 - Tilt sensor - Google Patents

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Description

本発明は、たとえばデジタルスチルカメラや携帯電話機の傾斜方向を検出するための傾斜センサに関する。   The present invention relates to a tilt sensor for detecting the tilt direction of a digital still camera or a mobile phone, for example.

図8および図9は、従来の傾斜センサの一例を示している。同図に示された傾斜センサXは、基板91、ケース92、カバー93、1対の受光素子94A,94B、発光素子95、および転動体96を備えている。なお、図9においては、理解の便宜上カバー93を省略している。1対の受光素子94A,94Bおよび発光素子95は、基板91の表面に搭載されており、ケース92に囲われている。ケース92およびカバー93によって空隙部92aが形成されている。この空隙部92aは、発光素子95からの光が入射され、またケース92の各部によって反射された光を1対の受光素子94A,94Bへと到達させうる形状とされている。空隙部92aには、転動体96が収容されている。転動体96は、円柱形状であり、空隙部92a内を転動可能とされている。基板91の裏面には、たとえば回路基板への面実装に用いられる実装端子が形成されている。   8 and 9 show an example of a conventional tilt sensor. The tilt sensor X shown in the figure includes a substrate 91, a case 92, a cover 93, a pair of light receiving elements 94A and 94B, a light emitting element 95, and a rolling element 96. In FIG. 9, the cover 93 is omitted for convenience of understanding. The pair of light receiving elements 94A and 94B and the light emitting element 95 are mounted on the surface of the substrate 91 and are surrounded by a case 92. A gap 92 a is formed by the case 92 and the cover 93. The gap 92a is shaped such that light from the light emitting element 95 is incident and light reflected by each part of the case 92 can reach the pair of light receiving elements 94A and 94B. A rolling element 96 is accommodated in the gap 92a. The rolling element 96 has a cylindrical shape and can roll in the gap 92a. On the back surface of the substrate 91, for example, mounting terminals used for surface mounting on a circuit board are formed.

図9に示された状態は、転動体96が重力にしたがって発光素子95と重なる位置にある状態である。このとき、発光素子95から発せられたほとんどすべての光が転動体96によって遮られるため、1対の受光素子94A,94Bのいずれにも光は到達しない。次に、傾斜センサXを、図9に示された状態から左に傾けると、転動体96は受光素子94Aと重なる位置をとる。この状態においては、発光素子95からの光が受光素子94Bにのみによって受光される。反対に、傾斜センサXを、図9に示された状態から右に傾けると、転動体96は受光素子94Bと重なる位置をとる。この状態においては、発光素子95からの光は受光素子94Aのみによって受光される。傾斜センサXをたとえば回路基板に実装すれば、この回路基板と直角に延びる軸を回転中心として回路基板が傾けられたことを1対の受光素子94A,94Bの受光信号を監視することにより検出することができる。このような傾斜センサXを用いることにより、たとえば携帯電話機の表示画面を閲覧している使用者が、その表示画面を縦向きもしくは横向きにしたことを検出し、それに応じて表示画面に表示させる画像の向きを変更するといった処理が可能となる。   The state shown in FIG. 9 is a state where the rolling element 96 is in a position overlapping the light emitting element 95 according to gravity. At this time, since almost all the light emitted from the light emitting element 95 is blocked by the rolling element 96, the light does not reach any of the pair of light receiving elements 94A and 94B. Next, when the tilt sensor X is tilted to the left from the state shown in FIG. 9, the rolling element 96 takes a position overlapping the light receiving element 94A. In this state, light from the light emitting element 95 is received only by the light receiving element 94B. Conversely, when the tilt sensor X is tilted to the right from the state shown in FIG. 9, the rolling element 96 takes a position overlapping the light receiving element 94B. In this state, light from the light emitting element 95 is received only by the light receiving element 94A. If the tilt sensor X is mounted on, for example, a circuit board, it is detected by monitoring the light reception signals of the pair of light receiving elements 94A and 94B that the circuit board is tilted about an axis extending at right angles to the circuit board. be able to. By using such a tilt sensor X, for example, a user viewing a display screen of a mobile phone detects that the display screen has been oriented vertically or horizontally, and an image to be displayed on the display screen accordingly. It is possible to perform processing such as changing the orientation of.

