KR101022081B1 - 경사 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 경사 센서(A1)는 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)와, 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)에 대해 광을 조사하는 발광 소자(5)와, 전동체(6)와, 전동체(6)를 수용하는 공극부(20)를 갖는 케이스(2)를 구비하고 있다. 공극부(20)는 전동체(6)를 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)와 겹치는 한 쌍의 차광 위치와 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)의 어느 것과도 겹치지 않는 중립 위치로 이동시키는 형상을 갖고 있다. 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)와 수광 소자(5)는 케이스(2)의 일측면에 설치된 기판(1)의 공극부(20)를 면하는 면에 탑재되어 있다. 기판(1)의 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B) 및 수광 소자(5)가 탑재된 면과는 반대측의 면에는 면 실장용 복수의 단자(7a, 7b, 7c)가 형성되어 있다.

Description

경사 센서 {INCLINATION SENSOR}
본 발명은, 예를 들어 디지털 스틸 카메라 등의 경사 방향을 검출하기 위한 경사 센서에 관한 것이다.
도14 및 도15는 종래의 경사 센서의 일례를 나타내고 있다. 도14는 경사 센서의 종단면도이고, 도15는 도14의 XV-XV선을 따르는 종단면도이다. 이들 도면에 도시된 경사 센서(X)는 케이스(91), 한 쌍의 수광 소자(92a, 92b), 발광 소자(93), 볼(94) 및 리드(95, 96)를 구비하고 있다. 한 쌍의 수광 소자(92a, 92b)와 발광 소자(93)는, 도15에 도시된 바와 같이 케이스(91)에 형성된 공극부(91a)를 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 볼(94)은 공극부(91a) 내에 수용되어 있다.
한 쌍의 수광 소자(92a, 92b)는 리드(95)에 탑재되어 있다. 발광 소자(93)는 리드(96)에 탑재되어 있다. 리드(95, 96) 중 케이스(91)로부터 노출된 부분은 외부 리드(95a, 96a)로 되어 있다. 외부 리드(95a, 96a)는 경사 센서(X)를 회로 기판(S)에 실장하기 위한 부분이다. 한 쌍의 수광 소자(92a, 92b)는 발광 소자(93)로부터 발생되는 광을 수광하면, 수광한 것을 나타내는 수광 신호를 출력한다.
경사 센서(X)가 실장된 회로 기판(S)이, 도14에 도시한 바와 같이 수평면에 대략 평행하면, 볼(94)이 도14에 있어서, 공극부(91a)의 저부에 위치하고, 발광 소자(93)로부터 발생되는 광은 볼(94)에 의해 차폐되지 않으므로, 한 쌍의 수광 소자(92)의 양쪽에 의해 수광된다.
한편, 회로 기판(S)이 도14에 있어서 시계 방향으로 각도(θ) 이상 경사진 경우, 볼(94)은 공극부(91a) 내를 이점 쇄선으로 나타내는 원(A)의 위치로 이동한다. 이 위치는 볼(94)이 수광 소자(92b)의 정면에 위치하므로, 발광 소자(93)로부터 발생된 광 중, 수광 소자(92b)에 도달하고 있던 광은 볼(94)에 의해 차폐되게 된다. 반대로, 회로 기판(S)이 도14에 있어서 반시계 방향으로 각도(θ) 이상 경사진 경우, 볼(94)은 공극부(91a) 내를 이점 쇄선으로 나타내는 원(B)의 위치로 이동한다. 이 위치는 볼(94)이 수광 소자(92a)의 정면에 위치하므로, 발광 소자(93)로부터 발생한 광 중, 수광 소자(92a)에 도달하고 있던 광은 볼(94)에 의해 차폐되게 된다.
따라서, 한 쌍의 수광 소자(92a, 92b)로부터 출력되는 수광 신호를 감시함으로써, 회로 기판(S), 즉 경사 센서(X)가 도14의 지면과 평행한 면 내, 즉 수직면 내에서 어떠한 방향으로 경사져 있는지를 검출할 수 있다.
경사 센서(X)는 케이스(91)로부터 연장된 외부 리드(95a, 96a)에 의해 회로 기판(S)에 실장된다. 그로 인해, 경사 센서(X)는, 도14에 도시한 바와 같이 회로 기판(S)에 대해 기립하는 자세로 실장된다. 따라서, 경사 센서(X)에 의해 검출되는 경사 방향이 포함되는 면(이하, 이 면을 「검출 대상면」이라고 함)은 회로 기판(S)의 실장면에 대해 수직인 면이 된다. 따라서, 회로 기판(S)이 실장면과 대략 평행한 면 내에서 회전하는 동작을 한 경우에는, 경사 센서(X)에 의해서는 그와 같은 회로 기판(S)의 움직임을 검출할 수는 없다.
