TWI420109B - 運動感測器 - Google Patents

Description

運動感測器

本發明涉及一種運動感測器，尤其涉及一種應用於可擕式電子產品之運動感測器。

隨著科技之進步，運動感測器被廣泛應用於電子產品中，以感測電子產品之運動。例如很多現有之相機、攝像機內部都會裝設一運動感測器，以感測相機、攝像機在拍攝時之抖動，而相機或者攝像機根據感測到之抖動量，通過抖動補償結構結合軟體控制減小抖動對拍攝造成之影響。然，現有運動感測器，一般結構都較複雜，價格昂貴。

有鑒於此，有必要提供一種具有簡單結構之運動感測器。

一種運動感測器，其包括一基座，一固定設置於所述基座內之第一電容電極，一相對於所述第一電容電極彈性設置且與所述第一電容電極隔開之第二電容電極。所述第一電容電極包括多個相互隔開之第一電容電極片，所述第二電容電極包括多個相互隔開之第二電容電極片。所述多個第二電容電極片分別對應所述多個第一電容電極片並與相對應之第一電容電機片構成一電容。在所述運動感應器被晃動時，所述多個第二電容電極相對對應之第一電 容電極發生偏移，從而使由所述多個第二電容電極與對應第一電容電極構成之電容之參數發生變化。

所述之運動感測器，利用電容之變化來感測運動，其結構簡單，組裝容易。

100‧‧‧運動感測器

10‧‧‧基座

11‧‧‧底板

111‧‧‧影像感測器

112‧‧‧外側面

113‧‧‧安裝部

1131‧‧‧安裝槽

114‧‧‧彈性桿

1141‧‧‧定位片

115‧‧‧連接片

1151‧‧‧第一連接片

1152‧‧‧第二連接片

13‧‧‧內壁

131‧‧‧第一突起部

14‧‧‧插槽

20‧‧‧第一電容電極

21‧‧‧第一電容電極片

30‧‧‧第二電容電極

31‧‧‧電極固定盤

311‧‧‧安裝孔

3111‧‧‧定位槽

32‧‧‧第二電容電極片

33‧‧‧凸台

331‧‧‧第二突起部

40‧‧‧蓋體

41‧‧‧蓋板

42‧‧‧插腳

50‧‧‧磁性復位件

51‧‧‧第一環形磁鐵

511‧‧‧第一凹槽

52‧‧‧第二環形磁鐵

521‧‧‧第二凹槽

圖1係本發明之運動感測器之分解圖。

圖2係圖1之運動感測器之另一角度之分解圖。

圖3係圖1之運動感測器組裝後之示意圖。

下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。

請參閱圖1及圖2，所示為本發明之運動感測器100之分解圖，所述運動感測器100包括一基座10，一固定設置於所述基座10內之第一電容電極20，一相對於所述第一電容電極20彈性設置且與所述第一電容電極20隔開之第二電容電極30，以及一與所述基座10相連用於封閉所述第一電容電極20以及所述第二電容電極30之蓋體40。

所述基座10包括一底板11，一方形之外壁12以及一圓形之內壁13。所述底板11包括一內側面111以及一與所述內側面111相背之外側面112。所述外壁12沿所述底板11之外緣在所述內側面111上垂直延伸而成。所述內壁13垂直設置在所述底板11之內側面111一側，並被所述外壁12圍繞。所述內壁13構成所述外壁12之內切圓。所述外壁13分別在其每個拐角處與所述內壁13圍成一插槽14。 所述內壁13之內側面設置有多個第一突起部131。所述底板11之內側面111上形成有一安裝部113，所述安裝部113被所述內壁13環繞。所述安裝部113包括多個呈圓環狀開設於所述底板11內側面111上之安裝槽1131，所述多個安裝槽1131相互按一定距離間隔排列。本實施方式中，所述安裝槽1131排列形成圓環或多個同心之圓環(圖中為三個同心之圓環)。所述內側面111之中心位置還固定設置有一彈性桿114，所述彈性桿114之頂端與所述第二電容電極30相連且可在一定範圍內彈性擺動。所述彈性桿114之頂端還設置有多個定位片1141，用於定位所述第二電容電極30。所述底板11之外側面112設置有多個電連接至所述第一電容電極20及第二電容電極30之連接片115。所述連接片115包括多個用於連接所述第一電容電極20之第一連接片1151以及多個用於連接所述第二電容電極30之第二連接片1152，所述第一連接片1151與所述第二連接片1152之間並排設置。

所述第一電容電極20包括多個相互隔開之第一電容電極片21，所述多個第一電容電極片21分別固設於所述安裝部113之對應安裝槽1131內。所述多個第一電容電極片21可通過所述第一連接片115連接一第一電極(圖未示)。