しかしながら、図8に示すように、傾斜センサXは、1対の受光素子94A,94Bおよび発光素子95を配置するためのスペースと、転動体96を転動させる空隙部92aというスペースとが重なった構造となっている。このため、傾斜センサXの高さは、少なくとも1対の受光素子94A,94Bおよび発光素子95のいずれかの高さと転動体96の高さとを合計したもの以上とならざるを得なかった。   However, as shown in FIG. 8, in the tilt sensor X, a space for arranging the pair of light receiving elements 94A and 94B and the light emitting element 95 and a space called a gap 92a for rolling the rolling element 96 overlap. It has a structure. For this reason, the height of the tilt sensor X has to be greater than or equal to the sum of the height of at least one of the light receiving elements 94A and 94B and the light emitting element 95 and the height of the rolling element 96.

特開2007−139643号公報JP 2007-139634 A

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、薄型化を図ることが可能な傾斜センサを提供することをその課題とする。   The present invention has been conceived under the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an inclination sensor that can be thinned.

本発明によって提供される傾斜センサは、検出対象面の面内方向において互いに離間配置された発光素子および1対の受光素子と、上記面内方向における重力方向の変化により、上記発光素子からの光を上記1対の受光素子のいずれにも到達させない完全遮光位置、上記発光素子からの光を上記1対の受光素子のいずれか一方のみに到達させる1対の半遮光位置、および上記発光素子からの光を上記1対の受光素子のいずれにも到達させる非遮光位置をとる転動体と、上記転動体を収容し、かつ上記発光素子からの光が出射される出射口および上記1対の受光素子に向けて光が入射する1対の入射口に繋がる空隙部と、を備える傾斜センサであって、上記空隙部は、上記面内方向において上記発光素子および上記1対の受光素子に囲われていることを特徴としている。   The tilt sensor provided by the present invention includes a light emitting element and a pair of light receiving elements that are spaced apart from each other in the in-plane direction of the detection target surface, and light from the light-emitting element due to a change in the gravitational direction in the in-plane direction. From a pair of semi-light-shielding positions that allow light from the light-emitting elements to reach only one of the pair of light-receiving elements, and from the light-emitting elements. A rolling element that takes a non-light-shielding position to reach any of the pair of light receiving elements, an exit opening that accommodates the rolling element and emits light from the light emitting element, and the pair of light receiving elements An inclination sensor connected to a pair of entrances through which light enters the element, the gap being surrounded by the light emitting element and the pair of light receiving elements in the in-plane direction. Have It is characterized in that.

このような構成によれば、上記発光素子および上記1対の受光素子と上記転動体とが上記検出対象面に沿って配置される。このため、上記傾斜センサの高さを、上記発光素子、上記1対の受光素子のいずれかと上記転動体との高さを合計したもの以上にする必要がなくなる。したがって、上記傾斜センサの薄型化を図ることができる。   According to such a configuration, the light emitting element and the pair of light receiving elements and the rolling element are arranged along the detection target surface. For this reason, the height of the tilt sensor need not be higher than the sum of the heights of either the light emitting element or the pair of light receiving elements and the rolling element. Therefore, the thickness of the tilt sensor can be reduced.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記空隙部を規定する面のうち、上記検出対象面と直角である面は、凹凸状とされている。このような構成によれば、上記転動体の衝突音を好適に抑制することが可能である。このような効果は、上記傾斜センサを携帯電話機に搭載する場合に、耳障りな音が生じるのを防止するのに有利である。   In a preferred embodiment of the present invention, of the surfaces that define the gap, the surface that is perpendicular to the detection target surface is uneven. According to such a structure, it is possible to suppress suitably the collision sound of the said rolling element. Such an effect is advantageous in preventing annoying sound from occurring when the tilt sensor is mounted on a mobile phone.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記空隙部は、矩形状とされており、上記出射口および上記1対の入射口は、上記矩形状の頂点のいずれかに位置する。このような構成によれば、上記転動体が上記非遮光位置、上記1対の半遮光位置、および上記完全遮光位置のいずれかをとっていることを的確に検出することができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the gap is formed in a rectangular shape, and the exit and the pair of entrances are located at one of the rectangular vertices. According to such a configuration, it can be accurately detected that the rolling element is in any one of the non-light-shielding position, the pair of semi-light-shielding positions, and the complete light-shielding position.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記転動体は、その中心軸が上記検出対象面と直角である方向を向く円柱形である。このような構成によれば、上記転動体が上記空隙部内を比較的スムースに転動しつつ、上記出射口および上記入射口を隙間無く塞ぐのに適している。   In a preferred embodiment of the present invention, the rolling element has a cylindrical shape whose central axis faces a direction perpendicular to the detection target surface. According to such a configuration, the rolling element is suitable for closing the exit port and the entrance port without a gap while relatively smoothly rolling in the gap.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記出射口および上記1対の入射口は、上記検出対象面と直角である方向の寸法が、上記転動体よりも小である。このような構成によれば、上記転動体による遮蔽が確実に行われる。   In a preferred embodiment of the present invention, the exit port and the pair of entrance ports are smaller in dimension in a direction perpendicular to the detection target surface than the rolling element. According to such a structure, shielding by the said rolling element is performed reliably.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1〜図4は、本発明に係る傾斜センサの一例を示している。本実施形態の傾斜センサAは、基板1、ケース2、発光素子4、1対の受光素子5A,5B、および転動体6を備えている。傾斜センサAは、図1に示すように、検出対象面を形成するたとえば回路基板Sに面実装された状態で、回路基板Sの面内方向における傾斜を検出するために用いられるものである。本実施形態においては、傾斜センサAは、そのサイズが3.3mm×3.3mm程度、厚さが0.8mm程度とされている。なお、図3および図4においては、理解の便宜上転動体6を想像線で示している。   1 to 4 show an example of a tilt sensor according to the present invention. The tilt sensor A of this embodiment includes a substrate 1, a case 2, a light emitting element 4, a pair of light receiving elements 5 </ b> A and 5 </ b> B, and a rolling element 6. As shown in FIG. 1, the inclination sensor A is used to detect an inclination in the in-plane direction of the circuit board S in a state where the surface to be detected is surface-mounted on the circuit board S, for example. In the present embodiment, the inclination sensor A has a size of about 3.3 mm × 3.3 mm and a thickness of about 0.8 mm. In FIGS. 3 and 4, the rolling elements 6 are indicated by imaginary lines for convenience of understanding.