그런데, 예를 들어 본체 형상이 가로로 긴 직육면체의 디지털 스틸 카메라에 있어서는, 촬영 화면이 가로로 긴 화면인지 세로로 긴 화면인지를 경사 센서에 의해 검출하고, 그 검출 결과에 따라서 액정 표시부의 표시 방향을 자동적으로 절환하는 기능이 제안되어 있다. 즉, 일반적으로, 디지털 카메라는, 카메라 본체가 가로로 길어지도록 유지될 때에는 촬영 화면이 가로로 긴 화면으로 되고, 카메라 본체가 세로로 길어지도록 유지될 때에는 촬영 화면이 세로로 긴 화면으로 되기 때문에, 디지털 카메라에 내장되는 회로 기판에 경사 센서를 실장하고, 수직면 내에 있어서의 카메라 본체의 기울기를 회로 기판에 실장된 경사 센서에 의해 검출함으로써, 카메라 본체가 가로로 긴 자세인지 세로로 긴 자세인지 검출하여, 그 검출 결과에 따라서 액정 표시부에 표시되는 화상을 촬영 화면과 일치시키도록 상기 표시 화상의 표시 방향을 자동적으로 절환하는 것이다.
그러나, 경사 센서가 실장된 회로 기판은, 일반적으로 카메라 본체의 길이 방향으로 평행하게 실장되어, 예를 들어 촬영 시에 카메라 본체가 수직면 내에서 기울어지면, 그 회로 기판은 실장면을 대략 수직으로 유지한 상태에서 회전 이동을 하는 것뿐이다. 상술한 바와 같이 종래의 경사 센서(X)의 검출 대상면은 회로 기판(S)의 실장면에 대해 수직인 면이므로, 경사 센서(X)가 실장된 회로 기판(S)을 카메라 본체에 내장한 경우, 촬영 시의 카메라 본체의 자세에서는, 경사 센서(X)의 검출 대상면은 수평면과 대략 평행한 면이 된다. 따라서, 촬영 시에 카메라 본체가 수직면 내에서 기울어져도 경사 센서(X) 내의 볼(94)은 도14에 있어서의 A나 B의 위치로 적절하게 이동하지 않으므로, 종래의 경사 센서(X)는 디지털 카메라의 촬영 자세의 검출과 같은 용도로는 부적합하였다.
특허문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 평11-14350호 공보
본 발명은 상기한 사정 하에서 고안된 것이다. 그래서, 본 발명은 상기 문제점을 해소할 수 있는 경사 센서를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.
본 발명에 의해 제공되는 경사 센서는 케이스의 공극부로 이동 가능하게 수납된 전동체를 갖고, 피경사 검출 장치에 설치되어 상기 피경사 검출 장치의 경사를 기초로 하는 중력 방향의 변화에 의해 상기 공극부 내에 있어서의 상기 전동체의 위치를 변화시켜 상기 피경사 검출 장치의 경사를 검출하는 경사 센서이며, 상기 케이스의 상기 전동체가 이동하는 면에 평행한 일측면에 설치되어 상기 공극부를 면하는 면에 소정의 간격을 마련하여 한 쌍의 수광 소자가 이격 배치된 기판과, 상기 한 쌍의 수광 소자에 대해 광을 조사하는 발광 수단을 구비하고, 상기 케이스의 공극부는 상기 중력 방향의 변화에 의해, 상기 전동체를 상기 한 쌍의 수광 소자 중 어느 한 쪽과 겹치는 한 쌍의 차광 위치와, 상기 한 쌍의 수광 소자의 어느 것과도 겹치지 않는 중립 위치로 이동시키는 형상이 되고, 상기 기판은 상기 한 쌍의 수광 소자가 배치된 면과는 반대측의 면에 면 실장용 복수의 단자가 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
바람직하게는, 상기 발광 수단은 상기 기판의 상기 한 쌍의 수광 소자가 배치된 면에 상기 한 쌍의 수광 소자 사이이며 상기 한 쌍의 수광 소자와 동일 직선 상이 되는 위치에 배치된 1개의 발광 소자로 이루어지고, 상기 케이스의 공극부의 상기 기판과는 반대측의 면에 상기 발광 소자로부터의 광을 반사하는 반사면이 구비되어 있다.
바람직하게는, 상기 전동체는 상기 전동체가 이동하는 면과 직교하는 중심축을 갖는 원기둥 형상으로 되어 있다.
도1은 본 발명을 설명하기 위한 참고예에 의한 경사 센서를 도시하는 일부 단면 사시도이다.
도2는 도1에 도시하는 경사 센서의 분해 사시도이다.
도3은 도1에 도시하는 경사 센서의 정면도이다.
도4는 도1의 IV-IV선을 따르는 단면도이다.
도5는 도3의 V-V선을 따르는 단면도이다.
도6은 도1에 도시하는 경사 센서가 중립 자세로 된 상태를 나타내는 정면도이다.
