专利名称：倾斜传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测例如，诸如数字照相机或手机的装置的倾斜的倾斜传感器。
背景技术：
图12和13说明了常规倾斜传感器的一个实例(见JP-A-2007-139643)。图示的 倾斜传感器X包括衬底91、壳体92、盖93、一对光接收元件94A和94B、发光元件95和圆柱 形滚动部件96。光接收元件94A、94B和发光元件95安装在衬底91的正表面上，并且由壳 体92封装。壳体92和盖93形成空间92a，发光元件95向其中发射光。随后，光可能被壳 体92的内壁表面反射多次，直到其到达光接收元件94A和94B。滚动部件96被配置成在空 间92a内滚动。衬底91在其背表面上形成有用于将倾斜传感器表面安装到例如电路板上 的端子。 图13说明了倾斜传感器X处于直立位置，并且滚动部件96由于重力而位于最低 位置的状态。在此位置下，滚动部件96遮住发光元件95，阻挡从发光元件95发射的光。由 此，来自元件95的光不能到达左和右侧光接收元件94A、94B。 当倾斜传感器X向左侧倾斜时(即，在图13中逆时针转动)，滚动部件96将在空 间92a中移动并且到达滚动部件96遮住左侧光接收元件94A的位置。在此状态下，从发光 元件95发射的光被右侧光接收元件94B接收，但不被左侧光接收元件94A接收。同样地， 当倾斜传感器X从直立位置(图13中所示)向右倾斜时，滚动部件96将遮住右侧光接收 部件94B，并且来自发光元件95的光仅被左侧光接收元件94A接收。 倾斜传感器X可被加入至设置有用户可通过其观看视觉信息的显示单元的手机 中。使用这种手机，能够基于倾斜传感器X的倾斜检测作出调整显示图像的方向的安排。由
此，即使在手机被用户倾斜时，用户也可以观看到处于正确位置的校正图像。
常规倾斜传感器X仍可以在以下方面进行改进。如图12中可以看出，容纳滚动部 件96的空间92a堆叠在容纳光接收元件94A、94B和发光元件95的空间上。因此，倾斜传 感器X的总厚度必然比光接收元件94A、94B(或发光元件95)的高度和滚动部件96的长度 的总和大很多。这成为提供紧密倾斜传感器的障碍。
发明内容
已经在上述情况下提出了本发明。因此，本发明的目的是提供比常规倾斜传感器 更为紧密的倾斜传感器。 根据本发明，提供了一种倾斜传感器，包括安装板；与安装板间隔开的盖板；布 置在安装板的正表面上的发光元件和一对光接收元件；在安装板和盖板之间布置的用于容 纳发光元件和光接收元件的壳体，壳体形成有由发光元件和光接收元件围绕的内部空间； 和可移动地容纳在内部空间中以采取完全光屏蔽位置、部分光屏蔽位置和非光屏蔽位置中 的任何一个位置的滚动部件。该完全光屏蔽位置为滚动部件阻挡从发光元件发射的光使得 光不能到达任一个成对的光接收元件的位置。该部分光屏蔽位置为滚动部件阻挡从发光元件发射的光使得光仅到达成对的光接收元件之一的位置。该非光屏蔽位置为滚动部件不阻 挡从发光元件发射的光使得光可以到达成对的光接收元件两者的位置。 优选地，本发明的倾斜传感器可进一步包括形成在盖板上并暴露于内部空间的反 射膜。 优选地，本发明的倾斜传感器可进一步包括形成在安装板上的接地端子。在此情 况下，反射膜和壳体可以由导电材料制成，使得接地端子经由壳体与反射膜电连接。
优选地，壳体可包括面向盖板的面对表面(facing surface)，并且反射膜形成有 与面对表面重叠的裂隙。 优选地，本发明的倾斜传感器还进一步包括容纳光接收元件和发光元件之一的容 纳空间。在此情况下，上述裂隙从面对表面向外延伸到容纳空间。