基板1は、矩形状の絶縁基板であり、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる。本実施形態においては、基板1は、そのサイズが3.3mm×3.3mm程度、厚さ0.2mm程度とされている。基板1には、配線パターン(図示略)が形成されている。配線パターンは、たとえばCu−Ni−Auメッキ層からなる。この配線パターンは、基板1の表裏面に形成された部分と、これらの部分を導通させるスルーホール部分とを有している。この配線パターンのうち基板1の表面に形成された部分には、発光素子4および1対の受光素子5A,5Bがダイボンディングされている。また、この配線パターンのうち基板1の裏面に形成された部分は、傾斜センサAを回路基板Sに面実装するための実装端子として用いられる。   The substrate 1 is a rectangular insulating substrate and is made of, for example, a glass epoxy resin. In the present embodiment, the substrate 1 has a size of about 3.3 mm × 3.3 mm and a thickness of about 0.2 mm. A wiring pattern (not shown) is formed on the substrate 1. The wiring pattern is made of, for example, a Cu—Ni—Au plating layer. This wiring pattern has portions formed on the front and back surfaces of the substrate 1 and through-hole portions that conduct these portions. A light emitting element 4 and a pair of light receiving elements 5A and 5B are die-bonded to a portion of the wiring pattern formed on the surface of the substrate 1. Further, a portion of the wiring pattern formed on the back surface of the substrate 1 is used as a mounting terminal for surface mounting the tilt sensor A on the circuit substrate S.

発光素子4は、たとえば赤外線を発することができる赤外線発光ダイオードなどからなり、基板1の一辺に近接するように配置されている。本実施形態においては、発光素子4は、そのサイズが0.25mm角程度とされている。   The light emitting element 4 is made of, for example, an infrared light emitting diode capable of emitting infrared light, and is disposed close to one side of the substrate 1. In the present embodiment, the size of the light emitting element 4 is about 0.25 mm square.

1対の受光素子5A,5Bは、たとえばフォトトランジスタであり、赤外線を受光すると、それに応じた光起電力を生じて電流を流すように構成されている。図2に示すように、1対の受光素子5A,5Bは、それぞれが基板1の対辺に近接するように、互いに離間して基板1に配置されている。本実施形態においては、受光素子5A,5Bは、そのサイズが0.6mmX0.4mm程度とされている。   The pair of light receiving elements 5A and 5B are, for example, phototransistors, and are configured to generate a photoelectromotive force in response to receiving infrared rays and to flow current. As shown in FIG. 2, the pair of light receiving elements 5 </ b> A and 5 </ b> B are arranged on the substrate 1 so as to be separated from each other so that each of them is close to the opposite side of the substrate 1. In the present embodiment, the light receiving elements 5A and 5B have a size of about 0.6 mm × 0.4 mm.