所述第二電容電極30包括一電極固定盤31以及多個固定於所述電極固定盤31上之第二電容電極片32，所述多個第二電容電極片32排列成一圓環或多個同心之圓環(圖中所示為一圓環)。所述電極固定盤31中心位置開設有一安裝孔311，所述電極固定盤31通過所述安裝孔311安裝於所述彈性桿114之頂端。所述安裝孔311 之內側壁上開設有多個對應於所述定位片1141之定位槽3111，所述定位片1141分別插入對應之定位槽3111用於定位所述電極固定盤31及限制所述電極固定盤31之轉動。所述第二電容電極片32固定於所述電極固定盤31朝向所述第一電容電極20之一側表面上。所述多個第二電容電極片32可通過所述彈性桿114及所述第二連接片1152連接一第二電極(圖未示)，所述第二電極與所述第一電極極性相異。本實施方式中，所述多個第二電容電極片32分別正對固定於所述中間環形安裝槽1131內之多個第一電容電極片21。所述電極固定盤31之另一側表面上形成有一凸台33，所述凸台33之側壁上呈中心對稱分佈有多個第二突起部331。

所述運動感測器100還包括一磁性復位件50，用於提供所述第二電容電極30之回復力。所述磁性復位件50包括一第一環形磁鐵51以及一設置於所述第一環形磁鐵51內且與所述第一環形磁鐵51內側壁呈一定間隔之第二環形磁鐵52。所述第一環形磁鐵51緊貼所述內壁13設置，其朝向所述基座10之底板11之端緣開設有多個對應於所述第一突起部131之第一凹槽511。當所述第一環形磁鐵51與所述內壁13緊貼設置時，所述第一突起部131分別插入對應之第一凹槽511內。所述第二環形磁鐵52套設於所述電極固定盤31之凸台33上，其內側壁開設有多個對應於所述第二突起部331之第二凹槽521，當所述第二環形磁鐵52套設於所述凸台33上時，所述多個第二突起部331分別插入對應之第二凹槽521內。所述第一環形磁鐵51之內側面所在磁極與所述第二環形磁鐵52之外側面所在磁極相同。

所述蓋體40包括一方形蓋板41以及多個對應於所述插槽14設置於蓋板41四角之插腳42。當所述蓋體40與所述基座10連接時，所述插腳10分別插入對應之插槽14內。

請參閱圖3，組裝完成後之運動感測器100，其多個第二電容電極片32分別正對多個第一電容電極片21，組成多個平行板電容器。本實施方式中，所述多個第一電容電極片21與多個第二電容電極片32連接相應之電極充電一段時間之後，所述第一電容電極片21與多個第二電容電極片32分別與相應之電極斷開，此時，每一第二電容電極片32與其正對之第一電容電極片21之間分別具有固定之電量。根據平行板電容器之計算公式：C=εS/d(ε為電容兩極板間介質之介電常數，S為兩極板間之正對面積，d為兩極板之相對間距)，可知平行電容器之電容與兩極板之正對面積成正比，而與兩極板之相對間距成反比。而平行板電容器之電容C，極板間電壓U，以及所容納之電量Q之間存在如下關係：U=Q/C，可知平行板電容器兩極板間之電壓與其電容成反比，與其電量成正比。

請參閱圖1至圖3，所述運動感測器100之工作原理如下：當沒有晃動發生時，所述第二電容電極片32分別正對所述中間一圈第一電容電極片21。所述第一電容電極片21與所述第二電容電極片32之間具有對應之電容。當所述第一電容電極片21與所述第二電容電極片32之間有晃動發生時，所述第二電容電極片32偏離對應之第一電容電極片21，所述第二電容電極片32與對應電容電極片21之正對面積發生變化，因此所述第一電容電極21與所述第二電容 電極32之間之電容值會發生變化。由於每一第二電容電極片32與對應之第一電容電極片21之間之電量為恒定值，因此其第二電容電極片32與對應之第一電極片21之間電壓會隨著電容之變化而變化，通過記錄所述每一第二電容電極片32與對應之第一電容電極片21之間之電壓變化情況可以分析出所述運動感測器100晃動之方向及晃動之程度。記錄及分析所述每一第二電容電極片32與對應之第一電容電極片21之間之電壓變化情況可由相應功能之積體電路晶片(圖未示)完成。當晃動結束時，所述第二電容電極30可在所述彈性桿114之彈力以及所述第一環形磁鐵51對所述第二環形磁鐵52之斥力之作用下回復至原位置，所述多個第二電容電極片32重新對正多個對應之第一電容電極片21。

本發明之運動感測器，利用電容之變化來感測運動，其結構簡單，組裝容易。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧運動感測器