도7은 도1에 도시하는 경사 센서가 정회전 방향으로 경사진 상태를 나타내는 정면도이다.
도8은 도1에 도시하는 경사 센서가 역회전 방향으로 경사진 상태를 나타내는 정면도이다.
도9는 상기 참고예의 변형예에 의한 경사 센서를 도시하는 정면도이다.
도10은 본 발명의 제1 실시예에 의한 경사 센서를 도시하는 정면도이다.
도11은 도10에 도시하는 경사 센서가 정회전 방향으로 경사진 상태를 나타내는 정면도이다.
도12는 도10에 도시하는 경사 센서가 거꾸로 선 자세로 된 상태를 나타내는 정면도이다.
도13은 본 발명의 제2 실시예에 의한 경사 센서를 도시하는 단면도이다.
도14는 종래의 경사 센서의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도15는 도14의 XV-XV선을 따르는 종단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도1 내지 도5는 본 발명을 설명하기 위한 참고예에 의한 경사 센서를 도시하는 도면이다. 보다 구체적으로는, 도1은 경사 센서를 도시하는 일부 단면 사시도, 도2는 상기 경사 센서의 분해 사시도, 도3은 경사 센서의 정면도, 도4는 도1의 IV-IV선을 따르는 단면도, 도5는 도3의 V-V선을 따르는 단면도이다.
참고예의 경사 센서(A1)는, 도1에 도시한 바와 같이 기판(1), 케이스(2), 커버(3), 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B), 발광 소자(5), 전동체(6) 및 단자(7a, 7b, 7c)를 구비하고 있다. 경사 센서(A1)는, 예를 들어 회로 기판(S)에 면 실장된 상태에서 회로 기판(S)의 실장면에 있어서의 상기 회로 기판(S)의 회전 방향을 검출하기 위해 이용된다. 즉, 경사 센서(A1)의 검출 대상면은 회로 기판(S)의 실장면과 대략 평행한 면으로 되어 있다. 경사 센서(A1)는 그 사이즈가 폭 5.6 ㎜, 높이 4.5 ㎜, 두께 3.7 ㎜ 정도로 되어 있다. 또한, 도3에 있어서는, 커버(3)를 생략하고 있다.
기판(1)은 직사각 형상의 절연 기판이고, 예를 들어 글래스 에폭시 수지로 이루어진다. 기판(1)은 그 사이즈가 폭 5.6 ㎜, 높이 4.5 ㎜, 두께 0.6 ㎜ 정도로 되어 있다. 기판(1)에는, 도2에 도시한 바와 같이 6개의 배선 패턴(7)이 형성되어 있다. 배선 패턴(7)은, 예를 들어 구리로 이루어지고, 구리제의 박막에 대해 에칭을 실시하는 것 등에 의해 형성된다. 6개의 배선 패턴(7) 중, 2개의 배선 패턴(7)은, 도2에 있어서 기판(1)의 전방의 면으로부터 좌측면을 경유하여 기판(1)의 배면에 걸쳐서 형성되고, 다른 2개의 배선 패턴(7)은, 도2에 있어서 기판(1)의 전방의 면으로부터 우측면을 경유하여 기판(1)의 배면에 걸쳐서 형성되고, 나머지 2개의 배선 패턴(7)은, 도2에 있어서 기판(1)의 전방의 면으로부터 하측면을 경유하여 기판(1)의 배면에 걸쳐서 형성되어 있다.
도2에 있어서, 기판(1)의 전방의 면의 상부 양측에 형성된 2개의 배선 패턴(7)에는 각각 수광 소자(4A)와 수광 소자(4B)가 다이 본딩되어 있다. 또한, 기판(1)의 전방의 면의 하부에 형성된 2개의 배선 패턴(7) 중, 좌측에 형성된 배선 패턴(7)에는 발광 소자(5)가 다이 본딩되어 있다.
한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)는, 예를 들어 PIN 포토다이오드이다. 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)는 적외선을 수광하면, 그것에 따른 광기전력을 발생시키고, 그 광기전력을 기초로 하는 수광 신호를 출력한다. 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)는, 도2에 도시한 바와 같이 기판(1)에 있어서 동일한 높이 위치에 소정의 간격만큼 이격되어 배치되어 있다. 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)는 각각이 다이 본딩된 배선 패턴(7)의 하부에 형성된 2개의 배선 패턴(7)에 대해 각각 와이어(8)에 의해 접속되어 있다. 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)는 그 사이즈가 0.6 ㎟ 정도로 되어 있다.
발광 소자(5)는 적외선을 발하는 적외선 발광 다이오드 등으로 이루어지고, 본 발명에서 말하는 발광 수단을 구성하고 있다. 발광 소자(5)는, 도2에 도시한 바와 같이 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)의 중간 위치로부터 도면 중 하방으로 시프트된 위치에 배치되어 있다. 발광 소자(5)는 상기 발광 소자(5)가 다이 본딩된 배선 패턴(7)의 우측에 형성된 배선 패턴(7)에 대해, 와이어(8)에 의해 접속되어 있다. 발광 소자(5)는 그 사이즈가 0.25 ㎟ 정도로 되어 있다.