ケース2は、全体が直方体形状であり、たとえばエポキシ樹脂によって形成されている。ケース2と基板1とが貼り合わされることにより、空隙部3と収容空間22,23A,23Bとが形成されている。本実施形態においては、ケース2は、そのサイズが3.3mm角程度、厚さが0.6mm程度とされている。   The case 2 has a rectangular parallelepiped shape as a whole, and is formed of, for example, an epoxy resin. By bonding the case 2 and the substrate 1, the gap 3 and the accommodation spaces 22, 23 </ b> A, 23 </ b> B are formed. In the present embodiment, the case 2 has a size of about 3.3 mm square and a thickness of about 0.6 mm.

図2および図4に示すように、収容空間22は、発光素子4を収容している。ケース2のうち収容空間22を形成する部分は、傾斜面22bが形成されているとともに、メッキ層26の一部によって覆われている。メッキ層26は、たとえばCu−Ni−AUメッキ層であり、それぞれの厚さがたとえば30μm、5μm、0.3μm程度とされている。収容空間22と空隙部3との間には、出射口22aが設けられている。出射口22aは、発光素子4からの光を空隙部3へと出射する経路となっている。本実施形態においては、出射口22aの高さが、凸部24,25によって制限されている。凸部24は、ケース2の一部が隆起した部分であり、凸部25は、基板1に接合された樹脂部材である。出射口22aの高さ方向寸法は、転動体6の高さよりも小さい。さらに好ましくは、凸部24,25それぞれの高さは、転動体6と空隙部3との高さ方向寸法差よりも大である。出射口22aの横方向寸法は、0.6mm程度である。傾斜面22bは、発光素子4からの光の一部を出射口22aに向けて反射する。   As shown in FIGS. 2 and 4, the accommodation space 22 accommodates the light emitting element 4. A portion of the case 2 that forms the accommodation space 22 is formed with an inclined surface 22 b and covered with a part of the plating layer 26. The plating layer 26 is, for example, a Cu—Ni—AU plating layer, and each thickness is set to, for example, about 30 μm, 5 μm, and 0.3 μm. An emission port 22 a is provided between the accommodation space 22 and the gap 3. The emission port 22 a is a path for emitting light from the light emitting element 4 to the gap 3. In the present embodiment, the height of the emission port 22 a is limited by the convex portions 24 and 25. The convex portion 24 is a portion where a part of the case 2 is raised, and the convex portion 25 is a resin member bonded to the substrate 1. The height direction dimension of the exit port 22 a is smaller than the height of the rolling element 6. More preferably, the height of each of the convex portions 24 and 25 is larger than the height direction difference between the rolling element 6 and the gap portion 3. The lateral dimension of the emission port 22a is about 0.6 mm. The inclined surface 22b reflects part of the light from the light emitting element 4 toward the emission port 22a.

図2および図3に示すように、収容空間23A,23Bは、それぞれ受光素子5A,5Bを収容している。ケース2のうち収容空間23A,23Bを形成する部分は、傾斜面23Ab,23Bbが形成されているとともに、メッキ層26の一部によって覆われている。収容空間23A,23Bと空隙部3との間には、入射口23Aa,23Baが設けられている。入射口23Aa,23Baは、空隙部3から受光素子5A,5Bへと光が入射する経路となっている。本実施形態においては、入射口23Aa,23Baの高さが、凸部24,25によって制限されている。入射口23Aa,23Baの高さ方向寸法は、転動体6の高さよりも小さい。さらに好ましくは、凸部24,25それぞれの高さは、転動体6と空隙部3との高さ方向寸法差よりも大である。入射口23Aa,23Baの横方向寸法は、0.6mm程度である。傾斜面23Ab,23Bbは、入射口23Aa,23Baから入射した光を受光素子5A,5Bに向けて反射する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the accommodation spaces 23A and 23B accommodate the light receiving elements 5A and 5B, respectively. The portions of the case 2 that form the accommodation spaces 23A and 23B are formed with inclined surfaces 23Ab and 23Bb, and are covered with a part of the plating layer 26. Incident ports 23Aa and 23Ba are provided between the accommodation spaces 23A and 23B and the gap 3. The entrances 23Aa and 23Ba are paths through which light enters from the gap 3 to the light receiving elements 5A and 5B. In the present embodiment, the heights of the entrances 23Aa and 23Ba are limited by the convex portions 24 and 25. The height direction dimensions of the entrances 23 </ b> Aa and 23 </ b> Ba are smaller than the height of the rolling elements 6. More preferably, the height of each of the convex portions 24 and 25 is larger than the height direction difference between the rolling element 6 and the gap portion 3. The lateral dimension of the entrances 23Aa and 23Ba is about 0.6 mm. The inclined surfaces 23Ab and 23Bb reflect the light incident from the incident ports 23Aa and 23Ba toward the light receiving elements 5A and 5B.