10‧‧‧基座

11‧‧‧底板

111‧‧‧影像感測器

113‧‧‧安裝部

1131‧‧‧安裝槽

114‧‧‧彈性桿

1141‧‧‧定位片

13‧‧‧內壁

131‧‧‧第一突起部

14‧‧‧插槽

20‧‧‧第一電容電極

21‧‧‧第一電容電極片

30‧‧‧第二電容電極

311‧‧‧安裝孔

3111‧‧‧定位槽

33‧‧‧凸台

331‧‧‧第二突起部

40‧‧‧蓋體

41‧‧‧蓋板

42‧‧‧插腳

50‧‧‧磁性復位件

51‧‧‧第一環形磁鐵

511‧‧‧第一凹槽

52‧‧‧第二環形磁鐵

521‧‧‧第二凹槽

Claims (10)

1. 一種運動感測器，其改進在於包括：一基座，一固定設置於所述基座內之第一電容電極，一相對於所述第一電容電極彈性設置且與所述第一電容電極隔開之第二電容電極，以及一磁性復位件，所述第一電容電極包括多個相互隔開之第一電容電極片，所述第二電容電極包括多個相互隔開之第二電容電極片，所述多個第二電容電極片分別對應所述多個第一電容電極片並與相對應之第一電容電機片構成一電容，在所述運動感應器被晃動時，所述多個第二電容電極相對對應之第一電容電極發生偏移，從而使由所述多個第二電容電極與對應第一電容電極構成之電容之參數發生變化；該磁性復位件包括一第一環形磁鐵以及一設置於所述第一環形磁鐵內且與所述第一環形磁鐵內側壁呈一定間隔的第二環形磁鐵，該第一環形磁鐵固定於所述基座上，所述第二環形磁鐵固定於該第二電容電極上，所述第一環形磁鐵的內側面所在磁極與所述第二環形磁鐵的外側面所在磁極相同，用於提供所述第二電容電極的回復力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之運動感測器，其中，所述基座包括一底板，一方形之外壁以及一圓形之內壁，所述外壁沿所述底板之外緣垂直延伸而成，所述內壁垂直設置在所述底板與所述外壁相同之一側，並被所述外壁圍繞，所述內壁構成所述外壁之內切圓，所述之外壁分別在其每個拐角處與所述內壁圍成一插槽，所述內壁之內側面設置有多個第一突起部。
3. 如申請專利範圍第2項所述之運動感測器，其中，所述底板包括一內側面以及一與所述內側面相背之外側面，所述底板之內側面上形成有一安裝部，所述安裝部被所述內壁環繞，所述安裝部包括開設於所述底板內側面上之安裝槽，所述安裝槽呈一或多個圓環狀並按一定距離間隔排列，所述多個第一電容電極片分別固定設置於所述安裝槽內。
4. 如申請專利範圍第3項所述之運動感測器，其中，所述內側面之中心位置固定設置有一彈性桿，所述第二電容電極固定於所述彈性桿之頂端與且可隨所述彈性桿在一定範圍內彈性擺動，所述彈性桿之頂端設置有多個定位片，用於定位所述第二電容電極。
5. 如申請專利範圍第3項所述之運動感測器，其中，所述外側面設置有多個電連接至所述第一電容電極及第二電容電極之連接片，所述連接片包括多個用於連接所述第一電容電極之第一連接片以及多個用於連接所述第二電容電極之第二連接片，所述第一連接片與所述第二連接片之間並排設置。
6. 如申請專利範圍第4項所述之運動感測器，其中，所述第二電容電極包括一電極固定盤，所述多個第二電容電極片呈環狀固定於所述電極固定盤朝向所述第一電容電極片之一側表面上。
7. 如申請專利範圍第6項所述之運動感測器，其中，所述電極固定盤中心位置開設有一安裝孔，所述電極固定盤通過所述安裝孔安裝於所述彈性桿之頂端，所述安裝孔之內側壁上開設有多個對應於所述定位片之定位槽，所述定位片分別插入對應之定位槽，用於定位所述電極固定盤及限制所述電極固定盤之轉動，所述第二電容電極片固定於所述電極固定盤朝向所述第一電容電極之一側 表面上。
8. 如申請專利範圍第6項所述之運動感測器，其中，所述電極固定盤遠離所述第二電容電極片之一側表面上形成有一凸台，所述凸台之側壁上呈中心對稱分佈有多個第二突起部。
9. 如申請專利範圍第8項所述之運動感測器，其中，所述第一環形磁鐵緊貼所述內壁設置，其朝向所述基座之底板之端緣開設有多個對應於所述第一突起部之第一凹槽，所述第一突起部分別插入對應之第一凹槽內，所述第二環形磁鐵套設於所述電極固定盤之凸臺上，其內側壁開設有多個對應於所述第二突起部之第二凹槽，所述多個第二突起部分別插入對應之第二凹槽內。
10. 如申請專利範圍第2項所述之運動感測器，其中，所述運動感測器包括一與所述基座相連用於封閉所述第一電容電極以及所述第二電容電極之蓋體，所述蓋體包括一正方形蓋板以及多個對應於所述插槽設置於蓋板四角之之插腳，所述插腳分別插入對應之插槽內。