优选地，壳体可包括面向盖板的面对表面，并且形成有凹槽。 优选地，本发明的倾斜传感器可进一步包括与内部空间相连并且容纳成对的光接 收元件之一的容纳空间。在此情况下，光屏蔽部件可沿内部空间和容纳空间之间的界面以 使其与安装板的正表面间隔开的方式设置。 优选地，本发明的倾斜传感器可进一步包括与内部空间相连并且容纳发光元件的 容纳空间。在此情况下，光屏蔽部件可沿内部空间和容纳空间之间的界面以使其与安装板 的正表面间隔开的方式设置。 参照附图从以下给出的详细说明中，本发明的其他特征和优点将变得更为显而易见。
图1是说明根据本发明的第一实施例的倾斜传感器的透视图； 图2是沿图1中的线II-II做出的剖视图； 图3是沿图2中的线III-III做出的剖视图； 图4是沿图2中的线IV-IV做出的剖视图； 图5是沿图2中的线V-V做出的剖视图； 图6是显示盖板和反射膜的平面图； 图7是说明处于其中滚动部件位于部分光屏蔽位置的状态下的倾斜传感器的剖 视图； 图8是说明处于其中滚动部件位于另一部分光屏蔽位置的状态下的倾斜传感器 的剖视图； 图9是说明处于其中滚动部件位于完全光屏蔽位置的状态下的倾斜传感器的剖 视图； 图10是说明根据本发明的第二实施例的倾斜传感器的剖视图；
图11是说明根据本发明的第三实施例的倾斜传感器的剖视图；
图12是说明常规倾斜传感器的剖视视图；以及
图13是说明常规倾斜传感器的正视图。
具体实施例方式以下参照
本发明的优选实施例。
图1-9说明根据本发明的第一实施例的倾斜传感器Al。 如图1所示，倾斜传感器Al可被表面安装到直立或基本上直立的电路板S上以检 测在倾斜检测目标平面内电路板的倾斜X，S卩，该平面包含电路板S的正表面。在此实施例 中，倾斜传感器A1具有大约3. 3mmX3. 3mm的大小和大约0. 8mm的厚度。如图2_4中所示， 倾斜传感器Al包括安装板1、壳体2、发光元件4、一对光接收元件5A和5B、滚动部件6、盖 板9和反射膜12。在图3-5中，滚动部件6由虚线表示。图6说明了在从盖板9的法线方 向上看去的盖板9和反射膜12。为了便于理解，反射膜12由阴影表示，而壳体2和滚动部 件6由虚线表示。 如图3和4所示，安装板1是矩形绝缘衬底，并且由玻璃纤维增强环氧树脂制成。 在本实施例中，安装板1具有大约3. 3mmX3. 3mm的大小和大约0. 2mm的厚度。安装板1形 成有由例如Cu-Ni-Au镀层制成的布线图。布线图包括形成在安装板1的正表面和背表面 上的部分和将正面和背面部分电连接的通孔部分。发光元件4和光接收元件5A和5B粘合 在安装板1的正表面上的布线图部分上。安装板1背表面上的布线图部分用作将倾斜传感 器Al表面安装到电路板S上的端子。如图3和4所示，安装板1的正表面10上形成有镀 层11。镀层11连接到安装板1上的与电路板S的地线电连接的一部分布线图。
发光元件4是例如发射红外光的发光二极管，并且紧邻安装板1的一侧布置。在 本实施例中，发光元件4具有大约0. 25mmX0. 25mm的大小。 光接收元件5A和5B可为光电晶体管。在接收到红外光时，光接收元件5A和5B 产生与接收到的光量相对应的光电动势，并且产生电流。如图2所示，光接收元件5A和5B 紧邻安装板l的两相对侧布置，以相互间间隔开。在本实施例中，光接收元件5A和5B具有 大约0. 6mmX0. 4mm的大小。 壳体2可为长方体形状，并且由例如环氧树脂制成。可选地，壳体2可由导电材料 制成。壳体2具有大约3. 3mmX3. 3mm的大小和大约0. 6mm的厚度。如图4所示，壳体2与 镀层ll部分接触。 盖板9为矩形，并且由诸如环氧树脂的绝缘材料制成。 安装板1被粘合到壳体2的一侧(图3禾P 4中的下侧)，而盖板9由粘合剂8粘 合到壳体2的另一侧(图3和4中的上侧)。壳体2形成有主空间3和容纳空间22、23A、 23B，并且这些空间被安装板1和盖板9包围。由此，可以认为空间3由壳体2的内侧表面 20、安装板1的内表面10和盖板9的内表面9a形成。壳体2具有面对盖板9的内表面9a 的面对表面21。面对表面21连接到壳体2的内侧表面20。 如图2和4所示，发光元件4在容纳空间22中布置。容纳空间22和空间3之间 的界面用作发光端口 22a。从发光元件4发射的光通过发光端口 22a进入空间3。