케이스(2)는 전체가 직육면체 형상이고, 예를 들어 에폭시 수지로 이루어진다. 케이스(2)는 몰드 성형법에 의해 형성된다. 케이스(2)는 그 사이즈가 폭 5.6 ㎜, 높이 4.5 ㎜, 두께 2.5 ㎜ 정도로 되어 있다. 케이스(2)에는 공극부(20)가 형성되어 있다. 공극부(20)는, 소정 형상의 중공부에 의해 형성되어 있다. 공극부(20)는, 도2에 도시한 바와 같이 전동체 수용부(20a), 3개의 창(20b) 및 3개의 소자 수용부(20c)로 이루어진다.
전동체 수용부(20a)는 전동체(6)를 수용하는 부분이다. 전동체 수용부(20a)는 경사 센서(A1)의 자세에 따른 소정의 위치에 전동체(6)를 전동시킨다. 전동체 수용부(20a)는 2개의 단면 엽전 형상의 중공 부분이 서로 직각으로 연결된 형상(전체적으로는 하트 형상)으로 되어 있다. 전동체 수용부(20a)는 전동체(6)를 수용 가능한 깊이 치수를 갖고 있다. 각 엽전 형상의 중공 부분의 폭 치수는 2.2 ㎜ 정도로 되고, 양단부의 원호 부분의 반경은 1.1 ㎜ 정도로 되어 있다. 또한, 전동체 수용부(20a)의 깊이는 1.7 ㎜ 정도로 되어 있다. 도3 및 도5에 도시한 바와 같이 전동체 수용부(20a)에는 3개의 창(20b)이 연결되어 있다.
도3에 있어서 상측에 위치하는 2개의 창(20b)은 전동체 수용부(20a)의 상측의 돌출 부분에 연결되어 있다. 하측에 위치하는 창(20b)은 전동체 수용부(20a)의 중앙 부분에 연결되어 있다. 3개의 창(20b)은 각각 단면 원형상이다. 3개의 창(20b)은 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)에 광을 도달시키거나, 또는 발광 소자(5)로부터의 광을 통과시킨다. 도5에 있어서의 좌우 양단부에 있는 창(20b)은 단면 치수 ø1.3 ㎜, 깊이 0.3 ㎜ 정도로 되어 있다. 또한, 중앙에 위치하는 창(20b)은 단면 치수 ø0.8 ㎜, 깊이 0.3 ㎜ 정도로 되어 있다. 3개의 창(20b)에는 3개의 소자 수용부(20c)가 각각 연결되어 있다.
3개의 소자 수용부(20c)는, 도5에 도시한 바와 같이 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B) 및 발광 소자(5)를 수용하기 위한 부분이다. 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)를 수용하는 2개의 소자 수용부(20c)는, 도4에 도시한 바와 같이 2개의 단면 직사각 형상의 중공 부분이 연결된 형상으로 되어 있다. 발광 소자(5)를 수용하는 소자 수용부(20c)는 단면 직사각 형상으로 되어 있다. 소자 수용부(20c)는 그 깊이가 0.5 ㎜ 정도로 되어 있다.
케이스(2)에는, 도2에 도시한 바와 같이 전방의 면에 3개의 돌기(21b)가 형성되고, 배면에 3개의 돌기(21a)가 형성되어 있다. 3개의 돌기(21a, 21b)는 각 면의 상부의 중앙과 하부의 양단부에 각각 형성되어 있다. 이들 돌기(21a, 21b)는 케이스(2)와 기판(1) 및 커버(3)를 위치 맞춤하기 위한 것이다. 3개의 돌기(21a)는 기판(1)의 3개의 구멍(11)에 끼워 맞추어진다. 3개의 돌기(21b)는 커버(3)에 형성된 3개의 구멍(31)에 끼워 맞추어진다.
커버(3)는 케이스(2)에 접합됨으로써 공극부(20)를 형성한다. 커버(3)는, 예를 들어 에폭시 수지로 이루어진다. 커버(3)의 하면에는, 도5에 도시한 바와 같이 반사막(30)이 형성되어 있다. 반사막(30)은 발광 소자(5)에 의해 발생된 광을 반사하여 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)에 입사시킨다. 반사막(30)은, 예를 들어 알루미늄으로 이루어진다. 커버(3)는 그 사이즈가 폭 5.6 ㎜, 높이 4.5 ㎜, 두께 0.6 ㎜ 정도로 되어 있다.