空隙部3は、転動体6を収容する部分であり、傾斜センサAの姿勢に応じた所定の位置に転動体6を転動させるための部分である。本実施形態においては、略矩形状とされている。本実施形態においては、空隙部3は、1辺が1.3mmの矩形に相当するサイズとされている。空隙部3の3つの頂点に相当する部分には、出射口22aおよび入射口23Aa,23Baが位置している。空隙部3は、ケース2の天面20a、内側面20cと、基板1の地面10とによって規定されている。天面20aは、メッキ層26の一部によってその全面が覆われている。地面10は、メッキ層26と同様の構成であるメッキ層11によって覆われている。メッキ層11,26は、基板1に形成された上記配線パターンのうち回路基板Sのグランドラインと導通する部分に対して接続されている。また、内側面20cには、複数の凸部21が形成されている。複数の凸部21は、それぞれが内側面20cに沿って延びる断面半円形状であり、たとえばその突出量が0.1mm程度とされている。   The gap 3 is a part that accommodates the rolling element 6 and is a part for rolling the rolling element 6 to a predetermined position according to the posture of the inclination sensor A. In this embodiment, it is substantially rectangular. In the present embodiment, the gap 3 has a size corresponding to a rectangle with one side of 1.3 mm. The exit 22a and the entrances 23Aa and 23Ba are located at portions corresponding to the three apexes of the gap 3. The gap 3 is defined by the top surface 20 a and the inner surface 20 c of the case 2 and the ground surface 10 of the substrate 1. The entire top surface 20 a is covered with a part of the plating layer 26. The ground 10 is covered with a plating layer 11 having the same configuration as the plating layer 26. The plated layers 11 and 26 are connected to a portion of the wiring pattern formed on the substrate 1 that is electrically connected to the ground line of the circuit board S. Moreover, the some convex part 21 is formed in the inner surface 20c. Each of the plurality of convex portions 21 has a semicircular cross section extending along the inner side surface 20c. For example, the protruding amount is about 0.1 mm.

転動体6は、傾斜センサAの姿勢に応じて空隙部3内を転動することにより、発光素子4からの光が1対の受光素子5A,5Bへと到達することを適宜阻止するためのものである。転動体6は、円柱形状とされており、たとえばステンレスまたはタングステンなどの比較的高密度な金属からなる。本実施形態においては、転動体6は、直径が0.7〜0.8mmとされている。   The rolling element 6 is used to appropriately prevent light from the light emitting element 4 from reaching the pair of light receiving elements 5A and 5B by rolling in the gap 3 in accordance with the attitude of the tilt sensor A. Is. The rolling element 6 has a cylindrical shape and is made of a relatively high density metal such as stainless steel or tungsten. In the present embodiment, the rolling element 6 has a diameter of 0.7 to 0.8 mm.

次に、傾斜センサAによる傾斜方向の検出について説明する。まず、図2は、傾斜センサAが初期姿勢とされた状態を示している。本図および後述する図5〜7は、いずれも図中下方が鉛直下方である。図2の場合、転動体6は、重力にしたがって空隙部3のうち出射口22aとは反対側の部分に位置する。この位置を、非遮光位置60と呼ぶ。転動体6が非遮光位置60にあるため、発光素子4からの光は出射口22aから空隙部3へと出射される。この光は、空隙部3内において繰り返し反射されたのちに、入射口23Aa,23Baを経由して受光素子5A,5Bの双方に到達する。すると、受光素子5A,5Bの双方から受光信号が出力される。これにより、受光素子5A,5Bの双方から受光信号が出力されているときは、転動体6が非遮光位置60にあり、傾斜センサAが鉛直方向に対して本図に示された姿勢であることを認識できる。   Next, detection of the tilt direction by the tilt sensor A will be described. First, FIG. 2 shows a state in which the tilt sensor A is in the initial posture. In this figure and FIGS. 5 to 7 described later, the lower part in the figure is the vertically lower part. In the case of FIG. 2, the rolling elements 6 are located in a portion of the gap 3 on the side opposite to the exit port 22 a according to gravity. This position is referred to as a non-light-shielding position 60. Since the rolling element 6 is at the non-light-shielding position 60, the light from the light emitting element 4 is emitted from the emission port 22 a to the gap portion 3. This light is repeatedly reflected in the gap 3 and then reaches both the light receiving elements 5A and 5B via the entrances 23Aa and 23Ba. Then, a light reception signal is output from both of the light receiving elements 5A and 5B. Thereby, when the light reception signal is output from both of the light receiving elements 5A and 5B, the rolling element 6 is at the non-light shielding position 60, and the inclination sensor A is in the posture shown in the figure with respect to the vertical direction. I can recognize that.