如图2和3所示，光接收元件5A和5B分别布置在容纳空间23A和23B中。容纳 空间23A和空间3之间的界面用作光入射端口 23Aa。类似地，容纳空间23B和空间3之间 的界面用作光入射端口 23Ba。光通过光入射端口 23Aa和23Ba从空间3进入容纳空间23A 和23B以到达光接收元件5A和5B。 滚动部件6以可根据倾斜传感器Al的姿势在空间3中移动到预定位置的方式布 置在空间3中。如图2所示，空间3通常是矩形的，并且具有大约1.3mmX1.3mm的大小。发 光端口 22a和光入射端口 23Aa和23Ba位于空间3的矩形的四个顶点中的三个顶点处。
如图3-6所示，反射膜12形成在盖板9的内表面9a上。部分反射膜12暴露于空间3。反射膜12具有由例如Cu层、Ni层和Au层形成的层状结构。从发光元件4发射的光可由反射膜12反射，并且被引导至光接收元件5A、5B。如图4-6所示，反射膜12在面向壳体2的面对表面21的位置处形成有裂隙12a。如图6所示或平面上看去，每一个裂隙12a从面对表面21向外延伸以与容纳空间22、23A或23B重叠。如图3和4所示，裂隙12a填充有粘合剂8。 如图3-6所示，光屏蔽板7设置在反射膜12的内表面上。光屏蔽板7在位置上与发光端口 22a和光入射端口 23Aa和23Ba(见图6)相对应，换言之，在位置上与主空间3和容纳空间22、23A、23B之一之间的界面相对应。每一个光屏蔽板7向下突出预定距离，以与安装板l的内表面相间隔开。如图5所示，例如，在滚动部件6保持与安装板1相接触时，在滚动部件6和盖板9之间存在间隙13。当从平面方向(与安装板1或盖板9的内表面平行)看时，每一个光屏蔽板7可重叠并封闭间隙13。为了这个目的，每一个光屏蔽板7的突出长度被设置足够大以使光屏蔽板7与滚动部件6的至少一部分重叠。光屏蔽板7可由Cu制成。可选地，光屏蔽板7可由树脂制成。
以下将说明倾斜传感器A1的工作方式。 图2说明了处于初始直立(或基本上直立)姿势下的倾斜传感器A1。应该注意到在图2和图7-9中地球引力向下作用。在图2所示的初始状态下，空间3中的滚动部件6位于与发光端口 22a相对的位置。该位置被称为非光屏蔽位置60。在此状态下，从发光元件4发射的光通过发光端口 22a进入空间3。随后，光可在空间3中被反复反射，并且通过光入射端口 23Aa和23Ba到达光接收元件5A和5B两者。当检测到光时，光接收元件5A和5B输出相对应的信号("光接收信号")。由此，当光接收信号从光接收元件5A和5B两者输出时，确定滚动部件6处于非光屏蔽位置60， S卩，倾斜传感器Al处于图2所示的初始直立位置。 当倾斜传感器Al从图2所示的初始状态逆时针转动90度时，倾斜传感器Al采取图7所示的姿势。在此状态下，滚动部件6处于面对光入射端口 23Aa的位置。在下文中，该位置被称为部分光屏蔽位置61A。在此状态下，光入射端口 23Aa被滚动部件6封闭。由此，从发光元件4发射的光仅通过光入射端口 23Ba到达光接收元件5B，而不到达光接收元件5A。由此，当光接收信号仅从光接收元件5B输出时，确定滚动部件6位于部分光屏蔽位置61A，S卩，倾斜传感器A1已经处于图7所示的姿势。 当倾斜传感器Al从图2所示的状态顺时针旋转90度时，倾斜传感器Al采取图8所示的姿势。在此状态下，滚动部件6位于面对光入射端口23Ba的位置。此位置也被称为部分光屏蔽位置61B。在此状态下，光入射端口 23Ba被滚动部件6封闭。