전동체(6)는 원기둥 형상으로 되어 있고, 예를 들어 스테인리스로 이루어진다. 전동체(6)는 경사 센서(A1)의 자세에 따라서 전동체 수용부(20a) 내를 전동한다. 전동체(6)는 전동함으로써 발광 소자(5)로부터 발생된 광이 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)에 도달하는 것을 적절하게 저지한다. 전동체(6)는 단면 치수가 ø2.0 ㎜ 정도, 높이가 1.5 ㎜ 정도로 되어 있다.
단자(7a, 7b, 7c)는 경사 센서(A1)를, 예를 들어 도1에 도시하는 회로 기판(S)에 면 실장하기 위해 이용되는 것이다. 도5에 도시한 바와 같이, 단자(7a, 7b, 7c)는 배선 패턴(7) 중 기판(1)의 하면측에 임의의 부분[도2에 있어서는, 배선 패턴(7)의 배면에 형성된 부분]에 의해 구성되어 있다.
다음에, 경사 센서(A1)에 의한 경사 방향의 검출에 대해 도6 내지 도8을 이용하여 설명한다. 도6 내지 도8은 경사 센서(A1)가 실장된 기판(1)을 그 실장면이 수직면과 평행해지도록 배치한 상태에서 경사 센서(A1)를 정면에서 본 도면이다. 따라서, 도6 내지 도8에 있어서는, 도면 중 하방이 중력 방향으로 되어 있다. 또한, 설명의 편의상, 도6 내지 도8은 커버(3)를 생략하고 있다.
도6은 경사 센서(A1)가 중립 자세로 된 상태를 나타내고 있다. 이 중립 자세에 있어서는, 전동체(6)는 중력에 따라서 전동체 수용부(20a)의 중앙 근처에 멈추어 있다. 이하, 이 위치를 「중립 위치」라고 칭한다.
전동체(6)가 중립 위치에 있으면, 이 전동체(6)에 의해 발광 소자(5)에 대향하는 창(20b)만이 막히기 때문에, 발광 소자(5)로부터의 광은 전동체 수용부(20a)에 입사되지 않는다. 이로 인해, 발광 소자(5)로부터의 광이 전동체 수용부(20a)의 반사막(30)에서 반사되어 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)에 입사하는 경우가 없으므로, 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)는 모두 광을 검출하지 않는다. 따라서, 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B) 중 어느 것으로부터도 수광 신호가 출력되지 않는다. 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)로부터 수광 신호가 출력되지 않는 상태이면, 경사 센서(A1)가 중립 자세라고 인식할 수 있다.
다음에, 경사 센서(A1)를 도6에 있어서 시계 방향으로 회전시키면, 도7에 나타내는 상태로 된다. 이 상태에 있어서는, 전동체(6)는 중력에 따라서 전동체 수용부(20a) 중 우측 단부 근처 부분으로 전동한다. 이하, 이 위치를 「정회전 차광 위치」라고 칭한다.
전동체(6)가 정회전 차광 위치에 있으면, 수광 소자(4B)에 대향하는 창(20b)만이 전동체(6)에 의해 덮인다. 이에 의해, 발광 소자(5)로부터의 광은 전동체 수용부(20a)에 입사하여 반사막(30)에서 반사되나, 그 반사광은 수광 소자(4A)에는 입사하나, 수광 소자(4B)에는 입사하는 경우가 없으므로, 발광 소자(5)로부터의 광은 수광 소자(4B)에서는 수광되지 않고, 수광 소자(4A)에서만 수광된다.
따라서, 수광 소자(4A)로부터만 수광 신호가 출력된다. 수광 소자(4A)로부터 수광 신호가 출력되고, 수광 소자(4B)로부터 수광 신호가 출력되지 않는 상태이면, 경사 센서(A1)를 도7에 도시하는 자세라고 인식할 수 있다.
또한, 경사 센서(A1)를, 도6에 있어서 반시계 방향으로 회전시키면, 도8에 나타내는 상태로 된다. 이 상태에 있어서는, 전동체(6)는 중력에 따라서 전동체 수용부(20a) 중 좌측 단부 근처 부분으로 전동한다. 이하, 이 위치를 「역회전 차광 위치」라고 칭한다.
전동체(6)가 역회전 차광 위치에 있으면, 수광 소자(4A)에 대향하는 창(20b)만이 전동체(6)에 의해 덮인다. 이에 의해, 발광 소자(5)로부터의 광은 전동체 수용부(20a)에 입사하여 반사막(30)에서 반사되나, 그 반사광은 수광 소자(4B)에는 입사하나, 수광 소자(4A)에는 입사하지 않으므로, 발광 소자(5)로부터의 광은, 수광 소자(4A)에서는 수광되지 않고, 수광 소자(4B)에서만 수광된다.
따라서, 수광 소자(4B)로부터만 수광 신호가 출력된다. 수광 소자(4B)로부터 수광 신호가 출력되고, 수광 소자(4A)로부터 수광 신호가 출력되지 않는 상태이면, 경사 센서(A1)가 도8에 도시하는 자세라고 인식할 수 있다.