次に、傾斜センサAを図2に示す姿勢から反時計回りに約90度回転させた状態を、図5に示す。この状態においては、転動体6が重力にしたがって入射口23Aaの正面に位置する。この位置を、半遮光位置61Aと呼ぶ。これにより、入射口23Aaが転動体6によって塞がれた格好となる。このため、発光素子4からの光は、入射口23Baを経由して受光素子5Bにのみ到達し、受光素子5Aには到達しない。したがって、受光素子5Bのみから受光信号が出力されているときには、転動体6が半遮光位置61Aにあり、傾斜センサAが鉛直方向に対して本図に示された姿勢であることを認識できる。   Next, FIG. 5 shows a state in which the tilt sensor A is rotated about 90 degrees counterclockwise from the posture shown in FIG. In this state, the rolling element 6 is located in front of the entrance 23Aa according to gravity. This position is referred to as a semi-light-shielding position 61A. As a result, the entrance 23 </ b> Aa is closed by the rolling element 6. For this reason, the light from the light emitting element 4 reaches only the light receiving element 5B via the incident port 23Ba and does not reach the light receiving element 5A. Therefore, when the light reception signal is output only from the light receiving element 5B, it can be recognized that the rolling element 6 is in the semi-light-shielding position 61A and the inclination sensor A is in the posture shown in the figure with respect to the vertical direction.

そして、傾斜センサAを図2に示す姿勢から時計回りに約90度回転させた状態を、図6に示す。この状態においては、転動体6が重力にしたがって入射口23Baの正面に位置する。この位置を、半遮光位置61Bと呼ぶ。これにより、入射口23Baが転動体6によって塞がれた格好となる。このため、発光素子4からの光は、入射口23Aaを経由して受光素子5Aにのみ到達し、受光素子5Bには到達しない。したがって、受光素子5Aのみから受光信号が出力されているときには、転動体6が半遮光位置61Bにあり、傾斜センサAが鉛直方向に対して本図に示された姿勢であることを認識できる。   FIG. 6 shows a state in which the tilt sensor A is rotated about 90 degrees clockwise from the posture shown in FIG. In this state, the rolling element 6 is located in front of the entrance 23Ba according to gravity. This position is referred to as a semi-light-shielding position 61B. As a result, the entrance 23Ba is closed by the rolling elements 6. For this reason, the light from the light emitting element 4 reaches only the light receiving element 5A via the incident port 23Aa and does not reach the light receiving element 5B. Therefore, when the light reception signal is output only from the light receiving element 5A, it can be recognized that the rolling element 6 is in the semi-light-shielding position 61B and the inclination sensor A is in the posture shown in the figure with respect to the vertical direction.

そして、傾斜センサAを図2に示す姿勢から約180度回転させた状態を、図7に示す。この状態においては、転動体6が重力にしたがって出射口22aの正面に位置する。この位置を、完全遮光位置62と呼ぶ。これにより、出射口22aが転動体6によって塞がれた格好となる。このため、発光素子4からの光は、転動体6によって完全に遮られ、受光素子5A,5Bのいずれにも到達しない。したがって、受光素子5A,5Bいずれからも受光信号が出力されていないときには、転動体6が完全遮光位置62にあり、傾斜センサAが鉛直方向に対して本図に示された姿勢であることを認識できる。   FIG. 7 shows a state in which the tilt sensor A is rotated about 180 degrees from the posture shown in FIG. In this state, the rolling element 6 is located in front of the exit port 22a according to gravity. This position is referred to as a complete light shielding position 62. As a result, the exit 22a is closed by the rolling elements 6. For this reason, the light from the light emitting element 4 is completely blocked by the rolling elements 6, and does not reach any of the light receiving elements 5A and 5B. Therefore, when no light reception signal is output from either of the light receiving elements 5A and 5B, the rolling element 6 is at the complete light shielding position 62, and the inclination sensor A is in the posture shown in the figure with respect to the vertical direction. Can be recognized.