由此，从发光元件4发射的光仅通过光入射端口 23Aa到达光接收元件5A，而不到达光接收元件5B。由此，当光接收信号仅从光接收元件5A输出时，确定滚动部件6位于部分光屏蔽位置61B，即，倾斜传感器Al采取图8所示的姿势。 当倾斜传感器A1从图2所示的状态转动180度时，倾斜传感器A1采取图9所示的姿势。在此状态下，滚动部件6处于面对发光端口 22a的位置。在下文中，该位置被称为完全光屏蔽位置62。在此状态下，发光端口22a被滚动部件6封闭。由此，从发光元件4发射的光完全被滚动部件6阻挡，使得光既不到达光接收元件5A，也不到达光接收元件5B。由此，当没有光接收信号从光接收元件5A或光接收元件5B输出时，确定滚动部件6位于完全光屏蔽位置62，即，倾斜传感器Al采取图9所示的姿势。
上述倾斜传感器Al具有以下优点。 在倾斜传感器Al中，发光元件4、成对的光接收元件5A和5B以及滚动部件6被布置成在包含在与倾斜检测目标平面平行的共有平面中的方向上相互间隔开。因此，使倾斜传感器A1的总厚度基本上等于安装板1的厚度、盖板9的厚度以及发光元件4、成对的光接收元件5A、5B和滚动部件6中最高的一个的高度的总和。结果，可使倾斜传感器A1的厚度比常规倾斜传感器(图12和13)的厚度小。另外，由于主空间3基本上为矩形(也就是，空间3具有四个几何上可分辨的角)，可以准确确定滚动部件60位于非光屏蔽位置60、部分光屏蔽位置61A、61B或是完全光屏蔽位置62。在制造倾斜传感器Al时，盖板9被简单地粘合到壳体2上，也就是，没有必要集成
地铸造壳体2和盖板9。由此，倾斜传感器Al可通过简单的工艺制造。 反射膜12形成在盖板9上，由此防止从发光元件4发射的光被盖板9吸收。因此，
光接收元件5A和5B可接收大量光，导致从光接收元件5A和5B产生高输出。 当使用倾斜传感器Al时，滚动部件6可响应于倾斜而在空间3中滚动多次。当滚
动部件6滚动时，可能由于摩擦在滚动部件6和反射膜12或壳体2之间产生静电。然而，
由于壳体2与和地线电连接的镀层11相接触，因此不会蓄积静电。另外，滚动部件6可在
每次其接触壳体2时放电。由此，不会在滚动部件6处蓄积过多静电。因此，滚动部件6不
会由于静电而在空间3中不能移动。 在通过使用粘合剂8粘合盖板9和壳体2时，粘合剂8被反射膜12的表面和壳体2的面对表面21挤压进入裂隙12a。由此，可防止粘合剂8进入空间3。由此，可防止滚动部件6由于接触粘合剂8而变得不能移动。由于当从平面上看去每一个裂隙12a足够长以与容纳空间22、23A或23B重叠，因此大量粘合剂8被导入裂隙中，使得可靠地防止粘合剂进入空间3。 在将盖板9与壳体2粘合时，盖板9相对于壳体2的位置可以略微偏离正确的位置。即使在这种情况下，当从平面上看去，裂隙12a仍与容纳空间22、23A或23B可靠地重 当滚动部件6位于部分光屏蔽位置61A或61B处时，设置在容纳空间23A或23B处的光屏蔽板7防止光通过盖板9和滚动部件6之间形成的间隙进入容纳空间23A或23B中。由此，可靠地实现了光屏蔽。 类似地，当滚动部件6位于完全光屏蔽位置62处时，设置在容纳空间22处的光屏蔽板7防止从发光元件4发射的光通过盖板9和滚动部件6之间形成的间隙进入空间3。由此，可靠地实现适当的光屏蔽。 图10和11说明了根据本发明的其他实施例的倾斜传感器。在这些附图中，与根据第一实施例的倾斜传感器的元件等同或类似的元件由与第一实施例所用相同的附图标记指示。 图10是与图4相对应的剖视图，其说明了根据本发明的第二实施例的倾斜传感器A2。倾斜传感器A2在以下方面与第一实施例的倾斜传感器A1不同。倾斜传感器A2的反射膜12没有形成有裂隙12a。而是，倾斜传感器A2的壳体2形成有凹槽28。凹槽具有与根据第一实施例的倾斜传感器A1的裂隙12a相同的功能。 倾斜传感器A2的光屏蔽板7具有在平面方向上延伸的半圆形表面。在本实施例 中，当从平面方向看去，光屏蔽板7与当滚动部件接触安装板1时在盖板9和滚动部件6之 间形成的间隙13重叠。本实施例的布置提供了与第一实施例相同的优点。