다음에, 경사 센서(A1)의 작용에 대해 설명한다.
본 참고예에 따르면, 도1에 도시한 바와 같이 회로 기판(S)의 실장면과 대략 평행한 면 내에 있어서의 상기 회로 기판(S)의 회전을 경사 센서(A1)에 의해 검출 가능하다. 따라서, 경사 센서(A1)를 실장한 회로 기판(S)을 디지털 카메라의 카메라 본체에 내장하면, 예를 들어 촬영 시에 카메라 본체가 수직면 내에서 경사진 경우, 그 회로 기판(S)은 수직면 내에서 회전하고, 이에 수반하여 상기 회로 기판(S)에 실장된 경사 센서(A1)도 검출 대상면 내에서 회전 이동하게 되므로, 전동체(6)가 전동체 수용부(20a) 내를 적절하게 이동하여 회로 기판(S)의 회전, 즉 카메라 본체의 기울기를 검출할 수 있다. 즉, 경사 센서(A1)는 디지털 스틸 카메라의 액정 표시부에 표시되는 화상의 표시 방향을 자동적으로 절환하는 등의 용도에 이용하는데 적합하다.
면 실장 타입으로 된 경사 센서(A1)는, 예를 들어 회로 기판(S)에 대해 그 밖의 전자 부품과 함께 일괄하여 실장하는 것이 가능하다. 따라서, 회로 기판(S)으로의 실장 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.
경사 센서(A1)는 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B) 및 발광 소자(5)가 모두 기판(1)에 탑재되어 있다. 또한, 도1에 있어서 케이스(2)보다도 지면의 전방측에는 박판 형상의 커버(3)가 설치되어 있다. 따라서, 경사 센서(A1)는 박형화를 도모하는데 적합하다. 또한, 박형으로 된 경사 센서(A1)를 회로 기판(S)을 따르도록 실장 가능하다. 이에 의해, 회로 기판(S)으로부터 경사 센서(A1)가 크게 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 경사 센서(A1)의 원기둥 형상으로 된 전동체(6)는 그 단면 치수가 공극부(20)의 창(20b)의 단면 치수보다도 크게 되어 있다. 이로 인해, 전동체(6)가 전동체 수용부(20a) 내를 전동할 때에, 창(20b)에 부당하게 걸려버릴 우려가 없다. 따라서, 전동체(6)를 전동체 수용부(20a) 내에 있어서 원활하게 전동시킬 수 있다.
또한, 전동체(6)는 그 원형 단부면에 의해 창(20b)을 차폐한다. 전동체(6)가 창(20b)의 정면에 위치하면, 창(20b)은 상기 원형 단부면에 의해 완전히 차폐된다. 이는, 경사 센서(A1)에 의한 오검출을 방지하는데 바람직하다. 또한, 전동체(6)의 높이 치수를 작게 해도, 원기둥 형상인 전동체(6)는 원활하게 전동 가능하다. 이는, 경사 센서(A1)의 박형화를 도모하는데 유리하다.
도9 내지 도13은 다른 경사 센서를 나타내고 있다. 또한, 이들 도면에 있어서, 상기 참고예와 동일하거나 또는 유사한 요소에는 상기 참고예와 동일한 부호를 붙이고 있다.
도9는 상기 참고예의 변형예에 의한 경사 센서를 도시하고 있다. 또한, 도9에 있어서는, 도1에 도시하는 커버(3)를 생략하고 있다.
본 변형예의 경사 센서(A2)는 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B) 및 발광 소자(5)의 배치가 참고예의 경사 센서(A1)와 상이하다. 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B) 및 발광 소자(5)는 각각의 중심이 동일 직선 상에 위치하도록 배치되어 있다. 3개의 창(20b)은 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B) 및 발광 소자(5)의 배치에 대응하고, 각각의 중심이 동일 직선 상에 위치하는 배치로 되어 있다.
상기 변형예에 의해서도, 이 경사 센서(A2)가 실장되는 회로 기판(S)의 실장면과 대략 평행한 면 내에 있어서의 상기 회로 기판(S)의 소정량[예를 들어, 도14에 나타내는 각도(θ)에 상당하는 회전량] 이상의 회전을 적절하게 검출할 수 있다. 또한, 경사 센서(A2)를 제조할 때에는, 기판(1)에 대해 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B) 및 발광 소자(5)를 일렬로 탑재하는 것이 가능하다. 이에 의해, 상기 참고예와 같이, 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B) 및 발광 소자(5)가 대략 삼각형을 이루도록 탑재되는 경우에 비해, 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
도10 내지 도12는 본 발명의 제1 실시예에 의한 경사 센서를 도시하고 있다. 또한, 이들 도면에 있어서는, 도1에 도시하는 커버(3)를 생략하고 있다.