次に、傾斜センサAの作用について説明する。   Next, the operation of the tilt sensor A will be described.

本実施形態によれば、発光素子4および1対の受光素子5A,5Bと転動体6とが検出対象面に沿って配置される。このため、傾斜センサAの高さを、発光素子4、1対の受光素子5A,5B、および転動体6のうち最も高いものと、基板1の厚さと、ケース2の肉厚を合計した程度とすることが可能である。したがって、傾斜センサAの薄型化を図ることができる。空隙部3を矩形状とすることにより、転動体6が非遮光位置60、半遮光位置61A,61B、および完全遮光位置62のいずれかをとっていることを的確に検出することができる。   According to this embodiment, the light emitting element 4, the pair of light receiving elements 5A and 5B, and the rolling element 6 are arranged along the detection target surface. For this reason, the height of the inclination sensor A is the sum of the light emitting element 4, the pair of light receiving elements 5 A and 5 B, and the rolling element 6, the thickness of the substrate 1, and the thickness of the case 2. Is possible. Therefore, the thickness of the inclination sensor A can be reduced. By making the gap portion 3 rectangular, it is possible to accurately detect that the rolling element 6 is in any one of the non-light shielding position 60, the semi-light shielding positions 61A and 61B, and the complete light shielding position 62.

複数の凸部21が設けられることにより、内側面20cは凹凸状とされている。この内側面20cに転動体6が衝突すると、凸部21がクッションの役割を果たす。これにより、転動体6の衝突音を好適に抑制することが可能である。このような効果は、傾斜センサAを携帯電話機に搭載する場合に、耳障りな音が生じるのを防止するのに有利である。   By providing the plurality of convex portions 21, the inner side surface 20 c has an uneven shape. When the rolling element 6 collides with the inner side surface 20c, the convex portion 21 serves as a cushion. Thereby, it is possible to suppress suitably the collision sound of the rolling element 6. FIG. Such an effect is advantageous in preventing harsh sounds when the tilt sensor A is mounted on a mobile phone.

円柱形状とされた転動体6は、空隙部3内を比較的スムースに転動しつつ、出射口22aおよび入射口23Aa,23Baを隙間無く塞ぐのに適している。特に、出射口22aおよび入射口23Aa,23Baの高さ方向寸法が転動体6の高さより小さいため、転動体6による遮蔽が確実に行われる。凸部24,25のそれぞれが空隙部3と転動体6の高さ方向寸法差よりも大であることにより、転動体6が天面20a側および地面10側のいずれに位置しても、凸部24,25によって確実に遮蔽することができる。   The rolling element 6 having a cylindrical shape is suitable for closing the exit port 22a and the entrance ports 23Aa and 23Ba without gaps while rolling in the gap 3 relatively smoothly. In particular, since the height direction dimension of the exit port 22a and the entrance ports 23Aa and 23Ba is smaller than the height of the rolling element 6, the shielding by the rolling element 6 is surely performed. Since each of the convex portions 24 and 25 is larger than the height direction dimensional difference between the gap portion 3 and the rolling element 6, even if the rolling element 6 is located on either the top surface 20 a side or the ground 10 side, the convexity The parts 24 and 25 can be reliably shielded.

本発明に係る傾斜センサは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る傾斜センサの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。   The tilt sensor according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the tilt sensor according to the present invention can be varied in design in various ways.

本発明における転動体は、上述した実施形態のように円柱形状であることが好ましいが、これに限定されず、球形であってもよい。発光素子から発光される光は、赤外線に限定されず、様々な波長の光を用いることができる。   The rolling elements in the present invention are preferably cylindrical as in the above-described embodiment, but are not limited to this, and may be spherical. Light emitted from the light-emitting element is not limited to infrared light, and light having various wavelengths can be used.