图11是与图5相对应的剖视图，其说明了根据本发明的第三实施例的倾斜传感器 A3。倾斜传感器A3与第一实施例的倾斜传感器Al不同之处在于光屏蔽板7不与盖板9相 连。如图11所示，光屏蔽板7与壳体2相连，并且不形成在反射膜12上。本实施例的光屏 蔽板7可在铸造壳体2时集成地形成在壳体2上。当从平面方向上看去，本实施例的光屏 蔽板7同样与当滚动部件6接触安装板1时在盖板9和滚动部件6之间形成的间隙13重 叠。本实施例的布置提供了与第一实施例相同的优点。 本发明不限于前述实施例。根据本发明的倾斜传感器的每一部分的特定结构在设 计中可以许多方式进行变化。例如反射膜12可以与壳体2接触。采用此配置，静电电荷不 在反射膜12中蓄积。
权利要求
一种倾斜传感器，包括安装板；与所述安装板间隔开的盖板；布置在所述安装板的正表面上的发光元件和一对光接收元件；在所述安装板和所述盖板之间布置的用于容纳所述发光元件和所述光接收元件的壳体，所述壳体形成有由所述发光元件和所述光接收元件围绕的内部空间；和可移动地容纳在所述内部空间中以采取完全光屏蔽位置、部分光屏蔽位置和非光屏蔽位置中的任何一个位置的滚动部件，所述完全光屏蔽位置为所述滚动部件阻挡从所述发光元件发射的光使得光不能到达所述成对的光接收元件中任一个者的位置，所述部分光屏蔽位置为所述滚动部件阻挡从所述发光元件发射的光使得光仅到达所述成对的光接收元件之一的位置，所述非光屏蔽位置为所述滚动部件不阻挡从所述发光元件发射的光使得光到达所述成对的光接收元件两者的位置。
2. 如权利要求1所述的倾斜传感器，进一步包括形成在所述盖板上并且暴露于所述内 部空间的反射膜。
3. 如权利要求2所述的倾斜传感器，进一步包括形成在所述安装板上的接地端子，其 中所述发射膜和所述壳体由导电材料制成，并且所述接地端子经由所述壳体与所述反射膜 电连接。
4. 如权利要求2所述的倾斜传感器，其中所述壳体包括面对所述盖板的面对表面，并 且所述反射膜形成有与所述面对表面重叠的裂隙。
5. 如权利要求4所述的倾斜传感器，进一步包括容纳所述光接收元件和所述发光元件 中的一个元件的容纳空间，其中所述裂隙从所述面对表面向外延伸到所述容纳空间。
6. 如权利要求2所述的倾斜传感器，其中所述壳体包括面对所述盖板的面对表面，所 述面对表面形成有凹槽。
7. 如权利要求1所述的倾斜传感器，进一步包括与所述内部空间相连并且容纳所述 成对的光接收元件之一的容纳空间；和沿所述内部空间和所述容纳空间之间的界面设置并 且与所述安装板的所述正表面间隔开的光屏蔽部件。
8. 如权利要求1所述的倾斜传感器，进一步包括与所述内部空间相连并且容纳所述 发光元件的容纳空间；和沿所述内部空间和所述容纳空间之间的界面设置并且与所述安装 板的所述正表面间隔开的光屏蔽部件。
全文摘要
倾斜传感器包括安装板、盖、安装板上的发光元件和两个光接收元件。设置在安装板和盖之间的壳体形成有由发光元件和光接收元件围绕的内部空间。在内部空间中可移动的滚动部件可采取完全屏蔽位置、部分屏蔽位置和无屏蔽位置。在完全屏蔽位置处，滚动部件阻挡来自发光元件的光，使得光不能到达两个光接收元件。在部分屏蔽位置处，滚动部件阻挡光使得光仅到达两个光接收元件之一。在无屏蔽位置，滚动部件不阻挡光，使得光可以到达两个光接收元件。
文档编号G01C9/10GK101713651SQ20091017450
公开日2010年5月26日 申请日期2009年9月28日 优先权日2008年10月1日
发明者田沼裕辉 申请人:罗姆股份有限公司