제1 실시예의 경사 센서(A3)는 전동체 수용부(20a)의 단면 형상이 상기 참고예, 변형예와는 상이하다. 제1 실시예에 있어서는, 공극부(20)는 그 단면 형상이 마름모 형상으로 되어 있다.
경사 센서(A3)가 중립 자세로 된 경우, 전동체(6)는, 도10에 도시한 바와 같이 발광 소자(5)의 정면에 위치한다. 다음에, 경사 센서(A3)가 도10에 있어서 시계 방향으로 회전한 경우, 그 자세는 도11에 도시하는 자세로 되고, 전동체(6)는 수광 소자(4B)의 정면인 정회전 차광 위치로 이동한다. 또한, 경사 센서(A3)가 시계 방향으로 회전되면, 경사 센서(A3)는 도12에 도시한 바와 같이 거꾸로 선 자세로 된다. 이 경우, 전동체(6)는 전동체 수용부(20a)에 있어서 중립 위치와는 반대측의 위치로 이동한다. 이하, 이 위치를 「거꾸로 선 위치」(도립 위치)라고 칭한다.
전동체(6)가 거꾸로 선 위치에 있으면, 발광 소자(5)로부터의 광은 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)의 양쪽에 의해 수광된다. 이에 의해, 경사 센서(A3)에서는 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)의 양쪽으로부터 수광 신호가 출력되면, 경사 센서(A3)가 거꾸로 선 자세인 것을 검출할 수 있다. 따라서, 경사 센서(A3)는 중립 자세인 것, 중립 자세로부터 정회전 혹은 역회전된 자세인 것 및 거꾸로 선 자세인 것의 4개의 상태를 검출할 수 있다.
상기 참고예에 나타낸 경사 센서(A1)의 경우, 예를 들어 도7 또는 도8에 나타내는 상태로부터 경사 센서(A1)를 더 회전시켜 거꾸로 선 자세로 해도, 경사 센서(A1)에 의해 거꾸로 선 자세인 것을 검출할 수는 없다. 경사 센서(A1)에서는 정회전 혹은 역회전된 자세인 것이 검출될 뿐이다. 경사 센서(A3)에 따르면, 결과적으로 거꾸로 선 자세로 되면, 이것에 이르기까지의 회전 방향이 정회전 방향 또는 역회전 방향인지에 의해 검출 결과가 상이한 것 등의 문제점이 없다.
도13은 본 발명의 제2 실시예에 의한 경사 센서를 도시하고 있다. 제2 실시예의 경사 센서(A4)는 발광 수단으로서 한 쌍의 발광 소자(5A, 5B)를 구비하고 있는 점이 상술한 제1 실시예와는 상이하다.
한 쌍의 발광 소자(5A, 5B)는 기판(1A) 상에 있어서 한 쌍의 수광 소자(4A, 4B)의 각 정면에 각각 배치되어 있다. 한 쌍의 발광 소자(5A, 5B)는 기판(1A) 상의 배선 패턴 상에 탑재되어 있다. 이 배선 패턴은 케이스(2)의 외측을 돌아 들어감으로써 단자(7c)에 도통하고 있다. 배선 패턴은 관통 구멍(도시 생략)을 형성함으로써 단자(7c)에 도통해도 좋다. 이 제4 실시예에 의해서도, 경사 센서(A4)를 회로 기판(S)(도면 생략)에 대해 면 실장 가능하다. 따라서, 경사 센서(A4)가 실장되는 회로 기판(S)(도면 생략)의 실장면과 대략 평행한 면 내에 있어서의 상기 회로 기판(S)의 소정량의 회전을 검출할 수 있다.
본 발명에 관한 경사 센서는 상술한 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 관한 경사 센서의 각 부의 구체적인 구성은 다양하게 설계 변경 가능하다.