本発明に係る傾斜センサの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the inclination sensor which concerns on this invention. 図1のII−II線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II-II line | wire of FIG. 図2のIII−III線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the III-III line of FIG. 図2のIV−IV線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG. 転動体が半遮光位置をとる状態をしめす断面図である。It is sectional drawing which shows the state which a rolling element takes a semi-light-shielding position. 転動体が半遮光位置をとる状態をしめす断面図である。It is sectional drawing which shows the state which a rolling element takes a semi-light-shielding position. 転動体が完全遮光位置をとる状態をしめす断面図である。It is sectional drawing which shows the state which a rolling element takes a complete light-shielding position. 従来の傾斜センサの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional inclination sensor. 従来の傾斜センサの一例を示す要部正面図である。It is a principal part front view which shows an example of the conventional inclination sensor.

符号の説明Explanation of symbols

A 傾斜センサ
S 回路基板
1 基板
2 ケース
3 空隙部
4 発光素子
5A,5B 受光素子
6 転動体
10 地面
11 メッキ層
20a 天面
20c 内側面
21 凸部
22 収容空間
23A,23B 収容空間
22a 出射口
23Aa,23Ba 入射口
22b 傾斜面
23Ab,23Bb 傾斜面
24,25 凸部
26 メッキ層
A Inclination sensor S Circuit board 1 Board 2 Case 3 Gap part 4 Light emitting element 5A, 5B Light receiving element 6 Rolling element 10 Ground 11 Plating layer 20a Top surface 20c Inner side face 21 Convex part 22 Accommodating space 23A, 23B Accommodating space 22a Outlet 23Aa , 23Ba Incident port 22b Inclined surface 23Ab, 23Bb Inclined surface 24, 25 Protruding portion 26 Plating layer

Claims (4)

検出対象面の面内方向において互いに離間配置された発光素子および1対の受光素子と、
上記面内方向における重力方向の変化により、上記発光素子からの光を上記1対の受光素子のいずれにも到達させない完全遮光位置、上記発光素子からの光を上記1対の受光素子のいずれか一方のみに到達させる1対の半遮光位置、および上記発光素子からの光を上記1対の受光素子のいずれにも到達させる非遮光位置をとる転動体と、
上記転動体を収容し、かつ上記発光素子からの光が出射される出射口および上記1対の受光素子に向けて光が入射する1対の入射口に繋がる空隙部と、
上記空隙部が形成されたケースと、
を備える傾斜センサであって、
上記空隙部は、上記面内方向において上記発光素子および上記1対の受光素子に囲われており、
上記転動体は、円柱形であり、
上記空隙部を規定する面のうち、上記検出対象面と直角である面は、上記ケースの内側面によって構成されており、且つ、上記検出対象面に対して直角である方向に延びる複数の凸部が形成されることにより凹凸状とされていることを特徴とする、傾斜センサ。
A light emitting element and a pair of light receiving elements that are spaced apart from each other in the in-plane direction of the detection target surface;
Due to a change in the direction of gravity in the in-plane direction, the light from the light emitting element does not reach any of the pair of light receiving elements, and the light from the light emitting element is any of the pair of light receiving elements. A rolling element having a pair of semi-light-shielding positions that reach only one side and a non-light-shielding position that allows light from the light-emitting elements to reach any of the pair of light-receiving elements;
A gap portion that accommodates the rolling element and is connected to a pair of incident ports through which light enters the pair of light receiving elements and an exit port from which light from the light emitting element is emitted;
A case in which the gap is formed;
An inclination sensor comprising:
The gap is surrounded by the light emitting element and the pair of light receiving elements in the in-plane direction ,
The rolling element has a cylindrical shape,
Of the surfaces defining the gap, the surface perpendicular to the detection target surface is formed by the inner side surface of the case, and a plurality of protrusions extending in a direction perpendicular to the detection target surface. An inclination sensor characterized in that it is made uneven by forming a portion .
上記空隙部は、矩形状とされており、
上記出射口および上記1対の入射口は、上記矩形状の頂点のいずれかに位置する、請求項に記載の傾斜センサ。
The gap is rectangular,
The inclination sensor according to claim 1 , wherein the exit port and the pair of entrance ports are located at any one of the rectangular vertices.
上記転動体は、その中心軸が上記検出対象面と直角である方向を向く円柱形である、請求項1または2に記載の傾斜センサ。 The inclination sensor according to claim 1 or 2 , wherein the rolling element has a cylindrical shape whose central axis faces a direction perpendicular to the detection target surface. 上記出射口および上記1対の入射口は、上記検出対象面と直角である方向の寸法が、上記転動体よりも小である、請求項に記載の傾斜センサ。 The inclination sensor according to claim 3 , wherein the exit port and the pair of entrance ports are smaller in dimension in a direction perpendicular to the detection target surface than the rolling element.
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