본 발명에 있어서의 전동체는 상술한 실시예와 같이 원기둥 형상인 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 구형이라도 좋다. 발광 소자로부터 발광되는 광은 적외선으로 한정되지 않고, 다양한 파장의 광을 이용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 케이스의 공극부에 이동 가능하게 수납된 원기둥 형상의 전동체를 갖고, 상기 공극부 내에 있어서의 상기 전동체의 위치를 변화시켜 회로 기판의 실장면 내에 있어서의 회전 방향을 검출하기 위해 상기 회로 기판에 실장되는 경사 센서이며,
    상기 회로 기판의 실장면에 평행하게 실장되는 동시에, 상기 공극부를 면하는 면에 소정의 간격을 마련하여 한 쌍의 수광 소자가 이격 배치된 기판과,
    상기 한 쌍의 수광 소자에 대해 광을 조사하도록 상기 기판에 있어서의 상기 공극부를 면하는 면에 배치된 발광 소자를 구비하고,
    상기 케이스의 공극부는, 상기 중력 방향의 변화에 의해, 상기 전동체를 상기 한 쌍의 수광 소자 중 어느 하나와 겹치는 한 쌍의 차광 위치와, 상기 발광 소자와 겹치고 상기 한 쌍의 수광 소자 중 어느 것과도 겹치지 않는 중립 위치와, 상기 발광 소자 및 상기 한 쌍의 수광 소자 중 어느 것과도 겹치지 않는 도립 위치로 이동시키는 형상이 되고,
    상기 4개의 위치를 포함하는 상기 전동체의 구름 이동면은 상기 회로 기판의 실장면에 평행하고,
    상기 기판은 상기 한 쌍의 수광 소자 및 상기 발광 소자가 배치된 면과는 반대측의 면에 상기 회로 기판에 대해 면실장하기 위한 복수의 단자가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 경사 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 케이스의 공극부의 상기 기판과는 반대측의 면에 상기 발광 소자로부터의 광을 반사하는 반사면을 구비한 커버가 접합되어 있는, 경사 센서.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 커버의 반사면은 반사막에 의해 구성되어 있는, 경사 센서.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판에 있어서의 상기 공극부를 면하는 면에는, 상기 한 쌍의 수광 소자 및 상기 발광 소자를 각각 다이본딩하기 위한 배선 패턴이 형성되어 있고, 이들 배선 패턴은 상기 기판의 배면까지 연장되어 상기 복수의 단자를 구성하고 있는, 경사 센서.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판에 있어서의 상기 공극부를 면하는 면에는, 상기 한 쌍의 수광 소자 및 상기 발광 소자가 각각 다이본딩된 배선 패턴 및 상기 한 쌍의 수광 소자 및 상기 발광 소자에 대해 와이어를 통해 접속되는 배선 패턴이 형성되어 있고, 이들 배선 패턴은 상기 기판의 배면까지 연장되어 상기 복수의 단자를 구성하고 있는, 경사 센서.
  6. 회로 기판과, 상기 회로 기판의 실장면에 실장된 경사 센서를 포함하는 경사 센서의 실장 구조이며, 경사 센서는,
    공극부를 갖는 케이스와,
    상기 케이스의 공극부에 이동 가능하게 수납된 원기둥 형상의 전동체와,
    상기 회로 기판의 실장면에 평행하게 실장되는 동시에, 상기 공극부를 면하는 면에 소정의 간격을 마련하여 한 쌍의 수광 소자가 이격 배치된 기판과,
    상기 한 쌍의 수광 소자에 대해 광을 조사하도록 상기 기판에 있어서의 상기 공극부를 면하는 면에 배치된 발광 소자를 구비하고,
    상기 케이스의 공극부는, 상기 회로 기판의 상기 실장면 내에 있어서의 회전에 기초하여, 상기 전동체를 중력에 의해, 상기 한 쌍의 수광 소자 중 어느 하나와 겹치는 한 쌍의 차광 위치와, 상기 발광 소자와 겹치고 상기 한 쌍의 수광 소자의 어느 것과도 겹치지 않는 중립 위치와, 상기 발광 소자 및 상기 한 쌍의 수광 소자의 어느 것과도 겹치지 않는 도립 위치로 이동시키는 형상이 되고,
    상기 4개의 위치를 포함하는 상기 전동체의 구름 이동면은 상기 회로 기판의 실장면에 평행하고,
    상기 기판은 상기 한 쌍의 수광 소자 및 상기 발광 소자가 배치된 면과는 반대측의 면에 상기 회로 기판에 대해 면실장하기 위한 복수의 단자가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 경사 센서의 실장 구조.
  7. 제6항에 있어서, 상기 케이스의 공극부의 상기 기판과는 반대측의 면에 상기 발광 소자로부터의 광을 반사하는 반사면을 구비한 커버가 접합되어 있는, 경사 센서의 실장 구조.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 커버의 반사면은 반사막에 의해 구성되어 있는, 경사 센서의 실장 구조.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 기판에 있어서의 상기 공극부를 면하는 면에는, 상기 한 쌍의 수광 소자 및 상기 발광 소자를 각각 다이본딩하기 위한 배선 패턴이 형성되어 있고, 이들 배선 패턴은 상기 기판의 배면까지 연장되어 상기 복수의 단자를 구성하고 있는, 경사 센서의 실장 구조.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 기판에 있어서의 상기 공극부를 면하는 면에는, 상기 한 쌍의 수광 소자 및 상기 발광 소자가 각각 다이본딩된 배선 패턴 및 상기 한 쌍의 수광 소자 및 상기 발광 소자에 대해 와이어를 통해 접속되는 배선 패턴이 형성되어 있고, 이들 배선 패턴은 상기 기판의 배면까지 연장되어 상기 복수의 단자를 구성하고 있는, 경사 센서의 실장 구조.
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